2022 Fiscal Year Annual Research Report
電気インピーダンス法を用いる骨格筋緊張の定量的指標値決定
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20K11181
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
関根 克尚 金沢大学, 保健学系, 准教授 (10163106)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 骨格筋 / 生体インピーダンス計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度（令和4年度）の研究成果
以下の骨格筋模型の電気インピーダンスZの周波数変化を0.1 Hzから10 MHzの周波数範囲で計測し、実測値と理論値と比較して解析した：
1) NaCl水溶液を充填したポリプロピレン製ストローをポリスチレン製容器中に並べ、ストロー間隙をNaCl水溶液で満たして骨格筋組織模型を作成、点状電極をストローと平行方向に配列してZに対する電極間隔の影響、ストロー内外の塩濃度の影響を調べた。10 kHz以下のレジスタンスRの実測値は理論値とよく一致したが、共振的な測定誤差のため、10 kHz以上のRと100 Hz以上のリアクタンスXは不一致だった。アクリル丸棒で作成した模型でも同様の結果となった。理論計算から、ストローとアクリル丸棒とのZの違いは1 kHzから10 MHzで出現すると期待されたが、計測誤差のため両者の差異を明瞭に観測することはできなかった。
2)骨格筋と類似の幾何学形状をもつ中空糸人工透析モジュールを用い、その外筒に電極を貫通させてZを計測した。実測値と理論値との比較により、中空糸の膜部分は電気伝導性が高く、骨格筋細胞の束に期待される特異なZの周波数変化は観測できなかったと推定された。
研究期間全体の研究成果
本研究の目的は、Zの実測値を理論解析し筋緊張度の定量的指標を構築することであり、以下の成果を得た：1)骨格筋に特異的でまだ実測例のないZの周波数変化が1 Hz付近で出現することが理論的に予測されていた。これを検出するためにはこれまで使用例のない電気化学計測装置が有用であることを見出した。2)形状と電気特性を制御できる骨格筋模型に対する実測値と理論値を比較し、計測誤差の影響を明らかにできた。計測誤差を適切に評価できたことは、計測を模倣できる独自開発の理論計算技法を利用するという本研究の特長を活用した成果であるといえる。
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