ハイパースペクトルカメラを用いた可視光分光解析による術中脳虚血評価法の開発

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26462212
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 村上 信哉 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (20553283)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 恩 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (90448415) ; 村田 正治 九州大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (30304744) ; 吉本 幸司 九州大学, 大学病院, 講師 (70444784) ; 天野 敏之 九州大学, 大学病院, 助教 (70448413) ; 橋爪 誠 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90198664) ; 飯原 弘二 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90270727)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 分光解析 / ヘモグロビン / ミトコンドリア代謝

Outline of Annual Research Achievements

Wistar種ラットを用い全身麻酔下に開頭しハイパースペクトルカメラ（HSC）での脳表撮影を実施．その後．suture modelを用いた中大脳動脈閉塞操作を行った後にHSCでの脳表撮影を実施．脳表の血行動態の分光学的評価を行った．中大脳動脈閉塞操作の前後におけるHSCでの脳表撮影結果からは，中大脳動脈閉塞に伴う脳虚血範囲のヘモグロビン（Hb）量の経時的低下および酸素飽和度の経時的低下を同定することが可能であった．Sacrificeした後にラット脳を摘出しミトコンドリア代謝が行われた部分の評価をおこなった．摘出脳を切片とし2,3,4-TTC染色を行ない虚血範囲部分の視覚的同定を行った．虚血範囲はあきらかに染色されず，同部位のミトコンドリア代謝が低下していることが確認された．
神経細胞代謝に関わる物質として．ミトコンドリア代謝産物であるcytchrome Ccytochrome oxydase, flavin adenine dinucleotide(FAD)を対象とした分光解析アルゴリズムを開発・改良しているが，予想した解析結果を安定して得ることが出来なかった．Hbに関するデータ解析結果は想定と矛盾しない結果であったため，データ収集手法そのものの問題というよりも神経細胞代謝関連物質に関する収集データ解析プログラムの改良が必要であることが推測され，現在プログラムの見直しを進めている．
また，摘出標本を用いたミトコンドリア代謝物質の組織学的裏付けも十分には取れていない状況であり，更なる実験を継続する予定である．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

動物事件モデルに関しては，MCA閉塞モデルの確立は行えるようになってきているが，収集したハイパースペクトルデータの解析プログラム不具合から解析結果の安定性にかけている状態である．
分光解析アルゴリズムに関しても，安定した解析を行うためのバグを抽出中でありアルゴリズム改良が緩徐にしか進んでいない．

Strategy for Future Research Activity

引き続き動物実験に加え臨床でのハイパスペクトルカメラでのデータ収集を継続して行う．
ハイパースペクトルカメラでの収集データ解析の安定性を増すべく，ソフトの改良を重ねて行う必要がある．
また，安定した組織学的な裏付けを得るべく標本量を増やすべく動物実験を継続していく．

Causes of Carryover

新規ハイパースペクトルカメラ購入を予算計上していたが，当該研究に必要な規格のカメラ購入には予算不足であり，新規購入を控えたため．

Expenditure Plan for Carryover Budget

分光収集データ解析のプログラム開発および標本の病理学的裏付けなどに予算を再分配の上で解析機器を改善させ，現行のカメラで十分なデータ解析を行えるよう拡充する予定である．