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Biological Rhythm Formation in Newborns through Heart Rate Variability Analysis

Research Project

Project/Area Number 20K02632
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 09030:Childhood and nursery/pre-school education-related
Research InstitutionKagawa University

Principal Investigator

Nishida Tomoko  香川大学, 教育学部, 教授 (00243759)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 加藤 育子  香川大学, 医学部, 准教授 (00613720)
小谷野 耕佑  香川大学, 医学部附属病院, 講師 (20437685)
日下 隆  香川大学, 医学部, 教授 (50274288)
杉野 政城  独立行政法人国立病院機構四国こどもとおとなの医療センター(臨床研究部(成育)、臨床研究部(循環器)), 新生児内科, 医師 (50793220)
小西 行彦  香川大学, 医学部附属病院, 講師 (60528157)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords心拍変動 / 発達 / 新生児 / 早産児 / 生体リズム / 低出生体重児 / 心拍変動解析 / 睡眠リズム / 感覚特性 / aEEG / ゆらぎ
Outline of Research at the Start

近年、新生児集中治療室(NICU)においてamplitude-integrated electroencephalogram (以後 aEEG)は脳波の“リズム形成”を見ることにより神経発達予後を予測できるとされている。心拍変動も個体の“リズム形成”をとらえる指標となりうる。我々の事前研究において、心拍変動解析によりaEEGと同様に“睡眠のリズム形成”をとらえることが可能であった。心電図モニターの心拍変動解析を行うことで、臨床的により負担なく新生児・乳児の脳の成熟レベルを評価することが可能になると考え、aEEGで評価可能なリズムと心拍変動解析で評価可能なリズムとの関係性を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

The optimal sampling interval for analyzing heart rate variability in infants was examined, confirming that up to 5ms is suitable for peak detection. During wakefulness, the R-R interval is short with small variability. In active sleep, the R-R interval lengthens without significant increase in variability, while in quiet sleep, variability increases. For preterm infants in the NICU, accurate capture of the R-wave is challenging due to large artifacts, and rapid changes in R-R intervals were observed due to factors such as feeding and respiratory management. Similar to a-EEG, using heart rate variability for assessing neurodevelopmental progress is feasible, but long-term monitoring is necessary for analyzing heart rate variability in infants, including preterm infants, highlighting the importance of selecting the right electrocardiogram sampling interval.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

a-EEGと同様に神経発達評価に心拍変動を利用できる可能性は十分にあるが、早産児を含めた乳児期の心拍変動解析には長期間の計測が必要であり、心電図のサンプリングインターバルの選定の重要性が明らかとなった。早産児においてモニターは通常普段より装着されているものであり、それを利用して神経活動の変化を見るということで発達が評価できることは有意義である。今回はその方法を検討し、正期産児の意て月齢が進むに伴いその変動が変化することが確認されたことより、心拍変動解析を発達予後予測に利用できる可能性を示すことができた。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] 特集 エキスパートが教える 小児の薬物治療 Ⅲ.疾患別 L.新生児・乳児疾患 新生児無呼吸発作2023

    • Author(s)
      杉野 政城
    • Journal Title

      小児内科

      Volume: 55 Issue: 13 Pages: 896-900

    • DOI

      10.24479/pm.0000001359

    • ISSN
      0385-6305
    • Year and Date
      2023-11-30
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Serum caffeine concentrations in preterm infants: a retrospective study2023

    • Author(s)
      Sugino Masashiro、Kuboi Toru、Noguchi Yuta、Nishioka Katsufumi、Tadatomo Yoko、Kawaguchi Nana、Sadamura Takaaki、Nakano Akiko、Konishi Yukihiko、Koyano Kosuke、Nakamura Shinji、Okada Hitoshi、Itoh Susumu、Kusaka Takashi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 10305-10305

    • DOI

      10.1038/s41598-023-37544-9

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 極低出生体重児における3歳時点の感覚特性2024

    • Author(s)
      加藤 育子, 小西 行彦, 森田 啓督, 中村 信嗣, 小谷野 耕佑, 西田 智子, 日下 隆
    • Organizer
      第125回日本小児科学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 新生児健診のこれから-2021 新生児期早期の母乳育児支援2023

    • Author(s)
      加藤育子
    • Organizer
      第124回日本小児科学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 早産児慢性肺疾患に対してデキサメタゾン吸入療法を行った極低出生体重児の修正18 か月の神経発達学的予後について.2023

    • Author(s)
      有岡誠, 板東里佳, 井上公太, 西岡克文, 中尾泰浩, 森田啓督, 中村信嗣, 小谷野耕佑, 安田真之, 岩瀬孝志, 日下隆.
    • Organizer
      第67回日本新生児成育医学会学術集会
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  • [Presentation] 香川大学医学部附属病院における正期産新生児高ビリルビン血症管理.2023

    • Author(s)
      小谷野耕佑, 板東里佳, 西岡克文, 中尾泰浩, 有岡誠, 森田啓督, 中村信嗣, 安田真之, 日下隆.
    • Organizer
      第21回日本新生児黄疸管理研究会
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  • [Presentation] 生後早期の頭部MRIで異常所見を認めた低酸素性虚血性脳症の軽症例.2023

    • Author(s)
      板東里佳, 西岡克文, 中尾泰浩, 有岡誠, 森田啓督, 中村信嗣, 小谷野薫, 小谷野耕佑, 小西行彦, 安田真之, 岩瀬孝志, 日下隆
    • Organizer
      第111回日本小児科学会香川地方会
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  • [Presentation] 早産児無呼吸発作に対するカフェイン療法中の血中濃度モニタリング2023

    • Author(s)
      杉野 政城, 宮本 貴和子, 岡本 夏海, 只友 蓉子, 高田 幸成, 川口 菜奈, 中野 彰子, 久保井 徹, 岡田 仁, 伊藤 進, 日下 隆
    • Organizer
      第77回国立病院総合医学会
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  • [Presentation] カフェイン維持投与量の増量は早産児に有益な結果をもたらすか2023

    • Author(s)
      杉野 政城, 宮本 貴和子, 只友 蓉子, 川口 菜奈, 高田 幸成, 定村 孝明, 中野 彰子, 久保井 徹
    • Organizer
      第67回日本新生児成育医学会学術集会
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  • [Presentation] カフェインクエン酸塩(レスピア)は補正を要する代謝性アシドーシスのリスク因子となるか2023

    • Author(s)
      岡本 夏海, 豊嶋 桃子, 高田 幸成, 只友 蓉子, 杉野 政城, 定村 孝明, 中野 彰子, 久保井 徹
    • Organizer
      第59回日本周産期・新生児医学会学術集会
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      2023 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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