狭窄のある血管モデルにおける流動血液の電気インピーダンス

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11780622
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 中村 隆夫 岡山大学, 医学部, 助教授 (00249856)
• Keywords: 電気インピーダンス / 流動血液 / 等価回路 / 血管モデル / 狭窄 / 定常流 / 乱流

Research Abstract

1.血液の電気インピーダンスの等価回路の検討
血液の電気インピーダンスの等価回路を、血漿の抵抗Rp、血球の内部抵抗Ri、および血球の細胞膜容量Cmの3パラメータを用いて表現した。本研究においては測定周波数10kHzの等価直列抵抗を血液のインピーダンスと定義した。
2.血管モデルの作成
血管モデルは、アクリル製で内径が2mm、長さが50mmの円筒形であり、この管の中を血液が流れるように構成されている。1カ所に血液の通過部位の断面積が小さくなるように、流れ方向の長さが1mmの狭窄部分を取り付けた。これをはさんで両側に電流電極および電流電極間に9個の電位電極を取り付けた。これにより、狭窄部直前の1部位、狭窄部位および狭窄後の6部位の計8カ所における電気インピーダンスの測定が可能となった。電極は銀・塩化銀性の針電極である。
3.測定方法
内径2mmの血管モデルの断面積に対して、血液の通過可能な断面積が7%、50%、75%となるような狭窄部を取り付けた。流速を0.5〜16ml/minまでの定常流における各部位のインピーダンスを測定した。
4.測定結果
生理食塩水および血球を含まない血漿で実験を行ったところ、狭窄部からの距離の違いまたは流速変化があっても、各部位のインピーダンスの変化率は0.3%以下であり、変動は認められなかった。血液の場合は、流速が大きくなると、各部位のインピーダンスはいずれも単調に減少した。流速16ml/minで、狭窄直前の部位および狭窄部位から最も離れている部位においてはインピーダンス変化率は4%で最も小さく、狭窄部や狭窄部直後においてはそれは8%と最も大きかった。