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人工心臓における機械弁でのキャビテーションの観察および定量化に関する研究

人工心脏机械瓣膜空化现象的观察与量化研究

基本信息

批准号：
05F05601
负责人：
妙中義之
金额：
$ 1.54万
依托单位：
National Cardiovascular Center Research Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、拍動型人工心臓への二葉式機械弁の使用可能性を検討するため、一葉式機械弁と二葉式機械弁におけるキャビテーション発生の観点から比較を行った。一葉式機械弁には以前から使用してきたMedtronic Hall弁を、二葉式機械弁にはSorin Bicarbon弁を使用し、キャビテーション気泡の発生メカニズムを検討した。本研究室で開発された電気油圧式全人工心臓を模擬循環回路に接続して駆動し、心拍数60〜100bpm、心拍出量4.5〜7.5L/minで灌流した。試験流体としては、血液と同様な粘度および飽和水蒸気圧を持つ50%のグリセリン水溶液を用いた(粘度3.4cP,飽和水蒸気圧-715mmHg)。左ポンプの流入側弁の運動が観察できるようにアクリル製のチャンバーを製作し、チャンバー上部に高速度カメラ(fx-6000,nac, Japan)を設置して、弁表面に生じるキャビテーション気泡を毎秒30,000フレームで記録した。閉鎖に伴う弁の軌跡はCCDレーザ変位センサ(LC-2450,Keyence, Japan)を用いて計測し、弁の閉鎖軌跡から閉鎖直前の速度を求めた。閉鎖直前0.3ms間の弁閉鎖速度は心拍数とともに増加しており、Sorin Bicarbon弁よりもMedtronic Hall弁の方が速くなっていた。キャビテーションの強さは弁の形状によって異なるが、いずれの弁においても心拍数の増加とともに観察時間は長くなり、閉鎖速度と同様にMedtronic Hall弁では長く、Sorin Bicarbon弁では短くなっていた。一葉式機械弁よりも二葉式機械弁の方が閉鎖速度は遅く、弁座の面積も小さいため、キャビテーション気泡の発生が少なかった。機械弁でのキャビテーション発生の観点からは人工心臓においては二葉式機械弁を使用したほうが溶血や弁表面壊食を防げると思われる。

In this study, the possibility of using two-lobe mechanical components of beating artificial heart was discussed and compared with one-lobe mechanical components and two-lobe mechanical components. The one-leaf mechanical system has been used since then, and the two-leaf mechanical system has been used since then. In this study, the electric oil pressure artificial heart was developed to simulate the circulation loop. The heart beat rate was 60 ~ 100bpm, and the heart beat output was 4.5 ~ 7.5 L/min. The test fluid has the same viscosity as blood and saturated water vapor pressure. It is used in aqueous solution (viscosity 3.4cP, saturated water vapor pressure-715mmHg). The movement of the inflow side of the left side of the pipe is monitored and recorded every 30,000 seconds. The upper part of the pipe is set to high speed (fx-6000,nac, Japan). CCD (LC-2450,Keyence, Japan) is used to measure the locking trajectory of the lock and to calculate the speed of the lock. The locking speed increases from 0.3ms to 0.3ms, Sorin Bicarbon to Medtronic Hall. The shape of the ring is different, the number of beats is increased, the inspection time is long, the locking speed is the same, the Medtronic Hall is long, and the Sorin Bicarbon is short. One blade mechanical parts, two blade mechanical parts, two blade mechanical parts, The mechanical function of the machine is to produce a new type of artificial heart. The mechanical function of the machine is to produce a new type of artificial heart. The mechanical function of the machine is to produce a new type of artificial heart.