2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study on intraoperative brain tissue oximetry imaging system using RGB camera
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15K06105
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
西舘 泉 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70375319)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小久保 安昭 山形大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (40343074)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 脳局所酸素飽和度 / 脳機能イメージング / 脳血流 / 脳組織障害 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
麻酔下で頭部を切開し、頭骨を除去したラット露出脳を対象に酸素化ヘモグロビン量、脱酸素化ヘモグロビン量、総ヘモグロビン量、脳局所酸素飽和度と組織光散乱特性の２次元計測実験を行った。脳機能障害時の血行動態と組織・細胞形態変化を評価する目的で、塩化カリウム溶液の微小液滴を脳表に適用することで惹起した大脳皮質拡延性抑制（CSD）に伴う脳血行動態変化と光散乱変化の画像計測を行った。この実験では、CSDの伝搬に伴い、初期の低灌流、一過性の血流量増大とCSD後の長期間の低酸素血症が確認された。また、血行動態変化に先行して観察された組織の光散乱特性が電気生理学的に測定した細胞外局所場電位の変化と一致する興味深い結果が得られた。加えて総モグロビン量の時間変化から脳血行動態の自発的低周波振動を可視化する方式を新たに考案し、CSD発生に伴い、血行動態の自発的低周波振動の減弱が確認された。この結果は、脳機能障害に伴う脳血管反応性に代表される自己調節機能の低下を示唆するものであり、本課題で開発したアルゴリズムにより、脳機能の新しい評価法の可能性が得られたと考えられる。以上の一連の研究成果を纏めて生体医用光学分野の国際専門雑誌に論文発表を行った。さらに、国内学会、国内開催国際会議、海外開催国際会議にて発表した。また、研究分担者の小久保安昭准教授が執刀する脳外科手術中のヒト脳組織を対象に酸素化ヘモグロビン量、脱酸素化ヘモグロビン量、総ヘモグロビン量、脳局所酸素飽和度と組織光散乱特性の2次元計測の評価試験を行った。血管バイパス手術、動脈遮断、及び静脈切除を伴う脳神経外科手術の際に、本課題で考案したアルゴリズムを用いて画像計測・表示の動作確認を行い、ヒトに対する有用性および妥当性を確認した。
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