Development of next-generation imaging for assessing the pathophysiology of epicardial adipose tissue using deep learning and multi-tracer
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21K08127
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 53020:Cardiology-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
北川 知郎 広島大学, 医系科学研究科(医), 講師 (70633709)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
檜垣 徹 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (80611334)
立神 史稔 広島大学, 病院(医), 講師 (90411355)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | 心外膜下脂肪 / イメージング / 深層学習 / マルチトレーサー |
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| Outline of Research at the Start |
心臓の周囲に存在する内臓脂肪である心外膜下脂肪（EAT)がどのように心臓病やその重症度と関連しているかに着目し、心臓手術中に採取したEATの組織検体を用いた解析を実行し、深層学習やPET用の様々な試薬等を活用した画像診断の開発を目指します。心臓の血管（冠動脈）、心臓の筋肉（心筋）や弁膜とEATの評価を組み合わせた画像技術により、新たな心血管病の評価、診断手法の確立に繋げることを目的としています。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度から引き続き、開胸心臓手術症例における画像解析および心外膜下脂肪組織(EAT)の採取と組織学解析、データ収集を進めている。令和4年度末までに計40症例を登録済みであり、基本情報のデータベース化、深層学習アルゴリズムを用いたCT再構成画像による冠動脈、弁膜、EAT解析、採取検体の各種免疫染色を実施している。現在、大動脈弁硬化（石灰化）のCT画像パラメータとEATにおける炎症促進マクロファージ、石灰化基質発言との関連性を検討中であり、次年度中の学会発表および論文作成を目指している。
新規バイオトレーサーによる病態イメージング研究については、活性化した石灰化病変を標的化する18F-フッ化ナトリウム(18F-NaF)PETの長期予後における有用性について解析を進めた。18F-NaF PETが施行された40症例を対象として、PET撮像後5年間における主要冠動脈イベント（心臓死、非致死性心筋梗塞、不安定狭心症、PET撮像後6か月以降の冠動脈血行再建術）をエンドポイントとして追跡調査を行ったところ、冠動脈プラークにおける18F-NaFの集積亢進はイベント予測の有用な指標となり、その予測能は冠動脈CTにおける有意狭窄、ハイリスクプラークより優れていた。本研究結果は原著論文としてまとめ、最近受理された（J Nucl Cardiol, 2023 in press)。また、本研究費の一部支援のもと、心筋虚血診断のための新規画像モダリティーとして、CTデータから流体構造連成解析を用いて仮想的に虚血を評価するシステム(CT-FFR)の信頼性、有用性を解析し、最近論文発表に至った（Heart Vessels, 2023 in press)。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
非侵襲的治療の発展とともに開胸心臓手術件数が減少しており、当初の想定より術中検体採取症例数が少なかったが、徐々に症例蓄積されつつある。18F-NaFデータの論文発表には至ったが、予定していた他の新規バイオトレーサーはコロナ禍の影響もあって精製計画が進んでいない。
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| Strategy for Future Research Activity |
術前画像解析と術中のEAT検体採取症例は、このまま症例蓄積を進め、現在焦点をあてている大動脈弁硬化とEATの炎症、石灰化基質の知見については、次年度中の学会発表と論文作成を目指す。昨年度同様に採取検体の一部は冷凍保存し、今後の新たな解析への活用を検討する。18F-NaF PET以外のバイオトレーサー精製と適用について、協力機関と検討を進める。また、当初の研究計画をさらに発展させる目的で、MRIなど別のイメージングモダリティを活用した新たな循環器病態イメージングを模索する。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
