2017 Fiscal Year Research-status Report

Development of noninvasive transthoracic central venous oximetry for whole body oxygen consumption measurement

Research Project

Project/Area Number	17K01407
Research Institution	Kanazawa University
Principal Investigator	野川雅道金沢大学, 機械工学系, 助教 (40292445)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	五十嵐朗藍野大学, 公私立大学の部局等, 教授 (10570632) 田中志信金沢大学, 機械工学系, 教授 (40242218)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	酸素消費量計測 / 静脈血中酸素飽和度 / 動脈血中酸素飽和度 / 光電容積信号
Outline of Annual Research Achievements	経胸壁的体心部静脈血酸素飽和度計測による非侵襲全身酸素代謝計測システムの開発にあたり，最も重要となる要素技術は静脈血中酸素飽和度計測手法の確立である．動脈血中酸素飽和度計測には動脈血の容積変化を用い，広く知られている動脈血中酸素飽和度計測法：パルスオキシメトリがある．この手法を応用し静脈血中酸素飽和度計測の実現が期待される肺動脈血（もしくは右心室内血液）の容積変化を体表面から計測することが本研究の目的である．それらを実現するための前段階として，多波長（340-850nm）の光電容積信号から指尖部や手掌部の静脈血酸素飽和度を計測する手法の開発を試みた結果，多波長間の動的な最適化処理により静脈血の容積変化を用いずに，静脈血中酸素飽和度の計測を実現する手法を開発することが出来た．本手法を用いることで，静脈血中酸素飽和度の計測には静脈血の容積変化の検出を前提としてしていたが，その前提を必要としない計測手法の確立が見込まれたため，当初の目的である体表面からの静脈血の容積変化の検出と合わせて今後の研究開発を進めることとした．本手法の開発により，動・静脈血中酸素飽和度以外のパラメータ，例えば組織に含まれる血液量などの計測（予測）も可能となっている．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本研究は静脈血の容積変化を体表面から検出することを前提とする静脈血酸素飽和度法の開発であるが，多波長光電容積信号の動的な最適化処理により，静脈血の容積変動を必要としない計測手法を開発し，指尖部などでその可能性を確認した．今後，本手法を体心部に近い体表面に適用し，本来の目的である体心部の静脈血中酸素飽和度計測を実現したい．
Strategy for Future Research Activity	当初の予定であった体表面からの静脈血の容積変化検出による静脈血中酸素飽和度の実現に関して，予定どおり体表面からの静脈血の容積変化検出法の確立を進めるだけではなく，今年度新たに開発した多波長光電容積信号を用いた静脈血の容積変化の検出を必要としない静脈血中酸素飽和度計測法の開発を進め，末梢部の静脈血中酸素飽和度だけではなく体心部の静脈血中酸素飽和度計測の実現を目指す．
Causes of Carryover	当初，購入予定であった体心部静脈血中酸素飽和度計測のための超高輝度LED光源の波長選点が，新たに開発を進めた多波長を用いた静脈血中酸素飽和度計測の開発により再考する必要性があったため，次年度以降にその光源（波長）の選定をすることとした．