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心拍出量を増加させる閉ループ心周期人工呼吸の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18591992
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 救急医学
研究機関国立循環器病センター(研究所)

研究代表者

神谷 厚範  国立循環器病センター(研究所), 循環動態機能部, 室員 (30324370)

研究分担者 杉町 勝  国立循環器病センター研究所, 循環動態機能部, 部長 (40250261)
川田 徹  国立循環器病センター研究所, 循環動態機能部, 室長 (30243752)
上村 和紀  国立循環器病センター研究所, 循環動態機能部, 室員 (10344350)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,890千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 390千円)
2007年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2006年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード集中治療医学 / 人工呼吸 / 循環 / 心拍出量 / 自動治療 / 医用生体工学
研究概要

開ループ型心周期人工呼吸を試作開発し、さらにこれを基に、心拍出量を増加させる閉ループ型心周期人工呼吸を設計した。パソコンから人工呼吸器を外部制御して、気道内圧を自在に調節する圧制御系を設計製作した。この圧調節によって、呼吸数固定で、分時換気量を制御して換気パラメタ(動脈血酸素・二酸化炭素分圧、pH、肺コンプライアンスなど)を適切に維持しながら、心収縮期には陽圧負荷して胸腔内圧増加させて後負荷低下させ、心拡張期には陽圧解除し胸腔内圧低下させて前負荷増加させ、心拍出量を増加させるような仕様とした。この際、肺損傷を防ぐため、陽圧には15mmHg程度の上限値を設けた。次に、この装置システム、麻酔下イヌを対象に試す動物実験を行った所、実際に換気を維持しながら、心臓ポンプ機能を有意に増加させ、末消血管抵抗を有意に低下させて、心拍出量を5-10%増加させることが出来た。さらにこの人工呼吸システムは、薬物治療による循環管理システムと融合した時に、呼吸によって心拍出量を増加できるため、循環を管理維持するのに必要な強心薬量を低減できることを、動物実験で観察した。人工陽圧換気、特に呼気終末陽圧換気(PEEP)は、心拍出量を大きく低下させるため、循環器疾患を原疾患とする患者や、循環予備力の足りない高齢者に循環不全を招く危険が大きいが、現在の集中治療医学では、人工呼吸が循環動態に及ぼす影響には、十分な注意を払われていないのが、現状である。本研究で開発した閉ループ型心周期人工呼吸は、医工学融合によって産み出された、循環管理にも役立つ新しい人工呼吸管理であり、将来、集中治療医学の呼吸循環管理に役立つように期待される。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Muscarinic potassium channels augment dynamic and static heart rate responses to vagal stimulation.2007

    • 著者名/発表者名
      Mizuno M, Kamiya A, Kawada T, Miyamoto T, Shimizu S, Sugimachi M.
    • 雑誌名

      Am J Physiol Heart Circ Physiol 293

      ページ: 1564-1570

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Muscarinic potassium channels augment dynamic and static heart rate responses to vagal stimulation2007

    • 著者名/発表者名
      Mizuno M, Kamiya A, Kawada T, Miyamoto T, Shimizu S, Sugimachi M.
    • 雑誌名

      Am J Physiol Heart Circ Physiol 293

      ページ: 1564-1570

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Baroreflex increases correlation and coherence of muscle sympathetic nerve activity (SNA) with renal and cardiac SNAs.2006

    • 著者名/発表者名
      Kamiya A, Kawada T, Mizuno M, Miyamoto T, Uemura K, Seki K, Shimizu S, Sugimachi M.
    • 雑誌名

      Journal of Physiological Science 56(5)

      ページ: 325-33

    • NAID

      10019380010

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 閉胸下臨床医学現場で、非代償性重症心不全の血行動態を管理する、自動薬物治療装置2007

    • 著者名/発表者名
      神谷厚範、上村和紀、水野正樹、清水秀二、砂川賢二、杉町 勝
    • 学会等名
      第46回日本生体工学会大会
    • 発表場所
      仙台
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] ヒト呼吸化学調節系の動特性の定量評価2007

    • 著者名/発表者名
      宮本忠吉、稲垣正司、高木 洋、川田 徹、宍戸稔聡、神谷厚範、杉町 勝
    • 学会等名
      第46回日本生体工学会大会
    • 発表場所
      仙台
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Automated drug delivery system to control hemodynamics of severe heart failure in closed-chest clinical setting2007

    • 著者名/発表者名
      Kamiya A, Uemura K, Mizuno M, Shimizu S, Sunagawa K, Sugimachi M.
    • 学会等名
      The 46th Annual Conference of Japanese Society for Medical and Biological Engineering
    • 発表場所
      Sendai
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Quantification of dynamic charactenstics of human respiratory control system2007

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto T, Inagaki M, Takagi H, Kawada T, Shishido T, Kamiya A, Sugimachi M.
    • 学会等名
      The 46th Annual Conference of Japanese Society for Medical and Biological Engineering
    • 発表場所
      Sendai
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 閉胸下臨床医学現で、非代償性重症心不全の血行動態を管理する、自動薬物治療装置2007

    • 著者名/発表者名
      神谷厚範、上村和紀、水野正樹、清水秀二、砂川賢二、杉町 勝
    • 学会等名
      第46回日本生体工学会大会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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