2015 Fiscal Year Annual Research Report
共焦点顕微鏡を用いた脳腫瘍の微細蛍光現象の解明と浸潤領域の判別
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26242054
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
米山 猛 金沢大学, 機械工学系, 教授 (30175020)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中田 光俊 金沢大学, 医学系, 教授 (20334774)
香川 博之 金沢大学, 機械工学系, 講師 (40251938)
渡辺 哲陽 金沢大学, 機械工学系, 准教授 (80363125)
林 裕 金沢大学, 医学系, 研究員 (90262568)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 医療・福祉 / 人間医工学 / 医用システム / 画像診断 / 脳腫瘍 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，正常脳との境界の判別が難しい浸潤性脳腫瘍について，術中に共焦点顕微鏡を用いて，細胞レベルで判別し，腫瘍摘出率100％を目指すものである．
(1)浸潤領域における蛍光現象の解明： 浸潤領域と正常脳との判別をめざして，脳腫瘍摘出手術で採取した腫瘍部、境界部，非腫瘍部の試料に対して，波長405nmの青色光を照射し、波長635nmをピークとする赤色光を共焦点顕微鏡で観察し，EMCCDカメラで撮影した．非腫瘍部に見られる蛍光輝点と境界部に見られる蛍光輝点を比較し，画面における画素を２値化し，蛍光輝点の大きさ（白色が連なっている画素数）と蛍光輝点の数をヒストグラムで表した。その結果，非腫瘍部と境界部では，このヒストグラムが大きく異なることが明らかとなった．
（２）共焦点顕微鏡を用いた3次元観察： 将来の臨床への適用を目指して，手術で採取した試料を薄片化せずにそのまま共焦点顕微鏡で観察し，対物レンズを上下動させて，3次元画像を採取した．その結果，試料の表面層近くの深さ120μmの領域の共焦点画像を取得することができ，２次元画面の解析と同様に，蛍光強度分布の分析などができることが明らかとなった．
（３）光線力学治療の基礎実験： 共焦点顕微鏡で観察して腫瘍と判別した箇所に光線力学治療を施し，その後もう一度共焦点顕微鏡観察を行って治療効果を評価することをめざし，腫瘍細胞に赤色レーザ光を照射して，治療効果を確かめる基礎実験を行った。その結果赤色レーザ照射による治療効果を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
共焦点顕微鏡を用いた脳腫瘍の微細蛍光現象の解明として，非腫瘍部に比べて，浸潤領域では，蛍光輝点の大きさと数が変化していることを，確認した．この手法が浸潤領域の判別に役立てば画期的な判別法となる．
一方，当初の予定では、プローブ式の対物レンズを用いて，臨床での観察に近付けることを目指していたが，光路を長くすると画像が不鮮明になってくることも分かったので，本研究では，光路を長くしないで、まず正確な画像解析を行うことに集中している。
共焦点顕微鏡を用いてプレパラート上の薄片試料にしなくても直に観察することができることを明らかにし，臨床的にも観察ができることを示している．また光線力学治療の基礎実験を行って，共焦点顕微鏡による観察と治療を一体的に行う可能性も見出している．
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）蛍光輝点の分析による浸潤領域の判別方法の確立
浸潤領域における蛍光輝点の大きさと個数を非腫瘍領域と比較して，浸潤領域を判別する方法の確立を目指す。
（２）共焦点顕微鏡を用いた光線力学治療の基礎実験
昨年は共焦点顕微鏡を用いずに，腫瘍細胞に赤色レーザ光を当てて治療効果を調べる実験を行ったが，今後は、共焦点顕微鏡を通して赤色レーザ光を当て，その後の治療効果をもう一度共焦点顕微鏡を用いて観察する実験を行う。
これらの研究を通して，共焦点顕微鏡を用いて浸潤性脳腫瘍の判別を行い、合わせてその場所での治療を行うという研究成果を見出す。
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