超音波による動脈硬化の定量計測に関する研究

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本研究は、従来の脈波速度法の開発と臨床に携わってきた研究者らとの共同研究を進めることにより、新しい超音波による動脈局部硬化度計測法の確立と実用化を進めた。とくに、動脈の局部的な硬化度が測定できることは、人体の動脈硬化度分布図を得ることを可能とすると考えられるが、実際の老化現象の研究用としての新しい超音波計測・診断装置の製作のために遭遇する問題点の検討と、実際に多くの患者に対して適用・評価を行ってさらに信号処理の面でも新しいアイデアを取り入れて、従来にない全く新しい循環器系の定量的精密計測・早期診断法として、本動脈局部硬化度計測法を完成させた。まず、人口心臓を用いた模擬循環系を構築し、シリコーンゴムなどの人口管における圧力波の伝搬特性と力学的特性(縦弾性率)との対応関係を基礎的に解明した。特に初期段階の斑点状の動脈硬化モデルを水槽内に構成し、その管壁上の振動伝搬特性(速度・減衰特性)など所的特性を複数の加速度ピックアップで計測・評価した結果、局所で弾性の変化が存在することがわかった。次に動脈壁上の微小振動伝搬特性の非侵襲的計測装置を用いて、実際に動脈硬化症の患者や正常者に関する局所的特性の評価を行った。本装置では、十数μmの振幅で拍動する心臓近傍の大動脈壁も含め、壁上を伝搬する振幅数十μmの微小振動を1KHzまでの周波数帯域にわたって高精度に非侵襲計測できるため、空間分解能を上げることができ、局所的な力学的特性評価が可能となったと言える。とくに、血管の弾性率の局所的変化の測定法と結果に関して、従来法の脈波速度法による動脈硬化度の測定結果との対比を行って、従来法よりも高精度であることを示した。今後、各種の動脈疾患に関する診断・治療の分野に貢献して、新しい生命科学の領域を開拓する予定である。