【研究領域課題番号】CT-21H03799/" target="kaken" >21H03799 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

CT / 重力 / 嚥下 / 排尿 / 歩行 / 立位 / 姿勢 / 前立腺肥大

【研究成果の概要】

健康長寿の時代において機能性疾患の病態解明は重要性が高くなっている。人体の機能は臥位でCTやMRIを用いて4次元解析が可能になっている。嚥下、排尿、運動の３つの機能は立位・座位でないと評価が難しい。初年度は、この３つの機能評価の為の検査法を確立することを目標とした。
嚥下は、座位撮影用の椅子が必要で、その設計を完了した。撮影法は、半座位を参考に3.3秒の連続スキャンで合図と共に撮影開始することで、被曝線量2.0mSV程度と自然被ばく線量(2.4mSv)より少ない線量で嚥下の動態を解析できることを明らにした。
排尿は、膀胱収縮と尿道形態の解析を目的としている。正常群での撮影経験はあったが、今回排尿障害群を検討した結果、排尿初期に２秒間隔、後半で5秒間隔の撮影法を採用した。被曝線量は約3.5mSvで、かつての胸部ＣＴ(7mSv)と比べても極めて低い。蓄尿量の確認のためには簡易的な超音波装置を活用し、排尿時には全自動尿量計フローマスターで排尿量や秒間あたりの尿量も計測することで、確実性が高く、定量性も高い検査になった。また、尿道の形態評価は、従来は直接尿道造影法で行われていたが、亀頭から造影剤を逆行性に注入する侵襲性の高い検査である。今回の方法は、造影剤を経静脈注射して排尿時に撮影をするだけであり、非侵襲的な評価方法が確立できた。患者数の多い前立腺肥大において尿道狭窄の状態評価への活用が期待できる。
歩行機能については、まず歩行に基本になる立位での筋肉量解析姿勢の評価を行った。姿勢解析は足下に床反力計を置き、荷重の床反力ベクトルを調べたところ、足関節中心前方、膝関節中心前方、股関節中心の後方、両側骨頭中心部を通過することがわかった。重心ベクトルの方向を立体的に解析できたのは初めてであり、姿勢の基準評価となりえる。今後、姿勢の軸変化と疾患の関係や歩行機能との関係を検討していく。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【配分額】16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)

【研究領域課題番号】CT-20K08056/" target="kaken" >20K08056 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

CT / 立位 / 座位 / 画像 / 解明 / computed tomography / 臥位 / 病態解明

【研究成果の概要】

①健常ボランティアにおいて、気管・気管支の断面積は臥位よりも立位の方が大きいこと、臥位CTよりも立位CTの方が気管・気管支の断面積から呼吸機能検査の1秒量を正確に予測できることを示し、論文発表した(Clin Anat. 2021;34(8):1150-1156)。立位での気管・気管支の断面積の正常値も算出できたため、今後この正常値が様々な呼吸器疾患の病態解明に役立つと考えられる。②側弯症を対象に、立位脊椎全長X線から得られた脊椎骨盤パラメーターを、立位CTで得られた数値と比較し、その正確性を評価したところ、第2胸椎と第5胸椎の角度は約2度、第5胸椎と第12胸椎の角度は約3度、立位CTより立位脊椎全長X線での値が小さくなる傾向を認め、論文発表をした（BMC Musculoskelet Disord. 2021;22(1):899）。立位脊椎全長X線から得られる胸椎角度の評価時には注意する必要があることが示唆された。③変形性膝関節症において、臥位から立位となると、病期初期に脛骨の回旋について有意な変化が起こることを論文発表した（BMC Musculoskelet Disord. 2022;23(1):253）。初期変形性膝関節症は回旋異常がトリガーとなっている可能性が示唆された。④変形性膝関節症が重症になればなるほど、足関節のアライメントにも変化があることを論文発表した（BMC Musculoskelet Disord. 2022;23(1):321）。この結果は変形性膝関節症のリハビリテーションに役立つ可能性がある。⑤健常ボランティアの自然立位における上肢の各関節の角度の正常値を算出し、論文発表をした（J Orthop Surg Res. 2022;17(1):239）。今後、この正常値が様々な上肢運動器疾患の病態解明に役立つと考えられる。なお、後述の複数の学会発表も行った。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】放射線科学

【研究領域課題番号】CT-17K16482/" target="kaken" >17K16482 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

CT / computed tomography / 立位 / 座位 / 呼吸器 / 胸部 / 肺 / 循環器

【研究成果の概要】

新たな診断機器である立位（座位）胸部CTが、日常臨床検査として施行可能であることを確認した。
無症状ボランティアにおいて、臥位と比較して立位で、両側全肺体積・両側肺上葉体積・両側肺下葉体積は有意に大きく、さらに肺下葉においてその違いが大きいことが明らかとなった。一方で右肺中葉は、臥位と立位で体積が変わらないことが分かった。慢性閉塞性肺疾患においては、肺上葉・下葉については立位の方が臥位より体積が大きい一方、中葉については立位の方が臥位より体積が小さいことが明らかとなった。
また、立位CTでの全肺体積は、臥位CTでの全肺体積と比較して、呼吸機能検査での全肺気量の値に、より近いことが明らかとなった。

【研究の社会的意義】

現在の通常のCTは臥位で撮影するため、ヒトの日常生活の状態(立位/座位)を3次元的に画像化できていなかった。
新たな診断機器である立位CTを用いた本研究により、無症状ボランティアにおいても胸部疾患においても、立位と臥位で解剖学的構造はかなり異なることが明らかとなった。本研究結果は、特に臥位と立位で症状の異なる疾患において、未解明の病態を解明するための基礎的データになると考えられる。また、立位CTの肺体積のデータは、ヒトの日常生活の肺の状態を反映しているため、肺葉切除術予定の肺癌患者における、術後肺機能のより正確な予測に役立つ可能性があり、適切な治療法選択に役立つ可能性がある。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】放射線科学

【研究領域課題番号】CT-17H04266/" target="kaken" >17H04266 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

CT / 重力 / 体位 / 立位 / 静脈 / 骨盤底 / 肺 / 脳 / 脊椎管狭窄症 / 骨盤脱 / 鼠経ヘルニア / 臥位 / 座位 / 肺容積 / 骨盤底筋群 / Computed tomography / upright / supine

【研究成果の概要】

メーカーと共同開発した世界初の立位CTを導入し、ファントム実験にて物理特性が従来の臥位CTと同等であること、臥位CTに比べ入退出時間が有意に短く、ワークフローが向上することを確認した。健常人180例で立位での人体の解剖学的構造を検討した。従来、脳は体位によって動くことはないとされてきたが、立位では位置の下垂が見られこと、肺は立位で容積が増大するが、変化率は葉により異なり、中葉は不変であること、骨盤底は女性の方が男性より、また加齢に伴い下垂の程度が大きくなることがわかった。また、静脈容積は体位により変化するが、その変化の仕方が上半身と下半身で異なり、脳内静脈は体位よる変化がないことがわかった。

【研究の社会的意義】

これまで画像診断は、臥位撮影で器質的疾患の定量・定性評価を担い、生命予後の改善に貢献することを目標としてきた。超高齢化社会を迎え、健康長寿を実現するためには、機能的疾患を早期に発見することの重要性が高まってきた。ヘルニア、脊椎管狭窄症、骨盤脱などの立位で症状の増悪する病態は多くあり、立位撮影の必要性が今後高くなると思われる。今回の正常人での解剖学的構造の定量化は、機能性疾患の早期発見のための異常値を規定するための基礎データになる。また、臥位と比べた解剖学構造の動的変化率を検討することにより、立位のみや臥位のみの静的データと違い、新たな早期発見の指標になる可能性がある。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)