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Elucidation of the optimal shape of the cannula for improving blood oxygenation in extracorporeal membrane oxygenation

Research Project

Project/Area Number 21K16578
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 55060:Emergency medicine-related
Research InstitutionTeikyo Heisei University

Principal Investigator

Togo Konomi  帝京平成大学, 健康メディカル学部, 准教授 (40648622)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords体外式膜型人工肺 / ECMO / カニューレ / カテーテル / 酸素化 / 再循環 / cannula / catheter / ecmo / veno-venous ecmo / カニューラ / 管 / 脱血カニューレ / 脱血管 / V-V ECMO / 呼吸不全 / 体外循環
Outline of Research at the Start

重症呼吸不全に対して、体外式膜型人工肺 (ECMO)が用いられることがある。ECMOにて良好な酸素化が得られない場合、再循環を減らすことが有用である。研究代表者は、再循環に影響を与える因子であるカニューレ留置部位を変化させ、酸素化効率を検討し、最良の酸素化が得られるカニューレ留置部位を明らかにした。その際に、カニューレのサイドホールの形状が異なると再循環率に差が生じることが判明した。そこで、本研究では、静脈脱血静脈送血方式ECMOにおけるカニューレの最適なサイドホールの形状を、酸素化の観点から解明することを目的とする。本研究の成果は、重症呼吸不全患者のECMO離脱率が向上することが期待できる。

Outline of Final Research Achievements

A wide variety of cannulas are available for extracorporeal membrane oxygenation (ECMO), making it challenging to select the most appropriate one. To address this issue, I fabricated cannulas with varying side hole configurations and evaluated their blood oxygenation performance. As a result, the cannula with side holes at 1 cm intervals from the tip to 15 cm exhibited the most favorable blood oxygenation performance. On the other hand, the cannula with side holes at 1 cm intervals from the tip to 10 cm exhibited lower blood oxygenation performance despite having a higher number of side holes compared to the cannula with side holes at 3 cm intervals from the tip to 15 cm. These results suggest that using a cannula with a longer side-holed section can achieve more efficient blood oxygenation in V-V ECMO.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

静脈脱血-動脈送血方式ECMOと共通の脱血カニューレを静脈脱血-静脈送血(V-V)方式ECMOでも使用している現状において、本研究の成果が「V-V ECMOの良好な酸素化のために、どのようなカニューレを選択すればよいか」という、最適なカニューレを選択する指標の基盤となることが予想される。さらに、本研究の結果は、V-V ECMO専用カニューレを製作する際の基礎データとなる将来性が見込める。最適なカニューレを選択することにより、ECMOにおける効率的な酸素化につながり、COVID-19をはじめとする重症呼吸不全患者におけるECMO離脱率が向上することが期待できる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (1 results)

All 2024

All Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] INFLUENCE OF LENGTH OF SIDE HOLE PORTION AND INTERVAL OF SIDE HOLES IN DRAINAGE CANNULAE FOR V-V ECMO: EFFECT ON RECIRCULATION RATE AND BLOOD OXYGENATION(発表予定)2024

    • Author(s)
      Konomi Togo
    • Organizer
      European Society for Artificial Organs
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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