レーザーESD標準化に向けた消化器癌の超早期検出とその場適応診断法の確立
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20H04549
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 90130:Medical systems-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
粟津 邦男 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (30324817)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西村 隆宏 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (10722829)
森田 圭紀 神戸大学, 医学研究科, 特命准教授 (60420460)
間 久直 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70437375)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
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| Keywords | 光線力学診断 / 術中蛍光診断 / レーザーESD / PDD内視鏡 / 蛍光内視鏡 / PDD |
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| Outline of Research at the Start |
本申請研究では，消化管壁深層の癌局在診断と正確な術前診断を可能にする光線力学診断 (PDD)内視鏡システムを実現する．レーザー内視鏡的粘膜下層剥離術(レーザー ESD)では外科手術不要 で低侵襲な消化管癌治療が期待される一方，粘膜下層に分布する微小浸潤癌の早期検出やその場での迅速な ESD 適応判定が課題となっている．本研究では，表層病変の高感度検出が可能で保険適用 が進められている PDD とその励起波長依存性に着目する．最適な励起光波長を算出し，従来は粘膜表層に限定されていたPDD内視鏡の観察領域を粘膜下層以深へ拡張する．励起光変調と機械学習の融合による浸潤領域の診断手法を確立する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、複数波長により励起可能な光線力学診断（PDD）のための光学系を搭載した内視鏡システムの実装と動物実験による有効性の検証を行った。昨年度構築した励起光波長405nmと505nmによる5-aminolevulinic acid-based photodynamic diagnosis（ALA-PDD）が可能な硬性鏡システムを用いて、取得蛍光像の評価を行った。担癌マウスに対するPDDを実施した際の励起波長405 nmと505 nmにより取得した蛍光像と、観察後の組織切片像を評価したところ、皮下直下の腫瘍に対しては励起波長405nmが有効であり、深部に深達している領域については波長505nmの励起が有効であることを確認した。この結果から、励起光波長の最適化により、観察深度を拡張でき、消化管壁深層の局在診断や ESD 適応診断への応用可能性を実験的に示した。また、ALA-PDDにおいて、光増感剤として機能するprotoporphyrin IX (PpIX)の蛍光退色により、腫瘍検出のための蛍光発光強度が低下することが課題となる。そこで、PpIXへの光照射による蛍光退色に伴って生成されるphotoprotoporhyrin(Ppp)の蛍光を利用して、深部腫瘍のPDD時の蛍光検出強度を退色後に向上させることを検討した。原理実証実験として、PpIXを励起波長505nmで観察により蛍光退色した後に、Pppを励起するため波長450nmにて照射したところ、蛍光の総強度が向上することを確認した。蛍光退色後にPpIXとPppを波長450nmにて同時に両者を励起すると、PpIXのみの初期状態と比較して、1.6-3.9倍の蛍光強度の増加が得られた。これは、励起波長を変更することにより、蛍光退色後の腫瘍からの蛍光強度を回復できることを意味し、PDDの観察時間の拡張につながることが期待される．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(13 results)
