2018 Fiscal Year Research-status Report
肺循環評価の新たな評価法の開発 波動解析法を用いた肺動脈閉塞度の非侵襲的評価
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17K10162
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| Research Institution | Osaka Medical College |
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Principal Investigator |
片山 博視 大阪医科大学, 医学部, 准教授 (30194781)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宇津野 秀夫 関西大学, システム理工学部, 教授 (00362442)
根本 慎太郎 大阪医科大学, 医学部, 教授 (20237811)
岸 勘太 大阪医科大学, 医学部, 助教 (20408503) [Withdrawn]
小西 隼人 大阪医科大学, 医学部, 助教 (40821814)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 肺高血圧 / 肺動脈閉塞度 / 圧―流速関係 / 血管径―流速関係 / 位相角 / 超音波診断装置 / speckle tracking法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
背景及び目的 肺高血圧の診療において肺小動脈の閉塞性病変の定量的評価は重要だが確立された方法はない。理論上、波動現象の２変数（圧力と流速）の位相差は動脈脈管の末梢の閉塞病変を反映する。我々は肺循環を波動現象としてとらえ、波動現象の位相差により、肺小動脈の閉塞度の新しい評価方法を開発することを目的に研究を進めてきた。我々は既に種々の病態の小児21例の心臓カテーテル検査時に圧―流速同時測定ワイヤーにより位相角θを算出し、従来の指標と比較検討している。その結果、カテーテルで得られた位相角θは、平均肺動脈圧、肺血管抵抗と負の相関関係を認めた。
本研究の目的は位相角θを発展的に非侵襲的に評価する方法を確立することである。
方法 （１） 肺動脈のシミュレーション回路で、光ファイバー圧力センサーによる圧力波形とレーザー変位計の血管径の変位波形を比較検討した。さらに末梢側を完全閉塞させたシミュレーション回路でカテーテルによる圧ー流速から算出された位相角と超音波診断装置による血管径ー流速から算出された位相角を比較した。（２）正常肺動脈圧の小児3例で主肺動脈長軸断面像にてパルスドプラ法にて肺動脈血流速度を、Speckle tracking法（radial strain）による肺動脈壁内径を計測し、その位相角θを算出した。心外膜面を肺動脈前壁に、心内膜面を肺動脈後壁と見なした関心領域を置き、Radial strainにより、一心周期内の変化曲線を求め、血管内腔径変化曲線とした。
結果 （１）シミュレーション回路での圧波形と血管径の位相変化の位相は完全一致を認め、更に完全閉塞させたシミュレーション回路内でのカテーテルの圧力-流速波形と超音波画像診断装置の血管径変位-流速波形の比較においてもほぼ同様の大きな位相差を示した。（２）位相角θはそれぞれ-8.3°、8.6°、8.9°であり、予想値と合致している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
シミュレーション回路で圧力波形の位相変化は血管径の位相変化に置換できることが確認できたため、当初、体表面超音波診断装置を用いて小児の肺動脈の血管径と流速波形の位相変化から位相角を求める検討を行い、血管径の計測は任意の断面を設定できるフレックスM-モードを用いたMモード心エコー法で、また流速波形の計測は主肺動脈でのパルスドプラ法を用いて検討したが、血管径の計測は心臓自体の動きに影響され、安定したデータが得られなかった。
我々は心臓自体の動きに影響されないspeckle tracking法を用いて血管径の計測を行い、その精度を検証している。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）肺高血圧症例においてspeckle tracking法による血管径の位相変化の計測の精度を検証し、パルスドプラ法による流速波形の計測とともに、位相角θの算出を行う。
２）今までの我々の研究で行ってきた心臓カテーテル検査における圧―流速関係から求められた位相角θと、体表面超音波診断装置から求めた血管径―流速関係の位相角θを比較検討し、肺動脈閉塞度の非侵襲的評価法として妥当か否かを検討する。
３）さらに低酸素チャンバーを用いた低酸素性肺高血圧ラットを用いて、組織学的変化と本指標の関係を検討する。
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| Causes of Carryover |
研究計画では、肺動脈拍動流回路での「圧力」データから「血管壁径」データへの置換、「血管内測定ドプラ血流」データから「血管外からの測定ドプラ血流」データへの置換の妥当性を確認したうえで、臨床的に取得された血管径ー血流速度データから求められる位相角θを、今までの我々の研究方法で求められる心臓カテーテル検査から得られる圧力―血流速度の位相角θを比較検討する計画であった。しかし前述のごとく、フレックスMモードから得られる血管径の測定が心臓の動きに影響を受け、精度の高いデータが得られず、圧力―血流速度関係の位相角との比較ができなかった。そのため、今年度使用する予定の圧血流速度測定ワイヤーCombowireの購入が次年度に繰り越しとなった。
現在、心臓の動きに影響されないspeckle tracking法による血管径の測定データを検討中であり、心臓の動きに影響を受けずに血管径の測定が可能であることが判明しつつある。次年度はこの方法による血管径ー血流速度データの位相角と圧力―血流速度関係をの位相角を比較検討する計画であり、今年度購入しなかった圧血流測定ワイヤーを購入する予定である。
さらに低酸素飼育システムを用いて低酸素性肺高血圧ラットによる組織学的変化と本指標の関係を検討する。
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