心移植を前程とした人工心臓の臨床使用に関する基礎的研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63570656
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 仁田 新一 東北大学, 抗酸菌病研究所, 助教授 (90101138)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関野 美仁 東北大学, 医学部附属病院, 助手 (30206635) ; 鈴木 康之 東北大学, 医学部, 助教授 (50004924) ; 毛利 平 東北大学, 医学部, 教授 (60108503)
• Keywords: 心移植 / 補助人工心臓 / 完全人工心臓 / ブリッジ使用 / 腎交感神経活動 / 人工心臓の自動制御システム

Research Abstract

1)心臓移植へのブリッジ使用に対する補助人工心臓(VAD)および完全人工心臓(TAH)システムの確立とその至適駆動を行なうためのシステムの自動化を目的としたコンピュ-タシステムの開発について研究した。開発したVADシステムは空気圧駆動サック型で送脱血カニュ-レとポンプ本体およびそれらを結合する人工弁内蔵コネクタ-より構成され、それらが各々独立したいわゆるパ-ツ化を実現した。このパ-ツ化は長時間使用時の部分的な交換を可能にした。人工弁は自作のボ-ル弁を用いて、VADシステムの完全国産化を実現した。このVADシステムを7頭の成山羊に応用し、全例予定した30日間を血栓形成なしで経過した。
2)VADおよびTAHシステムの至適駆動を目的とし、自動化を計るため、パ-ソナルコンピュ-タを用いた人工心臓駆動用ディジタル制御システムを試作した。このシステムはブリッジ使用中の種々の循環動態に自動的に対応するための適応制御機構、管理機能、解析機能を有する。またこれらの機能は互いに並列に動作刷るように設計してあるため、ソフトウェアへは多重割り込みが可能である。このシステムを用いた成山羊の急性実験により、末梢血管抵抗の変動(昇圧剤、降圧剤の投与による)とVAD駆動を自然心臓の拡張期および収縮期のどの位相にも駆動する方法(CP:counterpulsationおよびCOP:co-pulsation)により、薬剤を用いないで左心室に対する流出路抵抗を変化させた循環動態に対する安定した定値流量の自動制御を行った。その結果、大幅な各種循環動態の変化に対しても充分に数心拍で追従し得るシステムであると評価された。またこれらの循環動態の変動時に腎機能への直接的な支配に関与すると思われる腎交感神経活動を直接測定し、VADによる大動脈圧の上昇にはインパルス発生を抑制する方向に働くことが証明され、不全腎への対応の一つの指標になり得ることがわかった。

Research Products

• [Publications] 山家智之他: "左心補助人工心臓駆動下の腎交感神経活動についての実験的研究" 自律神経. 26. 373-379 (1989)
• [Publications] 吉澤誠他: "計測および解析機能を有する補助人工心臓適応制御システム" BME. 3. 32-40 (1989)
• [Publications] Shin-ich Nitta: "Proceedings of VIIth World Congress of the International Society for Artificial Organs" ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS.B.V.,