補助循環自動制御システムの研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08457353
• Research Institution: Tokyo Women's Medical College.
• Principal Investigator: 今井 康晴 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (30075246)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 別府 俊幸 東京女子医科大学, 医学部, 助手 (30181481) ; 瀬尾 和宏 東京女子医科大学, 医学部, 講師 (20167472) ; 星野 修一 東京女子医科大学, 医学部, 講師 (80120046)
• Keywords: 体外循環 / 補助循環 / 自動制御

Research Abstract

患者救命率の向上、補助循環時の事故防止、医療従事者の労力軽減を目的として、コンピュータによる監視、制御システムを開発している。試作システムはマイクロコンピュータ(NEC PC9801RX)、遠心ポンプ(テルモ、CAPIOX SP101)、電動チューブオクル-ダ(トノクラ、VOC3)、リザ-バ血液量センサから構成される。リザ-バは閉鎖型血液回路としても使用できるようにするためフレキシブルタイプを開発した。コンピュータは動脈圧、中心静脈圧、左房圧、リザ-バ血液量、電磁流量計出力をサンプリング周期50msで入力し、1秒周期で遠心ポンプ回転数、チューブオクル-ダ開閉度を制御する。コンピュータは送血流量を設定された範囲内に保つようポンプ回転数を制御し、左房圧または中心静脈圧を設定範囲に保つようチューブオクル-ダを制御する。また、リザ-バ血液量減少時はアラームを発生すると同時にポンプ流量を自動的に安全範囲まで減少させる。さらに動脈圧を設定範囲に維持しながら、灌流量を徐々に減少させウイニングモードを備えている。動物実験にて遠心ポンプ流量は設定値の5%以内に保たれ、中心静脈圧、左房圧は、左心バイパス、両心バイパスどちらでも設定値に安定に維持されることを確認した。これまでに2例の手術後の心不全患者への臨床使用を経験した。残念ながら患者救命には至らなかったが、補助循環中、装置は良好に動作し、左房圧制御機能は満足に動作した。コンピュータシステムは、操作者に常時要求されていた血圧、リザ-バ血液量の監視をバックアップし、補助循環の安全性向上、医療スタッフの労力軽減に貢献すると思われる。

Research Products

• [Publications] T, Beppu Y, Fukui Y, Imai: "A clcsed-loop controller for cardiepulymenary by pass using a preparetiond-intergral regulator with a set-point" J Comput Aidcd Surg. 1(3). 69-77 (1995)
• [Publications] 別府俊幸、今井康晴、他: "フレキシブルリサンバ用血液量センサの開発" 人工臓器. 25(4). 826-828 (1996)
• [Publications] T, Beppu K, Seo Y, Imai et.al.: "An automatic controller for a contrifugal blood pump" 21(7). 630-634 (1997)