2022 Fiscal Year Annual Research Report
光イメージングによる生体内部血管の血栓形成に伴う破壊機序の解明
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20K12612
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| Research Institution | National Institute of Technology, Toyama College |
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Principal Investigator |
経田 僚昭 富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (50579729)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田尻 智紀 富山高等専門学校, その他部局等, 講師 (10735525)
安東 嗣修 金城学院大学, 薬学部, 教授 (50333498)
秋口 俊輔 富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (50462130)
八賀 正司 公立小松大学, 保健医療学部, 教授 (80123305)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | LDV / AOM / Blood flow / Red Blood Cell |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はLaser Doppler Velocimetry (LDV)を高分解能の下で多点化を行い、血管壁に生じる異常（突起物）を検出しながら、その突起物による血管壁にかかる負荷を速度差によるせん断応力にて特定を図る。従来のLDVに、正負両方向の流速を計測する工夫を施し、かつ多点計測が可能な装置を開発し、実血液と人工流路の組み合わせによるモデル実験手法を確立したことが期間全体の成果である。
まずLDVについては初年度にAOMを導入することで正流と逆流の判別が可能となる手法を導入した。AOMの導入自体は以前より提案されているが、その多点化を行ない、同時性のある血流速計測と方向判別が可能となった。多点化には送光系と共に、多点での信号を取得できる受光部を構築する必要があり、両方の対応によって多点LDVにAOMを導入した“AOM-MLDV”が開発できた。この装置は0.125 mmの空間間隔での速度差検出を可能とする。光学系はもとより、信号処理系も計測点数に応じて増設を必要とし、光学系と信号処理系の両方で一連のAOM-MLDVの構築がなされた。
次に、計測対象として、ポリエチレン粒子を混合させた蒸留水を模擬血液として、計測系統を確認し、実血液での血流信号取得に至った。実血液の場合、構成成分によって流体力学的特性が変化する。血管壁の異常が血管壁破壊に至る一連には血液粘度が多大に影響を及ぼすとの観点に立ち、同じLDVの光学系・構成にて赤血球の割合を特定することに成功した。
3年間の研究期間の最終年度にあたる今年度は血液を用いた突起物周囲の流速分布計測に基づくAOM-MLDVを用いたせん断応力計測を行った。in-vitroでの粘性計測情報を用いることで、in-vivoでの突起物周辺の流速変動を計測できた。突起物がある流路の非侵襲計測結果から管壁にかかる負荷をせん断応力で示すことに成功した。
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