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

2001 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): 野尻 知里 テルモ株式会社, 研究開発センター, 主任研究員 ; 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)
• Keywords: 遠心ポンプ / 制御 / 不全心 / 左室脱血

Research Abstract

1)磁気浮上型遠心ポンプ自動制御法の考案
生体の必要流量に合わせた遠心ポンプの流量制御法を考案した。具体的にはポンプの圧流量曲線において、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,それぞ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。病的モードにおいては圧較差の上昇につれて電流、回転数が自動的に増加し、最低流量を確保する方向にポンプが作動した。しかしながら健康モードにおいては圧流量制御では生体の必要流量に見合ったポンプ流量の増加が得られなかった。そこで、健康モードにおける加速度センサー(ペースーメーカのセンサーを利用)を用いた流量制御を現在検討中である。
2)不全心回復の判定方法の検討
補助循環により病的心が回復する過程をポンプパラメータから推測する方法を検討した。心室脱血法を用いた左心補助では収縮期の左室圧上昇に伴って圧較差が減少し、同時にポンプ電流が減少する。この現象を利用すると左室収縮速度、左室内圧の変化が計測できる。回転数を変化させた時のそれぞれのパラメータを心不全動物モデル(ヒツジ)にて検証した。補助流量50%から75%において左室内圧上昇にやや遅れてポンプ流量が増加した。流量のピークは左室圧が下行し、大動脈弁閉鎖の時期にほぼ一致した。電流の変化と流量の変化には位相のずれがあり、心室内圧を反映するには補正式が必要であることが判明した。

Research Products

• [Publications] Nishimura K, Kono S, Nishina T, et al.: "Compact and Reliable Ventricular Assist Device for Bridge to Recovery or for Semi-permanent Use"Jpn J Thorac Carddiovasc Surg. 49. 646-651 (2001)