胸腔内からの脊髄冷却法の開発

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22791306
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 高橋 悟朗 東北大学, 大学院・医学系研究科, 非常勤講師 (50526449)
• キーワード: 脊髄冷却 / 対麻痺予防 / 胸腔内冷却 / ペルチェ素子

研究概要

・胸腔内冷却法の検討・開発
手術中の術野内に露出される胸腔表面というごく限られたスペースで、生体表面から効率的・持続的に、かつ手術操作の妨げとならないような冷却法を検討した。凹凸があり、かつ熱伝導率が一様でない胸腔表面へ密着させ得る素材であり、かつスペースを取らないマテリアルの選択を東北大学流体科学研究所の太田研究室及び小宮研究室と検討し、非平衡状態の維持を可能とするペルチェ素子に注目した。現在これを使用した冷却装置開発の検討をすすめている。
・生体における脊髄冷却効果の予備実験と数値:シミュレーション
被検体は生体であり、その構成成分は多様であり、それぞれに熱伝導率が異なる。それらの異なる熱伝導率や各構成成分のスケール(大きさ)を考慮した数値シミュレーションが必要となり、その為のプログラミングを行った。皮下組織(脂肪)、筋肉、椎体皮質骨、椎体海綿骨、脊髄などの各成分のスケールをCT scanなどの画像データから計測し、それぞれの成分の熱伝導率の文献値を入力して仮プログラミングは終了した。さらに実際の手術症例における背側生体表面、血液、胸腔内表面温度の点計測をすでに行っており、そのデータを反映させることで、個々の症例における熱伝導率を導き、計算コードの確立を目指している。また、胸腔内冷却、背側生体面からとの同時冷却などいくつかの冷却法において生体表面から深部方向への温度分布シミュレーションを行い、最も効率的な冷却法を検討しているところである。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

脊髄冷卸効果の数値シミュレーションプログラムの確立にやや時間を要しているため。

今後の研究の推進方策

温度分布シミュレーションプログラムの確立、冷却装置の開発を進め、臨床効果及び安全性の評価を行っている方針である。