近赤外組成イメージングシステムを用いた新しい組織障害評価法の開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K15662
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 小池 薫 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (10267164)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平川 慶子 日本医科大学, 医学部, 助教 (30165162) ; 金涌 佳雅 日本医科大学, 医学部, 講師 (80465343) ; 佐藤 格夫 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (30409205) ; 鈴木 崇生 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (40328810)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 近赤外分光法 / 虚血 / 再灌流 / イメージング / スペクトル / 臓器障害

Outline of Annual Research Achievements

近赤外（線）分光法は、非破壊、非接触で、瞬時に測定できる電磁波計測法であり、病態が時々刻々と変化する救急・集中治療領域においては、リアルタイム計測ツールとして大きな魅力を有する。本研究では、小腸虚血・再灌流（IR）動物モデルを被検対象とし、「近赤外組成イメージングシステム（NIRイメージング）を用いて、迅速に組織障害を検出し評価する技術」を開発することを目的とした。小腸虚血・再灌流ラットの小腸を、NIRイメージングを用いて非侵襲的に計測し、スキャンした近赤外rawデータをRGBカラーモデルによる色変換で可視化（NIR擬似カラー画像）した。同時にデジタルカメラによる撮像も行った。可視化された画像上で関心領域における近赤外スペクトルデータを解析し、組織障害に特徴的なピークを検出できるかどうか検討した。
IR群では、ラットを3～5％イソフルラン麻酔下に開腹し、クリップで上腸間膜動脈血行遮断を行い、45分後に血流を再開した。再灌流1時間後に縫合糸を用いて閉腹し、一旦吸入麻酔を終了した。 再灌流後4時間には再度イソフルラン麻酔下で開腹した。sham群では、血行遮断以外の手術手技はすべてIRと同じ処置を行った。NIRイメージングとデジタルカメラによる可視画像の記録は、虚血前、虚血45分後、再灌流4時間後に行った。虚血前と肉眼的に比較して、IR群の小腸は、虚血45分後には大きな変化は見られなかったが、再灌流4時間後では浮腫と腸管内出血が確認された。sham群の小腸では、経時的な変化は見られなかった。NIR擬似カラー画像も、小腸の同様の変化を捉えていた。NIR擬似カラー画像上から得られたNIRスペクトルの経時変化を比較観察すると、sham群では変化は見られなかったが、IR群では、虚血前、虚血45分後、再灌流4時間後で明らかに異なるスペクトルパターンを示した。