2021 Fiscal Year Research-status Report
Prediction of the response to CRT with cine MRI for the patients with systemic right ventricular remodeling
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20K16729
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
河窪 正照 九州大学, 医学研究院, 助教 (80608985)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | Hear anomaly / Cardiovascular MR / Myocardial remodeling / Right ventricle / Myocardial strain / Deep learning |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度に取り組んだ、前年度に改良した医用画像において右心室を特定してその動態を解析するコンピュータアルゴリズムを用いた後ろ向き臨床研究について以下に述べる。
まず、複雑心奇形でも比較的一般的な、ファロー四徴症(TOF)を対象にした研究では、成人期に至るまでの右心負荷により肺動脈弁置換術(PVR)を施行された24例のPVR前後の磁気共鳴画像を解析した。提案した解析手法は、従来の右心解析と同等の労力により、右心室容量計測に加えて右心室の3次元的歪みを算出できる。円周方向の歪み(CS)、CSに直交する歪み(RS)、長軸方向の歪み(LS)、およびそれらを統合した主歪み(PS)をPVR前後で比較した。その結果、全ての歪み値はPVR前後で変化しないことが明らかとなった。これは従来研究とも一致する結果であり、提案手法の妥当性を証明することができた。さらに、対照群との比較の結果、PVR適応となる重症TOF群では、右心室に特有のLS>CSの収縮運動の特徴が失われ、CS>LSとなっていることが分かった。これは、重症心奇形における右心室リモデリングの特徴であると考えることができる。右心負荷により拡大を伴って左心室のような楕円形状に近くなったことで、左心室と同様にCSが優位な収縮運動に変化したと考えた。また、PSは心臓カテーテル検査で得られる肺動脈は右心室の血圧データとも統計学的に有意な相関が観察され、侵襲的な右心カテーテル検査を磁気共鳴画像に置き換えられる可能性も示すことができた。
次に、複雑心奇形では単に右心室機能のみが障害されるだけでなく心臓の四腔の機能が相互に関連することから、磁気共鳴画像の四腔像に着目した。深層学習による四腔領域の抽出モデルを構築することで、四腔領域の拡大という臨床所見を自動的に高精度に検出できることを示した。
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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
2021年度までに、独自開発の従来ソフトウェアの改良と特許出願、心奇形症例へ適応する臨床研究の論文掲載が完了しており、研究は順調に進行していると考えている。最終年度では、深層学習による提案手法の自動化と、心臓再同期療法(CRT)の効果予測精度を検証することを計画している。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度末時点で、提案した右心室解析アルゴリズムの深層学習による自動化には取り組んでおり、専門誌の査読中である。2022年度第一四半期までの論文掲載を目標とする。さらに、年度前期までに心臓再同期療法を施行された症例を収集し、年度後期までの論文投稿を計画している。
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| Causes of Carryover |
COVID-19の影響により学会活動が大きく制限された。一方で、新しい画像解析アルゴリズムの開発と特許出願をすることができた。現在のところ、この画像解析アルゴリズムは独自のコンピュータ解析であるが、ソフトウェア化することで共同研究者の使用も可能となり、他施設研究への発展が見込める。次年度は汎用ソフトウェア化の費用として、研究費を主に使用する計画としている。
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Research Products
(6 results)
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[Presentation] Cardiac Magnetic Resonance Feature Trackingによるファロー四徴症術後の右房機能評価2021
Author(s)
豊村 大亮, 長友 雄作, 河窪 正照, 山崎 誘三, 福岡 将治, 鵜池 清, 平田 悠一郎, 山村 健一郎, 坂本 一郎, 石神 康生, 大賀 正一
Organizer
第57回小児循環器学会総会・学術集会
