広島大学生体システム論研究室では，20年ほど前から広島大学原爆放射線医科学研究所の東 幸仁先生との共同研究を行ってきました．東先生は血管内皮機能研究の世界的権威であり，現在は広島大学原爆放射線医科学研究所の所長を務めておられます．これまで東先生に血管内皮機能に関するさまざまな知見を教えていただき，共同研究を進めてきました．
https://www.hiroshima-u.ac.jp/rbm/about/messeage

今回新たに，低強度パルス超音波を用いたバージャー病の治療に関する研究成果が，Scientific Reportsに掲載されました．Scientific Reports誌はNature関連誌の一つで，Web of Scienceの”MULTIDISCIPLINARY SCIENCES”というカテゴリーのQ1ジャーナル（Journal Citation Indicatorによるランキング）です．

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Low-intensity pulsed ultrasound improves symptoms in patients with Buerger disease: a double-blinded, randomized, and placebo-controlled study
Farina Mohamad Yusoff, Masato Kajikawa, Takayuki Yamaji, Shinji Kishimoto, Tatsuya Maruhashi, Ayumu Nakashima, Toshio Tsuji, and Yukihito Higashi
Scientific Reports, volume 14, Article number: 13704, doi.org/10.1038/s41598-024-64118-0, Published online: 14 June 2024. (SCI, IF=4.6)
URL: https://www.nature.com/articles/s41598-024-64118-0
PDF: https://www.nature.com/articles/s41598-024-64118-0.pdf

<論文内容>
Here we report the effects of low-intensity pulsed ultrasound (LIPUS) on symptoms in peripheral arterial disease patients with Buerger disease. A double-blinded and randomized study with active and inactive LIPUS was conducted. We assessed symptoms in leg circulation during a 24-week period of LIPUS irradiation in 12 patients with Buerger disease. Twelve patients without LIPUS irradiation served as controls. The pain intensity on visual analog score was significantly decreased after 24-week LIPUS treatment. Skin perfusion pressure was significantly increased in patients who received LIPUS treatment. There was no significant difference in symptoms and perfusion parameters in the control group. No severe adverse effects were observed in any of the patients who underwent LIPUS treatment. LIPUS is noninvasive, safe and effective option for improving symptoms in patients with Buerger disease.

本論文では，バージャー病の末梢動脈疾患患者における症状に対する低強度パルス超音波（LIPUS）の効果について報告する．active LIPUSとinactive LIPUSを用いた二重盲検無作為化試験を行った．バージャー病患者12人を対象に，24週間のLIPUS照射期間中の下肢循環における症状を評価した．LIPUSを照射しなかった12人の患者を対照とした．視覚的アナログスコアによる疼痛強度は，24週間のLIPUS治療後に有意に減少した．皮膚灌流圧はLIPUS治療を受けた患者で有意に上昇した．対照群では症状および灌流パラメータに有意差は認められなかった．LIPUS治療を受けた患者に重篤な副作用は認められなかった．LIPUSはバージャー病患者の症状を改善するための非侵襲的で安全かつ効果的な選択肢である．
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これまでの共同研究の主要な成果を以下に列挙しておきます．長い間，お世話になりました．ありがとうございました．

＜学術雑誌論文＞　＃インパクトファクターは論文掲載時の値

Novel Non-invasive Method of Measurement of Endothelial Function: Enclosed-Zone Flow-Mediated Dilatation (ezFMD)
Teiji Ukawa, Tsuneo Takayanagi, Haruka Morimoto, Yukihito Higashi, Naomi Idei, Masao Yoshizumi, and Toshio Tsuji
Medical and Biological Engineering and Computing , Vol. 50, No. 12, pp. 1239-1247, 2012 (SCI, IF=1.79).

A novel noninvasive and simple method for assessment of endothelial function: Enclosed zone flow-mediated vasodilation (ezFMD) using an oscillation amplitude measurement
Naomi Idei, Teiji Ukawa, Masato Kajikawa, Yumiko Iwamoto, Noritaka Fujimura, Tatsuya Maruhashi, Shinsuke Mikami, Takeshi Matsumoto, Yasuki Kihara, Kazuaki Chayama, Kensuke Noma, Ayumu Nakashima, Tsuneo Takayanagi, Haruka Morimoto, Toshio Tsuji, and Yukihito Higashi
Atherosclerosis, Volume 229, Issue 2, pp. 324-330, August 2013 (SCI, IF=3.971).

Model-based Evaluation of Reactive Hyperemia Using Strain-gauge Plethysmography and Log-linearized Viscoelastic Indices
Abdugheni KUTLUK, Toshio TSUJI, Murat HAMIT, Ryuji NAKAMURA, Noboru SAEKI, Yukihito HIGASHI, Masashi KAWAMOTO, Masao YOSHIZUMI
Journal of Biomaterials and Tissue Engineering, Volume 5, Number 4, pp. 334-341, April 2015 (SCI, IF=1.287).

Endothelial Function Assessed by Automatic Measurement of Enclosed Zone Flow-mediated Vasodilation Using an Oscillometric Method Is an Independent Predictor of Cardiovascular Events
Haruka Morimoto, Masato Kajikawa, Nozomu Oda, Naomi Idei, Harutoyo Hirano, Eisuke Hida, Tatsuya Maruhashi, Yumiko Iwamoto, Shinji Kishimoto,
Shogo Matsui, Yoshiki Aibara, Takayuki Hidaka, Yasuki Kihara, Kazuaki Chayama, Chikara Goto, Kensuke Noma, Ayumu Nakashima, Teiji Ukawa, Toshio Tsuji, and Yukihito Higashi
Journal of the American Heart Association, Volume: 5, Issue: 12, doi: 10.1161/JAHA.116.004385, DEC 2016 (SCI, IF=5.117)

Assessment of Lower-limb Vascular Endothelial Function Based on Enclosed Zone Flow-mediated Dilation
Harutoyo Hirano, Renjo Takama, Ryo Matsumoto, Hiroshi Tanaka, Hiroki Hirano, Zu Soh, Teiji Ukawa, Tsuneo Takayanagi, Haruka Morimoto, Ryuji Nakamura, Noboru Saeki, Haruki Hashimoto, Shogo Matsui, Shinji Kishimoto, Nozomu Oda, Masato Kajikawa, Tatsuya Maruhashi, Masashi
Kawamoto, Masao Yoshizumi, Yukihito Higashi, and Toshio Tsuji
Scientific Reports, volume 8, Article number: 9263, doi:10.1038/s41598-018-27392-3, Published online: 18 June 2018 (SCI, IF=4.259).

Estimation of Arterial Viscosity Based on an Oscillometric Method and Its Application in Evaluating the Vascular Endothelial Function
Hiroshi Tanaka, Akihisa Mito, Harutoyo Hirano, Zu Soh, Ryuji Nakamura, Noboru Saeki, Masashi Kawamoto, Yukihito Higashi, Masao Yoshizumi, and Toshio Tsuji
Scientific Reports, volume 9, Article number: 2609, doi:10.1038/s41598-019-38776-4, Published online: 22 February 2019. (SCI, IF=4.259)

Non-invasive Central Venous Pressure Measurement Using Enclosed-zone Central Venous Pressure (ezCVPTM)
Takayuki Hidaka, Yoji Sumimoto, Yoshihiro Dohi, Haruka Morimoto, Hitoshi Susawa, Kazuhiro Nitta, Ken Ishibashi, Satoru Kurisu, Haruki Hashimoto, Yukihiro Fukuda, Shogo Matsui, Shinji Kishimoto, Masato Kajikawa, Tatsuya Maruhashi, Teiji Ukawa, Chikara Goto, Ayumu Nakashima, Kensuke Noma, Toshio Tsuji, Yasuki Kihara, and Yukihito Higashi
Circulation Journal, Vol.84, No.7, pp. 1112-1117, June 2020. (SCI, IF=3.025)

Low-intensity pulsed ultrasound improves symptoms in patients with Buerger disease: a double-blinded, randomized, and placebo-controlled study
Farina Mohamad Yusoff, Masato Kajikawa, Takayuki Yamaji, Shinji Kishimoto, Tatsuya Maruhashi, Ayumu Nakashima, Toshio Tsuji, and Yukihito Higashi
Scientific Reports, volume 14, Article number: 13704, doi.org/10.1038/s41598-024-64118-0, Published online: 14 June 2024. (SCI, IF=4.6)

ストレインゲージプレチスモグラムを利用した血管壁インピーダンスの推定
柴 建次，寺尾 譲，辻 敏夫，吉栖 正生，東 幸仁，西岡 健司
生体医工学, Vol. 45, No. 1, pp. 55-62, 2007.

オシロメトリック血圧測定原理を用いた血管内皮機能計測法ezFMDの再現性
鵜川 貞二，高柳 恒夫，森本 陽香，東 幸仁，出井 尚美，吉栖 正生，辻 敏夫
Therapeutic Research，Vol. 33，No. 3，pp. 403-411，2012．

対数線形化血管粘弾性インデックスの提案と頸動脈超音波検査への応用
堀内 徹也，Abdugheni KUTLUK，平野 陽豊，栗田 雄一，辻 敏夫，鵜川 貞二，中村 隆治，佐伯 昇，東 幸仁，河本 昌志, 吉栖 正生
計測自動制御学会論文集，Vol. 48，No. 9，pp. 563-570，2012.

積分カフ脈波拡張率に基づく血管内皮機能の非観血評価
辻 敏夫，鵜川 貞二，久保 諒祐，平野 陽豊，栗田 雄一，高柳 恒夫，森本 陽香，出井 尚美，東 幸仁，中村 隆治，佐伯 昇，河本 昌志，吉栖 正生
医療機器学，Vol. 82，No. 3, pp. 259-266, 2012．

血流依存性血管拡張反応検査中の動脈壁粘弾性特性の推定
木原 大輔，平野 陽豊，平野 博大，栗田 雄一，鵜川 貞二，高柳 恒夫，森本 陽香，中村 隆治，佐伯 昇，東 幸仁，河本 昌志，吉栖 正生，辻 敏夫 計測自動制御学会論文集，Vol. 49, No. 11, pp. 1029-1036, 2013.

ezFMD: 医工連携研究による新しい血管内皮機能評価法の開発
辻敏夫，平野陽豊，東幸仁，吉栖正生
脈管学,  59 巻4 号, p. 23-28, doi.org/10.7133/jca.19-00002, 2019.

<国際会議発表論文>

A New Approach to Evaluation of Reactive Hyperemia Based on Strain-gauge Plethysmography Measurements and Viscoelastic Indices
Abdugheni Kutluk, Takahiro Minari, Kenji Shiba, Toshio Tsuji, Ryuji Nakamura, Noboru Saeki, Masashi Kawamoto, Hidemitsu Miyahara, Yukihito Higashi, and Masao Yoshizumi
13th International Conference on Biomedical Engineering (IFMBE Proceedings, Vol. 23), pp. 2059-2063, Singapore, December 3 – 6, 2008.

Improvement of Novel Noninvasive Measurement of Endothelial Function: ezFMD
Teiji Ukawa, Tsuneo Takayanagi, Haruka Morimoto, Yukihito Higashi, Naomi Idei, Ryosuke Kubo, Masao Yoshizumi and Toshio Tsuji
Proceedings of the 2011 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII 2011), pp. 446-451, Kyoto, Japan, December 20-22, 2011.

A Log-Linearized Arterial Viscoelastic Model for Evaluation of the Carotid Artery
Harutoyo Hirano, Tetsuya Horiuchi, Abdugheni Kutluk, Yuichi Kurita, Teiji Ukawa, Ryuji Nakamura, Noboru Saeki, Yukihito Higashi, Masashi Kawamoto, Masao Yoshizumi, and Toshio Tsuji
Proceedings of 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC’13), pp. 2591-2594, Osaka, Japan, July 3-7, 2013.

Evaluation of Arterial Stiffness During the Flow-Mediated Dilation Test
Harutoyo Hirano, Daisuke Kihara, Hiroki Hirano, Yuichi Kurita, Teiji Ukawa, Tsumeo Takayanagi, Haruka Morimoto, Ryuji Nakamura, Noboru Saeki, Yukihito Higashi, Masashi Kawamoto, Masao Yoshizumi, and Toshio Tsuji
Proceedings of 2013 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics, pp. 3756-3759, Manchester, UK, 13-16 October 2013.

Development of an Earlobe Crease Identification System to Support Diagnosis of Arteriosclerosis
Harutoyo Hirano, Ryosuke Katsumata, Masato Futagawa, Toshio Tsuji, Shinji Kishimoto,Nozomu Oda, Masato Kajikawa, Tatsuya Maruhashi, and Yukihito Higashi
The 38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC f16), pp. 2374-2377, Orlando, Florida, U.S.A., August 16th-20th, 2016.

Depth Extraction System for Earlobe Crease to Support Diagnosis of Arteriosclerosis
Harutoyo Hirano, Daichi Uematsu, Masato Futagawa, Toshio Tsuji, Haruki Hashimoto, SHINJI KISHIMOTO, Nozomu Oda, Masato Kajikawa, Tatsuya Maruhashi, and Yukihito Higashi
40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC’18), Poster Board No. W-0257, Honolulu, HI, USA, July 17-21, 2018.

Association Between Endothelial Function Measured by Enclosed Zone Flow-mediated Vasodilation and Cardiovascular Risk Factors
Masato Kajikawa, Haruka Morimoto, Haruki Hashimoto, Shogo Matsui, Tatsuya Maruhashi, Shinji Kishimoto, Yuji Takaeko, Takayuki Yamaji, Takahiro Harada, Takayuki Hidaka, Farina M Yusoff, Yasuki Kihara, Toshio Tsuji and Yukihito Higashi
Circulation, Volume 140, Issue Suppl_1: Abstracts From the American Heart Association’s 2019 Scientific Sessions, 9657, 11 Nov 2019.

<特許>

血管状態測定装置、制御プログラム、記録媒体
日本国特許出願 2005-190474, 特許公開 2007-007078, 特許第4830097号
辻 敏夫，柴 建次，吉栖 正生，東 幸仁，坂根 彰，寺尾 譲
2005年6月29日出願, 2007年1月18日公開, 2011年9月30日登録

血管粘弾性測定装置、血管粘弾性測定方法、プログラム、コン ピュータ読み取り可能な記録媒体、大規模集積回路及びＦＰＧＡ
日本国特許出願 2007-126086，特許公開 2008-272387
辻 敏夫，柴 建次，吉栖 正生，東 幸仁，三成 貴浩，寺尾 譲，溝上 浩司， 小西 高志
2007年5月10日出願，2008年11月13日公開（未審査請求）

血管内皮機能評価装置及び血管内皮機能評価方法
日本国特許出願 2008-322586, 特許公開 2009273870, 特許第5363795号
辻 敏夫，吉栖 正生，東 幸仁，河本 昌志，鵜川 貞二
2008年12月18日出願, 2009年11月26日公開, 2013年9月13日登録

血管内皮機能評価装置
日本国特許出願2009-212533, 特許公開2011-56200, 特許第5399832号
辻 敏夫，吉栖 正生，東 幸仁，河本 昌志，小澤 秀夫，鵜川 貞二，高柳 恒夫
2009年9月14日出願, 2011年3月24日公開, 2013年11月1日登録

血管壁モニタリング装置、血管壁モニタリング用プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
日本国特許出願 2009-268901， 特許公開 2011-110206, 特許第4992145号
辻 敏夫，吉栖 正生，河本 昌志，東 幸仁，佐伯 昇，中村 隆治，アブドゲニ・クトゥルク，河野 曜暢，堀内 徹也，鵜川 貞二
2009年11月26日出願，2011年6月9日公開, 2012年5月18日登録

血管内皮機能評価装置
日本国特許出願 2011-276925, 特許公開 2013-126487, 特許第5960981号
辻 敏夫，吉栖 正生，東 幸仁，河本 昌志，小澤 秀夫，鵜川 貞二，高柳 恒夫，森本 陽香，久保 諒祐
2011年12月19日出願, 2013年6月27日公開, 2016年7月1日登録

7月12日，19日の2日間，2024年度生体システム論研究室卒論中間発表会を開催しました．

生体システム論研究室では，毎年7月に卒論中間発表会を行っています．4年生の卒論テーマが決まったのが4月で，実際に研究テーマに取り組み始めたのは5月頃ですので，7月上旬での中間発表会は時期的にはかなり早い（無茶な？）設定です．しかし，4年生前期の研究活動のマイルストーンとして，あえてこの時期に中間発表会を設定しています．

今年度は，辻・曽研究室の倉岡 優作君，谷﨑 恭祐君，中山 凱世君，永島 悠佑君，東谷 悠吾君，松田 怜君，松原 正裕君，家成 瑛久君，栗田研究室の岩原 栞太君，河辺 旺佳君，寺本 陽向君，中野 裕一君，森川 夏未さんの計13名が卒論中間発表を行ってくれました．

4年生にとっては新しい研究にはじめて取り組むということで非常にたいへんだったと思いますが，全員，素晴らしい研究発表で，充実した卒論中間発表会となりました．全力で研究に取り組んだ成果が，研究結果としてだけでなく発表態度や話し方，質疑応答にも目に見える形で表れており，非常に感心しました！

新しいことに挑戦しわずかな期間でこれだけの成果を挙げることができるというのは，各自の能力がいかに高いかという事実を証明したことにほかなりません．自信を持って今後も研究に取り組んでいくとよいでしょう．ただ，各グループの先生や先輩たちの助けがなかったらこれだけの発表はできなかったのではと思います．指導をしてくれた人たちに感謝するとともに，今回の経験を次回の発表に活かせるよう引き続きがんばってください．

学部4年生から大学院にかけての数年間は，新しい知識をまるでスポンジのようにどんどん吸収することができる特別な時期だと思います．研究を始めたばかりの4年生にとっては新しい知識だけでなく，ものごとを進めていくのに必要な実行力を身につける絶好の機会でもあります．今後も，より高いレベルを目指して積極的に行動していくとよいでしょう．

4年生のみなさん，卒論中間発表，おつかれさまでした！

2024年度の広島大学オープンキャンパスは，8月8日（木），9日（金）に開催されます．

https://www.hiroshima-u.ac.jp/oc/news/77258

生体システム論研究室では２つの研究室ごとにデモンストレーションを用意し，私たちが取り組んでいる研究の一部をできるだけわかりやすく紹介する予定です．

場所：広島大学大学院工学研究科A1棟5階西ウィング
日程：
8月8日（木）辻・曽研究室
8月9日（金）栗田研究室
（両日とも，10:30–11:30，14:30–15:30にデモンストレーションを行う予定です）
アクセス：
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/access
https://www.hiroshima-u.ac.jp/access/higashihiroshima

本学工学部への入学を考えている高校生はもちろん，大学院先進理工系科学研究科への入学を希望している方，工学部第二類の学生など，本研究室に興味を持ってくださっているすべての方々の参加を歓迎します．

以下のページには，コロナ禍以前のオープンキャンパスの開催録を紹介しています．
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/15880
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/15886
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/15128
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/15142
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/14480
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/14490

今年度も活気溢れるオープンキャンパスにできればと思います．多くの方々のご参加をお待ちしています！

広島大学生体システム論研究室では，MEグループ，筋電グループ，感性ブレイングループを中心に高次脳機能解析とリハビリテーション応用に関する研究に取り組んでおり，独自に開発したiPadベースの検査アプリや機械学習アルゴリズム，脳画像解析法を用いて高次脳機能と脳損傷の関係解析を進めています．
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/17803

一連の研究は「高次脳機能研究会」として展開しており，広島大学 脳・こころ・感性科学研究センター，日比野病院の濱 聖司先生，（株）日立製作所 研究開発グループ 基礎研究センタの神鳥 明彦さん，マクセル（株）の水口 寛彦さんらとの医工連携・産学連携研究です．また，科学技術振興機構（JST）の「研究成果展開事業　研究成果最適展開支援プログラムA-STEP　令和４年度産学共同（育成型）（2022～2024年度）」にも採択されています．
https://bsys.hiroshima-u.ac.jp/news/17357

今回新たに，開発中のiPadベースの検査アプリiTMT (iPad-based Trail Making Test part-A)を用いて高齢リハビリテーション入院患者の認知機能障害を評価することに成功し，Cell Pressから発行されているオープンジャーナル誌であるHeliyonに論文が掲載されました．HeliyonはWeb of Scienceの”MULTIDISCIPLINARY SCIENCES”というカテゴリーのQ1ジャーナル（Journal Impact Factorによるランキング）です．

Multi-temporal features during the tablet-based Trail Making Test part-A can evaluate cognitive dysfunctions in elderly rehabilitation inpatients
Kouki Kubo, Seiji Hama, Akira Furui, Tomohiko Mizuguchi, Akiko Yanagawa, Akihiko Kandori, Hiroto Sakai, Yutaro Morisako, Yuki Orino, Maho Hamai, Kasumi Fujita, Shigeto Yamawaki, and Toshio Tsuji
Heliyon, Volume 10, Issue 13, e33135, pp.1-13, doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e33135, 14 June 2024. (SCI, IF=3.4)
URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405844024091667?via%3Dihub
PDF

今後も臨床応用を意識した研究成果をまとめていければと思っています．ひきつづきよろしくお願いします．

<論文内容>
We investigated a newly developed digitized Trail Making Test using an iPad (iTMT) as a brief cognitive function screening test. We found that the iTMT part-A (iTMT-A) can estimate generalized cognitive function in rehabilitation inpatients examined using the Mini-Mental State Examination (MMSE). Forty-two hospitalized participants undergoing rehabilitation (rehab participants), 30 of whom had cerebral infarction/hemorrhage (stroke participants), performed the iTMT five times (first three times: iTMT-A; fourth: paper version of TMT-A; fifth: the inverse version of iTMT-A) and the MMSE once. Each iTMT-A trial’s completion time was divided into the move and dwell times. In the partial least squares (PLS) regression analysis, the coefficient of determination for estimating the MMSE score was increased by using the dwell and move times extracted from the repeated iTMT-A and the availability of TMT-B, even for subjects with low MMSE scores. These findings indicate that the dwell time of iTMT-A may be important for estimating cognitive function. The iTMT-A extracts significant factors temporally and spatially, and by incorporating the learning effect of repeated trials, it may be possible to screen cognitive and physical functions for rehabilitation patients.

短時間の認知機能スクリーニング検査として，新たに開発したiPadを用いたデジタルトレイルメイキングテスト（iTMT）を検討した．その結果，iTMT part-A（iTMT-A）は，Mini-Mental State Examination（MMSE）を用いて検査されたリハビリテーション入院患者の全般的な認知機能を評価可能であることが明らかになった．リハビリを受ける入院患者42名，うち脳梗塞・脳出血患者30名を対象に，iTMTを5回（1～3回目：iTMT-A，4回目：TTMT-Aの紙版，5回目：iTMT-Aの逆版），およびMMSEを1回実施した．iTMT-Aの各試行の完了時間は，移動時間と滞留時間に分けられた．部分最小二乗（PLS）回帰分析では，MMSE得点が低い被験者においても，繰り返しiTMT-Aから抽出した滞留時間と移動時間，およびTMT-Bの有無を用いることで，MMSE得点を推定する決定係数が増加した．これらの結果は，iTMT-Aの滞留時間が認知機能の推定に重要である可能性を示している．iTMT-Aは時間的・空間的に有意な因子を抽出可能であり，反復試行による学習効果を取り入れることでリハビリテーション患者の認知機能・身体機能のスクリーニングが可能になると考えられる．