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1998 年度 研究成果報告書概要

視覚サーボ制御機構をもつ高速度CCD生体顕微鏡による心筋壁深部微小循環の解析

研究課題

研究課題/領域番号 09558125
研究種目

基盤研究(B)

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

小笠原 康夫  川崎医科大学, 医学部, 助教授 (10152365)

研究分担者 山森 伸二  日本光電子工業(株), R&Dセンター, 課長
松本 健志  川崎医療短期大学, 医用電子技術科, 助教授 (30249560)
矢田 豊隆  川崎医科大学, 医学部, 講師 (00210279)
梶谷 文彦  川崎医科大学, 医学部, 教授 (70029114)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
キーワード視覚サーボ / 高速度CCD顕微鏡 / 光マーカ / 微小循環 / マイクロストレイン
研究概要

本研究は視覚サーボマニピュレータを有する高速度CCDニードルレンズ型生体顕微鏡システムの開発を目標とする。そこで、高解像度・高速度CCDニードルプロープ型生体顕微鏡を試作した。ニードルレンズ直径を2mmまで細径化しても、従来の試作システム程度の解像度を維持できることが分かった。つぎに、開発システムを用いて心内膜側微小循環の観測と血管径変動および血管内の血流マーカの動態観測を行った。血流マーカーにはZrの微細粒子が含まれているスチレン粒子(直径5〜15μm)を用いた。そして、毛細管系血管では5μmのマイクロスフェアを、細動脈・静脈系血管では15μmのマイクロスフェアを血流動態観察に使用した。このマーカの特徴は可視光で明るく鮮明に観測できることである。次に、視覚サーボマニピュレータの試作のために、観察画像から関心領域の位置を計算するアルゴリズムを開発した。位置計測の精度は心筋表面上で数μmであった。さらに、観測対象領域の追跡性について追跡の速度および精度の両面から検討するため、麻酔開胸犬の左心室心筋表面にマイクロスフェア(15μm)を埋め込み、そのマイクロスフェア(15μm)の変位の観測を行った。そして、マイクロスフェアの変位を逐次算定して、心筋ひずみ特性を明らかにした。心筋微小歪みは心筋表面上で不均一であった。そして、この不均一性と最小血流調節ユニットサイズとの関連性について検討した。このような微細変形解析は本システム開発において初めてなされたものであった。

  • 研究成果

    (14件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (14件)

  • [文献書誌] 小笠原康夫: "高速度CCD生体顕微鏡による実質臓器微小循環の血流-血管動態の可視化" 日本バイオレオロジー学会誌. 11・4. 195-201 (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 copillary vessels by hiht-speed needle-probe CCD microscope" Ciriulation. 96・8. I-139 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yasuo Ogasawara: "High Speed CCD intravital microscope-flow visualization in microcircalation of a beating heart" Biocyberhetics and Biomedical Engineering. 17. 61-68 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Osamu Hiramatsu: "In vivo observations of the intramural arerides and ren les in beating canine heart" Journal of Physiology. 509. 619-628 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 矢田豊隆: "高血圧肥大心における冠微小循環障害" Therapeutic Research. 19. 3225-3229 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Fumihiko Kajiya: "BME approach to urderstand blood supply to the heart" Procecdings of 20th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicere and Biology Society. 20. 387-390 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yasuo Ogasawara et al.: "Flow velocity measurement in canine myocardial capillary vessels by high-speed needle-probe CCD microscope" Circulation. 96(8(Suppl)). I-139 (1997)

    • 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] Yasuo Ogasawara et al.: "High speed CCD intravital microscope-flow visualization in microcirculation of a beating heart" Biocybernetics and Biomedical Engineeing. 17(3-4). 61-68 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Eiji Toyota et al.: "Analysis of subepicardial microstrains of in vivo canine heart using newly developed high-speed CCD intravital video microscope" Medical & Biological Engineering & Computing. 35(Suppl.Part 1). 255 (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). 509. 619-628 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Eiji Toyota et al.: "Myocardial micro-deformation greatly affects coronary inflow into capillary network in in vivo canine heart" Circulation. 98(17(Suppl.1)). I-489 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Toyotaka Yada et al.: "Endothelium-derived hyperpolarizing factor and nitric oxide play crucial roles in both reactive hyperemic responses and coronary autoregulation" Circulation. 98(17(Suppl.1)). I-403 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Fumihiko Kajiya et al.: "BME approach to understand blood supply to the heart" Proceedings of 20th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society 20(Part I). 387-390 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 1999-12-08   更新日: 2019-04-02  

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