2025/07/27 更新

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ヒジカタ ワタル
土方 亘
HIJIKATA WATARU
所属
工学院 准教授
職名
准教授
プロフィール
最新の業績は東京工業大学T2R2に掲載されています.
http://t2r2.star.titech.ac.jp/cgi-bin/researcherpublicationlist.cgi?q_researcher_content_number=CTT100514739&alldisp=1&tab_yf=2016
外部リンク

学位

  • 博士(工学) ( 東京工業大学 )

研究分野

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 機械要素、トライボロジー

論文

  • New Findings on Pulsatile ECMO: Verification of the Potential to Improve Antithrombogenicity of a Membrane Oxygenator Using Pump-Generated Pulsatile Flow in an Innovative Animal Model. 査読 国際誌

    Hironobu Sakurai, Tatsuki Fujiwara, Katsuhiro Ohuchi, Wataru Hijikata, Daiki Toda, Yui Tanaka, Orolzod Bumerdene, Sayaka Suzuki, Takehiro Iwanaga, Tomoyuki Fujita

    Artificial organs   2025年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    BACKGROUND: Extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) provides mechanical circulatory and respiratory support. However, thrombus formation in the circuit can lead to hemorrhagic complications, requiring improvements in ECMO anti-thrombogenicity. Few studies have reported the effect of pulsatile flow on thrombus formation in ECMO circuits. This study evaluated how pulsatile flow affects thrombus formation inside the membrane oxygenator. METHODS: This study was conducted in pigs (n = 5) using an experimental model in which each pig was connected to two different ECMO circuits: one with steady flow (via the jugular vein and carotid artery) and the other with pulsatile flow (via the femoral vein and artery). The pulsatile waveform was generated as an upward sinusoidal waveform added to the baseline frequency. Both circuits were set to a mean flow rate of 2 L/min and operated for 4 h without anticoagulation. Thrombus formation in the membrane oxygenators was observed during and after circulation. The thrombus area was quantified using image analysis. RESULTS: All experiments were completed with stable hemodynamics. The pressure in the pulsatile circuit was confirmed to be a pulsatile waveform. The thrombus area in the steady flow circuits was 81.5%, 10.6%, 42.1%, 60.2%, and 96.7%, while those in the pulsatile flow circuits were 6.2%, 5.2%, 8.4%, 9.9%, and 65.8%, respectively. The thrombus area in the pulsatile flow circuit tended to be smaller than that in the steady flow circuit. CONCLUSIONS: Pulsatile flow with a specific waveform may reduce thrombus formation in membrane oxygenators, potentially enhancing the anti-thrombogenicity of ECMO circuits.

    DOI: 10.1111/aor.15043

    PubMed

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  • Self-powered mouthguard-type bite force sensor with wide dynamic range 査読 国際誌

    Kenta Ichikawa, Nobuhiro Yoda, Wataru Hijikata

    Measurement   249   117064 - 117064   2025年2月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.measurement.2025.117064

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  • Model-based design of a muscle mass for a biohybrid actuator 査読 国際誌

    HIJIKATA Wataru, LIU Jitong

    Journal of Biomechanical Science and Engineering   20 ( 2 )   24-00254 - 24-00254   2025年1月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Japan Society of Mechanical Engineers  

    Among soft actuators, biohybrid actuators constructed by the integration of living tissue and flexible materials, show superior properties of intrinsic softness, environmental compatibility, self-repair function over traditional actuators with rigid body. Skeletal muscles, one of the most frequently used biohybrid actuators, are considered ideal options for driving sources. Research on biohybrid actuators has focused on fabricating actuator entities by tissue-culturing or three-dimensional printing and assembling them. These techniques are well-developed. However, they lack the model-based design approach found in existing actuators that achieve specific performances. A muscle contraction model applicable to skeletal muscle actuators has been developed to model the response of skeletal muscle contraction to external electrical stimuli and has been shown to be reproducible. Therefore, we used this model as a basis to establish the design approach of the biohybrid actuator. The performance requirements for the skeletal muscle actuator depend specifically on the target application and size. As the first step in the design process, we set the muscle mass as a design parameter and the contractile force as a design specification, and then used the model to establish a design method that achieves the required contractile force for a muscle mass. The contractile forces of toad gastrocnemius muscles with different masses were used in the experiments to determine the parameters of the model, specifically those related to muscle mass, thus completing the design model. Subsequently, the muscle mass obtained by targeting the actual contractile force was compared with the actual muscle mass in a verification test, and the results confirmed the feasibility of the designed model. This is the first study that attempts to establish a biohybrid actuator design method, which could lead to significant development in this field.

    DOI: 10.1299/jbse.24-00254

    CiNii Research

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  • Model-based control of skeletal muscle using muscle-contraction models 査読 国際誌

    Mutsuki HAGIWARA, Takumi MOCHIDA, Wataru HIJIKATA

    Journal of Biomechanical Science and Engineering   19 ( 3 )   24-00017 - 24-00017   2024年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Japan Society of Mechanical Engineers  

    DOI: 10.1299/jbse.24-00017

    CiNii Research

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  • Development of implantable energy-harvesting system utilizing incomplete tetanus of skeletal muscle 査読 国際誌

    MOCHIDA Takumi, MATSUTANI Akihiro, HIJIKATA Wataru

    Journal of Biomechanical Science and Engineering   19 ( 3 )   23-00590 - 23-00590   2024年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Japan Society of Mechanical Engineers  

    Herein, an implantable energy-harvesting system utilizing the contraction of electrically stimulated skeletal muscle is proposed for self-sustainable batteries of implantable medical devices (IMDs) and health-monitoring devices. To achieve high energy conversion efficiency, a resonance generator utilizing the vibration of the skeletal muscle, called as incomplete tetanus, is proposed. Considering the multi-dynamics of muscle contraction, oscillator, and electrostatic induction, design parameters, such as the stimulation condition of the muscle and the mechanical characteristics of the resonance generator, are optimized. In the benchtop experiment, the power generated by the prototype is 20.48 μW. Moreover, a positive net power of 13.1 μW is generated in the ex vivo experiments using the skeletal muscles of toads; this power is sufficient to operate IMDs, thus demonstrating the feasibility of the proposed energy harvesting system using incomplete tetanus of the skeletal muscle.

    DOI: 10.1299/jbse.23-00590

    DOI: 10.1299/jbse.24-00254_references_DOI_Obd1V6RJtEncCphlnO5xg4hviyP

    CiNii Research

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  • Development of a Novel Axial Blood Pump With a Thrust Force Levitation Technology—Device Design and Levitation Experiments 査読

    Ryota Magari, Wataru Hijikata

    IEEE/ASME Transactions on Mechatronics   29 ( 1 )   499 - 509   2024年2月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)  

    DOI: 10.1109/tmech.2023.3290970

    CiNii Research

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23H00157/

  • Spiral groove bearing design for improving plasma skimming in rotary blood pumps

    Ming Jiang, Wataru Hijikata

    Journal of Artificial Organs   27 ( 3 )   212 - 221   2023年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>High-efficiency plasma skimming is hopeful to prevent hemolysis inside spiral groove bearings (SGBs) because it can exclude red blood cells from the ridge gap with a high shear force. However, no study reveals the shape design of SGBs to improve plasma skimming. Therefore, this study proposed and applied a groove design strategy to designing an optimal SGB for enhancing plasma skimming in a rotary blood pump (RBP). Initially, we proposed the design strategy that the shape of the groove for enhancing plasma skimming corresponds to the direction of blood flow in the ridge gap. Second, we visualized the cell flow in a specially designed experimental RBP to determine the direction of blood flow, which was helpful in the subsequent SGB design. Then, we created an SGB to provide superior plasma skimming and applied it to the experimental RBP. We evaluated the plasma skimming effect of SGB at rotational speeds ranging from 2400 to 3000 rpm and hematocrit conditions between 1% and 40%. At a 1% hematocrit, the plasma skimming efficiency for the entire SGB was greater than 95%. In all hematocrit conditions, the efficiency at the inner ridges of the SGB was greater than 80%. The results showed the designed SGB successfully induced excellent plasma skimming within ridge gaps. This study is the first to propose and apply a shape design strategy to generate excellent plasma skimming within an SGB. This study may contribute to the prevention of SGB hemolysis inside SGB for use in RBPs.</jats:p>

    DOI: 10.1007/s10047-023-01422-y

    PubMed

    CiNii Research

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s10047-023-01422-y/fulltext.html

  • Wireless Power Transfer System for Mobile Robots with Impedance Matching by Adjusting Position of Driver Coil 査読

    Ohori Toshiki, Li Xiang, Nakanishi Hideyuki, Ozawa Shigeki, Hijikata Wataru

    IEEJ Journal of Industry Applications   12 ( 5 )   945 - 952   2023年9月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Institute of Electrical Engineers of Japan  

    Wireless power transfer based on magnetic resonant coupling can be used to supply power to a mobile robot within a few meters of a transmitter coil. However, when the robot moves or its power consumption fluctuates, its input impedance varies significantly and, in case of impedance mismatch, power reflection may occur. To address this issue, we employed a driver coil on the transmitter side to match input impedance. By regulating the coupling coefficient between the driver and the transmitter coils, the input impedance is matched and power reflection is eliminated. Input impedance regulation is achieved by moving the driver coil mechanically. As confirmed by our experiments, the transmitting efficiency matched with the analytically calculated value, and the input impedance was matched for a vast range of distances from 0 to 1m and load resistances from 4 to 210 Ω by moving the driver coil properly. Therefore, the proposed system successfully addresses the power reflection problem in wireless power transfer for mobile robots.

    DOI: 10.1541/ieejjia.22009525

    DOI: 10.1541/ieejjia.24002906_references_DOI_KWVpXK74KxGuuRoDcRdFltO9FCm

    CiNii Research

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    その他リンク: https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I033032496

  • Control of bio-actuators based on muscle contraction models 国際誌

    Mutsuki Hagiwara, Wataru Hijikata

    2023 15th Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON)   2023   1 - 6   2023年7月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    For the practical application of bio-actuators, it is desired to develop a precise control method for skeletal muscles. In this study, a novel model-based control method has been proposed. The control method enables skeletal muscles to exert an arbitrary magnitude of contraction force, rather than just the conventional on/off control. First, we proposed a control system to obtain the optimized electrical stimulation voltage, that can reproduce reference force. In order to actually apply the method, a bio-actuator consisting of a skeletal muscle of a frog was manufactured for a verification experiment. First, muscle contraction model parameters that could reproduce the contractile response of the gastrocnemius muscle were identified from the experimental data. Next, based on this model, the proposed control method was used to calculate the stimulation voltage to exert the reference force. The voltage was applied to the bio-actuator to control the contraction force. As a results, the output of the actuator was able to follow the stepwise reference force. Our proposed control method demonstrates the feasibility of precise control of bio-actuators.Clinical Relevance- If skeletal muscles could be used as actuators for power-assistive suits, it would be possible to develop power-assistive suits that are more compatible with people and reduce the burden on caregivers in the field of nursing care. The method proposed in this study will enable the control of skeletal muscle contraction force by electrical stimulation, bringing skeletal muscle actuators closer to practical application.

    DOI: 10.1109/EMBC40787.2023.10341011

    PubMed

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  • 移動ロボットへの磁界共振結合型ワイヤレス給電における自動インピーダンス整合システム—Automated Impedance Matching System in Wireless Power Transfer via Magnetic Resonant Coupling for Mobile Robots—特集 第31回「MAGDAコンファレンス2022」in鹿児島

    大堀 隼輝, 中西 秀行, 李 想, 土方 亘

    日本AEM学会誌 = Journal of the Japan Society of Applied Electromagnetics and Mechanics   31 ( 2 )   90 - 95   2023年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:国立 : 日本AEM学会  

    CiNii Research

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    その他リンク: https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I032956708

  • Prevention of thrombus formation in blood pump by mechanical circular orbital excitation of impeller in magnetically levitated centrifugal pump 国際誌

    Kohei Hatakenaka, Wataru Hijikata, Tatsuki Fujiwara, Katsuhiro Ohuchi, Yusuke Inoue

    Artificial Organs   47 ( 2 )   425 - 431   2023年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:sec><jats:title>Background</jats:title><jats:p>Mechanical circulatory support devices, such as left ventricular assist devices, have recently been used in patients with heart failure as destination therapy but the formation of thrombus in blood pumps remains a critical problem. In this study, we propose a mechanical antithrombogenic method by impeller excitation using a magnetically levitated (Maglev) centrifugal pump. Previous studies have shown that one‐directional excitation prevents thrombus; however, it is effective in only one direction. In this study, we aimed to obtain a better effect by vibrating it in a circular orbit to induce uniform changes in the shear‐rate field entirely around the impeller.</jats:p></jats:sec><jats:sec><jats:title>Methods</jats:title><jats:p>The blood coagulation time was compared using porcine blood. (1) The flow rate was set to 1 L/min, and applied excitation was at a frequency of 280 Hz and amplitude of 3 μm. (2) Moreover, the effect was compared by varying the frequency, amplitude, and direction of the excitation. In this experiment, the flow rate was set to 0.3 L/min.</jats:p></jats:sec><jats:sec><jats:title>Results</jats:title><jats:p>(1) The thrombus formation time was 77 min without excitation and 133 min with excitation, which was 1.7 times longer. (2) The results showed no difference between (280 Hz, 3 μm) and (50 Hz, 16 μm) circular orbital excitations, and no directional difference, with thrombus formation of 2.5 times longer under all conditions than that without excitation.</jats:p></jats:sec><jats:sec><jats:title>Conclusion</jats:title><jats:p>In the case of simple reciprocating excitation, the time was approximately 1.2 times longer. This indicated that the circular orbital excitation is more effective.</jats:p></jats:sec>

    DOI: 10.1111/aor.14443

    PubMed

    CiNii Research

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    その他リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1111/aor.14443

  • Innovative experimental animal models for real‐time comparison of antithrombogenicity between two oxygenators using dual extracorporeal circulation circuits and indocyanine green fluorescence imaging 国際誌

    Hironobu Sakurai, Tatsuki Fujiwara, Katsuhiro Ohuchi, Wataru Hijikata, Yusuke Inoue, Osamu Maruyama, Tomoki Tahara, Sachie Yokota, Yui Tanaka, Yoshiaki Takewa, Tomohiro Mizuno, Hirokuni Arai

    Artificial Organs   47 ( 1 )   77 - 87   2023年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:sec><jats:title>Background</jats:title><jats:p>Antithrombogenicity of extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) devices, particularly oxygenators, is a current problem, with numerous studies and developments underway. However, there has been limited progress in developing methods to accurately compare the antithrombogenicity of oxygenators. Animal experiments are commonly conducted to evaluate the antithrombogenicity of devices; however, it is challenging to maintain a steady experimental environment. We propose an innovative experimental animal model to evaluate different devices in a constant experimental environment in real‐time.</jats:p></jats:sec><jats:sec><jats:title>Methods</jats:title><jats:p>This model uses two venous–arterial ECMO circuits attached to one animal (one by jugular vein and carotid artery, one by femoral vein and artery) and real‐time assessment of thrombus formation in the oxygenator by indocyanine green (ICG) fluorescence imaging. Comparison studies were conducted using three pigs: one to compare different oxygenators (MERA vs. CAPIOX) (Case 1), and two to compare antithrombotic properties of the oxygenator (QUADROX) when used under different hydrodynamic conditions (continuous flow vs. pulsatile flow) (Cases 2 and 3).</jats:p></jats:sec><jats:sec><jats:title>Results</jats:title><jats:p>Thrombi, visualized using ICG imaging, appeared as black dots on a white background in each oxygenator. In Case 1, differences in the site of thrombus formation and rate of thrombus growth were observed in real‐time in two oxygenators. In Case 2 and 3, the thrombus region was smaller in pulsatile than in continuous conditions.</jats:p></jats:sec><jats:sec><jats:title>Conclusions</jats:title><jats:p>We devised an innovative experimental animal model for comparison of antithrombogenicity in ECMO circuits. This model enabled simultaneous evaluation of two different ECMO circuits under the same biological conditions and reduced the number of sacrificed experimental animals.</jats:p></jats:sec>

    DOI: 10.1111/aor.14380

    PubMed

    CiNii Research

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    その他リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1111/aor.14380

  • 移動ロボットへの磁界共振結合型ワイヤレス給電における自動インピーダンス整合システム

    大堀隼輝, 中西秀行, LI Xiang, 土方亘

    日本AEM学会誌   31 ( 2 )   90 - 95   2023年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:日本AEM学会  

    DOI: 10.14243/jsaem.31.90

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    J-GLOBAL

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  • Contraction model of skeletal muscle capable of tetanus and incomplete tetanus for design and control of biohybrid actuators

    HIJIKATA Wataru, HAGIWARA Mutsuki, MOCHIDA Takumi, SUGIMOTO Wataru

    Journal of Biomechanical Science and Engineering   18 ( 1 )   22-00269 - 22-00269   2023年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Japan Society of Mechanical Engineers  

    In addition to the characteristics of soft actuators, such as flexibility and elasticity, biohybrid actuators also exhibit few distinctive functions, such as self-growth and self-healing. The previous research on biohybrid actuators has focused on culturing muscle cells and assembling them into micro-robots. These technologies are well-developed, however they lack the design and control methods found in the existing actuators that enable an appropriate performance. Therefore, we propose a simple muscle contraction model against external electrical stimulation, applying the model-based design and realizing the control of biohybrid actuators. The model comprises three sub-models—the electrical dynamic, physiological, and mechanical dynamic characteristics. The input of the model is the time-series stimulation voltage, and therefore, it can be applied to any complex stimulation waveform. The model parameters were identified with multiple square waves with different frequencies and amplitudes, based on the actual skeletal muscle of a toad. Subsequently, in the validation test, the actual muscle contraction was compared with the simulated force that was calculated using the identified parameters. Although the stimulations for the validation were different from those for the identification, the results obtained based on the model showed a good agreement with the experimental results. In addition, the optimal stimulation signal could be also calculated based on the model, to obtain the maximum net work. The findings of this study facilitate the development of model-based design and control methods for biohybrid actuators in the future, that will lead to significant development in this field.

    DOI: 10.1299/jbse.22-00269

    DOI: 10.1299/jbse.24-00254_references_DOI_Fle6OPD0nlS98NXe3SgFTFrLFAK

    CiNii Research

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18748/

  • Novel Self-powered Flexible Thin Bite Force Sensor with Electret and Dielectric Elastomer

    Ichikawa Kenta, Hijikata Wataru

    Sensors and Materials   34 ( 11 )   4237   2022年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:MYU K.K.  

    DOI: 10.18494/sam4134

    DOI: 10.1299/jbse.23-00590_references_DOI_ECx1MmQxxsA3OBfGg7L05oT2RSl

    CiNii Research

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  • Impact of gap size and groove design of hydrodynamic bearing on plasma skimming effect for use in rotary blood pump

    Ming Jiang, Daisuke Sakota, Ryo Kosaka, Wataru Hijikata

    Journal of Artificial Organs   25 ( 3 )   195 - 203   2022年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    Plasma skimming can exclude red blood cells from high shear regions in the gaps formed by hydrodynamic bearings in rotary blood pumps. We investigated the effect of the gap size and groove design on the plasma skimming efficiency. Spiral groove bearings (SGBs) were installed into a specially designed test rig for in vitro experiments performed using human blood. The measured gap between the ridges of the bearing and the rotor surface was 17-26 µm at a flow rate of 150 ml/min and a rotor speed of 2400 rpm. Three different patterns of SGBs were designed (SGB-0, SGB-30, and SGB-60) with various degrees of the circumferential component. The hematocrit measured by a high-speed camera was compared with the hematocrit in the circuit, and the plasma skimming efficiency for the three bearing patterns was evaluated at hematocrits of 20%, 25%, and 30%. SGB-60, which had the strongest circumferential component, provided the best plasma skimming efficiency. When the gap size was less than 20 µm, the red blood cells in the gaps between the ridges of the bearing and rotor surface reduced significantly and the efficiency became higher than 90%. The gap size had the strongest effect on producing a significant plasma skimming. The plasma skimming efficiency can be significantly improved by optimizing the bearing gap size and groove design, which facilitates the further development of SGBs for use in applications such as rotary blood pumps.

    DOI: 10.1007/s10047-021-01308-x

    PubMed

    CiNii Research

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s10047-021-01308-x/fulltext.html

  • Energy harvesting from biting force with thin sheet harvester based on electret and dielectric elastomer

    Kenta Ichikawa, Wataru Hijikata

    Nano Energy   99   107357   2022年8月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.107357

    DOI: 10.2139/ssrn.4071777

    CiNii Research

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  • METHODS FOR INVESTIGATING CONTRACTION CHARACTERISTICS OF A PART OF MUSCLES FOR IMPLANTABLE POWER GENERATION SYSTEMS

    GENTA SAHARA, WATARU HIJIKATA, YUSUKE INOUE, AKIHIRO YAMADA, YASUYUKI SHIRAISHI, AOI FUKAYA, MASATO KARUBE, TATSUYA GENDA, NAOKI IWAMOTO, YUMA TACHIZAKI, RYOSUKE MORITA, TOMOYUKI YAMBE

    Journal of Mechanics in Medicine and Biology   22 ( 01 )   2022年2月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:World Scientific Pub Co Pte Ltd  

    <jats:p> To develop a power generation system as a solution to the power supply problems of small active implantable medical devices, we proposed a new method to examine muscles using skeletal muscle contraction through electrical stimulation. Realization of the system requires data on the contraction characteristics of a part of the muscles through which blood flows; thus, a dedicated setup was built and verified using a goat. The connecting parts were attached to two points in the large muscle of the goat’s trunk; one was fixed and the other slid along the guide. The distance and force between the two points, approaching each other, were measured by contracting the muscle between the points using electrical stimulation and pulling the measurement cart. The contraction distance and force were measured simultaneously, and the dynamic work of the contraction was calculated. The muscle work occurred with almost the same time delay regardless of the load, and the work tended to be greater when the contraction force, and not the contraction distance, of the muscle was large. The setup is physiological, simple, and versatile. Our setup can potentially be used in the development of implantable power generation systems and in other related fields. </jats:p>

    DOI: 10.1142/s0219519422500075

    CiNii Research

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18K18830/

  • Proposition of a passive levitation system utilizing thrust and magnetic force for a ventricular assist device

    MAGARI Ryota, HIJIKATA Wataru

    Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing   16 ( 3 )   JAMDSM0025 - JAMDSM0025   2022年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Japan Society of Mechanical Engineers  

    For circulation support in patients with heart disease, a miniaturized implantable ventricular assist device (VAD) is required. However, several issues such as hemolysis and miniaturization need to be addressed. The objective of this study is to develop a passive levitation system for an impeller with a large gap without active control. The large gap prevents blood damage, and passive levitation contributes to the miniaturization of the VAD. In this study, a new passive levitation system utilizing thrust and magnetic force is proposed. The thrust generated by the rotation of the impeller changes depending on the interaction between the housing geometry and impeller position, even with a large gap. Considering this characteristic, the impeller was levitated by balancing the magnetic force generated by the permanent magnets and the thrust in the axial direction. The movements in the radial and angular directions are passively supported by the restoring force and torque generated by the permanent magnets. The thrust was calculated using computational fluid dynamics, and the pump was designed such that the thrust changes according to the axial displacement of the impeller. The magnetic force generated by the permanent magnets was calculated using finite-element method 3D magnetic field analysis. In addition, the required current density flowing into the coil to rotate the impeller is calculated. The levitation of the impeller was confirmed by combining the results of the analyses. The results show that the motor torque should be improved. In conclusion, this study demonstrates the feasibility of a novel levitation system for implantable miniaturized VADs.

    DOI: 10.1299/jamdsm.2022jamdsm0025

    CiNii Research

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02098/

  • Individual Variability in von Willebrand Factor Fragility in Response to Shear Stress: A Possible Clue for Predicting Bleeding Risk 国際誌

    Ko Sakatsume, Masatoshi Akiyama, Daisuke Sakota, Wataru Hijikata, Hisanori Horiuchi, Osamu Maruyama, Yoshikatsu Saiki

    ASAIO Journal   68 ( 9 )   1128 - 1134   2021年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Ovid Technologies (Wolters Kluwer Health)  

    <jats:p>Acquired von Willebrand syndrome (AVWS), characterized by reduced von Willebrand factor (VWF) large multimers, has recently been implicated as the principal mechanism underlying bleeding in patients implanted with left ventricular assist devices (LVADs). Hematological severity of AVWS varies among patients, even if an identical device is implanted. We investigated whether this diversity in hematological severity is due to individual variability in VWF fragility, according to responses to incremental shear stress. Whole-blood samples were sheared at 20,000–40,000 s<jats:sup>–1</jats:sup> shear rate, an index of shear stress, using a custom-made shear stressor that could generate shear stress compatible with that produced by an LVAD. The degree of VWF large multimers degradation was evaluated using the VWF large multimer index. A significant inverse correlation was observed between the VWF large multimer index and LVAD-compatible magnitudes of shear stress: the VWF large multimer indices were 68.5 ± 18.3, 48.0 ± 13.9, 33.9 ± 12.1, 23.7 ± 7.9, and 18.7% ± 8.7% at 20,000, 25,000, 30,000, 35,000, and 40,000 s<jats:sup>–1</jats:sup> of shear rates, respectively (<jats:italic toggle="yes">P</jats:italic> < 0.0001). Furthermore, experimental VWF large multimer index values were compatible with those derived from patients with implanted LVADs (median; 28.9%). Finally, reduction in the VWF large multimer index corresponding to shear stress showed individual variation. We demonstrated that the combined use of a novel high shear stress loading device and quantitative evaluation of VWF large multimers may predict risk of bleeding before LVAD implantation.</jats:p>

    DOI: 10.1097/MAT.0000000000001623

    PubMed

    CiNii Research

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03760/

  • Analysis of Plasma Skimming within a Hydrodynamic Bearing Gap for Designing Spiral Groove Bearings in Rotary Blood Pumps

    M. Jiang, D. Sakota, R. Kosaka, W. Hijikata

    2021 43rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine &amp; Biology Society (EMBC)   2021年11月

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/embc46164.2021.9629535

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  • Development of muscle connection components for implantable power generation system 国際誌

    Genta Sahara, Akihiro Yamada, Yusuke Inoue, Yasuyuki Shiraishi, Wataru Hijikata, Aoi Fukaya, Tomoyuki Yambe

    2021 43rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)   2021   7206 - 7210   2021年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEEE  

    We have been developing an implantable power generation system that uses muscle contraction following electrical stimulation as a permanent power source for small implantable medical devices. However, if the muscle tissue is overloaded for power generation, the tissue may rupture or blood flow may be impaired. In this study, we developed a new muscle-connecting component that solves these problems. The new connection device has three rods attached to the muscle fibers, and the force exerted on the muscle fibers is converted from horizontal to vertical when the muscle contracts. We conducted simulations with a three-dimensional (3D) model, as well as pulse wave muscle measurements and in vivo tests using the actual muscle. The pulse wave in the connecting part and its downstream were optically measured from the muscle surface, and the blood flow was not obstructed. The 3D model simulations revealed that the distribution of stress was preferable compared with the case in which a rod was stuck vertically in the muscle. In the in vivo muscle tests, the metal rod and resin parts were attached to the muscle, and a load of up to approximately 9 N was applied to the connecting part. Consequently, the connecting part was stable and integrated with the muscle, and there was no damage in the muscle. Although no long-term or histological evaluations were conducted, the device may be useful because of the intramuscular power generation owing to the minimal load applied on the part connected with the muscle.

    DOI: 10.1109/EMBC46164.2021.9629561

    PubMed

    CiNii Research

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19K12748/

  • Novel application of indocyanine green fluorescence imaging for real‐time detection of thrombus in a membrane oxygenator 国際誌

    Hironobu Sakurai, Tatsuki Fujiwara, Katsuhiro Ohuchi, Wataru Hijikata, Yusuke Inoue, Haruna Seki, Tomoki Tahara, Sachie Yokota, Asato Ogata, Tomohiro Mizuno, Hirokuni Arai

    Artificial Organs   45 ( 10 )   1173 - 1182   2021年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>Extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) plays an important role in the coronavirus disease 2019 (COVID‐19) pandemic. Management of thrombi in ECMO is generally an important issue; especially in ECMO for COVID‐19 patients who are prone to thrombus formation, the thrombus formation in oxygenators is an unresolved issue, and it is very difficult to deal with. To prevent thromboembolic complications, it is necessary to develop a method for early thrombus detection. We developed a novel method for detailed real‐time observation of thrombi formed in oxygenators using indocyanine green (ICG) fluorescence imaging. The purpose of this study was to verify the efficacy of this novel method through animal experiments. The experiments were performed three times using three pigs equipped with veno‐arterial ECMO comprising a centrifugal pump (CAPIOX SL) and an oxygenator (QUADROX). To create thrombogenic conditions, the pump flow rate was set at 1 L/min without anticoagulation. The diluted ICG (0.025 mg/mL) was intravenously administered at a dose of 10 mL once an hour. A single dose of ICG was 0.25mg. The oxygenator was observed with both an optical detector (PDE‐neo) and the naked eye every hour after measurement initiation for a total of 8 hours. With this dose of ICG, we could observe it by fluorescence imaging for about 15 minutes. Under ICG imaging, the inside of the oxygenator was observed as a white area. A black dot suspected to be the thrombus appeared 6‐8 hours after measurement initiation. The thrombus and the black dot on ICG imaging were finely matched in terms of morphology. Thus, we succeeded in real‐time thrombus detection in an oxygenator using ICG imaging. The combined use of ICG imaging and conventional routine screening tests could compensate for each other's weaknesses and significantly improve the safety of ECMO.</jats:p>

    DOI: 10.1111/aor.13999

    PubMed

    CiNii Research

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    その他リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1111/aor.13999

  • Quantitative investigation of platelet aggregation under high shear force for anti-platelet aggregation in vitro tests 国際誌

    Akiko Oota-Ishigaki, Osamu Maruyama, Daisuke Sakota, Ryo Kosaka, Wataru Hijikata, Masahiro Nishida

    The International Journal of Artificial Organs   44 ( 10 )   687 - 693   2021年10月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:SAGE Publications  

    <jats:p> Blood pumps are often used for hemofiltration in patients with renal failure. To design effective centrifugal blood pumps for hemofiltration, it is important to suppress clogging caused by platelet aggregation. However, the optimal conditions for conducting anti-platelet aggregation tests in vitro have not yet been established. This study aimed to quantify the effect of the shear loading value and shear loading time on platelet aggregation and determine the optimal conditions for anti-platelet aggregation testing in vitro. To quantitatively evaluate platelet aggregation in terms of the negative logarithm-platelet aggregation threshold index (NL-PATI), which reflects the propensity of residual platelets to aggregate after shear loading, the following parameters were examined: blood collection method (collected from porcine vein using a syringe or collected from a slaughterhouse), type of anticoagulant (sodium citrate or heparin), shear rate, and shear time. The results showed that platelet aggregation in porcine blood increased under a high shear load applied at shear rates of approximately 20,000 s<jats:sup>−1</jats:sup> or higher for 30 s. Platelet aggregation propensity was 2–3 times higher in heparin-anticoagulated blood than in sodium citrate-anticoagulated blood. Moreover, platelet aggregation was 1.5–2 times more in blood collected from the slaughterhouse than in syringe-collected blood. Testing with an integrated shear time of 30 s or less in relation to the total blood volume may be effective for conducting in vitro circulation experiments using hemofiltration blood pumps. The conditions established in this study may be useful for hemocompatibility testing of cardiovascular devices based on NL-PATI. </jats:p>

    DOI: 10.1177/03913988211020765

    PubMed

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    その他リンク: https://journals.sagepub.com/doi/full-xml/10.1177/03913988211020765

  • Evaluation of real‐time thrombus detection method in a magnetically levitated centrifugal blood pump using a porcine left ventricular assist circulation model 国際誌

    Haruna Seki, Tatsuki Fujiwara, Wataru Hijikata, Tomotaka Murashige, Tomoki Tahara, Sachie Yokota, Asato Ogata, Katsuhiro Ohuchi, Tomohiro Mizuno, Hirokuni Arai

    Artificial Organs   45 ( 7 )   726 - 735   2021年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>Pump thrombosis induces significant complications and requires timely detection. We proposed real‐time monitoring of pump thrombus in a magnetically levitated centrifugal blood pump (mag‐lev pump) without using additional sensors, by focusing on the changes in the displacement of the pump impeller. The phase difference between the current and displacement of the impeller increases with pump thrombus. This thrombus detection method was previously evaluated through simulated circuit experiments using porcine blood. Evaluation of real‐time thrombus detection in a mag‐lev blood pump was performed using a porcine left ventricular assist circulation model in this study. Acute animal experiments were performed five times using five Japanese domestic pigs. To create thrombogenic conditions, fibrinogen coating that induces thrombus formation in a short time was applied to the inner surfaces of the pump. An inflow and an outflow cannula were inserted into the apex of the left ventricle and the carotid artery, respectively, by a minimally invasive surgical procedure that allowed minimal bleeding and hypothermia. Pump flow was maintained at 1 L/min without anticoagulation. The vibrational frequency of the impeller (70 Hz) and its vibrational amplitude (30 μm) were kept constant. The thrombus was detected based on the fact that the phase difference between the impeller displacement and input current to the magnetic bearing increases when a thrombus is formed inside a pump. The experiment was terminated when the phase difference increased by over 1° from the lowest value or when the phase difference was at the lowest value 12 hours after commencing measurements. The phase difference increased by over 1° in three cases. The pump was stopped after 12 hours in two cases. Pump thrombi were found in the pump in three cases in which the phase difference increased by over 1°. No pump thrombus was found in the other two cases in which the phase difference did not increase. We succeeded in real‐time thrombus monitoring of a mag‐lev pump in acute animal experiments.</jats:p>

    DOI: 10.1111/aor.13915

    PubMed

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    その他リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1111/aor.13915

  • Evaluating Plasma Skimming with Different Groove Shapes of Hydrodynamic Bearings for Applying to Blood Pumps by Cells Visualization

    Sakota Daisuke, Jiang Ming, Kosaka Ryo, Hijikata Wataru

    2021 11th International Conference on Biomedical Engineering and Technology   115 - 120   2021年3月

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    出版者・発行元:ACM  

    As a potential solution for solving the hemolysis problem inside the narrow bearing clearance of hydrodynamically levitated blood pumps, plasma skimming has been observed and verified with spiral groove bearings. The objective of this study is to investigate and improve the plasma skimming effect by including the consideration of the red blood cells (RBCs) flow for the hydrodynamic bearing groove shape design. We designed a test rig to imitate the shear flow conditions inside the hydrodynamic bearing clearance. By visualizing RBCs inside the bearing clearance, plasma skimming efficiency with three different designs of groove shapes, referring to PlateA, PlateB, and PlateC, were evaluated and compared under a clearance size of 25 μm, a rotational speed of 2400 rpm, and a flow rate of 150 ml/min conditions. The flow of RBCs inside the clearance was photographed by a high-speed camera with a magnification lens. The plasma skimming efficiency was evaluated by comparing the measured hematocrit using the camera and the measured hematocrit of blood in the circuit. The in vitro blood tests were repeated three times for each designed groove shape with 1%-5% hematocrit human blood as the working fluid. The Student's t-test result of plasma skimming efficiency among three designed shapes showed that there was a significant difference between PlateA and PlateC at hematocrit of 5%, 4%, 3% and 2%, respectively. It is testified that the groove shapes of hydrodynamic bearings have a significant influence on the plasma skimming effect occurring in the bearing clearance.

    DOI: 10.1145/3460238.3460256

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  • Verification of a thrombus induction method at the target point inside the blood pump using a fibrinogen coating for a thrombus detection study 国際誌

    Haruna Seki, Tatsuki Fujiwara, Wataru Hijikata, Tomotaka Murashige, Takuro Maruyama, Sachie Yokota, Asato Ogata, Katsuhiro Ouchi, Tomohiro Mizuno, Hirokuni Arai

    Artificial Organs   44 ( 9 )   968 - 975   2020年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/aor.13743

    Web of Science

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    その他リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1111/aor.13743

  • Detection of thrombosis in a magnetically levitated blood pump by vibrational excitation of the impeller 国際誌

    Wataru Hijikata, Takuro Maruyama, Tomotaka Murashige, Daisuke Sakota, Osamu Maruyama

    Artificial Organs   44 ( 6 )   594 - 603   2020年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>The use of contactless support technology for the impeller has led to an increase in the durability of ventricular assist devices (VADs), and these have been in clinical use worldwide. However, pump thrombosis and stroke are still issues to be solved. We have developed a method for detecting the thrombosis in a magnetically levitated blood pump without the need for additional sensors or other equipment. In the proposed method, a sinusoidal current is applied to the electromagnets used for the magnetic bearing, resulting in vibration of the impeller. The phase difference between the current and displacement of the impeller increases with pump thrombosis. First, we describe the principle by which the pump thrombosis is detected. Pump thrombosis reduces the narrowest fluid gap in the pump and this gives rise to a change in the phase difference. Second, we report on experiments in which we changed the narrowest fluid gap using oriented polypropylene tape and showed that decreasing the narrowest fluid gap resulted in an increase in phase difference. For these experiments, the measurements were repeated three times for each condition. Third, we examine the relationship between the pump thrombosis and the phase difference evaluated by observations of the underside of the impeller when operating the pump with porcine blood. Since light was unable to penetrate the blood layer, the erythrocytes were removed for this observation. Only one observation was made. The results showed the phase difference rapidly increased at the same moment when the pump thrombosis was observed. This implies the proposed method has the potential to detect the early stages of pump thrombosis. Finally, in vitro experiments to detect thrombosis when using whole porcine blood in the pump were conducted. The experiment was carried out five times. To intentionally form a thrombus inside the pump, the activated clotting time was controlled to be less than 200 s. In every case, the phase difference increased by more than one degree after tens of minutes. Then, the pump was disassembled and a small amount of pump thrombosis was observed. We conclude that real‐time diagnosis of pump thrombosis may be realized by measuring the phase difference without the need for additional sensors.</jats:p>

    DOI: 10.1111/aor.13632

    PubMed

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    その他リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1111/aor.13632

  • トラッキング機能を有する非接触給電システムのコイル最適配置の研究

    土方 亘, 鈴木 甫

    日本AEM学会誌   Vol. 27 ( No. 3 )   282‐287 - 307   2019年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本AEM学会  

    DOI: 10.14243/jsaem.27.302

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  • Development of an energy harvesting device with a contactless plucking mechanism driven by a skeletal muscle

    Takumi Mochida, Wataru Hijikata

    Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing   Vol. 13 ( No. 3 )   JAMDSM0068 - JAMDSM0068   2019年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Japan Society of Mechanical Engineers  

    We propose an energy harvesting device driven by the contraction of an electrically-stimulated skeletal muscle that can be used as an alternative to batteries for implantable medical devices. In order to realize a durable generator, this device has a contactless plucking mechanism comprising parallel leaf springs and magnets, with which the generator can be driven without friction. By utilizing this mechanism, the generator can be driven not only in the contraction phase of the muscle, but also during relaxation. For the design we optimized the stiffness of the springs, the gap between the magnets, and the magnetic circuit in order to maximize the power generated. The power generated by a prototype in a benchtop experiment was 35.8 μW, which is sufficient to drive an implantable medical device. Furthermore, we evaluated the power generated in an ex-vivo experiment in which the gastrocnemius muscle of a toad weighing 193.4 g was electrically stimulated to drive the mechanism. In this experiment, 18.1 μW of power was generated from a skeletal muscle weighing only 3.5 g. It was also confirmed that the power generated exceeded the power required to electrically stimulate the skeletal muscle. The results showed the feasibility of an energy harvesting system utilizing the proposed mechanism.

    DOI: 10.1299/jamdsm.2019jamdsm0068

    DOI: 10.1299/jbse.22-00269_references_DOI_OzYGB6YcDESOXcyUNNQH973tDy7

    CiNii Research

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18K18830/

  • Mechanical antithrombogenic properties by vibrational excitation of the impeller in a magnetically levitated centrifugal blood pump 国際誌

    Tomotaka Murashige, Wataru Hijikata

    Artificial Organs   43 ( 9 )   849 - 859   2019年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>Mechanical circulatory support devices have been used clinically for patients with heart failure for over 10 years. However, thrombus formation inside blood pumps remains a risk to patient life, causing pump failure and contributing to neurological damage through embolization. In this article, we propose a method for preventing thrombus formation by applying vibrational excitation to the impeller. We evaluate the ability of this method to enhance the antithrombogenic properties of a magnetically levitated centrifugal blood pump and ensure that the impeller vibration does not cause undue hemolysis. First, 3 vibrational conditions were compared using an isolated pump without a mock circulation loop; the vibrational excitation frequencies and amplitudes for the impeller were set to (a) 0 Hz‐0 μm, (b) 70 Hz‐10 μm, and (c) 300 Hz‐2.5 μm. The motor torque was measured to detect thrombus formation and obtain blood coagulation time by calculating the derivative of the torque. Upon thrombus detection, the pump was stopped and thrombi size were evaluated. The results showed an increase in the blood coagulation time and a decrease in the rate of thrombus formation in pumps with the impeller vibration. Second, an in vitro hemolysis test was performed for each vibrational condition to determine the effect of impeller vibration on hemolysis. The results revealed that there was no significant difference in hemolysis levels between each condition. Finally, the selected vibration based on the above test results and the non‐vibration as control were compared to investigate antithrombogenic properties under the continuous flow condition. The blood coagulation time and thrombi size were investigated. As a result, vibrational excitation of the impeller at a frequency of 300 Hz and amplitude of 2.5 μm was found to significantly lengthen clotting time, decreasing the rate of pump thrombus compared to the non‐vibration condition. We indicate the potential of impeller vibration as a novel mechanical antithrombogenic mechanism for rotary blood pumps.</jats:p>

    DOI: 10.1111/aor.13541

    PubMed

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  • 咬合力を駆動源とする口腔内発電システム用発電シートの開発

    市川健太, 土方亘

    日本AEM学会誌   Vol. 27 ( No. 2 )   188‐193(J‐STAGE) - 193   2019年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本AEM学会  

    DOI: 10.14243/jsaem.27.188

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  • Measuring real-time blood viscosity with a ventricular assist device 国際誌

    Wataru Hijikata, Takuro Maruyama, Yuki Suzumori, Tadahiko Shinshi

    Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine   Vol. 233 ( No. 5 )   562‐569 - 569   2019年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SAGE Publications  

    <jats:p> Ventricular assist devices assist in blood circulation and form a crucial component of artificial hearts. While it is important to measure parameters such as the flow rate, pressure head and viscosity of the blood, implanting additional devices to do such measurements is inadvisable. To this end, we demonstrate the adaptation of a ventricular assist device for the purpose of measuring blood viscosity. Such an approach eliminates the need for additional dedicated viscometers in artificial hearts. In the proposed method, the blood viscosity is measured by applying radial vibrational excitation to the impeller in a ventricular assist device using its magnetic levitation system. During the measurement, blood is exposed to a combination of a low shear rate (≈100/s) generated by the radial vibration of the impeller and a high shear rate (>10,000/s) generated by the impeller’s rotation. The apparent viscosity of blood depends on the shear rate, so we determined which shear rate was the dominant one in the proposed method. The measurement results showed that the viscosity measured by the proposed method was in good agreement with the reference viscosity measured with a high shear rate. The mean absolute deviation in the measurements using the proposed method and those obtained using a concentric cylindrical viscometer at a high shear rate was 0.12 mPa s for four samples of porcine blood, with viscosities ranging from 2.32 to 2.75 mPa s. </jats:p>

    DOI: 10.1177/0954411919838738

    PubMed

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  • Robust throwing design based on dynamic sensitivity analysis

    Masafumi OKADA, Shota ONIWA, Wataru HIJIKATA

    Mechanical Engineering Journal   Vol. 5 ( No. 1 )   17‐00442(J‐STAGE) - 17-00442   2018年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Japan Society of Mechanical Engineers  

    Throwing an object by a powered robotic system is an effective way for object manipulation in long distance. The focus of the throwing is on the accuracy of the landing point with respect to model uncertainties or disturbances. A robust controller is often designed, however, the motion will be finished before the controller produces its effects because throwing is fast and highly dynamic. Moreover, the robot system sometimes has zero adjustment error in the initial position on its joint angle. This error cannot be overcome by a robust controller. So far, we have proposed a dynamic sensitivity analysis method of throwing for a feed-forward controlled manipulator. The sensitivity of the landing point with respect to zero adjustment error has been calculated, and robust throwing with small sensitivity has been designed. In this paper, the conventional method is applied to a feed-forward/back controlled manipulator in the real world, and evaluations are executed by using a prototyped three-link manipulator. The effectiveness of the proposed method is evaluated based on the sensitivity and variance of the landing point, and a robust throwing with small sensitivity is designed.

    DOI: 10.1299/mej.17-00442

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  • Micromachining and micro-magnetization of Pr-Fe-B magnets fabricated using pulsed laser deposition for MEMS applications

    Ryogen Fujiwara, Shunya Tanaka, Wataru Hijikata, Tadahiko Shinshi, Keishi Hirotaki, Akihiro Yamashita, Masaki Nakano

    Sensors and Actuators A: Physical   251 ( No. 251 )   219 - 224   2016年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.sna.2016.10.027

    Web of Science

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  • 骨格筋収縮を用いた体内エネルギーハーベスティング用発電機構の基礎検討

    冨岡 洸太, 土方 亘, 進士 忠彦

    日本AEM学会誌   Vol. 24 ( No. 3 )   131‐136 - 136   2016年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:日本AEM学会  

    DOI: 10.14243/jsaem.24.131

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  • Development of a suspension type sliding planar motion table using magnetic fluid lubrication 国際誌

    Xinghui Li, Tadahiko Shinshi, Wataru Hijikata, Yoshihiro Morimoto

    Review of Scientific Instruments   87 ( 6 )   065003 - 065003   2016年6月

  • Implantable power generation system utilizing muscle contractions excited by electrical stimulation 国際誌

    Genta Sahara, Wataru Hijikata, Kota Tomioka, Tadahiko Shinshi

    Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine   Vol. 230 ( No. 6 )   569 - 78   2016年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SAGE Publications  

    <jats:p> An implantable power generation system driven by muscle contractions for supplying power to active implantable medical devices, such as pacemakers and neurostimulators, is proposed. In this system, a muscle is intentionally contracted by an electrical stimulation in accordance with the demands of the active implantable medical device for electrical power. The proposed system, which comprises a small electromagnetic induction generator, electrodes with an electrical circuit for stimulation and a transmission device to convert the linear motion of the muscle contractions into rotational motion for the magneto rotor, generates electrical energy. In an ex vivo demonstration using the gastrocnemius muscle of a toad, which was 28 mm in length and weighed 1.3 g, the electrical energy generated by the prototype exceeded the energy consumed for electrical stimulation, with the net power being 111 µW. It was demonstrated that the proposed implantable power generation system has the potential to replace implantable batteries for active implantable medical devices. </jats:p>

    DOI: 10.1177/0954411916638889

    PubMed

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  • 磁気軸受加振によるすべり軸受ロータの安定性診断

    津野田 亘, 土方 亘, 進士 忠彦, 藤原 浩幸, 松下 修己

    日本機械学会論文集   Vol. 82 ( No. 834 )   15‐00500(J‐STAGE) - 11   2016年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Japan Society of Mechanical Engineers  

    Oil film bearings are applied for large rotational machineries owing to their large load capacity and damping effect. However, a swirling flow of the lubricant induces self-excitation at high rotational speed. The stability margin changes during many years due to the mechanical wear and fatigue. Thus, stability diagnosis of the rotor-oil film bearing systems is required. In this paper, we focus on the onset rotational speed of self-excitation as a stability index. Firstly, a 2-DOF rotor-oil film bearing model is constructed using the mode synthesis method and Bently/Muszynska model for oil film bearings. Then, an estimation method of the onset rotational speed using frequency responses measured at lower rotational speeds than the onset one is derived from the model. Finally, a test rig consisting of a rotor supported with two oil film bearings and a radial magnetic bearing is fabricated and frequency response functions with forward circular excitation are measured by utilizing the magnetic bearing. The experimental result shows that the predicted onset rotational speed using the frequency responses at 30, 40 and 50 rps is 60.4 rps, and the error between the estimated and measured onset rotational speeds is less than 4 rps (6%).

    DOI: 10.1299/transjsme.15-00500

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  • Sub-Millimeter Pitch Multipole Magnetization in a Sintered Nd-Fe-B Magnet Utilizing Laser Heating

    Ryogen Fujiwara, Shunya Tanaka, Wataru Hijikata, Tadahiko Shinshi

    IEEE Magnetics Letters   Volume 7 ( 7 )   ROMBUNNO.6500804.1-4 - 4   2016年2月

  • A Bearingless motor utilizimg a permanent magnet free structure for disposabel centrifugal blood pumps

    Jun RAO, Wataru Hijikata, Tadahiko Shinshi

    Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing   Vol. 9 ( No. 3 )   JAMDSM0046-JAMDSM0046 (J-STAGE) - JAMDSM0046   2015年9月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Japan Society of Mechanical Engineers  

    DOI: 10.1299/jamdsm.2015jamdsm0046

    Scopus

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  • Sensorless Viscosity Measurement in a Magnetically‐Levitated Rotary Blood Pump 国際誌

    Wataru Hijikata, Jun Rao, Shodai Abe, Setsuo Takatani, Tadahiko Shinshi

    Artificial Organs   39 ( 7 )   559 - 68   2015年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>Controlling the flow rate in an implantable rotary blood pump based on the physiological demand made by the body is important. Even though various methods to estimate the flow rate without using a flow meter have been proposed, no adequate method for measuring the blood viscosity, which is necessary for an accurate estimate of the flow rate, without using additional sensors or mechanisms in a noninvasive way, has yet been realized. We have developed a sensorless method for measuring viscosity in magnetically levitated rotary blood pumps, which requires no additional sensors or mechanisms. By applying vibrational excitation to the impeller using a magnetic bearing, we measured the viscosity of the working fluid by measuring the phase difference between the current in the magnetic bearing and the displacement of the impeller. The measured viscosity showed a high correlation (<jats:styled-content style="fixed-case"><jats:italic>R</jats:italic><jats:sup>2</jats:sup></jats:styled-content> > 0.992) with respect to a reference viscosity. The mean absolute deviation of the measured viscosity was 0.12 mPa·s for several working fluids with viscosities ranging from 1.18 to 5.12 mPa·s. The proposed sensorless measurement method has the possibility of being utilized for estimating flow rate.</jats:p>

    DOI: 10.1111/aor.12440

    PubMed

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  • Estimating Flow Rate Using the Motor Torque in a Rotary Blood Pump

    Wataru Hijikata, Jun Rao, Shodai Abe, Setsuo Takatani, Tadahiko Shinshi

    Sensors and Materials   Vol. 27 ( No. 4 )   297 - 308   2015年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.18494/SAM.2015.1068

    Web of Science

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  • Effect of high-frequency orbital and vertical oscillations of the laser focus position on the quality of the cut surface in a thick plate by laser beam machining

    Yoshihiro Morimoto, Dongjue He, Wataru Hijikata, Tadahiko Shinshi, Takahiro Nakai, Naoyuki Nakamura

    Precision Engineering   Vol. 40   112 - 123   2015年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.precisioneng.2014.10.012

    Web of Science

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  • 血管内留置型タービン発電デバイスの基礎研究

    津野田亘, 土方亘, 進士忠彦

    日本AEM学会誌   Vol. 23 ( No. 1 )   373 - 378   2015年3月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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  • 血管内留置型タービン発電デバイスの基礎研究

    津野田 亘, 土方 亘, 進士 忠彦

    日本AEM学会誌   23 ( 1 )   151 - 156   2015年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:The Japan Society of Applied Electromagnetics and Mechanics  

    In order to avoid the drive line infection of implantable devices and the surgical treatment for battery replacement, an intravascular micro turbine generator using blood flow, has been proposed and developed. The micro generator consisting of a micro turbine, a magnetic fluid (MF) seal, a stent, and an electrical generator is inserted by catheter into a descending aorta, which is able to reduce the invasiveness to patients. The experimental results using a prototype generator placed in a mock circuit loop showed that the resisting pressure of the MF seal was more than 25 kPa at 2,000 rpm and the generated power was 0.12 mW under a pulsatile flow condition.

    DOI: 10.14243/jsaem.23.151

    CiNii Books

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    その他リンク: https://jlc.jst.go.jp/DN/JLC/20011222352?from=CiNii

  • 使い捨てポンプヘッドの磁石レス化と外周部磁気カップリング機構を採用した体外循環用磁気浮上遠心血液ポンプの研究

    百瀬 洸, 間宮 太一, 土方 亘, 進士 忠彦, 高谷 節雄

    精密工学会誌 = Journal of the Japan Society of Precision Engineering   Vol. 80 ( No. 1 )   81-88 (J-STAGE) - 88   2014年1月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益社団法人 精密工学会  

    In the field of centrifugal blood pumps, contactless support of the impeller by a magnetic bearing has been identified as a promising method for reducing blood damage and to enhance durability. We developed a novel blood pump both with a two-degree-of-freedom radial controlled magnetic bearing and a contactless torque transmission mechanism placed in the outer side of a permanent magnet-free impeller. The proposed mechanism can realize not only a smooth secondary flow in the pump, but also a cost effective pump head. The prototype magnetic bearing and magnetic coupling succeeded in the stable levitation and contactless rotation of the impeller both in air and water. The pump can provide a flow rate of 5L/min against a head pressure of more than 350 mmHg. In order to simulate the ventricular assist condition, the prototype pump was connected to a mock systemic circulatory loop including a pulsatile pump. The dynamic stability of the impeller was experimentally verified when the pulsatile pressure was applied during the left ventricular assist.

    DOI: 10.2493/jjspe.80.81

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  • A cost‐effective extracorporeal magnetically‐levitated centrifugal blood pump employing a disposable magnet‐free impeller

    HIJIKATA W, MAMIYA T, SHINSHI T, TAKATANI S

    Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part H. Journal of Engineering in Medicine   Vol. 225 ( H12 )   1149 - 1157   2011年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1177/0954411911422842

    Web of Science

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  • 体外循環用磁気浮上使い捨て遠心血液ポンプ

    土方 亘, 進士 忠彦, 染谷 毅, 荒井 裕国, 高谷 節雄, 下河邉 明

    精密工学会誌   Vol. 76 ( No. 9 )   1064 - 1069   2010年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益社団法人 精密工学会  

    A disposable magnetically levitated centrifugal blood pump, which aims to be used for from a few days to a few months, has been developed. An impeller is levitated and rotated without contact using a two-degree-of-freedom radial magnetic bearing and a magnetic coupling. Due to 'out-of-step' of the magnetic coupling caused by its insufficient transmittable torque, a previous prototype pump could not yield the required pressure-flow characteristics of 5 L/min against 106 kPa (800 mmHg). The magnetic coupling was redesigned in order to increase the transmittable torque. The stability of the impeller levitation against impact was evaluated through a base excitation test simulating animal experiment and practical use. Applying an impulse excitation of an acceleration of 200 m/s2, the impeller could keep contactless levitation both in the controlled direction and in the passively supported directions. Finally, the animal experiments for one to two weeks showed that no damage and no thrombus formation were found in the pump heads.

    DOI: 10.2493/jjspe.76.1064

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  • Development of a Disposable Magnetically Levitated Centrifugal Blood Pump (MedTech Dispo) Intended for Bridge-to-Bridge Applications―Two-Week In Vivo Evaluation 国際誌

    NAGAOKA Eiki, SOMEYA Takeshi, KITAO Takashi, KIMURA Taro, USHIYAMA Tomohiro, HIJIKATA Wataru, SHINSHI Tadahiko, ARAI Hirokuni, TAKATANI Setsuo

    Artificial Organs   34 ( 9 )   778 - 83   2010年9月

  • Disposable MagLev Centrifugal Blood Pump Utilizing a Cone‐Shaped Impeller 国際誌

    Wataru Hijikata, Hideo Sobajima, Tadahiko Shinshi, Yasuyuki Nagamine, Suguru Wada, Setsuo Takatani, Akira Shimokohbe

    Artificial Organs   34 ( 8 )   669 - 77   2010年8月

  • Development of a Disposable Maglev Centrifugal Blood Pump Intended for One‐Month Support in Bridge‐to‐Bridge Applications: In Vitro and Initial In Vivo Evaluation 国際誌

    Takeshi Someya, Mariko Kobayashi, Satoshi Waguri, Tomohiro Ushiyama, Eiki Nagaoka, Wataru Hijikata, Tadahiko Shinshi, Hirokuni Arai, Setsuo Takatani

    Artificial Organs   33 ( 9 )   704 - 13   2009年9月

  • Hemolytic Performance of a MagLev Disposable Rotary Blood Pump (MedTech Dispo): Effects of MagLev Gap Clearance and Surface Roughness 国際誌

    Hideo Hoshi, Junichi Asama, Wataru Hijikata, Chikara Hara, Tadahiko Shinshi, Toshitaka Yasuda, Katsuhiro Ohuchi, Akira Shimokohbe, Setsuo Takatani

    Artificial Organs   30 ( 12 )   949 - 54   2006年12月

  • 磁気軸受を用いたディスポーザブル血液ポンプの研究

    土方亘

    ライフサポート   18 ( 2 )   89 - 90   2006年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:The Society of Life Support Engineering  

    DOI: 10.5136/lifesupport.18.89

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  • Detection of Left Ventricle Function From a Magnetically Levitated Impeller Behavior 国際誌

    Hideo Hoshi, Junichi Asama, Chikara Hara, Wataru Hijikata, Tadahiko Shinshi, Akira Shimokohbe, Setsuo Takatani

    Artificial Organs   30 ( 5 )   377 - 83   2006年5月

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書籍等出版物

MISC

  • 機械学習によりワーファリン内服量を調整するシステムの開発 査読

    ブムエルデネ オロルゾド, 藤原立樹, 鍋島惇也, 加藤比呂, 土方亘, 藤田知之

    人工心臓と補助循環懇話会学術集会プログラム・抄録集   53rd (CD-ROM)   2025年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • 生体ブタを用いた心臓移植シミュレーショントレーニング 査読

    藤原立樹, 長岡英気, 田原禎生, ブムエルデネ オロルゾド, 石山純子, 倉島直樹, 岩永健裕, 大内克洋, 土方亘, 藤田知之

    人工心臓と補助循環懇話会学術集会プログラム・抄録集   53rd (CD-ROM)   2025年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • 本邦初の全日本人工心臓開発プロジェクト「ALL JAPANで挑む革新的植込型小児用補助人工心臓の開発」 査読

    増澤徹, 岩崎清隆, 長真啓, 小野稔, 岸田晶夫, 北山文矢, 塩瀬明, 白石泰之, 進士忠彦, 新浪博, 西中知博, 西村隆, 土方亘, 松宮護郎, 宮川繁, 山本隆彦, 山家智之

    人工心臓と補助循環懇話会学術集会プログラム・抄録集   53rd (CD-ROM)   2025年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • 推力の利用により大ギャップかつ非制御でインペラが浮上可能な軸流型補助人工心臓の開発 査読

    林寛隆, 土方亘

    人工心臓と補助循環懇話会学術集会プログラム・抄録集   53rd (CD-ROM)   2025年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • 磁気浮上型血液ポンプによる機械学習を用いた心機能評価 査読

    加藤比呂, 土方亘, 藤原立樹, 大内克洋, 藤田知之

    人工心臓と補助循環懇話会学術集会プログラム・抄録集   53rd (CD-ROM)   2025年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • 触覚機能を有する自己発電可能なストレッチャブル人工皮膚の開発

    佐藤一歩, 土方亘

    人工臓器(日本人工臓器学会)   54 ( 1 )   2025年

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  • Model-Based Control of Bioactuators with Feedback loop 査読

    Mutsuki Hagiwara, Wataru Hijikata

    2024 16th Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON)   1 - 5   2024年11月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/bmeicon64021.2024.10896336

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  • Potential-Based Design of Electret-Dielectric Elastomer Laminated Energy Harvester 査読

    Kenta Ichikawa, Seiya Fujino, Kenta Iitani, Wataru Hijikata, Kohji Mitsubayashi

    2024 IEEE 23rd International Conference on Micro and Miniature Power Systems, Self-Powered Sensors and Energy Autonomous Devices (PowerMEMS)   219 - 222   2024年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/powermems63147.2024.10814518

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  • Is Pulse necessary in ECMO? Verification of the effect of pulsatile flow from a blood pump in terms of antithrombotic properties 査読

    Tatsuki Fujiwara, Hironobu Sakurai, Wataru Hijikata, Daiki Toda, Hiro Kato, Katsuhiro Ohuchi, Orolzod Bumerdene, Tomoyuki Fujita

    30th Congress of the International Society for Mechanical Circulatory Support (ISMCS2024)   2024年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

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  • Active impeller excitation for preventing pump thrombus using magnetic bearing 査読

    Wataru Hijikata, Kohei Hatakenaka, Tatsuki Fujiwara, Hironobu Sakurai, Tomoyuki Fujita, Katsuhiro Ohuchi, Yusuke Inoue

    30th Congress of the International Society for Mechanical Circulatory Support (ISMCS2024)   2024年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

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  • グルコースを駆動源とするバイオアクチュエータを用いた体内エネルギー変換システム 査読

    LEE Taekon, 土方亘

    MAGDAコンファレンス講演論文集(CD-ROM)   33rd   2024年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • 補助人工心臓装着患者におけるワーファリン内服量のアルゴリズムによるコントロールに関する研究 査読

    ブムエルデネ オロルゾド, 藤原立樹, 鍋島惇也, 加藤比呂, 土方亘, 藤田知之

    人工臓器(日本人工臓器学会)   53 ( 2 )   2024年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • 遠心ポンプが創出する拍動流が人工肺内の血栓形成を抑制する効果 査読

    櫻井啓暢, 藤原立樹, ブムエルデネ オロルゾド, 大内克洋, 土方亘, 戸田大輝, 加藤比呂, 岩永健裕, 藤田知之

    人工臓器(日本人工臓器学会)   53 ( 2 )   2024年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • バイオアクチュエータに用いる骨格筋のモデルベース制御法の開発 査読

    萩原志皇, 土方亘

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集   36th (CD-ROM)   2024年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • アキシャルモータを用いた血液ポンプ用推力・磁力ハイブリッド浮上機構の開発 査読

    林寛隆, 土方亘

    MAGDAコンファレンス講演論文集(CD-ROM)   33rd   2024年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • 触覚機能を有する自己発電可能なストレッチャブル人工皮膚の開発 査読

    佐藤一歩, 土方亘

    人工臓器(日本人工臓器学会)   53 ( 2 )   2024年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • 左心室のコンプライアンス特性を考慮した体循環シミュレータの開発と磁気浮上型血液ポンプによる拍動推定 査読

    加藤比呂, 土方亘

    MAGDAコンファレンス講演論文集(CD-ROM)   33rd   2024年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • VERIFICATION OF THE EFFECT OF PULSATILE FLOW FROM A BLOOD PUMP ON THROMBUS FORMATION IN AN OXYGENATOR 査読

    Tatsuki Fujiwara, Hironobu Sakurai, Wataru Hijikata, Daiki Toda, Hiro Kato, Katsuhiro Ohuchi, Orolzod Bumerdene, Tomoyuki Fujita

    50th ESAO Congress   2024年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

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  • PREVENTION OF PUMP THROMBUS USING CIRCULAR VIBRATION OF MAGLEV IMPELLER —OPTIMIZATION OF VIBRATION CONDITION— 査読

    50th ESAO Congress   2024年9月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

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  • BASIC EXPERIMENTS OF A MAGLEV SHEAR LOAD DEVICE FOR EVALUATING THE RESISTANCE OF HEMOSTATIC FACTORS TO DEGRADATION BY SHEAR STRESS 査読

    Aoi YOKOYAMA, Osamu MARUYAMA, Wataru HIJIKATA

    The 10th Asia-Pacific Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (APSAEM 2024)   2024年7月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

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  • DEVELOPMENT OF A STRETCHABLE ELECTRICAL SKIN WITH A CONTACT POSITION FUNCTION UTILIZING ELECTRET 査読

    Kazuho SATOH, Wataru HIJIKATA

    The 10th Asia-Pacific Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (APSAEM 2024)   2024年7月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

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  • Hydrodynamic Performance of an Optimized Spiral Groove Bearing to Improve Plasma Skimming Effect 査読 国際誌

    Ming Jiang, Wataru Hijikata

    2024 46th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC)   2024   1 - 5   2024年7月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    Plasma skimming in spiral groove bearings (SGBs) has the potential to reduce hemolysis by guiding the red blood cells to escape from the narrow ridge gap with high shear stress force, to the larger groove gap. In our previous study, we designed an optimal SGB-PS that aims to improve plasma skimming inside the bearing gaps and verified its effectiveness under whole blood conditions up to 40% hematocrit level. This study extends our work by evaluating the load-carrying capacity of the optimized SGB design. We first analyzed the load-carrying capacity numerically by calculating the hydrodynamic force based on the Reynolds equation. Then we designed and manufactured an experimental device to measure the generated hydrodynamic force under comparable conditions. Our results indicate that the hydrodynamic force generated by the SGB-PS meets the requirements for our hydrodynamically levitated rotary blood pump and aligns well with our numerical analysis. This research contributes to improving the performance of the SGB for hemolysis resistance in hydrodynamically levitated rotary blood pumps.

    DOI: 10.1109/embc53108.2024.10781874

    PubMed

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  • 接触位置検出可能な伸縮性を有するセルフパワード人工皮膚の開発 査読

    佐藤一歩, 土方亘

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集   36th (CD-ROM)   2024年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • エレメカ連成1Dモデルを用いたTier1,Tier2サプライヤの連携による回路解析手法 査読

    稲葉雅司, 中溝裕己, 土方亘, 江上孝夫, 向山大索, 有賀善紀, 高原弘樹, 藤田英明, 篠田卓也, 近江慶太

    自動車技術会大会学術講演会講演予稿集(Web)   2024   2024年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • AIによる補助人工心臓のワーファリン内服量のコントロールに関する研究 査読

    ブムエルデネ オロルゾド, 藤原立樹, 鍋島惇也, 加藤比呂, 土方亘, 藤田知之

    人工心臓と補助循環懇話会学術集会プログラム・抄録集   52nd   2024年4月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • 機械学習と磁気浮上型人工心臓の融合による心拍同期制御の開発 査読

    土方亘, 戸田大輝, 藤原立樹, 大内克洋, 岩永健裕, 櫻井啓暢, 鍋島惇也, 藤田知之

    人工心臓と補助循環懇話会学術集会プログラム・抄録集   52nd   2024年4月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

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  • 静電誘導型発電シートを用いた咬合力測定装置の開発

    成原大衣智, 依田信裕, 江草宏, 千万智生, 土方亘, 伊藤浩之

    生体医歯工学共同研究拠点成果報告書   2023   2024年

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  • 目標3-すべての人に健康と福祉を 磁気浮上システムの医療応用

    土方亘, 増澤徹, 進士忠彦, 栗田伸幸, 長真啓

    電気学会全国大会講演論文集(CD-ROM)   2024   2024年

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  • 自動インピーダンス整合機能を有する移動ロボット用ワイヤレス給電システム

    土方亘, 大堀隼輝, 中西秀行, LI Xiang

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集(CD-ROM)   2023   2P1-G17   2023年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmermd.2023.2p1-g17

    CiNii Research

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  • 静電誘導型発電シートを用いた咬合力測定装置の開発

    成原大衣智, 依田信裕, 江草宏, 市川健太, 土方亘, 伊藤浩之

    生体医歯工学共同研究拠点成果報告書   2022   2023年

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  • 移動ロボット用磁界共振結合型ワイヤレス給電におけるインピーダンス整合システム

    大堀隼輝, 中西秀行, LI Xiang, 土方亘

    電気学会全国大会講演論文集(CD-ROM)   2023   2023年

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  • 静電誘導型発電シートを用いた咬合力測定装置の開発

    成原大衣智, 依田信裕, 江草宏, 市川健太, 土方亘, 伊藤浩之

    生体医歯工学共同研究拠点成果報告会   2022 (CD-ROM)   2023年

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  • 人工心臓の磁気浮上機構を用いた血栓検出と予防機能の開発

    畠中晃平, 土方亘, 藤原立樹, 大内克洋, 井上雄介

    精密工学会大会学術講演会講演論文集(CD-ROM)   2023   283 - 284   2023年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 精密工学会  

    本研究では人工心臓に用いる磁気浮上機構を,血栓の検出および予防システムとして利用する.具体的には,血液吐出用インペラを円軌道状に強制変位加振する.このとき,血栓形成時のインペラダイナミクスの変化を捉え,血栓検出センサへ応用する.また,この加振により,血栓形成初期段階の血液成分付着を阻止し,血栓を予防する.この制御の効果を検証するため,ブタ血液を充填した模擬循環回路を用い,実証した.

    DOI: 10.11522/pscjspe.2023s.0_283

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  • バイオアクチュエータに用いる骨格筋のモデルベース設計の開発

    リュウ キトウ, 持田匠, 土方亘

    精密工学会大会学術講演会講演論文集(CD-ROM)   2023   507 - 508   2023年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 精密工学会  

    骨格筋と人工骨格からなるバイオアクチュエータは,自己成長,自己修復等の特徴を有する。本研究ではバイオアクチュエータの工学的応用を目指し,筋疲労を考慮した筋収縮モデルの構築,および骨格筋のモデルベース設計法を提案する。実験ではカエル腓腹筋の収縮応答を測定し,骨格筋の長さ等とモデルパラメータの関係を実験的に求め,所望の仕様を満たす骨格筋を設計し,カエルの筋肉で妥当性を検証した。

    DOI: 10.11522/pscjspe.2023s.0_507

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  • 遠心ポンプにより創出される拍動流が人工肺内の血栓形成を抑制する効果に関する検証

    櫻井啓暢, 藤原立樹, 大内克洋, 土方亘, 戸田大輝, 岩永健裕, 藤田知之

    人工臓器(日本人工臓器学会)   52 ( 2 )   2023年

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  • 人工肺内部の血栓低減を目的とした拍動流を創出する血液ポンプの制御系開発

    戸田大輝, 藤原立樹, 大内克洋, 櫻井啓暢, 岩永健裕, 藤田知之, 土方亘

    人工臓器(日本人工臓器学会)   52 ( 2 )   2023年

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  • せん断応力による止血因子の分解耐性評価を目的とした磁気浮上型せん断負荷装置の設計と浮上実験

    横山碧, 丸山修, 土方亘

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集   35th (CD-ROM)   2023年

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  • 動的アクチュエータのモデリングによる発熱量損失算出の提案

    稲葉雅司, 中溝裕己, 大蔵孝, 土方亘, 安井龍太, 高原弘樹, 伏信一慶, 藤田英明, 篠田卓也, 近江慶太

    自動車技術会大会学術講演会講演予稿集(Web)   2023   2023年

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  • 推力・磁力パッシブ浮上機構を用いた人工心臓の高剛性化

    鄭兆民, 土方亘

    人工臓器(日本人工臓器学会)   52 ( 2 )   2023年

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  • 外部電源不要で接触位置検出可能なストレッチャブル人工皮膚の開発

    佐藤一歩, 市川健太, 土方亘

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集(CD-ROM)   2023   1P1-H13   2023年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmermd.2023.1p1-h13

    CiNii Research

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  • 世界モデルにおける未知の環境への転移

    藤崎勇哉, 南田桂吾, 土方祥平, 澤野千賀, 熊谷亘, 松尾豊

    人工知能学会全国大会論文集(Web)   37th   2023年

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  • 自動インピーダンス整合機能を有する移動ロボットへのワイヤレス給電システムの小型化

    WANG Jialin, 土方亘, 中西秀行, LI Xiang

    MAGDAコンファレンス講演論文集(CD-ROM)   32nd   2023年

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  • セルフパワード型ウェアラブル咬合力センサの開発

    市川健太, 土方亘, 三林浩二

    センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム(CD-ROM)   40th   2023年

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  • 機能時の歯列上咬合力測定手法:エレクトレットを用いたシート状咬合力センサの開発

    土方亘

    日本顎口腔機能学会学術大会プログラム・事前抄録集   70th   2023年

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  • 咬合力センシング機能を有するマウスガード型エナジーハーベスタ

    市川健太, 土方亘

    MAGDAコンファレンス講演論文集(CD-ROM)   31st   2022年

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  • 筋収縮を利用した体内発電システムに関する研究

    土方亘, 持田匠, 三林浩二, 進士忠彦

    生体医歯工学共同研究拠点成果報告書   2021   2022年

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  • 遠心ポンプが創出する拍動流が人工肺内に形成される血栓を抑制する効果に関する検証

    櫻井啓暢, 藤原立樹, 大内克洋, 土方亘, 井上雄介, 丸山修, 水野友裕

    人工臓器(日本人工臓器学会)   51 ( 2 )   2022年

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  • インドシアニングリーン蛍光造影を用いたECMO回路内のリアルタイム血栓検出法とその応用

    藤原立樹, 櫻井啓暢, 大内克洋, 土方亘, 井上雄介, 丸山修, 山本条太郎, 水野友裕

    人工臓器(日本人工臓器学会)   51 ( 2 )   2022年

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  • 機械学習と磁気浮上型人工心臓の融合による追加センサの不要な心拍同期制御システム

    土方亘, 田仲結衣, 戸田大輝, 藤原立樹, 大内克洋

    人工臓器(日本人工臓器学会)   51 ( 2 )   2022年

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  • 自動インピーダンス整合可能な移動ロボットへの磁界共振結合型ワイヤレス給電システム

    大堀隼輝, 中西秀行, LI Xiang, 土方亘

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集(CD-ROM)   2022   747 - 750   2022年

  • インペラの円軌道加振による磁気浮上型血液ポンプ内の血栓検出技術の開発

    畠中晃平, 土方亘, 藤原立樹, 大内克洋, 井上雄介

    人工臓器(日本人工臓器学会)   51 ( 2 )   2022年

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  • 推力・磁力パッシブ浮上機構を用いた新たな人工心臓の提案と最適設計

    鄭兆民, 土方亘

    人工臓器(日本人工臓器学会)   51 ( 2 )   2022年

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  • センサレスで心拍を推定可能な人工心臓用磁界共振結合型非接触給電システムの開発

    戸田大輝, 大堀隼輝, 土方亘

    人工臓器(日本人工臓器学会)   51 ( 2 )   2022年

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  • 筋収縮を利用した体内発電システムに関する研究

    土方亘, 持田匠, 三林浩二, 進士忠彦

    生体医歯工学共同研究拠点成果報告会   2021 (CD-ROM)   2022年

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  • オナガガモの渡りと越冬・中継地における農地利用

    森口紗千子, 嶋田哲郎, 足利直哉, 杉野目斉, 佐藤賢二, 羽賀淳, 牛山克巳, 福田亘佑, 土方直哉, 植田睦之, 藤田剛, LEE Hansoo, 加藤卓也, 羽山伸一

    日本鳥学会大会講演要旨集   2022   2022年

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  • バイオハイブリッドアクチュエータに用いる骨格筋のモデルベース設計

    LIU Jitong, 持田匠, 土方亘

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集(CD-ROM)   2022   2P2-N01   2022年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmermd.2022.2p2-n01

    DOI: 10.1299/jbse.24-00017_references_DOI_Iu1XAaqcsDvKrv1AZirDTnFWEg6

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  • 移動ロボットへの磁界共振結合型ワイヤレス給電における自動インピーダンス整合システム

    大堀隼輝, 中西秀行, LI Xiang, 土方亘

    MAGDAコンファレンス講演論文集(CD-ROM)   31st   2022年

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  • 人工心臓用磁気浮上アクチュエータを用いたバイタルセンシングと心拍同期制御への応用

    田仲結衣, 土方亘

    精密工学会大会学術講演会講演論文集(CD-ROM)   2022   676 - 677   2022年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 精密工学会  

    本研究では人工心臓用の磁気浮上アクチュエータを単なる浮上機構としてだけでなく,患者の拍動や疾患状態をセンシング可能なスマートアクチュエータとして利用する.具体的には磁気浮上系に構成した外乱オブザーバによりインペラに作用する流体力を推定し,リアルタイムで疾患心臓の拍動を推定可能とした.さらに,繰返し制御器を用いたモータの心拍同期制御系を設計し,推定した拍動に同期する流量制御を実現した.

    DOI: 10.11522/pscjspe.2022s.0_676

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  • 推力と磁力を併用した血液ポンプ用パッシブ浮上機構の開発

    鈎亮太, 土方亘

    精密工学会大会学術講演会講演論文集(CD-ROM)   2022   798 - 799   2022年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 精密工学会  

    人工心臓用インペラの支持に動圧軸受や磁気軸受が利用されるが,狭い流体隙間での血液損傷や,アクティブ制御システムの故障が懸念される.本研究では,推力と磁力を併用することで500 µm以上の流体隙間を有し,かつ完全パッシブ浮上可能な軸流血液ポンプを開発する.数値流体力学解析と磁場解析により回転以外の5自由度が正剛性となる浮上機構を設計し,実験により10,000 rpm,1.5 L/minにおいて軸方向のパッシブ浮上を示した.

    DOI: 10.11522/pscjspe.2022s.0_798

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  • 骨格筋の不完全強縮を利用した体内エナジーハーベスティングデバイスの開発

    持田匠, 土方亘, 松谷晃宏

    MAGDAコンファレンス講演論文集(CD-ROM)   31st   2022年

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  • Internet Survey of Japanese Patients With Chronic Constipation: Focus on Correlations Between Sleep Quality, Symptom Severity, and Quality of Life

    Wataru Ohashi, Masahide Ebi, Sayuri Yamamoto, Yurika Kawamura, Kazuhiro Yamamoto, Yasushi Funaki, Yasutaka Hijikata, Naotaka Ogasawara, Kunio Kasugai, Yasuhiro Tamura, Makoto Sasaki, Yoshiharu Yamaguchi, Hiroaki Nakagawa, Masato Maekawa, Yoshinori Wakita, Shinya Izawa

    Journal of Neurogastroenterology and Motility   27   602 - 611   2021年10月

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    出版者・発行元:The Korean Society of Neurogastroenterology and Motility  

    Chronic constipation and lifestyle factors can affect sleep quality. We evaluated the relationship between chronic constipation and sleep in the Japanese population.This cross-sectional internet-based survey included 3000 subjects with constipation, classified according to sleep status (good/poor). Primary endpoints were Bristol stool form scale (BSFS) score and correlations between sleep disorder criteria of the Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI) and sleep status (good/poor sleep). Secondary endpoints included correlations between quality of life (QOL) and mood, medical, lifestyle, and sleep factors.The proportion of participants with BSFS category 4 (normal stool) was significantly higher in the good sleep group (Subjects with constipation and poor sleep experienced severe symptoms and had poor QOL. These data support the need for a multifocal treatment approach, including lifestyle advice and pharmacotherapy.

    DOI: 10.5056/jnm20135

    PubMed

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  • 血液ポンプにおける磁気軸受を用いた生体情報モニタリングと治療への応用

    土方亘, 田仲結衣, 畠中晃平, 藤原立樹, 大内克洋, 井上雄介

    Dynamics & Design Conference (CD-ROM)   2021   542   2021年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmedmc.2021.542

    CiNii Research

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  • 筋収縮モデルに基づいた培養筋肉アクチュエータの設計に関する研究

    LIU Jitong, 持田匠, 土方亘

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集(CD-ROM)   2021   1P3-J04   2021年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmermd.2021.1p3-j04

    CiNii Research

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  • インピーダンス整合機構を備えた移動ロボットへの磁界共振結合型ワイヤレス給電システム

    大堀隼輝, 土方亘, LI Xiang, 中西秀行, 小澤茂樹

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集(CD-ROM)   2021   1P3-G04   2021年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmermd.2021.1p3-g04

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  • インドシアニングリーン蛍光造影を用いたECMO回路内血栓検出法の検証

    藤原立樹, 櫻井啓暢, 大内克洋, 井上雄介, 武輪能明, 土方亘, 水野友裕, 荒井裕国

    脈管学(Web)   61 ( supplement )   2021年

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  • インペラの円軌道加振によって血栓を予防するインテリジェント磁気浮上型血液ポンプの開発

    畠中晃平, 土方亘, 藤原立樹, 大内克洋, 井上雄介

    人工臓器(日本人工臓器学会)   50 ( 2 )   2021年

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  • コロナ時代に求められるECMOデバイス内血栓予防・血栓検出技術の開発

    藤原立樹, 土方亘, 井上雄介, 大内克洋, 水野友裕, 荒井裕国

    人工臓器(日本人工臓器学会)   50 ( 2 )   2021年

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  • 磁気浮上・磁気軸受の医療応用

    土方亘, 増澤徹, 進士忠彦, 栗田伸幸, 小沼弘幸, 長真啓

    電気学会全国大会講演論文集(CD-ROM)   2021   2021年

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  • インドシアニングリーンを用いた人工肺のリアルタイム血栓検出法

    櫻井啓暢, 藤原立樹, 大内克洋, 土方亘, 井上雄介, 水野友裕, 荒井裕国

    日本生体医工学会大会プログラム・抄録集(Web)   60th ( Abstract )   579 - 579   2021年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 日本生体医工学会  

    【目的】ECMOは循環、呼吸不全に対し使用されるが、回路内に形成される血栓が塞栓症や人工肺ガス交換能低下などの原因となり問題である。本研究ではインドシアニングリーン(ICG)を用いた人工肺のリアルタイム血栓検出法を模擬回路実験、急性動物実験で検証した。

    【方法】ICGは血液中の蛋白質と結合し、赤外線光(750-800nm波長)を吸収し、類似波長の光を発する特性を持つ。この波長領域の光はヘモグロビンや水への吸収が小さいため、分光感度が高く、血液内の観察に有用である。遠心ポンプ、人工肺を含む回路を作成し模擬回路実験ではブタ血液を循環させ、急性動物実験ではブタに体外循環回路を装着し検証した。肉眼で観察しながら、ICGを投与し赤外線カメラシステムで観察した。循環停止後、血液を生食で置換し人工肺内の血栓を観察し、さらに人工肺を分解し内部を観察した。

    【結果】ICGを投与したところ人工肺内の血液より発する蛍光を背景に黒色の領域として血栓が検出された。検出した血栓は目視での観察は難しく、生食置換後に人工肺で観察できた血栓と一致していた。

    【結語】ICGにより人工肺内に形成された血栓が検出可能であった。検出した血栓はハウジング面に形成された血栓であり、塞栓症との関連性が示唆された。血栓をリアルタイムに検出することは血栓の早期検出、抗凝固療法の適正化に有用である。将来的には遠隔モニタリングやデバイスの抗血栓性評価への応用も期待できる。

    DOI: 10.11239/jsmbe.annual59.579

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  • 外乱オブザーバを用いたポンプ流量推定による磁気浮上型血液ポンプの心拍同期制御-簡易模擬循環回路における検証-

    田仲結衣, 村重智崇, 土方亘

    日本AEM学会誌   29 ( 1 )   72 - 77   2021年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:日本AEM学会  

    DOI: 10.14243/jsaem.29.72

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    その他リンク: https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I031409402

  • 磁気浮上システムを利用した人工心臓の血栓検出及び血栓予防

    土方亘, 藤原立樹, 大内克洋

    人工臓器(日本人工臓器学会)   50 ( 1 )   2021年

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  • 電気刺激による骨格筋の不完全強縮を利用した体内エナジーハーベスティングデバイスの開発

    持田匠, 土方亘, 松谷晃宏

    精密工学会大会学術講演会講演論文集(CD-ROM)   2021   279 - 280   2021年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 精密工学会  

    植込型医療機器の代替電源として,電気刺激によって骨格筋を収縮させ,その力学的エネルギーを発電機によって電気エネルギーに変換する体内エナジーハーベスティングを提案している.本研究では,骨格筋を電気刺激した際の消費電力も考慮した正味の電力を向上させるため,電気刺激の周波数と同期して骨格筋が振動する現象である不完全強縮を利用し,その収縮運動に合わせた発電機構の設計,製作を行ったのでこれを報告する.

    DOI: 10.11522/pscjspe.2021a.0_279

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  • エレクトレットを用いた外部電源不要な触覚機能を有する人工皮膚に関する研究

    土方亘, 松本爽, 市川健太

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集(CD-ROM)   2021   1P1-M12   2021年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmermd.2021.1p1-m12

    CiNii Research

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K09969/

  • エレクトレットを用いた薄型発電シートの開発と口腔内発電システムへの応用

    市川健太, 土方亘

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集   33rd   2021年

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  • 磁気浮上システムを用いたインペラの揺動運動による血液ポンプ内血栓の予防

    畠中晃平, 土方亘, 藤原立樹, 大内克洋, 井上雄介

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集   33rd   2021年

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  • 異なるシステムを持つ体外循環回路の抗血栓性比較を目的とした急性動物実験モデルの提案

    櫻井啓暢, 藤原立樹, 大内克洋, 土方亘, 井上雄介, 水野友裕, 荒井裕国

    人工臓器(日本人工臓器学会)   50 ( 2 )   2021年

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  • 旭川医科大学大型慢性動物実験施設における抗血栓ECMOの開発

    井上雄介, 寺澤武, 佐藤康史, 藤原立樹, 大内克洋, 土方亘, 田仲結衣, 畠中晃平, 横田幸恵, 武輪能明

    人工臓器(日本人工臓器学会)   50 ( 2 )   2021年

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  • IABO(intra-aortic balloon occlusion)補助下で内視鏡的止血を行った出血性胃潰瘍の1例

    原 健三, 鳥羽 崇仁, 岩田 俊太郎, 氏田 亙, 鈴木 啓太, 副島 啓太, 並木 萌子, 若林 宗弘, 藤井 紘大, 榎本 有里, 清水 良, 福士 剛蔵, 團 宣博, 土方 一範, 小林 俊介, 山本 慶郎, 山口 和久, 佐藤 真司, 一林 亮, 五十嵐 良典

    Progress of Digestive Endoscopy   97 ( 1 )   66 - 68   2020年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本消化器内視鏡学会 関東支部  

    DOI: 10.11641/pde.97.1_66

    DOI: 10.7888/juoeh.43.363_references_DOI_ULo7m6YEEb702jil3LHVRFGsztG

    CiNii Research

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    その他リンク: https://search.jamas.or.jp/link/ui/2021104126

  • 動圧軸受隙間内における赤血球・血漿分離現象を向上する軸受形状の設計

    MING Jiang, MING Jiang, 迫田大輔, 小阪亮, 土方亘

    人工臓器(日本人工臓器学会)   49 ( 3 )   2020年

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  • エレクトレットを用いた触覚機能を有する人工皮膚の開発

    松本爽, 市川健太, 土方亘

    日本機械学会情報・知能・精密機器部門講演会論文集(CD-ROM)   2020 (Web)   2A04   2020年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmeiip.2020.2a04

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  • 筋収縮を利用した体内発電システムに関する研究

    土方亘, 持田匠, 進士忠彦, 三林浩二, 堀内尚紘, 永井亜希子

    生体医歯工学共同研究拠点成果報告会   2019   2020年

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  • トラッキング機能を有する移動体へのワイヤレス給電システム

    土方亘

    日本AEM学会誌   28 ( 4 )   271 - 275   2020年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:日本AEM学会  

    DOI: 10.14243/jsaem.28.271

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    その他リンク: https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I031269025

  • 磁気浮上型遠心ポンプ内血栓モニタリング法の急性動物実験による検証

    藤原立樹, 土方亘, 関晴永, 田原禎生, 尾形麻斗, 横田幸恵, 村重智崇, 大内克洋, 水野友裕, 荒井裕国

    人工臓器(日本人工臓器学会)   49 ( 2 )   2020年

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  • エレクトレットを用いた力覚機能を有する人工皮膚に関する研究

    松本爽, 市川健太, 土方亘

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集(CD-ROM)   2020   2A1-P09   2020年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmermd.2020.2a1-p09

    CiNii Research

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  • 外乱オブザーバを用いたポンプ流量推定による磁気浮上型血液ポンプの心拍同期制御-簡易模擬循環回路における検証-

    田仲結衣, 村重智崇, 土方亘

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集   32nd   2020年

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  • 小型人工心臓のための磁力・推力パッシブ浮上機構の開発

    鈎亮太, 村重智崇, 土方亘

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集   32nd   2020年

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  • Development of an electrostatic induction energy harvester embedded in a mouthguard

    ICHIKAWA Kenta, MATSUMOTO Akira, HIJIKATA Wataru

    The Proceedings of the International Conference on Motion and Vibration Control   2020.15   10082   2020年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:The Japan Society of Mechanical Engineers  

    Energy harvesting from human motion is expected to the energy source for wearable devices. Although the energy density of human motion is high, the frequency of it is a few Hz, which does not match the conventional energy harvester. Due to this, the size of harvester tends to become large in order to get high output. This paper presents an electrostatic induction energy harvester which can generate high power at low frequency in order to power the mouthguard type sensor. To embed into the mouthguard type sensor, the total thickness of the harvester should be less than 0.2 mm to reduce the discomfort. Furthermore, the final goal of power generated of the harvester was set to a few tens of μW. The proposed harvester consists of electrets that can hold a quasipermanent charge on its surface, dielectric elastomers and electrodes. The mechanical energy applied by the biting force is converted to electrical energy by electrostatic induction. The parametric study of the harvester based on the equivalent circuit model was conducted to maximize the power generated. According to the calculation results, the harvester can achieve 22.7 μW with a load resistance of 570 MΩ, which met the requirements for the mouthguard type sensors. The fabrication and evaluation of the harvester based on the calculation results will be conducted in the future work.

    DOI: 10.1299/jsmeintmovic.2020.15.10082

    CiNii Research

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  • 外乱オブザーバを用いた拍動および流量推定による追加センサレスな補助人工心臓用心拍同期制御システム

    田仲結衣, 土方亘

    人工臓器(日本人工臓器学会)   49 ( 3 )   2020年

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  • 筋萎縮性側索硬化症モデルN2a細胞におけるミトコンドリア呼吸鎖複合体の解析

    村田亘, 天谷亮介, 原司, 細井龍之介, 土方翔平, 松本紋子

    日本生化学会大会(Web)   93rd   2020年

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  • Sensorless measurement of biological information in a magnetically levitated artificial heart and its application to QOL improvement technology

    Wataru Hijikata

    Impact   2019 ( 10 )   70 - 72   2019年12月

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    出版者・発行元:Science Impact, Ltd.  

    <jats:p>Heart disease is the leading cause of death in men and women around the world and it is a significant problem that requires remedy. Heart failure is where the heart is not pumping blood around the body as effectively as it should. Importantly, heart failure does not mean that the heart
    has stopped working, but it does require support in order to get it working better. Over the past few decades, there have been many innovations to help address the problems with heart failure, including developing ventricular assist devices (VADs). A VAD is a mechanical pump that is placed
    inside the body to support heart function and blood flow in heart patients. It works by taking blood from a lower chamber in the heart and pumping it to the body and vital organs, in the same way that a healthy heart would. Dr Wataru Hijikata is an expert in mechanical engineering and technology
    with a focus on healthcare outcomes. He explains that the first generation of VADs was a pulsatile flow type, but because of the complicated mechanical structure, the size of them was large and they had low durability. He notes that the second generation VAD was a continuous flow type. Because
    the blood flow was generated by the rotation of an impeller, the mechanical structure was simple and the size was small. However, the bearings to support the rotating impeller led to low durability. 'Third generation VADs are continuous flow types with contactless support of the impeller by
    magnetic bearing or hydrodynamic bearings,' Hijikata outlines. Owing to the contactless support technology, the durability of VADs has been enhanced and the size of the device is small. 'However, while there has been significant progress over the years, VADs are still far from perfect and
    there is much room for improvement,' he concludes. With that in mind, a team of researchers based at the Department of Mechanical Engineering in the Tokyo Institute of Technology, Japan, is investigating a means of improving VADs.</jats:p>

    DOI: 10.21820/23987073.2019.10.70

    CiNii Research

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17H04909/

  • Internet survey on the actual situation of constipation in the Japanese population under 70 years old: focus on functional constipation and constipation-predominant irritable bowel syndrome

    Yurika Kawamura, Sayuri Yamamoto, Yasushi Funaki, Wataru Ohashi, Kazuhiro Yamamoto, Tomonori Ozeki, Yoshiharu Yamaguchi, Yasuhiro Tamura, Shinya Izawa, Yasutaka Hijikata, Masahide Ebi, Naotaka Ogasawara, Makoto Sasaki, Kunio Kasugai

    Journal of Gastroenterology   55 ( 1 )   27 - 38   2019年8月

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    出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    In Japan, the prevalence of constipation-predominant irritable bowel syndrome (IBS-C) and functional constipation (FC) diagnosed by the Rome III criteria is unclear, as are the demographic profile, quality of life (QOL), and habits of persons with IBS-C or FC.We performed an internet survey of constipation. After extracting 3000 persons fitting the composition of the general Japanese population, we investigated demographic factors, lifestyle, defecation, and laxatives. IBS-C and FC were diagnosed by Rome III criteria. Respondents also completed the Japanese IBS severity index (IBS-SI-J), Japanese IBS QOL scale (IBS-QOL-J), SF-8, Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS), and Japanese Health Practice Index (JHPI).There were 262 respondents with FC (8.73%) [73 men and 189 women; mean age: 49.8 ± 13.1 years; mean body mass index (BMI): 21.0 ± 3.3 g/mIn Japan, among the population of under 70 years old, the prevalence of IBS-C and FC (Rome III criteria) was 4.97% and 8.76%, respectively. IBS-C caused more severe symptoms than FC, resulting in impairment of QOL.

    DOI: 10.1007/s00535-019-01611-8

    DOI: 10.3164/jcbn.19-118_references_DOI_3Qs0sj3JMTlYBZhhgQJHSbl67ss

    PubMed

    CiNii Research

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    その他リンク: http://link.springer.com/article/10.1007/s00535-019-01611-8/fulltext.html

  • 筋電気刺激による骨格筋収縮モデルの構築と体内発電システムにおける高効率筋収縮制御への応用

    杉本渉, 土方亘

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集   31st (CD-ROM)   ROMBUNNO.24A3‐3   2019年5月

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    記述言語:日本語  

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  • 生体組織の影響を考慮した人工心臓用磁界共振結合型ワイヤレス給電システムの設計

    SHAO Yuying, 土方亘

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集   31st (CD-ROM)   ROMBUNNO.22A1‐5   2019年5月

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    記述言語:日本語  

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  • 筋収縮制御を利用した体内発電システムの研究

    土方亘, 進士忠彦, 三林浩二, 堀内尚紘, 永井亜希子

    生体医歯工学共同研究拠点成果報告書   2018   103   2019年4月

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    記述言語:日本語  

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  • Design optimization of contactless generator for implantable energy harvesting system utilizing electrically-stimulated muscle

    Mochida T, Hijikata W

    IEEE Conference Proceedings   2019 ( EMBC )   358‐363 - 363   2019年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    We propose an energy harvesting device driven by a contraction of an electrically-stimulated skeletal muscle for an alternative battery of implantable medical devices. In order to realize a durable generator, we proposed a contactless plucking mechanism utilizing parallel leaf springs and magnets, with which the generator can be driven without friction. By utilizing this mechanism, the generator can be driven not only in a contraction phase, but also a relaxant phase. We optimized the stiffness of the parallel leaf springs, air gap between the magnets, and magnetic circuit in order to maximize generated power of the generator. The generated power of the prototype in nonliving environment was evaluated. The result showed the protype could achieve 35.8 μW, the value of which is enough to drive the implantable medical devices. Finally, the generated power was evaluated in the ex-vivo experiment using a gastrocnemius muscle of a toad with a weight of 193.4 g. In this experiment, the generator achieved 18.1 μW from only 3.5 g of the skeletal muscle. Also, we confirmed that the generated power exceeded the power consumption of the electrical stimulation on the skeletal muscle. Hence, we concluded the results showed the feasibility of the energy harvesting system with proposed mechanism.

    DOI: 10.1109/EMBC.2019.8856414

    PubMed

    CiNii Research

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  • Development of an Electrostatic Oral Cavity Generator Driven by Occlusal Force* 国際誌

    Ichikawa Kenta, Hijikata Wataru

    IEEE Conference Proceedings   2019 ( EMBC )   1298‐1301 - 1301   2019年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    Mouthguard type sensors have been developed to monitor the healthcare-related information, which is expected to be used for pre-illness and preventive medicine. However, a method for supplying the power to these sensors is still an issue to be solved. In this paper, we propose an electrostatic oral cavity generator driven by occlusal force to supply the power for mouthguard type sensors. The proposed generator is a sheet form and consists of the lamination of the electret, dielectric elastomer and copper electrode. In this paper, we estimated the power generation with a piezoelectric generator and the proposed electrostatic generator. Then, the generators were designed and fabricated. The generated power of the prototype electrostatic generator was 18.0 μW. It was about 560 times larger than that of a piezoelectric generator with the area equivalent to four pairs of molars. Although the generated power was still smaller than the required power to drive the mouthguard sensor, we considered they can be comparable with each other by optimizing the design parameters of the generator.

    DOI: 10.1109/EMBC.2019.8856933

    PubMed

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  • Evaluating Plasma Skimming with Whole Blood in Small Gap Region Imitating Clearance of Blood Pumps

    Jiang M, Murashige T, Sakota D, Hijikata W

    IEEE Conference Proceedings   2019 ( EMBC )   5665‐5669 - 5669   2019年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    Plasma skimming is the phenomenon whereby the discharge hematocrit is lower than feed hematocrit naturally occurring in the microvessels with Poiseuille flow. It has been studied in Poiseuille flow extensively. Besides, plasma skimming has also been observed and investigated in blood pumps due to its potential to prevent hemolysis by skimming blood cells out of the small gap. However, whether plasma skimming occurs in blood pumps with whole blood has not been verified. Additionally, the independent influence of rotational speed and gap size has not been clarified. Therefore, in order to lay the foundation of applying plasma skimming to the development of blood pumps and also investigate the influence of rotational speed and gap size on plasma skimming respectively, we designed a simplified geometric device which not only imitates the flow inside clearances of blood pumps, but also provides different rotational speed and gap size conditions. We first conducted the verification tests of plasma skimming using whole blood with an initial hematocrit of 44% and the gap size was varied from 10 μm to 240 μm with 10 μm interval. The plasma skimming was verified occurring when the gap was less than 70 μm at a rotational speed of 800 rpm. Since plasma skimming was confirmed, we employed 30% hematocrit blood and performed the following tests to evaluate the influence of rotational speed of 600 rpm, 700 rpm, and 800 rpm respectively. As a result, the hematocrit of sampled blood declined as the rotational speed increased from 600 rpm to 800 rpm. And there was the lowest hematocrit of 16% when the gap was adjusted to 50 μm gap size at 800 rpm. This study further promotes the possibility of applying plasma skimming to the blood pumps with higher hemocapability.

    DOI: 10.1109/EMBC.2019.8857735

    PubMed

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  • 筋収縮を介して体内グルコースを電気エネルギーへ変換する体内発電システム

    土方亘

    立石科学技術振興財団助成研究成果集(Web)   ( 28 )   ROMBUNNO.2181021 (WEB ONLY)   2019年

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    記述言語:日本語  

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  • 電気刺激による筋肉収縮を利用した体内発電システム設計のための筋収縮特性調査方法

    佐原玄大, 土方亘, 山田昭博, 井上雄介, 白石泰之, 軽部雅人, 源田達也, 岩元直樹, 舘崎祐馬, 盛田良介, 山家智之

    日本生体医工学会大会プログラム・抄録集(Web)   58th   ROMBUNNO.PO‐B‐028 (WEB ONLY)   2019年

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    記述言語:日本語  

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  • 筋収縮制御を利用した体内発電システムの研究

    土方亘, 進士忠彦, 三林浩二, 堀内尚紘, 永井亜希子

    生体医歯工学共同研究拠点成果報告会   2018   87   2019年

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    記述言語:日本語  

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  • 家族性筋萎縮性側索硬化症モデル細胞におけるOptic atrophy1と呼吸鎖複合体の解析

    村田亘, 吉野淳樹, 細井龍之介, 原司, 天谷亮介, 土方翔平, 新美香苗, 松本紋子

    日本生化学会大会(Web)   92nd   2019年

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  • 当動物実験施設におけるLVAD急性実験モデルの変遷

    関晴永, 藤原立樹, 大内克洋, 土方亘, 丸山修, 田原禎生, 荒井裕国

    人工臓器(日本人工臓器学会)   48 ( 2 )   2019年

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  • 知能化磁気浮上システムの開発と医療応用

    土方亘, 村重智崇, 丸山拓朗, 藤原立樹, 大内克洋, 荒井裕国

    日本機械学会運動と振動の制御シンポジウム論文集(CD-ROM)   16th   B302   2019年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmemovic.2019.16.b302

    CiNii Research

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  • トラッキング機能を有する非接触給電システムのコイル最適配置の研究

    土方亘, 鈴木甫

    日本AEM学会誌   27 ( 3 )   2019年

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  • 咬合力によって駆動する静電誘導型口腔内エネルギーハーベスタの開発

    市川健太, 土方亘

    日本機械学会情報・知能・精密機器部門講演会論文集(CD-ROM)   2019 (Web)   1D07   2019年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmeiip.2019.1d07

    CiNii Research

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  • 咬合力を駆動源とする口腔内発電システム用発電シートの開発

    市川健太, 土方亘

    MAGDAコンファレンス講演論文集   27th   220‐225   2018年10月

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    記述言語:日本語  

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  • 電気刺激による骨格筋収縮を用いた人工内臓用体内発電の基礎研究

    佐原玄太, 土方亘, 山田昭博, 井上雄介, 白石泰之, 軽部雅人, 源田達也, 岩元直樹, 舘崎祐馬, 盛田良介, 山岸正明, 山家智之, 山家智之

    人工臓器(日本人工臓器学会)   47 ( 2 )   S.130   2018年10月

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    記述言語:日本語  

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  • 補助人工心臓治療の血液凝固関連における新知見 均一なshear stress負荷によるvon Willebrand因子高分子多量体の減少と出血リスクの評価

    坂爪 公, 秋山 正年, 左 雨南, 迫田 大輔, 土方 亘, 堀内 久徳, 丸山 修, 齋木 佳克

    人工臓器   47 ( 2 )   S - 31   2018年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本人工臓器学会  

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  • センサレス血栓検出機能を備えたインテリジェント人工心臓の開発

    丸山拓朗, 村重智崇, 土方亘

    LIFE講演概要集(CD-ROM)   2018 (Web)   ROMBUNNO.OS6‐2 (WEB ONLY)   2018年9月

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    記述言語:日本語  

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  • 電気刺激による骨格筋収縮を用いた体内エネルギーハーベスティング用非接触発電機の設計

    持田匠, 土方亘

    LIFE講演概要集(CD-ROM)   2018 (Web)   ROMBUNNO.2‐4‐2‐5 (WEB ONLY)   2018年9月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

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  • Development of an Intelligent Ventricular Assist Device with a Function of Sensorless Thrombus Detection 国際誌

    Takuro Maruyama, Tomotaka Murashige, Daisuke Sakota, Osamu Maruyama, Wataru Hijikata

    2018 40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC)   Vol. 2018 ( EMBC )   4516‐4519 - 4519   2018年7月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    Thrombus is one of the major problems in ventricular assist devices (VADs). However, method for detecting thrombus in early stage has not been established yet. In this study, we propose an intelligent function that the VAD itself can detect thrombus automatically and alert it to medical staffs. In the proposed method, thrombus formation inside a blood pump is detected by monitoring blood viscosity. This viscosity measurement is performed by using magnetic levitation system for the impeller. Hence, it can be implemented without any additional sensors or mechanisms in principle. For verification of the method, at first, we visualized inside of the pump during thrombus formation with measuring blood viscosity by using erythrocytes removed porcine blood. The result showed that the viscosity of the blood increased as blood coagulation progressed. Then, we conducted in vitro principle verification experiments with three different whole porcine blood. In all experiments, the measured blood viscosity increased and small thrombus was observed inside the pump. From these results, we confirmed that the proposed method has a possibility to detect and predict the thrombus in early stage.

    DOI: 10.1109/EMBC.2018.8513137

    PubMed

    CiNii Research

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  • 非典型的な臨床経過をたどり,心膜液貯留を契機に診断に至ったIgG4関連疾患の1例

    土方 奈奈子, 山本 哲平, 菅原 一樹, 西 祐吾, 野間 さつき, 吉永 綾, 岩崎 雄樹, 塚田 弥生, 浅井 邦也, 清水 渉

    日本内科学会雑誌   107 ( 7 )   1357 - 1364   2018年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本内科学会  

    79歳,男性.皮膚搔痒や腹水が出現し前医を受診した.好酸球増多症候群が疑われ,ステロイド全身投与で症状は改善した.5年後に大量心膜液貯留を指摘され,当院に入院した.末梢血好酸球増加,血清IgE, IgG4高値を認めるも,心膜液中に形質細胞や好酸球の増加はなし.尿閉と性腺機能低下所見から,肥大を伴わない非特異的前立腺炎を同定.同部組織診でIgG4陽性形質細胞浸潤があり,IgG4関連疾患と診断した.IgG4関連心膜炎は慢性の経過をとるが,診断時,既に収縮性心膜炎に至り,予後不良であることが多く,注意を要する.

    DOI: 10.2169/naika.107.1357

    CiNii Books

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    その他リンク: https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I029166220

  • ベクトル場を利用した仮想ポテンシャルの設計とロボットの平衡多様体への安定化

    岡本裕, 土方亘, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集(CD-ROM)   2018   ROMBUNNO.2A2‐E15   2018年6月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmermd.2018.2a2-e15

    CiNii Research

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  • 動的感度解析に基づくロバストコントローラの設計

    山中悠太, 土方亘, 岡田昌史

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集(CD-ROM)   2018   ROMBUNNO.2P2‐E11   2018年6月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmermd.2018.2p2-e11

    CiNii Research

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  • エレクトレットを用いた口腔内発電システム

    市川健太, 土方亘

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集   30th   144‐147   2018年5月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

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  • 筋収縮制御を利用した体内発電システムの研究

    土方亘, 進士忠彦, 三林浩二, 永井亜希子, 堀内尚紘

    生体医歯工学共同研究拠点成果報告書   2017   104   2018年4月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

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  • 咬合力を利用した静電誘導型口腔内発電機の研究

    市川健太, 土方亘

    日本機械学会関東支部総会・講演会講演論文集(CD-ROM)   24th   ROMBUNNO.1411   2018年3月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

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  • トラッキング機能を有する磁界共鳴型ワイヤレス給電におけるコイルの最適配置

    鈴木甫, 土方亘

    日本機械学会関東支部総会・講演会講演論文集(CD-ROM)   24th   ROMBUNNO.1401   2018年3月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

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  • 筋収縮制御を利用した体内発電システムの研究

    土方亘, 進士忠彦, 三林浩二, 永井亜希子, 堀内尚紘

    生体医歯工学共同研究拠点成果報告会   2017   84   2018年

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

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  • Development of a contactless energy harvesting system driven by contraction of skeletal muscle for implantable medical devices

    Mochida T, Hijikata W

    IEEE Conference Proceedings   2018 ( EMBC )   4648‐4652 - 4652   2018年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    We propose a contactless energy harvesting system driven by the contraction of an electrically-stimulated skeletal muscle to be used to supply electrical energy to implantable medical devices. In order to realize a durable generator, the one proposed here has a contactless clutch mechanism with parallel leaf springs, with which the generator can be driven without friction. In this system, the muscle connected to the parallel leaf spring is intentionally contracted by electrical stimulation. The generator can be driven not only in the contraction phase of the muscle, but also relaxation phase. The result an evaluation showed that the prototype could generate 26.1 $\mu \mathrm{W}$ with an efficiency of 13.7%. Finally, we conducted an animal experiment using the gastrocnemius muscle of a toad with a weighing of200 g The generator was driven in the contraction phase generating 1.37 $\mu \mathrm{W}$ of power from the energy supplied by the muscle.

    DOI: 10.1109/EMBC.2018.8513105

    PubMed

    CiNii Research

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  • Real-time Optimization of Coil Positioning in Wireless Power Transfer System for Artificial Heart

    Hijikata Wataru, Suzuki Hajime

    IEEE Conference Proceedings   2018 ( WPTC )   1‐4 - 4   2018年

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    An artificial heart system is clinically used for the blood circulation of the heart failure patient. The power of it is supplied via a drive line from the outside of the body. In order to eliminate the drive line from the patient, we propose a wireless poser transfer system with magnetic resonant coupling. The system will be placed inside the room and track the motion of the patient with a receiver coil. According to the information of patient’s motion, the position and posture of a movable transmitter coil and a repeater coil are actively controlled in order to keep the high transfer efficiency. In this study, we have developed a real-time calculation algorithm to obtain the optimal coil positions and postures. Then the calculation time and effectiveness of the proposed algorithm were evaluated.

    DOI: 10.1109/WPT.2018.8639256

    CiNii Research

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  • Broad-spectrum antiviral agents: secreted phospholipase A(2) targets viral envelope lipid bilayers derived from the endoplasmic reticulum membrane

    Chen, Ming, Aoki-Utsubo, Chie, Kameoka, Masanori, Deng, Lin, Terada, Yutaka, Kamitani, Wataru, Sato, Kei, Koyanagi, Yoshio, Hijikata, Makoto, Shindo, Keiko, Noda, Takeshi, Kohara, Michinori, Hotta, Hak

    Scientific Reports   7   15931 - 15931   2017年11月

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    記述言語:英語  

    Hepatitis C virus (HCV), dengue virus (DENV) and Japanese encephalitis virus (JEV) belong to the family Flaviviridae. Their viral particles have the envelope composed of viral proteins and a lipid bilayer acquired from budding through the endoplasmic reticulum (ER). The phospholipid content of the ER membrane differs from that of the plasma membrane (PM). The phospholipase A(2) (PLA(2)) superfamily consists of a large number of members that specifically catalyse the hydrolysis of phospholipids at a particular position. Here we show that the CM-II isoform of secreted PLA(2) obtained from Naja mossambica mossambica snake venom (CM-II-sPLA(2)) possesses potent virucidal (neutralising) activity against HCV, DENV and JEV, with 50% inhibitory concentrations (IC50) of 0.036, 0.31 and 1.34 ng/ ml, respectively. In contrast, the IC50 values of CM-II-sPLA(2) against viruses that bud through the PM (Sindbis virus, influenza virus and Sendai virus) or trans-Golgi network (TGN) (herpes simplex virus) were > 10,000 ng/ml. Moreover, the 50% cytotoxic (CC50) and haemolytic (HC50) concentrations of CMII- sPLA(2) were > 10,000 ng/ml, implying that CM-II-sPLA(2) did not significantly damage the PM. These results suggest that CM-II-sPLA(2) and its derivatives are good candidates for the development of broadspectrum antiviral drugs that target viral envelope lipid bilayers derived from the ER membrane.

    DOI: 10.1038/s41598-017-16130-w

    DOI: 10.1016/j.toxicon.2020.12.007_references_DOI_GswaWZLQkOaME1nNCIvQj3wD3Mb

    CiNii Research

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    その他リンク: https://www.nature.com/articles/s41598-017-16130-w

  • 骨格筋収縮を用いた体内エネルギーハーベスティング用発電機の設計

    持田匠, 土方亘

    LIFE講演概要集(CD-ROM)   2017 (Web)   ROMBUNNO.1B1‐4   2017年9月

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    記述言語:日本語  

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  • レアアース磁石を用いない使い捨て磁気浮上遠心血液ポンプ用ベアリングレスモータの研究

    土方亘, 土方亘

    マツダ財団研究報告書(科学技術振興関係)   29   38‐45   2017年6月

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    記述言語:日本語  

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  • 人工心臓用磁気軸受を用いたセンサレス血栓検出の研究

    丸山拓朗, 迫田大輔, 丸山修, 土方亘

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集   29th   301‐302   2017年5月

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    記述言語:日本語  

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  • Creation and Functionalization of Defects in SiC by Proton Beam Writing

    Takeshi Ohshima, Tomoya Honda, Shinobu Onoda, Takahiro Makino, Moriyoshi Haruyama, Tomihiro Kamiya, Takahiro Satoh, Yasuto Hijikata, Wataru Kada, Osamu Hanaizumi, Alexander Lohrmann, James R. Klein, Brett C. Johnson, Jeffrey C. McCallum, Stefania Castelletto, Brant C. Gibson, Hannes Kraus, Vladimir Dyakonov, G.V. Astakhov

    Materials Science Forum   897   233 - 237   2017年5月

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    出版者・発行元:Trans Tech Publications, Ltd.  

    <jats:p>Proton beam writing was carried out into high purity semi-insulating 4H-SiC bulk substrates. Luminescent defects created in the SiC by proton beam writing using 1.7 MeV-proton micro beams were investigated at room temperature using confocal laser scanning microscope. As a result, photoluminescence peak around 900 nm associated with silicon vacancy was observed for the irradiated SiC without post implantation process such as annealing. The overall depth profile of photon counts detected from irradiated areas is in good agreement with simulated vacancy depth profile. This suggests that silicon vacancy can be applied to ion tracking detector. In addition, since silicon vacancy is known as single photon source of which spins can be controlled at RT, PBW is expected to be a useful tool to fabricate spin qubits.</jats:p>

    DOI: 10.4028/www.scientific.net/msf.897.233

    DOI: 10.1088/1361-6463/aad0ec_references_DOI_SMgcS7E0tdWAszyxFQufHPiznnJ

    CiNii Research

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15H03967/

  • 動きの人らしさ

    小林亮, 岡田昌史, 土方亘

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集(CD-ROM)   2017   ROMBUNNO.1A1‐N11 - N11   2017年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    <p>The results of conventional researches have concluded that a human motion is generated by torque change minimization algorithm. It requires information of both initial and final position (Point-to-point control), while human motion sometimes does not have information of the final position in the real world. In this paper, we propose an online torque change minimization algorithm. Human motions are measured by a motion capture system, and it is shown that human motion has small torque change. The proposed method is applied to the same motion and the effectiveness of the proposed method is evaluated. Finally, the proposed method is also applied to experiments of a two-link manipulator.</p>

    DOI: 10.1299/jsmermd.2017.1A1-N11

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  • フリースローにおける人の運動の感度解析と設計

    岡田昌史, 田中尚義, 土方亘

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集(CD-ROM)   2017   ROMBUNNO.2A2‐D01 - D01   2017年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    <p>Free-throw in basketball is extremely dynamic and sensitive to the error of the joint angle through the motion. The purpose of this research is to design a trajectory which is robust against the initial error of the joints using inverse dynamics analysis and sensitivity analysis of motion capture data of free-throw. For those analyses, the dominant joint angle for free-throw is identified. The free-throw data of some participants are acquired, and they are evaluated and classified as novice or expert. The sensitivity of the experts shows small value comparing novice one, and a trajectory which has lower sensitivity is designed for the novice.</p>

    DOI: 10.1299/jsmermd.2017.2A2-D01

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  • 動的感度解析に基づくロバスト投擲運動設計―平面3リンクマニピュレータによる実験検証―

    岡田昌史, 大庭翔太, 土方亘

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集(CD-ROM)   2017   ROMBUNNO.1P1‐H07 - H07   2017年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    <p>Throwing an object by a powered robot system is an effective way for object manipulation in long distance. The focus of the throwing is on the accuracy of the landing point with respect to model uncertainties or disturbances. So far, we have proposed a sensitivity analysis method of throwing with a feed-forward controlled manipulator, while feed-forward/back controlled one is considered in this paper. The dynamic sensitivity analysis method is developed based on the conventional method and its evaluation is executed by using a prototyped three-link manipulator. The effectiveness of the proposed method is evaluated and a robust throwing with low sensitivity is obtained that realizes small variance of the landing point.</p>

    DOI: 10.1299/jsmermd.2017.1P1-H07

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  • 電気刺激による筋収縮を駆動源とする体内エネルギーハーベスティング

    土方亘, 進士忠彦, 三林浩二, 永井亜希子, 堀内尚紘

    生体医歯工学共同研究拠点成果報告書   2016   63   2017年4月

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    記述言語:日本語  

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  • 磁界共振結合を用いた植込み・装着デバイスへのトラッキング型ワイヤレス給電システムの基礎研究

    江花拓弥, 土方亘

    日本機械学会関東支部総会・講演会講演論文集(CD-ROM)   23rd   ROMBUNNO.1601   2017年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmekanto.2017.23.1601

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  • 磁気浮上式人工心臓におけるセンサレス粘度推定とその応用

    丸山拓朗, 土方亘, 進士忠彦

    日本機械学会関東支部総会・講演会講演論文集(CD-ROM)   23rd   ROMBUNNO.1511   2017年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmekanto.2017.23.1511

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  • フレキシブルコイルを用いた人工心臓用磁界共振結合経皮電力伝送システムのファントムによる評価

    長戸誠良, 土方亘, 進士忠彦

    日本機械学会情報・知能・精密機器部門講演会論文集(CD-ROM)   2017   ROMBUNNO.F4(F‐04) - 4   2017年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    A conventional power supply method using a drive line for a ventricular assist device causes infection diseases, which decreases patient&rsquo;s quality of life and survival rate. A possible solution is to use a transcutaneous energy transmission system utilizing electromagnetic induction. However, it is necessary for the coil to be located on the body surface accurately because of short transmission distance. In order to avoid infection diseases as well as increase the transmission distance, we proposed the new system utilizing magnetic resonant coupling that embedded flexible coils into clothes to transfer energy. In this paper, we evaluated the influence of the electric characteristics of the human body on the transmission efficiency by using both phantom and pork. The measured transmission efficiency with a gap of 30 mm was 67 % in phantom and 70 % in pork while that in air was 80 %.

    DOI: 10.1299/jsmeiip.2017.F-04

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  • Evaluation of a transcutaneous energy transmission system with a fleible coil for an implantable ventricular assist device

    Wataru Hijikata, Tadahiko Shinshi, Seiryo Nagato

    2017 IEEE Wireless Power Transfer Conference (WPTC)   2017 ( WPTC )   1‐3 - 3   2017年

  • レアアース磁石を用いない使い捨て磁気浮上遠心血液ポンプ用ベアリングレスモータの研究—Study on a rare earth free bearingless motor for a disposable centrifugal blood pump

    土方 亘

    マツダ財団研究報告書. 科学技術振興関係   29   38 - 45   2017年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:府中町 (広島県) : マツダ財団  

    CiNii Research

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    その他リンク: https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I033176014

  • フレキシブルコイルによる磁界共振結合を用いた人工心臓への経皮エネルギー伝送

    長戸誠良, 土方亘, 進士忠彦

    MAGDAコンファレンス講演論文集   25th   340‐341   2016年11月

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    記述言語:日本語  

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  • 電気刺激による筋収縮制御を用いた体内発電機構の設計

    土方亘, 冨岡洸太, 進士忠彦

    LIFE講演概要集(CD-ROM)   2016   ROMBUNNO.3P2‐E10   2016年9月

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    記述言語:日本語  

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  • 電気刺激による筋収縮を駆動源とした体内発電機構の研究

    冨岡洸太, 吉田博貴, 土方亘, 進士忠彦

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集(CD-ROM)   2016   ROMBUNNO.1A1‐02a6   2016年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmermd.2016.1a1-02a6

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  • MEMS応用を目指した焼結ネオジム磁石の薄形化

    藤原良元, 田中駿也, 土方亘, 進士忠彦, 鈴木健一, 門田祥悟

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集   28th   46‐47   2016年5月

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    記述言語:日本語  

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  • MEMS応用を目指したPLD磁石膜の微細形状加工および微細着磁

    田中駿也, 藤原良元, 土方亘, 進士忠彦, 廣瀧敬士, 山下昂洋, 柳井武志, 中野正基, 福永博俊, 鈴木健一, 門田祥悟

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集   28th   56‐57   2016年5月

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    記述言語:日本語  

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  • 磁気浮上遠心血液ポンプにおけるセンサレス血液粘度計測

    鈴森雄基, 土方亘, 進士忠彦

    日本機械学会情報・知能・精密機器部門講演会論文集(CD-ROM)   2016   ROMBUNNO.F‐1‐1 - 1-1-1"-"F-1-1-2"   2016年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    A sensorless noninvasive method for measuring blood viscosity has been developed for a magnetically-levitated centrifugal blood pump. The blood viscosity can be calculated from the measured phase difference between the input current to the magnetic bearing and the impeller displacement. The experimental results using porcine blood, which has a non-Newtonian property, showed the difference between the viscosity measured by a cylinder viscometer and one by the magnetic bearing was 0.3 mPa・s. In the range of 0.5 to 4.5 L/min, the variation of the measured viscosity was less than 0.2 mPa・s. The results indicate the proposed method can be applied to measure the blood viscosity for clinical use.

    DOI: 10.1299/jsmeiip.2016.f-1-1

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  • プロトンマイクロビーム照射によるSiC中の発光中心の形成

    本多 智也, Kraus Hannes, 加田 渉, 小野田 忍, 春山 盛善, 佐藤 隆博, 江夏 昌志, 神谷 富裕, 川端 駿介, 三浦 健太, 花泉 修, 土方 泰斗, 大島 武

    応用物理学会学術講演会講演予稿集   2016.1   3548 - 3548   2016年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 応用物理学会  

    DOI: 10.11470/jsapmeeting.2016.1.0_3548

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  • 高応答ミラー制御システムの開発

    清水, 大輔, Shimizu, Daisuke, 土方, 亘, Hijikata, Wataru, 進士, 忠彦, SHINSHI, TADAHIKO

    関東学生会第55回学生員卒業研究発表講演会論文集   2016年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本機械学会  

    identifier:oai:t2r2.star.titech.ac.jp:50303288

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  • Micrometer scale magnetization of neodymium magnet for integrated magnetic MEMS

    Tadahiko Shinshi, Wataru Hijikata, Ryogen Fujiwara

    2016 IEEE 29th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS)   2016 ( MEMS )   643 - 646   2016年

  • Elimination of Oil Whip Instability with Active Magnetic Bearing

    2015年12月

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    記述言語:英語  

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  • 骨格筋収縮を用いた体内エネルギーハーベスティング用発電機構の基礎検討

    冨岡洸太, 土方亘, 進士忠彦

    MAGDAコンファレンス講演論文集   24th   131 - 136   2015年11月

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    記述言語:日本語  

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  • Comparison of electrostatic and electromagnetic induction type generators for muscle-driven implantable energy harvesting system

    2015年11月

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    記述言語:英語  

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  • MEMS応用を目指した焼結ネオジム磁石の微細加工

    藤原良元, 土方亘, 進士忠彦

    日本機械学会マイクロ・ナノ工学シンポジウム講演論文集(CD-ROM)   7th ( 7 )   ROMBUNNO.29pm3‐PN‐1 - PN-1-1"-"29pm3-PN-1-2"   2015年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    To realize a lens drive actuator in mobile camera utilizing MEMS technology, micro-pitch and multi-pole magnetization of a sintered Nd-Fe-B magnet of 500 μm in thickness was discussed in this paper. First, the Nd-Fe-B magnet was bonded on a glass substrate using polyimide adhesive to buffer the thermal stress due to the difference of their linear expansion coefficients. Secondly, some slits were processed by a dicing at an interval of 650 μm. Then, each uniformly-magnetized and divided magnet part was alternately heated by a laser beam and each heated part was reversely magnetized by the leakage flux generated from both non-heated adjacent magnets. The micro-pitch and multi-pole Nd-Fe-B magnet generated the magnetic field of 0.48 T (p-p) at a distance of 100 μm from the surface, which is about 90% of that of simulated one.

    DOI: 10.1299/jsmemnm.2015.7._29pm3-pn-_1

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  • 油軸受ロータの安定性の近似解法とそのHILによる検証

    津野田亘, 土方亘, 進士忠彦, 藤原浩幸, 松下修己

    Dynamics &amp; Design Conference (CD-ROM)   2015   ROMBUNNO.623 - 1"-"623-11"   2015年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    In the rotor systems having oil film bearings and/or fluid seals, there is a possibility of fluid-induced vibration such as oil whip and oil whirl at high rotational speed. The stability analysis methods of the rotor systems are necessary, not only in the design phase but also under operation. In this study, we propose an approximate stability analysis method by utilizing the fluid force model developed by Bently and Muszynska and experimentally excited rotor responses at a low rotational speed. The proposed method enables the prediction of the onset of self-excitation. In order to evaluate the proposed method, the Hardware-In-the-Loop (HIL) simulator, which can simulates rotor vibration in real time, was constructed. From the simulation results, it became clear that the self-excitation was precisely estimated by the proposed stability analysis.

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  • 人工心臓用磁界共振結合型ワイヤレス電力伝送システムの研究

    勝又大介, 高橋史哉, 土方亘, 進士忠彦

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集(CD-ROM)   2015   ROMBUNNO.1A1‐D06 - _1A1-D06_3   2015年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmermd.2015._1a1-d06_1

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  • 電気刺激による骨格筋収縮を用いた体内発電システムの基礎研究

    佐原玄太, 冨岡洸太, 土方亘, 進士忠彦

    日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集(CD-ROM)   2015   ROMBUNNO.1P1‐F07 - _1P1-F07_2   2015年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmermd.2015._1p1-f07_1

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  • 電気刺激による筋肉収縮を用いた能動型体内発電システム

    佐原玄太, 冨岡洸太, 土方亘, 進士忠彦

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集   27th   499 - 500   2015年5月

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    記述言語:日本語  

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  • PLDネオジム磁石膜のMEMS応用を目指した特性評価

    神谷龍彦, 藤原良元, 土方亘, 進士忠彦, 押領司学, 山下昂洋, 中野正基

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集   27th   471 - 472   2015年5月

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    記述言語:日本語  

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  • 磁界共振結合による人工心臓用非接触給電の高効率化に関する研究

    勝又大介, 高橋史哉, 土方亘, 進士忠彦

    電気学会全国大会講演論文集(CD-ROM)   2015   ROMBUNNO.4-151   2015年3月

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    記述言語:日本語  

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  • MoP-40 A MAGLEV LENS DRIVING ACTUATOR FOR HIGH-FREQUENCY AND MULTI-DOF LASER FOCUS POSITIONING IN LASER BEAM CUTTING

    Shinshi Tadahiko, Morimoto Yoshihiro, He Dongjue, Hijikata Wataru, Nakai Takahiro, Nakamura Naoyuki

    Proceedings of JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment (Web)   2015   _MoP‐40‐1_‐_MoP‐40‐2_(J‐STAGE) - 40-1"-"MoP-40-2"   2015年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    In order to realize high-frequency and multi- dimensional laser beam focus positioning during laser beam cutting, a maglev 3-DOF lens driving actuator is developed. The objective of this paper is the design and fabrication of a compact maglev lens driving actuator which can drive the lens in both the axial and radial directions, and can be accommodated in the laser head of a conventional laser cutting machine.

    DOI: 10.1299/jsmemipe.2015._MoP-40-1_

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  • Real-Time Driver&rsquo;s Biological Signal Monitoring System

    土方 亘, 進士 忠彦

    1   2015年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:株式会社ミュー  

    DOI: 10.18494/sam.2015.1068

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  • 油軸受ロータの安定性の近似解法とそのHILによる検証

    津野田亘, 土方亘, 進士忠彦, 藤原浩幸, 松下修己

    Dynamics & Design Conference (CD-ROM)   2015   2015年

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  • 磁界共振結合を用いた人工心臓への非接触・高効率エネルギー伝送の研究

    勝又大介, 高橋史哉, 土方亘, 進士忠彦

    MAGDAコンファレンス講演論文集   23rd   87 - 90   2014年12月

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    記述言語:日本語  

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  • 電気刺激による筋肉収縮を利用した体内発電の基礎研究

    佐原玄太, 土方亘, 進士忠彦

    日本機械学会年次大会講演論文集(CD-ROM)   2014   ROMBUNNO.J2410102 - _J2410102-   2014年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmemecj.2014._j2410102-

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  • レーザ焦点位置制御を用いた厚板鋼板のレーザ穴あけ加工の速度向上

    森本貴景, 土方亘, 進士忠彦, 中村直幸, 中井孝洋

    精密工学会大会学術講演会講演論文集   2014   ROMBUNNO.N07 - 682   2014年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 精密工学会  

    レーザ穴あけ加工では,レーザの高出力化は加工速度向上に有効である.一方,焦点固定,酸素をアシストガスとした厚板加工では,レーザの高出力化に伴い,局所的な温度上昇による過剰な酸化燃焼(バーニング)を発生する問題がある.そこで,穴あけ加工時に,集光レンズを円・上下揺動し,入熱位置を分散することで,バーニングを回避しながら,レーザの初期出力を向上し,加工時間を短縮する方法を実験的に検討したので報告する.

    DOI: 10.11522/pscjspe.2014a.0_681

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  • 電気刺激による筋収縮を用いた体内発電システムの研究

    佐原玄太, 土方亘, 進士忠彦

    精密工学会大会学術講演会講演論文集   2014   ROMBUNNO.B64 - 134   2014年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 精密工学会  

    体内植込み型医療機器の将来的な電源として,電気刺激による筋肉収縮を利用した体内発電システムの実現を目指している.本発表では発電機設計の基礎データを取得するため,カエルの筋肉を対象に,電圧,周波数などを変化させた矩形電圧刺激に対する筋肉の収縮特性を調査した.その結果,疲労が少なく効率の良い筋収縮を引き起こせる電気刺激の条件を明らかにした.

    DOI: 10.11522/pscjspe.2014a.0_133

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  • レーザ加工におけるレーザ焦点位置の高周波揺動を用いた厚板鋼板の切断面における条痕の制御

    森本貴景, 土方亘, 進士忠彦, 中村直幸, 中井孝洋

    精密工学会大会学術講演会講演論文集   2014   ROMBUNNO.N05 - 680   2014年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 精密工学会  

    酸素をアシストガスとして用いるレーザ切断加工では,切断面に,周期的な酸化燃焼による条痕が形成される.特に厚板切断では深い条痕生成により,面粗さが悪化する.そこで,厚板切断中にレーザ焦点を高周波搖動し,積極的に細かい条痕を形成することで,面粗さを改善する手法を提案した.本報告では,厚板切断における条痕形状及び面粗さに対する,レーザ焦点揺動の振幅及び周波数の影響を評価したので報告する.

    DOI: 10.11522/pscjspe.2014a.0_679

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  • 磁気浮上遠心血液ポンプを用いた流量および粘度推定法の研究

    土方亘, 阿部将大, 進士忠彦

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集   26th   371 - 372   2014年5月

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    記述言語:日本語  

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  • Photoreflectance study of the temperature dependence of excitonic transitions in dilute GaAsN alloys

    Wataru Okubo, Shuhei Yagi, Yasuto Hijikata, Kentaro Onabe, Hiroyuki Yaguchi

    physica status solidi (a)   211 ( 4 )   752 - 755   2014年3月

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    出版者・発行元:Wiley  

    <jats:sec><jats:label /><jats:p>We have studied the temperature dependence of optical transitions in dilute GaAsN alloys using photoreflectance (PR). A delocalized‐state transition is clearly observed in PR spectra while several localized‐state emission lines due to isoelectronic centers appear in photoluminescence spectra. The energy of optical transitions observed in PR spectra is in agreement with the excitonic transition energy in photoluminescence excitation spectra, clearly showing that the optical transitions in PR spectra are excitonic transitions. We analyzed the temperature dependence of the excitonic transition energies using the Bose–Einstein statistical expression, and found that even dilute alloys follow the same trend as GaAsN alloys with higher nitrogen concentrations. We discuss the coexistence of localized and delocalized states in dilute GaAsN alloys in terms of the random distribution of N atoms.</jats:p></jats:sec>

    DOI: 10.1002/pssa.201300462

    DOI: 10.1002/crat.202000143_references_DOI_M52BqHSFOdzDrBQgtQb6E5Yd9Hq

    CiNii Research

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-24360004/

  • 磁気浮上遠心血液ポンプにおけるセンサレス流量推定

    土方亘, 阿部将大, 進士忠彦, 高谷節雄

    日本機械学会情報・知能・精密機器部門講演会論文集(CD-ROM)   2014   ROMBUNNO.F-2-1 - _F-2-1-2_   2014年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmeiip.2014._f-2-1-1_

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  • Self-Accelerating CO Sorption in a Soft Nanoporous Crystal

    Hiroshi Sato, Wataru Kosaka, Ryotaro Matsuda, Akihiro Hori, Yuh Hijikata, Rodion V. Belosludov, Shigeyoshi Sakaki, Masaki Takata, Susumu Kitagawa

    Science   343 ( 6167 )   167 - 170   2014年1月

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    出版者・発行元:American Association for the Advancement of Science (AAAS)  

    <jats:title>Soft, Selective CO Sorption</jats:title>
    <jats:p>
    Many industrial processes produce CO, which could be used as a chemical feedstock, but separation of CO from other gases, especially N
    <jats:sub>2</jats:sub>
    , is too difficult to be economically viable.
    <jats:bold>
    Sato
    <jats:italic>et al.</jats:italic>
    </jats:bold>
    (p.
    <jats:related-article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" ext-link-type="doi" issue="6167" page="167" related-article-type="in-this-issue" vol="343" xlink:href="10.1126/science.1246423">167</jats:related-article>
    , published online 12 December 2013) now report that a porous coordination polymer containing Cu
    <jats:sup>2+</jats:sup>
    ions can selectivity bind CO through serial structural changes reminiscent of allosteric effects in proteins. The separation of CO-N
    <jats:sub>2</jats:sub>
    mixtures can be achieved with a low input energy for CO desorption.
    </jats:p>

    DOI: 10.1126/science.1246423

    DOI: 10.1002/chem.201602087_references_DOI_HA0Id4AFF1NA3712rUdZdGwQJt6

    PubMed

    CiNii Research

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22000009/

  • 機械式血液循環シミュレータを用いた体外循環用磁気浮上遠心血液ポンプの評価

    百瀬洸, RAO Jun, 間宮太一, 土方亘, 進士忠彦, 高谷節雄

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集   25th   146 - 147   2013年5月

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    記述言語:日本語  

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  • 開放系大気CO2濃度上昇がコシヒカリの受粉,受精,開花時刻に及ぼす影響

    小林 和広, 牛垣 翔, 山本 健太郎, 土方 渉, 臼井 靖浩, 常田 岳志, 吉本 真由美, 酒井 英光, 中村 浩史, 長谷川 利拡

    日本作物学会講演会要旨集   236   132   2013年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本作物学会  

    DOI: 10.14829/jcsproc.236.0_132

    CiNii Research

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  • 新生児,小児並びに成人用体外設置型,シングルユース遠心式補助人工心臓の研究開発

    高谷節雄, 長岡英気, 北尾貴史, 藤原立樹, 迫田大輔, 間宮太一, 土方亘, 進士忠彦, 荒井裕国

    人工臓器(日本人工臓器学会)   40 ( 2 )   S.41   2011年10月

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    記述言語:日本語  

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  • 「常陽」照射試験用金属燃料の製造(4)金属燃料要素の組立

    中村勤也, 菊地啓修, 尾形孝成, 岩井孝, 荒井康夫, 魚住浩一, 土方孝敏, 小山正史, 板垣亘, 曽我知則

    日本原子力学会春の年会予稿集(CD-ROM)   2011   2011年

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  • 高速実験炉「常陽」照射試験用金属燃料要素の製造

    中村勤也, 尾形孝成, 菊地啓修, 岩井孝, 中島邦久, 加藤徹也, 荒井康夫, 魚住浩一, 土方孝敏, 小山正史, 大森雄, 三村英明, 板垣亘, 曽我知則, 青山卓史

    日本原子力学会和文論文誌   10 ( 4 )   2011年

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  • 「常陽」照射試験用金属燃料要素の製造(3)金属燃料要素の組立

    中村勤也, 菊地啓修, 尾形孝成, 岩井孝, 荒井康夫, 魚住浩一, 土方孝敏, 小山正史, 板垣亘, 曽我知則

    日本原子力学会秋の大会予稿集(CD-ROM)   2011   2011年

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  • 使い捨てポンプヘッドに永久磁石を用いない体外循環用磁気浮上遠心血液ポンプ

    間宮太一, 土方亘, 進士忠彦, 高谷節雄

    人工臓器(日本人工臓器学会)   39 ( 2 )   S.107   2010年11月

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    記述言語:日本語  

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  • ディスポ式磁気浮上型血液遠心ポンプMedTech Dispoの開発状況

    長岡英気, 染谷毅, 土方亘, 横山敬正, 進士忠彦, 荒井裕国, 北尾貴志, 木村太郎, 高谷節雄

    人工臓器(日本人工臓器学会)   39 ( 2 )   S.121   2010年11月

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    記述言語:日本語  

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  • 使い捨て部に永久磁石を用いない体外循環用磁気浮上遠心血液ポンプ

    土方亘, 間宮太一, 進士忠彦, 高谷節雄

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集   22nd   678 - 681   2010年5月

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    記述言語:日本語  

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  • 体外循環用磁気浮上遠心血液ポンプの研究

    土方亘

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集   24th   3 - 8   2010年3月

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    記述言語:日本語  

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  • MedTech Dispoの研究開発~Bridge‐to‐Bridgeを目的とした日本発,ディスポ式,磁気浮上遠心血液ポンプ

    長岡英気, 染谷毅, 土方亘, 牛山朋彦, 北尾貴史, 進士忠彦, 荒井裕国, 高谷節雄

    人工臓器(日本人工臓器学会)   38 ( 2 )   S.143   2009年10月

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    記述言語:日本語  

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  • 体外循環用使い捨て磁気浮上遠心血液ポンプの開発

    土方亘, NAN Pai Chi, 進士忠彦, 下河辺明, 染谷毅, 荒井裕国, 高谷節雄

    日本機械学会関東支部総会講演会講演論文集   15th ( 15 )   213 - 214   2009年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    A disposable extracorporeal centrifugal blood pump utilizing a simply-structured radial controlled magnetic bearing and a torque transmission mechanism has been developed to enhance the durability of the disposable pump head and to reduce blood trauma such as hemolysis and thrombus formation. The prototype blood pump satisfied a requirement of a flow rate of 5 L/min against a head pressure of 800 mmHg. Under sinusoidal base excitation of the maximum acceleration of 9.8 m/s^2 from 10 to 200 Hz and impulse base excitation of 78.4 m/s^2 in the axial and radial directions, the impeller could levitate stably within amplitude of 35 μm in the radial direction, which was smaller than the fluid gaps of 0.3 mm. The normalized index of hemolysis of the prototype was 5.4 ± 0.8 mg/100L, which was about a half of the equivalent value of a commercialized pump having mechanical bearings (BioPump BPX-80). After in-vivo studies with calves for one to two weeks, no thrombus formation was found inside the pump heads.

    DOI: 10.1299/jsmekanto.2009.15.213

    CiNii Books

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  • 体外循環用使い捨て磁気浮上血液ポンプの実用化研究

    土方亘, NAN Pai Chi, 進士忠彦, 下河辺明, 染谷毅, 荒井裕国, 高谷節雄

    精密工学会大会学術講演会講演論文集   2009   A34 - 44   2009年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 精密工学会  

    経皮的心肺補助循環装置に使用可能な使い捨て磁気浮上遠心血液ポンプの実用化研究を進めている.本ポンプは,磁気浮上によるインペラの非接触支持により,機械的なインペラ支持機構を有する血液ポンプと比較して,耐久性の10倍以上の向上と,低溶血,低血栓性の実現を目指している.本発表では,磁気浮上遠心血液ポンプシステムの設計,および,子牛による動物実験に適用可能な使い捨てポンプヘッドの製造方法に関して紹介する.

    DOI: 10.11522/pscjspe.2009S.0.43.0

    CiNii Research

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  • MedTech Dispoの研究開発 ~Bridge-to-Bridgeを目的とした日本初,ディスポ式,磁気浮上遠心血液ポンプ

    長岡 英気, 土方 亘, 進士 忠彦, 荒井 裕国, 高谷 節雄

    東京医科歯科大学生体材料工学研究所年報   Vol. 43   41 - 44   2009年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:生体材料工学研究所年報  

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  • 1カ月補助,bridge‐to‐bridgeを目的とした日本発,ディスポ式,磁気浮上遠心血液ポンプMedTech Dispoの研究開発

    染谷毅, 土方亘, 和栗聡, 牛山朋彦, 小林真理子, 北尾貴史, 渡辺哲郎, パイチナン, 石井泰祐, 石井泰祐, 町田真也, 大澤英之, 迫田大輔, 坂本竜樹, 横山直幸, 横山敬正, 進士忠彦, 荒井裕国, 高谷節雄

    人工臓器(日本人工臓器学会)   37 ( 2 )   S.13   2008年10月

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    記述言語:日本語  

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  • 血液接触部が使い捨て可能な磁気浮上遠心血液ポンプ 国際誌

    土方亘, 進士忠彦, 下河辺明, 傍島秀雄, 高谷節雄

    自動制御連合講演会(CD-ROM)   32 ( 7 )   531 - 40   2008年7月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Wiley  

    <jats:p><jats:bold>Abstract: </jats:bold> A magnetically levitated centrifugal blood pump (MedTech Dispo) has been developed for use in a disposable extracorporeal system. The design of the pump is intended to eliminate mechanical contact with the impeller, to facilitate a simple disposable mechanism, and to reduce the blood‐heating effects that are caused by motors and magnetic bearings. The bearing rotor attached to the impeller is suspended by a two degrees‐of‐freedom controlled radial magnetic bearing stator, which is situated outside the rotor. In the space inside the ringlike rotor, a magnetic coupling disk is placed to rotate the rotor and to ensure that the pump head is thermally isolated from the motor. In this system, the rotor can exhibit high passive stiffness due to the novel design of the closed magnetic circuits. The disposable pump head, which has a priming volume of 23 mL, consists of top and bottom housings, an impeller, and a rotor with a diameter of 50 mm. The pump can provide a head pressure of more than 300 mm Hg against a flow of 5 L/min. The normalized index of hemolysis of the MedTech Dispo is 0.0025 ± 0.0005 g/100 L at 5 L/min against 250 mm Hg. This is one‐seventh of the equivalent figure for a Bio Pump BPX‐80 (Medtronic, Inc., Minneapolis, MN, USA), which has a value of 0.0170 ± 0.0096 g/100 L. These results show that the MedTech Dispo offers high pumping performance and low blood trauma.</jats:p>

    DOI: 10.1111/j.1525-1594.2008.00576.x

    PubMed

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  • Disposable MagLev centrifugal blood pump utilizing cone-shaped impeller

    Wataru Hijikata, Tadahiko Shinshi, Akira Shimokohbe, Hideo Sobajima, Setsuo Takatani

    2008 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics   570 - +   2008年

  • Disposable Centrifugal Blood Pump Using Maglev Technology 査読

    土方 亘

    Artificial Organs 32   531 - 540   2008年

  • 使い捨て可能な磁気浮上遠心血液ポンプ

    傍島秀雄, 土方亘, 迫田大輔, 大澤 英之, 進士忠彦, 藤本 哲男, 高谷節雄

    東京医科歯科大学生体材料工学研究所年報   Vol. 41 ( No. )   45 - 48   2007年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:東京医科歯科大学生体材料工学研究所  

    null

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  • 磁気軸受を用いた小型遠心血液ポンプ

    後藤駿治, 進士忠彦, PAI Chi Nan, 土方亘, 下河辺明, 高谷節雄

    自動制御連合講演会(CD-ROM)   50th   ROMBUNNO.129 - 29   2007年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:自動制御連合講演会  

    体内埋込式補助人工心臓では,小型,高耐久,循環に必要な流量・揚程,血液への低ダメージが求められている.本研究では,高耐久と血液への低ダメージを満たすため,2自由度制御型磁気軸受とビルトインモータを用い,成人の補助循環に必要な100mmHg, 5L/minの吐出圧力・流量を満たす,ポンプ外径55mm,高さ25mm,インペラ直径40mmの極めてコンパクトな磁気浮上式遠心血液ポンプを実現した.

    DOI: 10.11511/jacc.50.0.29.0

    CiNii Research

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  • 血液接触部が使い捨て可能な磁気浮上遠心血液ポンプ

    土方 亘, 進士 忠彦, 傍島 秀雄, 高谷 節雄, 下河辺 明

    自動制御連合講演会講演論文集   50   31 - 31   2007年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:自動制御連合講演会  

    血液接触部が使い捨て可能な体外血液循環補助用遠心血液ポンプにおいて,インペラ支持用軸受の低耐久性や,軸受接触部での血液ダメージが問題である.本研究では,ロータが使い捨て可能な単純な磁気軸受に,繰返し制御とゼロパワー制御を併用することで,ロータ振動と電磁石発熱を低減し,回転駆動に,低発熱トルク伝達メカニズムを用い,高耐久で血液ダメージの少ない,ディスポーザブル血液ポンプを実現したので報告する.

    DOI: 10.11511/jacc.50.0.31.0

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  • 磁気浮上型遠心血液ポンプMedTech Heartの小型化

    原力, 進士忠彦, 朝間淳一, 土方亘, 下河辺明, 星英男, 高谷節雄

    人工臓器(日本人工臓器学会)   35 ( 2 )   S.110   2006年10月

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    記述言語:日本語  

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  • 磁気浮上型遠心血液ポンプMedTech Heartのチタンフレーム化

    朝間淳一, 進士忠彦, 原力, 土方亘, 下河辺明, 星英男, 高谷節雄

    人工臓器(日本人工臓器学会)   35 ( 2 )   S.119   2006年10月

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    記述言語:日本語  

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  • 磁気浮上血液ポンプのチタンフレーム化がロータ変位計測に及ぼす影響

    朝間 淳一, 土方 亘, 原 力, 進士 忠彦, 下河邉 明, 星 英男, 高谷 節雄

    平成18年度精密工学会秋季大会講演論文集   Vol. L19 ( No. )   L19 - 870   2006年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 精密工学会  

    羽根車が磁気軸受により非接触支持される遠心血液ポンプの体内埋め込みを目指し, 血液・臓器接触面に生体用チタン合金などの適用を検討している.羽根車と磁気浮上 用の渦電流変位計の間に位置するチタン隔壁は,変位計出力のゲイン低下や位相遅れ の問題を引き起こす可能性がある.本報告では,隔壁と羽根車内の変位測定用ターゲットの材質と厚みを変更した場合の,既存の渦電流変位計の静・動的な測定特性を実験的に評価している.

    DOI: 10.11522/pscjspe.2006A.0.869.0

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  • 心機能評価機能を備えた磁気浮上遠心血液ポンプシステムの研究開発

    星英男, 朝間淳一, 原力, 土方亘, 進士忠彦, 下河辺明, 高谷節雄

    日本生体医工学会大会プログラム・論文集   45th   584   2006年5月

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    記述言語:日本語  

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  • 磁気浮上ディスポーザブル血液ポンプ

    土方亘, 原力, 朝間淳一, 進士忠彦, 下河邉明, 星英男, 高谷節雄

    2006年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集   Vol. ( No. )   K66 - 868   2006年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 精密工学会  

    心臓手術中および術後の血液循環のため,血液に接触する部分のみ使い捨てできる遠心型の血液ポンプが利用されているが,インペラを支持するための接触式軸受の耐久性が低く,長時間の使用が困難である.このため,本研究では,使い捨て部分が低コストで製作できる磁気浮上血液ポンプを試作したので報告する.

    DOI: 10.11522/pscjspe.2006S.0.867.0

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  • 磁気浮上遠心血液ポンプにおける溶血・血栓のコントロール

    高谷節雄, 大内克洋, 星英男, 渡邉宣夫, 木戸和幸, 迫田大輔, 傍島秀雄, 中山歩美, 進士忠彦, 朝間淳一, 原力, 土方亘, 下河辺明

    生活支援工学系学会連合大会講演予稿集   4th ( Supplement )   40 - 40   2006年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:The Society of Life Support Engineering  

    Control of Hemolysis and Thrombosis in MagLev Centrifugal Rotary Blood Pumps 〇高谷節雄、大内克洋、星 英 男、渡邉宣夫、木戸和幸 、迫 田大輔 、傍 島秀雄、 中山歩美 、進士忠彦*、 朝 間淳 一*、 原 力*、 土方 亘*、 下河辺明* 東京医科歯科大学生体材料工学研究所生体 システム分野 *東 京工業大学精密工学研究所集積マ シン研究分野 Setsuo Takatani,Katsuhiro Ohuchi,Hideo Hoshi,Nobuo Watanabe ,Kazuyuki Kido,D aisuke Sakota,Hideo Sobajima,Ayumi Nakayama ,Tadahiko Shinshi,Junichi Asama,Wataru Hijikata,Akira Shimokohbe, Department of Artificial Organs ,Institute of Biomaterials and Bioengineering,Tokyo Medical and Dental University ,and *Department of Integrated Machine R esearch,Institute of Precision Control Engineering,Tokyo Institute of Technology

    DOI: 10.5136/lifesupport.18.Supplement_40

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  • 磁気浮上遠心血液ポンプの開発

    星英男, 高谷節雄, 朝間淳一, 原力, 土方亘, 進士忠彦, 下河辺明

    電気学会リニアドライブ研究会資料   LD-05 ( 44-56 )   5 - 10   2005年

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    記述言語:日本語  

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  • Proceedings of the 69th General Meeting from April 11–13, 1983-Osaka, Japan

    Yoshihiro Baba, Kunio Nagata, Yoshihisa Tsukada, Rintaro Narisawa, Akira Honma, Shinichi Hirose, Mineo Tomizawa, Toshihiko Ozaki, Fumihiro Ichida, Kenji Tanehiro, Nobuyoshi Kuno, Kumiko Kurimoto, Tetsuo Yokota, Tomoyuki Kano, Tatsuzo Kasugai, Kazuya Ueno, Katsuhide Shimakura, Akira Kakita, Masaaki Kambayashi, Tsuyoshi Takahashi, Eisei Sasaki, Yoichi Kasai, Toshihisa Takahashi, S. Shimaguchi, J. Ariyama, Masatoshi Sumida, Yukihiro Tsuchiya, Masao Ohto, Fumio Asagami, Tadasu Fuji, Norimasa Okabe, Kenji Sakurai, Shuichi Miyakawa, Yuji Horiguchi, Hiroshi Nakano, Yuji Nimura, N. Hayakawa, H. Hasegawa, J. Kamiya, S. Maeda, Y. Iyomasa, Yoshiro Matsumoto, Katsuhiko Sugahara, T. Ida, R. Mashimo, Shu Kou Wen, H. Fujii, S. Wakashiro, G. Isowa, S. Itoh, T. Yamakawa, Hidenori Udaka, Hideyuki Miyamoto, Toshikazu Tamura, Tsutomu Hirai, Osamu Okamura, Nobuhiko Komi, Nobuo Yoshioka, Yoshio Kawamura, Takahiko Kojima, Hitoshi Hachiya, Nobuyoshi Okumura, Kunihiko Suzuki, Toshiyuki Suzuki, Sadasuke Suzuki, Norishige Ozeki, Kazuo Goto, Shigehiro Shiraki, Toshihiko Takeuchi, Atsumasa Yamaguchi, Tadashi Shibue, Yukimitsu Kawaura, Takashi Iwa, Isao Takeda, Satoshi Nakano, Tomoko Kobayashi, Hideo Harada, Tokio Wakabayashi, Norio Sawabu, Yasuo Naito, Saburo Nakazawa, Tomoaki Isawa, Ikuo Tabata, Yuichi Sasaki, Hideaki Yamada, Shunichi Tatsumi, Kenzo Kobayashi, Eitaro Suzuki, Eizo Okamoto, Masakatsu Matsukawa, Toshio Nakanishi, Hiroiku Kawakami, Sotaro Fujimoto, Masatsugu Nakajima, Junichi Sugihara, Yoichi Saitoh, Takashi Matsushiro, Hideyuki Nagashima, Kyoji Yamamoto, Ryuji Nakamura, Junichi Tanaka, Fumito Shimizu, Takashi Toshima, Tuneo Hariu, Takukazu Nagakawa, Noriyoshi Suzuki, Wataru Takahashi, Ikunoshin Uematsu, Toshio Sato, K. Egami, T. Tajiri, N. Aoki, K. Yamaguchi, H. Yamakawa, A. Watanabe, M. Yano, S. Hatta, M. Yoshioka, M. Miki, A. Shirota, Koji Morimoto, Masato Furukawa, Toshinori Nakata, Ryuhei Yamada, Shinichiro Ito, Shigeru Maeda, Toshinori Morinaga, Makota Tanigawa, Toshiyuki Fujio, Hiroshi Inui, Hiroaki Kinoshita, Osamu Yamasaki, Eiichi Nagata, Kazuhiro Hirohashi, null Sakai, Tadahiro Takada, Hideki Yasuda, Makoto Shishikura, Katsuhiro Uchiyama, Yoshifumi Ogura, Ryuji Mizumoto, Kazuomi Nakazawa, Shunichi Sato, Isamu Kaito, Hiroshi Suzuki, Masao Ohtsuki, Yoshio Goto, M. Nomoto, K. Yunoue, K. Soga, F. Ichida, Y. Koike, K. Kiyosawa, Y. Akahane, K. Kamijyo, Y. Suzuki, S. Yamamura, T. Komatsu, A. Nagata, S. Furuta, Shigeki Hayashi, Yasuhiko Ohta, Kenji Fujiwara, Yuzuru Sato, Itsuro Ogata, Katsuyoshi Takatsuki, Shunji Mishiro, Hiroshi Oka, Masaru Furube, Nobuo Yamada, Hisao Shibata, Akitaka Shibuya, Eishi Hijikata, Shigenobu Kokubu, Kohdo Ishii, Haruya Okabe, Kenichi Sasaki, Akira Takada, Jugoro Takeuchi, Yasuyuki Ohta, Tadashi Tsujii, Fumiaki Ikegame, Masashi Unoura, Akihiko Furusawa, Nobuyoshi Tanaka, Yasuhiro Kato, Kenichi Kobayashi, Nobu Hattori, Yukihiko Tameda, Satoshi Kakiuchi, Yoshitane Kosaka, Shigeyoshi Harihara, Sukeo Yamamoto, Gotaro Yamada, Hideo Nagashima, Morikazu Onji, Yoshimasa Yamashita, Norio Horiike, Hirohiko Abe, Kazuhiko Hino, Masaru Kojima, Kazunori Noguchi, Hiromu Ueda, Tomoki Aritaka, Naoto Maruyama, Hitoshi Motoori, Kazuaki Yamauchi, Hiroshi Setoyama, Michio Sata, Yasuhiko Kubo, Kyuichi Tanikawa, Tatsuo Munehisa, Keisuke Nakata, Kenzo Kono, Toyoichi Muro, Akira Sato, Ryuji Furukawa, Nobuko Ishii, Yukio Kusumoto, Toshihiko Koji, Shigenobu Nagataki, Norio Nakao, Kohi Miura, Y. Sato, Y. Ohta, I. Ogata, S. Hayashi, K. Fujiwara, H. Oka, S. Furui, M. Iio, Kenji Ikeda, Eiji Oyake, Kazuo Takeuchi, Hiromitsu Kumada, Masao Nakajima, Akira Yoshiba, Masahiro Irimoto, Toshio Kobayashi, Morio Satoh, Ryusaku Yamada, Haruki Nakatsuka, Kenji Hirai, Masanobu Kumagai, Genjiro Yamaguchi, Masatoshi Tanaka, Masanobu Abe, Keijiro Ando, Yasushi Shingai, Kiwamu Okita, Tadayoshi Takemoto, Kazuo Tarao, Kenichiro Iwamura, Kenji Soga, Minoru Nomoto, Hitoshi Takagi, Takafumi Ichida, Shunsaku Higashi, Takashi Noguchi, Takashi Kanematsu, Kenji Takenaka, Takashi Matsumata, Takashi Sonoda, Toshiya Furuta, Keizo Sugimachi, Kiyoshi Inokuchi, Susumu Yamasaki, Hiroshi Hasegawa, Masatoshi Makuuchi, Yoshimi Nakanishi, Hidekazu Sano, Tetsuro Konno, Fumio Sano, Toshiharu Tsuzuki, Shuhei Iida, Naoki Yamanaka, Keiji Kuwata, Akihiro Toyosaka, Nobutaka Tanaka, Shiro Fujiwara, Hajime Yamazaki, Katsuji Sakai, Tokio Ono, Hiroaki Yamada, Masahiro Tada, Hitoshi Asakura, Kensuke Kobayashi, Tetsuo Morishita, Masaharu Tsuchiya, Nobutaka Sato, Hideo Hiratsuka, N. Ueda, K. Harada

    Gastroenterologia Japonica   19   136 - 196   1984年4月

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    出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/bf02806937

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  • Plasma developable photoresist containing electronic excitation energy quenching system

    Hisashi Nakane, Minoru Tsuda, Mitsuo Yabuta, Setsuko Oikawa, Akira Yokota, Ken-ichi Kashiwagi, Wataru Kanai, Isamu Hijikata

    Polymer Engineering & Science   23   993 - 999   1983年12月

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    出版者・発行元:Wiley  

    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>A dry developable negative working resist composition comprised of poly(methyl isopropenyl ketone) (PMIPK) and 4‐methyl‐2,6‐di(4′‐azido‐benzylidene) cyclohexanone‐1 was examined. The main photochemical product formed in the resist pattern was found to be a secondary amine which crosslinks PMIPK. Post‐annealing forms a hydrogen‐bonded product which shows a powerful electronic excitation energy quenching effect. The quencher is more powerful than the aromatic compound arising from the azide by post‐annealing only. The residual resist thickness of the negative pattern is about 80 percent of the initial thickness of the coating in spite of all the azide compound remaining in the resist coating. The obtained dry developed resist pattern has a high dry etch resistance. Etchings of Si and SiO<jats:sub>2</jats:sub> were performed by plasma and reactive ion etching, respectively.</jats:p>

    DOI: 10.1002/pen.760231804

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  • 垂直凝縮管の最適表面形状 管材料の熱伝導の影響

    平沢 茂樹, 森 康夫, 土方 邦夫, 中山 恒

    日本機械学会論文集B編   48 ( 427 )   527 - 535   1982年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    垂直管の外面で凝縮熱伝達を促進するのに有効な微小な長手方向フィンについて,フィン内部の伝達導を考慮に入れて,フィン形状と伝熱性能との関係を理論的に調べた.その結果,凝縮液排除円板を一定間隔で取付け,平たんなみぞ底と放物断面形状のフィンをもつ垂直管が滴状凝縮と同等に高い熱伝達率を示すことがわかった.各種材質に応じたフィンピッチ及び円盤設置間隔の最適値を定める手法を確立した.

    DOI: 10.1299/kikaib.48.527

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  • Optimized Performance of Condensers with Outside Condensing Surfaces

    Wataru Nakayama, S. Hirasawa, Kunio Hijikata, Yasuo Mori

    Journal of Heat Transfer   103   96 - 102   1981年2月

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    出版者・発行元:ASME International  

    <jats:p>The purpose of this paper is to find an optimum surface geometry of vertical condenser tubes where condensation takes place on the outer surfaces. The guiding principle on optimum condensation performance is to make the thickness of condensate liquid on the surfaces as thin as possible. A vertical tube with longitudinally parallel tiny fins is preferable because condensate is made thinner over the widest possible region. According to an analysis, there are four controlling factors for the optimum fin; sharp leading edge, gradually changing curvature of fin surface from tip to the root, wide groove between fins to collect condensate and horizontal discs attached to the tube to remove condensate. The analytical result is checked by experiments using R-113. The optimum fin shape, fin pitch and spacing of discs are found by numerical calculations for R-113 and water.</jats:p>

    DOI: 10.1115/1.3244439

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  • 高周波放電プラズマによるDeep UVレジストの微細パターン乾式現像法

    中根 久, 金井 渡, 横田 晃, 土方 勇, 植原 晃, 笈川 節子, 津田 穣

    応用物理   50 ( 2 )   145 - 146   1981年

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    出版者・発行元:公益社団法人 応用物理学会  

    DOI: 10.11470/oubutsu1932.50.145

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  • Effect of surface tension on condensate motion in laminar film condensation (study of liquid film in a small trough)

    Mori Yasuo, Hijikata Kunio, Hirasawa Shigeki, Nakayama Wataru

    International Journal of Heat and Mass Transfer   23   1471 - 1478   1980年11月

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    出版者・発行元:Elsevier BV  

    Abstract This study reveals that, on a finned surface, there exists a region of high heat transfer coefficients in the trough between the crests of fins. A theoretical analysis had predicted a local thinness of the condensate film produced by the capillary action in the trough. This is confirmed by optical measurements of the film thickness in a flow of ethyl alcohol along the model vertical walls. The results of this experiment agree well with the theoretical prediction. Taking these effects into account, the performance of a vertical finned surface is computed using condensation of R-113 and water.

    DOI: 10.1016/0017-9310(80)90151-9

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  • EFFECT OF SURFACE TENSION ON LAMINAR FILM CONDENSATION ALONG A VERTICAL PLATE WITH A SMALL LEADING RADIUS

    Shigeki Hirasawa, Kunio Hijikata, Yasuo Mori, Wataru Nakayama

    Proceeding of International Heat Transfer Conference 6   413 - 418   1978年1月

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    出版者・発行元:Begellhouse  

    DOI: 10.1615/ihtc6.170

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  • 膜状凝縮に及ぼす表面張力の影響 : 微小なみぞにおける液膜の研究

    平沢 茂樹, 土方 邦夫, 森 康夫, 中山 恒

    日本機械学會論文集   44 ( 382 )   2041 - 2048   1978年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    記事分類: 工業熱学・工業動力

    DOI: 10.1299/kikai1938.44.2041

    DOI: 10.1299/jsmemag.81.714_488_9

    CiNii Books

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    その他リンク: https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I1948817

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講演・口頭発表等

  • 推力の利用により大ギャップかつ非制御でインペラが浮上可能な軸流型補助人工心臓の開発

    林寛隆, 土方亘

    人工心臓と補助循環懇話会学術集会プログラム・抄録集  2025年 

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    開催年月日: 2025年

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  • 本邦初の全日本人工心臓開発プロジェクト「ALL JAPANで挑む革新的植込型小児用補助人工心臓の開発」

    増澤徹, 岩崎清隆, 長真啓, 小野稔, 岸田晶夫, 北山文矢, 塩瀬明, 白石泰之, 進士忠彦, 新浪博, 西中知博, 西村隆, 土方亘, 松宮護郎, 宮川繁, 山本隆彦, 山家智之

    人工心臓と補助循環懇話会学術集会プログラム・抄録集  2025年 

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    開催年月日: 2025年

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  • 触覚機能を有する自己発電可能なストレッチャブル人工皮膚の開発

    佐藤一歩, 土方亘

    人工臓器(日本人工臓器学会)  2025年 

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    開催年月日: 2025年

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  • 生体ブタを用いた心臓移植シミュレーショントレーニング

    藤原立樹, 長岡英気, 田原禎生, ブムエルデネ オロルゾド, 石山純子, 倉島直樹, 岩永健裕, 大内克洋, 土方亘, 藤田知之

    人工心臓と補助循環懇話会学術集会プログラム・抄録集  2025年 

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    開催年月日: 2025年

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  • 機械学習によりワーファリン内服量を調整するシステムの開発

    ブムエルデネ オロルゾド, 藤原立樹, 鍋島惇也, 加藤比呂, 土方亘, 藤田知之

    人工心臓と補助循環懇話会学術集会プログラム・抄録集  2025年 

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    開催年月日: 2025年

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  • 磁気浮上型血液ポンプによる機械学習を用いた心機能評価

    加藤比呂, 土方亘, 藤原立樹, 大内克洋, 藤田知之

    人工心臓と補助循環懇話会学術集会プログラム・抄録集  2025年 

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    開催年月日: 2025年

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  • Model-Based Control of Bioactuators with Feedback loop 国際会議

    Mutsuki Hagiwara, Wataru Hijikata

    2024 16th Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON)  2024年11月  IEEE

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    開催年月日: 2024年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Potential-Based Design of Electret-Dielectric Elastomer Laminated Energy Harvester 国際会議

    Kenta Ichikawa, Seiya Fujino, Kenta Iitani, Wataru Hijikata, Kohji Mitsubayashi

    2024 IEEE 23rd International Conference on Micro and Miniature Power Systems, Self-Powered Sensors and Energy Autonomous Devices (PowerMEMS)  2024年11月  IEEE

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    開催年月日: 2024年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Active impeller excitation for preventing pump thrombus using magnetic bearing 国際会議

    Wataru Hijikata, Kohei Hatakenaka, Tatsuki Fujiwara, Hironobu Sakurai, Tomoyuki Fujita, Katsuhiro Ohuchi, Yusuke Inoue

    30th Congress of the International Society for Mechanical Circulatory Support (ISMCS2024)  2024年11月 

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    開催年月日: 2024年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Is Pulse necessary in ECMO? Verification of the effect of pulsatile flow from a blood pump in terms of antithrombotic properties 国際会議

    Tatsuki Fujiwara, Hironobu Sakurai, Wataru Hijikata, Daiki Toda, Hiro Kato, Katsuhiro Ohuchi, Orolzod Bumerdene, Tomoyuki Fujita

    30th Congress of the International Society for Mechanical Circulatory Support (ISMCS2024)  2024年11月 

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    開催年月日: 2024年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • PREVENTION OF PUMP THROMBUS USING CIRCULAR VIBRATION OF MAGLEV IMPELLER —OPTIMIZATION OF VIBRATION CONDITION— 国際会議

    Wataru Hijikata, Kohei Hatakenaka, Tatsuki Fujiwara, Hironobu Sakurai, Tomoyuki Fujita, Katsuhiro Ohuchi, Yusuke Inoue

    50th ESAO Congress  2024年9月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2024年9月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • VERIFICATION OF THE EFFECT OF PULSATILE FLOW FROM A BLOOD PUMP ON THROMBUS FORMATION IN AN OXYGENATOR 国際会議

    Tatsuki Fujiwara, Hironobu Sakurai, Wataru Hijikata, Daiki Toda, Hiro Kato, Katsuhiro Ohuchi, Orolzod Bumerdene, Tomoyuki Fujita

    50th ESAO Congress  2024年9月 

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    開催年月日: 2024年9月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • DEVELOPMENT OF A STRETCHABLE ELECTRICAL SKIN WITH A CONTACT POSITION FUNCTION UTILIZING ELECTRET 国際会議

    Kazuho SATOH, Wataru HIJIKATA

    The 10th Asia-Pacific Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (APSAEM 2024)  2024年7月 

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    開催年月日: 2024年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • BASIC EXPERIMENTS OF A MAGLEV SHEAR LOAD DEVICE FOR EVALUATING THE RESISTANCE OF HEMOSTATIC FACTORS TO DEGRADATION BY SHEAR STRESS 国際会議

    Aoi YOKOYAMA, Osamu MARUYAMA, Wataru HIJIKATA

    The 10th Asia-Pacific Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (APSAEM 2024)  2024年7月 

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    開催年月日: 2024年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Hydrodynamic Performance of an Optimized Spiral Groove Bearing to Improve Plasma Skimming Effect 国際会議

    Ming Jiang, Wataru Hijikata

    2024 46th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC)  2024年7月  IEEE

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    開催年月日: 2024年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    Plasma skimming in spiral groove bearings (SGBs) has the potential to reduce hemolysis by guiding the red blood cells to escape from the narrow ridge gap with high shear stress force, to the larger groove gap. In our previous study, we designed an optimal SGB-PS that aims to improve plasma skimming inside the bearing gaps and verified its effectiveness under whole blood conditions up to 40% hematocrit level. This study extends our work by evaluating the load-carrying capacity of the optimized SGB design. We first analyzed the load-carrying capacity numerically by calculating the hydrodynamic force based on the Reynolds equation. Then we designed and manufactured an experimental device to measure the generated hydrodynamic force under comparable conditions. Our results indicate that the hydrodynamic force generated by the SGB-PS meets the requirements for our hydrodynamically levitated rotary blood pump and aligns well with our numerical analysis. This research contributes to improving the performance of the SGB for hemolysis resistance in hydrodynamically levitated rotary blood pumps.

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  • グルコースを駆動源とするバイオアクチュエータを用いた体内エネルギー変換システム

    LEE Taekon, 土方亘

    MAGDAコンファレンス講演論文集(CD-ROM)  2024年11月 

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    開催年月日: 2024年

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 機械学習と磁気浮上型人工心臓の融合による心拍同期制御の開発

    土方亘, 戸田大輝, 藤原立樹, 大内克洋, 岩永健裕, 櫻井啓暢, 鍋島惇也, 藤田知之

    人工心臓と補助循環懇話会学術集会プログラム・抄録集  2024年4月 

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    開催年月日: 2024年

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • アキシャルモータを用いた血液ポンプ用推力・磁力ハイブリッド浮上機構の開発

    林寛隆, 土方亘

    MAGDAコンファレンス講演論文集(CD-ROM)  2024年11月 

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    開催年月日: 2024年

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 接触位置検出可能な伸縮性を有するセルフパワード人工皮膚の開発

    佐藤一歩, 土方亘

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集  2024年6月 

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    開催年月日: 2024年

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • バイオアクチュエータに用いる骨格筋のモデルベース制御法の開発

    萩原志皇, 土方亘

    電磁力関連のダイナミクスシンポジウム講演論文集  2024年6月 

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    開催年月日: 2024年

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 遠心ポンプが創出する拍動流が人工肺内の血栓形成を抑制する効果

    櫻井啓暢, 藤原立樹, ブムエルデネ オロルゾド, 大内克洋, 土方亘, 戸田大輝, 加藤比呂, 岩永健裕, 藤田知之

    人工臓器(日本人工臓器学会)  2024年11月 

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    開催年月日: 2024年

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 補助人工心臓装着患者におけるワーファリン内服量のアルゴリズムによるコントロールに関する研究

    ブムエルデネ オロルゾド, 藤原立樹, 鍋島惇也, 加藤比呂, 土方亘, 藤田知之

    人工臓器(日本人工臓器学会)  2024年11月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2024年

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 触覚機能を有する自己発電可能なストレッチャブル人工皮膚の開発

    佐藤一歩, 土方亘

    人工臓器(日本人工臓器学会)  2024年11月 

     詳細を見る

    開催年月日: 2024年

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • AIによる補助人工心臓のワーファリン内服量のコントロールに関する研究

    ブムエルデネ オロルゾド, 藤原立樹, 鍋島惇也, 加藤比呂, 土方亘, 藤田知之

    人工心臓と補助循環懇話会学術集会プログラム・抄録集  2024年4月 

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    開催年月日: 2024年

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • エレメカ連成1Dモデルを用いたTier1,Tier2サプライヤの連携による回路解析手法

    稲葉雅司, 中溝裕己, 土方亘, 江上孝夫, 向山大索, 有賀善紀, 高原弘樹, 藤田英明, 篠田卓也, 近江慶太

    自動車技術会大会学術講演会講演予稿集(Web)  2024年5月 

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    開催年月日: 2024年

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 静電誘導型発電シートを用いた咬合力測定装置の開発

    成原大衣智, 依田信裕, 江草宏, 千万智生, 土方亘, 伊藤浩之

    生体医歯工学共同研究拠点成果報告書  2024年 

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    開催年月日: 2024年

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  • 目標3-すべての人に健康と福祉を 磁気浮上システムの医療応用

    土方亘, 増澤徹, 進士忠彦, 栗田伸幸, 長真啓

    電気学会全国大会講演論文集(CD-ROM)  2024年3月 

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    開催年月日: 2024年

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

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  • 左心室のコンプライアンス特性を考慮した体循環シミュレータの開発と磁気浮上型血液ポンプによる拍動推定

    加藤比呂, 土方亘

    MAGDAコンファレンス講演論文集(CD-ROM)  2024年11月 

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    開催年月日: 2024年

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 動的アクチュエータのモデリングによる発熱量損失算出の提案

    稲葉雅司, 中溝裕己, 大蔵孝, 土方亘, 安井龍太, 高原弘樹, 伏信一慶, 藤田英明, 篠田卓也, 近江慶太

    自動車技術会大会学術講演会講演予稿集(Web)  2023年 

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    開催年月日: 2023年

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  • 移動ロボット用磁界共振結合型ワイヤレス給電におけるインピーダンス整合システム

    大堀隼輝, 中西秀行, LI Xiang, 土方亘

    電気学会全国大会講演論文集(CD-ROM)  2023年 

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    開催年月日: 2023年

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  • 静電誘導型発電シートを用いた咬合力測定装置の開発

    成原大衣智, 依田信裕, 江草宏, 市川健太, 土方亘, 伊藤浩之

    生体医歯工学共同研究拠点成果報告書  2023年 

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    開催年月日: 2023年

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産業財産権

  • 非接触給電システム

    土方 亘

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    出願人:国立大学法人東京工業大学

    出願番号:JP2017042525  出願日:2017年11月

    公開番号:WO2018-150678  公開日:2018年8月

    J-GLOBAL

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  • せん断応力負荷時のフォンウィルブランド因子高分子マルチマーの保持率のインビトロ測定法

    坂爪 公, 齋木 佳克, 堀内 久徳, 丸山 修, 迫田 大輔, 土方 亘

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    出願人:国立大学法人東北大学, 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 国立大学法人東京工業大学

    出願番号:特願2017-186730  出願日:2017年9月

    公開番号:特開2019-060772  公開日:2019年4月

    J-GLOBAL

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  • 体内発電システム

    土方 亘, 佐原 玄太, 進士 忠彦

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    出願人:国立大学法人東京工業大学

    出願番号:JP2015073617  出願日:2015年8月

    公開番号:WO2016-031734  公開日:2016年3月

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  • 回転電機の制御装置及び情報処理装置

    土方 亘, 渡辺 隆男, 土屋 英滋, 松本 祥平, 上村 雅英, 村上 新, 遠山 智之

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    出願人:株式会社豊田中央研究所, 株式会社豊田自動織機, トヨタ自動車株式会社, アイシン精機株式会社

    出願番号:特願2014-066649  出願日:2014年3月

    公開番号:特開2015-192494  公開日:2015年11月

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  • 回転電機の制御装置及び情報処理装置

    土方 亘, 渡辺 隆男, 土屋 英滋, 松本 祥平, 上村 雅英, 村上 新, 遠山 智之

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    出願人:株式会社豊田中央研究所

    出願番号:特願2014-066649  出願日:2014年3月

    公開番号:特開2015-192494  公開日:2015年11月

    特許番号/登録番号:特許第6237405号  発行日:2017年11月

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  • 情報処理装置、情報記憶装置、及び回転電機の制御装置

    土方 亘, 渡辺 隆男, 土屋 英滋, 松本 祥平, 上村 雅英, 村上 新, 遠山 智之

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    出願人:株式会社豊田中央研究所, 株式会社豊田自動織機, トヨタ自動車株式会社, アイシン精機株式会社

    出願番号:特願2014-066650  出願日:2014年3月

    公開番号:特開2015-192495  公開日:2015年11月

    特許番号/登録番号:特許第5901678号  発行日:2016年3月

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  • 情報処理装置、情報記憶装置、及び回転電機の制御装置

    土方 亘, 渡辺 隆男, 土屋 英滋, 松本 祥平, 上村 雅英, 村上 新, 遠山 智之

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    出願人:株式会社豊田中央研究所, 株式会社豊田自動織機, トヨタ自動車株式会社, アイシン精機株式会社

    出願番号:特願2014-066650  出願日:2014年3月

    公開番号:特開2015-192495  公開日:2015年11月

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  • 車両制御装置

    吉原 康二, 渡辺 隆男, 長田 育充, 土方 亘, 宮野 竜也

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    出願人:株式会社豊田自動織機, 株式会社豊田中央研究所

    出願番号:特願2014-062994  出願日:2014年3月

    公開番号:特開2015-182703  公開日:2015年10月

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  • 動力伝達装置

    渡辺 隆男, 長田 育充, 土方 亘, 土屋 英滋, 浅海 周, 宮野 竜也, 宮部 友博

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    出願人:株式会社豊田中央研究所

    出願番号:特願2013-233127  出願日:2013年11月

    公開番号:特開2015-093542  公開日:2015年5月

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  • 動力伝達装置

    渡辺 隆男, 長田 育充, 土方 亘, 土屋 英滋, 浅海 周, 宮野 竜也, 宮部 友博

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    出願人:株式会社豊田中央研究所

    出願番号:特願2013-233127  出願日:2013年11月

    公開番号:特開2015-093542  公開日:2015年5月

    特許番号/登録番号:特許第6331341号  発行日:2018年5月

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  • 回転電機

    林 裕人, 土屋 英滋, 長田 育充, 土方 亘, 渡辺 隆男, 遠山 智之

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    出願人:株式会社豊田自動織機, 株式会社豊田中央研究所, アイシン精機株式会社

    出願番号:特願2013-215673  出願日:2013年10月

    公開番号:特開2015-080330  公開日:2015年4月

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  • 回転電機

    松本 祥平, 吉原 康二, 小田 和孝, 久保 秀人, 林 裕人, 上辻 清, 村上 新, 遠山 智之, 土方 亘, 土屋 英滋, 渡辺 隆男

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    出願人:株式会社豊田自動織機, トヨタ自動車株式会社, アイシン精機株式会社, 株式会社豊田中央研究所

    出願番号:特願2013-203728  出願日:2013年9月

    公開番号:特開2015-067156  公開日:2015年4月

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  • 動力伝達装置

    渡辺 隆男, 長田 育充, 土方 亘, 土屋 英滋, 浅海 周, 宮野 竜也, 宮部 友博

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    出願人:株式会社豊田中央研究所

    出願番号:特願2013-201583  出願日:2013年9月

    公開番号:特開2015-067050  公開日:2015年4月

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  • 動力伝達装置

    渡辺 隆男, 長田 育充, 土方 亘, 土屋 英滋, 浅海 周, 宮野 竜也, 宮部 友博

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    出願人:株式会社豊田中央研究所

    出願番号:特願2013-201583  出願日:2013年9月

    公開番号:特開2015-067050  公開日:2015年4月

    特許番号/登録番号:特許第6167806号  発行日:2017年7月

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  • 回転電機

    土屋 英滋, 土方 亘, 渡辺 隆男, 松本 祥平, 林 裕人, 上村 雅英, 村上 新, 椎名 貴弘, 遠山 智之

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    出願人:株式会社豊田中央研究所, 株式会社豊田自動織機, トヨタ自動車株式会社, アイシン精機株式会社

    出願番号:特願2013-124306  出願日:2013年6月

    公開番号:特開2015-002565  公開日:2015年1月

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  • 回転電機

    土屋 英滋, 土方 亘, 渡辺 隆男, 松本 祥平, 林 裕人, 上村 雅英, 村上 新, 椎名 貴弘, 遠山 智之

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    出願人:株式会社豊田中央研究所, 株式会社豊田自動織機, アイシン精機株式会社

    出願番号:特願2013-124306  出願日:2013年6月

    公開番号:特開2015-002565  公開日:2015年1月

    特許番号/登録番号:特許第6005591号  発行日:2016年9月

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  • 回転電機

    土屋 英滋, 土方 亘, 渡辺 隆男, 松本 祥平, 林 裕人, 上村 雅英, 村上 新, 椎名 貴弘, 遠山 智之

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    出願人:株式会社豊田中央研究所, 株式会社豊田自動織機, トヨタ自動車株式会社, アイシン精機株式会社

    出願番号:特願2013-123784  出願日:2013年6月

    公開番号:特開2014-241695  公開日:2014年12月

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  • 回転電機

    土屋 英滋, 土方 亘, 渡辺 隆男, 松本 祥平, 林 裕人, 上村 雅英, 村上 新, 椎名 貴弘, 遠山 智之

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    出願人:株式会社豊田中央研究所, 株式会社豊田自動織機, アイシン精機株式会社

    出願番号:特願2013-123784  出願日:2013年6月

    公開番号:特開2014-241695  公開日:2014年12月

    特許番号/登録番号:特許第5957417号  発行日:2016年6月

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  • 回転電機

    土屋 英滋, 土方 亘, 渡辺 隆男, 上村 雅英, 村上 新, 椎名 貴弘, 遠山 智之, 松本 祥平

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    出願人:株式会社豊田中央研究所, トヨタ自動車株式会社, アイシン精機株式会社, 株式会社豊田自動織機

    出願番号:特願2013-106131  出願日:2013年5月

    公開番号:特開2014-230327  公開日:2014年12月

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  • 回転電機

    土屋 英滋, 土方 亘, 渡辺 隆男, 上村 雅英, 村上 新, 椎名 貴弘, 遠山 智之, 松本 祥平

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    出願人:株式会社豊田中央研究所, アイシン精機株式会社

    出願番号:特願2013-106131  出願日:2013年5月

    公開番号:特開2014-230327  公開日:2014年12月

    特許番号/登録番号:特許第6072606号  発行日:2017年1月

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  • 回転電機システム

    土方 亘, 土屋 英滋, 渡辺 隆男, 上村 雅英, 村上 新, 椎名 貴弘, 遠山 智之, 松本 祥平

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    出願人:株式会社豊田中央研究所, トヨタ自動車株式会社, アイシン精機株式会社, 株式会社豊田自動織機

    出願番号:特願2013-034456  出願日:2013年2月

    公開番号:特開2014-166023  公開日:2014年9月

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  • 回転電機システム

    土方 亘, 土屋 英滋, 渡辺 隆男, 上村 雅英, 村上 新, 椎名 貴弘, 遠山 智之, 松本 祥平

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    出願人:株式会社豊田中央研究所, トヨタ自動車株式会社, アイシン精機株式会社

    出願番号:特願2013-034456  出願日:2013年2月

    公開番号:特開2014-166023  公開日:2014年9月

    特許番号/登録番号:特許第6017992号  発行日:2016年10月

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  • 回転電機の回転子およびその製造方法

    林 裕人, 椎名 貴弘, 上村 雅英, 村上 新, 遠山 智之, 土屋 英滋, 長田 育充, 土方 亘, 渡辺 隆男

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    出願人:株式会社豊田自動織機, トヨタ自動車株式会社, アイシン精機株式会社, 株式会社豊田中央研究所

    出願番号:特願2013-014649  出願日:2013年1月

    公開番号:特開2014-147228  公開日:2014年8月

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  • 回転電機の回転子およびその製造方法

    林 裕人, 椎名 貴弘, 上村 雅英, 村上 新, 遠山 智之, 土屋 英滋, 長田 育充, 土方 亘, 渡辺 隆男

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    出願人:株式会社豊田自動織機, トヨタ自動車株式会社, アイシン精機株式会社, 株式会社豊田中央研究所

    出願番号:特願2013-014649  出願日:2013年1月

    公開番号:特開2014-147228  公開日:2014年8月

    特許番号/登録番号:特許第5728038号  発行日:2015年4月

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  • 回転電機の回転子およびその製造方法

    林 裕人, 椎名 貴弘, 上村 雅英, 村上 新, 遠山 智之, 土屋 英滋, 長田 育充, 土方 亘, 渡辺 隆男

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    出願人:株式会社豊田自動織機, トヨタ自動車株式会社, アイシン精機株式会社, 株式会社豊田中央研究所

    出願番号:特願2013-014648  出願日:2013年1月

    公開番号:特開2014-147227  公開日:2014年8月

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  • 電磁カップリング

    土屋 英滋, 渡辺 隆男, 土方 亘

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    出願人:株式会社豊田中央研究所

    出願番号:特願2012-131604  出願日:2012年6月

    公開番号:特開2013-258793  公開日:2013年12月

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  • 電磁カップリング

    土屋 英滋, 渡辺 隆男, 土方 亘

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    出願人:株式会社豊田中央研究所

    出願番号:特願2012-131604  出願日:2012年6月

    公開番号:特開2013-258793  公開日:2013年12月

    特許番号/登録番号:特許第5708566号  発行日:2015年3月

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  • 使い捨て磁気浮上式遠心ポンプ

    土方 亘, 進士 忠彦, 高谷 節雄

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    出願人:国立大学法人東京工業大学, 国立大学法人 東京医科歯科大学

    出願番号:JP2010005289  出願日:2010年8月

    公開番号:WO2011-024470  公開日:2011年3月

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  • 使い捨て磁気浮上式遠心ポンプ

    土方 亘, 進士 忠彦, 高谷 節雄

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    出願人:国立大学法人東京工業大学, 国立大学法人 東京医科歯科大学

    出願番号:特願2011-528654  出願日:2010年8月

    特許番号/登録番号:特許第5540272号  発行日:2014年5月

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  • 磁気浮上式血液ポンプ

    進士 忠彦, 下河邉 明, 土方 亘, 高谷 節雄, 傍島 秀雄

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    出願人:国立大学法人東京工業大学, 国立大学法人 東京医科歯科大学

    出願番号:特願2007-284766  出願日:2007年11月

    公開番号:特開2009-106690  公開日:2009年5月

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  • 使い捨て磁気浮上式血液ポンプ

    進士 忠彦, 下河邉 明, 朝間 淳一, 原 力, 土方 亘, 高谷 節雄, 星 英男

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    出願人:国立大学法人東京工業大学, 国立大学法人 東京医科歯科大学

    出願番号:JP2006317370  出願日:2006年9月

    公開番号:WO2007-029623  公開日:2007年3月

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  • 使い捨て磁気浮上式血液ポンプ

    進士 忠彦, 下河邉 明, 朝間 淳一, 原 力, 土方 亘, 高谷 節雄, 星 英男

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    出願人:国立大学法人東京工業大学, 国立大学法人 東京医科歯科大学

    出願番号:特願2007-534380  出願日:2006年9月

    特許番号/登録番号:特許第4496376号  発行日:2010年4月

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 流体力学的アプローチによるECMOデバイス内の血栓検出・血栓予防技術の実用化研究

    研究課題/領域番号:24K02528  2024年4月 - 2028年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    藤原 立樹, 土方 亘, 大内 克洋, 岩永 健裕, 井上 雄介

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    配分額:18720000円 ( 直接経費:14400000円 、 間接経費:4320000円 )

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  • 個別化抗血栓療法の確立にむけた補助人工心臓患者における血小板機能変容の解明

    研究課題/領域番号:24K11966  2024年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    片平 晋太郎, 土方 亘, 齋木 佳克, 鈴木 佑輔, 細山 勝寛, 堀内 久徳

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    配分額:4030000円 ( 直接経費:3100000円 、 間接経費:930000円 )

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  • 人工知能を備えた人工心臓によるサイバネティック臓器の開拓

    研究課題/領域番号:23H00157  2023年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    土方 亘, 藤原 立樹, 大内 克洋

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    配分額:46800000円 ( 直接経費:36000000円 、 間接経費:10800000円 )

    従来の医療・福祉機器は“失われた身体機能の補助・代替”を目的としており,健常者並み,もしくはそれ以上のQOL獲得は困難で,健康寿命延伸が課題である.そこで本研究では“健常者の能力を超える,または健常者とは異なる能力を獲得可能な医療機器・福祉機器”として,サイバネティック臓器のコンセプトを提案し,開拓を目指す.具体的には最新式の磁気浮上型人工心臓に人工知能を搭載し,アクチュエータとモータのみを用いて患者の拍動や心機能などをセンサレスに推定し,人工心臓が人間の循環系に介在する状態を実現する.更に,患者の運動状態に応じて人工心臓の補助率を向上したり,安静時に敢えて心拍に反同期した拍動を発生して心機能の回復を促進させたりするために,心拍同期制御も実現する.
    上記研究実現のために,①患者の拍動推定機能,②心臓の吐出流量推定機能,③患者の心機能推定機能,④患者の要求流量推定機能を実現したうえで,⑤心拍同期制御を追加のセンサを用いることなく実現させる.更に,大型動物による実験で心拍同期制御を実証する.
    この中で本年度は,①~⑤をin vitro実験で実施するための体循環シミュレータを設計・試作した.第一試作として模擬心臓が硬質のピストンポンプであるものの,正確な動作を確認した.さらに,①患者の拍動推定機能実現のために磁気浮上系に外乱オブザーバを構成し,拍動に伴う流体力を推定した.その結果,in vitro実験では推定を実現した.

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  • Thromboelastographyを用いた植込み型補助人工心臓装着患者の抗血栓療法の最適化

    研究課題/領域番号:23K11930  2023年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    高橋 悟朗, 土方 亘, 齋木 佳克, 鈴木 佑輔, 片平 晋太郎, 志賀 卓弥

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    配分額:2600000円 ( 直接経費:2000000円 、 間接経費:600000円 )

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  • 筋肉の不完全強縮を利用してグルコースを電力に変換する体内発電システム

    研究課題/領域番号:22K18748  2022年6月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    土方 亘

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    配分額:6370000円 ( 直接経費:4900000円 、 間接経費:1470000円 )

    ペースメーカや神経刺激装置など,体内で電池駆動する消費電力数十uWの埋込機器が増加しているが,数年ごとに電池交換外科手術が必須であり,患者の精神的,肉体的な負担となっている.そこで,生体組織を工学的に応用する全く新規のアイデアでこの課題の打破に挑戦する.具体的には,筋肉の潜在的仕事率が1mW/g であることに着目し,体内グルコースを,筋肉を介して電力に変換するシステムを設計し評価する.
    このシステム実現のために,(i)筋収縮モデルに基づく骨格筋刺激制御系,(ii)骨格筋の収縮特性を考慮した高効率発電システム,(iii)生体筋肉を用いた発電実験を実施する,昨年度は計画通り(i)を完遂した.
    本年度は骨格筋の収縮特性を考慮した発電システムの設計を実施した.まず,骨格筋が発生可能な不完全強縮が10~20Hz程度であることを考慮すると,従来,kHzオーダーの高周波振動における環境発電で用いられる圧電素子では,高出力が期待できない.周波数アップコンバータ機構を用いるなどの方法も考えられるが,機構の複雑化や設置スペースの増加を考えると望ましくないため,本研究ではエレクトレットを用いた発電素子を開発した.具体的にはエレクトレットと誘電エラストマーおよび薄膜電極を積層した発電シートタイプと,往復振動機構にエレクトレットを設置した振動型発電機構タイプの二つを設計・試作した.さらに,骨格筋の収縮と発電素子のダイナミクスを連成したモデルを構築し,発電素子の寸法および刺激信号の最適設計を実施した.

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  • 生体組織を設計し,操るモデルベース開発法の創発

    2022年 - 2028年

    科学技術振興機構  戦略的な研究開発の推進 創発的研究支援事業 

    土方 亘

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    担当区分:研究代表者 

    生体組織は従来の工業用素材とは異なり、自己修復機能、自己成長機能等を備えた人類未踏の新規素材であり、工学的に応用できれば医療・福祉分野で技術のパラダイムシフトが期待できます。一方、そのためには生体組織の設計・創生・制御技術を体系化する必要があります。そこで本研究では、骨格筋を用いたバイオハイブリッドアクチュエータを対象とし、筋収縮モデルを用いた骨格筋の設計・制御技術の創出に挑戦します。

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  • ウイルス感染症による血液凝固メカニズムを踏まえたECMO内血栓予防技術の開発

    研究課題/領域番号:21K08817  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    藤原 立樹, 大内 克洋, 土方 亘, 井上 雄介

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    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    【背景】COVID-19パンデミックによりECMOの有用性は更に広く認知された。しかしCOVID-19が惹起する強い血液凝固傾向はECMO治療において大きな障害となることも明らかになった。我々はECMO回路内における血栓予防・血栓検出技術を速やかに実現することが喫緊の課題であると考え、研究開発に従事した。ECMOデバイスの抗血栓性に関してはこれまでも材質や構造設計など様々な工夫がなされてきたが、従来の血栓対策だけではCOVID-19患者のECMO回路内での血栓形成を予防できないことが実状である。そこで従来とは異なる流体力学的なアプローチによるアクティブな血栓予防法を考案した。
    【血栓予防法】ポンプに対してはインペラを周波数300Hz程度で極微小に加振することで表面への凝固因子の付着を阻害し、人工肺に対してはインペラ回転数を調整して拍動流を作り、人工肺内部の血液滞留を予防する方法である。いずれも従来の血栓対策と競合するものではなく更に血栓予防効果を高めることを目的としている。東京工業大学で開発された磁気浮上型遠心ポンプにこれらの機能を搭載し、大型動物実験にてその効果を実証した。
    【血栓検出法】ポンプのインペラを数十ミクロン、数十Hzで振動させ、この時の変位と電流の応答からポンプ内血栓を検出する方法を開発した。また人工肺の血栓検出法として、インドシアニングリーン(ICG)蛍光造影を用いて血栓を詳細に観察することに成功した。肉眼観察では、血液と血栓は濃淡が違うものの同じ赤色調であるため血栓を評価することは難易度が高い。本手法では「血液は白、血栓は黒」と白黒二色で表現され客観性の高い評価が可能であった。
    本研究結果をもとに人工肺の血栓検出・予防に関する特許出願を2件行った。今後は本研究で開発したECMOデバイスの血栓予防技術を医療機器メーカーと連携して臨床導入に繋げていく。

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  • 静電誘導型発電シートを用いたウェアラブル型リアルタイム咬合力測定方法の開発

    研究課題/領域番号:21K09969  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    依田 信裕, 佐々木 啓一, 土方 亘, 伊藤 浩之

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    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    本研究は,ヒト口腔内における噛みしめや咀嚼などの機能時における歯列上の咬合接触状態,ならびに同部位にて発揮される咬合力を調査可能なセンシングデバイスとして,加わる圧縮力に応じて発電量が変化する特性を有する「静電誘導型発電シート」の活用方法を探索した.これまで研究分担者の東工大の土方らが開発した「静電誘導型口腔内発電シート」を改良し,このシートを歯科一般臨床においてマウスガードや,オクルーザルスプリント等にて用いられている樹脂製シートに埋め込み、上下の歯の接触の有無,その咬合接触部位,ならびに同部における咬合力を発電量変化から解析するシステムの構築を試みた.
    現時点では,発電シートを埋め込んだオクルーザルスプリントへ,既知の荷重を負荷するベンチテストを実施し,荷重時の出力電圧を測定し,その出力値の妥当性を検証した.この結果,発電シートを用いた測定装置からの出力値の高い精度が示され,口腔内荷重測定装置としての妥当性が検証されている.
    また,今回の装置におけるセンサノードにおいては,咬合負荷により発生する電流をデジタル信号に変換して無線通信で外部に送信する方式とし,口腔内における安全性を考慮した無線電力供給方式の導入を計画している.このバッテリーレス動作を実現するため,無線通信部の低消費電力化として低電力インパルス無線送信機の利用可能性について検討し,プリント基板に右図のチップとインピーダンスマッチング用素子,コネクタを実装し測定を行い,3kbpsの場合の消費電力は0.34μWと無線による十分な給電の可能性を示した.

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  • 植込型補助人工心臓対象患者における出血合併症術前予測システムの確立

    研究課題/領域番号:20H03760  2020年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    齋木 佳克, 坂爪 公, 丸山 修, 土方 亘, 佐々木 康之輔, 堀内 久徳, 吉岡 一朗, 秋山 正年

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    配分額:17810000円 ( 直接経費:13700000円 、 間接経費:4110000円 )

    2021年度は前年度に開発・設置した可変定量化せん断応力負荷装置を稼働させ、血液検体に様々な条件のせん断応力負荷実験を行い、せん断応力に応じVWF large multimer Indexが減少することを確認した。そのうえで以下の出血リスクパラメータによる分類を各症例ごとに算出する方針を確定させた。
    (a)低せん断応力領域(60Pa)でのIndexの数値(Initial Indexと定義)
    (b)中せん断応力領域(90Pa)でのIndexの数値(Index at Medium shear stressと定義)
    (c)高せん断応力領域(120Pa)でのIndexの数値(Final Indexと定義)
    <BR>
    また、前年度に引き続き症例登録を行い、臨床経過を前向きに追跡してきた。また得られた血液検体に段階的にせん断応力負荷し、VWF large multimer Index測定、上記出血リスクパラメータによる分類をの算出を行った。一方で、COVID-19の影響で例年より補助人工心臓植え込み術の件数が減少しており、登録数は当初の想定を下回るペースである。その対策として、以前の研究で保存されている補助人工心臓装着患者の凍結血漿を用いてせん断応力負荷およびVWF large multimer Index測定を行うとともに後ろ向きに臨床経過を確認することで、登録数を補うこととした。この方法でも想定した上記の出血リスクパラメータによる分類を用いることが可能か確認するため、凍結血漿を用いて様々な条件のせん断応力負荷実験を行い、全血検体と同等のVWF large multimer Index減少パターンをとる条件を確認した。

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  • 浮上インペラのダイナミクスに基づき生存率とQOLを向上する革新的人工心臓の創出

    研究課題/領域番号:20H02098  2020年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    土方 亘, 藤原 立樹, 大内 克洋

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    配分額:17680000円 ( 直接経費:13600000円 、 間接経費:4080000円 )

    人工心臓は心臓病患者の血液循環に使われるが,ポンプ内血栓による死亡や脳梗塞が多い.また,小型人工心臓が実現しておらず,小児は腹部に穴を開けて人工血管を外に引出し,人工心臓を体外に設置して生活している.すなわち,現在の人工心臓は延命デバイスに過ぎない状態である.そこで本研究では,羽根車の血液中ダイナミクスを解明し,ソフト(制御)とハード(構造)に応用して下記(A)(B)を実現することで「小児から高齢者まで,全ての患者の生活の質と生存率を格段に向上させる次世代人工心臓の創出」に挑戦する.
    (A)羽根車の加振制御による,薬剤不要の革新的な血栓予防・血栓予兆検知・血栓治療
    (B)小児用まで小型化しても血球損傷の小さい,羽根車の磁力・推力ハイブリッド浮上機構
    (A)では今年度は血栓の予兆検知の技術開発に取り組んだ.具体的には,従来,磁気浮上インペラを単純往復加振することによって血栓検知していたが,粘度変化との区別が困難であった課題を克服するために,インペラを円軌道加振する手法を開発した.具体的には円軌道加振時の電磁石の電流ベクトルとインペラの変位ベクトル間の相対角を円軌道の回転角ごとに記録する.血液粘度上昇時にはこの相対角が一様に上昇するのに対し,血栓形成時は,血栓発生個所のみ大きく変化する.この原理をもとにin vitro実験で基本的な検証も実施している.次年度はより高精度に血液粘度変化と血栓を区別するための相対角情報の処理方法を検討する予定である.
    <BR>
    (B)では設計した推力・磁力ハイブリッド浮上機構を試作した.インペラの回転と変位に伴う推力をロードセルで測定した結果,CFD解析とよく一致することを確認した.さらに,インペラ径方向運動は軸受で支持した状態で,軸方向が自在に変位可能な状態として浮上実験を行った結果,インペラ回転数7000rpmから10000rpmにて浮上可能なことを実証した.

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  • 筋収縮を利用した生体内グルコースをエネルギー源とする埋込型発電システム

    研究課題/領域番号:18K18830  2018年6月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    土方 亘, 永井 亜希子

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    配分額:6370000円 ( 直接経費:4900000円 、 間接経費:1470000円 )

    ペースメーカや神経刺激装置など,体内で電池駆動する医療機器の電源として,電気刺激による骨格筋の収縮力を利用した体内発電システムを開発した.特に本研究では,1.筋収縮に適した発電機の提案と設計・評価,2.少ない刺激電力で高出力・低筋疲労となる電気刺激制御系の確立,3.動物実験による有効性検証を目的とした.発電機の設計と評価では,低周波駆動の筋肉に対して周波数アップコンバータやエレクトレットを用いた発電機構を提案した.また,筋収縮モデルの構築によって,最適な刺激信号を求めるコントローラを設計した.さらに,カエルの腓腹筋を用いて,発電電力が刺激電力を上回ることを実証した.

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  • 磁気浮上人工心臓における生体情報のセンサレス計測とQOL向上技術への応用

    研究課題/領域番号:17H04909  2017年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(A)

    土方 亘

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    配分額:23920000円 ( 直接経費:18400000円 、 間接経費:5520000円 )

    心不全患者に使用する補助人工心臓は,ポンプ内血栓と患者の循環状態に合わせた流量制御が課題となっている.そこで本研究では,磁気浮上人工心臓を対象とし,インペラを強制変位加振したときの電流と変位の位相差から血栓を検出する技術を開発した.また,磁気浮上システムに外乱オブザーバを構築し,生体心臓の拍動に伴う流体力を推定することで,モータ回転数制御を心拍に同期させることで,適切な流量調節を行う制御システムを開発した.

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  • 電気刺激による骨格筋制御を用いた体内発電の基礎研究

    研究課題/領域番号:16K14142  2016年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    進士 忠彦, 土方 亘

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    配分額:3640000円 ( 直接経費:2800000円 、 間接経費:840000円 )

    本研究では,大胸筋などの骨格筋の一部をアクチュエータとして用い,電気刺激により発生する筋収縮運動を電力変換するシステムの実現を目指す.具体的には,身体の機能に影響を与えない数グラム程度の骨格筋を電気刺激で収縮し,その運動を用いたmWクラスの発電を最終的な目標とした.その実現のため,本研究では,カエルの筋肉に電気刺激を与えた場合の筋肉応答実験や,そのデータをもとに,回転型およびリニア型マイクロ発電機を提案,試作し,発電実験を実施した.

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  • 磁気浮上人工心臓の非ニュートン流体中インペラダイナミクスの解明と多機能化への応用

    研究課題/領域番号:15K17959  2015年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    土方 亘, 進士 忠彦, 丸山 修, 迫田 大輔

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    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    補助人工心臓は長期使用時代に入っており,デバイス開発に加え, QOLや生存率の向上技術が必要である.そこで本研究では,磁気浮上補助人工心臓のインペラダイナミクスを利用して,血液粘度をセンサレスに推定する技術を確立し,流量制御や血液凝固検知に応用した.
    具体的には,磁気浮上電磁石でインペラを強制変位加振し,インペラ変位と電磁石電流の位相差から血液粘度を推定する手法を提案し,豚血液を用いた実験にてその有用性を確認した.また,モータトルクと回転数,粘度を用いた流量推定式を導出し,実験にて評価を実施した.最後に,豚血液がポンプ内で凝固したときの粘度上昇を提案手法で捉え,凝固検知実現の可能性を示した.

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  • 磁気浮上技術を用いた低溶血・無血栓ディスポーザブル血液ポンプの研究

    研究課題/領域番号:08J07168  2008年 - 2010年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特別研究員奨励費

    土方 亘

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    配分額:1800000円 ( 直接経費:1800000円 )

    本研究では,インペラを磁気軸受によって浮上する磁気浮上遠心血液ポンプを提案している.平成22年度は,1.使い捨てインペラに永久磁石を内蔵した1次試作機の2ヵ月の長期動物実験,および2.使い捨てインペラに永久磁石を内蔵しない磁気浮上遠心血液ポンプの評価,3.血液ポンプ用磁気軸受のコントロールシステムの小型化を実施した.
    1.1次試作機の長期動物実験
    生体適合性評価のため,東京医科歯科大学と連携して,仔牛を用いた長期動物実験を実施し,2ヵ月の連続運転に成功した.本実験を通して,市販血液ポンプよりも血栓形成の発生が少なかったことから,インペラを磁気浮上することによる生体適合性向上を確認している.
    2.使い捨てポンプヘッドに永久磁石を用いない磁気浮上遠心血液ポンプ
    使い捨てポンプヘッドの低コスト化,安定供給のため,インペラ内部にレアアース磁石を内蔵しない磁気浮上血液ポンプを提案している.本年度はその評価を実施した。具体的には,Hinfinity制御を磁気軸受に適用することで安定した磁気浮上を実現し,臨床使用範囲をカバーする0-4000rpmの回転数において非接触回転を実現している.ポンプ性能は最大で流量5L/min,揚程600mmHgを実現し,臨床時に要求される性能の3倍を実現した.
    3.磁気軸受コントロールシステムの小型化
    本血液ポンプは体外設置型であるが,コントローラや電源系を小型化し,患者が持ち運び可能なポータブルシステムとすることを目標としている.その第一段階として,埋め込みシステムを導入することで,磁気軸受用コントロールシステムをA5用紙程度のボードに集約することに成功した.

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