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貫通性焼灼を安全に完遂する多角的モニタリング法と出力調整長時間通電法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 23K07502
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
研究機関新潟大学

研究代表者

齋藤 修  新潟大学, 医歯学系, 准教授 (40752457)

研究分担者 池主 雅臣  新潟大学, 医歯学系, 教授 (40303151)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (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)
2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード不整脈 / アブレーション / インピーダンス
研究開始時の研究の概要

不整脈の根治療法である高周波カテーテルアブレーション術は高周波通電による熱で心筋に凝固壊死を誘導する治療である。不十分な加熱は術後再発の原因となり、過剰通電では心筋破裂などの重篤な合併症を来し得る。現在は通電中の負荷エネルギー量を反映する指標で適切焼灼を、インピーダンスモニタリングで合併症回避を行っているが、これらは焼灼の程度を直接反映していないため、安全かつ効果的なモニタリング法の構築が臨床現場では求められている。
本研究ではインピーダンスモニタリング法に加え、超音波工学・音響工学(スペクトル解析)・電気工学(オシロスコープ解析)などの医用工学技術を応用したモニタリングシステムの創造を目指す。

研究実績の概要

不整脈の根治療法である高周波カテーテルアブレーション術は高周波通電による熱で心筋に凝固壊死を誘導する治療であるが、本研究では臨床応用可能な安全効果的な多角的通電モニタリング法および通電モード構築を目指すものである。
今年度は、(1)高周波通電で上昇した心筋中層温度の回復過程および低下したインピーダンスの経時的変化の曲線回帰の検証、(2)焼灼巣断面像の色調変化の定量評価法の検討を行った。
食用ブタ心筋を対象に高周波通電を行った直後の心筋深部温度とインピーダンス変化値には高い相関が示された。両者の回復過程は指数減衰関数によく適合し、時定数および半減時間は同等であった。また色調変化率と心筋熱変性が生じる温度に暴露される時間には正相関がみられた。すなわち高周波通電中のインピーダンスモニタリングは心筋深部の推定に有用であることを示唆するものと考える。しかし、もっとも心筋温度が上昇するのはカテーテル接触面近傍であり、心筋深部にかけて一様に温度上昇しないことから過度な温度上昇は抑制しつつ、心筋深部での必要十分な温度上昇を誘導することが重要であると考える。
そこで、冷生理食塩水を用いた高周波通電法の臨床応用を目指した基礎実験を進めた。心筋表面をより強力に冷却することでもっともジュール熱が発生するカテーテル接触面近傍の心筋内部温度の過剰な上昇を抑制でき、安全性の向上に寄与するものと考えられる。現在のところ冷生理食塩水を用いた高周波通電では重篤な合併症につながる事象は検出されていない。
これらの研究成果は学術雑誌にて公表し、関連学会・研究会にて報告した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

実験および解析条件の策定に時間を要したこと、およびスタッフの長期離脱があったため当初の計画よりやや遅れている。
心筋深部の温度とインピーダンスの経時的変化の曲線回帰分析から両者の関連を明らかにした。
画像解析ソフトを用いて焼灼巣の色調変化の定量評価を行い、心筋熱変性温度の暴露時間との関連を明らかにした。
高周波通電中のサウンドスペクトル解析は周囲環境音などに由来するノイズ混入などがあり、安定した解析結果を得るため解析プログラムの再構築を進めている。

今後の研究の推進方策

出力・通電時間・カテーテル接触圧・イリゲーション条件の組み合わせを変化させた高周波通電実験を重ねる。並行して、遅れている周波数解析を新規データと合わせてブラッシュアップした解析プログラムを用いて進める。
また、追加項目として、(1)心筋表面を冷生理食塩水で冷却しながら高周波通電を行う強冷却高周波通電法の焼灼効果と安全性、および(2)心筋局所でのインピーダンスが測定可能なペーシングシステムアナライザーを導入した刺激閾値および色調変化との関連の評価を行い、臨床応用可能な安全効果的な多角的通電モニタリング法および通電モード構築を探求する。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Symmetrical recovery time course between impedance and intramyocardial temperature after bipolar radiofrequency ablation; Role of impedance monitoring to estimate temperature rise.2024

    • 著者名/発表者名
      Kasai T, Saitoh O, Fuse K, Oikawa A, Furushima H, Chinushi M.
    • 雑誌名

      Indian Pacing Electrophysiol J

      巻: 24 号: 2 ページ: 68-74

    • DOI

      10.1016/j.ipej.2023.12.001

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distribution of excitation recoverable myocardium after radiofrequency ablation and its relation to energy application time and irrigation2023

    • 著者名/発表者名
      Saitoh O, Kasai T, Fuse K, Chinushi M.
    • 雑誌名

      J Cardiovasc Electrophysiol

      巻: 34 号: 4 ページ: 928-941

    • DOI

      10.1111/jce.15873

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高周波バイポーラ通電のThermal Latencyによる深部心筋焼灼効果:出力設定と焼灼色調変化の実験的検証2024

    • 著者名/発表者名
      笠井琢充, 齋藤修, 及川綾花, 古嶋博司, 池主雅臣
    • 学会等名
      第4回日本不整脈心電学会関東甲信越支部地方会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Myocardium with Unstable Excitability under Durable Lesion; Difference in Conductive Heating Effect between Short and Moderate RF Application Time2024

    • 著者名/発表者名
      Osamu Saitoh, Takumi Kasai, Ayaka Oikawa, Hiroshi Furushima, Yasuhiro Ikami, Naomasa Suzuki, Yuki Hasegawa, Sou Otsuki, Masaomi Chinushi
    • 学会等名
      第88回日本循環器学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Cold saline application through irrigation catheter induces transient inhibition of surface myocardial excitation to depth of several millimeters2023

    • 著者名/発表者名
      Osamu Saitoh, Takumi Kasai, Kyogo Fuse, Amana Takeuchi, Hiroko Kobayashi, Ayaka Oikawa, Hiroshi Furushima, Masaomi Chinushi
    • 学会等名
      第69回日本不整脈心電学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Irrigation flow volume-dependent distribution of excitation recoverable myocardium after radiofrequency ablation2023

    • 著者名/発表者名
      Takumi Kasai, Osamu Saitoh, Kyogo Fuse, Amana Takeuchi, Hiroko Kobayashi, Ayaka Oikawa, Hiroshi Furushima, Masaomi Chinushi
    • 学会等名
      第69回日本不整脈心電学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 肥厚心筋焼灼における長時間バイポーラ通電法の安全性と効果:インピーダンスガイド出力調整 通電法2023

    • 著者名/発表者名
      齋藤修, 笠井琢充, 布施亨伍, 竹内天南, 小林紘子, 及川綾花, 古嶋博司, 池主雅臣
    • 学会等名
      日本不整脈心電学会 カテーテルアブレーション関連秋季大会2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 深部心筋焼灼に用いるHalf-Normal Saline灌流通電法(HNS)とバイポーラ通電法(BIP)の比較:効果と安全性の実験的検討2023

    • 著者名/発表者名
      笠井琢充, 齋藤修, 布施亨伍, 竹内天南, 小林紘子, 及川綾花, 古嶋博司, 池主雅臣
    • 学会等名
      日本不整脈心電学会 カテーテルアブレーション関連秋季大会2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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