2020 Fiscal Year Annual Research Report
光治療におけるコンピュテーショナル臨床試験基盤の創出
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19K22966
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
粟津 邦男 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30324817)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西村 隆宏 大阪大学, 工学研究科, 助教 (10722829)
間 久直 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (70437375)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | レギュラトリーサイエンス / レーザー治療 / 医療機器評価 / in silco試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，コンピュテーショナル臨床試験の一例として，形成外科・皮膚科治療において今後適用拡大が期待される新規超短パルスレーザーを評価する．一連 の治療プロセスを計算する光治療シミュレータを実装し，本手法の妥当性・有効性を明らかにすることを目的としている．本年度は，昨年度に測定した表皮，真皮，皮下脂肪の光学特性値を用いて構築した多層皮膚モデルを用いて，血管病変治療，色素病変治療，光温熱治療に利用される波長595, 755, 980 nmのレーザー治療における皮膚組織への比較評価を行った．
表皮，真皮，皮下脂肪からなる3層モデルと層構造を考慮しない1層モデルを仮定した．組織入射位置から光の強度が37%に減衰するまでの距離を光侵達深さとして求めた．3層モデルでの波長595, 755, 980 nmでの光侵達深さは，0.68±0.04, 1.35±0.05, 1.69±0.06 mmであった．一方，1層モデルでの波長595, 755, 980 nmでの光侵達深さは，0.76±0.02, 1.28±0.04, 1.55±0.02 mmであった．層モデルの違いによる組織内光分布が異なることが確認できた．可視波長域では表皮のメラニンによる光吸収が大きくいため，表皮層を考慮した3層モデルの光侵達深さは1層モデルより小さくなった．一方，近赤外波長域では，表皮・真皮組織による光減衰が小さいため，3層モデルの光侵達深さは1層モデルより大きくなった．本結果から，組織層の光学特性値と形状を考慮した皮膚組織モデルは，コンピュテーショナル臨床試験に有用であることが示された．コンピュテーショナル臨床試験の実現に向けた今後の課題として，光組織相互作用の時間スケールより長い時間スケールの生物学的応答のモデル化が挙げられる．
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