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深層学習とマルチトレーサーを活用した心外膜下脂肪の次世代病態イメージングの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K08127
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
研究機関広島大学

研究代表者

北川 知郎  広島大学, 医系科学研究科(医), 講師 (70633709)

研究分担者 檜垣 徹  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (80611334)
立神 史稔  広島大学, 病院(医), 講師 (90411355)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード心外膜下脂肪 / イメージング / 深層学習 / マルチトレーサー
研究開始時の研究の概要

心臓の周囲に存在する内臓脂肪である心外膜下脂肪(EAT)がどのように心臓病やその重症度と関連しているかに着目し、心臓手術中に採取したEATの組織検体を用いた解析を実行し、深層学習やPET用の様々な試薬等を活用した画像診断の開発を目指します。心臓の血管(冠動脈)、心臓の筋肉(心筋)や弁膜とEATの評価を組み合わせた画像技術により、新たな心血管病の評価、診断手法の確立に繋げることを目的としています。

研究成果の概要

心臓手術前のCT画像解析と術中に採取した心外膜下脂肪組織(EAT)の組織学的解析を通し、EATにおける炎症、石灰化基質の発現が大動脈弁石灰化に関わっていること、EATの分子生物学的変性の臨床的サロゲートとしてCT値を用いたイメージングマーカーが活用できる可能性を見出した。
一方、PET用バイオトレーサー18F-フッ化ナトリウム(18F-NaF)の冠動脈プラークにおける集積が冠動脈イベントの予測指標として有用であることを示し、冠動脈プラークのNaF信号が近傍EATのCT値上昇(炎症亢進)と相関することから、CTとPETを用いた新たな病態イメージング評価法の構築に繋がる知見を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、心外膜下脂肪組織(EAT)における炎症や石灰化という性質が大動脈弁石灰化の進展に密接に関わっており、大動脈弁狭窄症などの大動脈弁疾患の進展にEATが関与している可能性を示した。また、そのようなEATの病的な性質を知るための臨床指標として、CT値を用いたイメージングマーカーが活用できる可能性を示した。さらに、新たな試薬によるPET検査が重大な冠動脈疾患の予測に有用である可能性を示し、CTとPETを組み合わせた新たな循環器画像検査法を提唱した。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Relationship between clinical parameters and histological features of epicardial adipose tissue and aortic valve calcification assessed on computed tomography.2024

    • 著者名/発表者名
      Toshiro Kitagawa, Kazuhiro Sentani, Yuki Ikegami, Taiichi Takasaki, Shinya Takahashi, Yukiko Nakano
    • 雑誌名

      Circulation Journal

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The reliability and utility of on-site CT-derived fractional flow reserve (FFR) based on fluid structure interactions: comparison with FFRCT based on computational fluid dynamics, invasive FFR, and resting full-cycle ratio2023

    • 著者名/発表者名
      Yuto Fujii, Toshiro Kitagawa, Hiroki Ikenaga, Fuminari Tatsugami, Kazuo Awai, Yukiko Nakano.
    • 雑誌名

      Heart and Vessels

      巻: - 号: 9 ページ: 1095-1107

    • DOI

      10.1007/s00380-023-02265-6

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 18F-sodium fluoride positron emission tomography following coronary computed tomography angiography in predicting long-term coronary events: a 5-year follow-up study2023

    • 著者名/発表者名
      Toshiro Kitagawa, Ko Sasaki, Yuto Fujii, Yuki Ikegami, Fuminari Tatsugami, Kazuo Awai, Yutaka Hirokawa, Yukiko Nakano.
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Cardiology

      巻: - 号: 6 ページ: 2365-2378

    • DOI

      10.1007/s12350-023-03277-5

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Native myocardial T1 value in predicting 1-year outcomes in patients with nonischemic dilated cardiomyopathy experiencing recent heart failure2022

    • 著者名/発表者名
      Toshiro Kitagawa, Fuminari Tatsugami, Kazushi Yokomachi, Yuji Akiyama, Yuto Fujii, Kazuo Awai, Yukiko Nakano
    • 雑誌名

      International Heart Journal

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A longitudinal pilot study to assess temporal changes in coronary arterial 18F-sodium fluoride uptake2022

    • 著者名/発表者名
      Toshiro Kitagawa, Ko Sasaki, Yuto Fujii, Fuminari Tatsugami, Kazuo Awai, Yutaka Hirokawa, Yukiko Nakano
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Cardiology

      巻: - 号: 3 ページ: 1158-1165

    • DOI

      10.1007/s12350-022-02975-w

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Relationship Between Clinical Parameters and Histological Features of Epicardial Adipose Tissue and Aortic Valve Calcification Assessed on Computed Tomography2024

    • 著者名/発表者名
      Toshiro Kitagawa, Yuki Ikegami, Shinya Takahashi, Yukiko Nakano
    • 学会等名
      The 88th Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Innovative Coronary Artery Imaging via 18F-Sodium Fluoride Positron Emission Tomography Following Coronary Computed Tomography Angiography2024

    • 著者名/発表者名
      Toshiro Kitagawa, Yukiko Nakano
    • 学会等名
      The 88th Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 18F-NaF PETを用いた冠動脈分子イメージング2024

    • 著者名/発表者名
      北川知郎
    • 学会等名
      Beyond Angiography Japan XXXVIII
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The Relationship between Histological Features of Epicardial Adipose Tissue and Aortic Valve Calcification Assessed on Computed Tomography2023

    • 著者名/発表者名
      Toshiro Kitagawa, Kazuhiro Sentani, Yuki Ikegami, Taiichi Takasaki, Shinya Takahashi, Yukiko Nakano
    • 学会等名
      American Heart Association scientific sessions 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 18F-Sodium Fluoride Positron Emission Tomography Following Coronary Computed Tomography Angiography in Predicting Major Coronary Events: a 5-Year Longitudinal Study2023

    • 著者名/発表者名
      Toshiro Kitagawa, Yuto Fujii, Yuki Ikegami, Yukiko Nakano
    • 学会等名
      The 87th Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 18F-Sodium Fluoride Positron Emission Tomography Following Coronary Computed Tomography Angiography in Predicting Major Coronary Events: a 5-Year Longitudinal Study2022

    • 著者名/発表者名
      Toshiro Kitagawa, Ko Sasaki, Yuto Fujii, Yuki Ikegami, Fuminari Tatsugami, Kazuo Awai, Yutaka Hirokawa, Yukiko Nakano
    • 学会等名
      American Heart Association scientific sessions 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Clinical Factors Related to Temporal Changes in Coronary Arterial 18F-Sodium Fluoride Uptake: A Longitudinal Follow-Up Study2022

    • 著者名/発表者名
      Toshiro Kitagawa, Yuto Fujii, Yukiko Nakano
    • 学会等名
      The 86th Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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