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ICG蛍光法による血流可視化と人工知能解析を用いた新規食道癌手術再建技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K09010
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分55020:消化器外科学関連
研究機関高知大学

研究代表者

北川 博之  高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 講師 (10403883)

研究分担者 岩部 純  高知大学, 医学部附属病院, その他 (00553877)
並川 努  高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 講師 (50363289)
花崎 和弘  高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 教授 (30240790)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード食道外科 / 縫合不全 / 胃管再建 / 血流評価 / ICG蛍光法 / Time intensity curve / プログラミング / 食道手術 / 食道がん / 再建 / 血流 / インドシアニングリーン / 近赤外線蛍光法 / 人工知能 / 食道癌 / 近赤外線 / 胃管 / 臓器血流
研究開始時の研究の概要

食道切除術・胃管再建術は食道癌に対する標準的術式であるが、他の消化器癌手術と比較して術後の縫合不全発生率が高い。われわれはICG蛍光法を用いた術中の胃管血流評価が術後縫合不全発生率や吻合部の内視鏡所見と相関することを報告してきた。しかし、ICG蛍光法は可視化による評価に優れていても、定量化による客観的評価が出来ない欠点を有してる。
本基盤研究の目的は、食道癌術後の縫合不全発生率の減少を目指して、再建臓器血流評価においてICG蛍光法による可視化と人工知能解析による定量化を組み合わせた革新的な新規再建技術の開発である。

研究成果の概要

食道癌手術におけるICG蛍光法による再建胃管の血流評価の動画から挙上胃管の吻合予定部周囲に4箇所のregion of interest(ROI)を設定し、PythonのOpenCV Libraryを用いてプログラミングにより時間-蛍光輝度曲線(Time intensity curve, TIC)を構成して縫合不全発生率との関連を検討した。
97例中65例にTICを構成した。TIC構成失敗の原因として、撮影中の胃管の移動と蛍光輝度上昇不良を認めた。ROIの輝度上昇起点は術者目視による蛍光到達時間よりも早く、TIC評価の鋭敏性を示唆した。縫合不全を生じた群はROI3の蛍光輝度起点が遅い傾向があった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によって手術動画からプログラミングを用いてTICを構成する場合に障害となる要素を抽出することができた。この結果をもとに信頼性の高いTIC構成されることで、術中蛍光輝度評価の客観的かつ定量的評価方法が、および縫合不全を回避する血流評価方法が確立されることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Blood flow evaluation of reconstructed gastric tube in esophageal surgery using near-infrared imaging and retrospective time-intensity curve analysis2024

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Nao、Kitagawa Hiroyuki、Orihashi Kazumasa、Yokota Keiichiro、Namikawa Tsutomu、Seo Satoru
    • 雑誌名

      Langenbeck's Archives of Surgery

      巻: 409 号: 1 ページ: 90-90

    • DOI

      10.1007/s00423-024-03284-1

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Near-infrared fluorescence imaging with indocyanine green to assess the blood supply of the reconstructed gastric conduit to reduce anastomotic leakage after esophagectomy: a literature review2022

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa Hiroyuki、Yokota Keiichiro、Marui Akira、Namikawa Tsutomu、Kobayashi Michiya、Hanazaki Kazuhiro
    • 雑誌名

      Surgery Today

      巻: 53 号: 4 ページ: 399-408

    • DOI

      10.1007/s00595-022-02474-y

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A descriptive comparison of postoperative outcomes between hybrid mediastino-thoracoscopic approach and conventional thoracoscopic esophagectomy for esophageal cancer2022

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa Hiroyuki、Yokota Keiichiro、Utsunomiya Masato、Namikawa Tsutomu、Kobayashi Michiya、Hanazaki Kazuhiro
    • 雑誌名

      Surgical Endoscopy

      巻: 37 号: 4 ページ: 2949-2957

    • DOI

      10.1007/s00464-022-09818-2

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Frequency and prognostic impact of cachexia during drug treatment for unresectable advanced gastric cancer patients2022

    • 著者名/発表者名
      Namikawa Tsutomu、Marui Akira、Yokota Keiichiro、Fujieda Yuki、Munekage Masaya、Uemura Sunao、Maeda Hiromichi、Kitagawa Hiroyuki、Kobayashi Michiya、Hanazaki Kazuhiro
    • 雑誌名

      Surgery Today

      巻: 52 号: 11 ページ: 1560-1567

    • DOI

      10.1007/s00595-022-02493-9

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laparoscopic total gastrectomy for concurrent gastric cancer and complete agenesis of the dorsal pancreas2022

    • 著者名/発表者名
      Namikawa Tsutomu、Utsunomiya Masato、Yokota Keiichiro、Kawanishi Yasuhiro、Munekage Masaya、Uemura Sunao、Maeda Hiromichi、Kitagawa Hiroyuki、Kobayashi Michiya、Hanazaki Kazuhiro
    • 雑誌名

      Asian Journal of Endoscopic Surgery

      巻: 16 号: 2 ページ: 266-270

    • DOI

      10.1111/ases.13129

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ureteral rupture with retroperitoneal urinoma caused by peritoneal metastases of gastric cancer2022

    • 著者名/発表者名
      Namikawa Tsutomu、Yokota Keiichiro、Munekage Masaya、Uemura Sunao、Maeda Hiromichi、Kitagawa Hiroyuki、Tamura Takahiko、Karashima Takashi、Inoue Keiji、Kobayashi Michiya、Hanazaki Kazuhiro
    • 雑誌名

      International Cancer Conference Journal

      巻: 12 号: 1 ページ: 53-58

    • DOI

      10.1007/s13691-022-00578-3

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Staple Line Reinforcement for Intracorporeal Anastomosis Reduces Time for Reconstruction During Laparoscopic Gastrectomy for Gastric Cancer2022

    • 著者名/発表者名
      NAMIKAWA TSUTOMU、UTSUNOMIYA MASATO、YOKOTA KEIICHIRO、MUNEKAGE MASAYA、UEMURA SUNAO、MAEDA HIROMICHI、KITAGAWA HIROYUKI、KOBAYASHI MICHIYA、HANAZAKI KAZUHIRO、SEO SATORU
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 43 号: 1 ページ: 175-181

    • DOI

      10.21873/anticanres.16147

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Neutrophil-to-lymphocyte ratio and C-reactive protein-to-albumin ratio as prognostic factors for unresectable advanced or recurrent gastric cancer2021

    • 著者名/発表者名
      Namikawa Tsutomu、Shimizu Shigeto、Yokota Keiichiro、Tanioka Nobuhisa、Munekage Masaya、Uemura Sunao、Maeda Hiromichi、Kitagawa Hiroyuki、Kobayashi Michiya、Hanazaki Kazuhiro
    • 雑誌名

      Langenbeck's Archives of Surgery

      巻: 407 号: 2 ページ: 609-621

    • DOI

      10.1007/s00423-021-02356-w

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correlation between indocyanine green visualization time in the gastric tube and postoperative endoscopic assessment of the anastomosis after esophageal surgery2020

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa H, Namikawa T, Iwabu J, Yokota K, Uemura S, Munekage M, Hanazaki K.
    • 雑誌名

      Surg Today.

      巻: 50 号: 11 ページ: 1375-1382

    • DOI

      10.1007/s00595-020-02025-3

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Blood flow evaluation of reconstructed gastric tube in esophageal surgery using near-infrared imaging and retrospective time intensity curve analysis.2024

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa H, Yamamoto N, Yokota K, Orihashi K, Utusnomiya M, Namikawa T, Seo S.
    • 学会等名
      The 3rd annual meeting of AP-ISFGS
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Blood Flow Arrival Time Before and After Elevation of Reconstructed Gastric Tube in Esophageal Surgery Using ICG Near-Infrared Fluorescence.2023

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa H, Yokota K, Utsunomiya M, Munekage M, Namikawa T, Kobayashi M, Seo S.
    • 学会等名
      the 36th Congress of the Pan-Pacific Surgical Association,Japan Chapter.
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 食道切除胃管再建におけるICG蛍光法と組織酸素飽和度モニターを用いた血流定量化2022

    • 著者名/発表者名
      北川博之、横田啓一郎、丸井輝、並川努、花崎和弘
    • 学会等名
      第122回日本外科学会定期学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 食道癌手術胃管再建における近赤外線蛍光法の使用タイミング2022

    • 著者名/発表者名
      北川博之、横田啓一郎、宇都宮正人、並川努、花崎和弘
    • 学会等名
      第65回関西胸部外科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 食道癌手術における近赤外線蛍光法を用いた胃管血流評価-胃管挙上後蛍光時間の意義とその因子の検討2022

    • 著者名/発表者名
      北川博之、横田啓一郎、宇都宮正人、並川努、花崎和弘
    • 学会等名
      第76回日本食道学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 食道切除術胃管再建におけるICG蛍光法を用いた胃管血流境界の可視化2020

    • 著者名/発表者名
      北川 博之、岩部 純、横田 啓一郎、前田 将宏、並川 努、花﨑 和弘
    • 学会等名
      日本蛍光ガイド手術研究会第3回学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 論文

    • URL

      https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35182253/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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