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2013 年度 実施状況報告書

遠隔期心機能予後を向上させる心臓血管手術を行うための、血流解析システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 25861232
研究種目

若手研究(B)

研究機関北里大学

研究代表者

板谷 慶一  北里大学, 医学部, 准教授 (70458777)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード血流可視化 / 心臓血管外科手術 / 心機能 / 心臓超音波 / 心臓MRI / コンピュータシミュレーション
研究概要

血流可視化に関し,基礎的な技術の進歩を認めた.
超音波VFMでは流線の可視化方法を改良し,渦流を明確に見えるように改良した他に可視化ベクトルの誤差評価に関し,実験データとの照合を行い誤差の要因を明確にし,より精度の高い可視化を行うことに成功した.
これらの血流計測と可視化方法をもとに心負荷を予測する指標であるエネルギー損失を計測し,超音波VFM, 心臓MRI, CFDとの相互の比較を行い,その特性に関して検証を行った.
臨床応用に関しても少数例を元にデータを蓄積し,臨床的な知見を構築し始めた.「大動脈弁逆流がもたらす心負荷の定量評価」に関しては自施設での大動脈弁逆流患者での超音波データ,MRIデータを蓄積し,拡張期の逆流ジェットが僧帽弁流入血流との衝突によって損失値を変化させうることを解明したのみならず,これらの結果が患者の心不全症状と明確に関連していることを解明した.また共同研究施設の動物実験を通じ,逆流ジェットがもたらす拡張期の負荷と容量負荷がもたらす収縮期の負荷に関して明確にした.「冠動脈たし病変における至適バイパスグラフトデザインの決定」に関しては当初目的としていたグラフトデザインと競合血流の問題を解明し,英文誌への投稿を終えた.さらにこの研究を追求し,術前冠動脈CTから仮想手術シミュレーションを行うシステムを現在構築している.「Norwood手術における至適術式の決定」に関しては数例の再手術を必要とした症例データを元に再手術の適応基準を明確にするべく血行力学的なパラメータを検証し,wall shear stress 60 Pa未満にする術式を目指すべきだということを解明したのみならず,このような負荷が術後の単心室の拡張能悪化につながることを明快にした.さらに仮想手術シミュレーションをCFD上で行い,本当に必要な手術術式に関して必要かつ十分な検証を行うことを可能にした.

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

当初の計画に加えて多くの共同研究者が参加したことが大きい.
研究は板谷個人で始めたものであったが,現在共同研究者は企業,大学工学部,大学病院,市中病院を含め約30施設が共同研究を行っている.血流可視化方法の改良,精度評価を企業の研究所,大学工学部が行い,臨床病院が多施設で臨床データを採取している.このため多くの研究ミーティングに時間を費やす結果となったが,当初の予定よりもデータ採取が早く進み,予定以上に進行している.

今後の研究の推進方策

今後の研究の推進方法としては多くの共同研究施設が同時に参加してくれているため,より組織たった研究体制の構築を目指すことを第一に考えている.
企業との共同研究による技術の評価法,精度向上を目指すとともに,必要な臨床データを具体化して複数の施設で同時採取し,より多くの臨床エビデンスを構築すべく努力する予定である.

次年度の研究費の使用計画

当初の予定金額よりも若干あまり気味であった.
理由としては研究開始年度であり多くの出費が予測されたため控えめに使用したことがあげられる.
今後の予定としては結果の学会報告,共同研究者とのミーティング,学会参加が増加することが予測され,出張費を多めに割り当てる予定である.
また論文校正費も多めに見積もる予定である.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Quantitative Evaluation of Hemodynamics in the Fontan Circulation: A Cross-Sectional Study Measuring Energy Loss In Vivo2014

    • 著者名/発表者名
      Honda T, Itatani K, Takanashi M, Mineo E, Kitagawa A, Ando H, Kimura S, Nakahata Y, Oka N, Miyaji K, Ishii M.
    • 雑誌名

      Pediatr Cardiol.

      巻: 35 ページ: 361-367

    • DOI

      10.1007/s00246-013-0783

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assesment of the vortex flow in the post-stenotic dilatation above the pulmonary valve stenosis in an infant using echocardiography vector flow maping2014

    • 著者名/発表者名
      Honda T, Itatani K, Miyaji K, Ishii M
    • 雑誌名

      Eur Heart J

      巻: 55 ページ: 306

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intraventricular flow velocity visualization based on the continuity equation and measurements of vorticity and wall shear stress2013

    • 著者名/発表者名
      ItataniK, Okada T, Uejima T, Tanaka T, Ono M, Miyaji K, Takenaka K.
    • 雑誌名

      Jpn J Appl Phys

      巻: 52 ページ: 07HF16

    • DOI

      10.7567/JJAP.52.07HF16

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超音波VFM (Vector Flow Mapping)2013

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一, 宮地鑑
    • 雑誌名

      検査と技術

      巻: 41 ページ: 1126-1132

  • [雑誌論文] MRI血流解析方法の基本2013

    • 著者名/発表者名
      宮崎翔平, 板谷慶一, 宮地鑑
    • 雑誌名

      検査と技術

      巻: 41 ページ: 1218-1223

  • [学会発表] Quantitative Evaluation of Ventricular Volume Overload on Ventricular Septal Defect: Blood Flow Energy Loss Estimation with Echocardiography Vector Flow Mapping2014

    • 著者名/発表者名
      Honda T, Itatani K, Takanashi M, Kitagawa A, Ando H, Kimura S, Oka N, Miyaji K, Ishii M
    • 学会等名
      第78回日本循環器学会学術集会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20140315-20140317
  • [学会発表] Indication of the Arch Reconstruction after the Norwood Procedure to obtain Effcient Blood Flow and Improved Cardiac Workload.2013

    • 著者名/発表者名
      板谷 慶一、宮地 鑑、宮崎 翔平、岡 徳彦、北村 律、本田 崇、林 秦佑、石井 正浩、梅津 光生
    • 学会等名
      第49回日本小児循環器学会総会・学術集会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20130711-20130713
  • [学会発表] Fontan循環駆動力の解明:Wave Intensityを用いたFontan術後の呼吸機能と心機能の評価2013

    • 著者名/発表者名
      本田 崇, 板谷 慶一, 高梨 学, 峰雄 恵梨, 北川 厚史, 安藤 寿, 木村 純人, 中畑 弥生, 岡 徳彦, 宮 地鑑
    • 学会等名
      第48回日本小児循環器学会総会・学術集会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20130711-20130713
  • [学会発表] Mechanisms of the single ventricular physiology.2013

    • 著者名/発表者名
      Itatani K, Miyaji K, Miyazaki S, Honda T, Oka N, Kitamura T, Torii S, Ishii M, Umezu M
    • 学会等名
      IEEE EMBC 2013
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20130703-20130707
  • [学会発表] Novel approach to aortic insufficiency based on quantitative cardiac workload estimation from visualized blood flow with MRI and echocardiography.2013

    • 著者名/発表者名
      Itatani K, Miyaji K, Yokota H, Ebihara A, Miyazaki S, Torii S, Hanayama N, Kitamura T, Oka N, Tomoyasu T, Irisawa Y, Shibata M, Sakaki K, Hayashi H, Inoue T, Umezu M, Takenaka K:
    • 学会等名
      The 21th Annual Meeting of Asian Society for Cardiovascular and Thoracic Surgery
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20130404-20130407

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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