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Development of Surgical Strategy in Adult Congenital Heart Disease based on Blood Flow Imaging

Research Project

Project/Area Number 23K21452
Project/Area Number (Other) 21H03015 (2021-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 55030:Cardiovascular surgery-related
Research InstitutionNagoya City University

Principal Investigator

板谷 慶一  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 准教授 (70458777)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高橋 洋介  大阪公立大学, 大学院医学研究科, 准教授 (20464620)
山岸 正明  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任教授 (40182422)
長尾 充展  東京女子医科大学, 医学部, 准教授 (60533081)
白石 公  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 病院, 客員研究員 (80295659)
山田 聡  東京医科大学, 医学部, 准教授 (80374320)
森崎 晃正  大阪公立大学, 大学院医学研究科, 准教授 (80464626)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
Keywords成人先天性心疾患 / 血流解析 / 成人先天性心臓外科手術 / 右室流出路再建 / Fontan再手術 / 4D flow MRI / 超音波VFM / シミュレーション医療 / 成人先天性心臓外科 / 肺動脈弁弁膜症 / 血流シミュレーション
Outline of Research at the Start

成人先天性心疾患での複雑な解剖や血行動態を血流解析をもとに解明し、適切な術式を設計し、その効果を判定する。

Outline of Annual Research Achievements

本年度はより具体的に成人先天性心臓外科手術を行うための血流解析のプロトコルの決定に注力したことが1点、血流解析手法をシステム化したことが2点、その手術における有用性を明確にしたことが3点めとして研究実績として挙げられる。
まずプロトコルとしては4D flow MRIの術前後のスキャン方法、VENCの適切な設定、解析方法の画一化について多くの解析症例をもとに決定した。またCTでの画像構築も2D, 3Dでの3方向での画像構築を徹底し、手術におけるシミュレーションを簡易化した。
血流解析手法のシステム化としては4D flow MRIは解析ソフトウェアをFDAに医療機器申請を行いその返事待ちで、レポートシステムを完備した。シミュレーションはオンサイトCGソフトウェアと流体解析プロトコルの自作コードを完成させた。
臨床評価としては4D flow MRIの右室流出路再建における異常筋束のもたらす加速血流を評価し、手術術式に適用した。特に、異常筋束の切除の必要性に関して、ならびに右室機能の低下した病態での圧較差の過小評価についてはわかりやすい画像と知見が得られた。また、Fontan再手術の術式はシミュレーションでかなり正確にdecisionできることが判明した。特に肝静脈血流の左右肺への不均衡の問題に対してはシミュレーションが術式決定に際して有益であることが判明した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

研究代表者の施設異動があったが、前任施設からのバックアップを得たため研究の遂行に支障をきたさなかった。また転任地では成人先天性心疾患患者がかなりの数手術適応を疑われ、また生活に支障をきたしており、そのことの解決を主としたオファーであり、研究環境としては極めて良い環境であった。
一方、血流解析システムに関しては医療機器化を目指してAMEDグラントを別途受け、機器開発が進み、臨床研究を行いやすい環境となった。4D flow MRIは磁気共鳴装置メーカーのタイアップがあり、医療機器化を目指して多大な支援を得られた。

Strategy for Future Research Activity

研究の方針としては臨床的なエビデンスの創出にFocusし、成人先天性心臓外科手術のアセスメントとストラテジーについてシステマティックな知見を固め、そのエビデンスを発表することを目指している。
具体的には個々の症例報告をできるだけたくさん発表し、血流解析の使用用途について明確にすると同時に、そのreview paperを和文、英文ともにできるだけたくさん出版することを目指す。

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (14 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 14 results,  Open Access: 14 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Gradual caliber transition of the neoaortic arch after the Norwood procedure can prevent neoaortic dilation and right ventricular deterioration.2022

    • Author(s)
      Asada S, Yamagishi M, Itatani K.
    • Journal Title

      JTCVS Open

      Volume: 10 Pages: 350-351

    • DOI

      10.1016/j.xjon.2022.04.031

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    • 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

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  • [Journal Article] Estimating the Haemodynamic Streamline Vena Contracta as the Effective Orifice Area Measured from Reconstructed Multislice Phase-contrast MR Images for Patients with Moderately Accelerated Aortic Stenosis2022

    • Author(s)
      Hohri Yu、Itatani Keiichi、Matsuo Akiko、Komori Yoshiaki、Okamoto Takeshi、Goto Tomoyuki、Kobayashi Takuma、Hiramatsu Takeshi、Miyazaki Shohei、Nishino Teruyasu、Yaku Hitoshi
    • Journal Title

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      Volume: 21 Issue: 4 Pages: 569-582

    • DOI

      10.2463/mrms.mp.2021-0001

    • NAID

      130008069293

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
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    • Author(s)
      Horiguchi Ryota、Takehara Yasuo、Sugiyama Masataka、Hyodo Ryota、Komada Tomohiro、Matsushima Masaya、Naganawa Shinji、Mizuno Takashi、Sakurai Yasuo、Sugimoto Masayuki、Banno Hiroshi、Komori Kimihiro、Itatani Keiichi
    • Journal Title

      Journal of Magnetic Resonance Imaging

      Volume: 57 Issue: 4 Pages: 1199-1211

    • DOI

      10.1002/jmri.28359

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      Hideo Tsubata, Naohiko Nakanishi, Keiichi Itatani, Masao Takigami, Yuki Matsubara, Takeshi Ogo, Tetsuya Fukuda, Hitoshi Matsuda, Satoaki Matoba
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      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 6490-6490

    • DOI

      10.1038/s41598-023-33727-6

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      Kainuma Atsushi、Itatani Keiichi、Akiyama Koichi、Naito Yoshifumi、Ishii Maki、Shimizu Masaru、Ohara Junya、Nakamura Naotoshi、Nakajima Yasufumi、Numata Satoshi、Yaku Hitoshi、Sawa Teiji
    • Journal Title

      Frontiers in Surgery

      Volume: 9 Pages: 739-743

    • DOI

      10.3389/fsurg.2022.739743

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      Itatani Keiichi、Sekine Tetsuro、Yamagishi Masaaki、Maeda Yoshinobu、Higashitani Norika、Miyazaki Shohei、Matsuda Junya、Takehara Yasuo
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      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      Volume: 21 Issue: 2 Pages: 380-399

    • DOI

      10.2463/mrms.rev.2021-0097

    • NAID

      130008166275

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
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    • Author(s)
      Kainuma Atsushi、Itatani Keiichi、Hayashi Hideyuki、Kaku Yuji、Wu Isaac Y.、Colombo Paolo C.、Ferrari Giovanni、Kurlansky Paul、Yuzefpolskaya Melana、Takeda Koji、Naka Yoshifumi、Akiyama Koichi、Takayama Hiroo
    • Journal Title

      ASAIO Journal

      Volume: 68 Issue: 4 Pages: 516-523

    • DOI

      10.1097/mat.0000000000001522

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    • Author(s)
      Asada Satoshi、Yamagishi Masaaki、Maeda Yoshinobu、Itatani Keiichi、Fujita Shuhei、Hongu Hisayuki、Nakatsuji Hiroki、Yaku Hitoshi
    • Journal Title

      European Journal of Cardio-Thoracic Surgery

      Volume: 60 Issue: 6 Pages: 1408-1416

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      10.1093/ejcts/ezab184

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      Hohri Yu、Itatani Keiichi、Numata Satoshi、Yamazaki Sachiko、Miyazaki Shohei、Nishino Teruyasu、Yaku Hitoshi
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      Volume: 33 Issue: 3 Pages: 339-347

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      Hohri Yu、Numata Satoshi、Itatani Keiichi、Kanda Keiichi、Yamazaki Sachiko、Inoue Tomoya、Yaku Hitoshi
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      European Journal of Cardio-Thoracic Surgery

      Volume: 60 Issue: 2 Pages: 384-391

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      Hayashi Hideyuki、Itatani Keiichi、Akiyama Koichi、Zhao Yanling、Kurlansky Paul、DeRoo Scott、Sanchez Joseph、Ferrari Giovanni、Yuzefpolskaya Melana、Colombo Paolo C.、Takeda Koji、Wu Isaac Y、Kainuma Atsushi、Takayama Hiroo
    • Journal Title

      European Heart Journal - Cardiovascular Imaging

      Volume: 22 Issue: 9 Pages: 986-994

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      10.1093/ehjci/jeab006

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      Hongu Hisayuki、Yamagishi Masaaki、Maeda Yoshinobu、Itatani Keiichi、Shimada Masatoshi、Nakatsuji Hiroki、Hohri Yu、Nabeshima Jyunya、Yaku Hitoshi
    • Journal Title

      European Journal of Cardio-Thoracic Surgery

      Volume: 60 Issue: 1 Pages: 98-104

    • DOI

      10.1093/ejcts/ezab049

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      Hirase Yu、Obata Yurie、Wu Isaac Y.、Sato Hitoshi、Sato Tomoya、Itatani Keiichi、Sawa Teiji、Akiyama Koichi
    • Journal Title

      Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia

      Volume: in press Issue: 6 Pages: 1807-1809

    • DOI

      10.1053/j.jvca.2021.11.037

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-08-08  

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