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マイクロ熱流体工学・医工連携研究テーマ

ベンチュリ管内混相流現象 Multiphase flow phenomena in a Venturi tube

ベンチュリ管内は収縮部、喉部および拡大部から構成されており、管内の流体はベルヌーイの定理にしたがって流れています。 一方、混相流とは気体(気相)や液体(液相)の中に、固体(固相)、液体、あるいは気体が界面で区別されて存在する流れのことです。 ベンチュリ管内における特徴的な混相流の流れを活用してマイクロバブルと呼ばれる直径100μm以下の気泡を発生させることが本研究の目的です。発生したマイクロバブルの気泡径は、ベンチュリ管内の流体速度や供給している気体の流量に影響されています。本研究室では、高速度カメラや圧力計などを用いてベンチュリ管内の流動現象を明確し、マイクロバブルの発生に最適な条件を調べています。本研究で得られた結果を様々な分野に応用し、マイクロバブルに関わる技術の効率を高めることを望んでいます​






胸腔ドレナージユニットにおけるエアリーク流量計測技術 Air leak flow measurement method for thoracic drainage units

気胸の治療において胸腔ドレナージは極めて重要な治療法であり,頻繁に実施されている.気胸とは,何らかの原因により肺の一部が破れ,呼気が胸腔に漏れることで気体が肺を圧迫し,肺が外気を取り込めなくなった状態のことをいう.胸腔ドレナージユニットは,胸腔内に溜まった空気の排気を促し,呼吸の正常化を図る役割がある.気胸患者の胸腔から漏れ出る空気をエアリークと呼び,エアリークの流量は気胸患者の重症度を明らかにする上で重要な指標である.この流量を定量的に計測することができれば臨床的に有用な指標となるものの,医療現場で一般的に使用されるドレナージユニットには流量計が付属されていないため,医師の主観的,定性的判断によりエアリークの流量を計測しているのが現状である.我々は、エアリークがドレナージユニット内部で気泡として発生する際に,圧力変動が生じることに着目し、流量計測手法を開発した。現在、流量計測手法の実用化に向けた研究に取り組んでいる。