2015 Fiscal Year Annual Research Report
危機管理 鳥インフルエンザ感染個体のスクリーニングに関する研究
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15H01791
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
中島 功 東海大学, 医学部, 教授 (00183509)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒川 清 政策研究大学院大学, 政策研究科, 客員教授 (30167390)
尾崎 清明 公益財団法人山階鳥類研究所, 保全研究室, 副所長 (40106729)
猪口 貞樹 東海大学, 医学部, 教授 (60160008)
秦 順一 公益財団法人実験動物中央研究所, その他, 所長 (90051614)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | マイクロ波 / 呼吸・循環モニタ / 鳥類のヘモグロビン / 気嚢 / 横隔膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鳥類は横隔膜が無く、肺は硬く、鞴の様な気嚢で換気し、胸部だけではなく、腹部気嚢も呼吸に司どっており、胸部と腹部を同時に観察する必要がある。 このため非接触で体内・体外の動きを計測できる透過型マイクロ波呼吸・循環モニタを開発・試作した。その原理はトランスジューサーから送信されるマイクロ波が、生体の水分による減衰と誘電率の変化で信号が変調されるので、この信号を対側で受信・復調するものである。実験の対象動物は、ニワトリ5羽、キジ4羽、カラス成鳥11羽（鶴岡市より文書を交わし捕獲個体を譲り受けている）、ハト4羽、実験結果は極めて良好で、胸部より心臓の拍動に同期した連続波形、呼吸に伴う波形、腹部より吸気に伴う胸部とは位相が異なる連続波形を量子化16bits、格子化200から1000/秒でマルチチャンネルで連続記録する事ができた。さらに試作した鳥類専用人工呼吸器を使い全身麻酔下で気管内挿管後、経気管カテーテルを片肺に選択的に挿入し、かなり薄めの食塩水を注入して人工的に肺水腫を誘発することに成功した。ただ、この様な負荷動物は覚醒して長時間生存させる事が極めて困難であることも判ったので、計測は麻酔中が無難である。 マイクロ波や同時に記録している気嚢内の気圧計測では、症状の程度によりさまざまな呼吸パターンがあることが判明した。 研究成果の一部は、国際電気通信連合とWHOが協賛した遠隔医療関連の国際ワークショップで発表し、また呼吸モニタの知財は特許出願１件を行なった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
鳥類のヘモグロビンの吸光度に合わせたパルスオキシメーターの開発は、ニワトリのヘモグロビン吸光度計測を完了し、試作回路、試作品が出来上がっている。 ただ、動物舎の管理上、および予算上、年度末まで鳥類を生かすことが難しく、すでに殺処分しており、次年度に実験を実施し、開発にフィードバックをかけ、より良い装置を開発したい。計画は概ね順調である。
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| Strategy for Future Research Activity |
哺乳類と異なり鳥類は胸部だけではなく、腹部も直接換気を司どっており、このため胸部と腹部を同時に観察する必要がある。 このため腹部の動きのみならず、腹部気嚢を制御している骨格筋、その支配神経、脳幹、上位の大脳皮質に対しても留意している。哺乳類では脳幹と横隔膜神経（C4レベル）は解剖学的に近いが、骨格筋制御の大脳皮質と脳幹は空間に離れており、この刺激系の解離が呼吸制御にも現れているものと我々は推測している。 研究の主題は、開発したマイクロ波呼吸計測装置のトランスジューサーから発射されるエネルギーを腹部、胸部でそれぞれ独立した系て受信し、減衰量と時間的な遅延を、非接触、無拘束で計測する。 昨年度は、試作機材の基本的な動作とハトでの呼吸、循環モニタができることを確認したので、今年は、１）ニワトリ、カラスなどを使って、蒸留水を片肺に注入し、意図的に一側性肺炎を引き起こし、その呼吸パターンを胸部・腹部でそれぞれ計測する。 ２）３つの気嚢（鎖骨内気嚢、後胸部気嚢、腹部気嚢）と口腔内の気圧を、直流増幅、および微分増幅し、これらを持続で記録する。 この個体に吸入麻酔薬イソフルランで深昏睡の状態に最終的に持っていく。 正常から深昏睡までの各気嚢圧の実測値とマイクロ波の相関を求める。 ３）吸入麻酔薬イソフルランで誘発される深昏睡状態での呼吸パターン、聴性脳幹反応を検査し、V7,V6波の消失と腹部気嚢の相関をニワトリ、カラスで把握する。４）肺炎の状態を把握するためレントゲン撮影は勿論のこと、鳥類のヘモグロビンに合わせた血液酸素飽和度計を開発し、試験運用する。５）高出力非接触のマイクロ波呼吸計測装置を戸外に設置し、野生のカラスの呼吸や心拍のモニタが可能か、野外で検証実験を行う。 ６）鳥類のヘモグロビンの吸光度に合わせたパルスオキシメーターを開発する。
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Research Products
(7 results)
