| 研究課題/領域番号 |
21K08860
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分55030:心臓血管外科学関連
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
山崎 誉斗 三重大学, 医学系研究科, 助教 (00897754)
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| 研究分担者 |
鳥羽 修平 三重大学, 医学部附属病院, 助教 (20806111)
梅津 健太郎 三重大学, 医学部附属病院, 講師 (30408596)
伊藤 久人 三重大学, 医学部附属病院, 講師 (40378336)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 先天性心疾患 / Micro-CT / 三次元アトラス / ３Dプリントモデル / 刺激伝導系 / 心臓血管外科 / 3Dアトラス / 3Dプリンター |
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| 研究開始時の研究の概要 |
心臓は複雑な三次元構造を有しており、特に先天性心疾患の解剖は二次元の紙面上で正確に把握することが困難である。未治療の先天性心疾患の標本は稀少であり、解剖を三次元構造として学習する機会は限られている。
本研究は、先天性心疾患心の標本を高解像度の産業用Micro CTを用いてスキャンすることで、先天性心疾患の高精細３Dアトラスを作成することを目的とする。また、心内の組織構造を解析し、刺激伝導系や心筋繊維の三次元構造を可視化する。先天性心疾患心標本のマクロ・ミクロ解剖を高精細３Dデータとして保存することができ、その共有・公開により先天性心疾患解剖を三次元で学習する機会を広く提供することが可能となる。
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| 研究実績の概要 |
1. Micro-CTを用いた先天性心疾患三次元アトラス作成
Boston Children's Hospitalに保管されている先天性心疾患ワックス固定心臓標本53個をMicro-CTでスキャンし、得られたDICOMデータを解析し、高精細三次元モデルの作成プロトコールを確立した。全ての三次元心臓標本モデルはソフトウェアSketchfabを利用し、オンライン上にアップロードし、重要な解剖構造にラベル付けをすることで高精細先天性心疾患三次元アトラス（https://sketchfab.com/heartmodelsにて全世界から無料で使用可能）を作成した。先天性心疾患は複数の命名体系の存在により、正確な解剖学的知見、情報を共有する際に誤解を生じる可能性があるが、三次元アトラスを使用することで正確な情報共有が可能であり、知識の一般化という大きな意味を持つ。研究代表者の山崎は2022年3月にSociety for Pediatric Pathologyにて発表し、Harry B. Neustein Memorial Awardを受賞した。
2. 先天性心疾患３Dプリントモデル
上述の三次元アトラスの三次元データと３Dプリンターを用いて先天性心疾患３Dプリントモデルを作成した。これらを用いることで、複雑な三次元構造を実際に観察しながら学ぶことを可能とし、知識習得に寄与する。研究分担者の鳥羽は第53回日本心臓血管外科学会学術総会で三次元アトラス・３Dプリントモデルに関して発表した。
3. 先天性心疾患心における刺激伝導系の三次元可視化
先天性心疾患における刺激伝導系走行の理解は外科的治療の際に重要であるが、疾患による多様性などのため、十分な知見が得られていない。我々はこれまでに正常心臓標本を用いた刺激伝導系の三次元可視化を可能としており、先天性心疾患標本でも研究を進めている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本研究は先天性心疾患三次元アトラスの作成、心内構造三次元解析という2つの主軸があるが、そのうちの1つである三次元アトラスの作成は完了している。この点に関しては今後はさらに高性能なプラットフォームの作成、標本数の拡大をおこなっていく。
また、三次元アトラスに使用した三次元データを元に３Dプリンターによる３Dプリントモデルの作成にも成功しており、世界においても貴重な先天性心疾患心臓標本を世界へ普及することを可能とした。
心内構造三次元可視化についても順調に研究は進捗中であり、正常心臓標本を用いて刺激伝導系、心筋繊維三次元可視化のプロトコールを確立している。先天性心疾患標本のMicro-CTスキャンも終了しており、順次解析することで成果を上げることができると予想される。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は各先天性心疾患心臓標本のMicro-CT画像を用いて順次心内構造の解析を進める。
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