2011 Fiscal Year Annual Research Report

計算流体力学を応用した心血管手術支援プログラムの開発と臨床応用

Research Project

Project/Area Number	22659252
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	上野高義大阪大学, 医学系研究科, 講師 (60437316)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	澤芳樹大阪大学, 医学系研究科, 教授 (00243220) 倉谷徹大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (90448035) 坂口太一大阪大学, 医学系研究科, 寄附講座准教授 (10467574) 宮川繁大阪大学, 医学系研究科, 助教 (70544237) 白川幸俊大阪大学, 医学系研究科, 助教 (20457013)
Keywords	先天性心疾患 / 血流評価 / Phase contrast MRI / シミュレーション
Research Abstract	1:右心バイパス手術(フォンタン手術)への適応: 【方法】対象患者は1985年から2007年までに初回フォンタン手術を行った19。うち2名は検査施行時までにTCPCconversion術が行われた。PC-CMRを用いた血流評価を13回行った。血流評価部位は上行大動脈(Ao)、上大静脈奇静脈合流部の中枢側(SVC)、下大静脈横隔膜面(IVC)、右肺動脈(RtPA)、左肺動脈(LtP幻とした。両側上大静脈症例、DKS吻合症例、TCPS症例では、必要な部位での血流計測を追加した。CMR撮影1ヶ月以内に行った心臓カテーテル検査におけるデータと比較検討した。【結果】19名中8名が右室型単心室、11名が左室型単心室であった。各部位での血流はAo(32.2±9.36ml/beat/m^2)、SVC(9.25±3.27ml/beat/m^2)、IVC(23.3±19.7ml/beat/m^2)、RtPA(12.4±6.40ml/beat/m^2)、LtPA(12.7±4.00ml/beat/m^2)であった。上行大動脈血流量と静脈潅流血流量(Ao vs SVC+IVC:r=0.689, p=0.001)、及び肺動脈血流量(Ao vs RtPA+LtPA:r=0.800, p<0.001)は各々有意に正の相関を示した。心臓カテーテル検査との比較では、Aoでの血流量はカテーテル検査における心拍出係数(Fick法)と相関した(r=0.668, p=0.025)。また、肺動脈血流量は左室拡張末期圧LVEDPと有意な負の相関を示した(RtPA+LtPA vs LVEDP:r=-0.692,p=0.025)。【結論】Phase contrast心臓MRIによる定量的評価は心臓カテーテル検査と相関し、かつ、カテーテル検査では得られない静脈潅流量、肺動脈血流量を計測することが出来有用であった。その非侵襲性とあいまって、血流シミュレーションはPC-CR皿によるデーター再構築により精度よく可能であると考えられた。今後臨床における更なる活用が期待されると考えられた。 2:他疾患への応用:右心不全モデルへの応用【方法】2009年7月より2010年6月までの1年間に、75名のRVOT修復術を施行した患者(P)、及び健康な10名の対照群(C)にPC-CMRを施行した。肺動脈弁を通過するflow-volumeを計測し、Maximal Ventricular Powerdivided by the square of End-diastolic Volume(Pmax)を算出した。この数値はEmaxと極めてよく相関する、優れた収縮性の指標であり、前負荷及び後負荷の変動に依存しない数値である。Pmaxと他の数値との相関を検討した。【結果】C群と比較し,P群では優位にPR volumeが多く(13.8±1.7 vs. 0.4±0.4ml/m^2/beat p<0.001)、RVEDViが高値を示した(117.6±4.0 vs. 74.2±2.94ml/m^2 p<0.001).Pmxは優位にRVEDViと負の相関を示した(r=-0.572, p<0.001)。ROC解析にてRVEDViはPmaxを(AUC 0.8, p<0.001)の正確さで予測しえた。そして、RVEDVi=99.3ml/m^2が正常な収縮の閾値であった。(sensitivity: 0.677, specificity: 0.789). 【結論】右室拡大による右心不全患者においてPC-CMRはその収縮性の評価において有用である。