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3次元画像投影と近赤外線マーキングによる新規イメージガイド手術支援システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K01294
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関高知大学

研究代表者

穴山 貴嗣  高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 准教授 (30403893)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードイメージガイド手術 / プロジェクションマッピング / 近赤外線蛍光 / コーンビームCT / 低侵襲手術 / Cone beam CT / ハイブリッド手術室 / インドシアニングリーン蛍光 / 蛍光ガイド手術 / インドシアニングリーン / 近世外線蛍光 / 肺がん / ナビゲーション手術 / 早期癌 / 手術支援
研究成果の概要

まず、3次元医療画像を等身大で手術術野に投影するシステムを開発し臨床上の有用性を発表した。続いてハイブリッド手術室の機能を応用し、小型肺癌担癌患者の全身麻酔手術の導入時にコーンビームCTを撮影して3次元画像を習得、小型肺癌の局在をレントゲン透視画像上に常時表示させつつ、インドシアニングリーン蛍光を応用した内視鏡下肺実質マーキングを施行、再度3次元CT画像を取得することで、近赤外線マーキングと小型肺癌の3次元座標位置を取得、手術術野方向からの3次元画像を構築することで、手術中には蛍光マーカーから微小腫瘍の局在を正確に同定する新規イメージガイド手術支援システムを構築することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

広く用いられるCTやFDG-PET-CTなどの医用画像を侵襲的治療のイメージガイドに直接的に活用することが可能になり、新たなイメージガイド手術の可能性を提唱した。またハイブリッド手術室のコーンビームCT機能とインドシアニングリーン蛍光マーキング技術を組み合わせることで、患者に苦痛なく体内に存在する小型病変を精密にマーキングして術中局在同定することが可能となった。この新手法は今後の手術の精密性の向上に寄与することが見込まれる。

報告書

(7件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Fluorescence visualization of the intersegmental plane by bronchoscopic instillation of indocyanine green into the targeted segmental bronchus: determination of the optimal settings2021

    • 著者名/発表者名
      Anayama Takashi、Hirohashi Kentaro、Miyazaki Ryohei、Okada Hironobu、Yamamoto Marino、Orihashi Kazumasa
    • 雑誌名

      Journal of International Medical Research

      巻: 49 号: 2 ページ: 90201-90206

    • DOI

      10.1177/0300060521990202

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The accuracy of cone-beam computed tomography and augmented fluoroscopy-guided bronchoscopic marking of multiple small-sized pulmonary nodules in a hybrid operating room: a retrospective cohort study2021

    • 著者名/発表者名
      Anayama Takashi、Yamamoto Marino、Hirohashi Kentaro、Miyazaki Ryohei、Okada Hironobu、Doi Akinori、Orihashi Kazumasa
    • 雑誌名

      Quantitative Imaging in Medicine and Surgery

      巻: 11 号: 2 ページ: 725-736

    • DOI

      10.21037/qims-20-781

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Near-infrared fluorescent solid material for visualizing indwelling devices implanted for medical use2020

    • 著者名/発表者名
      Anayama Takashi、Sato Takayuki、Hirohashi Kentaro、Miyazaki Ryohei、Yamamoto Marino、Okada Hironobu、Orihashi Kazumasa、Inoue Keiji、Kobayashi Michiya、Yoshida Masashi、Hanazaki Kazuhiro
    • 雑誌名

      Surgical Endoscopy

      巻: 34 号: 9 ページ: 4206-4213

    • DOI

      10.1007/s00464-020-07634-0

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lung cancer photothermal ablation by low-power near-infrared laser and topical injection of indocyanine green2019

    • 著者名/発表者名
      Hirohashi Kentaro、Anayama Takashi、Wada Hironobu、Nakajima Takahiro、Kato Tatsuya、Keshavjee Shaf、Orihashi Kazumasa、Yasufuku Kazuhiro
    • 雑誌名

      Interactive CardioVascular and Thoracic Surgery

      巻: 29 号: 5 ページ: 693-698

    • DOI

      10.1093/icvts/ivz158

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Intraoperative Near-Infrared Fluorescence-Guided Peripheral Lung Tumor Localization in Rabbit Models2019

    • 著者名/発表者名
      Wada Hironobu、Zheng Jinzi、Gregor Alexander、Hirohashi Kentaro、Hu Hsin-Pei、Patel Priya、Ujiie Hideki、Kato Tatsuya、Anayama Takashi、Jaffray David A.、Yasufuku Kazuhiro
    • 雑誌名

      The Annals of Thoracic Surgery

      巻: 107 号: 1 ページ: 248-256

    • DOI

      10.1016/j.athoracsur.2018.08.020

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Simultaneous cone beam computed tomography‐guided bronchoscopic marking and video‐assisted thoracoscopic wedge resection in a hybrid operating room2019

    • 著者名/発表者名
      Anayama Takashi、Hirohashi Kentaro、Okada Hironobu、Miyazaki Ryohei、Kawamoto Nobutaka、Yamamoto Marino、Orihashi Kazumasa
    • 雑誌名

      Thoracic Cancer

      巻: 10 号: 3 ページ: 579-582

    • DOI

      10.1111/1759-7714.12983

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Near-infrared dye marking for thoracoscopic resection of small-sized pulmonary nodules: comparison of percutaneous and bronchoscopic injection techniques2018

    • 著者名/発表者名
      Anayama Takashi、Hirohashi Kentaro、Miyazaki Ryohei、Okada Hironobu、Kawamoto Nobutaka、Yamamoto Marino、Sato Takayuki、Orihashi Kazumasa
    • 雑誌名

      Journal of Cardiothoracic Surgery

      巻: 13 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1186/s13019-018-0697-6

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Cone beam CT併用イメージガイド気管支鏡下ICG蛍光マーキングの正確性の検証2021

    • 著者名/発表者名
      穴山貴嗣
    • 学会等名
      第38回 日本呼吸器外科学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Cone-beam CT computed tomography and augmented fluoroscopy-guided bronchoscopic marking of multiple small-sized pulmonary nodules in a hybrid operating room2021

    • 著者名/発表者名
      穴山貴嗣
    • 学会等名
      第4回 日本蛍光ガイド手術研究会 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cone beam CT‐guided Bronchoscopic infra‐red fluorescence marking for thoracoscopic resection of small‐sized lung cancer2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Anayama
    • 学会等名
      日本外科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 体内留置物を可視化する近赤外線蛍光樹脂の医療応用の可能性2019

    • 著者名/発表者名
      穴山 貴嗣
    • 学会等名
      日本外科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Cone beam CT-guided Bronchoscopic infra-red fluorescence marking for thoracoscopic resection of small-sized lung cancer2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Anayama
    • 学会等名
      日本外科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hybrid OR・仮想気管支鏡・近赤外線蛍光・Projection mappingを駆使した胸腔鏡手術2018

    • 著者名/発表者名
      穴山貴嗣
    • 学会等名
      第35回日本呼吸器外科学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 体内留置物を可視化する近赤外蛍光樹脂の医療応用の可能性2018

    • 著者名/発表者名
      穴山貴嗣
    • 学会等名
      第118回日本外科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 近赤外蛍光樹脂の医療応用の可能性2018

    • 著者名/発表者名
      穴山貴嗣
    • 学会等名
      第一回蛍光ガイド手術研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 経気道的ICG注入による近赤外線蛍光ガイド胸腔鏡手術2017

    • 著者名/発表者名
      穴山貴嗣
    • 学会等名
      第34回日本呼吸器外科学会総会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2017-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Infra-red fluorescence marking for localization of small sized pulmonary nodules2016

    • 著者名/発表者名
      穴山貴嗣
    • 学会等名
      第33回日本呼吸器外科学会総会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      2016-05-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] 胸部外科2019

    • 著者名/発表者名
      穴山貴嗣
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      南江堂
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-01-27  

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