研究の概要
明治大学大学院 理工学研究科の黒野晃暉（博士前期課程2年）、明治大学理工学部電気電子生命学科の小野弓絵教授は、国立循環器病研究センター研究所の松下裕貴医師、朔啓太室長らと共同で、拡散相関分光法（Diffuse Correlation Spectroscopy：DCS）注1を用いた非侵袭的?连続的な微小循环不全のモニタリング技术の実証に成功しました。
本研究では、犬モデルを用いて出血性ショックを诱导し、皮肤および筋肉の深部血流を顿颁厂で测定しました。その结果、顿颁厂による血流指标（叠贵滨）注2は、従来の临床微小循环指标と有意に相関し、乳酸値上昇を高い特异度で予测できることが明らかとなりました。このことから、顿颁厂は微小循环不全を早期に検出する手段として有用であり、これにより重症患者の循环状态をよりリアルタイムに评価し、适切な治疗介入につなげる循环管理の実现が期待されます。
研究の背景
「ショック」とは、さまざまな理由で臓器に十分な血液が届かなくなる、命に関わる危険な状态です。ショック状态では，心臓に近い太い血管の血圧などが一见正常に见えても、実际には酸素や栄养を细胞に届ける细い血管（微小循环）の働きが早い段阶から悪くなっています。そのため、この微小循环の状态を正しく见极めることが不可欠です。现在、ショック患者のモニタリング方法として、乳酸値、皮肤温と中心温の较差（Δ罢）、混合静脉酸素饱和度（厂惫翱?）、中心静脉-动脉二酸化炭素差（笔颁翱?ギャップ）などが用いられていますが、侵袭性、时间的遅れ、継続的なモニタリングの困难性といった课题があります。これらの背景から、リアルタイムかつ非侵袭的に微小循环を评価できる新たな指标の开発が强く求められてきました。
研究の成果
顿颁厂は、近赤外光の散乱パターンを解析することで、深部组织内の微小な血流速度を连続的?非侵袭的に测定できる光学技术です（図1）。本研究では、顿颁厂を用いて皮肤表面から深部组织内の微小血管内血流速度を叠贵滨として测定し、従来の临床指标と比较?検証しました。血液を段阶的に脱血して出血性ショックを诱导し、その后、同量の输血で回復を试みるという実験プロトコルを施行したところ、叠贵滨は出血量の増加に伴って顕着に减少し、输血により回復することが明らかとなりました（図2）。さらに、叠贵滨はΔ罢、厂惫翱?、笔颁翱?ギャップ、乳酸値と统计学的に有意な相関を示し（図3）、谤叠贵滨（基準値に対する相対値）注335.5%未満が乳酸上昇（22.5 mg/dL以上）を高い特異度（100%）で予測できることも示されました（図4）。
研究のポイント
- ● 顿颁厂による非侵袭?连続的な皮肤?筋血流モニタリングの実现可能性を出血性ショック注4モデルで実証
- ● 叠贵滨/谤叠贵滨は复数の既存の微小循环指标と有意に相関
- ● 従来の微小循环指标では捉えにくい早期の末梢组织の血流低下を可视化
研究の意义と今后の展开や社会的意义など
この研究は、微小循环不全をリアルタイムで可视化する新たな技术的ブレークスルーであり、以下の意义が期待されます。
- ● 重症患者の早期微小循环不全の诊断と治疗判断に贡献し、救命率の向上へ
- ● 微小血管内血流を非侵袭?连続的に测定可能な医疗机器开発につながる
- ● 心原性ショックや败血症性ショックなど、他の重篤な循环不全への応用も视野に入る
今后は、ヒト临床での実用化、ならびに近赤外分光法（狈滨搁厂）など他手法との统合的活用により、集中治疗现场への导入が期待されます。
用语解説
- 注1 拡散相関分光法（Diffuse Correlation Spectroscopy, DCS）：近赤外光の散乱を利用して、体内の微小な血流速度を非侵襲で測定する技術。
- 注2 BFI（Blood Flow Index）：DCSによって計測される血流速度の指標。
- 注3 rBFI（relative BFI）：基準値に対するBFIの相対変化を表す指標。
- 注4 出血性ショック：大量出血により循环血液量が减少し、臓器への血流が着しく低下した状态。
论文タイトル
Non-invasive monitoring of microcirculation dynamics in hypovolemic shock: A novel application of diffuse correlation spectroscopy
着者
松下 裕貴 1)、黒野 晃暉 2)、中林 実輝絵 2)、佐藤 啓 1)、森田 英剛 1)、吉田 祐希 1)、福満 雅史 1)、上村 和紀 1, 3)、川田 徹 1)、一之瀬 真志 4)、小野 弓絵 5)、朔 啓太 1)
所属
1) 国立研究開発法人国立循環器病研究センター 循環動態制御部
2) 明治大学大学院 理工学研究科
3) 国立研究開発法人国立循環器病研究センター バイオデジタルツイン研究部
4) 明治大学 経営学部
5) 明治大学 理工学部 電気電子生命学科
掲载纸情报
Matsushita, H., Kurono, K., Nakabayashi, M. et al. Non-invasive monitoring of microcirculation dynamics in hypovolemic shock: a novel application of diffuse correlation spectroscopy. ICMx 13, 53 (2025).
図1. 実験の全体像。DCSは近赤外光を照射するプローブ、拡散光を検知するプローブ、フォトンカウンター等から構成され、皮膚の上に設置することで非侵襲に組織内の微小血管内血流量を測定します。（論文内 図1より引用）
図2. 出血?輸血時におけるBFIの推移。代表的な1例では、BFIは、出血により急激に低下し、輸血によって速やかに回復しました。(B) 全6頭のデータでは、出血が進行するにつれてBFIは有意に低下し、特に2回目および3回目の脱血時には基準値（BL）と比べて統計的に有意な低下が認められました。輸血後にはBFIが回復傾向を示しました。(C) rBFI（脱血前の値を100%とした割合）でも、BFIと同様に出血で低下し、輸血で回復する傾向が見られました。（論文内 図４より引用）
図3. BFIと臨床で用いられている様々な微小循環指標との相関関係。BFI（血流指標）は、臨床で用いられる複数の微小循環評価指標と有意な相関関係を示しました。(A) 皮膚温と中心温の較差（ΔT）とは負の相関、(B) 混合静脈酸素飽和度（SvO?）とは正の相関、(C) 中心静脈-動脈二酸化炭素差（PCO?ギャップ）とは負の相関、(D) 血清乳酸値の上昇量とも負の相関がそれぞれ認められました。（論文内 図５より引用）
図4. rBFI 35.5%が高い特異度で有意な乳酸値の上昇を予測しました。（感度：62%, 特異度：100%）（論文内 図７より引用）