腹部大動脈瘤形成の血行力学的なリスク因子・予防因子の考察・研究

Research Project

Project/Area Number	22K15863
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	杉山将隆名古屋大学, 医学系研究科, 病院助教 (40724844)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000) Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000) Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords	動脈硬化 / 腹部大動脈 / 動脈瘤 / 4D Flow
Outline of Research at the Start	本研究では4D-Flowを駆使して非拡張の腹部大動脈における壁の動脈硬化性変化と血行動態異常の関連について究明し、腹部大動脈瘤発生の誘因となる血行動態の異常を突き止めることを目標とする。腹部大動脈径の狭窄や拡張が存在しない成人患者を対象とし、撮影された4D-Flowデータより血行動態を解析する。腹部大動脈を模した流路のファントームスタディやCFDによる血流シミュレーションも施行し4D-Flowの結果の検証を行う。動脈硬化性変化の程度を層別化し、4D-Flowより得られた異常な血行動態の指標との相関を統計学的に検討する。また血液生化学的検査所見や理学所見も含めて相関係数を計算し検定を行う。
Outline of Annual Research Achievements	腹部大動脈瘤（AAA）の発生・増悪に寄与する特徴的な血行力学的な因子について調査するため、AAA患者群と大動脈が拡張していないコントロール群に対して4D-Flowを撮影し、血行動態の解析を行った。解析の結果、腹部大動脈の特徴的な血行動態として、収縮末期から拡張初期の間の腸骨動脈からの反射波と考えられる逆流成分が検出された。またこれらの逆流成分が腹腔動脈、上腸間膜動脈、腎動脈などの腹部臓器動脈に吸収され、腹腔動脈上の大動脈では反射成分が乏しいことが分かった。また、非拡張の腹部大動脈内では層流が比較的支配的であったのに対して、拡張した腹部大動脈内には渦度・らせん度の高い流れが生じていることが分かった。これらの血行動態が動脈壁にかかる力学的な統一性を撹乱し、内皮の脆弱化を生じ動脈硬化性変化を進行させている可能性がある。 AAAに対するステントグラフト留置(EVAR)の前後では、瘤により変形・膨張した血管形状がステントで修復される。これにより血流経路の不整な形状が改善し、渦流などの血流のenergy lossを生じうる血行動態が減少し、血流エネルギーの損失が減少すると考えられた。このため、数例と限定的だがAAAの患者のEVAR前後で4D-Flowを撮影し、energy lossの計算・比較を行った。結果としてEVAR後では腹部大動脈のenergy lossが上昇している可能性が示唆された。ただし、この結果は以前浜松医科大学で同様の撮影をした際にEVAR後にenergy lossが低下したのとは対照的な結果である。この事象については引きつづきデータ収集、解析と考察を要する。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason 前年ではAAA患者群、非拡張腹部大動脈のコントロール群の4D-Flowデータの蓄積を得られたため、患者群とコントロール群の血行動態の比較を行うことができた。また限定的だがAAA患者のEVAR前後での4D-Flowデータを収集、血流エネルギー損失に関わる解析を行うことができた。しかし、研究代表者の病気による長期休暇が長引き、AAA患者の4D-Flowデータの収集が滞ってしまっている。計画されていたファントーム実験については、所属する研究室の他の研究員の協力でAAAモデルのファントームが作成され、ステント挿入前後を含めた4D-Flowが撮影が行われた。今後研究室のメンバーとともに解析を進める予定である。
Strategy for Future Research Activity	AAAの特徴的な血行動態を探索するにあたり、AAAに対するEVAR前後に4D-Flowを撮像、血流エネルギー損失の差を計算したが、名古屋大学と共同研究機関である浜松医科大学では相反する結果が出ている。具体的にはエネルギー損失は名古屋大学症例で増加、浜松医科大学症例で低下となった。血行動態の正確な解析・検証のために、これらの事象についてさらなる研究を要する。現在は限定的な症例数に留まる、名古屋大学のAAA患者の4D-Flowデータについては収集を引き続き進めていく予定である。AAAモデルとステントグラフト挿入前後のファントームスタディは所属研究室で施行されたため、今後はこのデータの解析を進め、可能であれば浜松医科大学等協力施設でのファントームスタディも施行し、比較を行っていく。