多種画像診断モダリティーを用いた血流とエネルギー損失解析による周術期治療戦略検討

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K10970
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 石井 真紀 京都府立医科大学, 医学部附属病院, 専攻医 (50457959)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐和 貞治 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (10206013) ; 板谷 慶一 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (70458777) ; 沼田 智 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (80735689)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: vector flow mapping / コンピュータシミュレーション / 4D MRI / エネルギー損失 / 運動エネルギー / エネルギー効率

Outline of Annual Research Achievements

Vector Flow Mapping (VFM)を用いた左室内エネルギー損失値の成人における基準値は決められていなかったが、50人の健常人で軽胸壁心エコーを行い、エネルギー損失値、運動エネルギー値、そして心臓のエネルギー効率を表すEnergetic Performance Indexという新しい係数の基準値を策定した (Vector flow mapping analysis of left ventricular energetic performance in healthy adult volunteer. BMC Cardiovasc Disord, 17, pp21, 2017)。僧帽弁形成術と置換術の比較を術中経食道心エコーを用いて血流の向きとエネルギー損失値をVFMで実測計測し、僧帽弁置換術では血流の向きが逆転しエネルギー損失が増加することを示した (Flow-dynamics assessment of mitral-valve surgery by intraoperative vector flow mapping. Interact CardioVasc and Thorac Surg. doi:10.1093/icvts/ivx033, 2017)。Alfieri stitchという僧帽弁前尖と後尖の中央を縫合する手技を行った症例で、VFM解析を行い血流とエネルギー損失値を計測し、Alfieri stitchを行うと血流が逆転し、エネルギー損失が増加することを示した (Vector Flow Mapping and Impaired Left Ventricular Flow by Alfieri Stitch. Journal of Cardiothorac and Vasc Anesth. 31, pp211-214, 2017)。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

コンピューターシミュレーション (CFD)と心臓MRIによる血流解析に関しては論文発刊、学会発表には至っていないが、研究継続中であり、vector flow mappingに関しては、基準値策定や、僧帽弁手術での実測エネルギー損失値測定などで英文論文4本発刊に至っている。それ故、現状としては超音波診断装置での研究をメインに行って来たが、今後はCFDやMRIによる研究にも力を入れていく予定である。

Strategy for Future Research Activity

超音波診断装置を用いての研究に関しては、今まではHitachi社製のvector flow mappingを使用してきたが、我々は独自にvector flow mappingの解析技術を開発し、他社製の超音波診断装置でも行うことが可能になった。それ故、さらに画像の質を改良したvector flow mappingを行うことが可能になる。今後はvector flow mappingを用いて周術期での診断、治療の介入を行っていく予定である。さらにCFD、MRIにおいては心臓内の評価だけでなく、大血管内の血流やエネルギー損失さらにはWall Shear Stressを測定することで、成人心疾患、小児先天性心疾患の評価を行っていく予定である。

Causes of Carryover

経食道心エコーのプローブを購入する必要がなくなったため、その分支出が大幅に減ったが、コンピュータシミュレーション用のコンピュータが予定より高かったので、この残高となった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度はVector flow mappingをGE社製の超音波診断装置で行う必要があるので、この残高と翌年度分と合わせて、GE社の超音波画像管理・解析ソフトウェアEchoPACを購入する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Flow-dynamics assessment of mitral-valve surgery by intraoperative vector flow mapping (2017)
  • Author(s): Akiyama K, Nakamura N, Itatani K, Naito Y, Kinoshita M, Shimizu M, Hamaoka S, Kato H, Yasumoto H, Nakajima Y, Mizobe T, Numata S, Yaku H, Sawa T
  • Journal Title: Interactive CardioVascular and Thoracic Surgery Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1093/icvts/ivx033
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Vector flow mapping analysis of left ventricular energetic performance in healthy adult volunteers (2017)
  • Author(s): Akiyama K, Maeda S, Matsuyama T, Kainuma A, Ishii M, Naito Y, Kinoshita M, Hamaoka S, Kato H, Nakajima Y, Nakamura N, Itatani K, Sawa T
  • Journal Title: BMC Cardiovascular Disorders Volume: 17 Pages: 21
  • DOI: 10.1186/s12872-016-0444-7
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Vector Flow Mapping and Impaired Left Ventricular Flow by Alfieri Stitch (2017)
  • Author(s): Akiyama K, Itatani K, Naito Y, Kinoshita M, Shimizu M, Hamaoka S, Yasumoto H, Kato H, Nakajima Y, Numata S, Yaku H, Sawa T
  • Journal Title: Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia Volume: 31 Pages: 211-214
  • DOI: 10.1053/j.jvca.2016.07.013
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Flow energy loss evaluation in a systolic anterior motion case after the Ross procedure (2017)
  • Author(s): Akiyama K, Naito Y, Kinoshita M, Ishii M, Nakajima Y, Itatani K, Miyazaki T, Yamagishi M, Yaku H, Sawa T
  • Journal Title: Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1053/j.jvca.2017.03.006
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Vector Flow Mappingによる収縮性心膜炎における収縮機能不全評価 (2017)
  • Author(s): 秋山浩一、山下理比路、甲斐沼篤、木下真央、加藤秀哉、濱岡早枝子、内藤慶史、佐和貞治
  • Organizer: 第44回日本集中治療医学会学術集会
  • Place of Presentation: ロイトン札幌
  • Year and Date: 2017-03-10
• [Presentation] 段階的姑息術におけるEnergetic Performanceの推移 (2016)
  • Author(s): 秋山浩一
  • Organizer: 第11回京滋心臓血管術中エコー研究会
  • Place of Presentation: 京都府立医科大学
  • Year and Date: 2016-11-20
  • Invited
• [Presentation] 単心室におけるエネルギー効率（若手研究奨励講演) (2016)
  • Author(s): 秋山浩一、谷口文香、内藤慶史、木下真央、加藤秀哉、甲斐沼篤、板谷慶一、山岸正明、佐和貞治
  • Organizer: 日本小児麻酔学会第22会大会
  • Place of Presentation: 新横浜国際ホテル
  • Year and Date: 2016-10-08
• [Presentation] 術中リアルタイムVector Flow Mappingを用いた僧帽弁手術評価の展望（藤田昌雄賞候補セッション） (2016)
  • Author(s): 秋山浩一、甲斐沼篤、木下真央、内藤慶史、板谷慶一、中村直俊、中嶋康文、溝部俊樹、佐和貞治
  • Organizer: 日本心臓血管麻酔学会第21回学術大会
  • Place of Presentation: 横浜ベイホテル東急
  • Year and Date: 2016-09-17
• [Presentation] 術中Vector Flow Mappingを用いたSAM原因の究明（藤田昌雄賞候補セッション） (2016)
  • Author(s): 秋山浩一、石井真紀、加藤秀哉、甲斐沼篤、板谷慶一、中村直俊、中嶋康文、溝部俊樹、佐和貞治
  • Organizer: 日本心臓血管麻酔学会第21回学術大会
  • Place of Presentation: 横浜ベイホテル東急
  • Year and Date: 2016-09-17
• [Presentation] 左室内Vortex Patternとエネルギー損失基準値の策定 (2016)
  • Author(s): 秋山浩一、前田祥子、内藤慶史、甲斐沼篤、溝部俊樹、佐和貞治
  • Organizer: 日本麻酔科学会第63回学術集会
  • Place of Presentation: マリンメッセ福岡
  • Year and Date: 2016-05-27
• [Presentation] Definition of normal vortex and energy loss reference value in left ventricle using vector flow mapping (2016)
  • Author(s): Akiyama K, Maeda S, Naito Y, Kato H, Kinoshita M, Shimizu M, Sawa T,
  • Organizer: International Anesthesia Research Society
  • Place of Presentation: Hilton San Francisco
  • Year and Date: 2016-05-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Mitral valve replacement impairs left ventricular blood flow (2016)
  • Author(s): Akiyama K, Itatani K, Kinoshita M, Shimizu M, Hamaoka S, Kato H, Naito Y, Nakajima Y, Numata S, Mizobe T, Yaku H, Sawa T
  • Organizer: American College of Cardiology
  • Place of Presentation: Maccormic Place Chicago
  • Year and Date: 2016-04-05
  • Int'l Joint Research