冠動脈プラーク形成における拍動と局所血行動態の影響および降圧薬の効果に関する研究

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K08430
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: 高橋 政夫 自治医科大学, 医学部, 非常勤講師 (00447418)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今井 靖 自治医科大学, 医学部, 教授 (20359631) ; 大島 まり 東京大学, 大学院情報学環・学際情報学府, 教授 (40242127)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: プラーク

Outline of Annual Research Achievements

冠動脈プラークの形成に冠動脈運動が関連するのか検証するために，冠動脈運動によりどの部位に大きな力学的ストレスが加わり，また，冠動脈内を流れる血流 がどの様な流動変化を起こすかを明らかにするため，冠動脈の動きが再現可能なコンピュータシミュレーションの作成をすることが第一の目的である。心臓CTデータは心臓を輪切りした数百枚の断面画像が積み重ねられている。医療用デジタルイメージの画像処理ソフトである［OsiriX］を用いて，心臓CTのDICOMデータか ら冠動脈の3Dモデルの構築を試みた。作成した冠動脈の3D画像は3Dプリンタで構築も可能となるSTL(Standard Triangulated Language)フォーマットとして出力した。しかしながら、STLデータが粗く高度な3Dモデルを作成することが困難であった。このため他のCTデータを画像処理ソフトであるVincentでSTLデータとし、これをもとに拡張期と収縮期の冠動脈モデルを作成した。OsiriXより細かいデータを得ることができ、３Dモデルの構築が可能であった。また心周期を６分割しそれぞれのタイミングでのモデルを作成し各時相での３Dモデル作成を試みたが、CTデータが主に収縮期と拡張期を中心に撮像されているため、中間相は現状では抽出困難であった。２時相での血流解析（CFD）を行い、これが再現性のあるデータとなるかを検証する必要がある。COVID19のため研究が中断していたが、現在工学部との連携が徐々に再開出来つつあり、CFD解析の再現性追究過程にある。更にartificial intelligence（AI）を用いて冠動脈運動を解析することを追求する予定である。過去のCTデータを用いて動脈硬化性プラークを発生させている部位を特定し、その部位と運動の関係性を探索する予定である。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

コロナなどのため連携が取れず、かなり進捗が遅れている。今後工学部との連携を深めることで進めていきたい。

Strategy for Future Research Activity

CTを用いて収縮期と拡張期のデータは抽出できたが、（心拍変動による）冠動脈運動を全て2相のみでは評価できないと考えられた。つまり中間相での冠動脈運動を推定できるも収縮期と拡張期の間を取る補完的なデータとなるのみで正確ではない。このため実際の動きを３次元に表現し直すことが可能となるデータの収集が必要であった。冠動脈造影は様々な方向から冠動脈運動を表現しているため、冠動脈造影をサンプルに3次元化モデルの構築が可能となれば実際の臨床に合致した冠動脈運動を示すことができると判断した。このため冠動脈を数点に分解しそれをどのように動くかを評価する方針とした。この点で放射線科との協力も考えている。

Causes of Carryover

冠動脈造影の3次元化stlファイル化を進めていく。その中で必要な経費として補助をする。