高速度ニードルレンズ型蛍光生体顕微鏡による心内膜側心筋微小循環の血行動態解析

1997 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 08558103
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 展開研究
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 川崎医科大学
• 研究代表者: 梶谷 文彦 川崎医科大学, 医学部, 教授 (70029114)
• 研究分担者: 望月 精一 川崎医療短期大学, 医用電子技術科, 講師 (60259596) ; 後藤 真巳 川崎医療短期大学, 医用電子技術科, 助教授 (50148699) ; 矢田 豊隆 川崎医科大学, 医学部, 講師 (00210279) ; 小笠原 康夫 川崎医科大学, 医学部, 助教授 (10152365) ; 辻岡 克彦 川崎医科大学, 医学部, 教授 (30163801) ; YAMAMORI Shinji Nihon Kohden Co., R&D Center, Manager ; MATSUMOTO Takeshi Kawasaki College of Allied Health Professions Medical Electronics, Assistant Pro (30249560)
• 研究期間 (年度): 1996 – 1997
• キーワード: 高速高分解能蛍光生体顕微鏡システム / 冠微小循環 / 心筋虚血 / NADH蛍光 / 心内膜側 / 毛細血管 / 不均一性 / 冠血流

研究概要

本研究では、心筋虚血の主たる場である心内膜側微小循環の血管拍動形状に加えて血流速度及び血管壁物質透過のin vivo解析を可能にし、冠微小循環の病態生理の理解を飛躍的に進展させることを目的とした。初年度は、高速高分解能蛍光生体顕微鏡システムの構築に主点をおき、高感度CCD顕微鏡の特性検討を行い、感度、および観測波長帯域の検討を行った。その結果、1)光マ-カ微粒子(直径3μm以下、NbあるいはZrマイクロスフェア:比重1.3)は通常の可視光によって明るく光るため、代謝観測用の蛍光波長観測とは競合せずに血流を可視化できること、そして、2)FITCやNADHの観測が可能であることを確認した。次年度には平成8年度に試作したニードルプローブ型高速・高品位蛍光生体顕微鏡の性能評価と特性の最適化を行い、実験用動物を対象にして実際に病態生理学的実験に応用した。その結果、(1)心内膜側毛細血管の血流は心拍動による影響を受けて主に拡張期に流れ、収縮期には二峰性の逆流が発生すること、(2)冠動脈圧をコントロールして100、60、40mmHgに低下させると、潅流圧の低下に対して心外膜側細動脈だけでなく心内膜側細動脈にも拡張反応が認められること、(3)一過性冠潅流途絶によって心筋虚血を発生させて心筋代謝障害を観測すると微小心筋領域の虚血発生には空間的不均一性があり、NADH蛍光イメージで示される微小虚血領域は数百ミクロンを単位として出現し、微小血管構築を背景とした易虚血領域が存在することが示された。

研究成果

• [文献書誌] W. M. Chilian: "Coronary Microcirculation in Health and Disease Summary of an NHLBI Workshop" Circulation. 95. 522-528 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yasuo Ogasawara: "A high speed CCD intravital video microsiope - observation and analysis of microcirculation in a beating heart -" Biomedical Engineering - Applications, Basis and Communications. 8-4. 332-335 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Fumihiko Kajiya: "The relationship between cardiac contraction and intramyocardial hemodynamics - New tools for analyzing the coronary venous system -" IEEE Engineering in Medicine and Biology. 16-5. 127-132 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Fumihiko Kajiya: "Temporal and spatial heterogeneity of blood supply to the heart : visualization and interpretation" Methods of Information in Medicine. 36. 319-321 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yasuo Ogasawara: "Development of intra-vital fluoresence CCD microscope system for measurement of NADH in a beating heart" Medical & Biological Engineering & Computing. 35-suppl.1. 631 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yasuo Ogasawara: "Flow velocity measurement in canine myocardial capillary vessels by high-speed needle-probe CCD microscope" Circulation. 96-8. I-139 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Fumihiko Kajiya: "Cardiac-Vascular Remodeling and Functional Interaction" Springer-Verlag Tokyo, (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yasuo Ogasawara et al.: "A high speed CCD intravital video microscope-observation and analysis of microcirculation in a beating heart-" Biomedical Engineering-Applications, Basis and Communications. 8. 332-335 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yasuo Ogasawara et al.: "In-vivo observation of subendocardial arteriolar blood velocity in dogs by high-speed needle-probe CCD microscope" Circulation (Suppl.). 94(8). I-243 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Fumihiko Kajiya et al.: "The relationship between cardiac contraction and intramyocardial hemodynamics -New tools for analyzing the coronary venous system-" IEEE Engineering in Medicin and Biology. 16(5). 127-132 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Fumihiko Kajiya: "Temporal and spatial heterogeneity of blood supply to the hear t : visualization and interpretation" Methods of Information in Medicine. 36. 319-321 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yasuo Ogasawara et al.: "Development of intra-vital fluoresence CCD microscope system for measurement of NADH in a beating heart" Medical & Biological Engineering & Computing. 35 (Suppl.Part 1). 631 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] William M.Chilian et al.: "Coronary Microcirculation in Health and Disease Summary of an NHLBI Workshop" Ciruclation. 95. 522-528 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Osamu Hiramatsu et al: "In-vivo observation of the intramural arterioles and venules in beating canine hearts." Journal of Physiology (London). (in press).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Fumihiko Kajiya et al.: "Coronary slosh phenomenon and behavior of intramyocardial microcirculation" In : Yukio Maruyama, Masatsugu Hori, J.S.Janicki (eds.), Cardiac-Vascular Remodeling and Functional Interaction. 309-320 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より