高速度ニードルレンズ型蛍光生体顕微鏡による心内膜側心筋微小循環の血行動態解析

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08558103
• Research Institution: Kawasaki Medical School
• Principal Investigator: 梶谷 文彦 川崎医科大学, 医学部, 教授 (70029114)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 望月 精一 川崎医療短期大学, 医用電子技術科, 講師 (60259596) ; 後藤 真己 川崎医療短期大学, 医用電子技術科, 助教授 (50148699) ; 矢田 豊隆 川崎医科大学, 医学部, 講師 (00210279) ; 小笠原 康夫 川崎医科大学, 医学部, 助教授 (10152365) ; 辻岡 克彦 川崎医科大学, 医学部, 教授 (30163801)
• Keywords: 高速高分解能蛍光生体顕微鏡システム / 冠微小循環 / 心筋虚血 / NADH蛍光 / 心内膜側 / 毛細血管 / 不均一性 / 冠血流

Research Abstract

心筋虚血の主たる発生場所である心内膜側微小循環の血管拍動形状に加えて血流速度及び血管壁物質透過のin vivo解析を可能にし、冠微小循環の病態生理の理解を飛躍的に進展させることを目標に、本年度は、平成8年度に試作したニードルプローブ型高速・高品位蛍光生体顕微鏡の性能評価と特性の最適化を行い、実験用動物を対象にして実際に病態生理学的実験に応用した。すなわち、高速度&高品位CCDによって可能になった高速高分解能蛍光生体顕微鏡システムの特徴である、1)光マ-カ微粒子(直径3μm以下、NbあるいはZrマイクロスフェア:比重1.3)を用いて代謝観測に影響せずに血流を可視化できること、そして2)FITCやNADHの蛍光イメージ観測が可能であることを利用して動物実験を行った。その結果、(1)心内膜側毛細血管の血流は心拍動による影響を受けて主に拡張期に流れ、収縮期には二峰性の逆流が発生すること、(2)冠動脈圧をコントロールして100、60、40mmHgに低下させると、潅流圧の低下に対して心外膜側細動脈だけでなく心内膜側細動脈にも拡張反応が認められること、(3)一過性冠潅流途絶によって心筋虚血を発生させて心筋代謝障害を観測すると微小心筋領域の虚血発生には空間的不均一性があり、NADH蛍光イメージで示される微小虚血領域は数百ミクロンを単位として出現し、微小血管構築を背景とした易虚血領域ユニットが存在することが示された。

Research Products

• [Publications] Fumihiko Kajiya: "The relationship between cardiac contraction and intramyocardial nemodynamics-New tools for analyzing the coronary venous systems" IEEE Engineering in Medicine and Biology. 16・5. 127-132 (1997)
• [Publications] 小笠原 康夫: "高速度CCD生体顕微鏡による実質臓器微小循環の血流・血管動態の可視化" 日本バイオレオロジー学会誌. 11・4. 195-201 (1997)
• [Publications] Fumihiko Kajiya: "Temporal and spattal heterogeneity of blood supply to the heart : visualization and interpretation" Methods of Intormation in Medicine. 36. 319-321 (1997)
• [Publications] Yasuo Ogasawara: "Development of intra-vital tluoresence CCD microscope system for measurement of NADH in a beating heart" Medical & Biological Engineering & Computing. 35・Suppll. 631 (1997)
• [Publications] Yasuo Ogasawara: "Flow velocity measurement in canive myocardial capillary vessels by high-speed needle-probe CCD microscope" Circulation. 96・8. I-139 (1997)
• [Publications] Fumihiko Kajiya: "Evaluation of methoddogies for the study of the cororary microcirculation" XXXIII International Congress of Physiological sciences Abstract. L063.22 (1997)