2007 Fiscal Year Annual Research Report
異なるコンプライアンス端を有する分岐管内振動気流解析
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19560158
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
川橋 正昭 Saitama University, 理工学研究科, 教授 (70008853)
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| Keywords | 呼吸流 / 人工呼吸 / HFOV / 振り子流 / マイクロPIV |
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| Research Abstract |
通常呼吸の数十倍の換気周波数によって人工的に換気する方法である高頻度振動換気法(HFOV)については,その有効性が改めて注目されている。HFOV適用時におけるガス輸送およびガス交換のメカニズムは,通常呼吸時のそれらとは異なるメカニズムが主要な要素となる。特に振り子流(Pendelluft)と呼ばれる特異な流動状態が,ガス輸送およびガス交換に大きく影響していると考えられている。本研究では,実際の人肺における気道末梢部である呼吸細気管支における振り子流の存在を実験的に明らかにすることを目的として,実際のスケールに合わせたマイクロチャンネルモデル内の呼吸換気流構造のマイクロPIV計測を行った。
振り子流は,肺気道における各分岐の,呼吸圧変動に対して持つ時定数が異なることによって発生すると考えられている。通常呼吸時は,換気周波数が十分低く,時定数の影響は通常現れないが,換気周波数の増加とともに時定数の影響が顕著となる。各分岐が示す時定数は,分岐の終端側の組織が持つコンプライアンスと気道抵抗によって決まる。実験では,各分岐端に微小容積変化を生じる気室を接続し,その容積を変化させることにより,コンプライアンスを変化させた。異なるコンプライアンスの組み合わせで終端された第18〜20世代の多分岐呼吸細気管支モデルをHFOVドライバーに接続し,生じる高頻度換気振動流について,マイクロPIV計測システムを用いて,フェイズロック時系列流速分布計測を行った。得られた結果より,各分岐端のコンプライアンスの組み合わせに応じた,複合的な振り子流の存在を明らかにすることができた。
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