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Development of perioperative management in adult patients with congenital heart disease using fluid dynamics analysis and proteomics

Research Project

Project/Area Number 22K16615
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 55050:Anesthesiology-related
Research InstitutionKindai University

Principal Investigator

秋山 浩一  近畿大学, 医学部, 講師 (70898890)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords成人先天性心疾患 / 血流解析 / 4D flow MRI / IVPD / Wall Shear Stress / Oscillatory Shear Index / proteomics
Outline of Research at the Start

先天性心疾患患者の大半は成人期に到達し、成人先天性の症例は日々増多している。大半の患者が先天性心疾患の手術後遠隔期で、血流動態を十分に把握する必要がある。その血流動態を術前に評価するために、4D flow MRI、Vector Flow Mapping、IVPD (Intraventricular Pressure Difference) 解析、CFD (Computational Fluid Dynamics) の 4種類の手法を駆使し血流解析を行い、さらに弁や血管に発現させる蛋白との相関関係を解明し、最終的に患者の生命予後改善につなげていく。

Outline of Annual Research Achievements

左室流出路心筋切除術を受ける肥大型心筋症患者6名で術前後のIVPDを経食道心エコー画像から解析した結果、IVPDは改善すると仮定したが、左房圧を反映するbasal IVPDは改善傾向を認めたもののsucking forceの指標となるapical IVPDは改善傾向を認めなかった。術中の画像であったため、より遠隔期での画像解析が必要である(集中治療医学会学術集会2023年度で発表)。ファロー四徴症患者の術後遠隔期における肺動脈弁狭窄・閉鎖不全の進行による右心負荷は、症状がでてしまってからでは右室流出路再建を行っても手遅れとなることが多く、その手術時期を判断するのは難しい。ファロー四徴症患者の術後遠隔期に右室流出路再建術が予定された患者と比較対象の健常人10名に対し4D flow MRIによる血流解析を行い、右心系のエネルギー損失値と心係数を算出した。エネルギー損失値と心係数のプロット図を描くと、線形回帰分析の結果はそれぞれ、0.59×RVCI+2.46(術前)、0.46×RVCI+0.3(術後)、0.2×RVCI-0.08(健常人)となった。術前、術後、健常人のプロット図は非常にきれいな線形状のグループとして分かれ、術前の線形回帰分析の直線の傾きの値をしきい値として手術時期を判断できる可能性が示唆された(International Anesthesia Research Society 2023で発表)。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

臨床業務が多く、なかなか研究にまで手が回らない。

Strategy for Future Research Activity

成人先天性心疾患を中心にエコーと4D flow MRIによる血流解析をさらに進める。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Blood flow kinetic energy is a novel marker for right ventricular global systolic function in patients with left ventricular assist device therapy2023

    • Author(s)
      Akiyama K, Colombo PC, Stohr EJ, Ji R, Wu IY, Itatani K, Miyazaki S, Nishino T, Nakamura N, Nakajima Y, McDonnel BJ, Takeda K, Yuzefpolskaya M, Takayama H
    • Journal Title

      Front. Cardiovasc. Med.,

      Volume: 10 Pages: 1093576-1093576

    • DOI

      10.3389/fcvm.2023.1093576

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Pulsatility and flow patterns across macro- and microcirculatory arteries of continuous-flow left ventricular assist device patients2023

    • Author(s)
      Stohr EJ、Ji R、Mondellini G、Braghieri L、Akiyama K、Castagna F、Pinsino A、Cockcroft JR、Silverman RH、Trocio S、Zatvarska O、Konofagou E、Apostolakis I、Topkara VK、Takayama H、Takeda K、Naka Y、Uriel N、Yuzefpolskaya M、Willey JZ.、McDonnell BJ.、Colombo PC.
    • Journal Title

      The Journal of Heart and Lung Transplantation

      Volume: 42 Issue: 9 Pages: 1223-1232

    • DOI

      10.1016/j.healun.2023.04.002

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Loss of Left Ventricular Vortex Ring in Left Ventricular Assist Device-Induced Right Ventricular Failure2023

    • Author(s)
      Akiyama Koichi、Wu Isaac、Itatani Keiichi、Tachibana Yosuke、Obata Yurie、Takayama Hiroo
    • Journal Title

      Annals of Cardiac Anaesthesia

      Volume: 26 Issue: 2 Pages: 235-235

    • DOI

      10.4103/aca.aca_288_20

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Exploring surgical indication of re-RVOTR for patients with Tetralogy of Fallot using 4D flow MRI2023

    • Author(s)
      Koichi Akiyama, Hirokazu Koto, Hiroatsu Sakamoto, Reiko Kosumi, Tomoyuki Matsumoto, Yasufumi Nakajima
    • Journal Title

      Anesthesia & Analgesia

      Volume: 136 Issue: 5S Pages: 1-1043

    • DOI

      10.1213/01.ane.0000977652.27377.97

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] Correlation between aortic valve protein levels and vector flow mapping of wall shear stress and oscillatory shear index in patients supported with continuous-flow left ventricular assist devices.2022

    • Author(s)
      Kobsa S, Akiyama K, Nemeth SK, Kurlansky PA, Naka Y, Takeda K, Itatani K, Werth EG, Brown LM, Ferrari G, Takayama H.
    • Journal Title

      J Heart Lung Transplant.

      Volume: 42 Issue: 1 Pages: 64-75

    • DOI

      10.1016/j.healun.2022.09.017

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Exploring surgical indication of re-RVOTR for patients with Tetralogy of Fallot using 4D flow MRI2023

    • Author(s)
      Koichi Akiyama, Hirokazu Koto, Hiroatsu Sakamoto, Reiko Kosumi, Tomoyuki Matsumoto, Yasufumi Nakajima
    • Organizer
      IARS 2023 annual meeting
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 閉塞性肥大型心筋症患者の左室流出路心筋切除前後における,心室内圧較差(IVPD) の変化2023

    • Author(s)
      坂本 悠篤,岡本 健,法里 慧,石崎 智哉子,冬田 昌樹,岩元 辰篤,太田 典之,中嶋 康文,秋山 浩一
    • Organizer
      第50回日本集中治療医学会学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Intraoperative cardiac performance estimated from vector flow mapping2023

    • Author(s)
      Koichi Akiyama
    • Organizer
      Korean Society of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 4D flow MRIを用いたファロー四徴症治療後遠隔期における右室流出路再置換術施行基準の検討2022

    • Author(s)
      秋山浩一、小畑友里江、平瀬由、佐藤友哉、川口理佐、佐和貞治
    • Organizer
      日本麻酔科学会第69回学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Fontan循環患者における4D flow MRIでの血流解析2022

    • Author(s)
      南菜々花、北澤寛記、小畑友里江、秋山浩一
    • Organizer
      日本心臓血管麻酔学会 第27回学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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