| 研究課題/領域番号 |
22K18245
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分90150:医療福祉工学関連
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
土居 二人 東海大学, 文理融合学部, 特任講師 (90780346)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2025年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 慢性閉塞性肺疾患 / 在宅人工呼吸器療法 / 在宅酸素濃縮装置 / 酸素供給 / 液体酸素 / 吸入気酸素分画 / 酸素療法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
慢性閉塞性肺疾患（COPD）に対する在宅人工呼吸療法（HMV）または酸素濃縮器の導入によって、患者の予後改善や入院期間の短縮といった効果が得られている。にもかかわらずCOPDによる死亡者は世界的に増加の一途を辿っており、在宅でのCOPD治療には改善の余地が存在すると考えられる。本研究では、HMVと併用が可能で、リークや換気量による影響を受けずにFiO2を維持できる酸素供給方法を開発することを目的とする。現状、HMVと併用できる酸素供給システムは確立されていない。このシステムを確立することにより、重症COPD患者の生存率向上や生活の質（QOL）を劇的に改善することが期待される。
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| 研究実績の概要 |
本研究は、慢性閉塞性肺疾患（COPD）に対する、在宅人工呼吸療法（HMV）と在宅酸素濃縮器装置（HOT）の導入を行う上で、HMVと併用が可能で、リークや換気量に影響を受けずに吸入気酸素分画（FiO2）を維持できる酸素供給方法を開発することを目的とする。
COPDによる死亡者は世界的に増加の一途を辿っており、在宅でのCOPD治療には改善の余地が存在すると考えられます。
初年度は主にリークに伴うFiO2の計測を中心に行いました。また、在宅人工呼吸器に酸素濃縮器が搭載された新型の人工呼吸器も臨床で導入され、研究の基礎データ収集のためFiO2の計測を行いました。次年度以降は液体酸素を用いてリークとFiO2に関する実験を進め、計測対象とする在宅人工呼吸器の機種も4種類増やす予定です。
2022年度の実験で在宅人工呼吸器の機種によってリークに伴うFiO2にバラツキが見られることが明らかとなりました。新規酸素濃縮装置を開発するには、正確で多くのFiO2値データ解析を基にしていく必要です。現在、HMVで主流として使用されている4機種の確保も行えたので、液体酸素と併用して実際のFiO2計測の追加実験を行っていきます。従来のHOTと比べ液体酸素療法との併用がFiO2にどれくらいの影響を与えるのかを検証しながら、臨床に導入できる新規酸素濃縮装置の供給開発方法について検討していきたいところです。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
初年度は主にリークに伴うFiO2の計測と液体酸素を用いたFiO2供給方法の検討です。この一年間で行ったHMVとHOTを併用した実験データは4000以上に上り、新規酸素濃縮装置を開発するための十分な基礎データ収集が行えています。１回換気量100mLから500ｍLの範囲を測定対象とすることで換気量の少ない患者から成人患者まで検討することが可能となっています。FiO2もHMVの機種や換気量、リーク量によって低下の影響を受けていることが明らかとなりました。
リーク量については、5L/min～10L/mimで計測を実施いたしましたが、院内での高流量の酸素療法では30L/minの酸素をHMVに併用することが可能です。在宅と院内での酸素療法には明らかな酸素供給量の違いがあり、リーク量に応じてFiO2が変化することが想定されます。HMVとHOTの併用においてウィークポイントとなるリーク量への対応が可能となる新規酸素濃縮装置開発に向けて更なるデータの取得と実験を検討していきたいところです。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度以降は従来のHOTで使用されている医療機器ではなく、液体酸素を用いたFiO2の変化について実験とデータ収集を行います。吸着型の酸素濃縮器に対し液体酸素では、リークや換気量に対して安定した酸素供給を行うことが可能なのかを検討します。同時に、液体酸素を用いた酸素濃縮器が従来のHMVにマイナスとなる影響を与える事象などはないのかを臨床導入を視野に検討を進めます。
Philips社製のトリロジー100、IMI社製のレジェンドエア、AG社製のHAMILTON-C1、最新機種のVentec Life Systems社製のオールインワンVOCSNなど昨今、在宅人工呼吸器の種類は増加しているがHOTとの併用が引き起こすFiO2低下の課題についてはいまだ改善が行われていません。
一年間で収集したデータと今年度実施するデータの比較と検証を行い、臨床現場に適した液体酸素濃縮装置の開発と創出を目指します。
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