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赤外線カメラ・近赤外レーザーを用いた光化学的術中脳血流量モニタリング法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16659378
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 脳神経外科学
研究機関東北大学

研究代表者

冨永 悌二  東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (00217548)

研究分担者 高山 和喜  東北大学, 先進医工学研究機構, 教授 (40006193)
孫 明宇  東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (00311556)
研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2005年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2004年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード医療工学 / バイパス手術 / 術後合併症 / 局所過灌流 / 定量評価 / 術中診断 / 可視化 / 脳血流モニタリング / 形態評価 / 術中モニタリング / 赤外画像システム / 光化学的診断
研究概要

本研究では、脳表近傍脳血流量の術中モニタリングシステムの開発を目的とした。
工学的面では脳外科手術専用の高解像度赤外線画像システムを試作した。特にBa・Str・Tiアレーレンズの焦点距離を変更、拡大率の増加を図ることで情報量の向上を実現し、特殊画像ソフト併用により撮影直後に半定量的に脳表近傍血流量の変化量が評価可能となった。
医学面では術中脳表近傍血流評価により術後合併症予測を行うモデル疾患としてモヤモヤ病を選択した。2005年3月から2006年2月まで東北大学脳神経外科で施行したモヤモヤ病症例で血行再建術を行った8例、9側を対象とし、これらの術中赤外線画像所見と術前、術後1、7日目の脳血流定量評価、術前、術後2日目のMRI検査所見、ならびに臨床症状の経過を比較、検討し、術後合併症(特に術後一過性局所過灌流:FHPの発生リスク)の予想が術中所見より可能か検討した。その結果、術中赤外線画像所見には以下のパターンが存在した。
1.バイパス部開存(+)、MCA描出(+)、皮質領域描出(+)3例、3側中全例で術後症候性のFHPを認めた。
2.バイパス部開存(+)、MCA描出(+)、皮質領域描出(-)5例、5側中、4例、4側で臨床的には症状なく経過したが、SPECT上FHPを認めた。
3.バイパス部開存(+)、MCA描出(-)、皮質領域描出(-)1例ではSPECT所見も含めてFHPは認められず。
術後FHPの病態は不明な点が多く、これまで虚血症状と解釈されてきていたが、両者で治療方針はほぼ正反対であることから、本研究の成果は有意義なものである。
並行して行ったインドシアニングリーンを近赤外レーザー照射により励起し、脳血流および脳表近傍血管の形態学的可視化を行う光化学的診断方法の開発においてもプロトタイプを作製し、ビーグル犬脳表において可視化実験を行い、形態学的評価のみに関しては上記画像システムに比較して格段の向上が認められた。来年度以降も両者の利点を併せ持つ新しい赤外線光化学診断システムの開発を継続したい。

報告書

(2件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (12件)

  • [雑誌論文] Application of underwater shock wave and laser-induced liquid jet to neurosurgery.2006

    • 著者名/発表者名
      Tominaga T, Nakagawa A, Hirano T, Sato J, Kato K, Hosseini SHR, Takayama K.
    • 雑誌名

      Shock Waves (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental application of pulsed Ho : YAG laser- induced cavitational shock wave generator as a novel drug delivery system.2006

    • 著者名/発表者名
      Ohki T, Nakagawa A, Sato J, Kambe M, Kato K, Hirano T, Uenohara H, Sun M, Tominaga T, Takayama K.
    • 雑誌名

      Proceedings of EMBEC 2005 (Prague) (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Biological effect of shock waves : brain damage by shock waves in rats- Pressure Dependence.2006

    • 著者名/発表者名
      Kato T, Nakagawa A, Fujimura M, Sato J, Ohki T, Takayama K, Tominaga T.
    • 雑誌名

      Proceedings of EMBEC 2005 (Prague) (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Neuroprotective effect of an antioxidant in ischemic brain injury : involvement of neuronal apoptosis.2005

    • 著者名/発表者名
      Fujimura M, Tominaga T, Chan PH.
    • 雑誌名

      Neurocrit Care 2

      ページ: 59-66

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A proposed parent vessel geometry-based categorization of saccular intracranial aneurysms : computational flow dynamics analysis of the risk factors for lesion rupture.2005

    • 著者名/発表者名
      Hassan T, Timofeev EV, Saito T, Shimizu H, Ezura M, Matsumoto Y, Takayama K, Tominaga T, Takahashi A.
    • 雑誌名

      J Neurosurg 103

      ページ: 662-680

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Neuroprotective role of neurotrophins : relationship between nerve growth factor and apoptotic cell survival pathway after cerebral ischemia.2005

    • 著者名/発表者名
      Saito A, Tominaga T, Chan PH.
    • 雑誌名

      Curr Atheroscler Rep 7

      ページ: 268-273

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Use of Intraoperative Dynamic Infrared Imaging with Detection Wavelength of 7-14μm in the Surgical Obliteration of Spinal Arteriovenous Fistula2004

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa A, Hirano T, Uenohara H, Utsunomiya H, Suzuki S, Sakurai Y, Takayama K, Shirane R, Tominaga T.
    • 雑誌名

      Minimally Invasive Neurosurgery 47

      ページ: 136-139

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 血管描出を目的とした高感度カメラIRSI IVによる脳血管障害術中モニタリング2004

    • 著者名/発表者名
      中川敦寛, 上之原広司, 金田道寛, 高山和喜, 佐藤淳一, 富永悌二
    • 雑誌名

      日本赤外線学会誌 14

      ページ: 23-27

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Pulsed holmium : yttrium-aluminum-garnet laser-induced liquid jet as a novel dissection device in neuroendoscopic surgery.2004

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa A, Hirano T, Jokura H, Uenohara H, Ohki T, Hashimoto Y, Menenges V, Sato Y, Kusaka Y, Ohyama H, Saito T, Takayama K, Shirane R, Tominaga T.
    • 雑誌名

      Journal of Neurosurgery 101

      ページ: 145-150

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental application of pulsed Ho:YAG laser-induced liquid jet as a novel rigid neuroendoscopic dissection device.2004

    • 著者名/発表者名
      Ohki T, Nakagawa A, Hirano T, Hashimoto T, Menezes V, Jokura H, Uenohara H, Sato Y, Saito T, Shirane R, Tominaga T, Takayama K.
    • 雑誌名

      Lasers in Surgery and Medicine 34

      ページ: 227-234

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] On the efficiency of Gore-Tex layer for brain protection from shock wave damage in cranioplasty.2004

    • 著者名/発表者名
      Saito T, Voinovich PA, Nakagawa A, Hosseini SHR, Takayama K, Hirano T.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments 75

      ページ: 4789-4796

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Osteopromotion for cranioplasty using shock wave. Experiment using skull defect animal model2004

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa A, Sato J, Hirano T, Ohki T, Saito T, Takayama K, Tominaga T.
    • 雑誌名

      Proceeding of International Symposium on Shock Waves (ISSW 24), Beijing, China

      ページ: 228-228

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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