研究成果報告書

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1 様 式 C-19 科 学 研 究 費 補 助 金 研 究 成 果 報 告 書 平 成 23 年 3 月 31 日 現 在 機 関 番 号 :13701 研 究 種 目 : 基 盤 研 究 (C) 研 究 期 間 :2008 ~ 2010 課 題 番 号 : 研 究 課 題 名 ( 和 文 ) 冠 動 脈 不 安 定 プラーク 検 出 のための 新 しい 三 次 元 画 像 構 築 装 置 の 開 発 と 臨 床 応 用 研 究 課 題 名 ( 英 文 ) Development of Three-dimensional Intravascular Ultrasound Imaging for Tissue Characterization of Coronary Plaques 研 究 代 表 者 川 崎 雅 規 (KAWASAKI MASANORI) 岐 阜 大 学 医 学 部 附 属 病 院 講 師 研 究 者 番 号 : 研 究 成 果 の 概 要 ( 和 文 ): 超 音 波 高 周 波 信 号 の 反 射 波 を 分 析 し 計 算 される integrated backscatter(ib) 値 を 利 用 すること により 冠 動 脈 プラークの 組 織 性 状 診 断 を 可 能 とする IB-IVUS 装 置 の 最 小 解 像 単 位 を vector line を 1 周 256 本 から 512 本 に sampling rate を 100MHz から 400MHz に 改 良 した 改 良 した IB-IVUS 装 置 を 市 販 の IVUS 装 置 に 搭 載 することに 成 功 し IB-IVUS 装 置 で 診 断 される 組 織 性 状 は 病 理 組 織 と 良 好 な 相 関 が 確 認 された これにより 市 販 の 装 置 が 購 入 できれば ど の 施 設 でも 本 解 析 が 可 能 となり 利 便 性 が 高 まった 改 良 した IB-IVUS 画 像 における 測 定 ノイズによる 線 維 性 被 膜 の 凹 凸 を 補 正 するために 9 ピクセ ルを 平 均 する smoothing を 施 して 測 定 した 線 維 性 被 膜 の 厚 みは 光 干 渉 波 断 層 像 で 測 定 した 線 維 性 被 膜 の 厚 みと 相 関 が 認 められた 最 小 解 像 単 位 を 改 良 した IB-IVUS 装 置 は 冠 動 脈 プラーク の 組 織 性 状 診 断 と 線 維 性 被 膜 の 厚 みの 測 定 に 有 用 と 考 えられた 頚 動 脈 ステント 留 置 術 の 際 に その 後 の 合 併 症 を 予 測 するのに IB 法 による 頚 動 脈 プラークの 組 織 性 状 診 断 の 有 用 性 と 合 併 症 を 予 測 する IB 値 のカットオフ 値 を 明 らかにした 研 究 成 果 の 概 要 ( 英 文 ): With the new system, we set 512 vector lines of ultrasound signal around the circumference, whereas 256 vector lines were used in the previous system. In addition, the sampling rate of ultrasound was improved from 100 MHz to 320 and 400 MHz. We improved an online IB-IVUS imaging system for tissue characterization of coronary plaques. The use of the appropriate IB cutoff points for discriminating lipid pool, fibrosis and calcification resulted in tissue characterization with a high diagnostic accuracy. The thickness of fibrous cap measured by IB-IVUS was correlated with that measured by optical coherence tomography. Quantitative tissue characterization of carotid plaques using IBS ultrasound was useful to predict newly appearing ipsilateral silent ischemic lesions after carotid artery stenting. 交 付 決 定 額 ( 金 額 単 位 : 円 ) 直 接 経 費 間 接 経 費 合 計 2008 年 度 1,000, ,000 1,300, 年 度 1,400, ,000 1,820, 年 度 900, ,000 1,170,000 年 度 年 度 総 計 3,300, ,000 4,290,000

2 研 究 分 野 : 循 環 器 内 科 科 研 費 の 分 科 細 目 : 内 科 系 臨 床 医 学 循 環 器 内 科 学 キーワード: 超 音 波 組 織 性 状 診 断 後 方 散 乱 波 三 次 元 画 像 冠 動 脈 1. 研 究 開 始 当 初 の 背 景 これまで 通 常 の 冠 動 脈 血 管 内 超 音 波 (IVUS) ではプラークの 組 織 学 的 性 状 すなわち 安 定 不 安 定 プラークの 鑑 別 は 不 可 能 であった が 我 々はヒトの 頚 動 脈 で 高 周 波 信 号 の 反 射 波 を 分 析 し 計 算 される integrated backscatter(ib) 値 を 利 用 することにより 安 定 プラークと 不 安 定 プラークの 鑑 別 が 可 能 であることを 明 らかにした (Kawasaki M, et al. J Am Coll Cardiol. 38: ,2001) さらに 冠 動 脈 プラークにおいても 組 織 性 状 の 鑑 別 に 成 功 し IB-IVUS と 名 付 けた ( Kawasaki M, et al. Circulation. 105: ,2002) 2. 研 究 の 目 的 これまで 我 々は Integrated backscatter 血 管 内 超 音 波 (IB-IVUS)を 用 いて 軽 度 ~ 中 等 度 狭 窄 の 冠 動 脈 プラーク 160 部 位 を2 年 間 追 跡 し 急 性 冠 症 候 群 (ACS)を 発 症 するプラーク の 二 次 元 的 特 徴 を 報 告 した(Sano K, et al. J Am Coll Cardiol ) 本 研 究 では 三 次 元 IB-IVUS を 用 いて 急 性 冠 症 候 群 を 発 症 する 不 安 定 プラークの 三 次 元 的 特 徴 を 明 らかに するための 三 次 元 画 像 の 構 築 を 目 的 とする 3. 研 究 の 方 法 剖 検 から 得 られた 冠 動 脈 を 用 いて IB-IVUS 画 像 と 相 当 する 病 理 組 織 像 の 比 較 を 行 った 改 良 した IB-IVUS 装 置 を 市 販 の IVUS 装 置 に 搭 載 することに 成 功 し IB-IVUS 装 置 で 診 断 される 組 織 性 状 は 病 理 組 織 と 良 好 な 相 関 が 確 認 された これにより 市 販 の 装 置 が 購 入 できれば どの 施 設 でも 本 解 析 が 可 能 となり 利 便 性 が 高 まった 4. 研 究 成 果 IB-IVUS 装 置 の 最 小 解 像 単 位 を vector line を 1 周 256 本 から 512 本 に sampling rate を 100MHz から 400MHz に 改 良 した 改 良 した IB-IVUS 画 像 における 測 定 ノイズによる 線 維 性 被 膜 の 凹 凸 を 補 正 するために 9 ピクセルを 平 均 する smoothing を 施 して 測 定 した 線 維 性 被 膜 の 厚 みは 光 干 渉 波 断 層 像 で 測 定 した 線 維 性 被 膜 の 厚 みと 相 関 が 認 められた 最 小 解 像 単 位 を 改 良 した IB-IVUS 装 置 は 冠 動 脈 プラ ークの 組 織 性 状 診 断 と 線 維 性 被 膜 の 厚 みの 測 定 に 有 用 と 考 えられた 現 在 三 次 元 画 像 の 構 築 のためのアルゴリズムを 開 発 中 であ る 5. 主 な 発 表 論 文 等 ( 研 究 代 表 者 研 究 分 担 者 及 び 連 携 研 究 者 に は 下 線 ) 雑 誌 論 文 ( 計 15 件 ) (1) Yamada K, Kawasaki M, Yoshimura S, T. Evaluation of Symptomatic Carotid Plaques by Tissue Characterization Using Integrated Backscatter Ultrasound and Magnetic Resonance Imaging. Cerebrovasc Dis 2011;31: ( 査 読 有 り) (2) Kawasaki M, Hattori A, Ishihara Y, Okubo M, Nishigaki K, Genzou T, Saio M, Takami T, Minatoguchi S.Tissue Characterization of Coronary Plaques and Assessment of Thickness of Fibrous Cap Using Integrated. Comparative Study with Histology and Optical Coherence Tomography. Circ J 2010;74: ( 査 読 有 り) (3) Yamada K, Kawasaki M, Yoshimura S, T. Prediction of silent ischemic lesions after carotid artery stenting using integrated backscatter ultrasound and magnetic resonance imaging. Atherosclerosis 2010;208: ( 査 読 有 り) (4) 川 崎 雅 規 湊 口 信 也 冠 動 脈 IVUS IB-IVUSの 実 際 循 環 器 臨 床 サピア 血 管 エコー パーフェクトガイド 2010; ( 査 読 無 し) (5) 久 保 田 知 希 川 崎 雅 規 中 島 孝 竹 山 俊 昭 竹 山 麗 高 杉 信 寛 石 原 義 之 大 久 保 宗 則 八 巻 隆 彦 小 塩 伸 介 青 山 琢 磨 荒 井 正 純 西 垣 和 彦 湊 口 信 也

3 Integrated back scatterを 応 用 した 経 食 道 エコーによる 左 心 房 筋 の 評 価 と 心 房 細 動 予 測 岐 阜 県 内 科 医 会 雑 誌 2010;24: ( 査 読 無 し) (6) Kubota T, Kawasaki M, Takasugi N, Takeyama U, Ishihara Y, Okubo M, Yamaki T, Ojio S, Aoyama T, Arai M, Nishigaki K, Takemura G, Fujiwara H, Minatoguchi S. Evaluation of the Left Atrial Degeneration Using Integrated Backscatter Transesophageal Echocardiography for the Prediction of Atrial Fibrillation. JACC Cardiovasc Imaging 20092: ( 査 読 有 り) (7) Yamada K, Yoshimura S, Kawasaki M, T. Effects of atorvastatin on carotid atherosclerotic plaques: a randomized trial for quantitative tissue characterization of carotid atherosclerotic plaques with integrated backscatter ultrasound. Cerebrovasc Dis. 2009;28: ( 査 読 有 り) (8) Ono K, Kawasaki M, Tanaka R, Segawa T, Mtsuo H, Watanabe S, Takemura G, Minatoguchi S. Integrated backscatter and intima-media thickness of the thoracic aorta evaluated by transesophageal echocardiography in hypercholesterolemic patients: Effect of pitavastatin therapy. Ultrasound in Med & Biol. 2009;35: ( 査 読 有 り) (9) 川 崎 雅 規 血 管 内 エコー 法 の 進 歩 日 本 内 科 学 会 雑 誌 2009;98: ( 査 読 無 し) (10) 川 崎 雅 規 超 音 波 後 方 散 乱 波 で 何 がわかるか 心 エコー 2009;10: ( 査 読 無 し) (11) 川 崎 雅 規 Integrated Backscatter Intravascular Ultrasoundによる 冠 動 脈 プラーク 組 織 性 状 診 断 心 臓 2008;40: ( 査 読 無 し) (12) 川 崎 雅 規 超 音 波 後 方 散 乱 波 解 析 による 冠 動 脈 プラーク 組 織 性 状 診 断 循 環 器 科 2008;63: ( 査 読 無 し) (13) 川 崎 雅 規 Integrated Backscatter Intravascular Ultrasound Heart View 2008;12: ( 査 読 無 し) (14) Okubo M, Kawasaki M, Ishihara Y, Takeyama U, Kubota T, Yamaki T, Ojio S, Nishigaki K, Takemura G, Saio M, Takami T, Minatoguchi S, Fujiwara H. Development of Integrated Backscatter Intravascular Ultrasound for Tissue Characterization of Coronary Plaques. Ultrasound in Med Biol 2008;34: ( 査 読 有 り) (15) Okubo M, Kawasaki M, Ishihara Y, Takeyama U, Yasuda S, Kubota T, Tanaka S, Yamaki T, Ojio S, Nishigaki K, Takemura G, Saio M, Takami T, Fujiwara H, Minatoguchi S. Tissue Characterization of Coronary Plaques-Comparison of Integrated With Virtual Histology Intravascular Ultrasound-. Circ J 2008;72: ( 査 読 有 り) 学 会 発 表 ( 計 18 件 ) (1) 川 崎 雅 規 第 24 回 日 本 心 臓 血 管 内 視 鏡 学 会 シンポジウム( 東 京 )2010 年 1 0 月 2 日 Visiwave 対 応 型 Integrated Backscatter 血 管 内 超 音 波 の 開 発 と OCT との 比 較 による 冠 動 脈 プラーク 線 維 性 被 膜 の 厚 みの 測 定

4 (2) Kawasaki M The 4th Coronary Intravascular Ultrasound ( 招 待 講 演 ) (ソウル 韓 国 )2010 年 6 月 11 日 Tissue Characterization of Coronary Plaques Using IB-IVUS and OCT. (3) 川 崎 雅 規 第 73 回 日 本 循 環 器 学 会 総 会 パネルディスカッション( 京 都 )201 0 年 3 月 6 日 Tissue Characterization of Coronary Plaque Using Integrated (4) 川 崎 雅 規 第 73 回 日 本 循 環 器 学 会 総 会 シンポジウム( 京 都 )2010 年 3 月 5 日 New image reconstruction methods of optical coherence tomography for the analysis of culprit lesion in acute coronary syndrome. (5) 川 崎 雅 規 第 20 回 日 本 心 血 管 画 像 動 態 学 会 シンポジウム( 東 京 ) 2010 年 1 月 15 日 IB-IVUS による 冠 動 脈 プラー クの vulnerability 評 価 (6) Kawasaki M International Congress of Cardiology ( 上 海 中 国 ) 2009 年 12 月 5 日 Tissue Characterization of Coronary Plaques Using Integrated (7) 川 崎 雅 規 第 18 回 日 本 心 血 管 インター ベンション 治 療 学 会 学 術 集 会 パネルデ ィスカッション( 札 幌 )2009 年 6 月 29 日 IB-IVUS Update (8) Kawasaki M The 3rd Coronary Intravascular Ultrasound 2009( 招 待 講 演 ) ( 光 州, 韓 国 ) 2009 年 6 月 11 日 Integrated Backscatter Intravascular Ultrasound (9) Kawasaki M The 60th International Medical Conference( 招 待 講 演 ) (ソウ ル 韓 国 ) 2009 年 5 月 10 日 Tissue Characterization of Coronary Plaques Using Integrated Backscatter Intravascular Ultrasound. (10) Kawasaki M The 17th Asian Pacific Congress of Cardiology シンポジウム ( 京 都 ) 2009 年 5 月 8 日 Detection of vulnerable plaques using integrated backscatter intravascular ultrasound. (11) 川 崎 雅 規 第 72 回 日 本 循 環 器 学 会 総 会 シンポジウム( 大 阪 )2009 年 3 月 1 9 日 冠 動 脈 硬 化 のプロセスと 治 療 戦 略 IB-IVUS による 検 討 (12) 川 崎 雅 規 第 19 回 日 本 心 血 管 画 像 動 態 学 会 シンポジウム( 和 歌 山 )2009 年 1 月 16 日 Integrated backscatter 血 管 内 超 音 波 法 (13) 川 崎 雅 規 第 31 回 日 本 高 血 圧 学 会 モ ーニングセミナー( 札 幌 ) 2008 年 10 月 11 日 超 音 波 画 像 でみる 動 脈 硬 化 治 療 戦 略 (14) Kawasaki M The 4th Coronary Intravascular Ultrasound ( 招 待 講 演 ) (ソウル 韓 国 )2008 年 5 月 30 日 The principles of catheter based tissue characterization of coronary plaques (15) Kawasaki M The 16th Congress of the International Cardiac Doppler Society シンポジウム( 神 戸 ) 2008 年 4 月 1 2 日 Coronary tissue characterization using integrated backscatter intravascular ultrasound (16) 川 崎 雅 規 第 72 回 日 本 循 環 器 学 会 総 会 サテライトシンポジウム( 福 岡 )200 8 年 3 月 23 日 冠 動 脈 硬 化 のプロセス と 治 療 戦 略 IB-IVUS による 検 討 (17) 川 崎 雅 規 第 18 回 日 本 心 血 管 画 像 動 態 学 会 シンポジウム( 三 重 )2008 年 1

5 月 18 日 Integrated backscatter 血 管 内 超 音 波 法 (18) Ishihara Y, Kawasaki M. Longitudinal assessment of coronary plaques by use of three-dimensional Integrated (3D IB-IVUS. ( 米 国 ニューオーリン ズ) 2008 年 11 月 10 日 Longitudinal assessment of coronary plaques by use of three-dimensional Integrated Backscatter Intravascular Ultrasound (3D IB-IVUS) 岐 阜 大 学 医 学 部 附 属 病 院 講 師 研 究 者 番 号 : (2) 研 究 分 担 者 ( ) 研 究 者 番 号 : (3) 連 携 研 究 者 ( ) 研 究 者 番 号 : 図 書 ( 計 0 件 ) 産 業 財 産 権 出 願 状 況 ( 計 0 件 ) 名 称 : 発 明 者 : 権 利 者 : 種 類 : 番 号 : 出 願 年 月 日 : 国 内 外 の 別 : 取 得 状 況 ( 計 0 件 ) 名 称 : 発 明 者 : 権 利 者 : 種 類 : 番 号 : 取 得 年 月 日 : 国 内 外 の 別 : その 他 ホームページ 等 6. 研 究 組 織 (1) 研 究 代 表 者 川 崎 雅 規 (KAWASAKI MASANORI)