環境圧力の変化を受ける血漿中の気泡核分布と気泡塞栓に関する研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650199
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 辻野 智二 熊本大学, 教育学部, 教授 (80006197)
• Keywords: 流体工学 / 生体工学 / 気泡 / 気泡核 / ガス拡散 / 気泡塞栓 / 減圧症 / ヘリウムガス

Research Abstract

減圧症の予防法・治療方法を確立するためには、減圧症発症機序の物理的メカニズムを解明することが急務な課題となっている。常用される空気潜水の場合は、酸素と窒素の混合割合を固定するため、潜水深度が大きくなると窒素酔いや酸素中毒になる可能性が高くなる。そこで、潜水病発症を抑制する方法の一つとして、ヘリウム潜水が注目されている。しかしながら、潜水時にヘリウムガスを用いたときの安全性に関する流体力学的な言及はされていない。本年度の研究は、液中にヘリウムガスまたは酸素を加圧溶解させ、気泡核分布を明らかにすることにより、ヘリウム潜水の安全性について論究することを目的とする。気泡核計測には、前年度購入したコールターカウンターを用いた。なお、実験条件となる、ガスの加圧力は0.5〜4.1MPa、液温は285〜302Kである。得られた実験結果を要約すると次のようになる。
(1) ヘリウムまたは酸素を加圧溶解させた液中における気泡核数Nは、気泡核直径dが小さいほど増加する。
(2) 加圧力の増加によってヘリウム気泡核数は、d<10μmの範囲で約1オーダ増大する。減圧後24時間経過した気泡核数Nは、減圧直後と比べて約1/2〜1/10に減少する。
(3) 加圧力の増加によって酸素気泡核数Nは、数倍から約1オーダ増加する。減圧直後の核数Nは、減圧直後と比較して約1/2〜1/7に減少する。
(4) ガス過飽和液体中において気泡核数が最も少なくなる気体は、ヘリウムであり、次いで、空気、酸素、二酸化炭素の順になる。このことは、ヘリウム潜水の安全性を示唆するものと言える。

Research Products

• [Publications] 辻野智二・井上健次郎・城下総一郎: "ポリマー水溶液中における気泡上昇に関する研究" 熊本大学教育学部紀要・自然科学. 47. 73-80 (1998)
• [Publications] 辻野智二・三浦誠: "高気圧酸素治療条件下における血液中の窒素気泡の溶解" 熊本大学教育学部紀要・自然科学. 47. 81-86 (1998)
• [Publications] 辻野智二・三浦誠・平井和人: "左心補助用大動脈内留置型血液ポンプの試作に関する研究" 日本機械学会第10回バイオエンジニアリング講演論文集. 97-72. 195-196 (1998)
• [Publications] 辻野智二・三浦誠・平井和人・塚本光夫: "ガス過飽和液体中の気泡核分布に関する研究" 日本機械学会第76期全国大会講演論文集. 76・III. 59-60 (1998)