Development of a new non-invasive pulmonary oxygen diffusing capacity measurement device under resting breathing

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K08557
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53030:Respiratory medicine-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Ogawa Hiromasa 東北大学, 事業支援機構, 教授 (90361162)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 黒澤 一 東北大学, 事業支援機構, 教授 (60333788) ; 色川 俊也 東北大学, 事業支援機構, 教授 (70375179)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 肺拡散能 / 呼吸機能 / 肺生理

Outline of Final Research Achievements

In this study, we established a method for measuring lung oxygen diffusing capacity under resting breathing, which had been difficult to measure, and developed a device for measuring pulmonary oxygen diffusing capacity during quiet breathing. For the measurement of pulmonary oxygen diffusing capacity, a method was constructed to calculate the change in oxygen uptake during a single inspiration under multi-stage oxygen concentration loading. In order to control the inspiratory gas, we incorporated a demand valve into the inspiratory circuit and developed a device that can measure exhaled gas volume, exhaled O2, and exhaled CO2 in real time. The base gas is room air or 30% O2 gas, and the load gas is 40% O2, 60% O2, and 80% O2 gas. The measurement specification was to inhale the load gas once when the breathing during inhalation of the base gas stabilized.

Free Research Field

呼吸器

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

酸素O2の肺拡散能は、ガス交換能を評価する指標であるが、測定が困難なため、一酸化炭素COを指標とした肺CO拡散能を代替指標として用いてきた。しかし、CO拡散能はO2拡散能を示していないこと、COはO2運搬に影響をあたえること、現在測定方法として一般的に行われている１回呼吸法は被検者の協力が必要であること、低肺機能では正しく測定できないこと、など問題が指摘されていた。本研究機器の開発により、被検者の協力を必要とせずに、O2拡散能を実臨床で評価することが可能となり、COを使用しないことから、呼吸器状態の悪い患者にも測定が可能となり、急性期の病態評価・治療にも役立つものと考えている。