抗酸菌病研究所においては,結核などにフォーカスをおいた研究を行うという特殊性から,呼吸音や 心音の研究は早くから行われてきた｡特に,東北大学ならではの学部の垣根のない医工学研究にこの方 向性は花開き,呼吸音,心音等の電気的描写の研究から,世界でも初めての超音波心臓断層法の開発研 究に結びつき,抗酸菌病研究所は戦後の医学界においてME研究のメッカとなった｡かかる背景を元に 昭和53年,内科学部門のME研究室を主宰してきた田中元直助手が教授に昇任することによって電子 医学部門が発足した｡田中教授は世界初の超音波診断装置の開発と言う成果を元にドップラ法の開発, 超音波顕微鏡の発明等,診断的ME機器の開発臨床研究を精力的に進めるとともに,更に治療における MEの展開を求め医学部胸部外科学教室から仁田新一助手を助教授として招曙,匪工学研究における診 断と治療の両輪が整った｡昭和60年には胸部外科学教室との協力で日本最初の補助人工心臓臨床応用 の成功例を得るとともに,日本で開発された空気圧駆動型補助人工心臓臨床治験の中心となって事務局 を担当し,世界でも最初となった製造認可を得ることに成功した｡こうして抗酸菌病研究所における医 工学研究も軌道に乗り,加齢医学研究所への改組に伴って｢病態計測制御分野｣へ名称を変更した｡平 成8年には田中教授の東北厚生年金病院院長への栄転を経て,仁田所‑助教授が教授に昇任した｡仁田 教授は平成10年から13年まで東北大学副学長を併任し,その間,教室の研究は山家智之助教授が指導
した｡平成16年1月,山家智之助教授が教授に昇任し,現在に至っている｡
臨床研究も附属病院心臓血管外科の外来や病棟等で診療に従事して超音波検査並びに心臓カテーテ ル検査等を担当することにより更に活発に繰り広げている｡西條芳文助教授は,田中名誉教授の伝統を 受け継いで超音波顕微鏡の研究並びにドップラ法による臨床研究を更に精力的に進めるとともに,附属 病院では心臓外科手術の術中エコーを担当し,手術成績向上に貢献するとともに,肺移植,心臓移植の 臨床時にも術中エコー検査を担当した｡
循環器病学におけるカテーテル検査や冠動脈形成術は当教室が特に重点的に教育してきた所ではあ るが,東北厚生年金病院,仙台社会保険病院,宮城社会保険病院,県立循環器呼吸器病センター,県立 ガンセンター,公立深谷病院,公立黒川病院,仙南病院などへ医師を派遣し,教室のOBの先生方と協 力しながら臨床の現場で活発に臨床研究を展開し,教育をお願いするとともに,地域医療にも大きく貢 献している｡
49
50 臓器病態計測部門
医工学研究における研究成果をベースに,文部科学省の世界的研究教育拠点(トップ30)である, 21 世紀COEプログラム｢バイオナノテクノロジー基盤未来医工学｣の事業推進者に,山家教授が選定さ れ, 推進研究分野に参加しており, COE研究員としてカナダのオタワハート研究所からWangQingtian 博士を招増した｡また厚生労働科学研究費補助金萌芽的先端医療技術推進研究事業ナノメディシン研究 分野に｢ナノテク集積型人工心筋｣の研究が選定され,白石泰之博士を早稲田大学より招曙した｡更に 平成16年からは成果活用宮城プラザに｢ナノテク人工食道プロジェクト｣を発足させ,北海道大学から 関根一光博士を招増した｡この他に医薬品機構からの大型研究予算｢波動型人工心臓の実用化研究｣な どの獲得にも成功し,科学技術振興調整費では我々が発案した｢人工括約筋｣プロジェクトが進められ ている｡このように東北大学に各種の人工内臓開発プロジェクトを立ち上げ,競争的資金を得て精力的 に進めている｡
平成16年には,東北大学に先進医工学研究機構も発足し東北大学に医工学を盛り上げる機運が熟し つつある｡ 21世紀COEと併せ,大学院研究科としての医工学研究科構想や医工学研究センター構想な ども提案されており,この方向性はますます発展が期待される｡本分野も,新しいスタッフも加え,戟 が国を代表する医工学研究施設としてますます充実した研究体制を整えつつある｡
現在の主たる研究
電子医学部門の時代から医用生体工学関連の研究が多いことはもちろんであるが,加齢医学研究所の 統合前から,山家智之教授,西條芳文助教授が医学部附属病院と兼担となり,諸先輩方が活躍する関連 病院も交え臨床研究も充実しつつある｡
I)人工臓器の開発研究と臨床 全置換型人工心臓の開発
完全埋め込み型振動流補助人工心臓の開発 超小型軸流ポンプの開発
遠心型埋め込み型補助人工心臓の研究 無拍動人工心臓制御システムの開発
自律神経活動による人工心臓制御 ナノテク人工心筋の開発
埋め込み型てんかん制御装置 皮膚焼却治療装置の開発 人工括約筋の開発 人工食道の研究
病態計測制御研究分野
2)加齢疾患の病態の解明
生体のゆらぎの解析による加齢評価 カオス理論を応用した加齢現象の制御 人工臓器を用いた加齢モデルの確立 加齢に伴う自律神経機能の変動の解析 超音波心臓診断学iこよる加齢の評価 3)超音波学
超音波顕微鏡による動脈硬化組織,血管内皮細胞の音響特性計測 血管内超音波法による冠動脈内応力分布,冠動脈の弾性計測 微弱超音波照射による血管内皮細胞でのNO産生の制御 超音波ナイフによる細胞内カルシウムウェーブの発生, 超音波コントラスト剤の基礎特性の計測
4)再生医療
末梢血管再生療法の開発 心筋血流再生療法の開発 消化管再生用新素材開発 気管･気管支再生用新素材開発
新しい生体親和性超弾性合金スキャフオールドによる再生医療 5)臨床的研究
臨床用空気圧駆動型補助人工心臓の臨床治験 ホルター心電図カオス解析による突然死の予測 フラクタル次元解析による自律神経機能評価 マルチメディア技術を応用したバーチャルPTCA インターネットの応用による医学教育支援システム 虚血性心疾患の核医学的診断
心エコーデータを元にした流線表示方法による心臓内血流の可視化 3次元超音波法による大動脈弁逆流の成因の検討
経食道心エコー法によるIL､移植患者,肺移植患者の心･肺血流の計測 加齢現象と動脈硬化症に関する日露国際共同研究
心臓移植と動脈硬化に関する日中国際共同研究
52 臓器病態計測部門
2.研究報告
1)著書(英文･和文)
1. Vascular Ultrasound. Saijo Y, van der Stee血 AFW･ ed･ Sprlngr‑Verlaq, Tokyo, 2003･
2. Ultrasonic Methods for Material Ch餌aCterization. Kundu T ed. Lavoisier, 2003.
‑
3. Ultrasonic Nondestructive Evaluation: Engln∞rlng and BiologlCal Material Characterization･
Kundu T ed. CRC Press, 2003.
2)英文論文
1. Yambe T, Shiraishi Y, Yoshizawa M, Tanaka A, Abe K, Sato F, Matsuki H, Esashi M, Haga Y, Maruyama S, Takagi T, Luo Y, Okamoto E, Kubo Y, Osaka M, Nanka S, Saijo Y, Mibiki Y, Yamaguchi T. Shibata M, Nitta S･ Artincial myocardium with an artincial baroreHex system uslng
nano t∞hnology･ Bわmed Pha‑acother, 57 Suppl 1 : 122S‑125S, 2003･
2. Yambe T, Yoshizawa M, Fukudo S, Fukuda H, Kawashima R, Shizuka K, Nanka S, Tanaka A,
Abe K, Sh0両T, Hongo M, Tabayashi K, Nitta S･ Can personality traits predict pathologlCal
responses to audiovisual stimulation?i Bめmed Pha‑acother･ 57 Suppl 1 : 83S‑86S･ 2003･
3. Yambe T, Yoshizawa M, Tanaka A, Abe K, Tabayashi K, Nitta S･ Non‑linear dynamic analysIS of hemodynamic behavior dur.ng virtual reality lmmerSion･ Biomed Phamacother･ 56 Supp1 2 : 367S‑369S, 2(m3.
4. Yambe T, Abe Y, lsoyama T, Tabayashi K, Nanka S, Imachi K, Nitta S･ Non‑linear dynamic
analysIS Of hemodynamic parameters in an undulation type a舶cial hea血 system･ Bめmed
Phamacother. 56 Supp1 2 : 364S‑366S, 20)3･
5. Yambe T, Yoshizawa M, Taira R, Tanaka A, Tabayashi K, Sasada H, Nitta S･ Chaos attractors of ventricular elastance to evaluate cardiac performance. Artlf Organs, Jan ; 27(1) : 104‑7, 2003･
6. Tanaka A, Yoshizawa M, Abe K, Takeda H, Yambe T, Nitta S. In vivo test orpressurehead and How rate estimation in a continuous‑How artihcial heart. Artlf Organs, 27(I) : 99‑103, 2003･
7･ 01egario PS, Yoshizawa M, Tanaka A, Abe K, Takeda H, Yambe T･ Nitta S･ Outnow control fbi avoiding atrial suction in a continuous How total artiHcial heart･ Art.f Organs, 27(1) : 92‑8. 203･
8. Yambe T, Shiraishi S, Yoshizawa M, Tanaka A, Abe K, Sato F, Matsuki H, Haga Y, Maruyama
s, Takagi T, Luo Y, Okamoto 良, Kubo Y, Osaka M, Nanka S, Saijo Y, Mibiki Y, Yamaguchi T,
shibata M, Nitta S : Artihcial myocardium with an artihcial baroreHex system uslng nanO teChnol‑
ogy. Bめmed & Pha‑achother 2003 57, 122‑125, 2003･
9. Saijo Y, Hozumi N, Kobayashi K, Lee C, Nagao M, Ohtsuki S, Tanaka M, Sasaki H, Tanaka M･
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10. Saijo Y, Kobayashi K, Arai H, Nemoto Y, Nitta S･ Pocket‑size ∞ho conn∝table to a personal
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13. Ultrasonic measurement or micro‑acoustic prope正es of the biologlCal s0倍materials･ Saijo Y･
‑
Ultrasonic Methods for Material Characterkation, Lavoisier, 39‑58, 2003･
14. Evaluation or atherosclerosis by acoustic microscopy. Saijo Y. Vascular Ultrasound, Springer‑
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15. Clinical applications of ultrasonic nondestructive evaluation. Saijo Y. Ultrasonic Nondestructive Evaluation { Engineen'ng and Biological Maten'al Characterkation, CRC Press, 783‑812, 2003.
16. Saijo Y, Miyakawa T, Sasaki H, Tanaka M, Nitta S. Acoustic prope証es of ao証c aneurysm
obtained with scannlng aCOuSdc microscopy. Ultrasonics, Vol. 42, N0. I‑9, 695‑698, 2CO4.
17. Saijo Y, Nitta S, Kobayashi K, Arai H, Nemoto Y. Development oran ultra‑ponable ∞ho device
connected to USE port. Ultrasonics, Vol. 42, No. I‑9, 699‑703, 2(XH.
18. Hozumi N, Yamashita R, L∞ CK, Nagao M, Kobayashi K, Saijo Y, Tanaka M, Tanaka N, Ohtsuki S. Time一缶equency analysis for pulse driven ultrasonic microscopy for biologlCal tissue characteri‑
zation. Ultrasonics, Vol. 42, N0. I‑9, 717‑722. 2004.
19･ Saijo Y, Tanaka A, Owada N, Akino Y. Nitta S･ Tissue veloclty lmaglng Ofcoronary artery by rotatlng‑type intravascular ultrasound. Ultrasonics, Vol. 42, No. 1‑9, 753‑757, 2004.
20･ San° H, Saijo Y, Kokubun S･ Material prope正es orthe suprasplnatuS tendon at its insertion ‑
A measurement with the scannlng acoustic microscopy. J Musculoskektal Res V01. 8, No. I ; 29‑
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22･ Saijo Y, Miyakawa T. Sasaki H. Tanaka M, Nitta S･ Acoustic and mechanical properties oraortic aneurysms assessed by scannlng acoustic microscopy. Acoustical Imaglng VoI. 27 ; 479‑483. 2004.
23･ Hozumi N, Yamashita R, Lee C‑K, Nagano M, Kobayashi K, Saijo Y, Tanaka M, Tanaka N, Ohtsuki S･ Ultrasonic sound speed microscope for biological tissue characterization driven by
nanosecond pulse. Acoustical Imaglng Vo1. 27, 495‑501. 2m.
24･ Saijo Y, Tanaka A, Sasaki H, Iwamoto T, Santos Filho E, Yoshizawa M, Yambe T. Basic
ultrasonic characteristics or atherosclerosis measured by intravascular u一trasound and acoustic
microscopy. International CongrleSS Serbs 1274, I 16‑121, 2cm.
25･ Yambe T, Sekine K, Shiraishi Y, Watanabe M, Shibata M, Yamaguchi T, Quintian W, Duaれ X,
Jian LH, Yoshizawa M･ Tanaka A, Matsuki H, Sato F, Haga Y, Esashi M. Tabayashi K. Mitamura Y. Sasada H. Sato E, Saijo Y, Nitta S･ Addition of rhythm to non‑pulsatile circulation. Biomed Phamacother. 58 Suppll : S145‑9, 2004.
54 臓器病態計測部門
26. Wang QぅYambe T, Shiraishi Y, Esashi M, Haga Y, Yoshizawa M, Sato F, Matsuki H, Imachi K･
Abe Y, Sasada H. Nitta S : Component engineering for an implantable system Artlf Organs, 28 (10), 869‑873, 2004.
27. Yambe T, Yoshizawa M, Saijo Y, Yamaguchi T, Shibata M, Konno S, Nitta S, Kuwayama T･
Brachio‑ankle pulse wave velocity and cardio‑ankle vascular index (CAVl) I Biomed Phar‑
macother. 58 Suppl I : S95‑8, 2004･
/
28. Yambe T, Kovalev YA, Milyaglna IA, Milyagln VA, Shiraishi Y, Yoshizawa M, Saijo Y, Yamaguchi T, Shibata M, Nitta S･ A Japanese‑Russian collaborative study on aglng and atheros‑
clerosis. Biomed PhafmaCOther. 58 Suppl I : S91‑4, 204･
29. Liu H, Yambe T, Sasada H, Nanka S, Tanaka A, Nagatomi R, Nitta S･ Comparison of heaH rate variability and stroke volume variability. Auton Neurosci, 116(1‑2) : 69‑75, 2004･
30. Yambe T, Abe Y, Imachi K, Shiraishi Y, Shib甜a M, Yamaguchi T, Wang Q, Duan X, Liu H,
Yoshizawa M, Tanaka A, Matsuki H, Sato F, Haga Y, Esashi M, Tabayashi K, Mitamura Y, Sasada H, Umezu M, Matsuda T, Nitta S･ Development of an implantable undulation type ventricular assist device for control of organ circulation. Artlf Organs, 28(10) : 940‑4, 2CO4･
31. Wang Q, Yambe T, Shiraishi Y, Esashi M, Haga Y, Yoshizawa M, Sato F, Matsuki H, lmachi K, Abe Y. Sasada H. Nitta S. Component engineering for an implantable system･ Artlf Organs. 28
(10) : 869‑73. 204.
32. Wang Q, Yambe T, Shiraishi Y, Duan X, Nitta S, Tabayashi K, Umezu M･ An a正負cial myocardium assist system : el∞trohydraulic ventricular actuation improves myocardial tissue per‑
rusion in goats. Artlf Organs, 28(9) : 853‑7, 2004･
33. Luo Y, Takagi T, Okuyama T, Amae S, Wada M, Nishi K, Kamlyama T･ Yambe T･ Matsuki H･
Functional evaluation of an a舶cial anal sphincter using shape memory alloys. ASAIO J,50(4) :
338‑43, 2004.
34. Ono T, Miyamura M, Yasuda Y, Ito T, Saito T, Ishiguro T, Yoshizawa M･ Yambe T･ Beat‑to‑
beat evaluation of systolic time intervals during bicycle exercise using Impedance cardiography･
Tohoku J Exp Med. 203(1) : 17‑29, 2004.
35. Ono T, Yasuda Y, Ilo T, Barros AK, Ishida K, Miyamura M, Yoshizawa M, Yambe T･ Validity
oでthe adaptlVe nlter for accurate measurement or cardiac output in impedance cardiography･
Tohoku J Exp Med, 202(3) : 181‑91, 2004.
36. Tanaka A, Yoshizawa M, Abe K, Takeda H, Yambe T, Nitta S, Abe Y, Chinzei T, Imachi K･
open‑loop analysts Or transfer characteristics from blood pressure to heart rate uslng an eHectively total artiEcial heart. Artlf Organs, 28(l) : 109‑14, 2004･
37･ Nishi K, Kamlyama T, Wada M, Amae S, Ishii T, Takagi T, Luo Y･ Okuyama T･ Yambe T･
Hayashi Y, Ohi R･ Development or an implantable ani丘cial anal sphincter using a Shape memory
alloy. J Pediatr Surg. 39(I) : 69‑72. 2CO4.
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