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内因性光学計測法を用いた術中脳高次機能局在モニターリングシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 13470286
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 脳神経外科学
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

大野 喜久郎  東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (50014238)

研究分担者 佐藤 勝重  東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 講師 (80291342)
成相 直  東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 講師 (00228090)
太田 禎久  東京医科歯科大学, 医学部・附属病院, 助手 (70311652)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
16,400千円 (直接経費: 16,400千円)
2003年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
2002年度: 4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
2001年度: 7,400千円 (直接経費: 7,400千円)
キーワード内因性光学計測 / 脳機能局在 / 一次知覚野 / 脳機能マッピング / 術中モニターリング / 体性機能局在 / MEG / PET / 聴覚野
研究概要

既存の光学計測装置を手術顕微鏡の光源に組み合わせたシステムを用い術中脳表における体性知覚刺激による光学的神経活動記録を行った。新たに光源と解析コンピューターシステムを購入し高い効率で記録と同時解析が行えるような設備の設定を行った。これにより、ほぼ手術中にリアルタイムで計測結果を画像化できるようになった。これによって実用的な手術中モニターリング法として感覚運動野のグリオーマ切除時の切除範囲の決定のためのガイドとして用いることができるようになった。
神経科学的見知からは、詳細な体性知覚分布を検討するために各手指毎の体性知覚刺激に対する反応を計測した。その結果全く反応行きに重複がない形で皮質反応域が分布することが判明した。このような詳細な体性知覚分布に関する反応はヒト脳の電気生理学的計測では見い出すことのできなかった始めての知見である。体性感覚刺激による光学計測と対比すべくポジトロンコンピューター断層撮影(PET)、機能的MRI、多チャンネル脳磁図(MEG)の計測データーと対比しいずれも三次元の脳表画像上で反応部位を表示できるシステムをワークステーションを整備することで完成できた。これにより性質の異なった計測法が脳回単位で見れば良く一致した反応分布を示していることが明らかになった。
さらに、高次脳機能局在の領域に研究を進めるべく音刺激による言語野近傍の光反応を計測し頭蓋内電極を用いた言語機能局在部位と対比した。この結果、音刺激による光学反応が見られる部位は縁上回にあたり言語入力の抑制が見られる場所の前方であることが判明し言語とその他の音の入力に関与する回路が異なることが判明した。本研究の最終目標として、覚醒手術下での高次機能モニターとしての光学計測法の利用を目指したが、そこには到達しなかった。理由としては、計測時の散乱光を減らし、計測を開始するまでの時間がまだ充分に短縮でき無かったことが主因である。今後もさらに計測時に脳表を安全にsealできる素材の開発と実用化が必用である。
脳表における光学計測を詳細な神経回路情報と結びつけるべくてんかんの外科治療時の切除部をスライス標本として生かしその部分電気刺激による神経活動の電波を光学計測法で記録するためのプロジェクトも行った。光学計測法を使用することでスライス標本内での刺激伝播が画像化できることをしめした。同一標本の代謝計測による解析を組み合わせ、神経紳胞の反応とグリア細胞の反応とが分離して示されることを確認し論文発表準備中である。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (36件)

  • [文献書誌] Nariai T, Shimada Y, Ishiwata K, Nagaoka T, Shimada J, Kuroiwa T, Ono KI, Ohno K, Hirakawa K, Senda M: "PET imaging of adenosine a(1) receptors with (11)C-MPDX as an indicator of severe cerebral ischemic insult."J Nucl Med. 44. 1839-1844 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Duan L, Aoyagi M, Tamaki M, Yoshino Y, Morimoto T, Wakimoto H, Nagasaka Y, Hirakawa K, Ohno K, Yamamoto K: "Impairment of both apoptotic and cytoprotective signalings in glioma cells resistant to the combined use of cisplatin and tumor necrosis factor alpha."Clin Cancer Res. 10. 234-243 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maehara T, Nariai T, Arai N, Kawai K, Shimizu H, Ishii K, Ishiwata K, Ohno K: "Usefulness of [11C]Methionine PET in the Diagnosis of Dysembryoplastic Neuroepithelial Tumor with Temporal Lobe Epilepsy."Epilepsia. 45. 41-45 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato K, Nariai T, Ohno K et al.: "Intraoperative Intrinsinc Optical Imaging of Neuronal Activity from Subdivisions of the Human Primary Somatosensory Cortex"Cereb Cortex. 12. 269-280 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akimoto H, Nagaoka T, Nariai T, Takada Y, Ohno K, Yoshino N: "Preoperative evaluation of neurovascular compression in patients with trigeminal neuralgia by use of three-dimensional reconstruction from two types of high-resolution magnetic resonance imaging."Neurosurgery. 51. 956-961 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sasaki, S., Sato, K., Shinomiya, K., Momose-Sato, Y.: "Postnatal changes in intrinsic optical responses to peripheral nerve stimulation in the in vivo rat spinal cord."Neuroimage. 20. 2126-2134 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nariai T, Ohno K, et al.: "Intrinsic optical recording of somatrosensory responses in the human cerebral cortex during brain tumor surgery in Brain Activation and CBF Control"Tomita M, Kanno I, E H, eds. Brain activation and CBF control. Amsterdam : Elsevier. 243-248 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nariai T.Shirnada Y, Ishiwata K, Nagaoka T, Shimada J, Kuroiwa T, Ono KI, Ohno K, Hirakawa K, Senda M: "PET imaging of adenosine a(1) receptors with (11)C-MPDX as an indicator of severe cerebral ischemic insult."J Nuci Med. 44. 1839-1844 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maehara T, Nariai T, Arai N, Kawai K, Shimizu H, Ishui K, Ishiwata K, Ohno K: "Usefulness of [11C] Methionine PET in the Diagnosis of Dysembryoplastic Neuroepithelial Tumor with Temporal Lobe Epilepsy"Epilepsia. 45. 41-45 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Duan L, Aoyagi M, Tamaki M, Yoshino Y, Morimoto T, Wakimoto H, Nagasaka Y, Hirakawa K, Ohno K, Yamamoto K: "Impairment of both apoptotic and cytoprotective signalings in glioma cells resistant to the combined use of cisplatin and tumor necrosis factor alpha."Clin Cancer Res. 10. 234-243 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato, K., T.Nariai, S.Sasaki, I.Yazawa, H.Mochida, N.Miyakawa, Y.Momose-Sato, K.Kamino, Y.Ohta, K.Hirakawa, K.Ohno: "Intraoperative Intrinsic Optical Imaging of Neuronal Activity from Subdivisions of the Human Primary Somatosensory Cortex."Cereb Cortex. 12(3). 269-280 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akimoto H, Nagaoka T, Nariai T, Takada Y, Ohno K, Yoshino N: "Preoperative evaluation of neurovascular compression in patients with trigeminal neuralgia by use of three-dimensional reconstruction from two types of high-resolution magnetic resonance imaging"Neurosurgery. 51. 956-961 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sasaki, S., Sato K, Shinomiya, K., Momose-Sato, Y.: "Postnatal changes in intrinsic optical responses to peripheral nerve stimulation in the in vivo rat spinal cord."Neuroimage. 20. 2126-2134 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sasaki S, Yazawa I, Miyakawa N, Mochida H, Shinomiya K, Kamino K, Momose-Sato Y, Sato K.: "Optical imaging of intrinsic signals induced by peripheral nerve stimulation in the in vivo rat spinal cord."Neuroimage. 17. 1240-1255 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nariai, T, Ohta, Y, Hirakawa, K, Sato, K, Yazawa, I, Sasaki, S, Kamino, K, Ohno, K.: "Intrinsic Optical recording of somatosensory responses in the human cerebral cortex during brain tumor surgery."(Tomita M, Kanno I, E H, eds.) Brain activation and CBF control.(Amsterdam: Elsevier). 243-248 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nariai T, Shimada Y, Ishiwata K, Nagaoka T, Shimada J, Kuroiwa K, Ono K, Hirakawa K, Senda M, Ohno K.: "PET neuroreceptor imaging as predictor of severe cerebral ischemic insult"Acta Neurochir. 86(suppl). 47-50 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nariai T, Shimada Y, Ishiwata K, Nagaoka T, Shimada J, Kuroiwa T, Ono KI, Ohno K, Hirakawa K, Senda M: "PET imaging of adenosine a(1) receptors with (11)C-MPDX as an indicator of severe cerebral ischemic insult."J Nucl Med. 44. 1839-1844 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Duan L, Aoyagi M, Tamaki M, Yoshino Y, Morimoto T, Wakimoto H, Nagasaka Y, Hirakawa K, Ohno K, Yamamoto K: "Impairment of both apoptotic and cytoprotective signalings in glioma cells resistant to the combined use of cisplatin and tumor necrosis factor alpha."Clin Cancer Res. 10. 234-243 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Maehara T, Nariai T, Arai N, Kawai K, Shimizu H, Ishii K, Ishiwata K, Ohno K: "Usefulness of [11C]Methionine PET in the Diagnosis of Dysembryoplastic Neuroepithelial Tumor with Temporal Lobe Epilepsy."Epilepsia. 45. 41-45 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ohta Y, Nariai T, Ishii K, Ishiwata K, Senda M, Okeda R, Ohno K, Hirakawa K.: "Meningio-angiomatosis in a patient with focal epilepsy : Value of pet in diagnoses and preoperative planning of surgery."Acta Neurochir (Wien). 145. 587-591 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Shimada Y, Kiyosawa M, Nariai T, Oda K, Toyama H, Ono K, Senda M, Ishiwata K.: "Quantitative in vivo measurement of central benzodiazepine receptors in the brain of cats by use of positron-emission tomography and [11c]flumazenil."Am J Vet Res. 64. 999-1002 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sasaki, S., Sato, K., Shinomiya, K., Momose-Sato, Y.: "Postnatal changes in intrinsic optical responses to peripheral nerve stimulation in the in vivo rat spinal cord."Neuroimage. 20. 2126-2134 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sato K, Nariai T, Ohno K et al.: "Intraoperative Intrinsic Optical Imaging of Neuronal Activity from Subdivisions of the Human Primary Somatosensory Cortex"Cereb Cortex. 12. 269-280 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Akimoto H, Nagaoka T, Nariai T, Takada Y, Ohno K, Yoshino N: "Preoperative evaluation of neurovascular compression in patients with trigeminal neuralgia by use of three-dimensional reconstruction from two types of high-resolution magnetic resonance imaging"Neurosurgery. 51. 956-961 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Sasaki S.Yazawa I, Miyakawa N, Mochida H, Shinomiya K, Kamino K, Momose-Sato Y, Sato K.: "Optical imaging of intrinsic signals induced by peripheral nerve stimulation in the in vivo rat spinal cord"Neuroimage. 17. 1240-1255 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Sato K, Mochida H, Yazawa I, Sasaki S. Momose-Sato Y.: "Optical approaches to functional organization of glossopharyngeal and vagal motor nuclei in the embryonic chick hindbrain"J Neurophysiol. 88. 383-393 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Shimada, Y.Ishiwata, K.Kiyosawa, M.Nariai, T.et al.: "Mapping adenosine A(1) receptors in the cat brain by positron emission tomography with [11C]MPDX"Nucl Med Biol.. 29. 29-37 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ishiwata K, Nariai T,. et al.: "Preclinical studies on [11c]mpdx for mapping adenosine a1 receptors by positron emission tomography"Ann Nucl Med. 16. 377-382 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nariai T, Ohno K, et al.: "Intrinsic optical recording of somatrosensory responses in the human cerebral cortex during brain tumor surgery in Brain Activation and CBF Control"Tomita M, Kanno I, E H, eds. Brain activation and CBF control. Amsterdam : Elsevier. 243-248 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nariai T, Ohno K, et al.: "Discordance between cerebral oxygen and glucose metabolisnm, and hemodynarmics in a mitochondrial encephalomyopathy, lactic acidosis, and strokelike episode patient"J Neuroimaging.. 11. 325-329 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Nariai T, Suzuki R, Ohta Y, Ohno K, et al.: "Focal cerebral hyperemia in posiconcussive amnesia"J Neurotrauma.. 18. 1323-1332 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ohta Y, Nariai T, Akimoto H, Shimohira M, Sugimoto J, Ohno K: "Tuberous sclerosis : epileptogenicity and multimodal prestirgical evaluations"Childs Nerv Syst.. 17. 313-319 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Sato K, Nariai T, Ohno K, et al.: "Intraoperative Intrinsic Optical Imaging of Neuronal Activity from Subdivisions of the Human Primary Somatosensory Cortex"Cereb Cortex. 12. 269-280 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Shimada, Y.Ishiwata, K. Kiyosawa, M.Nariai, T. et al.: "Mapping adenosine A(1) receptors in the cat brain by positron emission tomography with [11C]MPDX"Nucl Med Biol.. 29. 29-37 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 成相 直: "特集高次脳機能のマッピング-1.脳神経疾患患者脳機能局在のPETによる解析"脳と神経. 53. 107-116 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Nariai T, Ohno K. et al.: "Intrinsic optical recording of somatrosensory responses in the human cerebral cortex during brain tumor surgery in Brain Activation and CBF Control"Elsevier Science(in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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