複合的血管内イメージングと独創的流体数理モデルによる急性冠症候群の発症機序解明

• 研究課題/領域番号: 16K09481
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 循環器内科学
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 廣 高史 日本大学, 医学部, 准教授 (10294638)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 粥腫破綻 / 急性冠症候群 / 動脈硬化 / 流体力学 / 粒子法 / 血栓 / プラーク破綻 / 血管内イメージング / ３次元画像構築 / 流体力学的解析 / 循環器内科

研究成果の概要

急性冠症候群（ACS）を発症した冠動脈プラーク破綻とACSを発症しなかったプラーク破綻において、2群間の血流に流体力学的な違いがあるかを検討した。破綻したプラークについて血管内エコー法から得られたデータからプラーク破綻像の三次元画像を構築した後、粒子法流体力学ソフトを用いてその三次元モデル内に粒子を流し、2群間において血流分布に違いがあるかを検討した。その結果、粒子速度の分布が2群間で 有意に異なり、特にACS群ではプラーク破綻周辺で速度の低い粒子が有意に多くみられた。この結果は、ACS発症に破綻部周辺の血流速度の分布が重要な決定要因であることを示している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

急性冠症候群（ACS）の主因は冠動脈粥腫の破綻であるが、易破綻性粥腫は、血管内イメージングによりある程度同定できるようになってきているものの、いざ破綻した段階で、それが実際大きな血栓を形成してACSを発症するのがどんな粥腫で、どんな破綻なのかについては、今まで不明であった。その中で本研究は、血液流速が低下する粥腫の破綻がACSを発症しやすいことを示した点で、学術的意義があると考えられる。この成果を踏まえて、実際にACSを発症しやすい粥腫が発症前に同定できれば、破綻を未然に防ぐことで、生命に関わりうるACSの発症率を下げ、ひいては医療費削減に大きく寄与するものと思われる。

研究成果

• [雑誌論文] High shear stress on the coronary arterial wall is related to computed tomography-derived high-risk plaque: a three-dimensional computed tomography and color-coded tissue-characterizing intravascular ultrasonography study (2019)
  • 著者名/発表者名: Nobuhiro Murata, Takafumi Hiro, Tadateru Takayama, Suguru Migita, Tomoyuki Morikawa, Takehiro Tamaki, Takashi Mineki, Keisuke Kojima, Naotaka Akutsu, Mitsumasa Sudo, Daisuke Kitano, Daisuke Fukamachi, Atsushi Hirayama, Yasuo Okumura
  • 雑誌名: Heart and Vessels 巻: 印刷中 号: 9 ページ: 1429-1439
  • DOI: 10.1007/s00380-019-01389-y
• [雑誌論文] Development of Human-Like Advanced Coronary Plaques in Low-Density Lipoprotein Receptor Knockout Pigs and Justification for Statin Treatment Before Formation of Atherosclerotic Plaques (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Li, D. Fuchimoto, M. Sudo, H. Haruta, Q.F. Lin, T. Takayama, S. Morita, T. Nochi, S. Suzuki, S. Sembon, M. Nakai, M. Kojima, M. Iwamoto, M. Hashimoto, S. Yoda, S. Kunimoto, T. Hiro, T. Matsumoto, M. Mitsumata, M. Sugitani, S. Saito, A. Hirayama, A. Onishi
  • 雑誌名: Journal of American Heart Association 巻: Vol.5 号: 4
  • DOI: 10.1161/jaha.115.002779
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 大動脈 CT による大動脈石灰化病変と不安定プラークの関係；大動脈内視鏡研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小嶋 啓介、小山 裕、藤戸 秀聡、大角 彰仁、江渕 康柔、盛川 智之、右田 卓、玉城 貴啓、峯木 隆志、村田 伸弘、阿久津 尚孝、須藤 晃正、北野 大輔、深町 大介、高山 忠輝、廣 高史、平山 篤志、奥村 恭男
  • 学会等名: 第29回日本心血管画像動態学会
• [学会発表] Impact of Aortic Atheromatous Plaques Identified by Aortic Angioscopy on One-Year Clinical Events: On Behalf of DREAM-NOGA Registry (2019)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Kojima, Sei Komatsu, Tsunekazu Kakuta, Daisuke Fukamachi, Shigeki Kimura, Hiroyuki Fujii, Masayoshi Matsuura, Kazuoki Dai, Hiroshi Matsuoka, Yasunori Ueda, Yoshiharu Higuch, Tadateru Takayama, Takafumi Hiro, Yasuo Okumura, Atsushi Hirayama, Kazuhisa Kodama.
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] Impact of Wall Shear Stress on Plaque Rupture of Aortic Arch with Computational Fluid Dynamics Model and Non-Obstructive General Angioscopy (2019)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Kojima, Takafumi Hiro, Yutaka Koyama, Akihito Ogaku, Hidesato Fujito, Yasunari Ebuchi, Tomoyuki Morikawa, Suguru Migita, Takehiro Tamaki, Takashi Mineki, Nobuhiro Murata, Naotaka Akutsu, Mitsumasa Sudo, Daisuke Kitano, Daisuke Fukamachi, Tadateru Takayama:2, Atsushi Hirayama, Yasuo Okumura.
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] In Vivo Effect of Aging on the Progression of Aortic Atheromatous Plaque Identified by Non-obstructive General Angioscopy (2019)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Kojima, Takafumi Hiro, Yutaka Koyama, Akihito Ogaku, Hidesato Fujito, Yasunari Ebuchi, Tomoyuki Morikawa, Suguru Migita, Takehiro Tamaki, Takashi Mineki, Nobuhiro Murata, Naotaka Akutsu, Mitsumasa Sudo, Daisuke Kitano, Daisuke Fukamachi, Tadateru Takayama:2, Atsushi Hirayama, Yasuo Okumura.
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] High Shear Stress Derived from Three-dimensional CT Angiography is Related to Periprocedural Myocardial Infarct (2019)
  • 著者名/発表者名: 村田 伸弘, 廣 高史, 大角 彰仁, 小山 裕, 藤戸 秀聡, 江渕 康柔, 右田 卓, 盛川 智之, 玉城 貴啓, 峯木 隆志, 小嶋 啓介, 阿久津 尚孝, 須藤 晃正, 北野 大輔, 深町 大介, 平山 篤志, 奥村 恭男,
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] 冠動脈3D-CTイメージを用いた流体解析と急性冠症候群の関連性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 村田 伸弘、廣 高史, 盛川 智之, 右田 卓, 峯木 隆志, 玉城 貴啓, 小嶋 啓介, 阿久津 尚孝, 須藤 晃正, 北野 大輔, 深町 大介, 高山 忠輝, 平山 篤志
  • 学会等名: 第27回日本心血管インターベンション治療学会
• [学会発表] 生体内における大動脈弁の動脈硬化性変化を評価する血流維持型大動脈内視鏡の臨床的な可能性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小嶋 啓介, 廣 高史, 高山 忠輝, 盛川 智之, 右田 卓, 玉城 貴啓, 峯木 隆志, 向後 隆章, 阿久津 尚孝, 村田 伸弘, 大島 暢, 須藤 晃正, 春田 裕典, 深町 大介, 平山 篤志
  • 学会等名: 第27回日本心血管インターベンション治療学会 神戸 2018.8
• [学会発表] Clinical Feasibility of Non-Obstructive Aortic Angioscopy For Assessing Atherosclerotic Pathology of Human Aortic Valve in Vivo: A Novel Approach. (2018)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Kojima, Tadateru Takayama, Takafumi Hiro, Suguru Migita, Tomoyuki Morikawa , Takehiro Tamaki, Takashi Mineki, Takaaki Kogo, Yoshiaki Yamane, Naotaka Akutsu, Nobuhiro Murata, Toru Oshima, Mitsumasa Sudo, Daisuke Kitano, Daisuke Fukamachi, Hironori Haruta, Atsushi Hirayama.
  • 学会等名: American College of Cardiology 2018(ACC.18), 67th Annual Scientific Session
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of Resveratrol on Atherosclerotic Lesions in Watanabe Heritable Hyperlipidemic Rabbit (2018)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Kurosawa, Yuxin Li, Takafumi Hiro, Atsushi Hirayama.
  • 学会等名: American College of Cardiology 2018(ACC.18), 67th Annual Scientific Session
  • 国際学会
• [学会発表] Should the Strategy for Secondary Prevention of Coronary Artery Disease be Different in Diabetic Patients?: Lessons From Studies With Intravascular Imaging Modalities (2017)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Hiro
  • 学会等名: the 66th Annual Scientific Session of the American College of Cardiology (ACC.17)
  • 発表場所: The Walter E. Washington Convention Center,、Wahington DC
  • 年月日: 2017-03-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Future Technology of Intravascular Ultrasound and Optical Imaging (2017)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Hiro
  • 学会等名: the 66th Annual Scientific Session of the American College of Cardiology (ACC.17)
  • 発表場所: The Walter E. Washington Convention Center,、Wahington DC
  • 年月日: 2017-03-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Effects of DPP4 inhibitor Linagliptin on atherosclerotic lesions in Watanabe Heritable Hyperlipidemic rabbit. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Kurosawa, Yuxin Li, Takafumi Hiro, Hironori Haruta, Atsushi Hirayama.
  • 学会等名: European Society of Cardiology (ESC congress 2017)
  • 国際学会
• [学会発表] Spatial distribution of macrophage accumulation within coronary arterial wall in diabetic versus non-diabetic patients with acute coronary syndrome: a study with multi-intravascular imaging modalities. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Kogo, Takafumi Hiro, Takehiro Tamaki, Takashi Mineki, Keisuke Kojima, Yasufumi Yuzawa, Tadateru Takayama, Atsushi Hirayama
  • 学会等名: European Society of Cardiology (ESC congress 2017)
  • 国際学会