体外循環回路の安全性の向上を実現する非観血式回路内圧推定方法の開発に関する研究

研究开发一种提高体外循环回路安全性的无创回路压力估算方法

基本信息

批准号：
21K08873
负责人：
住倉博仁
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo Denki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K08873/
关键词：
人工心肺 ECMO 圧力推定非観血変位測定

项目摘要

人工心肺やECMO等の体外循環回路を安全に管理する上で、回路内圧の測定は重要である。圧力測定方法は観血式が主であるが、圧力計を接続するためのコネクタにて血栓形成の可能性を有する。そこで我々は、回路に使用するチューブの変形から回路内圧を推定する方法を開発中である。しかし、チューブの変位量は微小であるため十分な推定精度が得られず、更に、粘弾性体であるチューブは、時間に依存し変位が増大するクリープ現象が生じる。本研究では、体外循環回路における回路内圧を非観血的に推定する方法を実現するために、微小なチューブの変位を精度良く測定する技術の確立と、チューブのクリープ特性を推定するための数理モデルの構築を目的とした。本年度は、回路内圧を陰圧とした場合の回路内圧の推定を行った。更に、画像処理を用いたチューブ変位の計測に関し検討を行った。（１）回路内圧を陰圧とした場合の回路内圧の推定光学式変位センサを組み込んだ治具を用いて、回路内圧を陰圧とした場合のチューブ変位を計測したところ、陽圧時と同様に回路内圧が一定でも変位が次第に増加するクリープ現象が生じた。ばねとダッシュポットからなる3要素モデルを用いた数理モデルにより回路内圧を推定した結果、陽圧時と同様に推定した回路内圧は初期の誤差は大きいものの時間経過で誤差は減少した。このことから、数理モデルを改良することで、チューブ変位から回路内圧を推定可能であることが示唆された。（２）画像処理によるチューブ変位の計測装置の小型化を目的とし、小型カメラにより撮影した画像を用いてチューブ変位の計測を試みた。小型カメラにてチューブ変位を撮影するための治具を作製し、撮影画像から画像処理によりチューブ変位を計測した結果、回路内圧の増加に対するチューブ変位の増加を画像より確認できた。このことから、小型カメラによる撮影画像から回路内圧を推定可能なことが示唆された。

循环内压力的测量对于安全管理诸如心肺机器和ECMO等体外循环电路的安全管理很重要。主要压力测量方法是一种侵入性方法，但是连接压力表的连接器具有凝块形成的可能性。因此，我们正在开发一种通过电路中使用的管的变形来估计内电路压力的方法。但是，管的位移量很小，因此无法获得足够的估计精度，此外，粘弹性管会导致蠕变现象，其中位移随时间依赖性而增加。在这项研究中，为了实现一种非侵入性估计体外循环回路的内部压力的方法，其目的是建立一种技术，以准确测量小管的位移，并构建一个数学模型来估计管子的蠕变特性。今年，我们估计内电路压力为负时内部电路压力。此外，还对使用图像处理进行了针对管位移的测量研究。（1）当使用电路中的内部压力时，当电路中的内部压力为负压力时，当电路中的内部压力是负压时，当电路中的内部压力为负压力时，测量了管位移，即使电路中的内部压力是恒定的，就像内部压力一样，即使内部压力是正压的，则位移逐渐增加。通过使用数学模型估算内部电路压力的结果，使用由弹簧和仪表盘组成的三元素模型，尽管内部电路压力的初始误差很大，但误差随时间降低，就像正压一样。这表明，通过改进数学模型，可以从试管位移中估算内部电路压力。（2）为了使设备通过图像处理测量管位移的设备，我们尝试使用用小型相机拍摄的图像来测量管位移。用小型相机制备用于照相管位移的夹具，并通过图像处理从照片的图像中测量管位移，因此，从图像中确认了电路内部压力增加的导管位移的增加。这表明可以从小型相机捕获的图像中估算内部电路压力。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

体外循環回路における非観血式圧力推定方法の開発―陰圧の推定に関する検討―

体外循环回路无创压力估算方法的发展 - 负压估算的研究 -

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
亀井修哉;住倉博仁;太田圭;本間章彦
通讯作者：
本間章彦

体外循環回路における非観血式圧力推定法の開発―クリープ現象の補償に関する検討―

体外循环回路无创压力估算方法的发展-蠕变现象补偿研究-

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
亀井修哉;住倉博仁;太田圭;本間章彦
通讯作者：
本間章彦

体外循環回路における非観血式圧力推定方法の開発―推定精度の向上に関する検討―

体外循环回路无创压力估算方法的开发-提高估算精度的研究-

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
亀井修哉;住倉博仁;太田圭;本間章彦
通讯作者：
本間章彦

DOI：
{{ item.doi }}
发表时间：
{{ item.publish_year }}
期刊：
{{ item.journal_name }}
影响因子：
{{ item.factor }}
作者：
{{ item.authors }}
通讯作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

住倉博仁其他文献

我が国における弁膜症治療の展望将来有望な自己組織からなる生体弁の開発研究

日本瓣膜性心脏病的治疗前景研究开发自体组织生物瓣膜，前景光明

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
武輪能明;中山泰秀;内藤敬嗣;住倉博仁;竹下大輔;飯塚慶;田中孝晴;妙中義之;巽英介
通讯作者：
巽英介

第2章金属系バイオマテリアル, 材料学シリーズ, よくわかる生体材料(田中, 順三, 角田, 方衛, 立石, 哲也)

第2章金属生物材料，材料科学系列，易于理解的生物材料（田中，纯三，角田，丰荣，立石，Tetsuya）

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
H. Motoyama;S. Ogawa;S. Miyagawa;Y. TAGAWA;塙隆夫;住倉博仁;塙隆夫
通讯作者：
塙隆夫

急性期脳梗塞患者における末梢血中多能性幹細胞（MUSE細胞）の動態解析

急性脑梗死患者外周血多能干细胞（MUSE细胞）动态分析

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
住倉博仁;大沼健太郎;花田　繁;築谷朋典;水野敏秀;本間章彦;向林　宏;小嶋孝一;武輪能明;巽　英介;堀恵美子，早川由美子，林　智秀，堀　聡，岡本宗司，柴田　孝，久保道也，堀江幸男，黒田康勝，出澤真理，黒田　敏
通讯作者：
堀恵美子，早川由美子，林　智秀，堀　聡，岡本宗司，柴田　孝，久保道也，堀江幸男，黒田康勝，出澤真理，黒田　敏