新規エコー技術を用いた微小血流の可視・定量化と心血管病への臨床応用

• 研究課題/領域番号: 19K08483
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分53020:循環器内科学関連
• 研究機関: 秋田大学
• 研究代表者: 渡邊 博之 秋田大学, 医学系研究科, 教授 (80323145)
• 研究分担者: 飯野 健二 秋田大学, 医学系研究科, 准教授 (30400485) ; 佐藤 和奏 秋田大学, 医学系研究科, 助教 (50748283) ; 飯野 貴子 秋田大学, 医学部, 助教 (70620871)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 微小血管 / 血管エコー / 重症下肢虚血 / 高安動脈炎 / 頸動脈プラーク / 心不全 / 反応性充血 / 微小循環 / 下肢虚血 / 微小循環・血管超音波・重症下肢虚血・心不全 / 微小血流 / 微小循環、血管超音波、高安病、重症下肢虚血 / 超音波検査 / 血管炎症

研究開始時の研究の概要

微小血管系は内皮機能と関連した反応性充血や血管炎/不安定プラークで増生する新生血管の場として、心血管病進展に重要な役割を果たしている。
近年、低流速血流検出に優れた新規エコー技術SMIが開発され、直接微小血流の可視・定量化が可能となった。
本研究では、SMI による末梢組織の微小血流定量化と、その心不全・末梢動脈疾患・高安動脈炎・頚動脈狭窄症への臨床応用を目指す。その結果、SMI による微小血流評価が、新規内皮機能検査法、心不全の予後指標、足部血液還流評価法、高安動脈炎活動性評価法、頚動脈プラークの不安定指標などの発見・新規開発に繋がり、広い領域にわたって循環器診療の発展に貢献できると考えている。

研究成果の概要

新規超音波技術superb microvascular imaging（SMI）による微小血管の可視化・血流定量化が、重症下肢虚血患者のfoot perfusion 検出指標に、頚動脈vasa vasorum 増生が高安動脈炎の活動性指標、頚動脈プラーク内新生血管が不安定プラークの指標になることを明らかにした。また、SMIを心不全患者での内皮機能検査に応用するなど心血管イメージングの分野に新知見をもたらした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで動物を用いた基礎実験や剖検でしか知りえなかった病態下での微小血流の挙動を、本研究ではリアルタイムで定量・評価できることを示した。この成果は未だ不明な心血管難病の病態メカニズム解明や新規検査法・治療法の開発など、今後の循環器領域研究の発展に大きく寄与すると考えられる。とくに高安動脈炎でのSMIによる頸動脈壁内血管増生の検出はFDG/PET検査に代わるより安価で簡便な活動性評価方法となる可能性を示唆した。

研究成果

• [雑誌論文] Utility of Superb Microvascular Imaging in the Assessment of Foot Perfusion in Patients with Critical Limb Ischemia (2022)
  • 著者名/発表者名: Suto Yuta、Sato Wakana、Yamanaka Takayuki、Unuma Mayu、Kobayashi Yuki、Aokawa Mako、Watanabe Hiroyuki
  • 雑誌名: Diagnostics 巻: 12 号: 11 ページ: 2577-2577
  • DOI: 10.3390/diagnostics12112577
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Carotid Artery Revascularization Improves Cardiac Sympathetic Nerve Activity in Patients With Carotid Artery Stenosis (2022)
  • 著者名/発表者名: Kato Tsukasa、Sato Wakana、Sato Teruki、Shimizu Hiroaki、Watanabe Hiroyuki
  • 雑誌名: Cardiology Research 巻: 13 号: 5 ページ: 289-296
  • DOI: 10.14740/cr1402
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An advanced ultrasound application used to assess peripheral vascular diseases: superb microvascular imaging (2021)
  • 著者名/発表者名: Sato Wakana、Suto Yuta、Yamanaka Takayuki、Watanabe Hiroyuki
  • 雑誌名: Journal of Echocardiography 巻: - 号: 3 ページ: 150-157
  • DOI: 10.1007/s12574-021-00527-8
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Clinical implications of antegrade diastolic pulmonary artery flow in adults. (2021)
  • 著者名/発表者名: Umeta Y, Iino T, Miura K, Kudo K, Tamura Y, Sato W, Seki K, Iino K, Watanabe H.
  • 雑誌名: Journal of Cardiology 巻: 78 号: 6 ページ: 542-549
  • DOI: 10.1016/j.jjcc.2021.07.010
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Large non-coronary sinus of Valsalva aneurysm: a case report of an unusual cause of angina pectoris (2020)
  • 著者名/発表者名: Hidehiro Iwakawa, Takako Iino, Hiroshi Yamamoto, and Hiroyuki Watanabe
  • 雑誌名: Eur Heart J Case Rep. 巻: 4 号: 5 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1093/ehjcr/ytaa241
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] B38-CAP is a bacteria-derived ACE2-like enzyme that suppresses hypertension and cardiac dysfunction (2020)
  • 著者名/発表者名: Minato T, Nirasawa S, Sato T, Yamaguchi T, Hoshizaki M, Inagaki T, Nakahara K, Yoshihashi T, Ozawa R, Yokota S, Natsui M, Koyota S, Yoshiya T, Yoshizawa-Kumagaye K, Motoyama S, Gotoh T, Nakaoka Y, Penninger JM, Watanabe H, Imai Y, Takahashi S, Kuba K
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11(1) 号: 1 ページ: 1058-1058
  • DOI: 10.1038/s41467-020-14867-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Visualization of arterial wall vascularization using superb microvascular imaging in active-stage Takayasu arteritis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Sato W, Sato T, Iino T, Seki K, Watanabe H
  • 雑誌名: Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 巻: 20 号: 6 ページ: 719-719
  • DOI: 10.1093/ehjci/jey285
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Manifestation of coronary subclavian steal phenomenon using reactive hyperemia in the ipsilateral forearm (2019)
  • 著者名/発表者名: Iino T, Yamanaka T, Sato W, Iino K, Watanabe H
  • 雑誌名: Echocardiography 巻: 10 号: 10 ページ: 1956-1958
  • DOI: 10.1111/echo.14485
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Pathological Characteristics of Medial Calcification and the Relationship with atherosclerotic lesions including intimal calcification (2023)
  • 著者名/発表者名: Tsukasa Kato,Sho Torii,Norihito Nakamura,Kazuki Aihara,Hiroyuki Watanabe,Yuji Ikari
  • 学会等名: 第87回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] Underestimation of Cardio-Ankle Vascular Index (CAVI) in Patients with Severe Aortic Stenosis (2023)
  • 著者名/発表者名: Nobuhiro Ogasawara,Wakana Sato,Hazuki Hatakeyama,Mayu Suzuki,Michiru Seki,Mako Aokawa,Mayu Unuma,Takayuki Yamanaka,Yusuke Takagi,Hiroyuki Watanabe
  • 学会等名: 第87回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] Carotid Artery Revascularization Improves Cardiac Sympathetic Nerve Activity in Patients with Carotid Artery Stenosis (2023)
  • 著者名/発表者名: Tsukasa Kato,Wakana Sato,Teruki Sato,Tomohito Suzuki,Hiroyuki Watanabe
  • 学会等名: 第87回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] 重症下肢虚血診療におけるSuperb Micro-vascular Imaging の有用性 (2023)
  • 著者名/発表者名: 須藤佑太,佐藤和奏,大高麻子,小林雄紀,鵜沼 真由,山中卓之,渡邊博之
  • 学会等名: 第120回日本内科学会総会・講演会
• [学会発表] 心不全患者の運動耐容能評価における耳朶血流測定の意義 (2022)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Y, Okura K, Sato T, Suzuki T, Watanabe H.
  • 学会等名: 第86回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] Assessment of Foot Microcirculation by Using Superb Microvascular Imaging in Patients with Critical Ischemia (2020)
  • 著者名/発表者名: Suto Y, Sato W, Yamanaka T, Sato T, Iino T, Seki K, Suzuki T, Terata K, Iino K, Watanabe H.
  • 学会等名: ACC 2020 米国心臓学会議
  • 国際学会
• [学会発表] Validity of Ultrasound Arterial Wall Vascularization for assessment of Vascular Inflammation (2020)
  • 著者名/発表者名: Sato W, Kobayashi Y, Otaka M, Unuma M, Yamanaka T, Suto Y, Sato T, Iino T, Seki K, Suzuki T, Terata K, Iino K, Watanabe H
  • 学会等名: ESC 2020 欧州心臓病学会議
  • 国際学会
• [学会発表] Totally Thrombosed Valsalva Aneurysm Mimicking Cardiac Tumor. (2020)
  • 著者名/発表者名: Sato W, Iino T, Seki K, Iino K, Yamamoto H, Watanabe H
  • 学会等名: ESC 2020 欧州心臓病学会議
  • 国際学会
• [学会発表] Involvement of Orai1/Orai3-mediated Ca2+ Entry in a Molecular Link between Inflammation and Endothelial Function. (2019)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Kuba K, Watanabe H
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] Carotid Artery Revascurization Improves the Blood Pressure Variability in Patients with Carotid Artery Stenosis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Sato W, Iino T, Kobukai Y, Sato T, Seki K, Iino K, Hasegawa H, Watanabe H
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] Assessment of Foot Perfusion by Using Superb Microvascular Imaging in Patients with Critical Limb Ischemia. (2019)
  • 著者名/発表者名: Suto Y, Sato W, Seki K, Kobukai Y, Sato T, Iino T, Suzuki T, Iino K, Watanabe H
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] Validity of the Superb Microvascular Imaging-based Vascular Index for Assessment of Endothelial Function. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka T, Sato W, Suto Y, Iino T, Iino K, Watanabe H
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] 重症下肢虚血診療におけるSuperb micro-vascular imagingの有用性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐藤和奏、須藤佑太、関 勝仁、飯野貴子、飯野健二、渡邊博之
  • 学会等名: 第51回日本動脈硬化学会総会・学術集会
• [学会発表] 血流依存性血管拡張反応を利用し非侵襲的に診断し得たcoronary-subclavian steal症候群の一例 (2019)
  • 著者名/発表者名: 貝森亮太
  • 学会等名: 第23回日本心不全学会学術集会