臓器移植に伴う拒絶反応の生体近赤外分光法による無侵襲計測

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13671271
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 金城 勝 国立循環器病センター研究所, 共通実験室, 室長 (10132929)
• Keywords: 生体近赤外分光 / 臓器移植 / 拒絶反応 / 波長可変レーザー

Research Abstract

従来の生体近赤外測定においては、光源強度の制約から、複数個のレーザーを用いた3波長、4波長測定が行われていた。しかし、これでは得られる情報量は少なく、かつ、精度も低い。私達は連続スペクトルが潜在的に持っている情報量の多さに着目して、生体の連続スペクトルを測定し、多成分解析を行うことにより生体内物質を定量するシステムを開発した。連続波長光源には強度を犠牲にしてハロゲンランプを用いていたため、体外から測定するには光量が少なくS/N比の良いスペクトルが得られず、やむなく動物を開腹して測定していた。従って、無侵襲測定とはいえず、そのためには強力な連続光光源が必要であった。そこで、本研究においては、近時、発達の著しい波長可変レーザーの導入を試み、前年度までに、近赤外領域で広い可変領域を持つ波長可変レーザーを作製し、その安定化を図り、テスト測定を行った。今年度に入り、臓器移植モデルとして肝臓移植したラットを用いた長期測定に臨んだ。私達の使用している分光器はダイオードアレイを用いた多チャンネル測定システムで自走型であるため、波長可変レーザーとの同期が取り難いため、テスト段階では手動で両者を動かしていたが、本格実験に当たり効率的で正確な同期を取ることが重要になった。そのため、両者を統合的に制御するシステムを開発した。また、長期実験を進めている間に、スペクトルのS/N比が下がりだしたため、調べたところ、波長可変レーザー内のYAGレーザーを励起するためのレーザーダイオードが長時間の使用のため劣化していることが判明した。そのためレーザーダイオードを更新し、元通りの強力光が得られるようになった。こうして移植動物での本格実験を進め、以前のように開腹するのではなく、体外から腹部に近赤外光を照射して,その散乱光を測定し、深部臓器からのスペクトルを得ることに成功した。その結果、LEWラットからLEWラットへの同系移植の場合には、手術侵襲からの回復過程が観察された。また、拒絶反応の起こるACIラットからLEWラットへの同種移植の場合には、移植後3日目以後に有意な増加が示された。

Research Products

• [Publications] T.Yoshikawa, Y.Suzuki, M.Kanashiro, S.Li, T.Goto, T.Tanaka, K.Kakinoki, T.Sakai, Y.Tanioka, Y.Fujino, Y.Kuroda: "Objective and Rapid Assessment of Pancreas Using 31P-Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy Combined with Two-Layer Cold Strorage Method"Transplantation. 77(in press). (2004)