Development of a novel automatic respiratory function analyzer for volumetric capnography by the first derivative wave analysis
| Project/Area Number |
20K17201
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 53030:Respiratory medicine-related
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| Research Institution | Tenri Health Care University |
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Principal Investigator |
和田 晋一 天理医療大学, 医療学部, 教授 (80784355)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | カプノグラム / 一次微分波形分析法 / 間質性肺炎 / 慢性閉塞性肺疾患 / 一次微分波形分析(FDWA) / 量カプノグラム(V-Cap) / 単一CO2呼出テスト（SBT-CO2) / 単一N2呼出テスト（SBT-N2) |
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| Outline of Research at the Start |
申請者は量カプノグラフィによる単一CO2呼出テスト(SBT-CO2)曲線をCO2一次微分波形(FDW-CO2)に変換することでクロージングボリューム（CV）の測定を可能にした。本研究ではFDW-CO2にCV以外の呼吸生理学的情報を解明する。具体的にはFDW-CO2の波形のピーク点までの肺気量は死腔量を反映しているか否か？第Ⅲ相の心原性振動の振幅の違いから換気不均等分布、換気血流比の指標となるか否か？を検証する。FDW-CO2はSBT-CO2と単一N2呼出曲線（SBT-N2)の併せたガス交換の指標を持っている可能性がある。この方法の有用性が証明できれば、小型で安価な測定機器の開発が可能となる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
単一N２呼出テストは純酸素を吸入し、呼気N２ガス濃度を記録することで肺内の換気分布がわかり、換気不均等分布が評価できる優れた方法である。しかし、酸素ガスやN２メータを必要とするため大型の高額機器が必要となり、ポータブルなどの汎用性はないのが現状である。一方、二酸化炭素を記録する量カプノメータは安価で小型化が可能である。しかし、二酸化炭素濃度をグラフ化するのみでは臨床的評価はできない。申請者は二酸化炭素濃度を肺気量で除する一次微分する方法を提案し、その一次微分波形から換気の不均等分布や血流の不均等性が評価できると考えている。健常人において安静換気や最大吸気からの呼出曲線を一次微分波形変換したところ単一N２呼出テストと同様の結果が得られた。
しかし、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）では単一N２呼出テストとの相関はなかった。今後、症例数を増やし再検討する予定である。データの解析はCSVデータをエクセルベースで自動変換できるソフトを開発したので効率よく解析できると考えている。
最終目的は課題名にもある量カプノグラフィ自動呼吸機能分析装置の開発であり、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）、間質性肺炎（ＩＰ）などの病的肺を再分析し開発に着手したい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
新型コロナ感染症の影響で病院での研究ができない期間があった。特に呼吸機能を評価するため感染対策に時間を要し効率よく研究を進めることができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
自動解析ソフトを用いることで効率よく解析が可能になるので、少ない症例ではあるが再度詳細に分析する予定である。また安静換気の加算平均法も用いることで、より正確な傾斜すなわち換気の不均等性が求まると考えているので呼吸方法の違いによる分析も実施していく予定でる。
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Report
(3 results)
Research Products
(9 results)
