心電活動と心筋代謝の蛍光・吸光多波長同時計測システムの試作

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09558114
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 酒井 哲郎 東京医科歯科大学, 医学部, 助教授 (40153845)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神野 耕太郎 東京医科歯科大学, 医学部, 教授 (40025630) ; 佐藤 勝重 東京医科歯科大学, 医学部, 助手 (80291342) ; 佐藤 容子 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 講師 (70251501)
• Keywords: 心電活動 / 心筋代謝 / 光学的測定 / 膜電位感受性色素

Research Abstract

心電活動と心筋代謝を光学的に計測するシステムを製作するため、本年度は、電気系およびコンピュータシステムをふくむ測定システムおよび光学系の改良を進める一方、動物実験への応用をおこなった。
心臓標本の活動電位に由来する光学的シグナルを多素子フォトダイオードアレイで検出し電気的シグナルに変換・増幅するためのオプトエレクトロニクスの部分については、電子回路の適正化と改良(特にノイズの抑制)をさらに進め、長時間にわたる光学的シグナルの多チャンネル連続記録のためハードウエアの改良をソフトウエアライブラリの開発とともに進めた。これと併用して心筋の電気活動をより高精度で検出するための新たな膜電位感受性色素のデザイン・開発も進めた。心筋代謝の光学的測定のためのCCDカメラシステムについて、光学系を含めたハードウエア、およびソフトウエアの両面からの検討をおこなった。一方、本研究で開発する計測システムを複数のコンピュータベースの測定システムからなるコンピュータネットワークにより接続された分散処理システムとして捉え、得られたデータを統合的にかつ高速に処理するため、最新のコンピュータネット技術の進歩を取り入れ、システム全体の構成の改良を進めた。
さらに、本研究の計測システムをラット心房摘出標本を用いた実験的不整脈発現の実験に適用した結果、この実験系が興奮旋回性不整脈のin vitro実験モデルとしてきわめて有効であることが確認され、本研究の測定システムはこの分野の研究の展開に大きな力を発揮することが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Momose-Sato, Y.: "OPTICAL IMAGING OF THE SPATIOTEMPORAL PATTRERNING OF NEURAL RESPONSES IN THE EMBRYONIC CHICK SUPERIOR CERVICAL GANGLION"Neuroscience. 90・3. 1069-1083 (1999)
• [Publications] Obaid, A.L.: "Spatiotemporal Patterns of Activity in an Intact Mammalian Network with Single-Cell Resolution: Optical Studies of Nicotinic Activity in an Enteric Plexus"Journal of Neuroscience. 19・8. 3073-3093 (1999)