レーザードップラー心拍出量計開発の基礎的研究

激光多普勒心输出量仪研制的基础研究

• 批准号: 06858100
• 负责人: 伊原 正
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Suzuka University of Medical Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06858100/
• 关键词: 心拍出量; 血流量; 半導体レーザー; ドップラー効果; 逆問題; パワースペクトル

本研究は、半導体レーザー血流計技術を応用した心拍出量の連続計測の可能なレーザードップラー心拍出量計の開発を目標とする。平成6年度は、レーザードップラー血流計測と心拍出量計測における信号の特性について理論的な解析を行った。レーザードップラー血流計測の基本原理は、血流中の赤血球にレーザー光を投射し、移動する赤血球によって周波数のドップラー偏位を受けた反射・散乱光の周波数を計測して偏位周波数から血流速度を求めるものである。半導体レーザーから発するマルチモードレーザー光ではモード干渉のため、波長が分散しドップラーシフトを受けた周波数と分離する必要がある。具体的には、n番目のレーザーモードが作る複素電磁界をE_<Rn>(t,r)=E^^〜E^0_<Rn>(t,r)exp(-jω^0_nt)また、血流によって変化する複素電磁界を時間tと位置rの関数v(t,r)として光検出器上の出力電流はi(t,r)=C{Σ^^N__<n=-N>|E^^〜^0_<Rn>(t,r)|^2+Σ^^N__<n=-N>|v^^〜_n(t,r)|^2+Σ^^N__<n=-N>(E^^〜^0_<Rn>(t,r)v^^〜^*_n(t,r)+E^^〜^*_<Rn>(t,r)v^^〜_n(t,r))}と表される。この出力電流信号のパワースペクトルP(ω)を使えば、血流速度分布f(v)がその特性関数のフーリエ逆変換によって次式のように直接求められる。f(v)=1/(2π)∫du・exp(-juv)Σ((ju)^k)/(k!) (√<π>)/(〈q^k〉)×(Г[(k/2)+1])/(Г[(k+1)/2]) (∫^∞_<-∞>|ω|^2P(ω)dω)/(∫^∞_<-∞>P(ω)dω)この理論式を用いて光検出器上に得られる出力信号と血流分布特性の関係を数値計算によって評価した。今後は、ファントムモデて心拍出量測定を評価するとともに、心不全の病態の精確な評価に利用できる実用装置の開発をめざす。

This study aims at the development of semiconductor blood flow meter technology for continuous measurement of cardiac output. Heisei 6th year, blood flow measurement, cardiac output measurement, signal characteristics, theoretical analysis The basic principle of blood flow measurement is to measure the number of cycles of scattered light, the number of cycles of scattered light, and the number of cycles of scattered light. The semiconductor light source has the characteristics of wavelength dispersion, cycle number and separation. The complex electromagnetic field E_<Rn>(t,r)=E^^~ E^0_ (t, <Rn>r)exp(-jω^0_nt), the time t, the position r and the number v(t,r) of relations v(t,r), the output current i(t,r)=C{Σ^N_&lt;n=-N&gt;| E^^〜^0_<Rn>(t,r)|^2+Σ^^N__&lt;n=-N&gt;| v^^〜_n(t,r)|^2 +Σ^^N__&lt;n=-N&gt;(E^^~^0_<Rn>(t,r)v^^~^*_n(t,r)+E^^~^*_<Rn>(t,r)v^^~_n(t,r)) The output current signal is selected from P(ω), and the blood flow velocity distribution f(v) is directly calculated from the characteristic relationship. f(v)=1/(2π)∫du·exp(-juv)Σ((ju)^k)/(k!) (√&lt;π&gt;)/(〈q^k〉)×(Г[(k/2)+1])/(Г[(k+1)/2]) (∫^∞_&lt;-∞&gt;| ω| ^2P (ω)dω)/($&gt;^∞_&lt;-∞&gt;P(ω)dω) is used to calculate the numerical value of the relationship between the output signal and the blood flow distribution characteristics of the optical detector. In the future, the development of a practical device for the evaluation of cardiac output and the accurate evaluation of cardiac incompleteness will be discussed.

项目成果

Ihara T,Vatner SF et al.: "Left ventricular systolic dysfunction presedes diastolic dysfunction during myocardial ischemia in conscious dogs." American Journal of Physiology. 267. H333-H343 (1994)

Ihara T、Vatner SF 等人：“在清醒的狗心肌缺血期间，左心室收缩功能障碍先于舒张功能障碍。”

Ihara T,Barr RC: "Electrophysiologic inverse solution for ectopic origin of excitation in two-dimensional propagation model." Medical and Biological Engineering and Computing. 32. S41-S50 (1994)

Ihara T，Barr RC：“二维传播模型中异位激励源的电生理学逆解。”

伊原 正: "Imaging technologies for the assessment of heart failure:brief review" 鈴鹿医療科学技術大学紀要. 1. 9-16 (1994)

Tadashi Ihara：“评估心力衰竭的成像技术：简要回顾”铃鹿医科大学通报（1994 年）。