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慢性閉塞性肺疾患における呼気ガス分析を用いた診断システムの探索

研究課題

研究課題/領域番号 19K12816
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90130:医用システム関連
研究機関千葉大学

研究代表者

川田 奈緒子  千葉大学, 真菌医学研究センター, 特任准教授 (00400896)

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 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードCOPD / 呼気ガス / 画像診断 / 栄養指標 / 胸部CT / 胸部MRI / 慢性閉塞性肺疾患 / 肺気腫 / 呼気ガス分析
研究開始時の研究の概要

スパイロメトリーを中心に行われてきたCOPD 診断、重症度評価を呼気ガス検査と組み合わせることにより、スパイロメトリーだけでは検出できないCOPD の病型(亜型)や肺の潜在能を検出し、さらに早期診断に役立てることでCOPD の新たな評価方法を見出したいと考えている。患者の呼気ガスは、採血と異なり、苦痛を与えず複数回の採取が可能な検体である。また、特殊な採取装置や点滴ルート、薬剤などを用いないため事前の入念な準備や人手が不要であり、有用性が見いだせれば臨床で用いられ、診療に直結する情報を提供できる可能性が高いと考えている。

研究成果の概要

初年度はCOPD患者(40例)の呼気ガス分析を施行し、低分子量では質量数50、60付近の有機化合物の信号強度と閉塞性換気障害や気腫との間に有意な関連を認めた。高分子量では健常者とCOPD患者との間でアルカン系の有機化合物の信号強度に違いを認めた。しかし、COVID-19流行により2020年1月以降呼気ガス分析が困難となった。呼気ガスとの関連評価のため、CTを用いて喘息要素をもつCOPD群はCOPD単独群とは異なる構造的変化をきたすことを示し、動態MRIを用いて胸郭運動と疾患重症の関連を解析した。さらに、高齢COPDでは自覚症状や栄養指標と増悪との関連が強く、包括的な診療の必要性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

CCOPD患者における呼気ガス分析や、胸部CT画像による形態学的評価、胸部動態MRIによる動態解析は、現在の呼吸機能検査では評価できないCOPDの病型分類に貢献し、今後の新しい診断や評価方法となる可能性がある。また、超高齢社会において、COPDをはじめとする慢性進行性疾患の管理では、疾患重症度だけでなく栄養指標などを含む包括的な診療の必要性を示した。COVID-19流行収束後、呼気ガスから得られる所見と、画像を用いた肺の形態変化、栄養指標などの項目と組み合わせ、COPDの早期診断や疾患増悪との関連について解析予定である。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Semiautomatic assessment of respiratory dynamics using cine MRI in chronic obstructive pulmonary disease2022

    • 著者名/発表者名
      Sato Hirotaka、Kawata Naoko、Shimada Ayako、Iwao Yuma、Ye Chen、Masuda Yoshitada、Haneishi Hideaki、Tatsumi Koichiro、Suzuki Takuji
    • 雑誌名

      European Journal of Radiology Open

      巻: 9 ページ: 100442-100442

    • DOI

      10.1016/j.ejro.2022.100442

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Heterogeneity of Lung Density in Patients With Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension (CTEPH)2022

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Akira、Kawata Naoko、Yokota Hajime、Hayano Koichi、Matsuoka Shin、Shigeta Ayako、Sugiura Toshihiko、Tanabe Nobuhiko、Ishida Keiichi、Tatsumi Koichiro、Suzuki Takuji、Uno Takashi
    • 雑誌名

      Academic Radiology

      巻: 29 号: 11 ページ: e229-e239

    • DOI

      10.1016/j.acra.2022.03.002

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamic Quantitative Magnetic Resonance Imaging Assessment of Areas of the Lung During Free-Breathing of Patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease2022

    • 著者名/発表者名
      Shimada Ayako、Kawata Naoko、Sato Hirotaka、Ikari Jun、Suzuki Eiko、Anazawa Rie、Suzuki Masaki、Masuda Yoshitada、Haneishi Hideaki、Tatsumi Koichiro
    • 雑誌名

      Academic Radiology

      巻: 29 ページ: S215-S225

    • DOI

      10.1016/j.acra.2021.03.034

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Semi-automated Segmentation of Lungs Using the k-means Method in Cine MRI2021

    • 著者名/発表者名
      Sato Hirotaka、Kawata Naoko、Shimada Ayako、Suzuki Takuji
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Radiological Technology

      巻: 77 号: 11 ページ: 1298-1308

    • DOI

      10.6009/jjrt.2021_jsrt_77.11.1298

    • NAID

      130008118961

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Objective quantitative multidetector computed tomography assessments in patients with combined pulmonary fibrosis with emphysema: Relationship with pulmonary function and clinical events2020

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Masaki、Kawata Naoko、Abe Mitsuhiro、Yokota Hajime、Anazawa Rie、Matsuura Yukiko、Ikari Jun、Matsuoka Shin、Tsushima Kenji、Tatsumi Koichiro
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 号: 9 ページ: e0239066-e0239066

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0239066

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Longitudinal changes in structural lung abnormalities using MDCT in chronic obstructive pulmonary disease with asthma-like features2019

    • 著者名/発表者名
      Anazawa Rie、Kawata Naoko、Matsuura Yukiko、Ikari Jun、Tada Yuji、Suzuki Masaki、Takayanagi Shin、Matsuoka Shin、Matsushita Shoichiro、Tatsumi Koichiro
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 14 号: 12 ページ: e0227141-e0227141

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0227141

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] オプティカルフロー解析を用いたCOPDにおける横隔膜運動評価の検討2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤広崇
    • 学会等名
      第63回日本呼吸器学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 栄養指標による高齢/非高齢者群におけるCOPD増悪の予後予測2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木英子
    • 学会等名
      第63回日本呼吸器学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] COPDにおけるcine MRIを用いた横隔膜奇異性運動の定量評価の検討2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤広崇
    • 学会等名
      第62回日本呼吸器学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Longitudinal structural changes using MDCT in patients with combined pulmonary fibrosis with emphysema2021

    • 著者名/発表者名
      Ayako Shimada
    • 学会等名
      European Respiratory Society
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Expiratory gas analysis using mass spectrometry in chronic obstructive pulmonary disease2019

    • 著者名/発表者名
      Naoko Kawata
    • 学会等名
      European Respiratory Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] COPD 診断と治療 高感度ガス分析装置を用いたCOPD患者における呼気ガス成分の検討2019

    • 著者名/発表者名
      川田奈緒子
    • 学会等名
      日本呼吸器学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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