2019 年度実施状況報告書

胎児心電図から得られた胎児心拍数基線細変動のカオス時系列解析

研究課題

研究課題/領域番号	19K09830
研究機関	埼玉医科大学
研究代表者	菊池昭彦埼玉医科大学, 医学部, 教授 (10280942)
研究分担者	金杉知宣岩手医科大学, 医学部, 助教 (40453302)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード	母体腹壁誘導胎児心電図 / 胎児心拍数基線細変動 / 胎児発育不全(FGR) / カオス時系列解析 / アトラクタ再構成 / 最大リアプノフ指数 / 相関次元 / サロゲートデータ法
研究実績の概要	埼玉医科大学総合医療センターMFICU病棟で、妊娠18週以降の同意が得られた妊婦に対して母体腹壁誘導胎児心電図（アイリスモニタ、アトムメディカル株式会社）と超音波ドプラ法による胎児心拍数記録を同時に40分間行った。2019年度の研究では、対象を正常単胎胎児（コントロール；C群）と発育不全胎児（FGR群）の2群とした。検査施行症例はC群8例（妊娠週数は各々、①22w0d, ②24w5d, ③26w3d, ④29w6d, ⑤30w5d, ⑥31w1d, ⑦32w2d, ⑧33w4d）、FGR群6例（⑨24w0d, ⑩25w5d, ⑪27w5d, ⑫30w3d, ⑬33w6d, ⑭35w5d）の計14症例である。症例①～⑭の各々について、胎児心電図検出率は以下の成績であった（A;記録時間の70%以上で検出可能、B;記録時間の30－70％で検出可能、C;記録時間の30%以下のみ検出可能）。①A, ②A, ③A, ④C, ⑤C, ⑥C, ⑦C, ⑧A, ⑨A, ⑩C, ⑪A, ⑫A, ⑬C, ⑭A。記録保存したデータは検査終了後に解析し統計学的検討を行う予定であった。具体的には当研究室が有しているカオス時系列解析プログラムソフトにより、母体腹壁誘導胎児心電図データと超音波ドプラ法データの双方それぞれに対して、①胎児心拍数変動のアトラクタ再構成、②最大リアプノフ指数計算とサロゲートデータ法による検定、③相関次元計算、を行い、まずは双方の結果を比較する予定であった。しかし、下記【現在までの進捗状況】で述べた経緯により研究開始が遅れ、2019年度は計14症例のみと症例数が限られたことに加えて、上記の胎児心電図検出率の検討からCと判定された6例では胎児心電図データからのカオス時系列解析が困難なため、次年度以降にさらなる症例データ蓄積がなされた後に本解析による統計学的検討を行うことにした。
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当該年度開始日にあたる2019年4月1日付で、研究代表者が前職の岩手医科大学から現職の埼玉医科大学総合医療センターに異動となった。そのために、本研究で使用する母体腹壁誘導胎児心電図（アイリスモニタ、アトムメディカル株式会社）を、当初は岩手医科大学附属病院MFICU病棟に対する岩手県からの本年度助成金により購入予定としていたが、研究遂行のためには埼玉医科大学総合医療センターMFICU病棟に購入する必要が生じた。そこで異動直後から当院での本機器購入を申請したところ、高額医療機器のために2019年度内の購入が困難と判断されるに至った。当院経費からの購入は断念し、当院産婦人科講座研究費によって2019年9月30日にようやく当院MFICU病棟に本機器が納品となった。本研究開始のために11月に当院倫理委員会に書類申請し、月1回開催される12月の本委員会で審議され、翌月2020年1月9日付で本研究が承認された。1月24日から患者への本研究参加への協力のお願い・同意取得を開始、1月28日から本研究実施開始となり、3月31日までにC群8例・FGR群6例の計14症例に対して検査を施行した。以上の経緯により研究開始が遅れたものの、開始後は順調に検査症例の蓄積が進んでいる。
今後の研究の推進方策	上記【現在までの進捗状況】で述べた経緯により研究開始が遅れ、2019年度はC群8例・FGR群6例の計14症例のみの検査にとどまったが、その後の検査症例の蓄積は順調に進んでおり、2020年4月1日から5月15日の間にC群7例に対し8回の検査（同一症例で2回検査）、FGR群2例に対し4回の検査（同一症例で3回検査）の、計9例12回検査実施されている。今後はC群とFGR群に加えて、先天性心疾患胎児（CHD群）症例などの胎児異常症例のデータ蓄積も進めていく。 2019年度はまだ14例と症例数が限られていたため、上記【研究実績の概要】で述べたように、カオス時系列解析の統計学的検討が行えていなかった。しかし、今後このまま順調に症例数が増えていけば、当研究室が有している解析プログラムソフトにより、母体腹壁誘導胎児心電図データと超音波ドプラ法データの双方それぞれに対して、①胎児心拍数変動のアトラクタ再構成、②最大リアプノフ指数計算とサロゲートデータ法による検定、③相関次元計算、を行い、まずは双方の結果を比較し、以前の研究で行った後者による解析結果の正確性・妥当性を検証を行う。その後に、母体腹壁誘導胎児心電図データを用いて妊娠週数の進行に伴う心拍数変動ダイナミクスの経時的変化を正常・異常胎児において定量化する予定である。
次年度使用額が生じた理由	【現在までの進捗状況】で述べた経緯により研究開始が遅れ、2019年度は計14症例のみと症例数が限られたことに加えて、胎児心電図検出率の検討からCと判定された6例では胎児心電図データからのカオス時系列解析が困難なため、次年度以降にさらなる症例データ蓄積がなされた後に本解析による統計学的検討を行うことにしたために、次年度使用額が生じた。その後の検査症例の蓄積は順調に進んでおり、2020年4月1日から5月15日の間にC群7例に対し8回の検査（同一症例で2回検査）、FGR群2例に対し4回の検査（同一症例で3回検査）の、計9例12回検査実施されている。今後はC群とFGR群に加えて、先天性心疾患胎児（CHD群）症例などの胎児異常症例のデータ蓄積も進めていく必要があるため、次年度使用額を使ってデータ保存・解析・統計学的検討を行っていく。