Construction of a non-invasive cerebral oxygen metabolism monitoring method using near-infrared time-resolved spectroscopy.

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K16520
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 江口 智洋 鹿児島大学, 鹿児島大学病院, 特任助教 (30813159)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 近赤外時間分解分光法

Outline of Annual Research Achievements

今回我々は、TRSで脳をモニタリングしながら水素ガス吸入療法を実施し、その有効性を脳の酸素化と散乱係数の変化から評価する研究を計画した。本研究では 中型動物の蘇生後脳症モデル(低酸素性虚血性脳症モデル)を作成し、(1)近赤外光時間分解分光装置(TRS)を用いて蘇生後急性期の病態変化(自己心拍再開後の脳 血液量の増加、酸素代謝の低下、脳浮腫の増悪)を正確にモニタリングできるのか(2)水素ガス吸入が蘇生後脳症に有効であるのか、を明らかにする予定とし、当年度は(1)を目的とし実験を行った。
方法:全身麻酔、挿管管理下のブタの挿管チューブを閉塞し、窒息・低酸素血症に伴う心停止を誘発する。心停止後閉胸式心マッサージと同時に人工呼吸を再開、アドレナリン投与による蘇生を行い、自己心拍を再開させた。その際、近赤外光時間分解分光装置(TRS)を頭部に装着し、脳内ヘモグロビン酸素飽和度やミトコンドリア内チトクロームオキシダーゼ酸化―還元状態、組織の散乱係数を連続的にモニタリング、MRIによる画像評価にて組織の障害度を評価している。計測プローブは頭皮を剥がし頭蓋に直接プローブを固定した。その他窒息モデルに加え心室細動による心原性心停止モデルについても同様に評価した。
結果:蘇生後脳症モデルに関してはプロトコルを確立することができ、計測に関してもプローブを固定する位置等の調整を行い測定精度の安定化を図れた。
当年度は当学内動物実験施設が使用不可で実験の継続が困難であった。