2014 Fiscal Year Research-status Report
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26750143
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
SAPKOTA ACHYUT 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70724706)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 人工臓器 / 体外循環 / 血栓検出 / 電気計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
血液体外循環装置(補助人工心臓、人工透析、および、人工心肺など)では、血栓形成が問題となっている。それを未然に防ぐため、定期的に抗凝固処置を行う必要がある。しかしながら、この処置を行うことにより出血や血小板減少症などの副作用が発症する。そこで、 血栓性をリアルタイムで調べ、必要なときだけ抗凝固処置を行う方法が望まれる。現在、血栓性を判断するには採血を用いる方法があるが、この方法では最適な結果を得ることができない。本研究では、血栓形成の計算生物学的モデルと凝固因子の電気的特性を用いることにより、リアルタイムの計測で、血栓を早期段階で検出する方法を確立することを目的とする。26年度のステージ-A(1年間)では、体外循環における血栓形成について、数値シミュレーションを行い、血栓形成経路の主な凝固因子および赤血球の電気特性を調べ、定量化した。血栓量、血栓密度のどちらの場合においても抵抗率では大きな差が確認できず、比誘電率では線形的に増加することが確認できた。血栓体積，血栓ヘマトクリットと比誘電率との線形性を示す特殊周波数帯も判明した。さらに、Cole-Cole解析を用いて、血栓形成過程の解析を行った結果、 緩和周波数は時間的に増加し、ピーク点が現れ、その後減少した。しかしながら，無血栓状態では緩和周波数は減少しつづけ、ピークが現れなかった。Cole-Coleパラメータの中で，緩和周波数は血栓検出に最も適切であることが分かった。緩和周波数のピーク点は赤血球の存在に依存せずに、血漿要因に依存し、血漿タンパク質の反応を示していることが確認できた。したがって、緩和周波数を解析することによって血栓の早期検出が可能であると考えている。
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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
シミュレーションと実験を並行して行うことにより、当初の研究計画への達成度はおおむね順調である。結果の検証には当初の研究計画に提案した、電気等価回路解析方法のほかCole-Cole解析方法も使用した。したがって、血栓の検出に役にたつ血液の電気特性を示すパラメータが増え、血栓の早期検出が可能であると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度の結果を参考にし、血栓形成の各フェーズの電気的特徴を電気インピーダンス・スペクトルスコーピ法(EIS法)を用いて調べる。各フェーズの電気的特徴を先験的情報として扱い、リアルタイムでの電気計測と比較し、早期に血栓形成を検出する知識型エキスパートシステムを開発する。
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