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体外生命維持装置における誘電率ベースの血栓モニタリングのためのコネクタセンサ。
Connector sensors for permittivity-based thrombus monitoring in extracorporeal life support.
PMID: 32638141 DOI: 10.1007/s10047-020-01190-z.
抄録
心臓血管外科手術では体外循環が重要であるが、コネクター界面での血栓形成は大きな脅威である。現在、コネクタ部の血栓形成のモニタリングには光コヒーレンス・トモグラフィー（OCT）が使用されているが、設置コストが高く、使用が複雑である。本研究では、チューブ・コネクタ界面での血栓形成をリアルタイムでモニタリングするためのコネクタセンサを製作し、評価した。最初に計算シミュレーションを行い、コネクタセンサの適用性を事前に評価した。このセンサーは、チューブとコネクタの界面での誘電率の変化を測定するために、アクリル管に2つのステンレス鋼電極を取り付けて作製した。OCT画像は、比較のための間隔で界面からも撮影された。結果は、センサーが時間t = 9"Zs_A0"min後の誘電率の急激な上昇の形で界面での血栓形成を検出することができたことを示しています。誘電率の変化はOCT画像で確認され、時間t=14"Zs_A0"min後に血栓が形成されていることから、誘電率の変化は赤血球の局所的な凝集によるものであることが示唆されました。このように、コネクタセンサは、チューブ・コネクタ界面での血栓形成のリアルタイムなモニタリングを、誘電率に基づいて行うためのOCTに代わる安価なセンサとして想定されている。
Extracorporeal circulation is vital in cardiovascular surgery, but thrombus formation at connector interface is a major threat. Optical coherence tomography (OCT) is presently used to monitor thrombogenesis at connectors, but it is expensive to install and complex to use. This study fabricated and evaluated a connector sensor for real-time permittivity-based thrombus monitoring at tube-connector interface. Computational simulations were initially done to pre-evaluate the applicability of connector sensor. The sensor was fabricated by incorporating two stainless steel electrodes on acrylic tube for measuring permittivity changes at the tube-connector interface. OCT images were also taken from the interface at intervals for comparisons. Results show that the sensor was able to detect thrombus formation at the interface in form of sudden rise in permittivity after time t = 9 min. The permittivity changes were confirmed by OCT images which showed thrombus formation after time t = 14 min implying that permittivity changes were due to regional aggregation of red blood cells. The connector sensor is therefore envisioned as an affordable alternative to OCT for real-time permittivity-based monitoring of thrombogenesis at tube-connector interface.