第２回企画展

第２回企画展

血管のひみつ展示期間2011.9.15〜2012.2.19

1血管のひみつ 企画展概要

…P.1

目次

…P.2

ＺＯＮＥ１「血管のイメージ〜過去と現在〜」
1.

血管研究の歴史…P.3-52.

洋書・和書の中に描かれた血管イメージ

…P.6

3.

現在の取り組み（UT-Heartの3Dによる可視化） …P.7

ＺＯＮＥ２「血管とそのはたらき」
1.

標本・病変

…P.8

2.

血管の仕組みとそのはたらき…P.9-103.

動脈硬化とは？

…P.11

4.

血管Ｑ＆Ａ

…P.12-13

ＺＯＮＥ３「血管の病気と治療」
1.

血管の病気

…P.14

2.

心筋梗塞

…P.15-163.

急性心筋梗塞の治療と医療システム

…P.17

4.

動脈塞栓術

…P.18

5.

大動脈瘤

…P.19

6.

糖尿病網膜症

…P.20

7.

高血圧

…P.21-22

ＺＯＮＥ４「最前線の医療と研究」1.

超微小外科手術…P.23-242.

脂肪組織・血管の慢性炎症

…P.25

3.

生体イメージングによる炎症や肥満の研究

…P.26

4.

血管平滑筋の収縮…P.27-28

5.

血管新生…P.29-30

6.

人工心臓

…P.31

7.

人工弁

…P.32

8.

人工心肺

…P.33

おわりに…P.34

2

ＺＯＮＥ1

血管のイメージ 〜過去と現在〜

3

4

ＺＯＮＥ1

血管のイメージ 〜過去と現在〜

ＺＯＮＥ1

血管のイメージ 〜過去と現在〜

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6

ＺＯＮＥ1

〜血管のイメージ〜過去と現在〜

現在の取り組み（UT-Heart の 3Ｄによる可視化）

ヒトの心臓は一瞬も休むことなく、毎分５リットル

3Ｄ映像で見る、心臓と冠循環以上の血液を私たちの身体全体に供給しています。

スーパーコンピューターで再現する

しかも普通は 80 年以上も働き続け、拍出する血液マクロとミクロの血流の総量は大型タンカー 1 杯分にもなります。
東京大学大学院新領域創成科学研究科

UT-Heart 研

究開発チームでは、このような高性能で長寿命の小型ポンプを、生体を分子機能から始まるマルチスケール・マルチフィジックス現象ととらえ、シミュレーションを行っています。この心臓シミュレータ
は、細胞内の各種イオン電流や収縮タンパクの挙動を表す生理学モデルから出発し、内部微小器官もモデル化された「数値細胞」の運動を経て、心筋組織の収縮・弛緩、そして心臓の拍動と血液の拍出、さらには血圧・心電図までを一貫して再現する世界でも前例のないマルチスケール・マルチフィジックスシミュレータです。このシミュレーションにより、医学的・生理学的研究が進展するだけでなく、現実の医療への画期的貢献が期待されています。
今回、健康と医学の博物館では、このシミュレーションを 3D 映像で可視化することにより、リアルで理解しやすい循環動態を示しました。

※3Ｄ映像のため、文字や画像の焦点は合っていません。

心臓シミュレータ（マルチフィジックスシミュレータ）の概要
分子細胞組織臓器

生体血圧

心電図

ＺＯＮＥ1

血管のイメージ 〜過去と現在〜

7

標本・病変大動脈の組織標本（ＥＶＧ染色）腎臓の組織標本（ＨＥ染色）

動脈硬化で肥厚した内膜
中膜

小静脈

毛細血管

外膜

小動脈

腎臓は、全身の血流の約１／５が流れ込む血液量の多い臓器です。
大動脈から分岐した腎動脈を経由して流入し、次第に細くなり小動脈から毛細血管へと移行します。そして静脈を経由して心臓へ戻ります。この標本では、血管の中に赤血球が見られます。また小動脈
では、血管の壁が厚いことがわかります。

急性心筋梗塞動脈瘤
横隔膜

腹部大動脈瘤

胸部大動脈も広く拡張している
比較的正常に近い太さの大動脈

全体に動脈硬化が強い胸部から腹部にかけての動脈です。腹部 ( 左心筋へ酸素と栄養を運んでいる冠状動脈に、血のかたまりが詰まって血側 ) では、血栓を入れた瘤状の病変が見られます ( 腹部大動脈瘤 )。

液がいき渡らなくなり、心筋の細胞が壊死した状態になります。発症後、胸部 ( 右側 ) でも動脈の拡張があり、動脈瘤が形成されつつあります。

比較的時間の短い状態です。左心室の後壁に、出血が広がっています。

ちんきゅうせい脳出血

陳旧性心筋梗塞

陳旧性心筋梗塞とは、過去に心筋梗塞を発症したことがあるという脳内の血管が何らかの原因で破れ、脳のなか ( 大脳、小脳および脳意味です。幸いにも一命をとりとめて数年経過していますが、心臓幹の脳実質内 ) に出血した状態をいいます。そのために意識障害、の働きが弱くなっています。左心室の後壁が白くなっている ( 線維運動麻痺、感覚障害などの症状が現れます。右大脳から右側脳室へ化している ) のがわかります。

大規模な出血がみられます。右脳が腫れている ( 脳浮腫 ) の状態です。

8ＺＯＮＥ2血管とそのはたらき

ＺＯＮＥ2血管とそのはたらき

910ＺＯＮＥ2血管とそのはたらき※実際の展示では、模型を触って血管の硬さの違いを体験します。

腹部大動脈瘤
腫れあがっています。

正常な血管
脈硬化動ます。

柔軟性があります。ってい硬くなＺＯＮＥ2血管とそのはたらき

1112ＺＯＮＥ2血管とそのはたらき

ＺＯＮＥ2血管とそのはたらき

1314ＺＯＮＥ3

血管の病気と治療

ＺＯＮＥ3

血管の病気と治療

15ガイドワイヤーと圧力計付き拡張装置
実物展示：アボットバスキュラージャパン株式会社 提供

15 ㎝

ステント 実物大と拡大模型
実物展示：アボットバスキュラージャパン株式会社 提供

8㎜

カテーテルシミュレータ
実物展示：ジョンソン・エンド・ジョンソン株式会社 提供

16ＺＯＮＥ3

血管の病気と治療

迅速な治療を受けるのが救命と予後改善に必要ですが、実際には、救急医療システムに起因するさまざまな障害があります。
まず覚知してから救急車を呼び、救急車は症状から心筋梗塞を予測し、PCIが可能な施設への搬送を試みます。症状が典型的でない場合もあり、PCI非施行施設を経由すると著しい遅延が発生します。４時間を経過すると死亡率低減効果は著しく低下しますが、実際には多くの患者が２次病院を経由しているという報告があります。さらに、遅延等により、結果的に14％が心肺停止に陥っています。12誘導心電図によるターゲッティングがPCI施行施設への直接搬送率を高め全体の予後改善につながる可能性があり、AHAガイドラインでもClassⅠとされています。
普及のためには費用対効果も重要で、これらの問題をモバイルＩＴによって解決するシステムを東京大学とラブテック社（ハンガリー）で共同開発しました。Androidタブレットが12誘導心電図の送信機となりクラウドに転送されてどこでも閲覧することが出来るようになります。現在実証実験を行っています。
ＺＯＮＥ3

血管の病気と治療

17

実物展示：東大病院 22 世紀医療センター 健康空間情報学

提供抗がん剤と油性造影剤により塞栓され施術された肝臓がん
術前術後
肝臓がん
動脈塞栓術

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ＺＯＮＥ3

血管の病気と治療

人工血管
実物展示 : テルモ株式会社 提供
約15 ㎝

ステントグラフト

約 15 ㎝

胸部

胸部
腹部

実物展示 : 日本ゴア 株式会社 提供

ＺＯＮＥ3

血管の病気と治療

19

腹部

実物展示：COOK JAPAN 株式会社 提供

20

ＺＯＮＥ3

血管の病気と治療

ＺＯＮＥ3

血管の病気と治療

21

22

ＺＯＮＥ3

血管の病気と治療銅製小物
マイクロサージェリ―のための、微細な特殊器具です。
通常の器具に比べて全体的に細く鋭利な構造となっています。
組織を損傷しないように、熟練した操作が必要となります。

スーパーマイクロ持針器
主に、リンパ管静脈吻合術に用いられる超微細針を操作するための持針器です。超微細針を柔らかく把持する柔軟性と、針に負けない

実物展示：株式会社河野製作所 提供

剛性を同時に兼ね備えた非常に精密な持針器です。

ＺＯＮＥ4 最前線の医療と研究23

世界最小針糸とゴマの大きさと比較しています。

（株）河野製作所

第 3 回ものづくり日本大賞

内閣総理大臣賞受賞『100 ミクロンの血管縫合を可能にし、外科手術に進化をもたらす世界最小針糸を開発』
河野製作所は、顕微鏡を用いた特殊な手術に利用されるナイロン糸付極小針の開発に成功しました。2004 年に世界最小の針糸として実用化され、従来不可能であった 100 ミクロン程度の血管の縫合（吻合）が可能になりました。

6㎝

その後、0.04 〜 0.08mm のサイズも開発し、これらの微小針糸と周辺システムの充実により、様々な診療科目でマイクロサージェリーが取り入れられるようになりました。
手術患部を小さくすることができる、乳幼児の細く柔らかい血管を縫合できる等、新たなミクロ領域での外科手術を切り拓き、心身への負担が軽く、機能を回復できる、真の「低侵襲医療」の実現に大きく寄与しています。

24

ＺＯＮＥ4最前線の医療と研究

ＺＯＮＥ4 最前線の医療と研究

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ＺＯＮＥ4最前線の医療と研究

ＺＯＮＥ4 最前線の医療と研究

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ＺＯＮＥ4最前線の医療と研究

ＺＯＮＥ4 最前線の医療と研究

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ＺＯＮＥ4最前線の医療と研究

補助人工心臓

補助人工心臓Heart Mate II®

補助人工心臓「エバハート」

（治験中）

（体外型）

提供：ニプロ

提供：ニプロ

提供：サンメディカル技術研究所

最近の人工心臓心臓を置換するタイプの体内埋

ＺＯＮＥ4 最前線の医療と研究

日本最初の人工心臓込式完全人工心臓。高性能ポン心臨床用補助人工心臓（東大型）

1960 年に東京大学で開発されプとモーター駆動により、体重薬事承認された人工心臓としてはました。天然ゴム製のサック

40kg のヤギに埋め込めるサイズ世界初。空気圧駆動型。血液ポンを流体で駆動する方式。犬でにまで小型化を実現。現在までプは日本ゼオン ( 株 ) が、駆動装5.5 時間の生存を達成しました。に、抗凝固療法無しで、ヤギで置は ( 株 ) アイシンヒューマンシ

153 日の生存を達成しました。

ステムズが、製造販売しました。

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歴史的人工弁
一世代前の各種人工弁。現在主流となっている人工弁（機械弁）の基となった、歴史的人工弁の貴重なコレクションです。

昔のタイプ

大動脈弁用（金属ボール） 僧帽弁用（樹脂ディスク） ワダ弁
スターエドワーズ人工弁（ワダカッター）

提供：エドワーズライフサイエンス 株式会社

今のタイプ

スタンダードカフ

フレックスカフエドワーズテクナ

SJM® リージェント人工心臓弁

人工心臓弁

提供：セント・ジュード・メディカル 株式会社

提供：エドワーズライフサイエンス 株式会社

生体弁

大動脈弁用

僧帽弁用

カーペンターエドワーズ牛心のう膜生体弁

人工弁輪

エドワーズ MC2

カーペンターエドワーズ

人工弁輪

フィジオⅡリング

三尖弁用

僧帽弁用

提供：エドワーズライフサイエンス 株式会社

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ＺＯＮＥ4

最前線の医療と研究人工心肺装置では、血液の循環を行う装置として血液ポンプがあり、ローラーポンプと遠心ポンプがあります。最近は、ローラーポンプより小型で高流量がだせ、何より血液へのダメージが少なく、赤血球の損

人工肺
体外に誘導されてきた血液（静脈血）に酸素を付加し、傷が少ないとの理由で遠心ポンプを使用する施設が増えてきています。

血液中の二酸化炭素（炭酸ガス）を行う、肺のガス交換機能を人工的に代行する役割を持っています。血液側と動脈フィルター

供給ガスが直接接触することなく、膜を介してガス交換送血管が行われる膜型人工肺が、現在では多く使用されてます。

大動脈
左心室

大静脈

脱血管

吸引ポンプ

吸引ポンプ

ベントポンプ

全身より全身へ血液ポンプ
ローラーポンプ
体外循環回路の一部を構成する弾性の貯血槽

貯血槽
熱交換器
送血ポンプ

あるチューブを、複数のローラーでしごき出すことで血液を駆出するポンプ。

O2/Air 人工肺

熱交換器

遠心ポンプ
円錐型のポンプヘッドへ流入した血液が、血液の粘性を利用して遠心力が与えられ、血液が駆出するポンプ。

熱交換水

ＺＯＮＥ4 最前線の医療と研究33

発行元：健康と医学の博物館
編集：博物館事務室
連 絡 先 ： 〒 113-0033 東京都文京区本郷7-3-1 東京大学本郷キャンパス内医学部総合中央館（医学図書館）B1F
TEL：03-5841-0813 MAIL：mhm＠m.u-tokyo.ac.jp URL：htto://mhm.m.u-tokyo.ac.jp/34