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人工知能アルゴリズムによる音響解析を用いたLVAD診断システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 20K17715
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分55030:心臓血管外科学関連
研究機関大阪大学 (2020, 2022)
独立行政法人国立病院機構大阪医療センター(臨床研究センター) (2021)

研究代表者

三隅 祐輔  大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任助教(常勤) (20631477)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード補助人工心臓 / 在宅管理 / 音響解析 / 人工知能 / 植込み型左室補助人工心臓 / 植込み型左室補助人工心臓駆 / 駆動音解析
研究開始時の研究の概要

重症心不全に対する外科的治療である植込み型左室補助人工心臓(LVAD)は、心臓移植までの橋渡し治療のみならず、心臓移植を最終目標としないdestination therapyとして今後適応が拡大する見込みである。本治療では患者が在宅へ移行しうる反面、脳梗塞やポンプ駆動異常などの重篤な合併症ゆえ、在宅で移植待機できない大きな理由となっており、在宅で人工心臓の状態を正確に把握する技術が必須である。本計画では、音響解析を用いてLVADの駆動音がポンプ駆動異常によって受ける変化を調べる。LVAD駆動音の解析による診断システムは、合併症の早期診断や在宅患者における遠隔診断に応用されることが期待される。

研究成果の概要

植込み型左室補助人工心臓(LVAD)は、重症心不全に対する外科的治療(心臓移植への橋渡し又はDestination-Therapy)として適応が拡大しつつある。本治療では手術後に患者が在宅へ移行しうるメリットがある反面、血栓形成や駆動異常などの重篤な合併症にて入院を余儀なくされる場合もあり、在宅で人工心臓の状態を正確に把握する技術が必須である。本研究では、音響解析を用いてLVAD駆動音の変化とLVAD合併症や駆動異常との関係を明らかにした。LVAD駆動音の解析による診断システムは、合併症の早期診断や在宅患者における遠隔診断に応用されることが期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果を元に、LVAD駆動音の音響解析を用いた早期異常検出システムの技術的基盤を構築し、LVAD在宅管理における遠隔診断への応用の足がかりとしたい。駆動音の音響解析によりLVAD駆動異常の早期診断や循環動態の把握が可能となれば、LVAD装着患者が在宅にて手軽に自身のLVAD駆動状況を把握可能なシステムに応用できると考えられる。重篤な合併症の兆候を早期に検出し治療へ繋げることで、今後増加すると見込まれる在宅LVAD植込み患者の生活の質を維持すると共に、医療機関の救急・外来対応の負担を軽減させることが見込まれるものである。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022 2021

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

  • [雑誌論文] Prediction of aortic valve regurgitation after continuous-flow left ventricular assist device implantation using artificial intelligence trained on acoustic spectra2021

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Misumi, Shigeru Miyagawa, Daisuke Yoshioka, Satoshi Kainuma, Takuji Kawamura, Ai Kawamura, Yuichi Maruyama, Takayoshi Ueno, Koichi Toda, Hidetsugu Asanoi, Yoshiki Sawa
    • 雑誌名

      Journal of Artificial Organs

      巻: in press 号: 2 ページ: 164-172

    • DOI

      10.1007/s10047-020-01243-3

    • 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
  • [学会発表] Artificial intelligenceを用いた、 左室補助人工心臓(LVAD)の音響解析による大動脈弁逆流の診断2022

    • 著者名/発表者名
      三隅祐輔、宮川繁、吉岡大輔、甲斐沼尚、河村拓史、河村愛、丸山雄一、上野高義、戸田宏一、麻野井英次、澤芳樹
    • 学会等名
      第60回日本人工臓器学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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