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シャイ・ドレーガー症候群のためのバイオニック圧反射システムの開発に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 11694337
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関国立循環器病センター

研究代表者

砂川 賢二  国立循環器病センター研究所, 循環動態機能部, 部長 (50163043)

研究分担者 佐藤 隆幸  高知医科大学, 第二生理学, 教授 (90205930)
川田 徹  国立循環器病センター研究所, 循環動態機能部, 室長 (30243752)
杉町 勝  国立循環器病センター研究所, 循環動態機能部, 室長 (40250261)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
9,100千円 (直接経費: 9,100千円)
2001年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2000年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
1999年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
キーワード動脈圧反射 / シャイ・ドレーガー症候群 / ダイナミクス / 交感神経 / 起立性低血圧 / シャイ・ドレガー症候群 / 動脈圧受容器反射 / バイオニック / フィードバックシステム
研究概要

開発に関する基礎研究
シャイ・ドレーガー症候群では、延髄を中心とした神経変性のため血管運動中枢が冒される。そのため、動脈圧反射失調となり重度の起立性低血圧になる。そこで、圧センサー→人工的血管運動中枢→電気刺激装置→交感神経刺激装置→交感神経からなるフィードバックシステムを試作開発した。シャイ・ドレーガー症候群様の動脈圧反射失調を呈するラットでは、head-up tiltにより、数秒以内に動脈圧が60mmHgまで低下するが、本装置を埋め込んだラットでは、head-up tiltによる動脈圧低下を検知した人工的血管運動中枢から、自動的に電気刺激の頻度が増加し、動脈圧の低下が防止された。さらに、その機能的ダイナミクスは、生体固有の動脈圧反射と類似していた。すなわち、本装置が、生理的な血管運動中枢の機能を代行できたことになる。以上のようなことから、シャイ・ドレーガー症候群の起立性低血圧を克服するバイオニック動脈圧反射装置の開発は可能であると結論づけられた。
ヒト動脈圧反射のダイナミクスの同定法の開発
バイオニック動脈圧反射装置を臨床応用するためには、まず、ヒトの動脈圧反射のダイナミクスを同定する必要がある。しかし、その同定方法が未確立であった。そこで、新しく同定方法を開発した。健常男子(20-30歳)の撓骨動脈をトノメータ法で測定しながら、チルトベッドのチルト角を0か30°に4秒毎にランダムに変えた。ついで、動脈圧反射を開ループにするために、トリメタファンを持続投与しながら同様の計測を行った。チルト角変化が動脈圧変動に与える影響を伝達関数として記述した後、動脈圧反射の開ループ伝達関数を推定した。開ループ伝達関数の定常ゲインは5.4±2.1で、入力周波数の増加とともに、ゲインが減衰する低域通過特性を示した。遮断周波数は、O.02Hz付近であった。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] Toru Kawada: "New strategy to estimate total baroreflex gain using an equilibrium diagram of arterial baroreflex"J Appl Physiol. (In press).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toru Kawada: "High-cut characteristics of the baroreflex neural arc preserve baroreflex gain against pulsatile pressure"Am J Physiol (Heart Circ Physiol). 282・3. H1149-H1156 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasunori Nakayama: "Heart rate-independent vagal effect on end-systolic elastance of the canine left ventricle under various levels of sympathetic tone"Circulation. 104・19. 2277-2279 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toru Kawada: "In vivo assessment of acetylcholine-releasing function at cardiac vagal nerve terminals"Am J Physiol (Heart Circ Physiol). 281・1. H139-H145 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshiaki Shishido: "Single-beat estimation of end-systolic elastance using bilinearly approximated time-varying elastance curve"Circulation. 102・16. 1983-1989 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takayuki Sato: "Novel therapeutic strategy against central baroreflex failure : a bionic baroreflex system"Circulation. 100・3. 299-304 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toru Kawada et al: "New strategy to estimate total baroreflex gain using an equilibrium diagram of arterial baroreflex"J appl Physiol. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tolru Kawada et al: "High-cut characteristics of the baroreflex neural arc preserve baroreflex gain against pulsatile pressure"Am J Physiol (Heart Circ Physiol). 283(3). H1149-H1156 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasunori Nakayama et al: "Heart rate-independent vagal effect on end-systolic elastance of the canine left ventricle under various levels of sympathetic tone"Circulation. 104(19). 2277-2279 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toru Kawada et al: "In vivo assessment of acetylcholine-releasing function at cardiac vagal nerve terminals"Am J Physiol (Heart Circ Physiol). 281(1). H139-H145 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshiaki Shinshido et al: "Single-beat estimation of end-systolic elastance using bilinearly approximated time-varying elastance curve"Circulation. 102(16). 1983-1989 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takayuki Sato et al: "Novel therapeutic strategy against central baroreflex failure : a bionic baroreflex system"Circulation. 100 (3). 299-304 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toru Kawada: "A novel photocurable insulator material for autonomic nerve activity recording"Biomaterials. (in press).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Toru Kawada: "New strategy to estimate total baroreflex gain using an equilibrium diagram of arterial baroreflex."J Appl Physiol. (in press).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Toni Kawada: "High-cut characteristics of the baroreflex neural arc preserve baroreflex gain against pulsatile pressure"Am J Physiol (Heart Circ Physiol).. 282・3. H1149-H1156 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yasunori Nakayama: "Heart rate-independent vagal effect on end-systolic elastance of the canine left ventricle under various levels of sympathetic tone"Circulation. 104・19. 2277-2279 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yasunori Nakayama: "Laterality in direct and indirect inotropic effects of sympathetic stimulation in isolated canine heart"Jpn J Physiol. 51・3. 365-370 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Toru Kawada: "In vivo assessment of acetylcholine-releasing function at cardiac vagal nerve terminals."Am J Physiol (Heart Circ Physiol). 281・1. H139-H145 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kawada T: "Dynamic sympathetic control of atrioventricular conduction time and heart period."Am J Physiol (Heart Circ Physiol.). 280. H1602-H1607 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kawada T: "Differential dynamic baroreflex regulation of cardiac and renal sympathetic nerve activities."Am J Physiol (Heart Circ Physiol.). 280. H1581-H1590 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kawada T: "Vagosympathetic interactions in ischemia-induced myocardial norepinephrine and acetylcholine release."Am J Physiol (Heart Circ Physiol.). 280. H216-212 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kawada T: "Counteraction of aortic baroreflex to carotid sinus baroreflex in a neck suction model."J Appl Physiol.. 89. 1979-1984 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Shishido T: "Single-beat estimation of end-systolic elastance using bilinearly approximated time-varying elastance curve."Circulation.. 102. 1983-1989 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kawada T: "Local epinephrine release in the rabbit myocardial interstitium in vivo."J Auton Nerv Syst.. 78. 94-98 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kawada T: "Summation of dynamic transfer characteristics of left and right carotid sinus baroreflexes in rabbits"Am J Physiol. 277. H857-H865 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Sato T: "Novel therapeutic strategy against central baroreflex failure : a bionic baroreflex system"Circulation. 100. 299-304 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Nakahara T: "Neuronal uptake affects dynamic characteristics of heart rate response to sympathetic stimulation"Am J Physiol. 277. R140-R146 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Sato T: "New analytic framework for understanding sympathetic baroreflex control of arterial pressure"Am J Physiol. 276. H2251-H2261 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kawada T: "Simultaneous identification of static and dynamic vagosympathetic interactions in regulating heart rate"Am J Physiol. 276. R782-R789 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Sato T: "New simple methods for isolating baroreceptor regions of carotid sinus and aortic depressor nerves in rats"Am J Physiol. 276. H326-H332 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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