2019 Fiscal Year Annual Research Report
虚血性神経障害による下肢切断リスク回避のための光音響イメージング開発
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17H02113
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| Research Institution | National Defense Medical College |
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Principal Investigator |
石原 美弥 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 医用工学, 教授 (30505342)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八木橋 操六 東邦大学, 医学部, 教授(寄付講座) (40111231)
額田 均 東邦大学, 医学部, 教授(寄付講座) (60118833)
東 隆一 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 病院 形成外科, 准教授 (00531112)
藤田 真敬 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 防衛医学研究センター 異常環境衛生研究部門, 教授 (20525927)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 医用超音波システム / 糖尿病 / 神経科学 / 量子ビーム / 生物・生体工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
糖尿病性神経障害のキーは神経虚血である。診断は、自覚症状、知覚検査、神経伝導検査(nerve conduction study:NCS)をもって診断するよう推奨されているが、医療機関への負担は大きい。非侵襲的、かつ、簡便に神経虚血の指標がわかること、ここに大きなニーズがある。適切な指標とは、糖尿病性神経障害の主病態に迫れることであり、末梢神経病理では小径神経線維優位の有髄神経線維密度の減少と、神経内血管基底膜肥厚がとなる。すなわち神経の変性とそれに伴う血管情報である。
本研究は、3年目、計画最終年度として、多角的に研究を進めた。まず、神経束を超音波画像で、光音響画像で神経血管を描出できる光音響イメージングシステムを用いて、臨床研究を研究期間中に実施することとした。次に、臨床研究の結果を解析し、医療情報(カルテなど)と紐付けさせて、どのような指標が有効であるかという点と、臨床研究からフィードバックして、さらに求められる技術性能を明らかにし、研究開発を行なった。
特に、臨床研究から明らかにされた、さらに求められる技術性能は、神経束の超音波画像の画質向上、すなわち検出周波数の向上が1つ目の課題であり、光音響信号強度による病態評価のための励起波長に関する検討が2つ目の課題となった。この研究・技術開発過程では、ファントムを用いた性能評価を経て、我々が独自に開発した神経障害ではないが全身性の循環障害のウサギのhypoxiaモデルを用いた動物実験で評価し、段階的に成果を積み上げた。その結果、検出感度や深度のトレードオフが明らかになった。これは生体を対象とする光音響イメージングの普遍的な課題であるが、本研究で対象とする虚血性神経障害が対象の場合には、神経束の位置情報を取得できる超音波信号から、光音響信号の生体内減衰を予測できる。すなわち、数理研究との組み合わせで課題整理できると考えている。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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