| 研究課題/領域番号 |
16K01361
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| 研究機関 | 高知大学 |
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研究代表者 |
弘田 隆省 高知大学, 医学部附属病院, その他 (10437741)
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| 研究分担者 |
山崎 文靖 高知大学, 医学部附属病院, 特任教授 (10243841)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 深部脳刺激 / 起立性低血圧 / 生体制御・治療 / パーキンソン病 / 医用生体工学 |
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| 研究実績の概要 |
これまでわれわれは、重度起立性低血圧治療のため、硬膜外カテーテルを用いた人工圧反射装置を開発してきた。これを発展させ、交感神経路のより上位中枢を電気刺激できないかを検討したところ、パーキンソン病治療における深部脳刺激法を用いた方法を着想し、血圧への反応性を認めた。今回、深部脳刺激が起立時の血圧低下を制御可能かどうかの実験的臨床研究を行う。
平成29年度は、
1) ランダム脳刺激により血圧反応が認められる14例(年齢64±12歳、男性7)での視床下核へのランダム刺激で血圧反応のあった13回のデータから得られた伝達関数を用いて、サーボコントローラーの再設計を開始した。ステップ状の血圧低下に対する血圧サーボシステムの振る舞いを比例補償係数Kp=0, 1, 2，積分補償係数Ki=0, 0.01, 0.05, 0.1, 0.2の組み合わせでシュミレーションし，血圧サーボシステムがもっとも安定的かつ迅速に血圧低下を代償する係数を決定する。
2) 脳刺激の有無による起立負荷時の血圧データの記録を継続し症例を50例まで増やしたが、解析中である。初期の20例の患者(年齢68±8歳、男性14, 女性6) 中11例で、起立負荷により収縮期血圧が20mmHg以上の低下を認めた。この11例中1例に深部脳刺激がonの状態での起立による血圧低下とoffでの血圧低下の違いが認められた。
3)パーキンソン病患者57例(男性20例、女性37例、平均年齢72±9歳、深部脳刺激治療中35例)で座位による血圧低下の有無を検討した。臥位および座位直後から5分後まで1分ごとに自動血圧計を用いて上腕血圧を測定した。座位後5分間の間に収縮期血圧が100未満となる症例が9例、臥位より30mmHg以上低下する症例が13例認められた。座位にても血圧が低下する症例は、座位でのリハビリも困難となるためこれらの症例を対象者とする予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
十分な症例数でのデータが蓄積されつつあり、血圧低下の見られる症例も少ないがリクルート可能である。これらの症例でランダムチルトを行い、深部脳刺激による血圧制御の可能性を検討する。ただ、刺激強度や刺激周波数は、各患者の症状改善度および刺激時の副作用症状、たとえば、刺激側の痛みなどによって決定されており、患者によってそれぞれ異なるため、症状のない状態での検討を要する。
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| 今後の研究の推進方策 |
1)の解析を完了し、比例補償係数、積分補償係数を決定する。
2)の解析を完了し、現在使用中の深部脳刺激で起立時の血圧が影響される症例のデータより、その背景や刺激状態(電極位置、電圧、パルス幅、刺激周波数)の検討刺激強度を検討する。
3)起立による血圧反応をより詳細に評価するために、ランダム起立負荷により、ベッドの起立角度から血圧までの伝達関数を記述し定量評価を行う。ここでの刺激に用いた刺激電圧および頻度を参考にゲインファクターを決定し、システムの設計を行う。圧制御中枢はサーボ制御の理論を応用して設計する。サーボコントローラの動作原理としては，比例・積分補償型のネガティブフィードバックを採用する。刺激-血圧応答関数の平均値H2(f)は1）で記述したもののゲインファクターを変更して用いる。ステップ状の血圧低下に対する血圧サーボシステムの振る舞いを比例補償係数Kp=0, 1, 2，積分補償係数Ki=0, 0.01, 0.05, 0.1, 0.2の組み合わせでシュミレーションし，血圧サーボシステムがもっとも安定的かつ迅速に血圧低下を代償する係数を決定する。
分担研究者として山崎文靖医師(循環器内科)、連携協力者として佐藤隆幸医師(循環制御学)が装置の動作原理の開発に協力し、森田ゆかり医師(神経内科)、清家真人医師(いずみの病院、脳神経外科)、豊永晋一医師(土佐市民病院、脳神経外科)がパーキンソン患者のフォローに協力する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
解析ソフトウェアの購入を遅らせたことによる。
消耗品費として、データ保存用メディア、接続コネクタ類、液性因子解析費用を計上する。人件費・謝金として、前年と同様、研究補助員を1名確保するための経費を計上する。また、調査研究旅費を計上する。
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