Measurement of brain tissue blood flow during microsurgical procedures using a surgical microscope laser light source

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K09487
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56010:Neurosurgery-related
• Research Institution: Fukushima Medical University
• Principal Investigator: Saito Kiyoshi 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (00240804)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 拓 福島県立医科大学, 医学部, 講師 (00404872) ; 佐久間 潤 福島県立医科大学, 医学部, 准教授 (60305365)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 手術顕微鏡レーザー光源 / 2次元レーザー組織血流測定装置 / 手術中脳組織血流測定

Outline of Final Research Achievements

We have developed a surgical microscope laser light with blue, green, red, and near-infrared laser sources. In this project, we mounted a 2D laser blood flow imager in a microscope and measured brain tissue blood flow using a near-infrared laser source during microsurgical procedures. In 36 patients (19 cerebrovascular diseases, 15 brain tumors, and 2 others) who accepted the project, we could measure the brain tissue blood flow non-invasively without any complications. Using our system, we could predict and prevent ischemic brain complications during microsurgeries. By measuring the brain tissue blood flow, we could monitor changes of brain condition and brain function in future.

Free Research Field

脳神経外科

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳神経外科手術では、予期せぬ合併症として手術中に脳虚血による脳梗塞がおこることがある。この予防には脳組織血流量の測定が必要で、これまで海外を含めて有効な方法は報告されていなかった。本研究では、手術顕微鏡に2次元レーザー組織血流測定装置を装着し、我々が開発したレーザー光源を用いて合併症なく短時間で非侵襲的に脳組織血流測定が可能であった。本法により脳虚血などの合併症を回避できるのみでなく、脳組織血流量変化から脳機能を評価できるなど、新しい領域への発展も期待できる。