2021 Fiscal Year Annual Research Report

レーザーESD標準化に向けた消化器癌の超早期検出とその場適応診断法の確立

Research Project

Project/Area Number	20H04549
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	粟津邦男大阪大学, 工学研究科, 教授 (30324817)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	西村隆宏大阪大学, 工学研究科, 助教 (10722829) 森田圭紀神戸大学, 医学研究科, 特命准教授 (60420460) 間久直大阪大学, 工学研究科, 准教授 (70437375)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	光線力学診断 / 術中蛍光診断
Outline of Annual Research Achievements	本研究では，複数波長により励起可能な PDD 光学系を搭載したレーザー ESD 内視鏡システムの実装，消化管壁深層の局在診断と ESD 適応診断手法の確立，動物実験による有効性の実証により，提案原理の臨床応用展開を最終目標とする．本年度は，励起光波長405, 505nmによるALA-PDDが可能な硬性鏡システムを構築した．臨床で使用されている硬性鏡を用いて，白色光で明視野像，波長405 nmおよび505 nmの励起光で蛍光像を撮影可能なシステムを構築した．組織を模擬した光学ファントムおよび腫瘍に蓄積したPpIXを模擬したPpIXペレットを用いて，組織表面および組織内部に存在する腫瘍を模擬し，2波長の励起光を照射して蛍光強度を比較した．担癌マウスにALAを注射し，2時間半後に皮膚を剥ぎ，腫瘍を露出させた．2波長の励起光を照射し，取得した蛍光像から蛍光強度を算出した．生理食塩水を投与したコントロールの蛍光強度と比較し，それぞれの励起光波長における蛍光検出の可否を評価した．光学ファントム表面にPpIXペレットを置いた場合は，波長405 nm励起時に蛍光強度が高くなった一方，表面から0.5 mmの位置に置いた場合は，波長505 nm励起時に蛍光強度が高くなった．励起光波長505 nmによる診断深度拡張が示された．マウス実験では，波長405 nm励起時だけでなく，波長505 nmの励起時にも腫瘍と同様の位置において蛍光が検出された．励起光波長505 nmによる生体内に蓄積したPpIXの蛍光検出が実証された．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 硬性鏡システムをベースにはしているが，原理実証のためのプロトタイプシステムを構築し，マウス実験の初期検討が完了したため．
Strategy for Future Research Activity	目標達成に向けて描きに取り組む・マウス実験によるプロトタイプシステムを用いた深層局在検出の実証構築したプロトタイプシステムを用い，マウス実験により，胃壁深層に分布するPpIX検出が可能であることを実証する．・マウス実験によるプロトタイプシステムを用いた癌深達度診断の実証マウス実験において，癌深達組織マップが作成できることを確認する．本手法によるESD適応診断の実現可能性を評価する．また，ヒト臨床応用に向け，想定される現場での使用状況に近い条件でESD適応診断を実証するために，臨床医による評価により，プロトタイプシステムの光学系の性能，学習器アルゴリズムを評価・再検討する．