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2017 年度 実績報告書

圧電センサを用いた非侵襲脳動脈硬さ評価技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K14280
研究機関同志社大学

研究代表者

松川 真美  同志社大学, 理工学部, 教授 (60288602)

研究分担者 長束 一行  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 病院, 部長 (70189140)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード頚動脈波 / 圧電センサ
研究実績の概要

低コストな圧電センサ計測システムを用いて頚動脈の皮膚変位(脈波)データから脳動脈狭窄の診断手法を開発するため、以下の二点の研究を進めた。まず、脈波の伝搬挙動を理解するため、模擬血管による脳動脈モデルを作成し、動脈中の狭窄が頸動脈波に及ぼす影響を実験的に検討する。また、圧電センサ計測システムを用いて、健常者や閉塞患者の頚動脈脈波を臨床計測し、両者の波形比較から閉塞時の脈波波形の特徴量抽出を目指す。
平成29年度は、血管に近い柔らかさのポリマーチューブで、脳動脈樹の作成に成功した。また、水を満たしたこの人工動脈樹内に、血流を模擬してパルス状の水の圧力波を伝搬させたところ、脳内の血管床に近い内径1mm程度の模擬血管内閉塞からの反射圧力波が、頸動脈の位置で観測されることを確認した。
また、臨床研究では、圧電センサシステムを用いて、内頚動脈閉塞患者8名と健常者19名の左右の頸動脈波の計測を行った。これらの患者の総頚動脈ED-ratioは1.4以上であり、片側の頸動脈の閉塞が確認されている。患者、健常者の左右の頸動脈波の速度波形を計測したところ、患者では左右の波形が異なる傾向が見られた。そこで左右波形の相互相関を算出した。その最大値は0.93(健常者平均)および0.58(患者平均)となり、値のばらつきはあるものの、健常者群は0.80以上、患者群はそれ以下に大別された。また、閉塞側の速度波形は高周波成分が多く、脳内からの反射波の重畳の効果が確認された。これらの結果により、本システムの頸動脈波計測により閉塞患者の簡易スクリーニングが可能であることが確認された。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [国際共同研究] ソルボンヌ大学(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      ソルボンヌ大学
  • [雑誌論文] Experimental study on the pressure wave propagation in the arterial tree in brain2018

    • 著者名/発表者名
      Shinya Shimada, Ryo Tsurusaki, Fumiaki Iwase, Mami Matsukawa, Pierre-Yves Lagree
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      in press

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 圧電センサを用いた頸動脈閉塞の簡易診断-脈波の左右差の検討2018

    • 著者名/発表者名
      板井菜津子, 津留崎凌, 松川真美, 奥野善教, 斎藤こずえ, 長束一行
    • 学会等名
      日本音響学会2018年春季研究発表会
  • [学会発表] 模擬血管チューブ内の圧力波伝搬に関する実験的検討-狭窄形状の影響-,2017

    • 著者名/発表者名
      岩瀬史明, 島田慎也, 津留崎凌, 松川真美
    • 学会等名
      電子情報通信学会 超音波研究会
  • [学会発表] 圧電センサによる頸動脈波測定 -左右差の検討-2017

    • 著者名/発表者名
      津留崎凌, 島田慎也, 松川真美, 奥野善教, 斎藤こずえ, 長束一行
    • 学会等名
      第38回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • [学会発表] 人工脳内動脈樹の圧力波伝搬に関する実験的検討2017

    • 著者名/発表者名
      島田慎也, 岩瀬史明, 松川真美, ピエール-イブ・ラグレー
    • 学会等名
      第38回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • [学会発表] 圧電センサを用いたポータブル頸動脈波測定システム2017

    • 著者名/発表者名
      津留崎凌, 板井菜津子, 松川真美
    • 学会等名
      第20回日本音響学会関西支部若手研究者交流研究発表会

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公開日: 2018-12-17  

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