4次元呼吸ダイナミックCTを用いた間質性肺炎の呼吸動態に対する画像解析

Research Project

Project/Area Number	23K14864
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research Institution	Shiga University of Medical Science
Principal Investigator	仲川宏昭滋賀医科大学, 医学部, 助教 (70799478)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000) Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords	4DCT / 呼吸ダイナミック / 呼吸動態 / 間質性肺炎
Outline of Research at the Start	間質性肺炎の呼吸動態には空間的時間的不均衡が存在することが推測されるが、従来の静的CTを用いた画像解析法では正確な病態把握は困難である。近年、4次元呼吸ダイナミックCT(4DCT)の撮影が可能になったことで、呼吸動態を、時間軸を加えて可視化・定量化することが技術的に可能になった。4DCTを用いて間質性肺炎の呼吸動態のメカニズムを解明し、空間的時間的要素を含めた評価ができれば、間質性肺炎の病態理解と呼吸機能検査の本質理解を深め、あらたな治療指針・戦略が期待できると考えている。単施設前向き観察研究として間質性肺炎の呼吸動態を定量的に評価する新たな画像診断法を確立したい。
Outline of Annual Research Achievements	登録目標症例170例のうち、120例を登録した。うち77症例において、静的HRCT画像における定量的画像解析（線維化病変や気腫性病変の定量評価）と4次元呼吸ダイナミックCT画像の定量解析（肺尖部や横隔膜、気管や細気管支の分岐部、肋骨や胸膜などの定点座標が呼吸性にどのように移動するか）を行った。後者については3次元座標軸を用いて計測しており、呼吸に伴う各点の連動性も評価した。これらの定量測定値と呼吸機能検査値との関連性も検討している。現時点での業績として、2024年4月7日に行われた日本呼吸器学会学術集会において間質性肺炎における気道の動きと呼吸機能検査値や線維化領域の程度との関連性について検討した結果を報告した。従来の測定方法では吸気画像と呼気画像で測定部位が異なり、その結果正確な気道の動きの測定ができなかったが、4次元呼吸ダイナミックCTを用いることで気道の動き方を正確に評価することができた。その結果として、気道の動きが線維化の程度や呼吸困難の指標と有意に相関していることを証明した。今後この結果を論文としてまとめ公表する予定である。研究を進める上で確認された問題点として、対象とする間質性肺炎は多彩な画像パターンを伴うため、そのパターン毎に肺の動き方が異なる印象を受けた。各パターン毎に分けると症例数が少なく十分な評価ができるかどうか不安も残る。今後登録症例数や解析症例数を増やしつつ、画像パターン毎の肺の動きの評価も検討する予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason 事前に倫理委員会の承認や症例登録が進んでいたことで、当初の1年目の予定以上の解析・検討ができている。
Strategy for Future Research Activity	登録症例数を増やす。既に結果が出た領域については、考察を追加しつつ論文化を進めていく。解析結果が出つつあるにもかかわらず時間の都合でまだまだ十分な検討ができていない領域があり、そちらを並行して研究を進めたい。