2018 Fiscal Year Research-status Report
Study of noninvasive aspiration detection using fluorescence food
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18K18448
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
山田 幸生 電気通信大学, 脳科学ライフサポート研究センター, 特任教授 (10334583)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小池 卓二 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (10282097)
丹羽 治樹 電気通信大学, 脳科学ライフサポート研究センター, 特任教授 (20135297)
牧 昌次郎 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (20266349)
西村 吾朗 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (30218193)
道脇 幸博 昭和大学, 歯学部, 兼任講師 (40157540)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 誤嚥検査 / 咽頭残留 / 蛍光食品 / 高感度蛍光検出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
蛍光食品を用いた非侵襲誤嚥検査法の開発に向けた研究において，ヒトを用いた実験に先立ち，生体模擬試料を用いて予備実験を行い，生体内部の蛍光体からの蛍光検出が可能な蛍光体の深さ，生体表面に接触させる光プローブの照射・検出点間距離の最適化，蛍光体として食品に混入させる薬品（インドシアニングリーン，ICG）の最適な濃度，ICGを混入させる最適な食品などを調べた．具体的には，ヒトの生体組織と近赤外波長域（700 nm ～ 1200 nm）での光学特性が似ていると言われている牛肉のブロックを用い，その中にICGを混入させた牛乳や寒天など（ICG食品）をおよそ0.6 mL含んだカプセルを牛肉ブロック内のある深さに埋め込み，牛肉ブロックの表面に光プローブを接触させて，蛍光強度を計測した．牛肉からも蛍光（自家蛍光）が発生するが，自家蛍光よりもICG食品からの蛍光が強ければ計測可能とし，その結果，光プローブの照射・検出点間距離としては30 mmが最適で深さ25 mm程度までの蛍光が観察可能という結果が得られた．その後，ヒトを用いた実験に対する倫理審査委員会の承認を得たのち，ヒトでの実験を行った．60歳以上の健常高齢者２名を被験者として実験を行い，被験者の頸部に光プローブを接触させながら，ICG牛乳やICG寒天を経口摂取するとその直後から蛍光を計測することができた．また，嚥下内視鏡検査を行いながらおよそ10 mLのICG食品を摂取する実験も行い，咽頭内へのICG食品の滞留と蛍光計測との強い相関を得ることができ，蛍光食品を用いた非侵襲誤嚥検査法の原理を検証することができた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度に被験者実験を多人数で実施する予定としていた．被験者は健常者と嚥下障害患者に分けられ，まず健常者で実験を行い，手法がある程度確立した時点において嚥下障害患者で実験を行う予定であった．健常者での実験を開始し，本手法の可能性が見通せる結果を得ることができたが，測定手順やデータ処理法をより迅速に行えるよう改良が必要であること，また，測定プローブの改良を行って測定をより容易にする必要があるなどの改善点が見られたため，嚥下障害患者を被験者とした実験を開始するには至っておらず，やや遅れていると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに被験者実験を健常者２名に対して行ってきたが，さらに被験者実験を拡大して，５名の健常者と５名程度の嚥下機能が低下した患者で実施する．また，観測された蛍光が頸部のどのから発生しているのかを特定するために，嚥下内視鏡検査と嚥下造影検査に加え，頸部の詳細な解剖学的情報を得ることができるX線CTを用いることも検討する．
蛍光測定，嚥下内視鏡検査などの結果を総合し，誤嚥リスクの危険性を定量的に評価する指標などを作成することを目指す．また，扱いやすい光プローブや装置の開発方針を決定し，企業との連携を探りたい．
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| Causes of Carryover |
初年度に被験者実験を多人数で実施する予定で，被験者実験で行う嚥下内視鏡検査（鼻腔から挿入する内視鏡検査）や嚥下造影検査（X線を用いた透視撮像検査）などの費用を計上していた．被験者は健常者と嚥下障害患者に分けられ，まず健常者で実験を行い，手法がある程度確立した時点において嚥下障害患者で実験を行う予定であった．健常者での実験を開始し，ある程度，本手法の可能性が見通せる結果を得ることができたが，測定手順やデータ処理法をより迅速に行えるよう改良が必要であること，また，測定プローブの改良を行って測定をより容易にする必要があるなどの改善点が見られたため，嚥下障害患者を被験者とした実験を開始するには至っていない．そのため被験者実験での嚥下内視鏡検査や嚥下造影検査の費用を次年度に使用する必要が生じた．
初年度後半から，測定手順やデータ処理法，および測定プローブの改良を行っており，次年度には多人数の被験者を対象として被験者実験を行って，次年度使用となった分の予算も含めて計上した予算を使用する計画である．
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| Remarks |
１．山田幸生，「蛍光食品を利用した誤嚥検査法および水の近赤外光吸収スペクトルを利用した温度・濃度変化のイメージング」，学術振興会 産学協力研究委員会 生体ひかりイメージング技術と応用第185委員会 2018年度第3回研究会，東京，2019年2月28日．
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