レーザドップラ法による脳微小血管血流調節機構とその特異性の解析

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10671335
• 研究機関: 国立循環器病センター
• 研究代表者: 関 淳二 国立循環器病センター研究所, 生体工学部, 室長 (20163082)
• 研究分担者: 高見沢 計一 国立循環器病センター研究所, 生体工学部, 室員 (10163312) ; 松田 武久 国立循環器病センター研究所, 生体工学部, 部長 (60142189)
• キーワード: 脳軟膜細動脈 / レーザドップラ法 / 血流調節 / 壁剪断応力 / 一酸化窒素 / 臓器特異性 / 血流抵抗 / 血流分布

研究概要

本研究では、我々が開発した光ファイバ型レーザドップラ流速計顕微鏡を用いてラット脳軟膜の単一微小血管における血流速度を高い時間・空間分解能で定量化することにより、脳微小血管系の血流調節機構、及びその脳微小循環における臓器特異性を明らかにすることを目的とする。
これまでのシステムで計測可能な流速の上限は 40mm/s程度であるが、直径80ミクロン以上の細動脈や、虚血再灌流時には更に大きな血流速度となることが予想される。そこで今年度は、高速なA/D変換器を導入しドップラ信号の取込み速度を高速化するとともに、ソフトウェアの改良による処理速度の迅速化を図ることによって、計測可能な血流速度の上限を増大させるとともに、時間分解能の向上を図った。その結果、速度の上限は200 mm/sと十分な測定範囲が実現され、時間分解能は最高1msと細動脈における脈波解析に十分な分解能が得られた。更に、30ms程度の時間分解能ではあるが、これまで困難であったドップラ信号の実時間処理が可能となった。 これらの改良によって直径 100ミクロンを越える細動脈まで血流計測可能となったので、今後、脳軟膜微小血管における広い血管径範囲にわたる血流速度分布を計測することにより、血流調節に対する剪断応力一定仮説及び一酸化窒素の関与について明らかにしていく予定である。

研究成果

• [文献書誌] Muraki,T.,Seki,J.Yamamot,J.,et al.: "Effects of cyclosporine and FK506 on in vitro high shear-induced platelet reactivity in rat and human non-anticoagulated blood" Transplantation. 65(8). 1132-1134 (1998)
• [文献書誌] Noguchi,T.Seki,J.,Yamamoto J.,et al.: "Enhanced Thrombogenecity and Altered Hemodynamics in the Cerebral Microvasculatrure of Stroke-Prone Spontaneously Hypertensive Rats" Haemostasis. 27. 237-245 (1997)
• [文献書誌] Seki,J.: "Phase Adavance of Microvascular Flow Velocity Relative to Intravascular Pressure" Microcirculation Annual 1998. 14. 157-158 (1998)
• [文献書誌] Ikarugi,H.,Seki,J.,Yamamoto,J.,et al.: "Norepinephrine,but not epinephrine,enhances platelet reactivity and coagulation after exercise in humans" J.Appl.Physiol.86(1). 133-138 (1999)
• [文献書誌] Seki,J.,Sasaki,Y.,Oyama,T.,Yamamoto J.: "Effects of Intracranial Pressure on the Pial Microcirculation in Rats Studied by a Fiber-Optic Laser-Doppler Anemometer Microscope" Front.Med.Biol.Eng.(in press).
• [文献書誌] 関 淳二: "微小血管における血流計測法" 日本混相流学会誌. 12(4). 342-349 (1998)