2021 Fiscal Year Research-status Report

ヒルシュスプルング病の低侵襲かつ迅速な診断法の開発

Research Project

Project/Area Number	17K11519
Research Institution	Jichi Medical University
Principal Investigator	熊谷秀規自治医科大学, 医学部, 教授 (60364353)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2023-03-31
Keywords	神経節細胞 / ヒルシュスプルング病 / 超音波顕微鏡 / 診断法
Outline of Annual Research Achievements	本研究は，高周波の超音波を用いて大腸組織画像を取得し，臨床の場でHirschsprung病診断のためのリアルタイム「バーチャル生検」を目指したものである。研究では，音響特性データを取得して，診断における課題と有用性を明らかにし，診断デバイスの開発につなげることを目標とする。ヒト小児のパラフィン包埋大腸組織を用いて，超音波顕微鏡像と光学顕微鏡とを比較して組織構造学的評価を行った。その結果，intensityに基づいた超音波画像所見は，大腸の粘膜層や筋層といった組織構造が，光学像とほぼ同様に描出された。320 MHz帯の高周波プローブを用いた観察では，Hirschsprung病を診断する際のポイントとなる神経節細胞を同定し得た。次に，腸管の組織構造や神経節細胞の超音波顕微鏡による同定をex vivoで行った。しかし，パラフィン包埋切片を用いた観察と異なり，神経節細胞を同定することは容易ではなかった。超音波顕微鏡のセッティングの見直しや，組織切片作成方法の工夫等をしたが奏功しなかった。打開策としてインピーダンスデータをもとに時間周波数分析を応用した3D画像を構築することで，診断手法に活路を見出そうと取り組んでいる。本手法は，皮膚の構造を3D化して観察する方法として開発が進んでいる。しかし，皮膚と腸壁とでは超音波ビームの減衰や多重反射の状況が異なるのでそのまま応用することはできない。また，細胞核の同定も難しいことが予想される。解像度を上げるには超音波周波数を上げる必要があるが，それは超音波ビームの深達度に関わる問題である。こうした点をクリアするためには，医工学分野で先行している専門家に指導を仰ぐ必要があるが，新型コロナウイルスの流行等のため十分な実験や議論が遅れている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason Ex vivo （生検体）での腸管組織の神経節細胞の同定するのが困難である。いくつかの工夫を加えてみたが事態を打開するにいたっていない。そこで，インピーダンスデータをもとに時間周波数分析を応用した3D画像を構築することで，診断手法に活路を見出そうと取り組んでいる。本手法は，皮膚の構造を3D化して観察する方法として開発が進んでいる。しかしながら，皮膚と腸壁とでは超音波ビームの減衰や多重反射の状況が異なるのでそのまま応用することはできない。また，細胞核の同定も，培養細胞では可能なものの実組織での同定は難しいことが予想される。解像度を上げるには超音波周波数を上げる必要があるが，それはすなわち超音波ビームの深達度に関わる問題である。こうした点をクリアするためには，医工学の分野で先行した研究をしている専門家に指導を仰ぐ必要があるが，新型コロナウイルスの流行等のため十分な実験や議論が進んでいないため，研究の進捗状況は遅延している。
Strategy for Future Research Activity	組織インピーダンスデータをもとに時間周波数分析を応用した3D画像を構築する手法にチャレンジし，診断手法の開発につなげる。本手法は，皮膚の構造を3D化して観察する方法として開発が進んでいる。しかしながら，皮膚と腸壁とでは超音波ビームの減衰や多重反射の状況が異なるのでそのまま応用することはできない。また，細胞核の同定も，培養細胞では可能なものの実組織での同定は難しいことが予想される。解像度を上げるには超音波周波数を上げる必要があるが，それはすなわち超音波ビームの深達度に関わる問題である。こうした点をクリアするためには，医工学の分野で先行した研究をしている専門家に引き続き指導を仰ぎつつ研究を進める方針である。
Causes of Carryover	研究の進捗に遅れがあり，当初計画していた予算を使用していないため，支出額が当初予算より小さくなり次年度使用額が生じた。研究期間を延長のうえ，研究計画をモディファイして迅速に研究を進めて行く。翌年度分としては，実験に伴う器機や部品の調達，および専門家との協議のための旅費等，さらには論文作成にかかる校閲費用や投稿料を計上する。