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2013 Fiscal Year Research-status Report

心臓リハビリテーションにおける非侵襲的心機能評価法の開発:力‐心拍数関係の応用

Research Project

Project/Area Number 25350651
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Research InstitutionHimeji Dokkyo University

Principal Investigator

田中 みどり  姫路獨協大学, 医療保健学部, 准教授 (50441332)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小笠原 康夫  川崎医科大学, 医学部, 准教授 (10152365)
菅原 基晃  姫路獨協大学, 医療保健学部, 名誉教授 (60010914)
泉 唯史  北海道医療大学, リハビリテーション科学部, 教授 (40278990)
梶谷 文彦  川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 教授 (70029114)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
KeywordsWave Intensity / 運動 / 心機能 / 心臓リハビリテーション
Research Abstract

心臓リハビリテーションを行うに際して,運動中の心機能を把握することは重要である. 現在運動負荷中の心機能の評価はほとんど行われていない.運動中の心機能の評価に利用できる可能性を持つ指標はForce-Frequency Relation, 略してFFRであるが,現在,FFRを非侵襲的に測定する方法は確立されていない.そこで我々は,頚動脈エコーを用いてFFRを非侵襲的に測定する方法を開発した.
FFRとは,心拍数上昇に伴い心臓の収縮力が増強される現象であるが,増強のされ方はその心臓の性能に依存する.本研究では超音波診断装置を使用して,心機能指標の一つであるWave Intensity(WD)を測定した.WDは,WD = (1/D)(dD/dt)(dU/dt)で定義される.ここで,Dは血管の直径,Uは血流速度である.頸動脈のWD波形の収縮初期に現れるピーク値WD1は,心臓の収縮の強さを表す心収縮性の指標である.
従来のFFRの測定法では,心拍数は心房ペーシングにより変化させていたが,本研究では,心肺運動負荷により非侵襲的に心拍数を増加させた.
34名の健康な若年男女(20.8±1.2歳)において,心肺運動負荷試験による心拍数の上昇に伴いWD1は有意に増加した(r2 = 0.8 ± 0.1). 心肺運動負荷試験中のWD1の測定によりFFRが非観血的に測定できることが示された. FFRの傾き(k)は 0.30 ∼ 2.4(平均1.4 ± 0.4)[m/s3bpm]と個人間でばらつきがあったが,kは Body Mass Indexの増加とともに減少した(r = 0.56)

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成25年度の計画は,若年対象者によりForce-Frequency Relation (FFR) の計測法の妥当性を検討することであった.これに基づき若年対象者を対象にして心肺運動負荷試験中の頚動脈Wave Intensityを34名に対して行い,FFR測定が可能か否かの検証を行い,測定が可能であろうとの結論を得た.また,FFRの現れ方に個人差が生じていたため,これに関しても解析を行い,BMIと中等度の相関を有していたことも検証した.よって,計画目標はほぼ達成し,さらに新たな検証を行っているため,概ね順調と判断した.

Strategy for Future Research Activity

若年対象者での計測を追加して行うとともに,10年毎の各年齢層で心疾患の診断の無い中高齢者を対象として(各年齢層20名を目処に)FFRを測定する.
平成26年は,主として25歳~50歳代を対象とする.

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

共同研究者泉唯史教授は,職場の転勤に伴い,当初予定通りの研究参加が困難となった.さらに,年度末の学会出張時に研究に関する情報交換を行うため,この学会出張費用に充てる予定であったが,本人より次年度に使用したいと申し出があった.
平成26年度は,20歳台後半以上の年齢を対象としてもデータ収集を開始する.これに際しての情報交換やデータ採取に協力いただくための費用とする.

  • Research Products

    (8 results)

All 2014 2013

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] A Noninvasive Method of Measuring Force-Frequency Relations to Evaluate Cardiac State of Patients during Exercise for Cardiac Rehabilitation2014

    • Author(s)
      M. Tanaka, M. Sugawara, Y. Ogasawara, T. Izumi, K.Niki, F.Kajiya
    • Journal Title

      Mediterranean Conference on Medical and Biological Engineering and Computing 2013

      Volume: Proceeding 41 Pages: 1523-1526

    • DOI

      10.1007/978-3-319-00846-2_376

  • [Journal Article] Only Eight-week, Intermittent, Moderate Intensity Aerobic Exercise Reduces Arterial Stiffness―Evaluation by Pressure-strain Elastic Modulus and Stiffness Parameter Measured Using Ultrasonic Echo Tracking ―.2013

    • Author(s)
      Midori Tanaka, Motoaki Sugawara, Yasuo Ogasawara, Tadafumi Izumi, KiyomiNiki, Fumihiko Kajiya.
    • Journal Title

      Journal of Medical Ultrasonics

      Volume: Vol.40 Pages: 119-124

    • DOI

      10.1007/s10396-012-0408-1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Noninvasive Assessment of Left Ventricular Force-FrequencyRelationships by Measuring Carotid Arterial Wave Intensity duringExercise Stress2013

    • Author(s)
      Tanaka M, Sugawara M, Ogasawara Y, Suminoe I, Izumi T, Hiramatsu O, and Kajiya F
    • Journal Title

      ©2013 IEEE, ISSN1557-170X

      Volume: 13799828 Pages: 687- 690

    • DOI

      978-1-4577-0216-7/13

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 運動中における心収縮性の測定法 - Wave intensityの応用 -2014

    • Author(s)
      田中みどり, 菅原基晃, 小笠原康夫, 梶谷文彦, 仁木清美, 泉唯史
    • Organizer
      第78回日本循環器学会学術集会
    • Place of Presentation
      東京(東京国際フォーラム)
    • Year and Date
      20140321-20140323
  • [Presentation] 運動負荷における頸動脈エコーによる左室拡張能応答指標の 可能性に関する研究2014

    • Author(s)
      泉唯史,田中みどり,菅原基晃,住之江功夫
    • Organizer
      第78回日本循環器学会学術集会
    • Place of Presentation
      東京(東京国際フォーラム)
    • Year and Date
      20140321-20140323
  • [Presentation] A Noninvasive Method of Measuring Force-Frequency Relations to Evaluate Cardiac Contractile State of Patients during Exercise for Cardiac Rehabilitation2013

    • Author(s)
      Midori Tanaka, Motoaki Sugawara,Yasuo Ogasawara, Isao Suminoe, Tadafumi Izumi, Kiyomi Niki,Fumihiko Kajiya.
    • Organizer
      Mediterranean Conference on Medical and Biological Engineering and Computing
    • Place of Presentation
      Seville, Spain (メリアセビィリア))
    • Year and Date
      20130925-20130929
  • [Presentation] Noninvasive Assessment of Left Ventricular Force-FrequencyRelationships by Measuring Carotid Arterial Wave Intensity duringExercise Stress2013

    • Author(s)
      Tanaka M, Sugawara M, Ogasawara Y, Suminoe I, Izumi T, Hiramatsu O, and Kajiya F.
    • Organizer
      Institute of Electrical and Electronic Engineers
    • Place of Presentation
      Osaka (大阪国際会議場)
    • Year and Date
      20130703-20130707
  • [Presentation] 週2~3回の中等度運動を8週間継続すると動脈の硬さは低下する2013

    • Author(s)
      田中みどり,菅原基晃,小笠原康夫,仁木清美,泉唯史,梶谷文彦.
    • Organizer
      第86回日本超音波医学会学術集会
    • Place of Presentation
      大阪 (大阪国際会議場)
    • Year and Date
      20130524-20130526

URL: 

Published: 2015-05-28  

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