| 研究課題/領域番号 |
21H03835
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90130:医用システム関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
荒川 元孝 東北大学, 医工学研究科, 准教授 (00333865)
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| 研究分担者 |
金井 浩 東北大学, 工学研究科, 教授 (10185895)
森 翔平 東北大学, 工学研究科, 助教 (50815149)
高野 真澄 福島県立医科大学, 医学部, 特任教授 (60398344)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
2023年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 動脈硬化症 / 血管壁 / 粘弾性特性 / 血流依存性血管拡張反応 / 超音波プローブ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
血管内皮細胞が障害を受けると、その部分から動脈硬化症は進行する。本研究では、血流依存性血管拡張(FMD)反応に伴って中膜が柔らかくなる現象を評価する高感度計測法ならびに計測システムを新たに開発する。超音波を用いて、経皮的に応力(血圧)－歪み(血管内径変化)のヒステリシス特性を計測し、硬さ(弾性率)や粘り(粘性率)を評価する。本手法により、内皮の障害の程度を非常に高感度に診断できることを示し、従来不可能であった、動脈硬化症の極早期段階における検出を可能とし、動脈硬化症の極早期診断の研究領域を新たに開拓するとともに、高感度の診断法を開発する。
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| 研究実績の概要 |
動脈硬化症の診断法の開発を目的とし、血流依存性血管拡張(FMD)反応を利用し、血流の駆血・開放後に血流のずり応力の増大によって内皮が産生した一酸化窒素(NO)によって、動脈壁の中膜が弛緩して柔らかくなり、その後また元に戻る一連の様子を、応力―歪み特性として非侵襲で計測する超音波計測システムを新たに開発する。その上で、内皮の障害の程度を非常に敏感に診断することの可能性を示すことによって、従来不可能であった、動脈硬化症の極早期段階における診断法として確立することを目指す。
本研究では、研究代表者らが開発した、血圧と血管径を同位置で同時に計測可能な超音波プローブを用いる。超音波プローブにより血圧波形を計測するためには、プローブを皮膚に押しつけ、血管を潰す必要がある。しかし、押し付ける圧力（押圧）により、計測される血圧波形、内径変化が異なり、得られる弾性率が異なる。今年度は、弾性率の推定精度向上を目的とし、超音波による血圧計測のための管内圧・プローブ押圧と管断面形状との間の関係をファントム実験系で検討した。
シリコーンゴムチューブの周りをウレタンファントムで覆い皮下組織を模し、ファントムの下側を、橈骨を模したアクリルブロックで支えた。ファントムの下流側に圧力センサを設置し，内圧 を計測した。開発プローブの圧電素子を用いた圧力計測では， 圧力の時間変化しか計測できない。そこで、プローブの側壁中心に圧力センサを取り付け，圧力を計測した．また，圧力センサによりプローブ表面が体表に加える平均押圧を計測した．その結果、内圧が高いほど、トノメトリ法の原理により内圧が求められるときの 血管断面の扁平率が小さくなった。この扁平率と圧電素子で計測される圧力の間の関係を求めることにより、血圧推定が可能となる。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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