液化ガスによる人工心臓駆動装置の開発

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02557052
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 鎮西 恒雄 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (20197643)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤正 巖 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (30010028) ; 満渕 邦彦 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (50192349) ; 阿部 裕輔 東京大学, 医学部, 助手 (90193010) ; 井街 宏 東京大学, 医学部, 助教授 (10010076)
• Keywords: 人工心臓 / 駆動装置 / 液化ガス / 空気圧駆動 / 模擬循環回路 / 左心バイパス

Research Abstract

人工心臓の駆動方式としては、空気駆動方式、液体駆動方式や機械駆動方式がある。空気駆動方式は人工心臓ポンプの形態の自由度が大きく制御性が良いという利点があるため完全人工心臓や補助心臓の駆動装置としてすでに臨床応用されているが、駆動装置の小型化が難しいという難点がある。これを解決する方法として、サック型やダイヤフラム型の血液ポンプを駆動できる次のような新しい原理の人工心臓駆動装置を考案した。
1.駆動源には液化ガスを使う。
2.ガスは液体の状態で回路中に蓄えられ、この液化ガスの気化圧を用いてサックやダイヤフラムを押し血液を駆出する。
3.気化したガスは小型のコンプレッサ-により吸引圧縮され、冷却液化される。この際、陰圧がポンプにかかり血液を吸引する。
この閉鎖サイクルの繰り返しにより血液ポンプが駆動される。この装置においては、液体ガスが完全に気化するまで一定の陽圧が得られるため、小さな閉鎖回路で無限大の陽圧源チャンバ-をもつ空気圧型駆動装置と同等になる。
本年度は液化ガスによる駆動原理の基本的特性に関する解析を行った。
1.駆動原理の基本的特性を検討するため、本原理に基づいた駆動装置のプロトタイプを設計、製作した。
2.製作した駆動装置を模擬循環回路に接続し、生体における種々の循環状態に相当する条件を設定し、駆動装置の動作状態を計測した。
3.模擬循環回路での計測デ-タに基づいて、安定に駆動を行なう制御系を開発した。
4.現在、動物実験に備え、耐久試験を模擬循環回路で行っている。引続き左心バイパスヤギで慢性実験を行なう予定である。

Research Products

• [Publications] 阿部 裕輔: "液化ガスによる人工心臓の駆動" 人工臓器. 19. 3-6 (1990)
• [Publications] 鎮西 恒雄: "人工心臓制御のための自然心臓動物および人工心臓動物における循環モデルの検討" 人工臓器. 19. 45-48 (1990)
• [Publications] 阿部 裕輔: "液化ガスを用いた人工心臓駆動装置の開発" マグネティックスリニアドライブ合同研究会資料. 59-63 (1991)
• [Publications] 阿部 裕輔: "上下分離人工心臓循環における心拍数比例制御下の循環動態に関する研究" 人工臓器. 20. (1991)