| 研究概要 |
本研究は,近赤外分光法(NIRS)による筋組織酸素濃度測定値が組織酸素運搬機構といかなる因果関係にあるかを,実測,計算機シミュレーション,顕微分光法で明らかにし,NIRS測定値に対するヘモグロビン(Hb)とミオグロビン(Mb)の寄与率など,NIRS測定波形を解釈する上で不可欠な基礎資料を得ることを目的とした.
(1)筋組織酸素濃度イメージングによる筋代謝の時空間解析:絶対値計測が可能な空間分解法を導入し,組織酸素飽和度を画像化できるイメージング装置を試作した.運動時と回復期の組織酸素飽和度は,運動負荷の様式や酸素負債を反映した特徴的な変化を示し,本法の有用性を実証できた.
(2)運動時の筋酸素消費量の時間応答:高強度収縮時の筋血流遮断を利用し,筋収縮時の酸素濃度低下率から局所的筋酸素消費量を測定する新たな測定法を開発した.装置の時間分解能を約0.1sと高速化することにより,動脈阻血などを行うことなく筋収縮時の酸素消費量をほぼ瞬時に推定することが可能になった.
(3)筋組織酸酸素運搬モデルによるNIRS測定値の解析:好・嫌気性代謝系,クレアチンリン酸系,および組織酸素運搬系からなる筋代謝モデルを作成し,ヒト実測結果とモデル・シミュレーションの結果を比較検討した.その結果,HbとミオグロビンMbの測定値への寄与率に関しては,HbとMbの酸素解離曲線の違いを反映し,組織の酸素化レベルにより寄与率は大きく異なった.高強度収縮ではMbの脱酸素化が顕著になり,再酸素化の過程でMbに由来して飽和度上昇の遅延が生じることが明らかになった.
(4)顕微分光法による組織酸素飽和度の測定:波長500nm帯の6波長を用いて吸光度を測定し,重回帰により散乱成分を除去して酸素飽和度を求めるシステムを試作した.マウス,ラットの腸間膜,挙睾筋で実測を行い,微小血管の血液酸素飽和度を画像化できた.
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