| 研究概要 |
本年度研究計画・方法にしたがって,高頻度振動換気システムの設計,予備実験および数値解析モデルの構築を行った.
高頻度振動換気システムについては,その設計基準に用いる基本パラメータである気道陽圧と呼吸換気量および換気振動数のそれぞれの設定範囲について,現在新生児呼吸管理医療において実施されている臨床例および動物実験例等を医療機関との連携により収集し,それらのデータに基づいてシステム全体のダイナミックレンジを定めて高頻度振動換気装置を設計し,製作した.また,製作されたシステムの動作特性について調べた.
本研究の目的である換気機構解析についての予備実験としては,当初目標である終末気管支から肺胞管にいたる分岐細気管支内における振動気流特性を実験的に明らかにするために,気管支の第17分岐部相当のマイクロチャネルモデルを作成し,前述の高頻度振動換気システムを用いて呼吸換気振動流を実現し,流速分布計測を行った.流速計測には,マイクロスコープ観測システムに既存の画像応用流速測定システムを組み合わせた定量的可視化実験解析システムを用いて,マイクロスケール振動流速場の位相平均流速分布計測を行い,各位相での速度分布の特性から換気メカニズムの要因につながる現象についての定量的実験解析を行った.
また,肺胞管から終末気管支までの管内換気気流についての数値解析モデルの構築を検討し,第一段階として分岐マイクロチャンネル内振動気流の数値解析モデルを作成して,高頻度振動換気法におけるパラメータの代表的な値を設定したときの数値解析を試みた.得られた結果は,予備実験による結果とよい一致を示している.
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