| Project/Area Number |
22K18190
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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 90110:Biomedical engineering-related
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| Research Institution | Jikei University of Health Care Sciences |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 血液透析 / 内シャント / 狭窄 / 非接触 / 早期検出 / スリル / AVF / 非接触測定 / 血液透析療法 |
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| Outline of Research at the Start |
血液透析療法は、血液を体外に循環させてダイアライザと呼ばれる浄化器により腎臓の機能を代行する治療法である。血液を体外循環させるために、外科手術で作られた内シャントと呼ばれる特殊な血管が広く用いられている。しかし、内シャントは狭窄しやすいため、治療前後に聴診器を用いた聴診法で血流チェックが行われている。この方法は簡便であるが、定性的判定しかできず、取得したデータは共有できない。さらに、聴診器の当て方や測定者によって判断が異なり、聴診器を皮膚にあてるため、接触感染に注意が必要となる。
我々はカメラを用いて非接触かつ非侵襲で内シャントの脈波波形を測定し、定量的評価および狭窄の早期発見をおこなう。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study shows the reference range of normal AVF based on quantitative values obtained from the SN ratio. The reference range for normal AVF, covering 95% of the distribution among 206 subjects, was found to be from 0.18 to 2.26, with an average value of 1.19. The confusion matrix of the binary classification between the normal group and the stenosis group using supervised machine learning revealed an accuracy of 92.3% for normal AVF, an accuracy of 76.7% for stenotic AVF, an error rate of 7.7% for stenotic AVF, and an error rate of 23.3% for normal AVF, demonstrating the effectiveness of stenosis detection. Additionally, by using a heat mapping technique that converts the brightness of the puncture site into five gradations, a technique to visualize the range from mild to severe stenosis was established.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
日本の血液透析患者は30万人を超え、高齢者では100人に1人である。透析療法には内シャントが必要だが、狭窄が問題である。内シャントの血流確保は重要で、狭窄は合併症や死を招くこともある。現在は聴診法と触診法で状態を確認しているが、非接触で狭窄を早期発見する技術の確立が求められている。内シャントに異常が確認されると、超音波診断で狭窄部位を特定し、薬剤療法や経皮的血管拡張術が行われるため、肉体的精神的負担が大きく生活の質を著しく低下させている。本研究は、非侵襲で狭窄の早期発見と狭窄部位の推定を行うことで、既存の問題解決に寄与する可能性を示した。
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