下肢動脈硬化を早期発見する：オシロメトリック法を用いた下肢血管内皮機能計測法提案

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K21076
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 平野 陽豊 静岡大学, 工学部, 助教 (50725679)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 血管内皮機能 / 反応性充血 / FMD / オシロメトリック法 / ezFMD

研究実績の概要

近年，我が国の心血管系疾患や脳血管障害等の循環器疾患による死因は全体の約２５％に及んでおり，その循環器疾患の主原因は動脈硬化であることが知られている．動脈は一度硬化が始まると二度と柔らかくはならないが，動脈硬化の初期症状である血管内皮機能障害のステージまでは早期治療により完治することが明らかになっている ．そのため血管内皮機能を非侵襲かつ定量的に計測する技術は動脈硬化早期診断のために非常に重要である．重度の動脈硬化は下肢の発症数が極めて多いため，下肢から血管内皮機能の衰えが始まることが示唆されるが，これまでに下肢血管内皮機能を非侵襲的に定量計測する方法は存在しない．
本研究では，下肢血管内非機能を簡便に計測するためにオシロメトリック法を応用した計測手法を提案する．本年度は下肢で血管内非機能を計測するための準備を行った．具体的にはオシロメトリック方法に採用されているカフを用いて下肢の駆血ができること，駆血解放後に反応性充血が生じていることをドップラー血流計を用いて計測を行った．その結果，最適だと考えられる計測条件を同定した．

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

これまで下肢血管内皮機能を計測するためのシステム開発が，当初予定していた通りに進展している．本年度は当計測法の核となる研究成果を発表することができた．来年度以降に，開発システムを用いて健常者・動脈硬化疾患者の血管内皮機能計測を行い研究を進展させる予定である．

今後の研究の推進方策

提案システムが動脈硬化早期発見システムとして機能するためには，算出された評価指標が健常群と動脈硬化ハイリスク群を区別できること，システムの評価指標に十分な再現性がある必要がある．そのため，まず本システムを用いて連続した数日間の血管径変化および血管弛緩の計測を複数回行うことで再現性を確認する．次にシステムの有用性を検討するために，下肢動脈硬化疾患者，糖尿病や高血圧など動脈硬化疾患者ではないが将来動脈硬化を発症する可能性がある動脈硬化ハイリスク者を対象に下肢の血管内皮機能計測を行う．計測後，統計処理に基づき本システムから得られる指標の有用性を検証する．

次年度使用額が生じた理由

今後の研究の推進方策に記載した下肢動脈硬化疾患者等を計測するためにシステムブラッシュアップが必要である．本遂行に伴うハードフェアの一括購入費用を確保するために繰り越しを行った．

次年度使用額の使用計画

病院での使用を想定しているため，本年度開発したシステムの小型化などを行う．そのために駆血用加圧装置，データ収集・保存装置，結果表示装置を構築する予定である．

研究成果

• [雑誌論文] Endothelial Function Assessed by Automatic Measurement of Enclosed Zone Flow-mediated Vasodilation Using an Oscillometric Method Is an Independent Predictor of Cardiovascular Events (2016)
  • 著者名/発表者名: Haruka Morimoto, Masato Kajikawa, Nozomu Oda, Naomi Idei, Harutoyo Hirano, Eisuke Hida, Tatsuya Maruhashi, Yumiko Iwamoto, Shinji Kishimoto, Shogo Matsui, Yoshiki Aibara, Takayuki Hidaka, Yasuki Kihara, Kazuaki Chayama, Chikara Goto, Kensuke Noma, Ayumu Nakashima, Teiji Ukawa, Toshio Tsuji, Yukihito Higashi
  • 雑誌名: Journal of American Heart Association 巻: 5 ページ: 1-9
  • DOI: https://doi.org/10.1161/JAHA.116.004385
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] オシロメトリック法を利用した非侵襲血管粘性計測に基づく動脈硬化ハイリスク群のスクリーニング (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中 敬士，三戸 景永，曽 智，栗田 雄一，平野 陽豊，鵜川 貞二，中村 隆治，佐伯 昇，河本 昌志，東 幸仁，吉栖 正生，辻 敏夫
  • 学会等名: 第25回計測自動制御学会中国支部学術講演会
  • 発表場所: 広島大学（広島県東広島市）
  • 年月日: 2016-11-26 – 2016-11-26
• [学会発表] オシロメトリック法に基づく血管粘性推定法の提案と血管内皮機能評価への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中 敬士，三戸 景永，松本 遼，平野 博大，曽 智，栗田 雄一，平野 陽豊，鵜川 貞二，中村 隆治，佐伯 昇，河本 昌志，東 幸仁，吉栖 正生，辻 敏夫
  • 学会等名: 日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-06-08 – 2016-06-11