微細粒子を用いた局所心筋マイクロストレインの解析・評価

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10780545
• Research Institution: Kawasaki College of Allied Health Professions
• Principal Investigator: 立花 博之 川崎医療短期大学, 臨床工学科, 助手 (00241216)
• Keywords: 局所心筋マイクロストレイン / 心筋マイクロメカニクス / メカニカルストレス / 高速度カメラ内蔵CCD生体顕微鏡 / 微細粒子光マーカ

Research Abstract

【目的】心筋虚血の局在性と深い関連を持つ心臓の局所メカニカルストレスを理解するために、拍動心における局所レベルでの心筋マイクロストレイン(ひずみ)を計測、解析を行い、マイクロレベルかつダイナミックな状態における心筋マイクロメカニクスの評価を行う。【方法】麻酔開胸犬を対象に、先端直径30μm、先端角度25度のマイクロピペットを使用し、拍動する左心室自由壁表面の心外膜を穿通しマイクロホールを作製した。作製したマイクロホールに直径15μmの可視光対応の微細粒子光マーカをランダムに埋め込み、高速度カメラ内蔵CCD生体顕微鏡を用いて、微細粒子光マーカの変位量を測定し、心筋のマイクロストレインの観察・計測を行った。観察画像に関心領域を設け、関心領域内から任意に抽出した5点の微細粒子光マーカについて時間経過毎の相対座標点を求め、二次元マトリックスの変換係数を求めるアフィン変換法を用いて心筋のマイクロストレインの経時的なひずみ波形を得た。【結果】心筋マイクロストレイン(ひずみ)は、心電図上のR波の開始、すなわち電気的収縮の開始とともに心筋の収縮が開始し、その後、収縮早期のうちに最大短縮(4.6±2.2%)に達し、心筋の微小領域の変形は、左心室の圧の駆動に先行する前駆出期に生じた。【結言】電気的収縮とほぼ同時に始まる収縮早期におけるマイクロストレインの最大短縮は、冠微小血管床にメカニカルストレスとして作用し、冠動脈の特徴的な血液の流れである収縮期早期の逆流の成因メカニズムを説明するものであると考えられた。

Research Products

• [Publications] 立花博之、小笠原康夫、豊田英嗣、江幡淳、仲本博、ほか: "高速度生体顕微鏡による心内膜側細動脈の血流パターンの計測"医用電子と生体工学. 35・147. 20-21 (1997)
• [Publications] 豊田英嗣、立花博之、松本健志、小笠原康夫、梶谷文彦: "高速度CCD生体顕微鏡を用いた心筋マイクロメカニクスの直接計測"医用電子と生体工学. 36・438. 14-16 (1998)
• [Publications] 小笠原康夫、松本健志、立花博之、梶田達也、徳田周子 ほか: "冠微小循環虚血時における局所血流と代謝分布同時イメージングによる微小循環障害の不均一性の解析"Japanese Circulation Journal. 63・506. 27-29 (1999)
• [Publications] 立花博之、松本健志、徳田周子、小笠原康夫、梶谷文彦: "心筋血流パターンの高分解能計測のためのダブル分子トレーサ法"第22回日本エム・イー学会中国四国支部大会講演抄録. 41 (1999)