2005 Fiscal Year Annual Research Report
高頻度振動換気法適用時の肺胞および肺胞管内マイクロスケール換気機構解析
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16360088
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
川橋 正昭 埼玉大学, 工学部, 教授 (70008853)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平原 裕行 埼玉大学, 工学部, 助教授 (20201733)
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| Keywords | 呼吸換気 / 細気管支 / 肺胞管 / マイクロチャンネル / 振動気流 / 高頻度振動換気(HFOV) / マイクロPIV |
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| Research Abstract |
呼吸換気の機構,特に気道から肺の末端組織における換気メカニズムにおける流れの作用について,終末肺気管支部のマイクロスケール振動流構造,気道部のストリーミングおよび乱流作用を伴う振動流構造など,呼吸換気作用における流体機能を解明すること,および早産児呼吸管理に多用されている人工呼吸法の一種である高頻度振動換気法適用時の呼吸換気機構が,正常時換気機構からどのように変化するかについて調べることなどを目的として,以下のような解析を行った.
(1)終末気管支および分岐肺胞管についての実寸法モデルの作成とモデル内振動流解析
終末気管支から肺胞管にいたる実寸法分岐管マイクロチャネルモデルを作成し,臨床用高頻度振動換気装置を用いてモデル内の呼吸換気振動流を実現し,マイクロスコープPIVシステムを用いてマイクロスケール振動流速場の定量的実験解析を行った.その結果,多分岐管モデルにおける分流・合流の時系列的計測により,その速度分布発達経過を明らかにした.
(2)末端組織のコンプライアンス差による呼吸細気管支分岐部流れの解析
高頻度振動換気法(HFOV)を適用するときに,末端組織におけるコンプライアンスや肺胞管狭窄などの影響による時定数の差違により生じるとされる振子気流(非同期流)の確認を行うための計測を行い,振子流の存在が定量的に確認された.
(3)その他
(a)肺胞モデル作成およびガス交換量計測における問題点を調べ,次年度計画に向けての具体的方法を検討した.
(b)数値解析モデルについて検討し,肺胞の計算幾何モデルおよび物質拡散モデルの検討,適用すべき境界条件の検討などを行った.
(c)高頻度振動換気による振動流の周波数増加により顕在化する,流速分布における非定常性について,水を用いた相似実験を試み,ガス交換への影響を検討した.
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