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血流解析を基軸とした包括的成人先天性心臓外科治療戦略の構築

研究課題

研究課題/領域番号 23K21452
補助金の研究課題番号 21H03015 (2021-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2021-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分55030:心臓血管外科学関連
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

板谷 慶一  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 准教授 (70458777)

研究分担者 高橋 洋介  大阪公立大学, 大学院医学研究科, 准教授 (20464620)
山岸 正明  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任教授 (40182422)
長尾 充展  東京女子医科大学, 医学部, 准教授 (60533081)
白石 公  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 病院, 客員研究員 (80295659)
山田 聡  東京医科大学, 医学部, 准教授 (80374320)
森崎 晃正  大阪公立大学, 大学院医学研究科, 准教授 (80464626)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2025年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワード成人先天性心疾患 / 血流解析 / 成人先天性心臓外科手術 / 右室流出路再建 / Fontan再手術 / 4D flow MRI / 超音波VFM / シミュレーション医療 / 成人先天性心臓外科 / 肺動脈弁弁膜症 / 血流シミュレーション
研究開始時の研究の概要

成人先天性心疾患での複雑な解剖や血行動態を血流解析をもとに解明し、適切な術式を設計し、その効果を判定する。

研究実績の概要

本年度はより具体的に成人先天性心臓外科手術を行うための血流解析のプロトコルの決定に注力したことが1点、血流解析手法をシステム化したことが2点、その手術における有用性を明確にしたことが3点めとして研究実績として挙げられる。
まずプロトコルとしては4D flow MRIの術前後のスキャン方法、VENCの適切な設定、解析方法の画一化について多くの解析症例をもとに決定した。またCTでの画像構築も2D, 3Dでの3方向での画像構築を徹底し、手術におけるシミュレーションを簡易化した。
血流解析手法のシステム化としては4D flow MRIは解析ソフトウェアをFDAに医療機器申請を行いその返事待ちで、レポートシステムを完備した。シミュレーションはオンサイトCGソフトウェアと流体解析プロトコルの自作コードを完成させた。
臨床評価としては4D flow MRIの右室流出路再建における異常筋束のもたらす加速血流を評価し、手術術式に適用した。特に、異常筋束の切除の必要性に関して、ならびに右室機能の低下した病態での圧較差の過小評価についてはわかりやすい画像と知見が得られた。また、Fontan再手術の術式はシミュレーションでかなり正確にdecisionできることが判明した。特に肝静脈血流の左右肺への不均衡の問題に対してはシミュレーションが術式決定に際して有益であることが判明した。

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

研究代表者の施設異動があったが、前任施設からのバックアップを得たため研究の遂行に支障をきたさなかった。また転任地では成人先天性心疾患患者がかなりの数手術適応を疑われ、また生活に支障をきたしており、そのことの解決を主としたオファーであり、研究環境としては極めて良い環境であった。
一方、血流解析システムに関しては医療機器化を目指してAMEDグラントを別途受け、機器開発が進み、臨床研究を行いやすい環境となった。4D flow MRIは磁気共鳴装置メーカーのタイアップがあり、医療機器化を目指して多大な支援を得られた。

今後の研究の推進方策

研究の方針としては臨床的なエビデンスの創出にFocusし、成人先天性心臓外科手術のアセスメントとストラテジーについてシステマティックな知見を固め、そのエビデンスを発表することを目指している。
具体的には個々の症例報告をできるだけたくさん発表し、血流解析の使用用途について明確にすると同時に、そのreview paperを和文、英文ともにできるだけたくさん出版することを目指す。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 3件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 14件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Gradual caliber transition of the neoaortic arch after the Norwood procedure can prevent neoaortic dilation and right ventricular deterioration.2022

    • 著者名/発表者名
      Asada S, Yamagishi M, Itatani K.
    • 雑誌名

      JTCVS Open

      巻: 10 ページ: 350-351

    • DOI

      10.1016/j.xjon.2022.04.031

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Correlation between aortic valve protein levels and vector flow mapping of wall shear stress and oscillatory shear index in patients supported with continuous-flow left ventricular assist devices.2022

    • 著者名/発表者名
      Kobsa S, Akiyama K, Nemeth SK, Kurlansky PA, Naka Y, Takeda K, Itatani K, Werth EG, Brown LM, Ferrari G, Takayama H.
    • 雑誌名

      J Heart Lung Transplant.

      巻: 42 号: 1 ページ: 64-75

    • DOI

      10.1016/j.healun.2022.09.017

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Estimating the Haemodynamic Streamline Vena Contracta as the Effective Orifice Area Measured from Reconstructed Multislice Phase-contrast MR Images for Patients with Moderately Accelerated Aortic Stenosis2022

    • 著者名/発表者名
      Hohri Yu、Itatani Keiichi、Matsuo Akiko、Komori Yoshiaki、Okamoto Takeshi、Goto Tomoyuki、Kobayashi Takuma、Hiramatsu Takeshi、Miyazaki Shohei、Nishino Teruyasu、Yaku Hitoshi
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      巻: 21 号: 4 ページ: 569-582

    • DOI

      10.2463/mrms.mp.2021-0001

    • NAID

      130008069293

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Aneurysmal Repair Increase in Local Energy Loss for Fusiform Abdominal Aortic Aneurysm: Assessments With 4D flow MRI.2022

    • 著者名/発表者名
      Horiguchi Ryota、Takehara Yasuo、Sugiyama Masataka、Hyodo Ryota、Komada Tomohiro、Matsushima Masaya、Naganawa Shinji、Mizuno Takashi、Sakurai Yasuo、Sugimoto Masayuki、Banno Hiroshi、Komori Kimihiro、Itatani Keiichi
    • 雑誌名

      Journal of Magnetic Resonance Imaging

      巻: 57 号: 4 ページ: 1199-1211

    • DOI

      10.1002/jmri.28359

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pulmonary artery blood flow dynamics in chronic thromboembolic pulmonary hypertension2022

    • 著者名/発表者名
      Hideo Tsubata, Naohiko Nakanishi, Keiichi Itatani, Masao Takigami, Yuki Matsubara, Takeshi Ogo, Tetsuya Fukuda, Hitoshi Matsuda, Satoaki Matoba
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 6490-6490

    • DOI

      10.1038/s41598-023-33727-6

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preoperative Left Ventricular Energy Loss in the Operating Theater Reflects Subjective Symptoms in Chronic Aortic Regurgitation2022

    • 著者名/発表者名
      Kainuma Atsushi、Itatani Keiichi、Akiyama Koichi、Naito Yoshifumi、Ishii Maki、Shimizu Masaru、Ohara Junya、Nakamura Naotoshi、Nakajima Yasufumi、Numata Satoshi、Yaku Hitoshi、Sawa Teiji
    • 雑誌名

      Frontiers in Surgery

      巻: 9 ページ: 739-743

    • DOI

      10.3389/fsurg.2022.739743

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hemodynamic Parameters for Cardiovascular System in 4D Flow MRI: Mathematical Definition and Clinical Applications2022

    • 著者名/発表者名
      Itatani Keiichi、Sekine Tetsuro、Yamagishi Masaaki、Maeda Yoshinobu、Higashitani Norika、Miyazaki Shohei、Matsuda Junya、Takehara Yasuo
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      巻: 21 号: 2 ページ: 380-399

    • DOI

      10.2463/mrms.rev.2021-0097

    • NAID

      130008166275

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Left Ventricular Assist Device Support-Induced Alteration of Mechanical Stress on Aortic Valve and Aortic Wall2021

    • 著者名/発表者名
      Kainuma Atsushi、Itatani Keiichi、Hayashi Hideyuki、Kaku Yuji、Wu Isaac Y.、Colombo Paolo C.、Ferrari Giovanni、Kurlansky Paul、Yuzefpolskaya Melana、Takeda Koji、Naka Yoshifumi、Akiyama Koichi、Takayama Hiroo
    • 雑誌名

      ASAIO Journal

      巻: 68 号: 4 ページ: 516-523

    • DOI

      10.1097/mat.0000000000001522

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Chimney reconstruction provides a wider subaortic space and reduces the risk of pulmonary artery compression in the Norwood-type aortic arch reconstruction without patch supplementation2021

    • 著者名/発表者名
      Asada Satoshi、Yamagishi Masaaki、Maeda Yoshinobu、Itatani Keiichi、Fujita Shuhei、Hongu Hisayuki、Nakatsuji Hiroki、Yaku Hitoshi
    • 雑誌名

      European Journal of Cardio-Thoracic Surgery

      巻: 60 号: 6 ページ: 1408-1416

    • DOI

      10.1093/ejcts/ezab184

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Blood flow energy loss: a predictor for the recovery of left ventricular function after bioprosthetic aortic valve replacement2021

    • 著者名/発表者名
      Hohri Yu、Itatani Keiichi、Numata Satoshi、Yamazaki Sachiko、Miyazaki Shohei、Nishino Teruyasu、Yaku Hitoshi
    • 雑誌名

      Interactive CardioVascular and Thoracic Surgery

      巻: 33 号: 3 ページ: 339-347

    • DOI

      10.1093/icvts/ivab094

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Prediction for future occurrence of type A aortic dissection using computational fluid dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Hohri Yu、Numata Satoshi、Itatani Keiichi、Kanda Keiichi、Yamazaki Sachiko、Inoue Tomoya、Yaku Hitoshi
    • 雑誌名

      European Journal of Cardio-Thoracic Surgery

      巻: 60 号: 2 ページ: 384-391

    • DOI

      10.1093/ejcts/ezab094

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influence of aneurysmal aortic root geometry on mechanical stress to the aortic valve leaflet2021

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Hideyuki、Itatani Keiichi、Akiyama Koichi、Zhao Yanling、Kurlansky Paul、DeRoo Scott、Sanchez Joseph、Ferrari Giovanni、Yuzefpolskaya Melana、Colombo Paolo C.、Takeda Koji、Wu Isaac Y、Kainuma Atsushi、Takayama Hiroo
    • 雑誌名

      European Heart Journal - Cardiovascular Imaging

      巻: 22 号: 9 ページ: 986-994

    • DOI

      10.1093/ehjci/jeab006

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Alternative pulmonary artery reconstruction technique in the arterial switch operation2021

    • 著者名/発表者名
      Hongu Hisayuki、Yamagishi Masaaki、Maeda Yoshinobu、Itatani Keiichi、Shimada Masatoshi、Nakatsuji Hiroki、Hohri Yu、Nabeshima Jyunya、Yaku Hitoshi
    • 雑誌名

      European Journal of Cardio-Thoracic Surgery

      巻: 60 号: 1 ページ: 98-104

    • DOI

      10.1093/ejcts/ezab049

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Paravalvular Leak After Mitral Valve Replacement or Another Source for a Regurgitant Jet?2021

    • 著者名/発表者名
      Hirase Yu、Obata Yurie、Wu Isaac Y.、Sato Hitoshi、Sato Tomoya、Itatani Keiichi、Sawa Teiji、Akiyama Koichi
    • 雑誌名

      Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia

      巻: in press 号: 6 ページ: 1807-1809

    • DOI

      10.1053/j.jvca.2021.11.037

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] SHDインターベンションにおけるmultimodality imaging(congenital/cardiomyopathy)2023

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      第33回日本心血管画像動態学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 研究委員会 新規研究の提案2023

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      第24回日本成人先天性心疾患学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] SHD治療に必要な最新の画像診断2023

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      第87回日本循環器学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 疾患の神秘に迫る超音波血流可視化技術開発: 基礎数理科学から外科医療に至る医工連携・産学連携の軌跡2022

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      第12回SAKURAの会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 心腔と血管の 血流動態解析の最前線2022

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      第32回日本心血管画像動態学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 流体解析の循環器への応用2022

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      第132回日本循環器学会九州地方会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 血流イメージングによる成人先天性心臓外科手術戦略2022

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      第23回日本成人先天性心疾患学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 若手心臓外科医による困難症例への挑戦2022

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      ボルヒール講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] CMR 向けに MRI 装置をカスタマイズする方法2022

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      第1回日本小児心臓研究会教育セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ファロー四徴症修復後の肺動脈弁逆流の治療戦略2022

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      小児の会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マルチモダリティ血流解析:病態整理の解明からの心臓手術の設計まで2021

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      循環動態アカデミー企画MIRAI×循環動態アカデミー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 右心系の血行動態の基礎と応用 循環生理学から成人先天心疾患手術治療まで2021

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      第2回関西肺循環セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] シミュレーション医学による先天性心疾患の診断と治療2021

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      第57回日本小児循環器学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 弁膜症、大動脈疾患、成人先天性心疾患における血流解析と外科手術2021

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      第157回日本循環器学会東海地方会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Adult Congenital Heart Surgery and 4D Imaging2021

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      The 8th Congress of the Asia-Pacific Pediatric Cardiac Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 4D Flow MRIの現状と未来予想図2021

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      第3回4D FLOW研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Development of the analysis using Computational Fluid Dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      Multi-layer Cardiovascular Simulation ~Science based development and Application~
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Hemodynamics and Surgical Strategies in the Aortic Diseases2021

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      The 22nd Congress of the Asian Society for Vascular Surgery
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SY-6-7 血管系の血流解析:可視化の技法と治療のプランニング2021

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      第62回日本脈管学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 成人先天性心疾患の血流解析から分析した今後の外科治療2021

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      日本臨床麻酔学会第41回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 冠動脈血行再建戦略における術式設計としてのシミュレーション医学の役割2021

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      第35回日本冠疾患学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-08-08  

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