透析用カテーテルの機能不全を防止する自動制御装置の開発

防止透析导管故障的自动控制装置的开发

基本信息

批准号：
21K18045
负责人：
高橋良光
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Niigata University of Health and Welfare
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、血液の回路内圧力の変化に伴い血液ポンプの回転数を制御する制御システムを参考に、血液浄化療法用のカテーテルが引き起こす機能不全を効果的に改善する制御システムの開発を目的とし、既存のカテーテルの評価システムを代用して評価した。カテーテルをブタ血管に挿入し、治療用の回路内に流れる流量を血流量（以下Qb）とし、150 mL/minで37 ℃の50 ％グリセリン溶液を循環させた。ブタ血管内に流れる流量を循環血流量（以下Qv）とし、遠心ポンプを用いて約800 mL/minで37 ℃の50 ％グリセリン溶液を循環させた。静脈血管は容量依存的に中心静脈圧（以下CVP）が変動するため、ブタ血管内のCVPを 5～10 mmHgで推移するように調整した。開発した制御装置は、血液回路内の圧力の変動によりローラポンプを制御するために外部信号制御部に接続した。制御の流れとして、血液ポンプが回転すると脱血側の回路は陰圧を示すが、機能不全が起きていない状況では安定した圧力であるため血流量は設定値と同じである。一方で，カテーテルが機能不全を起こすと制御装置が陰圧を検出し、血液ポンプの回転速度を減速するように制御する。この過程で機能不全が改善されれば、血液ポンプ速度を設定血流量まで加速するように血液ポンプの回転数を制御する。本研究成果により、①Qbによって機能不全を回避できる場合とそうでない場合があった。②血液ポンプの制御条件によって、機能不全を回避できる場合とそうでない場合があった。今回は実験的に限られた条件をもとに検証したため、得られた結果には限界がある。しかしながら、今回、脱血圧が過度な陰圧を呈する前に血液ポンプの制御をかけることは望ましい可能性があることが示唆された。

在这项研究中，我们使用现有的导管评估系统来使用控制系统的控制系统，该控制系统随着血液回路的压力的变化而控制血泵的旋转速度，并旨在开发一个控制系统，该控制系统有效地改善了由导管进行血液纯化疗法引起的功能障碍，使用现有导管的替代评估系统。将导管插入猪血管中，并将流入治疗回路的流速设置为血液流量（以下称为QB），并在37°C下以50％的甘油溶液以150 mL/min循环。流入流入猪血管的流量设置为循环的血液流量（以下称为QV），并在37°C下以50％的甘油溶液在37°C的情况下以大约800 mL/min的循环循环。由于静脉血管中的中央静脉压（CVP）以体积依赖性的方式波动，因此调整猪血管中的CVP以在5至10 mmHg之间移动。由于血回路内的压力变化，开发的控制器连接到外部信号控制器，以控制滚筒泵。作为对照流动，当血泵旋转时，血液剥离侧的电路表现出负压，但是在没有发生功能障碍的情况下，由于压力稳定，血流量与设定值相同。另一方面，当导管故障时，控制器检测到负压并控制血泵的旋转速度以减速。如果在此过程中改善功能障碍，则控制血泵的旋转速度，以便将血泵速度加速到固定的血流量。根据这项研究的结果，1）QB可以避免功能障碍，也不能避免。 2）根据血液泵的控制条件，功能障碍可能避免也可能无法避免。这次，我们基于有限的实验条件测试了结果，因此获得的结果有限制。但是，现在已经提出，在血压暴露于过度的负压之前，控制血泵可能是可取的。