近赤外光超高速測定による新生児脳組織の光学定数の発達的変化に関する研究

• 研究課題/領域番号: 13671140
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 胎児・新生児医学
• 研究機関: 香川医科大学
• 研究代表者: 磯部 健一 香川大学, 医学部, 助教授 (00159815)
• 研究分担者: 難波 正則 香川大学, 医学部, 助手 (90237636) ; 日下 隆 香川大学, 医学部付属病院, 講師 (50274288) ; 今井 正 香川大学, 医学部付属病院, 講師 (60176477) ; 河田 興 香川大学, 医学部付属病院, 助手 (40284369)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 2002年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2001年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
• キーワード: 近赤外線 / 時間分解分光装置 / 新生仔豚 / ヒト新生児 / differential pathlength factor / 光散乱係数 / 脳内ヘモグロビン酸素飽和度 / 脳血液量 / 低出生体重児 / 近赤外時間分解分光測定 / 散乱係数 / 吸光係数 / 平均光路長 / Pathlength factor / 脳内ヘモグロビン濃度 / pathlength factor / 低酸素

研究概要

我々は3波長の近赤外光時間分解分光装置(TRS)を用いて、脳の吸収係数、散乱係数、ヘモグロビン濃度、ヘモグロビン酸素飽和度(SO2)を測定した。新生仔豚を用いた基礎的研究としてdifferential pathlength factor(DPF)に影響するヘモグロビンの酸素化状態の検討と新生児の脳におけるこれらパラメータの発達的変化を検討した。
(1)新生仔豚低酸素負荷での脳の光学パラメータの基礎的研究
吸入酸素濃度を100%から4%まで段階的に変化させて頭部内(12頭)、の平均光路長と動脈血(SaO2)および矢状静脈血酸素飽和度(SvO2)との関係をDPF=平均光路長/Dで検討した。761、795、835nmのDPFは,各々5.02±0.36(mean±SD),5.31±0.32,4.92±0.34であった。761nmと795nmのDPFとSaO2およびSvO2との間に有意な正の相関が認められ,DPFは脳内ヘモグロビンの酸素化状態によって影響を受けることが判明した。
(2)未熟児・新生児における脳の光学パラメータおよび脳内ヘモグロビン酸素飽和度(SO2)と脳血液量(CBV)の測定
対象は在胎25-41週の新生児19例。761、795、835nmのDPFは,各々4.9±0.52,5.02±0.53,4.64±0.46で,散乱係数は,各々6.30±1.30(mean±SD)、6.04±1.11、6.37±1.45/cmであった。CBVは2.2±0.6ml/100gで、phase-resolved spectroscopyによる報告と同様であった。SO2は,7.26±3.9%で、修正在胎週数との間に有意な負の相関を示した。これは脳の発達に伴う酸素消費量の増加によると考えられた。これらによってTRSはベッドサイドで簡便に脳の光学パラメータ、SO2、CBVをモニターできることが証明された。

研究成果

• [文献書誌] Kusaka T, Hisamatsu Y, Kawada K, Okubo K, Okada H, Namba M, Imai T, Isobe K, Itoh S: "Measurement of Cerebral Optical Pathlength as a Function of Oxygenation Using Near-infrared Time-resolved Spectroscopy in a Piglet Model of Hypoxia"Opt Rev. 10. 466-469 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Isobe K, Kusaka T, Fujikawa Y, Okubo K, Nagano K, Yasuda S, Kondo M, Itoh S, Hirao K, Onishi S: "Measurement of cerebral oxygenation in neonates after vaginal delivery and cesarean section using full-spectrum near infrared spectroscopy"Comp Biochem Phys A. 132. 133-138 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kusaka T, Okubo K, Nagano K, Yasuda S, Kawada K, Imai T, Isobe K, Itoh S: "Activation of the visual cortex in newborn infants under natural sleep using multichannel near-infrared spectroscopy"Adv Exp Med Biol. 510. 255-259 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kusaka T, Mastuura S, Fujikawa Y, Okubo K, Kawada K, Namba M, Okada H, Imai T, Isobe K, Itoh S: "Relationship between cerebral interstitial levels of amino acids and phosphorylation potential during secondary energy failure in hypoxic-ischemic newborn piglets"Pediatr Res. 55. 273-279 (2004)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kusaka T, Kawada K, Okubo K, Nagano K, Namba M, Okada H, Imai T, Isobe K, Itoh S: "Noninvasive optical imaging in the visual cortex in young infants"
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kusaka T, Hisamatsu Y, Kawada K, Okubo K, Okada H, Namba M, Imai T, Isobe K, Itoh S: "Measurement of cerebral optical pathlength as a function of oxygenation using near-infrared time-resolved spectroscopy in a piglet model of hypoxia"Opt Rev. 10. 466-469 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Isobe K, Kusaka T, Fujikawa Y, Okubo K, Nagano K, Yasuda S, Kondo M, Itoh S, Hirao K, Onishi S: "Measurement of cerebral oxygenation in neonates after vaginal delivery and cesarean section using full-spectrum infrared spectroscopy"Comp Biochem Phys. A132. 133-138 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kusaka T, Okubo K, Nagano K, Yasuda S, Kawada K, Imai T, Isobe K, Itoh S: "Activation of the visual cortex in newborn infants under natural sleep using multichannel near-infrared spectroscopy"Adv Exp Med Biol. 510. 255-259 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kusaka T, Mastuura S, Fujikawa Y, Okubo K, Kawada K, Namba M, Okada H, Imai T, Isobe K, Itoh S: "Relationship between cerebral interstitial levels of amino acids and phosphorylation potential during secondary energy failure in hypoxic-ischemic newborn piglets"Pediatr Res. 55. 273-279 (2004)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kusaka T, Kawada K, Okubo K, Nagano K, Namba M, Okada H, Imai T, Isobe K, Itoh S: "Noninvasive optical imaging in the visual cortex in young infants"Hum Brain Mapp. 22. 122-32 (2004)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より