生理学的・解剖学的特性を考慮した冠状動脈の血流解析モデルの構築

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555055
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 鈴木 雄二 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (80222066)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阪上 学 金沢大学, 医学部, 助手 (60283123) ; 高田 重男 金沢大学, 医学部, 教授 (40135059) ; 笠木 伸英 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80107531) ; 村田 昇 理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 研究員
• Keywords: 冠状動脈 / 3次元構築 / 血流測定 / 超音波 / カテーテル / 血流解析モデル / X線造影

Research Abstract

冠状動脈内の血流は,血管が柔軟であるだけでなく,心筋の収縮に伴って血管断面積が能動的に変化する.生体としての自律的フィードバック機構を有する,などの特徴を有する.冠動脈形成術やバイパス手術など冠動脈疾患に対する治療方針決定,人工心臓の制御アルゴリズム開発のためには,限られた情報から全体像を捉えることができる冠状動脈の工学的精密モデルが必要である.本研究では,流体工学,医学・解剖学,生理学の多方面から冠状動脈の血流の特性を明らかにし,シミュレーション・ツールを開発することを目的としている.本年度の研究成果は以下のようである.
(1)冠動脈3次元モデルの再構築
冠動脈X線造影の画像データから,冠動脈の3次元構造を再構築し,血流の電気回路モデルに還元する手法について,基礎的な検討を行い,有用性を確認した(鈴木・笠木).
(2)冠動脈内の血圧・血流速計測
カテーテルのガイドワイヤに取り付けた超音波血流センサを用いて,狭窄のある患者の冠動脈内血流速の詳細な計測を行い,モデル評価のための基礎データを取得した.(阪上・高田)
(3)自律神経系による心臓動態制御のモデル化
胸部交感神経系遮断の臨床例から得られる知見(研究協力者の手取屋らによる実験報告)から,心拍変動とホルモンに由来する心臓自律神経制御状態を確率モデルを用いて記述するために独立成分分析等による共分散構造解析の可能性を検討した.特に解析の結果得られる因子の独立性を検定するために理論的な考察を行った(村田).