狭窄のある血管モデルにおける流動血液の電気インピーダンス

狭窄血管模型中流动血液的电阻抗

• 批准号: 11780622
• 负责人: 中村 隆夫
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11780622/
• 关键词: 電気インピーダンス; 流動血液; 等価回路; 血管モデル; 狭窄; 定常流; 乱流

1.ローラーポンプの改良試料であるヒトの血液を昨年度の研究で作成した血管モデルに酸素を供給しながら循環させるローラーポンプに拍動流を再現できるように改良を加えた。すなわち,血管モデルと同程度の大きさであり,生体内に実在する血管内の血圧波形をシミュレーションして,その圧力波形を再現し,最高圧力が140mmHg,最低圧力が80mmHg,65beat/minとした。2.測定方法内径2mmの血管モデルの断面積に対して,血液の通過可能な断面積が7%,50%,75%となるような狭窄部を取り付けて,拍動流の場合の各部位におけるインピーダンスと波長740nmの赤外光の透過強度を測定した。3.流れの特性について流れの特性を示すレイノルズ数Reを計算した。狭窄部のない部分ではRe=40であり,狭窄部の断面積が7%の場合でもRe=160程度で層流と乱流との境界である臨界レイノルズ数(2000)を越えず,流れは層流であると考えられた。4.拍動流における測定結果狭窄がない部分におけるインピーダンス波形および透過光強度波形とも血圧波形と同期した相似な波形であったが,インピーダンス波形は圧力波形と逆相になった。定常流の場合,流速が大きくなるとインピーダンスも透過光強度も減少したが,透過光強度は圧力(流速)の増加で増加した。インピーダンスによって拍動における血圧の推定が可能であることがわかった。また,狭窄部や狭窄部直後においてはインピーダンスおよび透過光強度がいずれの変化量小さくなり,インピーダンスでは30〜50%で,透過光強度では10〜30%であった。この結果,狭窄部付近での拍動に伴う血流状態に対してインピーダンスが飽和状態に近くなっていることがわかった。また,透過光強度においては,狭窄部付近での波形の乱れが観測された。これは,狭窄部の出口付近で流れが血管モデルの表面から剥離したことにより発生する渦の状態を反映しているためと考えられる。しかし,インピーダンスはどの部位においても波形パターンは圧力波形と相似形であった。インピーダンスによる狭窄直後の渦の状態の推定は今後の課題である。

1. The improvement of the sample of blood flow in the past year has been studied. The blood flow in the circulation has been improved. The blood pressure waveform in the blood vessels in vivo is different, and the pressure waveform is reproduced. The maximum pressure is 140mmHg, the minimum pressure is 80mmHg, and 65beat/min. 2. Measurement method The cross-sectional area of blood vessels with an inner diameter of 2mm was 7%, 50%, 75% and the transmission intensity of red light with a wavelength of 740nm was measured. 3. The flow characteristics are shown in the calculation of Re. When Re=40, Re = 160, Re = 7% and Re=160, Re=160, Re = 40, Re = 160, Re = 4. The pulse current measurement results are narrow, and the waveform of the transmitted light intensity is similar to that of the pulse current measurement results. In the case of steady flow, the flow velocity increases and the transmitted light intensity decreases, and the transmitted light intensity increases and the pressure (flow velocity) increases. It is possible to estimate the blood pressure of the patient. The narrow part and the straight part of the narrow part are not changed, and the transmitted light intensity is not changed. The amount of light is small, and the transmitted light intensity is not changed from 30 to 50%. As a result, the narrow part is close to the beat, accompanied by the state of blood flow. The intensity of transmitted light is measured in the narrow part near the waveform. However, the flow near the outlet of the stenosis reflects the state of the vortex generated when the surface of the blood vessel is peeled off. The shape of the waveform is similar to that of the pressure waveform. The problem of estimating the state of vortices after narrowing the gap

项目成果

中村隆夫,山本尚武: "流動血液の電気インピーダンスと等価光強度との関係"岡山大学医学部保健学科紀要. 11・2(印刷中). (2001)

Takao Nakamura，Naotake Yamamoto：“流动血液的电阻抗与等效光强度之间的关系”冈山大学医学院健康科学系通报11/2（印刷中）。