流体工学から生体医工学への展開 一「循環·呼吸の力学」の確立を目指して一

摘要

ヒトの循環器系，呼吸器系，泌尿器系，消化器系では様々な形で弾性を持つ膜，管，袋，殻と血液，空気，尿，泥状懸濁物などの流れとの間で相互作用が生じている.ヒトの体内での生命維持活動そのものであるこれらの相 互作用は，力学的観点から見ると弾性力学と流体力学の両方が閨係する連成現象と見なせる.本稿は循環と呼吸 を主に取り扱い，その最も簡単な力学モデルとしての「流れと弾性膜の連成現象（運動）」の観点からこれらの現 象に力学や波動の原理を当てはめてモデル化し，基礎方程式を導き，それを解き，実験や臨床結果と比較すると いう一般的，正統的な方法によって完結させることができた数例について述べる. 基本方針としては，(a).循環器系·呼吸器系のシステム特性は要素間の速成によって定まるので，この連 成現象（運動）を際立たせるために要素自体はできるだけ簡単な特性のものにする.(b).現象の全体像を把 握するため，できるだけ単純化した理論解析モデルと実験モデルを用いる.