Early detection of arteriosclerosis for lower limbs: A novel measuring method of vascular endothelial function for lower limbs using oscillometric method

• Project/Area Number: 16K21076
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Intelligent mechanics/Mechanical systems; Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: Hirano Harutoyo 静岡大学, 工学部, 助教 (50725679)
• Research Collaborator: Tsuji Toshio ; Higashi Yukihito
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 動脈硬化 / 血管内皮機能 / Flow mediated dilation / ezFMD / オシロメトリック / FMD / オシロメトリック法 / 血管力学特性 / 反応性充血 / 生物・生体工学 / 循環器・高血圧

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to produce of the simple measuring system of vascular endothelial function for lower limbs to detect initial arterioclerosis. We developed a novel measuring system of vascular endothelial function for lower limbs based on the oscillometric approach that measures cuff pressure and plethysmogram with a single air cuff. We demonstrated a measuring experiment of vascular endothelial function. The results indicated that the proposed system can estimate vascular endothelial function with high accuracy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

下肢の血管内皮機能を非侵襲的に計測するシステムの開発は世界初の試みである．本システムが実用化されると，集団検診で下肢動脈硬化を早期発見できる可能性がある．また，動脈硬化から派生する疾患は非常に多く，本技術の実現によって動脈硬化を起因とする他の疾患に対しても予防する効果が期待できる．これは我が国全体の医療費削減の観点からも非常に重要な意義がある．

Research Products

• [Journal Article] Enclosed Zone Flow-mediated Dilation (ezFMD): Development of a Novel Method for Evaluating Vascular Endothelial Function through Medical and Engineering Collaboration (2019)
  • Author(s): 辻 敏夫, 平野 陽豊, 東 幸仁, 吉栖 正生
  • Journal Title: The Journal of Japanese College of Angiology Volume: 59 Issue: 4 Pages: 23-28
  • DOI: 10.7133/jca.19-00002
  • NAID: 130007630162
  • ISSN: 0387-1126, 1880-8840
  • Year and Date: 2019-04-10
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Estimation of Arterial Viscosity Based on an Oscillometric Method and Its Application in Evaluating the Vascular Endothelial Function (2019)
  • Author(s): Tanaka Hiroshi、Mito Akihisa、Hirano Harutoyo、Soh Zu、Nakamura Ryuji、Saeki Noboru、Kawamoto Masashi、Higashi Yukihito、Yoshizumi Masao、Tsuji Toshio
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9 Issue: 1
  • DOI: 10.1038/s41598-019-38776-4
  • NAID: 120006800828
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Assessment of Lower-limb Vascular Endothelial Function Based on Enclosed Zone Flow-mediated Dilation (2018)
  • Author(s): Harutoyo Hirano, Renjo Takama, Ryo Matsumoto, Hiroshi Tanaka, Hiroki Hirano, Zu Soh, Teiji Ukawa, Tsuneo Takayanagi, Haruka Morimoto, Ryuji Nakamura, Noboru Saeki, Haruki Hashimoto, Shogo Matsui, Shinji Kishimoto, Nozomu Oda, Masato Kajikawa, Tatsuya Maruhashi, Masashi Kawamoto, Masao Yoshizumi, et al.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 8 Issue: 1
  • DOI: 10.1038/s41598-018-27392-3
  • NAID: 120006800824
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Endothelial Function Assessed by Automatic Measurement of Enclosed Zone Flow-Mediated Vasodilation Using an Oscillometric Method Is an Independent Predictor of Cardiovascular Events (2016)
  • Author(s): Morimoto H, Kajikawa M, Oda N, Idei N, Hirano H, Hida E, Maruhashi T, Iwamoto Y, Kishimoto S, Matsui S, Aibara Y, Hidaka T, Kihara Y, Chayama K, Goto C, Noma K, Nakashima A, Ukawa T, Tsuji T, Higashi Y
  • Journal Title: J Am Heart Assoc Volume: - Issue: 12 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1161/jaha.116.004385
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] オシロメトリック式自動血圧計と血管粘弾性モデルに基づく下肢血管内皮機能の評価 (2018)
  • Author(s): 浜崎健太，平野陽豊，田中敬士，曽智，神谷諭史，中村隆治，佐伯昇，河本昌志，東幸仁，吉栖正生，辻敏夫
  • Organizer: 第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
• [Presentation] 血管粘弾性変化率によりオシロメトリック式血管内皮機能評価法ezFMDの識別能力は向上するか？ (2017)
  • Author(s): 田中敬士, 平野陽豊, 曽智, 栗田雄一, 鵜川貞二, 中村隆治, 佐伯昇, 河本昌志, 東幸仁, 吉栖 正生, 辻敏夫
  • Organizer: 第2回日本血管不全学会学術集会・総会
• [Presentation] 電磁誘導を用いた触診可能連続血圧計の開発と足背動脈圧波形計測への応用 (2017)
  • Author(s): 平野陽豊，萩山直紀，三戸景永，中村隆治，佐伯昇，河本昌志，吉栖正生，辻敏夫
  • Organizer: 第58回日本脈管学会総会
• [Presentation] オシロメトリック法に基づく血管粘性推定法の提案と血管内皮機能評価への応用 (2016)
  • Author(s): 田中 敬士，三戸 景永，松本 遼，平野 博大，曽 智，栗田 雄一，平野 陽豊，鵜川 貞二，中村 隆治，佐伯 昇，河本 昌志，東 幸仁，吉栖 正生，辻 敏夫
  • Organizer: 日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-06-08
• [Presentation] オシロメトリック法を利用した非侵襲血管粘性計測に基づく動脈硬化ハイリスク群のスクリーニング (2016)
  • Author(s): 田中 敬士，三戸 景永，曽 智，栗田 雄一，平野 陽豊，鵜川 貞二，中村 隆治，佐伯 昇，河本 昌志，東 幸仁，吉栖 正生，辻 敏夫
  • Organizer: 第25回計測自動制御学会中国支部学術講演会
  • Place of Presentation: 広島大学（広島県東広島市）