2017 Fiscal Year Research-status Report
位相差X線CTを用いた先天性心疾患の刺激伝導系の非破壊三次元的解析法の開発
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16K10639
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
森田 紀代造 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (70174422)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 心臓刺激伝導系 / 先天性心疾患 / 位相差X線CT |
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| Outline of Annual Research Achievements |
位相差CTによりヒト心臓標本における刺激伝導系を描出した。対象は前年度までに施行した正常心臓に加えて、 新たな２５心臓標本 （疾患として心室中隔欠損、房室中隔欠損症 および各種複雑心疾患（単心室、無脾症候群）に拡大した。正常心臓では撮影後の標本の病理学的検討との対比により位相差CTで刺激伝導系は房室結節から貫通束、分岐束、左脚、右脚のいずれの部位においても従来の連続切片上の病理組織所見と一致するserially traceable なlow density areaとして識別可能であることが示された。 さらに定量的評価法として密度分解能を有する位相差CT画像のCT値からもとめた刺激伝導系と周辺組織を含めた領域の組織密度解析の結果から刺激伝導系と通常心筋との間に存在する線維組織の鞘と間で水の1/100のオーダーで有意な密度差を認め刺激伝導組織の定量評価の妥当性を検証しえた。また各先天性心疾患においても刺激伝導系の３D描出が可視化され、心内構築における局在を定量的に評価することが可能であり、これら先天性心疾患においてはことに本法は非破壊性、正確性、立体構築画像の外科手術における重要度などの点で極めて有用な刺激伝導系可視化の方法であることが示された。
位相差CTでは房室間刺激伝導路を非破壊的なバーチャルの連続切片で観察できるうえ用手的にラベルした刺激伝導系データをvolume renderingした心臓に投影した3D画像上で、心臓手術における視野を想定した自由な方向から自由な角度で内部を切開しての詳細な把握が可能であることを、正常心に加え典型的心疾患である心室中隔欠損症の各病型、さらに特殊な走行を示す修正大血管転位症、無脾症などの複雑先天性心疾患において示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成2９年度までにホルマリン固定された正常心4検体を含む剖検心標本25検体の位相差CT撮影を実施した。すべての位相差CT画像解析において刺激伝導系は周囲を高濃度の線維組織により境される低濃度域として認識することが可能であり、この所見は固定期間、疾患、年齢(子宮内胎児死亡～1才)によらなかった。これよりタルボ干渉計を用いて大型放射光施設SPring8に構築した位相差CT装置、生食浸透などの撮影手法を含む本研究手法は小児例剖検心標本の刺激伝導系形態解析法として確立されたものと考えられ、研究期間内に明らかにすべき一つ目の課題を達成したといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本法は刺激伝導系の解析のもにならず心臓大血管の詳細な３D構造の解析が可能である点から、現在国内の施設に保管されている多数の先天性心疾患心臓標本など特に複雑先天心疾、患希少疾患標本の教育目的としても応用可能であり、バーチャルな3Dデジタル標本として後世に残す意義も大きい。今後の研究計画として、国内の剖検心標本に対象を拡大し、正常心臓、手術数の多い先天性心疾患、希少な先天性心疾患に対して位相差CT画像を撮像し、教育的利用可能な広く公表された立体画像コンテンツ作成を提案したい。
[１]刺激伝導系を有する心臓3D プリントモデル
2016年現在、国内小児心臓外科医を中心に手術トレーニング、シュミレーションを含む術前検討などの目的に先天性心疾患3Dプリントモデルが用いられるようになっている。そこで位相差CT画像から刺激伝導系を配置させた正常心ならびに各疾患のレプリカモデルを作成することにより刺激伝導系の立体的走行の把握が必須となる心臓外科医、さらに医学をはじめ心臓の解剖を学ぶ幅広い層の人たちにこれまでにない教育効果をもたらすことが可能となる。疾患としては心室中隔欠損症、房室中隔欠損症、修正大血管転位症などが想定されている。
[２]特定の疾患における刺激伝導解剖の研究
これまでの病理組織学検索による知見により、房室ブロック予防に必要な貫通束の走行距離に関する一定の見解は得られていない疾患が現状で多く存在する。このような疾患に対し標本を一定数以上用いて走行異常の解剖学的特徴を明らかにしたい。対象疾患として房室中隔欠損症（完全型、不完全型、中間型）、心房錯位症候群（無脾症、多脾症）、単心室（とくに両房室弁左室挿入）などが挙げられる。
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| Causes of Carryover |
次年度は新たな心臓標本の位相差CT撮像プロジェクトに応募済みであり このためSPring8設備測定機器使用料および研究施設までの旅費、成果解析および報告書作成費用に支出予定
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Research Products
(1 results)
