非線形心拍ゆらぎ解析システムの開発と種々の条件下での循環動態機能評価への応用

• 研究課題/領域番号: 17700412
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 函館工業高等専門学校
• 研究代表者: 森谷 健二 函館工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (90342435)
• 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: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円); 2007年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2005年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: 生物・生体工学 / 計測工学 / 生体機能利用

研究概要

1.孵卵後期胚におけるニワトリ胚の自律神経活動に関する研究
回転刺激が自律神経に及ぼす影響を調べるため自律神経が成長する16日例から孵化する21日例まで毎日1時間(グループI)および2時間(グループII)の間、毎分5rpmの回転刺激を与え、その後の瞬時心拍数変動を調査した。過度の回転刺激を与えたグループIIでは心拍数レベルは落ち、ゆらぎがほとんどおきていなく、自律神経活動は交感神経活動が活発になっていた。このことは心臓機能が大きく減退し、ゆえに交感神経がほぼ最大に亢進して回復しようとしていたことを示唆する。回転刺激を受けている途中の瞬時心拍数を調査することが今後の課題として残っている。
本研究成果はベルリンの家禽生理学会および電気・情報関係学会連合支部大会にて発表した。
2.画像処理による瞬時心拍数算出精度向上に関する研究
昨年までに、ニワトリ初期胚の画像を直接CCDカメラで録画し、それを画像処理することで初期胚の瞬時心拍数を求めるシステムを完成した。これにより、これまでほとんど調査されていなかった妊娠初期に当たる初期胚の成長の様子を調べることが可能となった。今年度は画像全体を処理していた従来の方法から心室あるいは心房だけを抽出し、スムージングとsinc関数による補完を行って極めて高精度な瞬時心拍数の算出を実現した。本手法は血管や脳の成長など他の器官にも応用可能であり、それらの詳細な成長解析が待たれている。
本研究成果はベルリンの家禽生理学会および電気・情報関係学会連合支部大会にて発表した。

研究成果

• [雑誌論文] 画像処理によるニワトリ初期胚の瞬時心拍数解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 成田晃平, 他
  • 雑誌名: 函館工業高等専門学校紀要 42号 ページ: 43-48
  • 査読あり
• [雑誌論文] 回転刺激を受けた孵卵後期のニワトリ胚における心拍ゆらぎ解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高橋雅之, 他
  • 雑誌名: 函館工業高等専門学校紀要 42号 ページ: 49-54
  • 査読あり
• [雑誌論文] Video analysis of body movements and their relation to the heart rate fluctuations in chick hatchlings. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoneta, H. et al.
  • 雑誌名: New insights into fundamental physiology and peri-natal adaptation of domestic fowl (special issue of "The 2<nd> combined workshop on fundamental physiology of the European working group of physiology and perinatal development in Poultry.") special issue ページ: 57-68
• [雑誌論文] Continuous, long-term observation of early development of chicken embryos in ovo. (2006)
  • 著者名/発表者名: Akiyama, R. et al.
  • 雑誌名: New insights into fundamental physiology and peri-natal adaptation of domestic fowl (special issue of "The 2^<nd> combined workshop on fundamental physiology of the European working group of physiology and perinatal development in Poultry.") special issue ページ: 117-124
• [雑誌論文] ニワトリ胚における正常孵化胚と死亡胚の心拍ゆらぎ解析 (2006)
  • 著者名/発表者名: 鶴巻 誠 他
  • 雑誌名: 函館工業高等専門学校 紀要 第40号 ページ: 15-20
• [学会発表] 高酸素環境(100%02)下におけるニワトリ後期胚の特異な心拍ゆらぎの調査 (2007)
  • 著者名/発表者名: 森谷健二(代表), 他
  • 学会等名: 電気・情報関係学会北海道支部連合大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-10-27
• [学会発表] 心拍ゆらぎ変動計測によるヒヨコの環境アメニティ評価 (2007)
  • 著者名/発表者名: 森谷健二(代表), 他
  • 学会等名: 電気・情報関係学会北海道支部連合大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-10-27
• [学会発表] 回転刺激をうけた孵卵後期のニワトリ胚における心拍ゆらぎ解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 森谷健二(代表), 他
  • 学会等名: 電気・情報関係学会北海道支部連合大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-10-27
• [学会発表] 画像処理によるニワトリ初期胚の体動解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 森谷健二(代表), 他
  • 学会等名: 電気・情報関係学会北海道支部連合大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-10-27
• [学会発表] Long-term measurement of instantaneous heart rate using image processing in early stages of chick embryo (2007)
  • 著者名/発表者名: K. moriya, et. al.
  • 学会等名: Proceeding of The 3nd combined workshop on fundamental physiology and perinatal development in Poultry.
  • 発表場所: ドイツ、ベルリン
  • 年月日: 2007-10-06
• [学会発表] Continuously acquisition and analyzing of embryonic movement in early stage of chick embryos. (2007)
  • 著者名/発表者名: R. Akiyama, et. al.
  • 学会等名: Proceeding of The 3nd combined workshop on fundamental physiology and perinatal development in Poultry.
  • 発表場所: ドイツ、ベルリン
  • 年月日: 2007-10-06
• [学会発表] Investigation of the emvironmental amenity from analysis of heart rate fluctuations in newly hatched chicks. (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Komoro, et. al.
  • 学会等名: Proceeding of The 3nd combined workshop on fundamental physiology and perinatal development in Poultry.
  • 発表場所: ドイツ、ベルリン
  • 年月日: 2007-10-06