| 研究課題/領域番号 |
17K11029
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
整形外科学
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| 研究機関 | 東京医科大学 |
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研究代表者 |
高橋 康仁 東京医科大学, 医学部, 助教 (60567668)
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| 研究分担者 |
松永 怜 東京医科大学, 医学部, 助教 (90459579)
澤地 恭昇 東京医科大学, 医学部, 助教(特任) (20571152)
宍戸 孝明 東京医科大学, 医学部, 准教授 (70266500)
香取 庸一 東京医科大学, 医学部, 臨床講師 (40233837)
立岩 俊之 東京医科大学, 医学部, 講師 (00424630)
山本 謙吾 東京医科大学, 医学部, 主任教授 (10246316)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 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: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 前十字靭帯 / ラマン分光 / 近赤外レーザー / 組織診断 / 光バイオプシー / 組織変性 / 近赤外ラマン分光 / 細胞外マトリックス / 膝靱帯 / I型コラーゲン / 生体材料 / 生体分子 / 分析科学 / 化学物理 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では近赤外レーザーラマン分光をヒト前十字靭帯（ACL）に応用し、分子レベルで組織変性状態を非破壊検査するための光学アルゴリズムを構築した。摘出したACLのラマンスペクトルを計測後、病理スコアに基づき初期変性および高度変性群に分類した。
ACLのラマンピーク強度は両群間で有意差を認め、これらは細胞内核酸、コラーゲン、およびリン脂質に帰属される振動モードであった。ラマン強度比の分布に線形判別分析（LDA）を適応し、初期変性および高度変性組織間を識別する最適なカットオフ値を決定した。我々のラマンアルゴリズムによる組織変性度の診断精度は、最大感度100%、特異度80％、精度91%であった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
前十字靭帯(ACL)における組織変性度の診断は、病理や生化学分析など組織切除を要する侵襲検査法に依存している。一方、非破壊検査法としてMRI画像診断も実施されているが、ACLの完全/部分断裂の有無や粘液変性の診断にその応用場面が限定されている。そこで本研究では非破壊検査法である近赤外レーザーラマン分光法を応用し、ACLの局所変性度を診断するための光学アルゴリズムを構築した。レーザー光を用いた本診断法を適応すれば、低侵襲迅速診断が理論上可能になり、特に初期変性に対する診断が可能であることから、靭帯温存または切除に際する客観的判断指標を術者に与えられるなど臨床意義の高い研究成果であるといえる。
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