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Organ Assessment using a fusion visualization method of flow and metabolism for organ resuscitation

Research Project

Project/Area Number 19K04173
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 19010:Fluid engineering-related
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

OBARA Hiromichi  東京都立大学, システムデザイン研究科, 准教授 (80305424)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松野 直徒  旭川医科大学, 医学部, 特任教授 (00231598)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords機械灌流 / 臓器移植 / 臓器工学 / 機能評価 / 可視化 / 臓器機械灌流 / 移植医療 / 流れの可視化計測 / 近赤外計測 / 臓器再生 / 臓器機能評価
Outline of Research at the Start

提供臓器不足は移植医療の大きな課題である.このような臓器に対して機能維持を図りさらには機能回復再生を目指す機械臓器灌流技術があり,臓器機能を再生し移植へつなぐために移植用臓器の評価技術の革新が求められている.本研究では,臓器内に灌流液を灌流する臓器機械灌流技術を用い,機能再生した臓器の定量的な評価技術確立のため,臓器深部の肝細胞の代謝も含め可視化可能な近赤外域領域情報を活用・融合し,ミクロ,マクロのマルチスケール計測により臓器機能を評価可能な臓器内流動・代謝融合可視化法を提案し,臓器移植のための機能評価技術を確立する.

Outline of Final Research Achievements

Organ transplantation, a well-established medical treatment, is the shortage of donated organs. Assessment method is necessary to apply marginal donor organs or organs donated after cardiac death.
In this study, we proposed a quantitative assessment method for organ function using organ perfusion that can preserve and restore organ function. The method for assessment organ function is a fusion of the ICG fluorescence method, which uses fluorescence in the near-infrared region, and the spatio-temporal temperature flow measurement method. This method provides fundamental knowledge to establish the functional evaluation techniques for organ transplantation. Furthermore, the usefulness of this method are demonstrated.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果は従来の技術では移植につなぐことに課題のあった臓器を移植前に評価することを可能とすることを可能とするものである.社会的な意義として,移植可能臓器数の拡大を図ることができるのみならず,移植することのできなかった心臓停止後に提供される臓器の移植をおこなうための重要な機能評価を可能とする.従来は届けることのできなかった臓器を届け,一つでも多くのいのちをつなぐことを可能とするものである.また,学術的には体外に取り出しされた臓器を統合的に機能評価可能とすることにより,今後の再生医療研究の発達のために必要な基盤技術として,また体外での臓器構築のための研究技術として重要なものである.

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Open Access: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Hybrid assessment method of hydrodynamics and metabolism with digital biopsy using artificial intelligence for liver machine perfusion2021

    • Author(s)
      小原 弘道、二方 幹弥、佐藤 優樹、中條 哲也、暮地本 宙己、絵野沢 伸、李 小康、松野 直徒
    • Journal Title

      Organ Biology

      Volume: 28 Issue: 2 Pages: 142-146

    • DOI

      10.11378/organbio.28.142

    • NAID

      130008068832

    • ISSN
      1340-5152, 2188-0204
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Beneficial effects of end-ischemic oxygenated machine perfusion preservation for split-liver transplantation in recovering graft function and reducing ischemia?reperfusion injury2021

    • Author(s)
      Ishii Daisuke、Matsuno Naoto、Gochi Mikako、Iwata Hiroyoshi、Shonaka Tatsuya、Nishikawa Yuji、Obara Hiromichi、Yokoo Hideki、Furukawa Hiroyuki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 22608-22608

    • DOI

      10.1038/s41598-021-01467-0

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 機械学習を援用する臓器機能評価のための肝臓内画像流動計測法2020

    • Author(s)
      長谷川 海地、小原 弘道、松野 直徒、中條 哲也、絵野沢 伸、平野 俊彦
    • Journal Title

      Organ Biology

      Volume: 27 Pages: 191-196

    • NAID

      130007888705

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      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] Tensile behavior and extensional viscosity of bile2019

    • Author(s)
      Minh Nguyen Ngoc、Obara Hiromichi、Shimokasa Kenji、Zhu Junfang
    • Journal Title

      Biorheology

      Volume: 56 Issue: 4 Pages: 237-252

    • DOI

      10.3233/bir-190216

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 命をとどける移植医療のための臓器機械灌流技術2021

    • Author(s)
      小原 弘道、松野 直徒、中條 哲也、墓地本 宙己、李 小康
    • Organizer
      日本機械学会倍エンジニアリング講演会
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      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 機械灌流における ICG 代謝の時空間変化を用いた肝臓機能評価2021

    • Author(s)
      小原弘道,二方幹弥,中條哲也,暮地本宙己, 石井大介,岩田浩義,絵野沢伸,李小康,松野直徒
    • Organizer
      移植学会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 過小肝のための機械灌流中における時空間温度計測による虚血障害予測法の提案2021

    • Author(s)
      小原弘道,佐藤優樹,中條哲也,暮地本宙己, 石井大介,岩田浩義,絵野沢伸,李小康,松野直徒
    • Organizer
      日本移植学会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 時空間温度分布計測を用いた DCD 肝臓の機械灌流による虚血再灌流障害評価2021

    • Author(s)
      佐藤優樹、小原弘道、山本明槻,二方幹弥,中條哲也、暮地本宙己、Mohd Zin Nur Khatijah、石井大介,岩田浩義,絵野沢伸,李小康,松野直徒
    • Organizer
      日本移植学会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 肝臓機械灌流のためのデジタルバイオプシによる流動代謝融合評価手法2021

    • Author(s)
      小原弘道、山本明槻,佐藤優樹、二方幹弥,中條哲也、暮地本宙己、絵野沢伸,李小康,松野直徒
    • Organizer
      臓器保存生物医学会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 移植医療のための臓器機械灌流中の血管応答を用いた肝臓機能評価法2020

    • Author(s)
      渡辺大智,小原弘道, 松野直徒,中條哲也
    • Organizer
      日本機械学会年次大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 臓器機械灌流を活用した温度勾配分布計測による虚血障害予測2020

    • Author(s)
      佐藤優樹,小原弘道,松野直徒,渡辺大智,二方 幹弥,中條哲也,絵野沢伸,平野俊彦,暮地本宙己,古川博之,梨井 康
    • Organizer
      日本移植学会総会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 移植医療のための臓器機械灌流による肝動脈圧緩和特性を用いた迅速肝臓機能評価法2020

    • Author(s)
      渡辺 大智,小原 弘道,佐藤 優樹,二方 幹弥,中條哲也 、平野俊彦,絵野沢伸,梨井 康,松野 直徒
    • Organizer
      人工臓器学会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Liver viability assessment for machine perfusion with flow distribution visualization methods using a thermography2019

    • Author(s)
      Hasegawa K., Matsuno N., Enosawa S., Hirano T., Yoshikawa R., Morito N., Obara H
    • Organizer
      International Liver Transplantation Society Annual Congress 2019
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Liquid-Liquid two layer flow for medical cell therapy2019

    • Author(s)
      Takafumi Nozaki, Tomoki Morikawa, Hiromichi Obara
    • Organizer
      International Congress on Multiphase Flow 2019(ICMF 2019)
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 再生医療時代に向けた臓器工学2019

    • Author(s)
      小原弘道
    • Organizer
      日本機械学会 イブニングセミナー
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      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 流れで機能をつなぐ臓器工学2019

    • Author(s)
      小原弘道
    • Organizer
      日本高分子学会武蔵野地区高分子懇話会
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      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ICG イメージングバイオプシによる虚血障害予測手法の検討2019

    • Author(s)
      二方 幹弥,小原弘道,松野直徒,渡辺大智,長谷川海地,朱イシュン 中條哲也,絵野沢伸,平野俊彦,古川博之
    • Organizer
      臓器保存生物医学会講演会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 機械学習を援用する肝臓内画像流動計測法に向けた基礎検討2019

    • Author(s)
      長谷川海地,小原弘道,松野直徒,二方 幹弥,渡辺大智,朱イシュン 中條哲也,絵野沢伸,平野俊彦,古川博之
    • Organizer
      臓器保存生物医学会講演会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 臓器移植・再生医療のための機械灌流における流体工学2019

    • Author(s)
      小原弘道,朱蔚駿,渡辺大智,長谷川 海地,二方幹弥,松野直徒
    • Organizer
      日本機械学会年次大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 小原弘道,長谷川 海地,渡辺 大智,二方 幹弥, 吉川 遼 ,松野直徒2019

    • Author(s)
      移植用臓器機能評価のための臓器内近赤外時空間可視化計測
    • Organizer
      日本機械学会流体部門講演会
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 灌流バッグ及び灌流装置2021

    • Inventor(s)
      小原弘道・松野直徒
    • Industrial Property Rights Holder
      小原弘道・松野直徒
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-170279
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2025-03-27  

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