Establishment of Intraoperative Fluorescence Diagnosis and Development of Therapeutic Techniques for Brain and Spinal Tumors Using Indocyanine Green

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K09140
• 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: Fujita Health University
• Principal Investigator: Muto Jun 藤田医科大学, 医学部, 准教授 (30383839)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 峯 裕 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 訪問研究員 (10306730) ; 金蔵 孝介 東京医科大学, 医学部, 主任教授 (10508568) ; Cabral Horacio 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (10533911) ; 上甲 眞宏 藤田医科大学, 医学部, 講師 (20440729) ; 廣瀬 雄一 藤田医科大学, 医学部, 教授 (60218849) ; 井上 辰志 藤田医科大学, 医学部, 准教授 (80304434)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: インドシアニングリーン / 術中蛍光造影 / ドラッグデリバリーシステム / 脳脊髄腫瘍 / 蛍光ナビゲーション

Outline of Final Research Achievements

\We developed techniques for intraoperative fluorescence diagnosis of various brain and spinal tumors using Indocyanine Green (ICG). Patients were administered ICG (5.0 mg/kg) 24 hours before surgery. Using the Second Window ICG Technique, we observed fluorescence in tumors. We also developed the Delayed Window ICG Technique (DWIG), where 0.5-1.5 mg/kg of ICG was administered at least one hour before observation, and applied this to 250 patients.No significant difference in effectiveness was found between SWIG and DWIG.The intensity of ICG fluorescence correlated with gadolinium enhancement on MRI, supporting the utility of ICG imaging in tumors that show enhancement with gadolinium. Further, permeability characteristics indicated by Dynamic Contrast Enhanced Perfusion MRI were associated with ICG retention and tumor fluorescence. These findings demonstrate the applicability and effectiveness of tumor-specific ICG fluorescence imaging techniques for brain and spinal tumors.

Free Research Field

脳腫瘍

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

インドシアニングリーンを用いて、脳脊髄腫瘍を、脳神経外科手術中に可視化する術中蛍光造影のプロトコールを確立した。適応は５ALAが悪性神経膠腫のみに対し、良性腫瘍、悪性腫瘍を含む、MRIで造影される脳精髄腫瘍に適応できることを確認した。方法は既報のsecond windowを改良して、観察１時間前に0.5-1.5Mg/kg投与するdelayed window テクニックを世界初で開発し報告した。手術中に腫瘍局在をリアルタイムに確認できことは安全性を向上し、腫瘍摘出率の改善に貢献する。この技術で診断は確立したので、治療に結びつけるべく研究を進めている