Development of the cerebral ischemia real time rating system by the visible light spectrometric analysis using the hyper spectrum camera

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26462212
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 村上 信哉 九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (20553283)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 恩 九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (90448415) ; 村田 正治 九州大学, 先端融合医療レドックスナビ研究拠点, 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, 医学研究院, 共同研究員 (70448413) ; 橋爪 誠 九州大学, 医学研究院, 教授 (90198664) ; 飯原 弘二 九州大学, 医学研究院, 教授 (90270727)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 分光解析 / 神経代謝産物 / mapping / FAD / Cytochrome-C / Cytochrome oxidase

Outline of Annual Research Achievements

Wistar種ratを用いた中大脳動脈閉塞モデルにおいて露出脳をハイパースペクトルカメラ（HSC）を用いて撮影し，得られた分光データを解析することで血行動態変化及び神経細胞代謝産物の分布・変化を視覚的に捉えることを目的とした．もともと収集し蓄積できていたHSCデータのうちノイズなどの影響を考慮せずとも解析可能な400－750nm帯域を中心とした解析に使用することとした．収集データにおける酸化ヘモグロビン(Oxy-Hb)，還元ヘモグロビン(Deoxy-Hb)の影響は強く，神経細胞代謝産物成分の同定に難渋した．解析結果において，ミトコンドリア代謝産物であるCytochrome C，cytochrome oxidase，flavin adenine dinucleotide(FAD)，と考えられる波長peakは辛うじて確認可能であり，それらデータを元に代謝産物mapping画像作成を試みたが，解析元データの値が非常に小さく，分布や変化の差を視覚的に捉えることは困難であった．
収集 データを元にしたプログラム改変では十分な成果が得られなかったため，過去に報告されている代謝産物スペクトルをもとに解析プログラムを作成し直し，解析・mappingを行うことで代謝産物のmapping画像を作成することは可能であった．しかしながら，特徴量とした代謝産物の特異的波長帯域のpeakが低く，有意差をもって描出することはできなかった．本プログラムを用いた臨床HSCデータ解析・mappingで可視化は可能であったが，mapping結果の妥当性については十分な検討が行えていない状態である．
HSCを用いた脳表撮影データを用いることで神経代謝産物の分布や時間的変化の差の可視化は可能であったが，有意差を持って描出するには至らず，描出されたmapping画像の妥当性については引き続き検討が必要と考察している．