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体外循環中の送血方法が病的大動脈壁に与える影響の臨床的検討

研究課題

研究課題/領域番号 16390388
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
研究機関弘前大学

研究代表者

福田 幾夫  弘前大学, 医学部, 教授 (50344594)

研究分担者 福井 康三  弘前大学, 医学部附属病院, 講師 (70199181)
皆川 正仁  弘前大学, 医学部, 講師 (50374830)
橋本 浩  弘前大学, 医学部附属病院, 講師 (00218421)
稲村 隆夫  弘前大学, 理工学部, 教授 (10143017)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2005年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2004年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
キーワード体外循環 / 心臓手術 / 脳塞栓 / 胸部大動脈瘤 / 弓部大動脈瘤 / 血流解析 / 噴流 / せん断応力
研究概要

1.モデル実験
正常および弓部大動脈瘤ガラス管モデルを用いて、送血カニューレからの血流をPIV法により解析し、カニューレ先端の形状と弓部大動脈壁および分枝に与える剪断速度・剪断応力を測定した。先端から血流がまっすぐ噴射するタイプのカニューレでは、カニューレ内で加速された噴流が直接弓部大動脈壁に衝突し、大きな剪断応力を与えること、血流分散型カニューレでは、弓部大動脈壁への剪断応力は減少するが、カニューレ先端の形状で剪断応力・剪断速度の分布が異なる。腋窩動脈からの送血では血流の噴出方向は上行大動脈に向かうが、腕頭動脈付近での剪断速度が速いことが判明した。これらのデータから、新しい先端形状のカニューレを開発した。
2.数値計算による大動脈弓内の血流解析
カニューレを挿入した大動脈弓内の流れについて三次元数値解析を行い,単純モデルでカニューレから噴出する液噴流の噴射方向が大動脈弓内の流れに及ぼす影響を調べた。計算の結果,液噴流が大動脈の中心軸に対して90°で噴出した場合,液噴流は上行大動脈の壁面に衝突した後,らせん状に回転しながら下流へ流れ,下行大動脈ではその流れの回転成分が弱まることが分かった。大動脈弓内の流れはカニューレから噴出する液噴流の噴射方向によって大きく異なることが明らかとなった。この基礎的データを応用し、弓部大動脈瘤モデルを3次元画像としてコンピュータ上に取り込み、このシミュレーションモデル内での血流の数値計算を行った。この結果、計算モデルによって大動脈内の血流が良く再現でき、流れの剥離を観察することができた。
3.臨床例での検討
体外循環を使用する成人心臓手術患者を対象として,3種類の送血管および腋窩動脈送血、大腿動脈よりの逆行性送血について、経食道エコーおよび大動脈に直接超音波探息子をあて弓部大動脈付近の血流を評価した。上行大動脈の流速解析では、カニューレにより血流パターンの分布、流速が異なることが明らかになった。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (25件)

  • [雑誌論文] Neutrophil elastase inhibitor, Sivelestat, attenuates acute lung injury after cardiopulmonary bypass in the rabbit endotoxemia model2007

    • 著者名/発表者名
      Wakayama F, Fukuda I, Suzuki Y, Krondo N
    • 雑誌名

      Ann Thorac Surg 83

      ページ: 153-16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Neutrophil elastase inhibitor, Sivelestat, attenuates acute lung injury, after cardiopulmonary bypass in the rabbit endotoxemia model.2007

    • 著者名/発表者名
      Wakayama F, Fukuda I, Suzuki Y, Kondo N.
    • 雑誌名

      Ann Thorac Surg 83

      ページ: 153-160

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Neutrophil elastase inhibitor, Sivelestat, attenuates acute lung in jury after cardiopulmonary bypass in the rabbit endotoxemia model2007

    • 著者名/発表者名
      Wakayama F, Fukuda I, Suzuki Y, Kondo N
    • 雑誌名

      Ann Thorac Surg 83

      ページ: 153-160

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Sivelestat sodium hydrate for lung injury and acute respiratory distress syndrome after cardiovascular surgery2006

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Y, Wakayama F, Kondo N, Tamo W, Taniguchi S, Daitoku K, Minakawa M, Fukui K, Fukuda I
    • 雑誌名

      Hirosaki Med J 57

      ページ: 79-86

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] カニューレ出口形状による大動脈弓内の血流への影響2006

    • 著者名/発表者名
      稲村隆夫, 柳岡英樹, 山崎純一, 福田幾夫, 皆川正仁, 福井康三
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集B 72

      ページ: 1249-1256

    • NAID

      110004750246

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Influences of cannula exit shape on blood flow in aortic arch.2006

    • 著者名/発表者名
      Inamura T, Yanaoka H, Yamazaki J, Fukuda I, Minakawa M, Fukui K.
    • 雑誌名

      Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Series B ( in Japanese) 717

      ページ: 141-148

    • NAID

      110004750246

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of Sivelestat sodium hydrate for lung injury and acute respiratory distress syndrome after cardiovascular surgery.2006

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Y, Wakayama F, Kondo N, Tamo W, Taniguchi S, Daitoku K, Minakawa M, Fukui K, Fukuda I.
    • 雑誌名

      Hirosaki Med J 57

      ページ: 79-86

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Platelet preservation with a glycoprotein IIb/IIIa inhibitor in a porcine cardiopulmonary bypass model2005

    • 著者名/発表者名
      Kondo N, Suzuki Y, Wakayama F, Tmai Y, Ji K, Fukui K, Fukuda I
    • 雑誌名

      Ann Thorac Surg 80

      ページ: 251-258

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] PIV法による大動脈弓内の血流の可視化(カニューレを挿入した場合)2005

    • 著者名/発表者名
      稲村隆夫, 柳岡英樹, 山崎純一, 福田幾夫, 皆川正仁, 福井康三
    • 雑誌名

      日本機会学会論文集B 71

      ページ: 2385-2392

    • NAID

      110005051681

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Rescue Surgical Embolectomy for Fatal Pulmonary Embolism in Patient With Intracranial Hemorrhage2005

    • 著者名/発表者名
      Fukuda I, Fukui K, Minakawa M, Koyama M, Ichinoseki I, Suzuki Y
    • 雑誌名

      Ann Thorac Surg 81

      ページ: 735-737

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Visualization of blood flow in aortic arch by using PIV method (In case of cannula insertion).2005

    • 著者名/発表者名
      Inamura T, Yanaoka H, Yamazaki J, Fukuda I, Minakawa M, Fukui K.
    • 雑誌名

      Transactions of Japan Society of Mechanical Engineers, Series B (in Japanese) 710

      ページ: 2385-2392

    • NAID

      110005051681

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Platelet preservation with a glycoprotein IIb/IIIa inhibitor in a porcine cardiopulmonary bypass model.2005

    • 著者名/発表者名
      Kondo N, Suzuki Y, Wakayama F, Tamai Y, Ji K, Fukui K, Fukuda I.
    • 雑誌名

      Ann Thorac Surg. 80

      ページ: 251-258

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Rescue Surgical Embolectomy for Fatal Pulmonary Embolism in Patient With Intracranial Hemorrhage.2005

    • 著者名/発表者名
      Fukuda I, Fukui K, Minakawa M, Koyama M, Ichinoseki I, Suzuki Y.
    • 雑誌名

      Ann Thorac Surg 81

      ページ: 735-737

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hydorodynamics of aortic cannulae during extracorporeal circulation : an evaluation of flow pattern and shear stress in an in-vitro model2005

    • 著者名/発表者名
      Minakawa M, Fukuda I, Yamazaki J, Igarashi T, Funakoshi N, Fukui K, Yanaoka H, Inamura T
    • 雑誌名

      International Federation for Artificial Organs and European Society for Artificial Organs XXXII Congress (Abstract) 17

      ページ: 177-177

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 体外循環中の胸部大動脈内における血流の評価2005

    • 著者名/発表者名
      皆川正仁, 福田幾夫, 橋本浩, 畠山正治, 田茂和歌子, 谷口哲, 大徳和之, 鈴木保之, 福井康三
    • 雑誌名

      The Japanese Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery 50, suppl II

      ページ: 470-470

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 弓部大動脈瘤モデルにおける体外循環中の血流の可視化2005

    • 著者名/発表者名
      皆川正仁, 福田幾夫, 五十嵐隆雄, 柳岡英樹, 稲村隆夫, 福井康三
    • 雑誌名

      第13回日本大動脈外科研究会抄録集 13

      ページ: 5-5

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 弓部大動脈瘤術後の早期抜管を目指した手術2005

    • 著者名/発表者名
      福田幾夫, 福井康三, 皆川正仁他
    • 雑誌名

      日本心臓血管外科学会雑誌 34.suppl

      ページ: 183-183

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Early detection and reperfusion for cerebral thromboembolism after cardiovascular2004

    • 著者名/発表者名
      (1) Fukuda I, Wada M.
    • 雑誌名

      Hirosaki Medical Journal 56

      ページ: 21-28

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The state of platelets preserved in extracorporeal circulation with a glycoprotein IIb/IIIa inhibitor2004

    • 著者名/発表者名
      Kondo N, Wakayama F, Suzuki Y, Fukui K, Takaya S, Fukuda I
    • 雑誌名

      Thromb Res 113

      ページ: 303-310

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Early detection and reperfusion for cerebral thromboembolism after cardiovascular surgery.2004

    • 著者名/発表者名
      Fukuda I, Wada M.
    • 雑誌名

      Hirosaki Medical Journal 56

      ページ: 21-28

    • NAID

      110004772528

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The state of platelets preserved in extracorporeal circulation with a glycoprotein IIb/IIIa inhibitor.2004

    • 著者名/発表者名
      Kondo N, Wakayama F, Suzuki Y, Fukui K, Takaya S, Fukuda I.
    • 雑誌名

      Thromb Res 113

      ページ: 303-310

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] カニューレを挿入した大動脈弓内の血流の数値シミュレーション2004

    • 著者名/発表者名
      稲村隆夫, 福田幾夫, 皆川正仁, 福井康三他
    • 雑誌名

      第38回日本ME学会東北支部大会講演論文集

      ページ: 27-27

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] EARLY DETECTION AND REPERFUSION FOR CEREBRAL THROMBOEMBOLISM AFTER CARDIOVASCULAR SURGERY2004

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Fukuda, Mitsuyoshi Wada
    • 雑誌名

      Hirosaki Medical Journal 56

      ページ: 21-28

    • NAID

      110004772528

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 胸部大動脈内の血流の可視化に関する実験的検討:送血部位と送血管の違いによる血流の特徴2004

    • 著者名/発表者名
      皆川正仁, 福田幾夫, 福井康三他
    • 雑誌名

      日本大動脈外科研究会抄録集

      ページ: 1-1

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Visualization of blood flow in aortci arch by using PIV method2004

    • 著者名/発表者名
      Inamura T, Fukuda I, Minakawa M, Fukui K et al.
    • 雑誌名

      12^<th> International Symposium on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics (CD)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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