容量結合型電極を利用したローラポンプの圧閉度計測システムの開発

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人工心肺装置で利用されるローラポンプは、適正な圧閉度の調整が重要である。しかし、従来の調整法では煩雑な手技や過剰圧閉、誤差が課題となり統一した調整法がないのが現状である。そこで本研究では、電気インピーダンス（IMP）法の定量性と簡便性という利点を活かし、圧閉度の変化に伴うポンプチューブ内のIMP変化を測定することで、圧閉度を定量的に把握できる計測システムの開発に取り組んでいる。本法では、チューブ外側に配置される電極とチューブ内部の電解液との間の容量結合を利用し、４電極法によるIMP測定を行う。令和2年度までの研究では、測定用電極プローブとIMP計測装置の暫定的な仕様を決定した。これに基づき、令和3年度では、計測システムに利用する測定用電極プローブとIMP計測装置を新たに設計・試作した。測定用電極プローブは、チューブの外側から容易に装着できる構造となっており、通電用電極と電位差検出用電極の2つが一体となっている。このプローブをローラポンプ出入り口付近のポンプチューブの2ヶ所に装着することで、4電極法による測定が可能である。IMP計測装置は、測定回路や計測・通信パッケージなどから構成され、測定データをアナログおよびデジタルデータとしても結果を取得できる。令和3年度の後半から令和4年度にかけて、試作した測定用電極プローブとIMP計測装置の測定精度や実用性を評価する目的で、滴下法（JIS T 1603）による圧閉度調整法との比較実験を試みた。測定の結果、測定用電極プローブの固定方法などに改善の余地を残すものの、圧閉度の変化に伴う滴下法施行時の滴下量の変化をポンプチューブ内のIMPの変化として捉えられることを確認した。比較実験の結果明らかとなった計測システムの課題を改善するため、IMP計測装置の入力回路の設計変更と測定用電極プローブの再試作を実施した。