駆け出しCEのblog

臨床工学技士として日々勉強しております。 このブログでは、自身の知識や学んだことを他のコメディカルとも共有したいと思い作成しています。

関東でMEとして働いています。
臨床工学や医療機器について学んだことを
MEの目線から書いていきます。
看護師さんや他のコメディカルでもわかるように
書きますのでみんなで知識を共有していきましょう。


はじめに

まず、医療の現場では、レイノルズ数を気にする人は、一人もいません。さらに、必要性もすごく低いです(笑)。なのになぜ、このブログを書こうと、思ったかというと、僕自身が、ただただ好きなだけです。

臨床工学技士は「流体」を扱う機会がとても多いです。人工呼吸器では、空気という流体を扱い、人工心肺、補助循環、血液浄化など血液という流体を扱っています。流体の性質や挙動などを扱う分野に流体力学があります。その中のレイノルズ数は、流体が「層流」または「乱流」で、流れているかどうかを調べるものです。

 

レイノルズ数とは

まず、層流と乱流ってどんな流れ方について、

層流と乱流


層流では流線が平行線で、乱流では流線が乱れ交わりあっています。これらの違いは、単に「別々の流体だから」ではありません。

水道の水もゆっくり流すと綺麗に流れ落ちますが、蛇口をさらに開くと、流量が増し、水がぐちゃぐちゃになって出てきます。

 

これらの違いには、流体の持っているエネルギーがかかわってきます。そのエネルギー量を計算するのが「レイノルズ数」です。

まず式を簡単に言葉で書きます。


レイノルズ数算出式


レイノルズ数は無次元(単位が無い)です。

レイノルズ数が上がっていくと層流から乱流に変わります。その乱流になる値を臨界レイノルズ数といい、諸説ありますが約2000が臨界レイノルズ数と考えてもいいと思います。

 

L:特定の長さとは、いろんな場面によって変わってきますが、この場合「管の直径」でよいかと思います。ってことは、Lは「流体のあばれる広さ」って考えもできますね。

 

ほかに層流と乱流の違いには、速度分布の違いがあります。

層流と乱流②


層流の場合、速度分布は管軸部(管の中心部)で最大流速の放物線状になっています。

乱流の場合、管壁にごく近い部分を除き、ほぼ一様な速度分布になっています。

 

この速度分布は、集軸効果効果)の説明の時に必要になってきますので、頭の片隅に入れててください。

 

ヒト体循環のレイノルズ数

 

血管とレイノルズ数



乱流なのは上行大動脈ぐらいですね。あと血流は拍動流なので、レイノルズ数にどのような影響を与えるかも考えないといけないですね。いろんな文献を調べてみます。

 

参考文献

(1)臨床工学ライブラリーシリーズ② 生体物性/医用機械工学

(2)臨床工学ライブラリーシリーズ③ 新版エッセンシャル解剖・生理学

(3)日本生理学会 教育講座:血液のレオロジーと生理機能 1回:血行力学の基礎と血液粘度前田 信治

 


 


はじめに

PCPSのプライミング練習中に、流量を最大にして、回路を鉗子でクランプするとその瞬間、微小気泡が発生するのを見たことある人は少なくないと思います。

臨床工学領域でのキャビテーションは、超音波メス(ハーモニック)の動作原理、または補助循環(PCPSECMO)の気泡発生のメカニズムでしょうか。。

今回は、補助循環のメカニズムを中心にキャビテーションについて書きます。

 

キャビテーションとは

一般生活でもキャビテーションは見れます。それは新しい炭酸の飲み物を開封したとき、「液体内に気泡が発生」します。それがキャビテーションです。

 

じゃあ、水が沸騰したときも「液体内に気泡が発生」するから、それもキャビテーションと思う方もいると思います。それも意外と間違っていません。

 

まず沸騰とは、液体が気体に変わる状態のことで、一般的に沸騰とは、水の温度を上げていくと100度を超えるあたりで起きます。

 

沸騰は、「温度を上げる」か「圧力を下げる」でおきます。

・「温度を上げる」⇒加熱沸騰(一般的な沸騰)

・「圧力を下げる」⇒減圧沸騰(キャビテーション)

という理解です。

 

気泡が発生して消滅の時、高圧力波が起こり周囲に機械的なエネルギーを与えます。それが血中で起きた場合、溶血を引き起こし、超音波メスの場合は、軟組織を切開できます。

 

キャビテーション数Caについて

臨床工学領域ではキャビテーション数Caというのは出てきません。しかしキャビテーションを説明するうえで、必要なので簡単に説明します。


キャビテーション数算出式


分子のPは絶対圧力[Pa]Paは平衡蒸気圧[Pa]で、分母はベルヌーイの定理の動圧でこの式が成り立っています。この値Caが1を下回った時、気泡が発生します。

 

水の沸騰は大気圧によって変わってきます。水分子は空気中に飛び出したいけど、飛び出さないのは、大気圧が抑えているからです。その場合、水に温度をあたえ、飛び出す強さを高めたなら、ほかには、抑えている大気圧を低くしたのなら、どうなるか想像できると思います。

 

ここからは、私の考察になりますが、炭酸飲料を開けたときに発生するのは、絶対圧力が低くなったからと考え。加熱で沸騰するのは、平衡蒸気圧が上がることによってと考えます。

PCPSのキャビテーションの場合、最初は遠心ポンプの陰圧によって起きていると、私は、考えていました。しかしこのブログを書く上で、流量によって気泡が発生していることに気が付きました。なので分母の動圧は、PCPSの気泡発生です。

 

PCPSのキャビテーション

チューブをクランプする時に、①チューブの断面積が小さくなり、流速が増します。その流速が増し、動圧の上昇により、静圧の低下によって③気泡が発生している機序になります。

 

   連続の式

   ベルヌーイの定理

   キャビテーション数

 

さいごに

興味持つ人が少ないものを深くまで考えて、調べて計算して、簡単に変換して、皆さんの興味に合うかどうかはわかりませんでしたが、調べている間は、すんっごいカロリーを消費しました。ですけど、自分の中で理解度が深まるのがわかり、とても書いていてたのしかったです。

 

参考文献

(1)臨床工学ライブラリーシリーズ② 生体物性/医用機械工学

(2)臨床工学ライブラリーシリーズ③ 新版エッセンシャル解剖・生理学

(3)キャビテーションとは? 亀田 正治 (農工大)

 


はじめに

以前にMasimoパルスオキシメータの測定項目について書きました。今回は、Masimoパルスオキシメータの中でもMasimo Rainbow SETで測定される項目について簡単にまとめていきたいと思います。

 

SpHb


SpHbは日本語にするとトータルヘモグロビン濃です。従来のヘモグロビン濃度の測定は、採血を行う必要があったため侵襲的でした。しかしSpHbは非侵襲的にヘモグロビン濃度を測定できます。さらにヘモグロビン濃度のモニタリングも可能であるため、手術時や救命救急での輸血などの指標となります。

 

PVI

PVIは日本語にすると脈波変動指標です。脈波変動指標を算出するのに必要なパラメータとしてPIの最大値と最小値であり、算出式を下記に示します。

PVI算出式


PVIPIの呼吸性変動を表したものであり、輸液の指標となります。PVIに適正値はないのですが、脱水ほど高値になります。従来の輸液指標のパラメータは、中心静脈圧といった侵襲的なものですが、Masim Rainbow SETでは、非侵襲的にモニタリングができます。


SpCO

SpCOは日本語にするとカルボキシヘモグロビンです。血中のヘモグロビンの中で一酸化炭素(CO)と結合したヘモグロビンの割合です。COと結合したヘモグロビンは、酸素と結合ができなくなります。一般的な健常人の場合は02%の間で推移していますが、CO中毒などの場合は数値が上昇します。算出式を下記に示します。

 

SpCO2算出式


SpMet

SpMetは日本語にするとメトヘモグロビンです。メトヘモグロビンは異常ヘモグロビンの1つであり酸素と結合できません。SpMetでは、メトヘモグロビンの割合を表したものであり、下記の式で表すことができます。

 

SpMet算出式



 

NO療法を行う場合にメトヘモグロビンが生成されるため、NO療法を行う際には経時的なモニタリングが必要となります。




はじめに

Masimo社製のパルスオキシメータを病院内で使用しているとき、医師や看護師から表示している数値が何を意味しているのかを聞かれる場面があります。

そういった場面でもしっかりと対応できるように、測定項目の意味はしっかりと把握しておく必要があります。

今回は、Masimo Rainbow SETの測定項目について簡単にまとめていきたいと思います。 


SpO2

SpO2は日本語にすると動脈血酸素飽和度といいます。Masimoに限らず、パルスオキシメータで測定できる一番基本的なモニタリング項目です。SpO2の意味が分からない医療従事者はいないと言っても過言ではありません。

SpO2はその名の通り、動脈血に含まれるHbの何%が酸素と結合しているかを表したものです。つまりSpO295%だと、血液中に含まれるヘモグロビンの約95%は酸素と結合しているということです。

 

PR

PRは日本語にすると脈拍数です。脈拍とは、心臓が拍動することで動脈壁が拡張することをいい、一般的には、1分間あたりの脈拍の回数を脈拍数といいます。正常安静時での脈拍数は、一定のリズムを維持しており成人で1分間に60100回生じます。

脈拍数と一緒に脈波波形も表示されるため、脈波形の形と脈拍数にて患者の容態を把握することができます。

 

PI

PIは日本語にすると灌流指標です。PIの測定は脈波形より算出されており、拍動成分と非拍動成分の比率を%で表したものであり、下記の式で表すことができます。

 

PI(拍動成分/非拍動成分)×100

 

PIから得られる情報は、末梢循環の良し悪しです。

 

参考文献

マシモジャパン株式会社HP



はじめに

在宅での酸素療法や人工呼吸器を使用する場合、病院とは違い一般家庭にはガスを供給する配管がありません。

そのため、在宅で酸素療法や人工呼吸器を使う際には酸素濃縮装置が必要になります。

近年、在宅医療に注目が集まっておりそのニーズも高まっております。今回は、在宅酸素療法および呼吸療法を行う際必要となる酸素濃縮装置について基礎の基礎をまとめていきたいと思います。

 

酸素濃縮器の種類

酸素濃縮装置は、酸素の濃縮方法で下記の2種類に分類することができます。酸素の濃縮方法の違いで、特製も変わってくるため保守点検を行うためにもその特性を把握しておく必要があります。

 

   吸着型酸素濃縮装置

空気中に含まれるガスのほとんどは窒素であります。つまり、窒素を取り除くことで高濃度の酸素を投与することができます。

吸着型酸素濃縮装置は、窒素を吸着する吸着材(ゼオライト:アルミノ珪酸塩)にガスを供給することで窒素の除去を行います。

まず、加圧したガスをゼオライトへ供給して窒素をゼオライトへ吸着させ取り除きます。次に、減圧したガスを供給することで吸着した窒素をゼオライトから取り除きます。

この繰り返しにより酸素濃度の高いガスを作成し供給することができます。

 

   膜型酸素濃縮装置

酸素透過性の高い高分子膜に対し送風機よりガスを供給します。すると、高分子膜の反対側には酸素が通過するため酸素と窒素を分離することができます。

 

特徴

   吸着型酸素濃縮装置

90%以上の酸素濃度

・膜型酸素濃縮装置に比べ低流量

・窒素と一緒に水分を吸着するため、加湿器が必要になる

   膜型酸素濃縮装置

・酸素濃度は40%程度

・吸着型酸素濃縮装置に比べ高流量

・加湿器が不要

 


はじめに


SLE5000TOKIBO社製の新生児用・小児用人工呼吸器です。新生児用というものもあり、モードにはHFOVがあります。

SLE5000は他の人工呼吸器との違いが面白いと思い書きたいと思います。

 

SLE5000の特徴


SLE5000には、大きく2つの特徴があります。1つ目は、複合型の換気モード。2つ目は、呼気弁が無いことです。

 

    HFOVCMVが合体したモードについて

 

CMV+HFO



HFOVより換気量を増やし、CMVより平均気道内は上昇しないモードになっています。

 

    呼気弁が無いことについて、

呼気弁がないシステムのことをバルブレスシステムといいます。じゃあ弁が無くどうやって吸気や呼気の切り替えをしているのかというと、呼気側から患者に向かってガスを噴射して吸気圧を作っています。噴射する方向を患者と逆方向に噴射することで、ベンチュリー効果により呼気側から陰圧を発生させることも可能だそうです。

 

最後に


私自身、NICUでの経験も浅く、勉強不足でありますので、これらの相違点が、他の呼吸器より優れているかどうかは判断できません。多く勉強し、観察することで、新生児呼吸器の多種を中立に評価しブログに頑張ります。


はじめに

誰しも生きていたら、ちょっとした間違いや、ど忘れなどあると思います。それは家事やスポーツはたまたゲームなどで、多くの場面で出会っていると思います。しかしそれを医療の中で起こすと、人間の命に影響する事態になってしまいます

ドラマなどでは「神の手」や「手術支援ロボット」などにスポットが当てられますが、それは当たり前のように多種多様な医療機器が動き、当たり前のように適切で適量の薬が使用され、当たり前のように多くの病院スタッフがミス無く働いており、そんな「当たり前」の支えのもと成り立っているものだと思います。

しかし、大小ありますが医療現場では絶対にミスはあります。そのミスを最小限に抑えるために、まず初めに「人間は必ずミスを起こす」ことを大前提に考える必要があります。

 

人間工学の意義

人間工学が扱う領域としては、器具類や設備が有している性能、すなわち、精度、効率性、利便性、人間にとっての使いやすさ、働きやすさ、つくりやすさ、保守のしやすさ、安全性、経済性などがあります。

使いやすいとは、単純に難易度が減るのではなく、ミスが減る事にもつながります。使いやすい設計などは医療機器に多く工夫されています。

医療現場での数少ない工学者として、人間の行動や思考も、感覚的ではなく具体的に、評価を行うことで、働きやすいシステムなども構築できるのではないでしょうか?

 

さいごに

人間工学を深く学ぶ、臨床工学技士がいても面白いと思います。工学的知識があるからこそ改善策が思いつきそうですね。


はじめに

もし電子レンジが加熱時間を設定した時点で、加熱が開始してしまう設計だったとしたら、、、

食べ物を電子レンジの中に入れ、ドアを閉める前に、加熱時間を設定してしまい、マイクロ波を浴びてしまったら、眼球のような温度調節機能の弱い器官に、熱による損傷を受ける可能性があります。

しかし、そのような体験をした人はいないでしょう。それは、電子レンジがドアを閉めないと加熱が始まらないという設計になっているからです。この設計をフールプルーフといいます。

今回は医療現場にあるフールプルーフ設計を紹介します。

 

医療におけるフールプルーフ

人間が誤った行為をしようとしても出来ないようにする工夫を設計段階で施すことをフールプルーフといい。フールプルーフ(Fool Proof)は直訳で「無知でも保障」といい、愚か者がどんなミスを起こすことすらできない安全設計の事です。

このような安全を防ぐシステムは医療の中に多くあります。

 

1番代表的なフールプルーフ設計は、ピンインデックス方式です。ピンインデックス方式では医療ガスを接続する際に、間違った接続ができない方式です。接続部のオス側に、ガスごとに異なったピン位置があり、そのピン位置にあった接続部にしか接続できないようになっています。

 

さいごに

私は、チェックを多重化させて、安全性を担保させる方法が、安易で軽率だと思います。病院では、ある医療事故が起きると、その事故を再発防止するために、チェックを増やす方式が多くとられています。大体このような事を考えるのは、立場が上の人であり、チェックを増やすというコストのかからない、ただ現場の仕事を増やす仕組みです。

このような対策が仕事量は増やし、注意を散漫にさせ、予期しない事故を誘発させていると感じます。



はじめに

冠動脈造影を行う際の造影剤は、37℃程度に温められていると思います。造影剤の添付文書にも、「投与前に体温まで温めること」という記載がされていると思います。

私の勤める病院では、造影剤の管理を看護師が行っておりMEは検査中に造影剤が無くなると、補充したりする役割となっています。そのため、検査前に造影剤を温めておくのは看護師の仕事となります。

私が入職して間もないころ、検査前にもかかわらず、造影剤が温められていなかったため、保管している倉庫から取り出して使用しようとしたところ、看護師に止められ、いちいち温めてから使用したことがあります。

その時は、添付文書にそのように使用することになっているからということを説明してもらいました。

私は入職してから何の疑問も持たずに、温められた造影剤を使用してきました。今回は、造影剤を投与前に温める意味を簡単にまとめていきたいと思います。

 

心臓が冷やされるのを防ぐ

造影剤が冷えていると造影を行った際に、心臓が冷やされ心室細動を引き起こす要因となります。また、過度に温めると溶血などを引き起こす要因となるため、造影剤の温度は体温程度(37)で温めております。

 

粘性を下げるため

造影剤を温める理由の一つは、造影剤の粘性を下げるためです。カテーテルのような細い径で粘性のある物質を注入する場合、粘性が高い物質だと抵抗が大きく注入しにくくなります。造影剤に粘性があるため、投与しやすいように粘性を下げなければなりません。

 

さいごに

医療の現場で行われる事の11つに意味があります。そのため、これらの行為が行われる理由を理解することで、間違った行為が行われていた時に発見することが可能となります。

今後も、何気ない行為11つに興味を持ち、意味を理解しなければなりません。



はじめに

酸素流量計はほとんどの医療施設にある医療機器です。

病院の規模が大きくなればそれだけ必要になるものであるため、私の友人が勤める病院では、300本以上酸素流量計を所有しているそうです。

1日の貸出、返却件数も多くなるため返却後の終業点検も頻回になります。

今回は、酸素流量計の基礎的な知識と点検方法について簡単にまとめていきたいと思います。

 

大気圧式流量計

  フロートを通過する前に流量調整弁がある。

  テーパー管内部の圧力は、大気圧とほぼ等しい。

  供給圧の変動による影響を受けにくい。

  下流抵抗の影響を受けやすい。

  安価である。

 

恒圧式流量計

   フロートよりも下流に流量調整弁がある。

   テーパー管内部の圧力が供給圧と等しい。

   供給圧の変動による影響を受けにくい。

   下流抵抗の影響を受けにくい。

   高価である。

 

使用時の注意点

   流量計の下流側でネブライザなどを使用する場合は、恒圧式流量計を使用する。

   大気圧式流量計の場合、チューブの屈曲などに注意する。

 

日常点検の方法

酸素流量計は台数が多く貸出から返却までのサイクルが早いため、日常点検にかけている時間はあまりありません。

そのため日常点検では、外装点検で破損などの有無を確認して、実際に配管に接続し、リークの有無を確認する程度です。

 

定期点検

定期点検では日常点検の項目に加え、115Lまでの流量をフローアナライザで実測します。この時、設定と実測の値が±10%以内であることを確認します。

 

さいごに

恒圧式流量計に関してはテーパー管にひびなどが入っている場合、配管に接続すると破裂してしまう危険性があります。そのため、外装点検時に破損の有無をしっかりと確認する必要があります。

↑このページのトップヘ