臨床工学技士問題表示
臨床工学技士国家試験
解説
超音波凝固切開装置は電気エネルギーを超音波振動(約数十kHz)に変換し、ブレードの微小振動による圧迫・摩擦で発生する熱と機械的作用でタンパク質を変性させ、切開と同時に凝固(シール)を行う。発生する組織温度は概ね80〜100℃と電気メス(約300℃前後)より低く、炭化や熱損傷が少ない一方、低温ゆえ凝固に要する時間は電気メスより長くなる傾向がある。また、シールの成立はコラーゲン・エラスチン量と血管壁厚に依存するため、壁が厚くコラーゲンに富む動脈の方が静脈より止血(封止)が安定しやすい。以上より、誤りは「2」と「3」である。
選択肢別解説
正しい。ブレード先端の超音波振動により組織と接触部で圧迫・摩擦が生じ、摩擦熱と機械的エネルギーによりタンパク質が変性して凝固・切開が行われる。
誤り。超音波凝固切開装置での組織温度は一般に80〜100℃程度で、約300℃は電気メスにおける高温炭化域の温度目安である。したがって「300℃程度になる」は超音波装置の説明として不適切。
誤り。超音波による血管シールはコラーゲン・エラスチンの変性収縮による封止が主体で、壁が薄くコラーゲン量の少ない静脈はシールが不安定になりやすい。相対的には動脈の方が止血に適するため、「動脈よりも静脈に適する」は不正確。
正しい。超音波振動による機械的作用と発熱により、切開操作と同時にタンパク質変性によるコアギュラム形成が進み、切開と凝固を同時に行える。
正しい。超音波装置は電気メスより低温域で凝固が進むため、同等の止血を得るまでの時間は長くなる傾向がある。結果として電気メスに比べ凝固に時間を要する。
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解説
本設問は心電図テレメータ(小電力医用テレメータ)の無線特性・運用設計に関する基礎知識を問う。日本の医用テレメータは特定小電力無線局としてUHF帯の専用周波数帯(例:420〜450 MHz帯)を用いるため、周波数帯はメーカ間で共通である。混信対策としては病棟・エリアごとに使用チャネルを分けるゾーン配置が用いられ、受信感度不足にはブースタ(中継増幅器/リピータ等)の導入が行われる。一方、アンテナは「長いほど効率がよい」わけではなく、波長との整合(おおむね1/4波長など)や人体近接の影響、整合回路の設計が重要であるため、この断定は誤り。空中線電力の上限は小電力規格で厳しく定められており、A〜D型で1 mW以下、E型で10 mW以下であるため、「15 mW以下」は不適切で誤りとなる。
選択肢別解説
誤り。アンテナ効率は単純に長さが長いほど良いわけではなく、使用周波数の波長に対する物理長(例:おおむね1/4波長)や整合回路、人体近接による detuning の影響で決まる。医用テレメータはUHF帯で波長が短く、携帯機器では短縮アンテナ(ローディング等)で効率を確保するため、「長いほど良い」という断定は成り立たない。
正しい。小電力医用テレメータは電波法で定められた専用の周波数帯(例:UHF帯)を用い、この帯域はメーカに共通である(免許不要の特定小電力無線局の枠組み)。なお、チャネル運用や方式は施設設計・機種で最適化されることがあるが、周波数“帯”自体は共通である。
正しい。混信対策として病棟やフロアなどのゾーンごとに使用可能チャネルを分けるゾーン配置が用いられる。これにより同一または隣接チャネルによる同一施設内での同時使用時の混信リスクを低減できる。
正しい。受信感度不足にはブースタ(中継増幅器/リピータ)や分布アンテナ方式、受信機の増設などでカバレッジを補う。導入時はノイズや不要波の増幅、相互変調・混信のリスクを評価して設計する必要がある。
誤り。小電力医用テレメータの空中線電力上限は規格で厳格に定められ、A〜D型は1 mW以下、E型は10 mW以下である。「15 mW以下」という上限は許容されないため、この記述は不正確である。
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解説
特定機能病院では、医療機器安全管理責任者が年2回程度、定期的に研修を実施すべき機器の区分が厚生労働省通知等で7つ示されている。具体的には、(1)人工心肺装置および補助循環装置(PCPS等)、(2)人工呼吸器、(3)血液浄化装置、(4)除細動装置(AEDを除く)、(5)閉鎖式保育器、(6)診療用高エネルギー放射線発生装置、(7)診療用放射線照射装置である。本問の選択肢では、経皮的心肺補助装置は(1)に、閉鎖式保育器は(5)に該当し、研修対象である。一方、電気メス、消化管内視鏡、AEDはこの7区分に含まれず(AEDは「除細動装置」のうち明確に除外される)、研修対象外である。
選択肢別解説
正しい。経皮的心肺補助装置(PCPS)は「人工心肺装置および補助循環装置」に含まれ、特定機能病院では年2回程度の定期研修の対象である。操作上の安全確保やトラブル対応の知識・技能維持が求められる。
誤り。電気メスは定期研修の7区分には含まれない。安全使用や保守は重要だが、年2回程度の定期研修を義務付ける対象リスト外である。
誤り。消化管内視鏡は7区分に含まれない。内視鏡関連の衛生管理・安全は院内教育で扱われるが、本制度上の定期研修機器リストには該当しない。
誤り。除細動装置は対象区分にあるが「AEDを除く」と規定されているため、自動体外式除細動器(AED)は定期研修対象外である。
正しい。閉鎖式保育器は研修対象の7区分の一つであり、特定機能病院では年2回程度の定期研修を行うことが求められる。温度管理・アラーム・安全機構の理解が重要となる。
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解説
小電力医用テレメータは病院内で心電図などの生体信号を無線伝送するシステムで、主にUHF帯(400MHz帯)の専用バンドを用いる。院内の死角や多重反射による受信不良を避けるため、分布型アンテナ方式として漏洩同軸ケーブルを敷設することが多く、フェージング対策には複数アンテナで良好な信号を選択するダイバーシティ方式を採用する。また、長い配線や分配で減衰するため、受信系にはブースタ(プリアンプ)を挿入して感度を補う。送信機の帯域はA型12.5kHz、B型25kHz、C型50kHz、D型100kHz、E型500kHzが一般的であり、割り当て周波数バンドは1〜6バンドに区分される。以上より、2・3・4が正しく、1と5は不適切である。
選択肢別解説
不正解。A型送信機の占有帯域幅はおおむね12.5kHzで、25kHzはB型の帯域幅に相当する。したがって記述は誤り。
正解。病棟内の広範囲を均一にカバーする目的で、漏洩同軸ケーブル(同軸外導体にスロットを設けて沿線に電波を放射する分布アンテナ)がアンテナシステムとして広く用いられる。
正解。院内では反射・回折によるマルチパスで受信電界が時間・場所で変動(フェージング)する。これを抑えるため、離間配置や偏波の異なる複数アンテナから良好な受信信号を選択・合成するダイバーシティ方式を用いる。
正解。アンテナから受信機までの配線長や分配で信号が減衰するため、受信系にブースタ(低雑音増幅器)を挿入してレベルを持ち上げ、実効感度を確保する。
不正解。小電力医用テレメータの割り当て周波数は1〜6バンドに区分されるのが一般的であり、1〜5バンドではない。
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解説
$電気メス(単極方式)の基本は、メス先(アクティブ電極)で高周波電流密度を集中させて切開 \cdot 凝固効果を得て、対極板(リターン/分散電極)で電流を広く分散して安全に体外へ戻すことである。切開は連続波(純切開)で組織を急速に加熱 \cdot 蒸散させ切れ味を確保し、凝固は断続波(バースト)で平均出力を下げつつ熱を拡散させ止血効果を高める。臨床で用いる出力は数百W程度であり、数十kWという規模は不適切。成人用対極板の接触面積は概ね110〜150 cm^2 程度が標準で、校正には生体インピーダンスを模擬した300〜500 \Omega の抵抗負荷が用いられる。従って、誤りは「使用出力は数十kW」「対極板はアクティブ電極」である。$
選択肢別解説
正しい。切開は連続波(純切開)を用い、電流密度を局所に集中させて短時間で組織を蒸散させるため、切れ味がよく炭化・凝固が少ない。
$誤り。電気メスの使用出力は一般に数百W(例:切開で約200〜400 \mathrm{W}、凝固で約100〜200 \mathrm{W})の範囲で運用される。数十kWは過大で臨床仕様として不適切。$
誤り。アクティブ電極はメス先(手術部位側)であり、対極板は電流を広い面積で分散させて体外へ戻すリターン(分散)電極である。
$正しい。成人用対極板の接触面積は概ね110〜150 cm^2 程度が標準的で、「およそ150cm2」は妥当な記述。$
$正しい。電気メスの出力校正は、生体組織のインピーダンスを模擬するために300〜500 \Omega の抵抗負荷を用いて行う。なお本文の「X」は「\Omega(オーム)」の誤記と考えられるが、内容自体は正しい。$
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解説
医療機器は不具合発生時の人体リスクに基づき国際的にクラスI〜IV(GHTF/IMDRF)へ分類され、日本の薬機法でもこれに準拠して一般(クラスI)、管理(クラスII)、高度管理(クラスIII・IV)に対応づけられる。植込みで生命維持に直接関与し、故障が直ちに致死的リスクに至り得る心臓ペースメーカはクラスIV(高度管理医療機器)に位置づけられる。一方、電子体温計や電子内視鏡は管理医療機器(おおむねクラスII)、汎用輸液ポンプは高度管理医療機器だがクラスIIIが一般的、造影剤注入装置は通常クラスIIであり、いずれもクラスIVではない。
選択肢別解説
ペースメーカは植込み型で生命維持機能に直結し、不具合が致死的となり得るためクラスIV(高度管理医療機器)に分類される。代表的なクラスIV機器であり、本問の正答。
電子体温計は非侵襲で診断補助の情報提供に留まる機器で、重大な生命リスクは比較的低いため通常クラスII(管理医療機器)。クラスIVではない。
電子内視鏡は体腔に挿入するが生命維持機能に直接関与せず、一般にクラスII(管理医療機器)に分類される。クラスIVではない。
汎用輸液ポンプは投与量逸脱が重篤な有害事象につながり得るため高度管理医療機器だが、一般にクラスIIIとされる。クラスIVではない。
造影剤注入装置(動力式注入器)は診断手技補助の装置で、通常クラスII(管理医療機器)。クラスIVには該当しない。
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