血管のバイオメカニクスに関する研究

　動脈硬化が引き起こす疾患の早期発見に有用な検査法の一つとして，血管内皮機能を評価するFMD (Flow-mediated dilation) 検査法があります．図１は当研究室の場合のFMD検査法の実験系です．図２に示すようにFMD検査法はカフを用いて前腕の血流を5分間駆血後，再灌流した際の血流増大による壁せん断応力の上昇により生じる血管拡張物質(NO)の産生量を血管拡張量として見積もる検査法です．しかし従来のFMD法では長時間駆血後の再灌流時の一過性血流増加を利用して生理状態より大きなせん断応力刺激を与えるため，検査時間が長くなるという難点がありました．そこでこの難点を解決するため，外圧負荷により血管を任意の大きさまで狭めることで定量のせん断応力刺激を負荷する“定量短時間型FMD法 (Quantitative quick flow-mediated dilation method, Q^2FMD法)”を考案しました．本法により検査時間を短時間化できることを確認し，血管拡張反応を従来法と比較しました．

　図３は当研究室で開発した多角的血管機能計測装置を利用した定量短時間型FMD検査法の実験系です．図４に示すように定量短時間型FMD検査法は，上腕を超音波プローブが装備された密閉容器に挿入し，血管径を計測しつつ，容器内に負荷する圧力を制御することで任意の大きさに血管径を狭めることによりせん断応力を増加させた後，圧力を一気に開放し，その後の血管径変化を観察する方法です．

　図５は従来FMD法と定量短時間法で計測した血管径と駆血圧の結果です．図４に示すように定量短時間型FMD検査法は，上腕を超音波プローブが装備された密閉容器に挿入し，血管径を計測しつつ，容器内に負荷する圧力を制御することで任意の大きさに血管径を狭めることによりせん断応力を増加させた後，圧力を一気に開放し，その後の血管径変化を観察する方法です．従来法と定量短時間法を比較すると，血管拡張率について有意な差は確認されず，計測開始から最大血管径に達する時間は3分程度と従来法の約１/2に短縮することができました．今後は圧力制御装置の自動化などにより，さらなる時間の短時間化と計測装置開発につなげていきます．