複合的血管内イメージングと独創的流体数理モデルによる急性冠症候群の発症機序解明

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K09481
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 廣 高史 日本大学, 医学部, 准教授 (10294638)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 粥腫破綻 / 急性冠症候群 / 動脈硬化 / 流体力学 / 粒子法 / 血栓

研究実績の概要

本研究の目的は１）マルチモダリティー血管内イメージングを用いて冠動脈破綻像の３次元データを収集すること、２）そのデータから独創的な数理モデルに基づいて、粥腫破綻周囲の血液の流体力学的振る舞いを再現し、ACSを発症したものとそうでないものを比較検討してACSを発症する破綻の決定因子を解明すること、３）ACSを発症しやすいプラークを破綻前に同定する方法を提唱し、冠動脈疾患の2次予防に役立てることにある、の３つを掲げているが、H30年度はその最終年度として、それまでに収集した実際に破綻した粥腫の力学的構造や組織性状の実データをIVUSやOCTなどから得て、その3次元立体構成を行い、破綻という力学的プロセスの詳細な解明をすすめ、ACSを発症したものとそうでないものの違いが統計的有意差をもって明らかになった。すなわち上記の実データをもとに、新しい流体数理モデルである粒子法的流体力学シミュレーションによりその理論的整合性を検証した。その結果、プラーク破綻の3次元立体の定量的解析の中で、破綻周りで流速が低下している粒子が多い破綻ほどACSが発症していることが判明した。すなわち、粒子の速度の空間的分布をグラフ化し、破綻の形状がどのような流速分布になるかということに置換して、その形状を表現することを行い、大きな血栓ができやすい破綻なのかを個別に検証した。そして、ACSを発症した粥腫破綻と無症候性に終わった破綻をそれぞれ比較した結果、2群間にある流速プロフィールに有意差があることを発見した。とくにACSを発症した群においては、流速の遅い粒子の空間分布に特徴性がみられた。本年度はその成果を論文にし、論文は完成した。ただ、上記目的３）については、ACSの発症例が年度内に十分揃わなかったため、提唱するには至らなかった。これは今後の研究の課題である。

研究成果

• [雑誌論文] High shear stress on the coronary arterial wall is related to computed tomography-derived high-risk plaque: a three-dimensional computed tomography and color-coded tissue-characterizing intravascular ultrasonography study (2019)
  • 著者名/発表者名: Nobuhiro Murata, Takafumi Hiro, Tadateru Takayama, Suguru Migita, Tomoyuki Morikawa, Takehiro Tamaki, Takashi Mineki, Keisuke Kojima, Naotaka Akutsu, Mitsumasa Sudo, Daisuke Kitano, Daisuke Fukamachi, Atsushi Hirayama, Yasuo Okumura
  • 雑誌名: Heart and Vessels 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1007/s00380-019-01389-y.
• [学会発表] 大動脈 CT による大動脈石灰化病変と不安定プラークの関係；大動脈内視鏡研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小嶋 啓介、小山 裕、藤戸 秀聡、大角 彰仁、江渕 康柔、盛川 智之、右田 卓、玉城 貴啓、峯木 隆志、村田 伸弘、阿久津 尚孝、須藤 晃正、北野 大輔、深町 大介、高山 忠輝、廣 高史、平山 篤志、奥村 恭男
  • 学会等名: 第29回日本心血管画像動態学会
• [学会発表] Impact of Aortic Atheromatous Plaques Identified by Aortic Angioscopy on One-Year Clinical Events: On Behalf of DREAM-NOGA Registry (2019)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Kojima, Sei Komatsu, Tsunekazu Kakuta, Daisuke Fukamachi, Shigeki Kimura, Hiroyuki Fujii, Masayoshi Matsuura, Kazuoki Dai, Hiroshi Matsuoka, Yasunori Ueda, Yoshiharu Higuch, Tadateru Takayama, Takafumi Hiro, Yasuo Okumura, Atsushi Hirayama, Kazuhisa Kodama.
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] Impact of Wall Shear Stress on Plaque Rupture of Aortic Arch with Computational Fluid Dynamics Model and Non-Obstructive General Angioscopy (2019)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Kojima, Takafumi Hiro, Yutaka Koyama, Akihito Ogaku, Hidesato Fujito, Yasunari Ebuchi, Tomoyuki Morikawa, Suguru Migita, Takehiro Tamaki, Takashi Mineki, Nobuhiro Murata, Naotaka Akutsu, Mitsumasa Sudo, Daisuke Kitano, Daisuke Fukamachi, Tadateru Takayama:2, Atsushi Hirayama, Yasuo Okumura.
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] In Vivo Effect of Aging on the Progression of Aortic Atheromatous Plaque Identified by Non-obstructive General Angioscopy (2019)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Kojima, Takafumi Hiro, Yutaka Koyama, Akihito Ogaku, Hidesato Fujito, Yasunari Ebuchi, Tomoyuki Morikawa, Suguru Migita, Takehiro Tamaki, Takashi Mineki, Nobuhiro Murata, Naotaka Akutsu, Mitsumasa Sudo, Daisuke Kitano, Daisuke Fukamachi, Tadateru Takayama:2, Atsushi Hirayama, Yasuo Okumura.
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] High Shear Stress Derived from Three-dimensional CT Angiography is Related to Periprocedural Myocardial Infarct (2019)
  • 著者名/発表者名: 村田 伸弘, 廣 高史, 大角 彰仁, 小山 裕, 藤戸 秀聡, 江渕 康柔, 右田 卓, 盛川 智之, 玉城 貴啓, 峯木 隆志, 小嶋 啓介, 阿久津 尚孝, 須藤 晃正, 北野 大輔, 深町 大介, 平山 篤志, 奥村 恭男,
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] 冠動脈3D-CTイメージを用いた流体解析と急性冠症候群の関連性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 村田 伸弘、廣 高史, 盛川 智之, 右田 卓, 峯木 隆志, 玉城 貴啓, 小嶋 啓介, 阿久津 尚孝, 須藤 晃正, 北野 大輔, 深町 大介, 高山 忠輝, 平山 篤志
  • 学会等名: 第27回日本心血管インターベンション治療学会
• [学会発表] 生体内における大動脈弁の動脈硬化性変化を評価する血流維持型大動脈内視鏡の臨床的な可能性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小嶋 啓介, 廣 高史, 高山 忠輝, 盛川 智之, 右田 卓, 玉城 貴啓, 峯木 隆志, 向後 隆章, 阿久津 尚孝, 村田 伸弘, 大島 暢, 須藤 晃正, 春田 裕典, 深町 大介, 平山 篤志
  • 学会等名: 第27回日本心血管インターベンション治療学会 神戸 2018.8