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極早期段階の動脈硬化診断のための内皮反応性の高感度計測に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18656115
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 計測工学
研究機関東北大学

研究代表者

金井 浩  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10185895)

研究分担者 西條 芳文  東北大学, 加齢医学研究所, 准教授 (00292277)
長谷川 英之  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00344698)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2007年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2006年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード動脈硬化症 / 医用超音波工学 / 動脈壁弾性特性 / 位相差トラッキング法 / 非侵襲計測 / 組織性状診断 / 心臓壁粘性特性 / ラム波伝搬 / 内皮由来血管弛緩反応 / 一酸化窒素(NO) / 内皮細胞
研究概要

本研究では,内皮由来血管弛緩反応に伴って中膜が柔らかくなる現象を,超音波を用いて皮膚から直接計測するための高精度計測法を新たに開発し,内皮の障害も含め,動脈硬化症の無徴候性段階での検出も含めた動脈硬化症の極早期診断法の確立を目指している.
1.1拍内での血管壁の『応力-歪みヒステリシス特性』の評価を可能とする手法とシステムの開発を行った.(1)前年度に開発した連続計測システムを用いて,右腕の血管壁の1拍中での数μmという僅かな厚み変化を80秒間計測した.
同時に左腕の同じ位置で連続計測する血圧波形から,血管壁の1拍での『応力-歪み特性』を算出し,そのヒステリシス特性から動脈壁の弾性特性・粘性特性を評価した.(2)in vivo計測を実施し,駆血解除後の血管反応性に伴い,血管壁(平滑筋からなる内膜・中膜領域)での弾性値・粘性値が,60秒間連続計測できる計測システムを構築した.
2.ヒトの生理的刺激に対する血管内皮機能を評価した.上記のシステムを健常者に適用して血管反応性を評価したところ,血管駆血前の応力-歪みヒステリシス特性に対し,駆血解除直後においてヒステリシスが太くなって粘性が増加し,同時にヒステリシスの傾きが減少して弾性値も減少する現象,その約60秒後には,もとの駆血前の状態に戻る様子が観察された.これは生理学的にも説明ができる結果であり,これらの現象を非侵襲的に世界で初めて計測可能とした成果には大きな意義がある.
3.駆血をせずに血管内皮機能を評価するための方法の新たな開発をするため,自転車漕ぎによって血流を増加させたときの血管壁での内皮由来血管弛緩反応が検出できるかを調べたが,計測対象の微小な厚み変化に比べ,手の動きが大きく,これらの計測の精度を上げることは今後の課題である.

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (6件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A novel method for evaluating human carotid artery elasticity: Possible detection of early stage atherosclerosis in sutjects with type 2 diabetes2008

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Okimoto
    • 雑誌名

      Atherosclerosis 196

      ページ: 391-397

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 心筋ストレインレート空間分布の高時間分解能計測による収縮・弛緩の遷移過程の描出,2007

    • 著者名/発表者名
      吉新寛樹
    • 雑誌名

      超音波医学 34

      ページ: 439-448

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of Frequency Characteristics in Cutting of Soft Tissue Using Prototype Ultrasonic Knives2007

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Ebina
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 34

      ページ: 4813-4819

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of Angular Dependence of Ultrasonic Echo for Estimation of Surface Roughness2007

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Kudo
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 34

      ページ: 4873-4880

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrasonic Measurement of Change in Elasticity due to Endothelium Dependent Relaxation Response by Accurate Detection of Artery-Wall Boundary2007

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kaneko
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 34

      ページ: 4881-4888

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrasonic Imaging of Propagation of Contraction and Relaxation in the Heart Walls at High Temporal Resolution2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yoshiara
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 34

      ページ: 4889-4896

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of Angular Dependence of Ultrasonic Scattering from Wire Phantom Mimicking Myocardial Fiber"2007

    • 著者名/発表者名
      Teppei Onodera
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 34

      ページ: 4897-4899

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Basic Study on Detection of Outer Boundary of Arterial Wall Using Its Longitudinal Motion2007

    • 著者名/発表者名
      Takanori Numata
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 34

      ページ: 4900-4907

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved Imaging of the Carotid Artery in the Short-Axis Plane by a Mechanical Scanning Ultrasonic Probe2007

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Kudo
    • 雑誌名

      Journal of Medical Ultrasonics E34・1

      ページ: 23-27

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Tissue Structure of Arterial Wall Revealed with Elasticity Imaging2007

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hasegawa
    • 雑誌名

      Journal of Medical Ultrasonics 34・1

      ページ: 73-74

    • NAID

      10018833239

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Generation of Strain Inside Objects Using Dual Acoustic Radiation Force2006

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hasegawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 45・5B

      ページ: 4706-4711

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Spatial Distribution Measurement of Heart Wall Vibrations Generated by Remote Perturbation of Inner Pressure2006

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kanai
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 45・5B

      ページ: 4718-4721

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Designing Beam Steering for Accurate Measurement of Intima-Media Thickness at Carotid Sinus2006

    • 著者名/発表者名
      Takashi Mashiyama
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 45・5B

      ページ: 4722-4726

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Accurate Ultrasonic Measurement of Surface Profile Using Phase Shift of Echo and Inverse Filtering2006

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Arihara
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 45・5B

      ページ: 4727-4731

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Tissue Classification of Arterial Wall Based on Elasticity Image2006

    • 著者名/発表者名
      Jun Inagaki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 45・5B

      ページ: 4732-4735

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Measurement of Nonlinear Property of Arterial Wall Using Remote Cyclic Actuation2006

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hasegawa
    • 雑誌名

      Journal of Medical Ultrasonics 33・3

      ページ: 143-151

    • NAID

      10020299549

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Fetal myocardial thickening measured by ultrasonic-based technique called 'phased- tracking method2006

    • 著者名/発表者名
      Shutaro Kunii
    • 雑誌名

      Fetal Diagnosis and Therapy 21・5

      ページ: 458-465

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Modification of the Phased-Tracking Method for Reduction of Artifacts in Estimated Artery Wall Deformation2006

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hasegawa
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control 53・11

      ページ: 2050-2064

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Usefulness of measurement of carotid arterial wall elasticity distribution in detection of early-stage atherosclerotic lesions caused by cigarette smoking2006

    • 著者名/発表者名
      Toshio Yamagishi
    • 雑誌名

      Journal of Medical Ultrasonics 33・4

      ページ: 203-310

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Strain Imaging of Arterial Wall with Translational Motion Compensation and Error Correction2007

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hasegawa
    • 学会等名
      IEEE 2007 International Ultrasonics Symposium
    • 発表場所
      Hilton New York, USA
    • 年月日
      2007-10-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Angular Dependence of Ultrasonic Echo from Surface with Minute Roughness2007

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Hasegawa
    • 学会等名
      IEEE 2007 International Ultrasonics Symposium
    • 発表場所
      Hilton New York, USA
    • 年月日
      2007-10-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Minute Roughness Measurement Using Phase Tracking for Arterial Wall Diagnosis Non-Invasively in vivo2007

    • 著者名/発表者名
      Magnus Cinthio
    • 学会等名
      IEEE 2007 International Ultrasonics Symposium
    • 発表場所
      Hilton New York, USA
    • 年月日
      2007-10-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Ultrasonic Imaging of Propagation of Electric Excitation in Human Heart2007

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kanai
    • 学会等名
      IEEE 2007 International Ultrasonics Symposium
    • 発表場所
      Hilton New York, USA
    • 年月日
      2007-10-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Transient Change in the Hysteresis Property of the Arterial Wall Due to Flow-Mediated Dilation2007

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Ikeshita
    • 学会等名
      IEEE 2007 International Ultrasonics Symposium
    • 発表場所
      Hilton New York, USA
    • 年月日
      2007-10-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Identification of Heart Wall Based on Coherence of Ultrasonic RF Echoes Evaluated in Frequency Domain2007

    • 著者名/発表者名
      Takaomi Kinugawa
    • 学会等名
      IEEE 2007 International Ultrasonics Symposium
    • 発表場所
      Hilton New York, USA
    • 年月日
      2007-10-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Future Medical Engineering Based on Bionanotechnology2006

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Esashi
    • 総ページ数
      1115
    • 出版者
      Imperial College Press
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ecei.tohoku.ac.jp/~hkanai/index_j.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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