| 研究課題/領域番号 |
16K10954
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
重見 研司 福井大学, 学術研究院医学系部門, 教授 (00206088)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 左心室大動脈結合状態 / 心前負荷 / 観血的動脈圧波形 / 左心室拡張末期容量 / 一回拍出量変動 / 脈圧変動 |
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| 研究実績の概要 |
全身麻酔や集中治療において心拍出量（CO）の維持は、安定した循環動態を保つために重要である。COは、心前負荷と心後負荷、心収縮力、心拍数の4因子に依存しており、特に前負荷を維持することが麻酔科医や集中治療医の重要な役目である。この前負荷の指標として、中心静脈圧（CVP）や一回拍出量変動（SVV）、脈圧変動（PPV）などがあるが、それぞれ一長一短がある。左心室拡張末期容量（Ved）は左心室の前負荷を直接表すが、この測定には超音波診断装置を必要とした。本研究では、Vedを非侵襲的に連続的に定量的にモニタする装置を開発し、具体的な数値目標を定め、その有用性を実証する。合わせて、本方法を用いて、容量血管や血液量の調節機序を解明する。
現在、当初３年計画のうち、3年が経過し、Vedを求めるアルゴリズムが完成し、脈波測定装置（VS-1500、フクダ電子）を用いて成人にて計測した結果、本方法によって得られたVedの値は経胸壁超音波診断装置（Vivid-E9、GE）で計測した結果と相関が良いこと（r=0.85）が示された。一方、自作の測定装置を用いて得られたVedは、通常の生体情報モニタから心電図と観血動脈圧波形と、食道聴診器に小型マイクを接続して得られる心音図から、オンラインで連続的に求めることができるようになり、従来の指標であるSVVやPPVと逆相関の関係が認められた。しかし、最終的な目的である、臨床的にオンラインでVedを常時表示することや、容量血管や血液量の調節機序を解明するためのデータは得られていない。現在は、パソコンのメモリの処理が問題であり、稼働中にプログラムが停止する原因であると考えている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
血圧脈波検査装置によって測定された左心室等容量収縮時間、駆出時間、収縮末期動脈圧および拡張期動脈圧と、同時に経胸壁超音波診断装置を用いて測定された一回拍出量（SV）を用いてVedを算定し、これと超音波測定装置にて測定されたVedを比較した。その結果、相関係数が0.72と良好であった。
次に、手術室にて、通常の生体情報モニタから心電図と観血的動脈圧波形を、経食道聴診器に小型マイクを接続して心音をとらえ、脈波解析装置から出力されるSVを、それぞれＡ／Ｄ変換器を介してパソコンに取り込み、オンラインで一心拍毎にVedを算定し、SVVやPPVと比較した。通常のモニタを用い、患者への介入は行わない計画であったから、出血や昇圧薬の投与などのVedに与える影響を検討するため、長時間にわたるデータ観測を必要とした。しかし、パソコンのデータバッファの容量に不具合で観測が中断されることが頻発した。そこで、メモリを増設し、ノイズ除去のためにアイソレーショントランス（SM-800R、日本光電）を接続するなど改良を試みたが、それでも観測中断が改善されなかった。現在、観測中止があった場合、可及的速やかに担当麻酔医によって再起動させる方法にて対応しているが、根本的な改善は未達成である。データ入出力および処理の自作のプログラムをVisual Basicを用いているが、この言語がデータバッファの取り扱いに不具合があるとの情報を得て、観測中断後に自動的に再開するプログラムとするか、データバッファを定期的に削除するプログラムを組み込むか、CやLinuxなど他言語でプログラムを再作成するか検討中である。
当初、3年で完了する計画であった。データ採取方法や処理方法は確立され、その結果についての信頼度の検討も終わっているが、臨床に実装する段階で対処に苦慮している。
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| 今後の研究の推進方策 |
最大の課題は、Vedの計測中にパソコンが止まるのに対処することである。方策として、Visual Basicで作成しているプログラムを他言語で書き換えること、止まらないようにメモリバッファを定期的に消去するプログラムを組み込むこと、止まったときに自動的に再起動するプログラムを作成すること、止まったときに麻酔担当者が手動で再起動すること、などが考えられ、可能なものから実行している。
次に障害となっているのは、通常のバイタルサインは3秒毎に保存されるが、算定されたVedは一心拍毎に保存されるため、それらの統合に時間を要し、大量の情報を処理することが困難な状況である。その解決方法として、算定されたVedをRS232Cを介して電子麻酔記録器に入力し、バイタルサインと一緒に記録・保存することを実行している。しかし、そのためには、中継器が必要となり、当初の予算計画に申請していなかったので別途予算確保を要する。
しかし、以上の課題が克服できれば、全症例に渡って随時Vedが計測できる体制が整う。その有用性については、パイロットデータによって一端が示され、Vedのみに限らず、さらに心収縮力や後負荷についても同時に測定され、既に従来からモニタされている心拍数とあわせて、動脈血圧を規定している4要素全ての解析が可能となることが示されている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
測定器具の開発に想定外の障害が生じ、その対策として当初の計画にない器具を購入する必要が生じた。しかし、その器具の予算が確保できておらず、残余の予算を当初の計画どおり執行すべきか、新たに生じた必要経費に使用するべきか検討中である。
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