| Project/Area Number |
23K11934
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 90140:Medical technology assessment-related
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
川野 孝文 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 准教授 (40457651)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
家入 里志 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (00363359)
鳥飼 源史 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (00535635)
大西 峻 鹿児島大学, 医歯学域鹿児島大学病院, 講師 (10614638)
村上 雅一 鹿児島大学, 鹿児島大学病院, 特任助教 (40825361)
植村 宗則 神戸大学, 医学研究科, 非常勤講師 (50636157)
杉田 光士郎 鹿児島大学, 鹿児島大学病院, 特任助教 (50781514)
杉本 真樹 帝京大学, 付置研究所, 教授 (70398733)
春松 敏夫 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (70614642)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 蛍光ガイド下手術 / MR技術 / ナビゲーション手術 / 3Dホログラム / MR / 小児がん / 手術シュミレータ |
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| Outline of Research at the Start |
我々はこれまでに、手術ナビゲーションや小児外科疾患特異的なモデルも含めて内視鏡外科手術シミュレータを開発してきた。また、外科医の鉗子運動特性の研究も行ってきた。これら研究活動の中で、術前および術中の映像の違いにより、疾患の理解や手術方針に違いが生じている可能性に着目した。現実空間に３D ホログラムとして投影提示するMR 技術と、小児がん(固形腫瘍に対する蛍光ナビゲーションガイド下手術を確立させ、予後を改善させるべく臨床現場における外科医の手術方針を含む包括的治療支援システムを構築する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナビゲーション手術とMＲ技術を応用した複合現実の空間に、小児の悪性腫瘍疾患の情報を３D ホログラムで表示して、切除方法・切除範囲の理解を深め、より安全に最大限の切除を可能とする術式の決定ができるか、手術方法と切除範囲の決定の両側面からアプローチするということが本研究の一つ目の課題である。また腫瘍自身を新たな試薬を用いて腫瘍特異性の高い蛍光ガイド下手術の実現性を目指し、実際に執刀する外科医の腫瘍の切除範囲の理解を複合的に行い、より安全に最大限の切除を可能とする術式の決定ができるか、実際の手術方法と切除範囲の決定の両側面からアプローチするということが本研究課題の命題となる。手術が大きく予後に関与すると考えられる代表的な小児悪性固形腫瘍の神経芽細胞腫の細胞株において３D ホログラムと普及型の2D モニター表示を５α-アミノレブリン酸の投与を行い410nm の青色光を用いて発行可能かどうかを検討し実際に臨床応用できるか検討することがまず一つ目の目標となり、同時並行で３D ホログラムと普及型の３D モデルの２つを比較した際に、専門医の疾患の理解度に有意差が生じるかどうかを検討し、３D ホログラムと普及型の2D モニター表示を比較した際に、小児外科執刀医の疾患の理解度に有意差が生じるかといった専門性の違いによる検討も行う。最後に３Ｄホログラムを利用することにより、より腫瘍の切除率に影響を与えるかどうかの検討を行う。つまり３D ホログラムとナビゲーション手術の技術を用いて、臨床的見地から小児がん(固形腫瘍)の切除率向上という観点での医療技術の検証を行うことを目的とする。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
これまでに小児がん患者の造影CTデータを用いて3Dホログラムおよび普及型2Dディスプレイ上の3Dモデルを構築し、これを基に座学のみを経験した医学部学生を対象に理解度評価を実施した。結果として、統計的な有意差は得られなかったが、腫瘍局在の認識精度において一定の傾向が観察された。臨床研修医および専攻医、小児外科専門医を対象に調査を拡大し、MR技術が術前の理解度・意思決定・教育効果に及ぼす影響の検証を進めている。特に専門性の違いによる効果の差異に着目し、ホログラムの有効性を多面的に評価している。３Ｄホログラムを利用することにより、より腫瘍の切除率に影響を与えるかどうかといった問題、つまり３D ホログラムとナビゲーション手術の技術を用いて、臨床的見地から小児がん(固形腫瘍)の切除率向上という観点での医療技術にかんしては、手術に対するイメージが深まりより良い理解を得た。また、蛍光ガイド下手術に向けた基礎研究として、腫瘍細胞の培養を進めており、5-ALAによる腫瘍特異的な蛍光発現の条件最適化を図っている段階である。技術面・倫理面からの調整も並行して行っており、臨床応用に向けた基盤整備を継続中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、3Dホログラムおよびナビゲーション手術技術の臨床応用における有効性をさらに精緻に検証する。特に、術者の術前理解度、切除戦略の構築、実際の切除精度への影響を、定量的・定性的に評価するプロトコールを策定し、症例ベースでの前向き研究を進める予定である。術前および術後の画像（CT/MRI）を用いた客観的な切除率評価法も確立しつつある。３D ホログラムとナビゲーション手術の技術を用いて、臨床的見地から小児がん(固形腫瘍)の切除率向上という観点での医療技術の検証を行っていくとともに、3Dホログラムの検証について行い、学会や論文等で発表していく予定である。基礎的実験である細胞を利用した実験についても、腫瘍細胞の培養をさらに進めて、効率よく腫瘍細胞に５α-アミノレブリン酸を取り込むための情報収集を学会等に参加して発表を行っていく予定である。
将来的には、MR技術による術前シミュレーションと術中ナビゲーション、さらに蛍光ガイドによる切除補助という三位一体の統合的支援システムの確立を目指す。これにより、小児がん手術の精度、安全性、根治性の向上を実現し、教育・訓練ツールとしての波及効果も期待される。研究全体は、プロトコールに基づき計画的に進行させ、国内外の学術的な発信を通じて医療技術の標準化に貢献する方針である。
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