体内埋込型補助人工心臓としての磁気浮上型遠心ポンプの臨床応用への課題と解決策

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12557112
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 西村 和修 京都大学, 医学研究科, 助教授 (70252450)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 斉藤 能彦 京都大学, 医学研究科・循環器内科学, 助教授 (30250260) ; 赤松 映明 摂南大学, 工学部, 教授 (40025896) ; 米田 正始 京都大学, 医学研究科, 教授 (20303810) ; 野尻 知里 テルモ株式会社, 研究開発センター, 主任研究員
• Keywords: 磁気浮上型遠心ポンプ / 心不全 / 拍動流 / 左室脱血 / 自動制御法

Research Abstract

1)磁気浮上型遠心ポンプの拍動型モードの開発と自己心に対する影響
<方法>ヒツジ2頭に左房、左室に脱血管、下行大動脈に送血管挿入して左心バイパスを作成、脱血管は交互に遮断した。自己心はβブロッカー投与により不全心とした。基準回転数から±500rpm増減させることにより拍動を発生させ,さらに心電図QRSからのdelayによりdelay0のco-pulsation(CoP),delay 300msecのcounter-pulsation(CtP)とした。左室にコンダクタンスカテーテルを挿入しP-V loopを得た。<結果>左房脱血で拍動を加えるとnon-pulsationに比べ、CoP時に左室収縮末期圧が上昇し、CtPでは下降した。external work(EW)は3者間で差異はなかった。左室脱血ではCoPで左室拡張末期容量の増大、Ctpでは左室収縮末期圧の上昇を認めた。EWはCoP modeで他より大きかった。<結論>左房脱血では左室のwall tensionを増加させないCoPが有利。左室脱血ではCoPの方がやはり左室wall tensionを増加させないが、EWが逆に増大しているのでどちらが良いかは結論は出ない。
2)遠心ポンプ自動制御法
<方法>ポンプの圧流量曲線を自由に設定でできる制御法を考案した。ある変曲点(流量,および圧)を設定し,その流量より少ない流量で運転する場合を病的モード,多い流量で運転する時を健康モードと仮称し,それどれの圧流量曲線を変化させた。モック回路および生体(ヒツジ)において,この制御法が理論通り作動するかどうか検討した。<結果>生体の前負荷,後負荷の変動に合わせ,ポンプの回転数,電流は自動的に推移した。本モードが設計通り作動することを確認した。健康モードでの圧流量制御では生体のニーズにあった運転方法に課題が残る。

Research Products

• [Publications] Kono S.,Nishimura,K.: "Hemodynamics on Abrupt Stoppage of Centrifugal Pumps-during Left Ventricular Assist"ASAIO JOURNAL. 46. 600-603 (2000)
• [Publications] Kitamura T,Matsushima Y: "Physical Model-Based Indirect Measurements of Blood Pressure and Flow Using a Centrifugal Pump."Artif Organs. 24. 589-593 (2000)
• [Publications] Nishimura K,Kono S: "Development of Compact Ventricular Assist Device for Chronic Use."J Artif Organs. 3. 85-90 (2000)