近赤外線CTの非侵襲的脳機能検査法実用化への展開研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10558116
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 永井 克也 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (70029966)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奥村 正文 日本シェーリング, 基礎研究所, 研究員 ; 江田 英雄 島津製作所, 基礎技術研究所, 主任 ; 杉田 義郎 大阪大学, 健康体育部, 教授 (50127239)
• Keywords: ヘモグロビン / ミオグロビン / シトクロム酸化酵素 / 血流 / 酸素濃度 / てんかん発作 / 頚動脈 / 脳機能

Research Abstract

700〜1,200 nmの近赤外光は頭蓋骨を透過する上に、ヘモグロビン (Hb) やミオグロビン (Mb) などのヘム蛋白質やシトクロム酸化酵素にa,a_3 の銅蛋白質はこの波長範囲に吸収帯を持つ。この性質を利用して690 nm、780 nm 及び805 nmの半導体レーザー光の吸収を測定し、従来の直線バックプロジェクション法ではなく散乱光の吸収をも情報として採用する光の拡がりを考慮した演算法と新たな画像解析プログラムを用いてCT画像を作成する本近赤外線CT装置では脳内の血流、酸素消費や神経活動などが測定可能となった。しかも、以前の装置では血液をHbを含まない人工血漿に置換しないと測定が不可能であったが。本装置では測定可能であることが明らかとなった。即ち、麻酔下でラットの一側の双頚動脈を結紮すると同側の酸素濃度が減少することが、oxyHb とdeoxyHb の解析により認められた。次いで本装置によるてんかん発作時の脳の血流変化の測定を行ったところ、発作を引き起こす pentylenetetrazole を末梢に投与したり、FeCL_3 を脳内に投与したりすると、てんかん発作を引き起こす各々の薬物量の投与により血流の増加が局所的に認められ、このことがてんかん脳波の出現と平行することを示す知見が予備実験の段階ながら認められた。今後、この知見の確認と触覚、痛覚、温度覚、嗅覚などの刺激時の脳内の局所血流の変化の検討を行いたいと考えている。