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全心機能置換型ターボ式人工心臓における制御と生理に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 09470282
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 胸部外科学
研究機関宮崎医科大学

研究代表者

荒木 賢二 (荒木 賢治)  宮崎医科大学, 医学部, 講師 (70274777)

研究分担者 中村 都英  宮崎医科大学, 医学部, 講師 (10207871)
中嶋 誠司  宮崎医科大学, 医学部, 助手 (80274794)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
12,300千円 (直接経費: 12,300千円)
1999年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
1998年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
1997年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
キーワード人工心臓 / 補助循環 / 左心補助 / ターボポンプ / 制御 / 定常流 / 非拍動流 / 斜流ポンプ / シミュレーション / 模擬循環回路 / 溶血
研究概要

[ターボ型人工心臓制御in-vitroシミュレーション]
定常流ポンプに於いてモーター消費電流から電流振幅指数(ICA)を算出することで完全補助開始点〈t点)およひ吸い付き開始点(s点)の2点の同定が出来ることを報告した.またt点とs点の間に回転数を雑持することで,逆流あるいは吸い付きを起こさず安全に完全補助が行える事を報告してきた.本実験では左心機能を模したサック式拍動型ポンプ・3つのリザーバ・当教室にて開発した斜流ポンプを用いたLVADから成る閉鎖式模擬回路を用いた.心筋収縮力・前負荷・後負荷を変化させてICA特性およびt点およびs点でのICA値・ポンプ流量の変化を見た.その結果,何れの条件下でもt点とs点でのICA値は0.2を挟む形となり,各群とも回転数は異なるものの流量はほぼ一定であった.これらの結果を基にICA0.18を目標値として自動制御プログラムを作製・作動させたところ,後負荷・収縮力の急激な変更を行っても,それに伴って変動したICA値は1分以内に目標値へと収束し,それに追従する形で流量はほぼ一定に維持できた.
[プタを用いた両心補助急性動物実験]
5頭の幼ブタを用いて左開胸下に定常流BVADを装着,上行大動脈基部の30分間完全遮断で虚血を作成し,クランプ解除後に6時間以上の再灌流を行い観察した.LVADの目標流量およびICA値を設定することで右心補助装量(RVAD)の目標回転数が決定され,心機能に見合ったRVAD流量の設定が可能となった.
[山羊を用いた左心補助慢性動物実験]
成山羊9頭を用い,斜流式人工心臓による経左房左室脱血-大動脈送血での左心バイパスを行った.術後2日目(完全麻酔覚醒下)にモータ電流から電流振幅指数(ICA)を求め,犬,ブタの急性実験と同様にICAより補助状態が部分-完全補助の移行点(t点)と吸い付きが著明になる点(s点)を良好に同定できた.さらに,ICA値が一定となるように,自動制御を行い,ヤギの状態に関わらずSV02は60%以上を保ち,吸い付きや逆流のない回転数制御を行えることを確認した.

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (10件)

  • [文献書誌] 遠藤穣治、荒木賢二、他: "定常流ポンプを用いた両心補助制御の検討―左心補助装置駆動モーターの消費電流振幅を用いた右心補助装置流量制御―"人工臓器. 29(1). 51-56 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Araki K, Oshikawa M, Onitsuka T, Nakamura K, Anai H and Yoshihara H.: "Detection of total assist and sucking points based on the pulsatility of a continuous flow artificial heart, In Vitro evaluation"ASAIO Journal. 44(5). M708-M711 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Oshikawa M, Araki K, Onitsuka T, Nakamura K, Anai H and Yoshihara H: "Detection of total assist and sucking points based on the pulsatility of a continuous flow artificial heart, In Vitro evaluation, Detection of total assist and sucking points based on the pulsatility of a continuous flow artificial heart, In Vivo evaluation"ASAIO Journal. 44. M704-M707 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Oshikawa M, Araki K, Endo G, Onitsuka T, Yoshihara H and Anai H.: "Pulsatility-based control for rotary blood pumps evaluated in dogs, pigs and goats"Artif Organs. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Endo G, Araki K, Oshikawa M, Kojima K, Saitoh T, Nakamura K and Onitsuka T.: "Control strategy for biventricular assistance with mixed-flow pump"Artif Organs. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 遠藤穣治、荒木賢二、他: "定常流ポンプを両いた両心補助制御の検討ー左心補助装置駆動モーターの消費電流振幅を用いた右心補助装置流量制御"人工臓器. 29・1. 51-56 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kenji Araki: "Detection of total assist and sucking points based on pulsatility of a continuous flow artificial heart -in vitro evaluation-" ASAIO Journal. 44(5). M708-M711 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Mitsuo Oshikawa: "Detection of total assist and sucking points based on pulsatility of a continuous flow artificial heart -in vivo evaluation-" ASAIO Journal. 44(5). M704-M707 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 荒木賢二: "定常流人工心臓補助状態推定のための特徴点の同定と意義-模擬回路による検討-" 人工臓器. 28(発表予定). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 押川 満雄: "定常流人工心臓制御に関する急性動物実験による検討" 人工臓器. 28(発表予定). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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