肺換気能のマッピングによる可視化と定量化を可能とする検査の開発

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K07649
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: 本多 満 東邦大学, 医学部, 教授 (40190269)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 一林 亮 東邦大学, 医学部, 助教 (80439934)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: キセノンガス / デュアルエナジーュアルエナジーCT / 肺換気マッピング / 換気の可視化 / 換気能の新しい定量化

Outline of Annual Research Achievements

わが国において高齢化社会の進行とともにCOPD（慢性閉塞性肺疾患）などの呼吸器疾患の罹患率が上昇しており、症状が出現する前から呼吸機能の低下を検出することが今後必要とされ、肺の局所的、定量的評価を行える検査の開発が急がれている。私たちはその点に注目して、Tow-dimensional (2D) geometrical warping法を用いて肺の微細形状を同一にして、肺の同一部位をCT撮影してキセノン吸入前後のサブトラクションにより換気能を半定量的ながら空間解像度の高いマップ画像を作成して肺内の換気能を可視化することに成功した。本研究ではこれを発展させて、デュアルエナジーュアルエナジーCTを用いてキセノンガスを吸入し、CT撮影を複数回施行することにより肺内部のハンスフィールド値の変化を指数関数にフィッティングさせることにより空間解像度の高いマップ画像および同時に速度定数を算出して換気の定量化および肺換気マップによる換気の可視化を可能とする検査を開発すことを目的としている。
このため、①健常人に対してこの検査を施行して、肺換気能のマップ画像の作成および定量を行うソフトの開発とこの検査の安定性および再現性を確認する。②健常人のマップ画像より肺換気能の局所的差異の有無を検証して、速度定数による換気能定量化による正常値を算出すると同時に、肺内マップの正常パターンの確認。以上を実施目標としている。
今年度はパイロットスタディでのデータを検討して、キセノンガスの吸入時間と排出時間、およびCT撮影のタイミングが肺換気能の測定において妥当であるかを最終的に検討をして最終的なプロトコールを決定した。また、次年度に測定を行う際のキセノンガス発生器ならびに吸入装置のオーバーホールを実施した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

以前より使用していたキセノンガス発生器および吸入装置のオーバーホールを行ったが、発生器の老朽化により部品交換などを行い、被験者であるノーマルボランティアでの計測開始が遅れてしまった。また、ノーマルボランティアの募集に関して、非喫煙者はすでに確保できつつあるが、近年の禁煙ブームにより喫煙者の募集がまだ十分ではないことも研究の遅れの一因でもある。

Strategy for Future Research Activity

今後、月に3名から4名のペースで換気能測定およびその可視化であるマッピング作成を行い、本研究の目的である①健常人に対してこの検査を施行して、肺換気能のマップ画像の作成および定量を行うソフトの開発とこの検査の安定性および再現性を確認する。②健常人のマップ画像より肺換気能の局所的差異の有無を検証して、速度定数による換気能定量化による正常値を算出すると同時に、肺内マップの正常パターンの確認、に関して検討を行い2020年度の学会発表、論文作成を目標としている。

Causes of Carryover

メンテナンス代が想定より安価であり、少額の残金が生じた。今後は被験者に使用するキセノンガスカートリッジを購入して検査を行い、また被験者に対し謝金を支払うために次年度研究費を使用する予定である。