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透析患者のシャント音を用いたバスキュラーアクセス機能評価に関する研究

Research Project

Project/Area Number 21K18059
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
Research InstitutionNiigata University of Health and Welfare

Principal Investigator

佐々木 一真  新潟医療福祉大学, 医療技術学部, 助教 (30884291)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Keywordsシャント音 / 透析 / 生体音
Outline of Research at the Start

近年、透析患者のバスキュラーアクセス(VA)トラブルが増加している。これは、シャント音の聴診が医療従事者の経験や勘に頼らざるを得ず、基準化が難しいためである。そこで本研究では、1)作製した血管モデル内の流れの様子を可視化し、シャント音との関係を調べることで、2)シャント音による定量的かつ客観的なVA機能評価システムを確立し、3)透析患者のVA機能評価方法へ応用する。これにより、血流の情報を持った定量的かつ客観的なVA機能評価方法が確立され、透析患者のVA管理に大きく貢献できると考える。

Outline of Annual Research Achievements

血液透析治療において血流の情報を持った定量的かつ客観的なバスキュラーアクセス(VA)機能評価方法が確立することができれば、臨床現場のみならず近年増加傾向である在宅透析においてもシャント音の測定のみで血流状態が得られることに加え、血管形状や狭窄率が推測可能となり、透析患者のVA管理に大きく貢献できると考え、この研究では①血流の様子と血管状態の可視化、②定量的かつ客観的なVA機能診断システムの確立、③透析患者のVA機能評価方法への応用 この3つの課題を設定し研究を進めることとした。
①に関しては、COVID-19の影響が緩和され、他大学にて粒子画像流速測定法(PIVシステム)を用いた可視化実験を行えている。また撮影した動画から、PC上で渦度や乱流エネルギーといったパラメータの解析を行えるまでに至っている。
②に関しては本研究の実験システムに必要な備品を購入し、本学にて実験システムの構築をすることができており、狭窄数や狭窄長の異なる擬似血管狭窄モデルを作製し実験を行うなど、様々な条件で実験できている。
③に関してはいまだCOVID-19の影響により医療機関訪問も不可能であったため、透析患者様のデータを測定・解析するまでに至っていない。

当初はCOVID-19の影響もあり医療機関訪問を含めて予定を変更せざるを得なかったが、本学での実験のほかに他大学での実験実施など、おおかた当初の予定通りに進めることができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

一部の実験を医療機関で実施予定であったが、COVID-19の影響によりそれが難しくなったため。その分、学内での実験や他大学での実験を優先することへ変更し、新たな課題を発見するところまでに至っている。

Strategy for Future Research Activity

粒子画像流速測定法(PIVシステム)を用いた可視化実験において、様々な条件を設定した血管モデルの流れの可視化を行い、多種多様の患者の血管を模擬したモデルでの擬似シャント音測定も行う。また、理学所見と超音波診断装置を用いたVA機能・形態評価方法における各手技のスキルアップ向上を目的とした教育用シミュレータの開発と実用化を目指す。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results)

  • [Journal Article] An experimental study of the effect on shunt murmur characteristics of blood flow conditions downstream from the stenosis in a simulated vascular stenosis model2023

    • Author(s)
      Kazuma Sasaki, Noriaki Nakane, Tomoko Oku, Yuka Motohashi, Shinobu Yamauchi and Toshio Sato
    • Journal Title

      桐蔭論叢

      Volume: 48 Pages: 67-72

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    • Author(s)
      Noriaki Nakane, Kazuma Sasaki, Tomoko Oku, Yuka Motohashi, Shinobu Yamauchi and Toshio Sato
    • Journal Title

      桐蔭論叢

      Volume: 48 Pages: 85-91

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    • Author(s)
      Kazuma Sasaki, Yoshimasa Shin'e, Noriaki Nakane, Tomoko Oku, Yuka Motohashi, Shinobu Yamauchi, Toshio Sato and Tetsuzo Agishi
    • Journal Title

      桐蔭論叢

      Volume: 46 Pages: 93-99

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      Yoshimasa Shin'e, Kazuma Sasaki, Noriaki Nakane, Tomoko Oku, Yuka Motohashi, Shinobu Yamauchi, Toshio Sato and Tetsuzo Agishi
    • Journal Title

      桐蔭論叢

      Volume: 46 Pages: 105-110

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  • [Presentation] AVFモデルを用いた血液透析患者のシャント音の音響特性とAVFの血流状態との関係に関する実験的検討2023

    • Author(s)
      佐々木一真, 神林舞, 細川柚乃, 中根紀章, 奥知子, 本橋由香, 山内忍, 佐藤敏夫
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      第49回日本血液浄化技術学会学術大会・総会
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  • [Presentation] 径狭窄率が異なるAVFモデルで再現した血液透析患者のシャント音に関する実験的検討2023

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      佐々木一真、神林舞、細川柚乃、中根紀章、奥知子、本橋由香、山内忍、佐藤敏夫
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      佐々木一真、神林舞、細川柚乃、中根紀章、奥知子、本橋由香、山内忍、佐藤敏夫
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  • [Presentation] バスキュラーアクセスで測定される血管抵抗指数とシャント音から求める正規化相互相関係数の関係についての実験的検討2023

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      神林舞、細川柚乃、佐々木一真、奥知子、本橋由香、山内忍、佐藤敏夫
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      第62回日本生体医工学会大会2023
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      佐々木一真、神林舞、細川柚乃、中根紀章、奥知子、本橋由香、山内忍、佐藤敏夫、阿岸鉄三
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      第68回日本透析医学会学術集会・総会
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  • [Presentation] AVFモデル内の流れの状態とシャント音の音響特性の関連性2023

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      佐々木一真、中根紀章、神林舞、細川柚乃、奥知子、本橋由香、山内忍、佐藤敏夫
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      第33回日本臨床工学会
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  • [Presentation] バスキュラーアクセス機能評価に用いる血管抵抗指数とシャント音から求める正規化相互相関係数の関連2023

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      細川柚乃、佐々木一真、神林舞、中根紀章、奥知子、本橋由香、山内忍、佐藤敏夫
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      第33回日本臨床工学会
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  • [Presentation] Evaluation of the Vascular Access Function by Sound Analysis Using a Pseudo-Vessel Stenosis Model with Different Stenosis Diameters and Lengths2023

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      Kazuma Sasaki, Noriaki Nakane, Tomoko Oku, Yuka Motohashi, Shinobu Yamauchi, Toshio Sato
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      49th ESAO and IFAO Congress
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      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] AVFモデルを用いて再現した透析患者のシャント音と流れの可視化における流体パラメータとの関係2023

    • Author(s)
      佐々木一真、神林舞、細川柚乃、中根紀章、奥知子、本橋由香、山内忍、佐藤敏夫
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      生体医工学シンポジウム2023
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  • [Presentation] 擬似血管狭窄モデル下流の流れの状態を表す流体パラメータとシャント音の音響特性との関係2023

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      佐々木一真、神林舞、細川柚乃、中根紀章、奥知子、本橋由香、山内忍、佐藤敏夫
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      第61回日本人工臓器学会大会
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  • [Presentation] 超音波診断装置によるバスキュラーアクセス管理訓練用の自己血管内シャントモデルの検討2023

    • Author(s)
      細川柚乃、佐々木一真、神林舞、中根紀章、奥知子、本橋由香、山内忍、佐藤敏夫
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      第61回日本人工臓器学会大会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] プレッシャワイヤを用いて測定した擬似血管狭窄モデルの狭窄前後圧較差とシャント音の音響特性との関連2023

    • Author(s)
      神林舞、細川柚乃、佐々木一真、中根紀章、奥知子、本橋由香、山内忍、佐藤敏夫
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      第61回日本人工臓器学会大会
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  • [Presentation] 狭窄長や狭窄数の異なるAVFモデルを用いた血液透析患者のシャント音の音響特性の変化に関する実験的検討2022

    • Author(s)
      佐々木一真, 新江義正, 中根紀章, 山内忍, 奥知子, 本橋由香, 佐藤敏夫, 阿岸鉄三
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      第61回日本生体医工学学会大会
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  • [Presentation] 分岐血管を有する自己血管内シャントモデルの試作と分岐血管が血管抵抗指数に及ぼす影響2022

    • Author(s)
      佐藤敏夫, 新江義正, 佐々木一真, 中根紀章, 山内忍, 奥知子, 本橋由香
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      第61回日本生体医工学学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 血管抵抗指数 RI 校正用自己血管内シャント( AVF )モデルの試作と性能評価2022

    • Author(s)
      新江義正, 佐々木一真, 中根紀章, 奥知子, 本橋由香, 山内忍, 佐藤敏夫
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      第61回日本生体医工学学会大会
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  • [Presentation] 流出路静脈に複数狭窄を模擬した血管モデルにおける擬似シャント音に対する実験的検討2022

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      佐々木一真, 新江義正, 中根紀章, 山内忍, 奥知子, 本橋由香, 佐藤敏夫, 阿岸鉄三
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      第67回日本透析医学会学術集会・総会
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  • [Presentation] 狭窄病変形状や狭窄数の異なるAVFモデルを用いた血液透析患者のシャント音と血管抵抗指数RIの関連性に関する実験的検討2022

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      佐々木一真, 本橋由香, 奥知子, 山内忍, 佐藤敏夫, 阿岸鉄三
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      日本音響学会第148回(2022年秋季)研究発表会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Acoustic properties of shunt murmurs downstream from the stenosis in a simulated vascular stenosis model and their association with flow visualization2022

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      Kazuma Sasaki, Noriaki Nakane, Tomoko Oku, Yuka Motohashi, Shinobu Yamauchi, Toshio Sato and Tetsuzo Agishi
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      TOIN International Symposium on Biomedical engineering 2022
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    • Author(s)
      Noriaki Nakane, Kazuma Sasaki, Tomoko Oku, Shinobu Yamauchi, Yuka Motohashi, Toshio Sato and Tetsuzo Agishi
    • Organizer
      TOIN International Symposium on Biomedical engineering 2022
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  • [Presentation] Evaluation of vascular access function by shunt murmur analysis of hemodialysis patients using a simulated vascular stenosis model2021

    • Author(s)
      Kazuma Sasaki, Yoshimasa Shine, Noriaki Nakane, Shinobu Yamauchi, Tomoko Oku, Yuka Motohashi, Toshio Sato and Tetsuzo Agishi
    • Organizer
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  • [Presentation] Relationship between the normalized correlation coefficient R calculated from the shunt murmur measured by the arteriovenous fistula (AVF) model and the vascular resistance index (RI) measured by the ultrasonic diagnostic equipment2021

    • Author(s)
      Yoshimasa Shin’e, Kazuma Sasaki, Noriaki Nakane, Tomoko Oku, Shinobu Yamauchi, Yuka Motohashi, Toshio Sato and Tetsuzo Agishi
    • Organizer
      The TOIN International Symposium on Biomedical Engineering 2021
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The study of the flow around the stenosis occurred in the anastomosis of the simulated blood vessel using numerical computation2021

    • Author(s)
      Noriaki Nakane, Yoshimasa Shin'e, Kazuma Sasaki, Tomoko Oku, Shinobu Yamauchi, Yuka Motohashi,Toshio Sato and Tetsuzo Agishi
    • Organizer
      The TOIN International Symposium on Biomedical Engineering 2021
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 自己血管内シャントモデルを用いた血管抵抗指数RIと正規化相互相関係数Rとの関連調査2021

    • Author(s)
      新江義正、佐々木一真、中根紀章、奥知子、山内忍、本橋由香、佐藤敏夫、阿岸鉄三
    • Organizer
      第59回日本人工臓器学会大会
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      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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