医学生の解釈(ブログ)

学生が医学部に入って得た視点など。医者の世界をのぞいた非医療人のブログ。

ポアズイユの法則を使ってみた~心臓のバイパス手術vs人工血管vsステント

 イントロ

以前、ポアズイユの法則を

学んだのを覚えているでしょうか?

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こんな式です。

www.medudent.com

「どこでこんな式使うんだ?」

1つ例を持ってきたので、

どうぞ、読んでみてください!

血管のバイパス手術vsステントvs人工血管

人工血管とは?

「人工血管」という言葉を

書籍やメディアなどの情報から聞いたことはありますか?

人工血管は、人の手で作った血管です。

僕たちの体の中に入れて、

本来の血管の代わりの働きをしてもらいます。

(本来あった血管は取り除き、

そこに人工的な血管を縫いつけます。)

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ただ、人工物を体内に入れることに

抵抗を感じる人も少なくはないです。

(少なくとも僕は抵抗を感じます。)

 

ただ、人工血管はすごいのです。

見ていきましょう。

 

 

バイパスの出番

まず、動脈硬化などに伴い、

血管が細くなる(狭窄)がおこったときを考えましょう。

ここでは、血管抵抗が大きいです。

血圧も上がります。

(血圧=循環血液量×血管抵抗 でしたね!)

 

そのようなことが起きたとき有効な治療法として、

狭窄が起きた血管をバイパスさせます。

 

バイパスのイメージとしては、

血管の通り道が一本だったところを、

2本にしてやるイメージです。

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ポアズイユノ法則の利用

ハーゲンポアズイユの法則に従えば、

半径がa の円筒型の管の流動抵抗はa4 に反比例するる。

 

ここで、血管を円筒としてみる。

(科学では、モデル化が大切)

血管の狭窄により、

血管の半径が半分になったら、

流動抵抗は24=16より16倍になる

 

このとき血圧が一定だったなら、

流れる血流の量はその逆数倍(16分の1)になる。

参考

血圧=一定

血圧=循環血液量×本来の16倍の血管抵抗

 

ここで、バイパスすることを考えよう。

(ややこしいので計算略)

このとき、バイパスするための人工血管は

本来の血管のおよそ0.98倍の半径の血管が必要になる。

 

これでは、

ほとんど本来の血管と同じ太さの

人工血管を用意しなければならないとわかる。

これは、細い血管ならまだしも、

太いものになると非現実的である・・・・残念。

 

 

ちなみに~ステント

バイパスにはこのような現状がある。

そのため、これに対して

ステントなどの治療法が確立されてきている。

 

しかしながらバイパス手術をしたほうが、

薬物治療をした時よりも死亡率が低いとされている。

また、ステントなどは太い血管に対してはできない。

一方でバイパスも太い血管に対しては、

血管の準備の問題から難しいことは上に述べた。

 

人工血管の出番!

ここで人工血管が重要になるのである。

長い歴史から、人工血管は、

人間の体内でも使えるようになった。

人間の血管の代用を果たしてくれるのだ。

以上のことから、人工血管は今や、

循環器系の疾患に不可欠な存在となっています。

 

まとめ

僕は何も知りませんでしたが、

ポアズイユの法則を使えば、

血管バイパスの限界は分かると思います。

 

物理というのは、

数式が言葉として理解できてなんぼです。

医学部にいるとついつい大学受験のその感覚が

抜けてしまいます。

ぜひ、式をみたらいろいろ考えてみましょう!

 

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