高齢者歯科治療中の異常高血圧を予測する無侵襲モニターの開発に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14571882
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 大渡 凡人 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 講師 (80194322)
• Keywords: システム同定 / 高齢者 / 高血圧 / 歯科治療

Research Abstract

高齢者歯科治療で最も多い偶発事故は予期しない異常高血圧である。その予測は高齢者の安全な歯科治療において有用である。一方、異常高血圧の背景因子として加齢による循環制御系の不安定化が考えられる。そこで、システム同定により、これまでブラックボックスであった高齢者の循環制御系応答を明らかにすることにより、異常高血圧を予測できると考えた。
本研究の最終目的は、高齢者の歯科治療中の異常高血圧を、システム同定により予測する無侵襲モニターを開発することである。
環制御系のシステム同定として、以下の3つの解析系のソフトウエア的な構築を試みた。すなわち、(1)体位負荷をインパルス入力とし、循環制御系の状態方程式を推定する。
(2)心拍と血圧間のフィードバック制御について状態方程式を推定する。
(3)非線形自己回帰モデルに従って変動していると仮定し、最小自乗法によりパラメーター推定を行う。しかし、得られた状態方程式は同一個人内でばらつきが大きく、安定しなかった。治療中の血圧変動を予測するためにはある程度一定の状態方程式が必要である。外的刺激(雑音)によりダイナミックに変動する系をモデル化する場合、時間分解能が十分に高くなければならない。
そこで、循環系閉ループの重要な因子である洞結節への自律神経入力変動を、高時間分解能で取得できるウェーブレット解析を導入したが、やはり十分に安定した結果を得ることができなかった。
しかし、副次的に、動脈圧波形のウェーブレット変換により、歯科治療中に血圧変動が大きい高齢者は、初期の立ち上がり相における高周波数成分のパワーが高い傾向を示した。これは動脈硬化が脈波伝導速度を上昇させ、動脈圧波形の立ち上がり相における高周波数成分を上昇させた結果と考えられる。ウェーブレット変換はきわめて短時間の時間軸変化も周波数領域への変換が可能であるため、急峻な変化を検出できたものと思われる。