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高次脳機能を司る脳内酸素輸送トモグラフィと脳疾患医工学への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17206020
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

谷下 一夫  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (10101776)

研究分担者 岡田 英史  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40221840)
小川 邦康  慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (50272703)
池田 満里子  慶應義塾大学, 理工学部, 名誉教授 (00051368)
小林 弘祐  北里大学, 医療衛生学部, 教授 (70153632)
須藤 亮  慶應義塾大学, 大学院理工学研究科, 特別研究助手 (20407141)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
49,010千円 (直接経費: 37,700千円、間接経費: 11,310千円)
2007年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
2006年度: 14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円)
2005年度: 21,840千円 (直接経費: 16,800千円、間接経費: 5,040千円)
キーワード脳機能 / 酸素輸送 / CTイメージング / 医工学 / 脳血管 / 脳動脈瘤 / 血管内手術 / ステント / トモグラフィ / 脳血流
研究概要

脳血管からの酸素輸送は、主として動物の聴覚野における酸素分圧の測定を中心に検討を行った。聴覚野における神経活動は、純音(周波数を変えておこなう)とクリック音(動物が敏感に反応する音)に対する神経応答を膜電位感受性色素を使って、聴覚野におけるイメージングとして捉えた。その結果、時空間的に活動電位の分布が変化し、独特なトノトピーの特徴を捉える事ができた。さらに、聴覚野における酸素分圧を測定し、トノトピーに関わる酸案分圧分布を把握した。その結果、脳科学における課題である神経活動と酸素輸送とのカプリングを示唆する検討を行う事ができた。これらは、脳内の微小血管ネットワークを中心とする課題であるが、脳疾患はある程度太い脳血管において生じる。そこで、重篤な脳疾患の一つである脳動脈瘤の医工学的側面に関しても検討を行った。脳動脈瘤の破裂を予測するリスクファクターを確立させるため、患者CT画像からの血管網再構築と動物による脳動脈瘤誘発モデルの二つの立場から検討を行った。特に、特定な患者の動脈瘤の成長過程のCT画像から、成長過程と血流分布との相関について検討を行い、動物の誘発モデルに関しては、動脈瘤の成長過程と血管壁内の構造変化並びに、壁面せん断応力との関係について考察を行った。その結果、患者の動脈瘤の成長とともに、血液構造が徐々に変化し、その血流構造変化が動脈瘤の成長を促進している可能性があることが分かった。さらに、動物の誘発モデルにおいても、動脈瘤発生部位では、特微的にせん断応力が低下している事がわかり、血流の刺激が動脈瘤の成長に関わっている事が示された。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (22件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Intra-aneurysmal Hemodynamics in a Large Middle Cerebral Artery Aneurysm with Wall Atherosclerosis2008

    • 著者名/発表者名
      Tanishita, K, et. al.
    • 雑誌名

      Surgical Neurology (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intra-aneurysmal Hemodynamics in a Large Middle Cerebral Artery Aneurysm with Wall Atherosclerosis2008

    • 著者名/発表者名
      Tateshima, S, Tanishita, K, Omura, H, Sayre, J. Villablanca, JP, Marting, N, Vinuela, F
    • 雑誌名

      Surgical Neurology (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hemodynamics and Cerebrovascular Disease2008

    • 著者名/発表者名
      Tateshima, S, Tanishita, K, Vinuela, F
    • 雑誌名

      Surgical Neurology (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Intra-aneurysmal hemodynamics during the growth of an unniptured aneurysm: in vitro study using longitudinal CT angiogram database2007

    • 著者名/発表者名
      Tanishita, K, et. al.
    • 雑誌名

      Am J Neuroradiol 28

      ページ: 622-627

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Apparent diffusion time of oxygen from blood to tissue in rat cerebral cortex: implication for tissue oxygen dynamics during brain functions2007

    • 著者名/発表者名
      Tanishita, et. al.
    • 雑誌名

      J Applied Physiology 103

      ページ: 1352-1358

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fluid-Induced wall shear stress in Anthropomorphic Brain Aneurysm Models : MR Phase-Contrast Study at 3T2007

    • 著者名/発表者名
      Ahn, S, Shin D, Tateshima, S, Tanishita, K, Vinuela, F, Sinha, S
    • 雑誌名

      J Magnetic Resonance Imaging 25

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Apparent diffusion time of oxygen from blood to tissue in rat cerebral cortex : implication for tissue oxygen dynamics during brain functions2007

    • 著者名/発表者名
      Masamoto, K, Kershaw, J, Ureshi, M, Takizawa, N, Kobayashi, H, Tanishita, K, Kanno, I
    • 雑誌名

      JAppl Physiol 12

      ページ: 1352-1358

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Intra-aneurysmal hemodynamics during the growth of an unruptured aneurysm:in vitro study using longitudinal CT angiogram database.2007

    • 著者名/発表者名
      Tanishita, K, et. al.
    • 雑誌名

      Am J Neuroradiol 28

      ページ: 622-627

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Apparent diffusion time of oxygen from blood to tissue in rat cerebral cortex:implication for tissue oxygen dynamics during brain functions2007

    • 著者名/発表者名
      Tanishita, et. al.
    • 雑誌名

      J Applied Physiology 103

      ページ: 1352-1358

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intra-aneurysmal hemodynamics during the growth of an unruptured aneurysm : in vitro study using longitudinal CT angiogram database2007

    • 著者名/発表者名
      Tanishita et al.
    • 雑誌名

      Am J Neuroradiology (In press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Transport phenomena in the cardiovascular system related to the vascular diseases2006

    • 著者名/発表者名
      Tanishita, K
    • 雑誌名

      Proc. 13^<th> Int. Symp on Appl. Laser Techniques to Fluid Mechanics,

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Oxygen transfer in the cerebral tissue2006

    • 著者名/発表者名
      Tanishita, K
    • 雑誌名

      Proc. 13^<th> Int Heat Transfer Conference

      ページ: 15-15

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Transport phenomena in the cardiovascular system related to the vascular diseases2006

    • 著者名/発表者名
      Tanishita, K
    • 雑誌名

      Proc. 13^<th> Int. Symp on Appl. Laser Techniques to Fluid Mechanics

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Change of flow characteristics by Neuroform stents placement in the patient-specific aneurysm models2006

    • 著者名/発表者名
      Tanishita et al.
    • 雑誌名

      J Biomechanics 39

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A lag between tissue oxygen consumption and replenishment in rat somatosensory cortex during electrical hind paw stimulation2006

    • 著者名/発表者名
      Tanishita, K et al.
    • 雑誌名

      NeuroImage 未定(In press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The study about neural activity and local oxygen transportation in primary auditory cortex2005

    • 著者名/発表者名
      Tanishita, K et al.
    • 雑誌名

      Proc. of the 2005 Summer Bioengineering Conference (CD-ROM)

    • NAID

      110004058069

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] ラット誘発動脈瘤の発生と血流の寄与2005

    • 著者名/発表者名
      谷下一夫他
    • 雑誌名

      日本バイオレオロジー学会誌 B&R 19巻

      ページ: 35-35

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Frontiers of bio-fluid mechanics and mass transfer in the arterial system2005

    • 著者名/発表者名
      Tanishita, K et al.
    • 雑誌名

      Proc. 6^<th> World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics, and Thermodynamics (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Flow structure and mass transfer in the artery2005

    • 著者名/発表者名
      Tanishita, K et al.
    • 雑誌名

      Proc. 2^<nd> Japan-Switzerland workshop on biomechanics

      ページ: 60-60

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The study on neural activity and local oxygen transportation in primary2005

    • 著者名/発表者名
      Tanishita, K et al.
    • 雑誌名

      Proc. the 2nd Asian Pacific Conference on Biomechanics, (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Nuerovascular Coupling in Primary Auditory Cortex Investigated with Voltage-Sensitive Dye Imaging and Laser-Doppler Flowmetry

    • 著者名/発表者名
      Kameyama, H, Masamoto, K, Imaizumi, Y, Omura, T, Katura, T, Maki, A, Tanishita, K
    • 雑誌名

      Brain Research (投稿中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] (2007) Intra-aneurysmal hemodynamics during the growth of an unruptured aneurysm : in vitro study using longitudinal CT angiogram database.

    • 著者名/発表者名
      Tateshima, S., Tanishita, K., Omura, H., Villablanca, J. P., Vinuela, F
    • 雑誌名

      Am J Neuroradiol 28

      ページ: 622-627

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Biotransport to the Cerebral Tissues related to the Vascular Diseases(Invited, lecture)2008

    • 著者名/発表者名
      Kazuo, Tanishita, Kazuto, Masamoto, Iwao, Kanno, Hirosuke, Kobayashi
    • 学会等名
      Proc. ASME 2008 Summer Bioengineering Conference
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Effect of stent placement on flow structure in the realistic cerebral aneurysm model2007

    • 著者名/発表者名
      Tanishita, K, et. al.
    • 学会等名
      Third Asian Pacific Conference on Biomechanics
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-11-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Effect of stent placement on flow structure in the realistic cerebral aneurysm model2007

    • 著者名/発表者名
      Tanishita, K, et. al.
    • 学会等名
      Third Asian Pacific Conference on Biomechanics,
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-11-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Transport phenomena in the cardiovascular system related to the vascular diseases(Invited lecture, Key note lecture)2007

    • 著者名/発表者名
      Tanishita, K
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on Transport Phenomena
    • 発表場所
      Derjeon, Korea
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Transport phenomena in the cardiovascular system related to the vascular diseases, (Key note lecture)2006

    • 著者名/発表者名
      Tanishita, K
    • 学会等名
      13th International Symposium on Application Laser Techniques to Fluid Mechanics
    • 発表場所
      Lsbon, Portugal
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Oxygen transfer in the cerebral tissue(Key note lecture)2006

    • 著者名/発表者名
      Tanishita, K, Masamoto, K, Negishi, T, Takizawa, N, Kobayashi, H
    • 学会等名
      International Heat Transfer Conference IHTC-13
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Frontiers of Bio-Fluid Mechanics and Mass Transfer in the Arterial System, (Invited lecture)2005

    • 著者名/発表者名
      Tanishita, K, Ohumra, H, Ueda, A, Kudo, S, Tateshima, S, Ikeda, M
    • 学会等名
      6th World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics, and Thermodynamics
    • 発表場所
      Matsushima, Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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