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脳腫瘍のレーザー治療を確立するための脳光温熱生体数値シミュレーションモデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H04307
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
研究機関東海大学

研究代表者

松前 光紀  東海大学, 医学部, 教授 (20209604)

研究分担者 鷲尾 利克  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (40358370)
荒船 龍彦  東京電機大学, 理工学部, 准教授 (50376597)
黒田 輝  東海大学, 情報理工学部, 教授 (70205243)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2017年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワード脳腫瘍 / MRI / 光熱工学 / シミュレーションモデル / 熱物性値計測 / レーザー工学 / 光工学 / 生体情報解析 / レーザー温熱治療 / レーザー / シミュレーション / MRI / 生体情報 / 物理的変量
研究成果の概要

脳組織の光温熱生体数値シミュレーションin silicoモデルを構築し、脳腫瘍に対するレーザー温熱治療システムを作成した。治療システムは複数ファイバーのレーザー装置群で、MRIからの形態情報・温度情報・灌流情報により各ファイバーのレーザー出力を制御し、不整形病変に対しても最適な温度分布を形成維持可能で短時間治療が可能なシステムとした。これにより効率的で高い安全性を確保し、治療時間を短縮できる、画期的な治療システムを創生する可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の脳腫瘍摘出術と比べると、大幅に手術手技が簡素化され、尚且つ患者への負担も大幅に軽減でき、治療時間の短縮により安全性も高い極めて革新的な治療システムである。また、開発するシミュレーションプログラムは脳内の光・温度・熱分布をシミュレーションするシステムで、薬機承認時に日本初となるin silicoモデルとして活用できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 14件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Benefits and Risks of CT Angiography Immediately after Emergency Arrival for Patients with Intracerebral Hematoma2020

    • 著者名/発表者名
      SORIMACHI Takatoshi、ATSUMI Hideki、YONEMOCHI Takuya、HIRAYAMA Akihiro、SHIGEMATSU Hideaki、SRIVATANAKUL Kittipong、TAKIZAWA Shunya、MATSUMAE Mitsunori
    • 雑誌名

      Neurologia medico-chirurgica

      巻: 60 号: 1 ページ: 45-52

    • DOI

      10.2176/nmc.oa.2019-0152

    • NAID

      130007785059

    • ISSN
      0470-8105, 1349-8029
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Simple Identification of Cerebrospinal Fluid Turbulent Motion Using a Dynamic Improved Motion-sensitized Driven-equilibrium Steady-state Free Precession Method Applied to Various Types of Cerebrospinal Fluid Motion Disturbance2020

    • 著者名/発表者名
      ATSUMI Hideki、HORIE Tomohiko、KAJIHARA Nao、SUNAGA Azusa、SAKAKIBARA Yumetaro、MATSUMAE Mitsunori
    • 雑誌名

      Neurologia medico-chirurgica

      巻: 60 号: 1 ページ: 30-36

    • DOI

      10.2176/nmc.oa.2019-0170

    • NAID

      130007785056

    • ISSN
      0470-8105, 1349-8029
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurements of Specific Heat Capacities Required to Build Computer Simulation Models for Laser Thermotherapy of Brain Lesions2019

    • 著者名/発表者名
      Sano F, Washio T, Matsumae M.
    • 雑誌名

      Tokai J Exp Clin Med

      巻: 44 ページ: 80-84

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Neuroendoscopic Evacuation for Spontaneous Cerebellar Hemorrhage Is a Safe and Secure Approach and May Become a Mainstream Technique2019

    • 著者名/発表者名
      ATSUMI Hideki、BABA Tanefumi、SUNAGA Azusa、SAKAKIBARA Yumetaro、NONAKA Yoichi、SORIMACHI Takatoshi、MATSUMAE Mitsunori
    • 雑誌名

      Neurologia medico-chirurgica

      巻: 59 号: 11 ページ: 423-429

    • DOI

      10.2176/nmc.oa.2019-0108

    • NAID

      130007746070

    • ISSN
      0470-8105, 1349-8029
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Prehospital information and spot sign are complementary predictors of post-admission outcomes of intracerebral hematoma2019

    • 著者名/発表者名
      Atsumi Hideki、Sorimachi Takatoshi、Sakakibara Yumetaro、Nonaka Yoichi、Matsumae Mitsunori
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Neuroscience

      巻: 67 ページ: 75-79

    • DOI

      10.1016/j.jocn.2019.06.016

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of Pre-Existing Comorbidities on Outcomes in Patients with Chronic Subdural Hematoma2019

    • 著者名/発表者名
      Atsumi Hideki、Sorimachi Takatoshi、Honda Yumie、Sunaga Azusa、Matsumae Mitsunori
    • 雑誌名

      World Neurosurgery

      巻: 122 ページ: e924-e932

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2018.10.176

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The combination of warfarin use and the spot sign leads to detrimental outcomes in patients with intracerebral hematomas2019

    • 著者名/発表者名
      Atsumi Hideki、Sorimachi Takatoshi、Kanbe Mayu、Nonaka Yoichi、Matsumae Mitsunori
    • 雑誌名

      Clinical Neurology and Neurosurgery

      巻: 178 ページ: 20-24

    • DOI

      10.1016/j.clineuro.2019.01.011

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Changing the Currently Held Concept of Cerebrospinal Fluid Dynamics Based on Shared Findings of Cerebrospinal Fluid Motion in the Cranial Cavity Using Various Types of Magnetic Resonance Imaging Techniques2019

    • 著者名/発表者名
      MATSUMAE Mitsunori、KURODA Kagayaki、YATSUSHIRO Satoshi、HIRAYAMA Akihiro、HAYASHI Naokazu、TAKIZAWA Ken、ATSUMI Hideki、SORIMACHI Takatoshi
    • 雑誌名

      Neurologia medico-chirurgica

      巻: 59 号: 4 ページ: 133-146

    • DOI

      10.2176/nmc.ra.2018-0272

    • NAID

      130007632866

    • ISSN
      0470-8105, 1349-8029
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] The Choroid Plexus of the Lateral Ventricle As the Origin of CSF Pulsation Is Questionable2018

    • 著者名/発表者名
      TAKIZAWA Ken、MATSUMAE Mitsunori、HAYASHI Naokazu、HIRAYAMA Akihiro、SANO Fumiya、YATSUSHIRO Satoshi、KURODA Kagayaki
    • 雑誌名

      Neurologia medico-chirurgica

      巻: 58 号: 1 ページ: 23-31

    • DOI

      10.2176/nmc.oa.2017-0117

    • NAID

      130006309170

    • ISSN
      0470-8105, 1349-8029
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Shunt of the Diploic Vein of the Orbital Roof Accompanying a Cavernous Sinus Dural Arteriovenous Fistula: A Case Report2018

    • 著者名/発表者名
      Aoki Rie、Srivatanakul Kittipong、Osada Takahiro、Sorimachi Takatoshi、Matsumae Mitsunori
    • 雑誌名

      脳神経血管内治療

      巻: 12 号: 1 ページ: 38-42

    • DOI

      10.5797/jnet.cr.2017-0056

    • NAID

      130006316122

    • ISSN
      1882-4072, 2186-2494
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Time-spatial Labeling Inversion Pulse (Time-SLIP) with Pencil Beam Pulse: A Selective Labeling Technique for Observing Cerebrospinal Fluid Flow Dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      Shibukawa S, Miyati T, Niwa T, Matsumae M, Ogino T, Horie T, Imai Y, Muro I
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      巻: 17 号: 3 ページ: 259-264

    • DOI

      10.2463/mrms.tn.2017-0032

    • NAID

      130007403771

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cardiac-driven Pulsatile Motion of Intracranial Cerebrospinal Fluid Visualized Based on a Correlation Mapping Technique2018

    • 著者名/発表者名
      Yatsushiro S, Sunohara S ,Hayashi N, Hirayama A, Matsumae M, Atsumi H ,Kuroda K
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      巻: 17 号: 2 ページ: 151-160

    • DOI

      10.2463/mrms.mp.2017-0014

    • NAID

      130006685596

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Choroid Plexus of the Lateral Ventricle As the Origin of CSF Pulsation Is Questionable2018

    • 著者名/発表者名
      Takizawa K, Matsumae M, Hayashi N, Hirayama A, Sano F, Yatsushiro S, Kuroda K
    • 雑誌名

      Neurol Med Chir (Tokyo)

      巻: 58 ページ: 23-31

    • NAID

      130006309170

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization of cardiac and respiratory-driven cerebrospinal fluid motion based on asynchronous phase-contrast magnetic resonance imaging in volunteers2017

    • 著者名/発表者名
      Takizawa K, Matsumae M, Sunohara S, Yatsushiro S, Kuroda K
    • 雑誌名

      Fluids and Barriers of the CNS

      巻: 14 号: 1 ページ: 25-25

    • DOI

      10.1186/s12987-017-0074-1

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hyperdynamic CSF motion profiles found in idiopathic normal pressure hydrocephalus and Alzheimer’s disease assessed by fluid mechanics derived from magnetic resonance images2017

    • 著者名/発表者名
      Takizawa K, Matsumae M, Hayashi N, Akihiro Hirayama A, Yatsushiro S, Kuroda K
    • 雑誌名

      Fluids and Barriers of the CNS

      巻: 14 号: 1 ページ: 29-29

    • DOI

      10.1186/s12987-017-0077-y

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 髄液運動を可視化する2020

    • 著者名/発表者名
      松前光紀
    • 学会等名
      第43回日本脳神経CI学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 温度変化を利用した短絡管機能の評価手法(基礎的研究)2019

    • 著者名/発表者名
      厚見秀樹、松前光紀
    • 学会等名
      第20回日本正常圧水頭症学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 頭蓋内嚢胞に対する脳脊髄運動評価としての画像診断2019

    • 著者名/発表者名
      厚見秀樹、松前光紀
    • 学会等名
      第42回日本脳神経CI学会総会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 教科書で教わった髄液循環は正しかったか?2018

    • 著者名/発表者名
      松前光紀
    • 学会等名
      第23回日本脳神経外科救急学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 多チャンネルレーザー治療装置2019

    • 発明者名
      金田道寛 松前光紀
    • 権利者名
      金田道寛 松前光紀
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 取得年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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