2005 Fiscal Year Annual Research Report
近赤外分光法を用いた筋組織酸素濃度分布の時空間解析装置の開発とその応用
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16300142
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
山本 克之 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (10088867)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
工藤 信樹 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (30271638)
川初 清典 高等教育機能開発総合センター, 教授 (80026822)
河原 剛一 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (20125397)
高橋 英嗣 山形大学, 医学部, 助教授 (30206792)
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| Keywords | 近赤外光 / 筋 / 組織酸素濃度 / 酸素消費量 / 時空間解析 / 運動負荷 / 顕微分光 |
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| Research Abstract |
本研究は,近赤外分光法(NIRS)を用いた筋組織筋組織酸素濃度分布のイメージング装置を開発し,運動負荷時の筋組織酸素濃度・飽和度・消費量などの時空間解析を行うことにより,運動時の筋代謝機構を明らかにするとともに,筋を対象とするNIRSイメージング法の確立を目指す.
1.空間分解法を用いた筋組織酸素濃度イメージング装置の改良
前年度に筋組織酸素濃度のイメージングを行う時空間解析装置の基本部分を完成させた.本年度は,計測のS/N向上を図るため光プローブを改良し,イントラリピッドと血液を用いたファントム実験で改良プローブの性能評価を行うとともに,新たに高感度CCDカメラを用いた画像計測による空間分解NIRSの測定精度の検証を開始した.
2.ヒト運動負荷試験における時間応答解析
試作した時空間解析装置を用いて,種々の運動負荷に対する筋組織酸素濃度分布の時空間応答解析を実施した.特に大腿部筋群に着目し,膝伸展運動に下方への踏み込み運動を付加した場合の筋組織酸素飽和度の時空間応答を解析した.膝伸展運動のみでは大腿直筋が主働筋となるが筋の疲労に伴い大腿外側・内側広筋がこれを補うこと,また踏み込み運動を負荷した場合はこれら3筋群が運動に対してほぼ同等に寄与することなど,わずかな運動様式の違いを筋組織酸素濃度の時空間解析により明瞭に把握できることを提示できた.
3,顕微分光による筋組織酸素飽和度の測定
前年度に試作した顕微分光システムを用いてラット挙睾筋を対象に酸素飽和度イメージングを行うとともに,誤差要因の系統的解析をファントム実験で行った.波長500nm帯では,径数10ミクロンの血管において飽和度を画像化できたが,より微小な血管では吸収成分が微少となるため散乱成分の時空間的変動の影響を十分に除去できず,改良法として1桁吸収の大きい400nm帯の利用を示唆する結果を得た.
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