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高周波アブレーション時の焼灼巣とSteam-popのリアルタイム予測AIの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K16068
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分53020:循環器内科学関連
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

滝川 正晃  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 寄附講座講師 (40760062)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード不整脈 / catheter ablation / radiofrequency / 焼灼巣 / 機械学習 / 高周波 / アブレーション / AI / Steam-pop / 温度コントロール / イリゲーションカテーテル / 焼灼効果 / steam-pop / カテーテルアブレーション / 人工知能 / 合併症 / 抵抗値
研究開始時の研究の概要

高周波カテーテルアブレーション(RFCA)をを効果的に安全に行う指標として、出力・焼灼時間・コンタクトフォース等の能動的指標が用いられてきたが、これらの指標は、焼灼時の組織反応を反映していない為、安全性を測る指標としては限界がある。そこで,近年、焼灼部の局所温度や局所抵抗値といった受動的指標を直接測定できるカテーテルが開発された。本研究では、これらの能動的・受動的指標の変動を経時的に測定して、焼灼巣のサイズや、Steam-popといった合併症を予測するリアルタイムAIアルゴリズムを開発する。動物実験でAIの予測性能を評価し、最終的に臨床現場で使用可能な、AIを搭載したカテーテルの開発に繋げる。

研究成果の概要

まずEx-vivoの実験下で、様々な設定と条件で焼灼実験を行い、焼灼巣形状と、焼灼中の能動的指標と受動的指標の双方の多数の変数の経時的変化との関係を機械学習させ、焼灼巣形状予測モデルと・steam-pop予測モデルを作成した(特願2023-119252;特願2023-110489)。このモデルは、従来使用されている一般的なパラメータと比較すると、焼灼形状をより正確に推定することが可能であることが証明された。これらのアルゴリズムは、ex-vivoのデータより計算されており、in-vivo実験でもその整合性を検証中である。実験の過程で、得られた研究成果に関しては、学会発表、論文発表を行なっている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の結果、通電中に変動するパラメータより自動的に、焼灼巣の形状が予測されることにより、より効率的で安全な高周波アブレーション治療が可能になる可能性がある。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Impact of contact force on the lesion characteristics of very high‐power short‐duration ablation using a <scp>QDOT‐MICRO</scp> catheter2024

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Junji、Takigawa Masateru、Goya Masahiko、Martin Claire A.、Negishi Miho、Yamamoto Tasuku、Ikenouchi Takashi、Goto Kentaro、Shigeta Takatoshi、Kawamura Iwanari、Nishimura Takuro、Takamiya Tomomasa、Tao Susumu、Miyazaki Shinsuke、Sasano Tetsuo
    • 雑誌名

      Journal of Arrhythmia

      巻: 40 号: 2 ページ: 247-255

    • DOI

      10.1002/joa3.12992

    • 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] An optimized approach for increasing lesion size in temperature‐controled setting using a catheter with a surface thermocouple and efficient irrigation2024

    • 著者名/発表者名
      Takigawa Masateru、Yamaguchi Junji、Goya Masahiko、Iwakawa Hidehiro、Yamamoto Tasuku、Amemiya Miki、Ikenouchi Takashi、Negishi Miho、Kawamura Iwanari、Goto Kentaro、Shigeta Takatoshi、Nishimura Takuro、Takamiya Tomomasa、Tao Susumu、Ohuchi Katsuhiro、Suzuki Sayaka、Miyazaki Shinsuke、Sasano Tetsuo
    • 雑誌名

      Journal of Arrhythmia

      巻: 00 号: 3 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1002/joa3.13040

    • 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] Superiority of the Combination of Input and Output Parameters to the Single Parameter for Lesion Size Estimation2023

    • 著者名/発表者名
      Superiority of the Combination of Input and Output Parameters to the Single Parameter for Lesion Size Estimation.
    • 雑誌名

      Circulation Journal

      巻: 87 号: 12 ページ: 1757-1764

    • DOI

      10.1253/circj.CJ-23-0574

    • ISSN
      1346-9843, 1347-4820
    • 年月日
      2023-11-24
    • 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] Ikenouchi T, Takigawa M, Goya M, Yamaguchi J, Martin CA, Yamamoto T, Negishi M, Kawamura I, Goto K, Shigeta T, Nishimura T, Takamiya T, Tao S, Miyazaki S, Sasano T2023

    • 著者名/発表者名
      The effect of half-normal saline irrigation on lesion characteristics in temperature-flow-controlled ablation.
    • 雑誌名

      Journal of interventional cardiac electrophysiology : an international journal of arrhythmias and pacing

      巻: 0 号: 6 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1007/s10840-023-01678-7

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Yamaguchi J, Takigawa M, Goya M, Yamamoto T, Ikenouchi T, Iwakawa H, Negishi M, Goto K, Shigeta T, Nishimura T, Takamiya T, Tao S, Miyazaki S, Sasano T2023

    • 著者名/発表者名
      Safety verification of a novel irrigation catheter with flexible tip of laser-cut kerfs and contact force sensor.
    • 雑誌名

      Pacing and clinical electrophysiology : PACE

      巻: 46 号: 12 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1111/pace.14868

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Takigawa M, Yamamoto T, Amemiya M, Martin CA, Ikenouchi T, Yamaguchi J, Negishi M, Goto K, Shigeta T, Nishimura T, Tao S, Miyazaki S, Goya M, Sasano T2023

    • 著者名/発表者名
      Impact of baseline pool impedance on lesion metrics and steam pops in catheter ablation.
    • 雑誌名

      Journal of cardiovascular electrophysiology

      巻: 34 号: 8 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1111/jce.15964

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of lesion characteristics using temperature‐flow‐controlled versus conventional power‐controlled ablation with fixed ablation index2023

    • 著者名/発表者名
      Ikenouchi Takashi、Takigawa Masateru、Goya Masahiko、Martin Claire A.、Yamamoto Tasuku、Yamaguchi Junji、Goto Kentaro、Shigeta Takatoshi、Nishimura Takuro、Tao Susumu、Miyazaki Shinsuke、Sasano Tetsuo、and other members of the Study Group
    • 雑誌名

      Journal of Cardiovascular Electrophysiology

      巻: 34 号: 4 ページ: 908-917

    • DOI

      10.1111/jce.15883

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of three different approaches to very high‐power short‐duration ablation using the QDOT‐MICRO catheter2023

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Junji、Takigawa Masateru、Goya Masahiko、Martin Claire A.、Yamamoto Tasuku、Ikenouchi Takashi、Shigeta Takatoshi、Nishimura Takuro、Tao Susumu、Miyazaki Shinsuke、Sasano Tetsuo
    • 雑誌名

      Journal of Cardiovascular Electrophysiology

      巻: 34 号: 4 ページ: 888-897

    • DOI

      10.1111/jce.15875

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Impact of machine-learning model on the prediction of lesion metrics in radiofrequency ablation2023

    • 著者名/発表者名
      Takigawa Masateru
    • 学会等名
      日本心電図不整脈学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [産業財産権] 焼灼巣の大きさを示すデータを出力するためのプログラム2023

    • 発明者名
      川 正晃 藤原 幸一 角田 柊二
    • 権利者名
      川 正晃 藤原 幸一 角田 柊二
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-110489
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [産業財産権] スチームポップの発生を予測するためのプログラム2023

    • 発明者名
      川 正晃 藤原 幸一 角田 柊二
    • 権利者名
      川 正晃 藤原 幸一 角田 柊二
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-119252
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-01-30  

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