| Project/Area Number |
22K12946
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 90150:Medical assistive technology-related
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| Research Institution | Takasaki University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
高橋 大志 高崎健康福祉大学, 健康福祉学部, 准教授 (20549943)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 真悟 高崎健康福祉大学, 健康福祉学部, 講師 (20804397)
児玉 直樹 新潟医療福祉大学, 医療技術学部, 教授 (50383146)
松尾 仁司 高崎健康福祉大学, 健康福祉学部, 教授 (70417012)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 熱刺激装置 / システム開発 / ヒートショック / 加温 / 冷却 / 赤外線 / 末梢血管 / 血管運動性 / 熱刺激 / 開発 / 血管透過 / ペルチェ素子 / 近赤外 / 赤外線カメラ / 生体機能評価 / 血管径 / 透過画像 / 入浴時ヒートショック |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、ヒートショック（HS）の危険性を定量的に評価する目的で、末梢血管機能評価システム（末梢血管透過撮影装置と冷温熱刺激装置、評価用ソフトウェア）の開発を行う。熱刺激装置はペルチェ素子と温調機能付きプログラマブル電源を用いて作製する。また透過撮影装置は、近赤外LEDと近赤外カメラを用いて構築する。この2つの装置を生体計測実験に供して冷温熱負荷を与えた際の末梢血管画像を取得する。取得画像中の血管径等を新規開発したソフトウェアで計測することで、熱負荷に対する血管機能を評価する。実験では動脈硬化状態も計測し、これらの実験結果から冷温熱刺激に対する血管機能と動脈硬化状態の関係を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、入浴時ヒートショック（HS）の体質的な危険性を評価できるシステムを新たに開発する事を目的に、昨年度（令和4年度）では冷温熱刺激装置と末梢血管透過撮影装置、及び末梢血管径の自動計測ソフトウェアの基礎的な開発を行い、その性能を評価した。その結果、手掌の温冷熱刺激が可能であり、同時に手指の末梢血管を赤外線で透過観察できる事等を確認した。そこで、本年度（令和5年度）では、本学における研究倫理申請及び承認を得て、実際に健常若年成人と高齢者を対象に温冷熱刺激を手掌に負荷し、その際の手掌末梢血管の撮影、及び血管径の変動を測定した。生体計測実験では、手掌を25℃で3分間保持した後、毎分30℃の温度変化速度で40℃まで加温し、加温開始から3分間となるように温度を保持した。その後、毎分30℃の温度変化速度で15℃まで冷却し、制御開始より3分間保持した。その後は初期温度である25℃に毎分30℃の温度変化速度で復温し、制御開始より3分間となるように保持した。また、手指末梢血管の撮影は、手指の加温・冷却制御開始の5秒前にそれぞれ撮影し、各人4枚（①加温前（初期血管：コントロール）、②加温終了直前、③冷却終了直前、④復温終了直前）の撮影を行った。血管径の計測は、撮影した画像において最も明瞭に観察できる部位を5回計測してその平均値を求め、初期血管径に対する倍率を算出する事により温冷熱刺激に対する末梢血管の拡張収縮機能（血管運動性）を評価した。また、実験時にはヒートショック発症に関する簡単なアンケート調査も実施した。血管径計測の結果、高齢者及び健常若年成人においても温冷加温熱刺激に対し血管径の変動が観察され、その変動量については大きな個人差が観察された。以上より、熱刺激に対する血管径変動の個人差がヒートショック発症リスクにつながる可能性が考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度は熱刺激装置や血管透過撮影装置の開発等、ヒートショックの体質的リスク評価システムの開発を主としていたが、コロナウィルス感染症の拡大により生体計測実験を行う機会が得にくい状況であった。しかし、本年度よりコロナウィルスが5類感染症へ移行したため、感染リスクがあるものの感染症対策を実施した上で高崎市所有の高齢者施設にて高齢者を対象とした生体計測実験やアンケート調査等も実施できたことから、概ね研究計画に沿って研究が実施できたと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度ではヒートショック評価システムの基礎的な開発と性能調査等、また令和5年度においては少数ではあったが高齢者と健常若年成人を対象に生体計測を実施しその結果を比較する事ができた。しかし、被験者についてはいまだ計測数が少なく、またヒートショックを発症している被験者がいなかった事や詳細な計測結果の解析ができていなかったという課題があった。そこで、令和6年度においては高齢者及び健常若年成人についても被験者数を増加させ、手指末梢血管データを収集しヒートショックの発症状況と比較検証を行う。また、現状では30～50歳代の被験者が少ない状況にあるため、その年齢層についてもデータ取得を目指す。また、これまでに生体計測実験にご協力頂いた高齢者においてはヒートショックを発症している被験者がいなかったため、高齢者の被験者数を増加させ、ヒートショックと温冷熱刺激に対する末梢血管運動性の関連性を評価していく予定である。さらに、現在の熱刺激条件が25℃、40℃、15℃、25℃（各3分間）で設定しているものの、本条件がヒートショック発症の危険性評価に対して最適条件であるかの検証ができていないため、熱刺激温度や保持時間について検証を行う予定である。さらに、ヒートショック発症に関するアンケート調査についても引き続き実施し、ヒートショック発症と手指末梢血管の温冷熱刺激に対する血管の拡張収縮機能（血管運動性）との関係を明らかにしていく予定である。以上、次年度（令和6年度）が最終年度（予定）となるため、本研究期間全体での各種データのまとめ、及び検証を行う予定である。
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