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波長5.75マイクロメートルのレーザーを用いた低侵襲な血管形成術の開発

Research Project

Project/Area Number 14J00720
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Medical systems
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

橋村 圭亮  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords動脈硬化 / 血管形成術 / レーザー治療 / 低侵襲治療 / コレステロールエステル
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は波長5.75μmのレーザーを用いた低侵襲な血管形成術を実現させることである。コレステロールエステルのエステル結合に特有の吸収のある波長5.75μmを利用した低侵襲な血管形成術の実現に向けて、臨床を模擬した実験系の下で病変選択的な治療パラメーターを詳細に決定し、レーザー治療機器プロトタイプを開発する。
平成26年度には、現在有用性を検討している波長5.7μm帯量子カスケードレーザー(QCL)のパルス構造を制御することにより、照射部周囲への熱影響を抑えることに成功した。加えて、正常組織と病変組織との間に反応選択性があることが確認された。
平成27年度は、照射パラメーターの網羅的な変化に対する照射効果の比較、飛散物の大きさの測定、ファイバー導光下での照射条件の検討を行う予定であったが、パルス構造を改良できるようになったことにより、パルスの安定性や波長スペクトルが変化している可能性が考えられたため、それぞれ測定を行う必要が生じた。その結果、パルス構造は安定しているものの、パルス構造の変化によりレーザーの発振波長スペクトルが変化することが示された。
以上のような懸念があったものの、ウサギ動脈硬化病変および正常血管に対し様々な照射条件で照射実験を行ったところ、短時間照射を繰り返し行うことにより、より選択的な切削を行うことに成功した。したがって、5.7μm帯QCLを用いた安全なレーザー血管形成術の開発におけるマクロパルス照射の有用性が示された。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] 波長5.75μmのパルスレーザーによる動脈硬化プラークの低侵襲切削技術の開発2016

    • Author(s)
      橋村圭亮, 石井克典, 粟津邦男
    • Journal Title

      レーザー研究

      Volume: 44 Pages: 174-178

    • NAID

      130007957191

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Selective ablation of atherosclerotic lesions with less thermal damage by controlling the pulse structure of a quantum cascade laser in the 5.7-μm wavelength range2016

    • Author(s)
      K. Hashimura, K. Ishii, K. Awazu
    • Journal Title

      Optical Review

      Volume: 23 Issue: 2 Pages: 299-306

    • DOI

      10.1007/s10043-015-0162-x

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Selective removal of atherosclerotic plaque with a quantum cascade laser in the 5.7 μm wavelength range2015

    • Author(s)
      K. Hashimura, K. Ishii, K. Awazu
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 54 Issue: 11 Pages: 112701-112701

    • DOI

      10.7567/jjap.54.112701

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Coagulation and Ablation of Biological Soft Tissue by Quantum Cascade Laser with Peak Wavelength of 5.7μm2014

    • Author(s)
      Keisuke Hashimura, Katsunori Ishii, Naota Akikusa, Tadataka Edamura, Harumasa Yoshida, Kunio Awazu
    • Journal Title

      Journal of Innovative Optical Health Sciences

      Volume: 7 Issue: 03 Pages: 1450029-1450029

    • DOI

      10.1142/s1793545814500291

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Selective ablation of rabbit atherosclerotic plaque with less thermal effect by the control of pulse structure of a quantum cascade laser in the 5.7μm wavelength range2016

    • Author(s)
      Keisuke Hashimura, Katsunori Ishii, Kunio Awazu
    • Organizer
      Photonics West BiOS 2016
    • Place of Presentation
      The Moscone Center (San Francisco, CA, USA)
    • Year and Date
      2016-02-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] パルス構造を改良した波長5.7μm帯量子カスケードレーザーによる動脈硬化病変の低侵襲かつ選択的な切削2016

    • Author(s)
      橋村圭亮, 石井克典, 粟津邦男
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第36回年次大会
    • Place of Presentation
      名城大学天白キャンパス(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2016-01-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 波長5.7μm帯量子カスケードレーザーのパルス構造制御による熱影響を抑えたウサギ動脈硬化プラークの選択的切削2015

    • Author(s)
      橋村圭亮, 石井克典, 粟津邦男
    • Organizer
      第36回日本レーザー医学会総会
    • Place of Presentation
      栃木県総合文化センター(栃木県宇都宮市)
    • Year and Date
      2015-10-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] パルス構造を制御した波長5.7μm帯量子カスケードレーザーによるウサギ動脈硬化病変の選択的切削2015

    • Author(s)
      橋村圭亮, 石井克典, 粟津邦男
    • Organizer
      第28回日本レーザー医学会関西地方会
    • Place of Presentation
      TKPガーデンシティ京都(京都府京都市)
    • Year and Date
      2015-07-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Mid-infrared laser tissue interactions for less-invasive and selective laser treatments2015

    • Author(s)
      Keisuke Ishii, Keisuke Hashimura, Kunio Awazu
    • Organizer
      The Joint Symposium of 9th International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics, and 6th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics
    • Place of Presentation
      Research Institute of Electrical Communication, Tohoku University, Sendai, Miyagi
    • Year and Date
      2015-03-02 – 2015-03-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Improvement of thermal effects to rabbit atherosclerotic aortas by macro pulse irradiation of a quantum cascade laser in the 5.7μm wavelength range2015

    • Author(s)
      Keisuke Hashimura, Katsunori Ishii, Kunio Awazu
    • Organizer
      Photonics West BiOS 2015
    • Place of Presentation
      The Moscone Center, San Francisco, CA, USA
    • Year and Date
      2015-02-07 – 2015-02-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 波長5.7μm帯量子カスケードレーザーのパルス構造制御による熱影響を抑えた動脈硬化病変の切削2015

    • Author(s)
      橋村圭亮,石井克典,粟津邦男
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第35回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学高輪校舎,東京都港区
    • Year and Date
      2015-01-11 – 2015-01-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 波長5.7μm帯量子カスケードレーザーのマクロパルス照射を用いたウサギ動脈硬化病変に対する熱影響の改善2014

    • Author(s)
      橋村圭亮,石井克典,粟津邦男
    • Organizer
      第35回日本レーザー医学会総会
    • Place of Presentation
      京王プラザホテル,東京都新宿区
    • Year and Date
      2014-11-29 – 2014-11-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 波長5.7μm帯量子カスケードレーザーのウサギ動脈硬化組織への照射におけるパルス構造と熱影響の関係2014

    • Author(s)
      橋村圭亮,石井克典,粟津邦男
    • Organizer
      第27回日本レーザー医学会関西地方会
    • Place of Presentation
      AP大阪駅前梅田1丁目,大阪府大阪市
    • Year and Date
      2014-07-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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