2002 Fiscal Year Annual Research Report
ニトログリセリンに対する血管反応性の高精度超音波連続計測システムの開発研究
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12555113
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
金井 浩 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10185895)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
砂川 和宏 (株)松下通信仙台研究所, 開発部, (研究職)
小岩 喜郎 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (80091685)
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| Keywords | 動脈硬化症 / 医用超音波工学 / 弾性特性 / 位相差トラッキング法 / 非侵襲計測 / 組織診断 / アテローム / バイオレオロジー |
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| Research Abstract |
本研究では,ニトログリセリン(血管拡張薬)に対する中膜平滑筋の過渡応答である血管拡張反応を,高い空間分解能と時間分解能で検出するための高精度な連続的な計測手法とシステムを新たに開発し,従来不可能だった,動脈硬化症の無徴候性段階での検出・評価も含めた,動脈硬化症の早期診断法として確立することを目指した.
(1)現有設備のリアルタイム連続計測装置の標本化周波数を,10MHzまで上げて空間分解能をさらに向上させ,上腕動脈・橈骨動脈など180ミクロン程度の薄い壁をもつ動脈壁の,1拍内での僅か数ミクロンの厚み変化の高精度連続計測を可能とするリアルタイムシステムを設計製作した.
(2)同時連続計測する橈骨動脈での血圧から,1拍内での血管壁の『応力-歪み特性』を評価した.
(3)水槽実験・動物実験によるリアルタイム連続計測システムによる動脈壁の応力-歪みヒステリシス特性・弾性特性・粘性特性の算出処理の詳細にわたる検討・精度評価を行って,充分な精度を確認した.
(4)このシステムを,ヒト被験者に適用し,血管反応性評価を行って,ニトログリセリンをスプレー舌下後の血管反応性に,健常者と喫煙者間で差があるかを実験的に調べた.その結果,頚動脈の厚みに顕著な異常のない段階でも,喫煙者の弾性率が硬くなっていること,応力-歪みヒステリシス特性が,健常者とは全く異なり,喫煙者の反応性が悪いことを実験的に示した.これらは,従来の超音波診断検査などでは血管壁に異常が発見できない,無徴候性で早期の被験者においても,内皮細胞機能と平滑筋機能の反応性に関して,健康体に比較して顕著な差が現れることを実験的に示した点で大きな意義がある.
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[Publications] H.Hasegawa, H.Kanai, Y.Koiwa: "Modified Phased Tracking Method for Measurement of Change in Thickness of Arterial Wall"Japanese Journal of Applied Physics. 41. 3563-3571 (2002)
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[Publications] M.Watanabe, H.Hasegawa, H.Kanai: "Optimization of Condition on Ultrasonic Beam for Measurement of Small Change in Thickness of Arterial Wall"Japanese Journal of Applied Physics. 41. 3613-3618 (2002)
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[Publications] Y.Koiwa, H.Kanai他5名: "Systolic Heterogeneity of Transmural Myocardial Function in Normal Subjects : Physiological Function Heterogeneity"Tohoku J. Exp. Med. 197. 183-187 (2002)
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[Publications] 渡辺 優, 長谷川英之, 金井 浩: "3次元音場の模擬による動脈壁厚変化計測の精度検討"日本音響学会誌. 58. 696-703 (2002)
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[Publications] Y.Koiwa, H.Kanai, 他3名: "Left Ventricular Transmural Systolic Function by High-sensitivity Velocity Measurement "Phased Tracking Method" Across the Septum in Doxorubicin Cardiomyopathy"Ultrasound in Medicine and Biology. 28. 1395-1403 (2002)
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[Publications] H.Kanai, S.Katsumata, 他2名: "Measurement and analysis of vibration in the myocardium telescopic motion for novel echo-graphic diagnosis"Acoustical Science and Technology. 24. 17-22 (2003)
