2021 Fiscal Year Research-status Report
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20K20601
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
多賀 厳太郎 東京大学, 大学院教育学研究科(教育学部), 教授 (00272477)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 尚人 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (50197159)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 近赤外分光法 / ヘモグロビン / シトクロム / 脳 / 代謝 / 乳児 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳血液中のヘモグロビンおよび脳組織中のシトクロムの酸素化状態の時間変化を同時計測するため、試作した多波長近赤外光源を用いた装置を用いた検討を進めた。
成人を対象とし、前頭部または側頭部に光源から1、2、3、4cmの距離に配置したセンサーパッドを装着し、閉眼安静時(計測１)、呼吸の操作による低炭酸条件または高炭酸条件（計測２）、周期的呼吸条件（計測３）において、酸素化ヘモグロビン(oxy-Hb)、脱酸素化ヘモグロビン(deoxy-Hb)、シトクロムcオキシダーゼの酸化型と還元型の差分(ox-CCO)の濃度変化を推定した。また、上肢筋肉にセンサーパッドを装着し、カフによる虚血状態（計測４）で、同様に濃度変化を推定した。その結果、deoxy-HbのSNが、oxy-Hbとox-CCOのSNに比べて一貫して低い傾向が確認された。また、3cmおよび4cmで十分なSNの信号が得られにくかった。
そこで、レーザーパワーの出力を上げる調整を行うとともに、deoxy-Hbに対する光の吸収感度の高い短波長(730nm)のレーザー光源を新たに導入し、846nmのレーザー光源と入れ替えた装置の試作を行った。この新たな波長の組み合わせの8波長のレーザー光源（730、784、801、811、826、839、880、895nm）による装置で、同様の４つの計測を行った。スペクトル解析により、deoxy-HbのSNが改善し、3cmおよび４cmでの計測も可能になったことを確認した。そこで、得られた時系列データにおいて、３種類の信号をヘモダイナミクス、呼吸、脈波、計測ノイズの周波数帯域に分解した上で、変動の位相差の分析を行うプログラムを作成した。
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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
試作装置の改善が進み、計測の妥当性の検証も進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
成人を対象とした４つの計測を繰り返し行い、被験者内および被験者間でのデータの再現性を確認しつつ、生理学的に妥当な信号の変化が得られているかどうかを検証する。その上で、乳児を対象とした計測を実施し、脳における血流・代謝・神経活動の連関の発達過程に迫る。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍のため、国際学会への出席や海外渡航ができなかった。装置の改善のための物品費、計測に必要な人件費や謝金、出張が可能になった時点での旅費等にあてる。
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