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光治療におけるコンピュテーショナル臨床試験基盤の創出

研究課題

研究課題/領域番号 19K22966
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分90:人間医工学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

粟津 邦男  大阪大学, 工学研究科, 教授 (30324817)

研究分担者 西村 隆宏  大阪大学, 工学研究科, 助教 (10722829)
間 久直  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (70437375)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワード計算機臨床試験 / レーザー治療 / レギュラトリーサイエンス / 医療機器評価 / in silco試験 / 医療機器 / 光治療 / レーザー
研究開始時の研究の概要

本研究では,光治療のための新規光学デバイスに対する安全性・有効性評価を計算的手法 にて実施するコンピュテーショナル臨床試験法を確立する.これまで物理空間で実施され ていた光治療における前臨床試験・臨床試験を計算機上で再現することにより,迅速・低コストな最先端光デバイスの臨床応用に向けた定量評価が可能となる.実現に向け,光治療の光照射条件に応じた光・生体組織相互作用の数理モデルの構築,高精度な数値パラメータ実測,臨床成果を活用した計算機的手法による確度向上により,確度の高い光治療シミュレータを実現する.

研究成果の概要

本研究は,光治療のための新規光学機器に対する安全性・有効性評価を計算的手法にて実施するコンピュテーショナル臨床試験法を確立を目的に行った.実現に向け,光治療による生体への作用を計算機上にて再現する光治療シミュレータを構築した.また,シミュレータに用いるためのヒト皮膚組織の光学特性値を取得した.本シミュレータを用い,レーザー治療機器による作用の定量比較を行い,熱損傷の観点から安全性を評価する手法を構築した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

超短パルスレーザーなど,光学機器に関する技術進展は日進月歩であり,光治療のさらなる高度化や新たな治療法の創出につながる.ただし新規光学機器の臨床応用には,時間や費用コストが障壁となっている.これは臨床応用までのデバイスラグ・ギャップを生じさせるだけでなく,新規機器開発を躊躇させる要因となり,光治療分野の進展を妨げる.本研究で提案する光治療におけるコンピュテーショナル臨床試験では,これまで物理空間で実施されていた前臨床試験・臨床試験を計算機上で再現し,迅速・低コストな最先端光学機器の臨床適用に向けた評価手法を提供できる.

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Determination of optical properties in double integrating sphere measurement by artificial neural network based method2021

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Takahiro、Takai Yusaku、Shimojo Yu、Hazama Hisanao、Awazu Kunio
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: 28 号: 1 ページ: 42-47

    • DOI

      10.1007/s10043-020-00632-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Incident Fluence Analysis for 755‐nm Picosecond Laser Treatment of Pigmented Skin Lesions Based on Threshold Fluences for Melanosome Disruption2021

    • 著者名/発表者名
      Shimojo Yu、Nishimura Takahiro、Hazama Hisanao、Ito Nobuhisa、Awazu Kunio
    • 雑誌名

      Lasers in Surgery and Medicine

      巻: - 号: 8 ページ: 1096-1104

    • DOI

      10.1002/lsm.23391

    • 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] 熱損傷シミュレーションに基づく皮膚良性色素疾患治療用ナノ秒パルスレーザー装置の計算機臨床試験方法2020

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Takahiro、Shimojo Yu、Hazama Hisanao、Awazu Kunio
    • 雑誌名

      日本レーザー医学会誌

      巻: 40 号: 4 ページ: 301-308

    • DOI

      10.2530/jslsm.jslsm-40_0050

    • NAID

      130007785792

    • ISSN
      0288-6200, 1881-1639
    • 年月日
      2020-01-15
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Measurement of absorption and reduced scattering coefficients in Asian human epidermis, dermis, and subcutaneous fat tissues in the 400- to 1100-nm wavelength range for optical penetration depth and energy deposition analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Shimojo Yu、Nishimura Takahiro、Hazama Hisanao、Ozawa Toshiyuki、Awazu Kunio
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Optics

      巻: 25 号: 04 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1117/1.jbo.25.4.045002

    • 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] Fluorescence detection of deep intramucosal cancer excited by green light for photodynamic diagnosis using protoporphyrin IX induced by 5-aminolevulinic acid: an ex vivo study2020

    • 著者名/発表者名
      Ihara Daisuke、Hazama Hisanao、Nishimura Takahiro、Morita Yoshinori、Awazu Kunio
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Optics

      巻: 25 号: 06 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1117/1.jbo.25.6.063809

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Singlet oxygen model evaluation of interstitial photodynamic therapy with 5-aminolevulinic acid for malignant brain tumor2019

    • 著者名/発表者名
      Izumoto Atsuki、Nishimura Takahiro、Hazama Hisanao、Ikeda Naokado、Kajimoto Yoshinaga、Awazu Kunio
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Optics

      巻: 25 号: 06 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1117/1.jbo.25.6.063803

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Experimental analysis of morphological change in melanin for multiscale modeling of picosecond laser skin treatment2021

    • 著者名/発表者名
      Shimojo Yu、Nishimura Takahiro、Hazama Hisanao、Awazu Kunio
    • 学会等名
      SPIE BiOS
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 双積分球光学系と逆モンテカルロ法に基づいた表皮, 真皮, 皮下脂肪の光学特性値計測2020

    • 著者名/発表者名
      下条裕, 西村隆宏, 間久直, 小澤俊幸, 粟津邦男
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第40回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] QスイッチNd:YAGレーザーによるダブルパルス照射が皮膚組織に及ぼす熱影響のin silico評価,2019

    • 著者名/発表者名
      下条裕, 西村隆宏, 間久直, 粟津邦男
    • 学会等名
      第40回日本レーザー医学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 計算機シミュレーションに基づいたレーザー治療のレギュラトリーサイエンス2019

    • 著者名/発表者名
      下条裕, 粟津邦男
    • 学会等名
      第7回レーザー学会「レーザーバイオ医療」技術専門委員会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2022-01-27  

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