| 研究課題/領域番号 |
24500479
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 神奈川工科大学 |
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研究代表者 |
松尾 崇 神奈川工科大学, 創造工学部, 教授 (00165771)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 脳血流 / 中大脳動脈 / 超音波ドップラ / 運動負荷 / 作業負荷 |
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| 研究概要 |
超音波ドップラ血流計を科学研究費により購入した。血流計からのシグナルをパソコンにより高速フーリエ変換することにより、これまで測定ができなかった血管断面内平均血流速度を測定できるようにした。さらに、血圧の連続測定と加速度センサによる動作の同時計測を行う測定システムを改良した。これらの測定システムを用いて、(1)姿勢変換時、(2)荷重負荷の場合について中大脳動脈血流波形の計測を行った。得られた血流波形について、フーリエ解析による周波数分析、血行力学的解析（流速変動度、抵抗指数、瞬時心拍数の変動）を行った。
(1)姿勢変換時の測定: これまでに測定を続けてきた仰臥位→立位の姿勢変換に加えて、仰臥位→椅座位、椅座位→立位の変換時、およびこれらの逆過程において中大脳動脈血流波形の計測を行った（被験者10名）。その結果、血流の変動は仰臥位→立位変換において最も大きく、それに伴い流速変動度、抵抗指数、瞬時心拍数も顕著な変動を示すことが分かった。この逆過程、立位→仰臥位変換では、かなりの流速変動が見られたが、仰臥位→立位の場合に比較して流速変動度、抵抗指数、瞬時心拍数の変化は小さかった。椅座位ー立位変換の場合にも血流波形の変動が見られたが、仰臥位ー立位変換に比較すると変化は小さかった。これは、各姿勢における脳、心臓、下肢の位置関係に起因すると考えられた。
(2)作業負荷（荷重負荷）の実験: 立位で荷物(15kg重)を両手で前に支える場合と、同じ荷物を背中に背負う場合について中大脳動脈血流波形を測定した。その結果、背負った場合の方が、血流波形の変動が小さく、流速変動度、抵抗指数、瞬時心拍数の変化は小さいことが分かった。
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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
本研究では、超音波ドップラ法を用いて、姿勢変換、運動負荷、作業負荷の条件下で中大脳動脈血流波形および指先血圧の連続測定を行う。得られた血流波形について血行力学的な解析、血流―血圧間の相関解析を行い、能動的活動時の脳血管内血流特性を明らかにすることが本研究の目的である。
この目的のために、動作時も安定して中大脳動脈での血流を測れるように、測定装置の改良を行った。さらに、一連の姿勢変換において血流波形の測定を行い、その結果を血行力学的に解析した。椅座位ー立位変換、仰臥位ー椅座位の場合のデータはこれまでほとんど報告がない。仰臥位ー立位の変換も能動的なデータはきわめて少なく、貴重なデータになると考えられる。
作業負荷（荷重負荷）の実験として、荷物の持ち方による脳血流への影響を調べた。同じ荷重でも、荷重の保持しかた(背負うか手で前に持つか)により、脳血流への影響が異なることを明らかにした。
血流波形については、当初の予定通りの成果が得られたが、血圧の測定については、現在の所、間歇的な測定に留まっている。連続血圧測定装置の準備はできており、今後実験を積み重ねる予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
(1)今後の課題として、動作時の連続血圧測定を行う必要がある。指先で連続測定を行うタイプのセンサを用いる。安静時には連続測定ができることを確認しており、今後、運動・動作時に安定して測定できるよう取り付け法の改良が必要である。
(2)自転車エルゴメータによる運動負荷時の測定: 実験前安静時、運動負荷中、負荷後安静時において、中大脳動脈血流測定、血圧（指先での）連続測定を行う。運動負荷の血行力学的な影響(血流変動度、抵抗指数、血管壁ズリ応力など)について考察する。さらに、血流変化と血圧変化との関係が運動強度にどのように影響されるか考察する。特に強い運動負荷後のクーリングダウンにおける脳血流特性に着目する（クーリングダウン時に血流波形が大きく変化することが予備的実験で分かっている）。
(3)作業負荷（荷物の移動）の実験: 立位からのしゃがみ込み、荷物(5-15kg重、３種類程度)の持ち上げ、下ろし、休憩、の連続動作を被験者に行わせる。作業負荷の間、連続的に中大脳動脈血流計測、指先血圧計測を行う。またビデオカメラによる動作の同時記録を行う。瞬間的な血流の変化に着目して解析する。作業負荷の血行力学的な影響、血流変化と血圧変化との関係、瞬時心拍数との関係について調べる。作業負荷の身体への影響について考察する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
平成24年度において、学会発表が予定より１件少なかった。また、論文別刷り代金の請求が平成25年度４月以降になったため、次年度使用額が生じた。
(1) 連続血圧測定、血流波形、ビデオによる動作画像を同期して測定するためのパソコンデータ処理システムの構築（パソコン、AD変換器、ソフトウェアなど）： 550,000円
(2) 学会発表旅費 （国内、3回）： 160,000 円
(3) 論文投稿料 50,000 円。 (4) 論文別刷り代 50,000 円。
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