| 研究課題/領域番号 |
16K19863
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| 研究機関 | 日本医科大学 |
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研究代表者 |
桐山 智成 日本医科大学, 医学部, 助教 (80619205)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 心筋血流定量 / 半導体SPECT / 吸収・減弱補正 / 呼吸同期法 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は半導体SPECTを用いた心筋血流定量において、吸収補正の導入と呼吸運動によるアーチファクトを軽減し、定量精度を高めることである。
まず、吸収補正用のSPECTビューアの導入を行った。このビューアでは左室内腔の中心点からの距離と方向によって係数を自由に可変することで、細かな心筋領域ごとに補正の強さを調節可能である。このビューアを用いて検査前リスクが低く、検査後の画像が正常と診断された20例を用いてビューア内の適当と思われる補正係数の調整を行った。今後も症例数を増やし、年齢・性別、体格や心臓の大きさなどより細かな補正係数のバリエーションを構築していく予定である。
次に、呼吸同期法の開発であるが、2つの技術的な問題点が生じた。ひとつは半導体SPECT装置が呼吸変動をトリガーとして信号を入力するとエラーが生じ、撮像を停止してしまうこと。もうひとつは、１～2秒程度に分割したデータでは心筋への集積が乏しいダイナミック撮像の初期の時間帯では、心臓の位置ずれを特定するに足る十分な画像が得られなかったことである。当面の対応策として呼吸による横隔膜運動を抑制するクッションと腹部バンドを用いて、撮像を行うこととした。今後の対処法としてCCDカメラあるいは赤外線カメラを用いて呼吸運動を時間軸に沿って計測・記録できる装置を開発する方針とした。
心筋血流定量を行う手順として、撮像・画像再構成、心筋血流定量用のデータセットの構築、心筋血流量の解析・計算の順に工程を踏む。このうち、吸収補正および呼吸運動による位置の補正やエラーの検出は データセットの構築時に行うため、先に撮像・再構成を済ませ、データをプールしておくことが可能である。そのため次年度に予定していた心筋血流定量用プロトコールを用いた実際の症例の撮像・画像再構成を前倒して行い、現時点で30例強の撮像・再構成を完了した。
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| 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
当初予定していた呼吸同期法の開発に際して、2つの技術的な問題が生じた。ひとつは半導体SPECT装置と時間軸を共有するために行う呼吸運動をトリガーとする信号を入力した際、装置側でエラーと認識し、撮像が中断されてしまう事象である。本来は心電図同期用の入力回路であるため、呼吸のように短くても3～4秒を1セットとするトリガーでは信号と次の信号との入力のインターバルが長いことによって装置側がエラーと判定してしまう現象だと思われた。もうひとつは1～2秒程度の細かなフレームに分割して画像再構成を行う際、十分な心筋への集積がまだ得られていないダイナミック撮像の初期の時間帯で、心臓の位置ずれを判断するに足りる十分に明瞭な画像が得られなかったことである。この2つの事由により、あらたに別の方法で呼吸による位置ずれを低減する必要が生じた。当面の対応策としては腹部を圧迫するクッションとバンドによる横隔膜運動の抑制を用いている。解決策のひとつとしてCCDカメラあるいは赤外線カメラを用いた呼吸運動の検出と時間軸に沿った記録装置を考案する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
すでに撮像を完了した30例強を含め実臨床例において血流定量用プロトコールで撮像を行った症例において、侵襲的カテーテル検査でflow fractional reserve（FFR）が測定された症例では、血流定量値とFFRの比較を行い、血流定量値の精度検証を行う。また、アンモニアPETを期間内に施行可能であった症例では、アンモニアPETの定量値とも比較を行い精度検証する。現時点では呼吸同期法の開発が完了していないため、先に吸収補正の有無による血流定量値の精度への影響について比較・検討を行う。
前倒しして実臨床例の撮像を行ったことで浮上した課題として、テクネチウムトレーサの排泄経路である肝胆道系の集積による心筋集積へのアーチファクトが挙げられる。現在心筋と胆道系を模したファントム実験を企画しており、今後は心筋集積への肝胆道系集積の影響を検証し、血流定量への影響の程度を判定し、対処法を考案する。
平行してCCDカメラあるいは赤外線カメラを利用したあらたな呼吸同期法の開発も行う。但し、吸収補正の有無や肝胆道系集積によるアーチファクトへの対応のほうが、呼吸変動によるアーチファクトよりも血流定量の精度に対する影響が高いと判断される結果が生じた場合には、吸収補正法の併用と肝胆道系集積への対処を中心に精度検証と解決法の画策を行っていく方針である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
呼吸同期法の開発に際して、呼吸運動のトリガーによる信号を半導体SPECT装置がエラーとして認識してしまったことにより、呼吸モニターとして使用する圧測定バンドの購入が不要となったため。また、吸収補正のソフトウェアとして当初依頼していたメーカー以外に、施設内の既存のソフトウェアの改良によって吸収補正の基本構成が可能であったため、当初予定していた新規のソフトウェアを導入する必要がなくなったことによる。
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| 次年度使用額の使用計画 |
呼吸同期法についてはあらたな対処を講じる必要が生じており、CCDカメラあるいは赤外線カメラを用いた呼吸運動モニターおよび記録装置として当該助成金の一部を使用予定である。また、研究予定の前倒しをして撮像を実施した臨床例の経験から肝胆道系集積の心筋集積への影響があらたな課題として浮上した。このため新規にファントム実験を行う予定でおり、実験系を構築するための心筋ファントム周辺の物品の購入費としても当該助成金の一部を使用予定である。
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