高周波帯域における高精度インピーダンス計測を用いた新しい血栓子検出法の開発

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本研究では、栓子を電気的に無侵襲検出することを目指しているが、実際の動物・生体実験を行う前に、生体組織と電気的に等価なモデルを用いて栓子検出法を検討する必要がある。そこで本年度は、「寒天を用いた模擬栓子の製作」および「寒天と導電性ゴムを用いた頸部血管電気モデルの製作」を試みた。(1)寒天を用いた模擬栓子の製作:模擬栓子は、特定の導電率をもつ寒天液を、φ180mm×500mmの101アクリルメスシリンダーに満たした油中に滴下して球となるように製作した。球ならば、測定結果に回転による影響が生じない。提案法によって製作した直径1〜6mmの模擬栓子(4〜20個)を画像撮影・処理したところ、回転楕円体近似した模擬栓子の長軸と短軸の比は、最大1.0±0.03であり、ほぼ球体とみなせた。(2)寒天と導電性ゴムを用いた頸部血管電気モデルの製作:皮膚と筋肉組織は導電率の異なる寒天を、脂肪層と血管(頸動脈)には導電性ゴムを用いた。モデル構造は、健常被験者1名(38歳、男性、163cm、59kg)の頸部CT画像を参考にして決定した。255mmのアクリル水槽に、皮膚と同じ導電率をもつ寒天液を流し込み、凝固後に脂肪と同じ導電率をもつ導電性ゴムシートを載せる。次に、血管と等価の導電率を持つ導電性ゴムチューブを所定の位置に固定し、筋肉と同じ導電率をもつ寒天液を流し込む。血管モデル内には、血液と同じ導電率をもつ食塩水を満たす。皮膚と筋肉間および筋肉と血液間に導電性ゴムを入れることにより、食塩水の濃度拡散を防いだ。この皮膚モデル上に、電流電極間隔50mm、電圧電極間隔10mmで電極(直径3.5mm)を直線上に配置し、直径6mm模擬栓子を血管内に流したところ、明確なインピーダンスの変化が検出できた。