| Project/Area Number |
23K11824
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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 90110:Biomedical engineering-related
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
青木 秀平 千葉大学, 医学部附属病院, 医員 (80964668)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高岡 浩之 千葉大学, 医学部附属病院, 講師 (50533303)
鈴木 紀子 (江口紀子) 千葉大学, 医学部附属病院, 医員 (10896062)
近藤 祐介 千葉大学, 大学院医学研究院, 准教授 (90771858)
小林 欣夫 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (70372357)
松本 浩史 千葉大学, 医学部附属病院, 主任診療放射線技師 (60745230)
佐々木 晴香 千葉大学, 医学部附属病院, 医員 (80869157)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2025: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 4D flow MRI / 心臓MRI / 血流解析 / 心臓再同期療法 (CRT) / 血流動態解析 / 心臓際同期療法 / MRI / 心臓超音波 / 心不全 |
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| Outline of Research at the Start |
低心機能心不全に対する心臓再同期療法 (Cardiac resynchronization therapy；CRT)は基礎心疾患の治療や十分な薬物加療に反応しない場合に考慮される．本治療は心電図のQRSが120ms以上の場合に適応となるが，この従来型の適応基準では３割程の症例が治療に反応しないnon-responderとなることが知られ，本治療は高額であることからもより精度の高い適応基準の確立が急務である．今回新たに可能となったMRIや超音波検査を用いた左室内血流解析により左室内のエネルギー損失や収縮のずれなどを評価することで，より精度の高いCRT responderの予測を試みる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
心臓再同期療法（CRT）は、重症心不全患者の予後を改善する重要な治療法であるが、従来の心電図を基にした適応基準では約3割がnon-responderとされる。本研究では、心臓MRIおよび超音波画像から得られる4D flowデータを用いて、左室内のエネルギー損失や収縮タイミングの局所差を定量的に評価し、CRT適応の新たな指標を確立することを目的としている。
本年度は、解析困難であった血流データに対して、iT Flow（Cardio Flow Design）を用いた初期解析を開始し、エネルギー損失および同期性の評価を進めた。また、CRT施行予定症例に限定せず、非虚血性心筋症や高度低心機能例などへの登録を拡大し、症例数の増加に取り組んでいる。さらに、千葉大学附属病院関連施設との多施設共同研究体制の構築に向けた調整も進行中である。
心臓MRIは禁忌症例や実施困難なケースが少なく、症例確保に課題がある。そのため、心臓CTによる血流解析も追加しての検討を予定している。準備として、今年度はTAVR後にValsalva洞内血栓を認めた症例に対し、CT画像を基にした血流シミュレーションを行い、流れの滞留と血栓形成の関連を可視化した画像を得た。この結果も踏まえ、Tomography誌に総説論文を提出し、現在revision中である
また、工学部との共同研究により、CTデータを用いた心臓の3Dモデリングと機能予測の試みを開始し、モデル症例での三次元再構成可能であることを確認している。これにより、CTでの形態情報と血流動態の統合も目指していく。
さらに、循環器関連学会への参加を通じて、心筋障害評価の最適化に向けた専門家との議論を重ねており、評価法の標準化や臨床応用に向けた基盤形成を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
対象症例数の確保と解析ソフトの不具合により遅れが生じたが、解析環境が整備され、症例登録および解析は再開された。症例数の不足は依然として課題であり、多施設展開の準備を進めている。加えて、4D Flow MRIの解析手法および計測値もまだ標準化されておらず、解析そのものおよび結果の妥当性検討に時間を要している。また、MRI血流解析を用いたCRT予後予測に関して、限られてはいるものの先行研究も報告されつつあり（Pola K, Roijer A, Borgquist R, et al. Hemodynamic forces from 4D flow magnetic resonance imaging predict left ventricular remodeling following cardiac resynchronization therapy. J Cardiovasc Magn Reson. 2023 Aug 25;25(1):45.）、他のモダリティとの組み合わせなど、独自の観点からの検討が必要となっている。
当初の研究計画から一部修正し、MRI血流解析とあわせてMRIでの遅延造影や細胞外容積分画(ECV)解析との統合を試みるため解析追加を行っている。また、低心機能患者における4DCTデータを蓄積しており、同データによる血流解析についても工学部との連携を通して準備をすすめている。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、同様のMRI撮影が可能な関連施設と、多施設共同研究による症例数の拡充を目指す。また、低心機能患者については心エコー部門と連携して確認を行い、引き続きMRI時の4D血流解析を行っていく。
少数ではあるが血流解析によるCRT予後予測が報告されつつあり、左室内血行力指標や渦流関連指標がCRTとの関連において報告されている（Nakao R, Nagao M, Fukushima K, et al. Prediction of cardiac resynchronization therapy response in dilated cardiomyopathy using vortex flow mapping on cine magnetic resonance imaging. Circ Rep. 2019 Jun 26;1(8):333-41.）。4D Flow MRIによるこれらの指標の計測に加え、心エコーおよび心臓CTでの血流解析指標も含めた多角的視点での予後予測を目指す。心エコー検査や心臓CTは当研究グループにおいて、既存のデータベースに十分なデータ蓄積があるため、これらを活用し独自の視点での検討を目指す。
また、学会・研究会等での知見を基に、4D Flow解析を標準化し解析あたりにかかる時間短縮へとつなげる。
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