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J-GLOBAL ID：201802288819735688   整理番号：18A1714914

人工肺における酸素移動の計算モデリング【JST・京大機械翻訳】

Computational Modeling of Oxygen Transfer in Artificial Lungs

著者 (6件)： Kaesler Andreas (Department of Cardiovascular Engineering, Institute of Applied Medical Engineering, Helmholtz Institute, RWTH Aachen University, Aachen, Germany) ,  Rosen Marius (Department of Cardiovascular Engineering, Institute of Applied Medical Engineering, Helmholtz Institute, RWTH Aachen University, Aachen, Germany) ,  Schmitz-Rode Thomas (Department of Cardiovascular Engineering, Institute of Applied Medical Engineering, Helmholtz Institute, RWTH Aachen University, Aachen, Germany) ,  Steinseifer Ulrich (Department of Cardiovascular Engineering, Institute of Applied Medical Engineering, Helmholtz Institute, RWTH Aachen University, Aachen, Germany) ,  Steinseifer Ulrich (Monash Institute of Medical Engineering and Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Monash University, Melbourne, Australia) ,  Arens Jutta (Department of Cardiovascular Engineering, Institute of Applied Medical Engineering, Helmholtz Institute, RWTH Aachen University, Aachen, Germany)
資料名： Artificial Organs  (Artificial Organs)
巻： 42  号： 8  ページ： 786-799  発行年： 2018年 
JST資料番号： T0175A  ISSN： 0160-564X  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 生理的条件下では,肺から組織へ輸送される血液中の酸素の97%までがヘモグロビンに結合している。計算流体力学(CFD)による膜繊維レベルの人工肺における酸素移動を予測するために,以前の研究者は,対流-拡散方程式を修正するための有効拡散係数にヘモグロビン-酸素相互作用を組み込んだ。著者ら自身のシミュレーションと実験に基づいて,これらのアプローチは酸素移動を著しく過大評価する傾向がある。本研究は,CFDによる繊維レベルでの血液中の酸素移動をモデル化するための新しいアプローチを紹介する。血漿と赤血球を2相として実行し,ヘモグロビンと酸素のオキシヘモグロビンへの反応をソース項の形で対流拡散方程式に含めた。このモデルを市販のソフトウェアAnsys CFX18.1で実装した。CFDシミュレーションを,複数の血流条件下で千鳥状の繊維構成を有する3つのマイクロ酸素化装置に関するin vitro実験と比較した。モデルを較正するために,反応速度R_0を導入し,実験データを50mL/hの血流に適合させた。著者らのモデルは,20および90mL/hの血流に対して,それぞれ-23.7および+6.3%のin vitro結果と比較して,酸素移動速度を差で近似した。以前の著者らによって使用された有効拡散率モデルを,20,50,および90mL/hの血流に対して,それぞれ+13.7,+68.8および+121.0%のin vitroデータと比較して,比較および近似酸素移動速度に対して実行した。良く確立された数値物質移動相関は,20,50,および90mL/hの血流に対して,それぞれ31.8,13.1,および5.0%の平均in vitroデータに関して参照された,差によるガス移動を近似した。結果は有望であるが,モデルの完全な検証は,将来における多重繊維配列,繊維直径,したがって繊維束多孔性の広範なCFDとin vitro研究を必要とするであろう。本論文は,新しい酸素移動モデルの可能性を評価するための最初の実現可能性研究として理解されるべきである。Copyright 2018 Wiley Publishing Japan K.K. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 多孔性 ,  拡散方程式 ,  血流 ,  測定データ ,  ソフトウェア ,  計算流体力学 ,  多孔質体 ,  ヘモグロビン ,  *モデリング ,  拡散係数 ,  物質移動 ,  相互作用 ,  対流 ,  *酸素 ,  近似法
準シソーラス用語： *酸素移動 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (7件)： 酸素移動モデリング ,  血液モデリング ,  人工肺 ,  人工肺 ,  計算流体力学 ,  ヘモグロビン-酸素相互作用 ,  マイクロスケール

分類 (1件)： 生体代行装置  (EL04000N)

タイトルに関連する用語 (3件)： 人工肺 ,  酸素移動 ,  計算モデリング