Visualization of deep tissue lesions by near-infrared hyperspectral imaging

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H03844
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90130:Medical systems-related
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: Takemura Hiroshi 東京理科大学, 創域理工学部機械航空宇宙工学科, 教授 (60408713)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高松 利寛 東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 講師 (10734949) ; 長谷川 寛 国立研究開発法人国立がん研究センター, 東病院, 室長 (20793665) ; 竹下 修由 国立研究開発法人国立がん研究センター, 東病院, 部長 (40645610)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 近赤外分光イメージング / ハイパースペクトラルイメージング / 軟性内視鏡 / 硬性内視鏡

Outline of Final Research Achievements

Gastrointestinal cancers are visible under a soft endoscope, and early-stage cancers can be treated medically by dissecting cancers on the mucosa. However invasive advanced cancers, blood vessels, and nerves in deep tissues are hidden by normal tissues and can not be seen by conventional endoscopy. In this study, we established a technology that combines near-infrared light with hyperspectral imaging and developed an endoscope system that enables near-infrared hyperspectral imaging in the human body. Furthermore, we demonstrated non-invasive and label-free visualization of cancer from the serosa side, which cannot be seen under conventional endoscopes, using excised specimens and animal experiments.

Free Research Field

生体医工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

組織深部の病変や生きた動物の神経を可視化した研究は世界的に見ても前例がなく，本研究の学術的独自性は非常に高い．この技術を応用した内視鏡システムや顕微鏡システムは設計上実現可能であるため，今後実臨床で組織深部に存在するがんだけでなく血管，尿管，神経叢などの視覚化への応用が期待できる．見えないものを可視化することによって，手術中に浸潤したがん領域の特定，血管，神経，尿管などの深部組織の可視化が可能となり，手術ナビゲーションの性能向上に貢献します．それにより，医療の発展を実現し，患者のみならず医師のQOL向上が期待できます．