ニワトリ胚における自律神経機能による心拍数変動の定量化

• Project/Area Number: 13750381
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Measurement engineering
• Research Institution: Muroran Institute of Technology
• Principal Investigator: 秋山 龍一 室蘭工業大学, 工学部, 助手 (00322876)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 2002: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
• Keywords: ニワトリ胚 / 心電図 / 瞬時心拍数 / 血圧 / スペクトル解析 / 連続計測システム / 鳥類胚 / 鶏胚 / 自律神経 / 長期連続 / 心拍数 / パワースペクトル / 1 / f

Research Abstract

1).非線形信号処理による変動パターンの解析
ニワトリ胚において計測される循環器パラメータは一般的な心電図による心拍数計測に加え、呼吸数や酸素摂取量、血圧などがある。血圧はカテーテルを卵内の尿膜動脈に挿入する侵襲計測ではあるが、胚の体動の影響が他のパラメータに比べ少なく、信号処理解析に適している信号である。そこで本研究では血圧の長期連続計測システムを構築し、通常成長時に加えて生理機能に影響を及ぼす自律神経の遮断及び亢進剤の投与時における血圧信号変動の計測を行い、自律神経機能による血圧及び心拍数変動の定量化を信号処理によって行った。信号処理は平成13年度に行った実験より得られた通常時及び自律神経剤投与時における血圧信号から瞬時心拍数を算出し、神経剤投与における時系列パターンの変化を明らかにすると共に、時系列変動の定量化を進めるためスペクトル解析を行った。その結果、孵卵後期では成長によりスペクトルの傾きが1/fから1/f^2になっていくことが分かった。また、アトロピン投与による副交感神経遮断を行いスペクトルを比較したところ、約0.15Hz以上のスペクトル成分が副交感神経機能によるものではないかと推察できた。
2).多パラメータ長期連続計測システムの構築
成長の個体差や処理能力などにより、単一の信号処理解析だけでは定量化は困難であることが考えられるため、パワースペクトルによる周波数解析に加え、相関次元などの非線形信号解析を組み合わせて総合的に判断することが重要である。血圧信号は外部ノイズの影響が少なく解析に適しているが、血圧信号だけでは変動の定量化に困難が生じる可能性が考えられる。そのためすでに構築済みである心電図や酸素摂取量、瞬時呼吸数計測システムを組み入れ同時計測システムの構築をセンサの位置などの変更を加え、心電図、肺呼吸、血圧信号の同時計測システムを構築を行った。