新しい弾性特性指標による指動脈の機能的器質的血管緊張度の分離と心理生理学的応用

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14510102
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 田中 豪一 札幌医科大学, 医学部, 助教授 (10167497)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 有一 札幌医科大学, 医学部, 助手 (90363689) ; 澤田 幸展 札幌医科大学, 医学部, 教授 (40045539)
• Keywords: 血管弾性 / 圧-容積関係 / 加齢 / メンタルストレス / 反応性充血 / 流量依存性血管拡張反応 / 血管内皮機能 / 近赤外分光法

Research Abstract

末梢血管の弾性特性はストレスなどによる機能的変動、内因性の機能変動(自己調節や内皮機能)、器質的な柔軟性などに影響される。本研究では、指尖部動脈及び橈骨動脈を対象に、その弾性特性のモデルを構築し、様々な変動要因を分離する方法論を開発する。研究成果として、指尖部に関しては血管弾性特性の新しい指標(コンプライアンス指数:CI)を応用し、圧-容積関係の指数関数モデル(V=a-b×exp(-nP))を考案した。実験1と2では機能変動、実験3では器質的変動に関する、モデル適合度の検証案験を実施した。さらに、心血管系疾患発展の最初期の機能異常を反映する血管内皮機能の新しい検査法として、実験3bで近赤外光法を応用した橈骨動脈流量依存性血管拡張反応測定法を開発した。
【実験1】測定指の上げ下げによる静水圧法を利用して、CI-血圧関数を決定する手法を提案し、冷水負荷に伴う血管弾性変化を明らかにした。
【実験2】CIの経壁圧(TP)に対する関数関係を調べるため、暗算作業(被験者16名)と反応性充血(5名)の測定を、カフによる指圧迫法を併用して行った。CIの対数変換値はTPに対して直線回帰を呈し、指数関数モデルを採用すると、安静に対して暗算および反応性充血時に、パラメータaが最も一貫した変化を示した。
【実験3a】男子学生31名と中年男性9名を被験者とし、安静時における指数関数モデルの適合度とパラメータの群間差を解析した。その結果、中年群では、指数関数モデルの適合度は低下し、パラメータnが有意に減少した。パラメータnは動脈硬化度を反映する上腕-足首脈波速度と有意な相関を示した。
【実験3b】実験3aにおいて反応性充血条件を実施した。拡張反応を近赤外分光法で測定し、橈骨動脈、前腕部、指基節部を比較した。橈骨動脈のヘモグロビン量は流量依存性拡張反応の特徴を呈し、脈波速度とも有意に相関した。

Research Products

• [Publications] Tanaka, G., Sawada, Y., Matsumura, K., Nagano, Y., Yamakoshi, K.: "Finger arterial compliance as determined by transmission of light during mental stress and reactive hyperaemia"European Journal of Applied Physiology. 87(6). 562-567 (2002)
• [Publications] Tanaka, G., Sawada, Y., Matsumura K.: "Examination of normalized pulse volume-blood volume relationship : Toward a more valid estimation of the finger vascular tone"Psychophysiology. 39(Supplement 1). S81-S81 (2002)
• [Publications] Tanaka, G., Kawana, S., Sawada, Y., Yamakoshi, K.: "Evaluation of pre-operative anxiety and propofol-induced sedation using newly proposed indices of finger vascular tone"Japanese Psychological Research. 44(2). 91-98 (2002)
• [Publications] Tanaka, G., Sawada, Y.: "Examination of normalized pulse volume-blood volume relationship : toward a more valid estimation of the finger sympathetic tone"International Journal of Psychophysiology. 48(3). 293-306 (2003)
• [Publications] Tanaka, G., Kawana, S., Sawada, Y., Yamakoshi, K.: "Normalized pulse volume and blood volume as separate indices of finger arterial and venous tone : Examination under propofol"Japanese Psychological Research. 45(1). 50-59 (2003)
• [Publications] 田中豪一, 澤田幸展, 松村健太, 長野祐一郎, 山越憲一: "交感神経に調節された血管トーヌス評価のための指動脈コンプライアンス-血圧関数の応用"心理学研究. 74(2). 156-163 (2003)
• [Publications] 廣田昭久, 澤田幸展, 田中豪一, 長野祐一郎, 松田いづみ, 高澤則美: "新たな精神生理学的虚偽検出の指標:規準化脈波容積の適用可能性"生理心理学と精神生理学. 21(3). 217-230 (2003)
• [Publications] 田中豪一, 松村健太: "コンプライアンス-圧関数を用いた寒冷昇圧刺激時の指動脈血管トーヌス推定"札幌医科大学人文自然紀要. 44. 7-15 (2003)
• [Publications] 田中豪一: "心理ストレス試験反応性と心血管疾患の初期徴候-近赤外線分光法による橈骨動脈流量依存性拡張反応の測定例を交えて-"心療内科. 8(1). 67-73 (2004)
• [Publications] Tanaka, G., Sawada, Y., Matsumura, K., Okayasu, T., Yamakoshi, K.: "Exponential model of pressure-volume relationship in the finger artery : Theoretical and experimental evaluation of vascular tone under mental stress and reactive hyperemia"In : Columbus F.editor.Advances in Psychology Research.New York, Nova Science Publisher. (in press).
• [Publications] Tanaka, G., Sawada, Y., Matsumura, Yamakoshi, K.: "Evaluation of functional and structural stiffness in the finger artery by a new exponential model of P-V function"28th International Congress of Psychology (ICP2004), August 8-13, Beijing, China. (in press).
• [Publications] 田中豪一, 松村健太, 澤田幸展, 山越憲一: "血管内圧-容積指数関数モデルによる青年と中年男性の指動脈弾性特性比較"第43回日本エム・イー学会大会,金沢大学,(生体医工学,42(Suppl.1)). (in press).