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2011 年度 実績報告書

術中蛍光スペクトル情報に基づいた低侵襲高精度診断・治療一体化医療システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23680049
研究機関東京大学

研究代表者

廖 洪恩  東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (40396784)

キーワード診断治療一体化 / 蛍光計測 / 低侵襲治療 / 高精度診断 / 医療システム
研究概要

本年度では、基礎的な病変細胞を特異的に診断する技術の開発、蛍光スペクトル情報と病理検査との精密な比較および各診断情報の統合を行い、また非接触型治療デバイスによる高精度低侵襲治療法の開発を主たる目的として、主に下記のテーマの開発に取り組んだ。
1)腫瘍の光感受性物質の選定、細胞・組織機能計測技術による精密な腫瘍同定
悪性脳腫瘍は腫瘍摘出率が患者の予後に大きく関わっている。悪性腫瘍は浸潤性を持ち、境界部が不明瞭なため、腫瘍を全摘出するのが困難となっている。そのため腫瘍細胞に選択的に集積し、蛍光色素5-Aminolevulinic Acidなど蛍光物質を含め、腫瘍親和性の光感受性物質を検討・選定し、腫瘍組織と正常組織との識別を行った。光感受性物質は術前に患者に投与されると励起光の照射により赤色の蛍光を発生し、これによって術中で腫瘍部位を確認する。
2)蛍光スペクトル情報と病理検査との比較・解析による精確な腫瘍判別
蛍光スペクトルを得るのに必要十分な光量を確保するために、スペクトル計測に特化した光学設計を行った。具体的には、CCDカメラに入る光量と分光器入る光量の配分を適切にすることで、必要最小限の術野画像を得ながら、スペクトル計測できる光学系を開発した。また、統計学的に扱える十分な症例数を実施し、得られたスペクトル情報と病理検査の結果から多変量解析を行った。
3)レーザ蒸散技術とメカトロニクス、コンピュータを駆使した標的腫瘍診断・治療デバイスの開発 腫瘍組織の蛍光計測を行う励起光、蛍光と腫瘍の蒸散を行うマイクロレーザが同軸の光路を通り、腫瘍組織の表面を走査することができる小型デバイスを開発し、このデバイスは蛍光スペクトル計測部、ビーム走査部で構成されている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

「蛍光スペクトル情報と病理検査との比較・解析による精確な腫瘍判別」、「レーザ蒸散技術とメカトロニクス、コンピュータを駆使した標的腫瘍診断・治療デバイス」などの技術を開発し、計画の通りに現時点で到達すべき目標を達成し、研究全般として研究開発が順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

平成24年度では、開発された「蛍光スペクトル情報と病理検査との比較・解析による精確な腫瘍判別」、「レーザ蒸散技術とメカトロニクス、コンピュータを駆使した標的腫瘍診断・治療デバイス」などの技術融合とシステム統合を開始し、同時に「内視鏡に搭載可能な腫瘍組織の蛍光計測およびレーザ蒸散できる小型装置」の開発を行う予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] An Integrated Diagnosis and Therapeutic System using Intraoperative 5-Aminolevulinic-Acid-Induced Fluorescence Guided Robotic Laser Ablation for Precision Neurosurgery2012

    • 著者名/発表者名
      Hongen Liao, Masafumi Noguchi, Takashi Maruyama, et al.
    • 雑誌名

      Medical Image Analysis

      巻: 16(3) ページ: 754-766

    • DOI

      DOI:10.1016/j.media.2010.11.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intravascular Catheter Navigation Using Path Planning and Virtual Visual Feedback for Oral Cancer Treatment2011

    • 著者名/発表者名
      Junchen Wang, Takashi Ohya, Hongen Liao, et al.
    • 雑誌名

      The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery

      巻: 7(2) ページ: 214-224

    • DOI

      DOI:10.1002/rcs.392

    • 査読あり
  • [学会発表] 残存脳腫瘍除去のためのレーザ蒸散システムの開発2011

    • 著者名/発表者名
      小池純基, 安藤岳洋, 廖洪恩, 他
    • 学会等名
      第20回日本コンピュータ外科学会大会,日本コンピュータ外科学会誌, J.JSCAS, Vol.13 No.3, pp.210-211, 2011
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20111122-20111124
  • [学会発表] Fluorescence-intensity compensation based on position measurement using laser dot pattern2011

    • 著者名/発表者名
      T.Ando, S.Joung, H.Kim, E.Kobayashi, H.Liao, I.Sakuma
    • 学会等名
      Proc.of the 25th International Congress and Exhibition, Computer Assisted Radiology and Surgery
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      20110622-20110625
  • [学会発表] 5-ALA蛍光計測に基づく細胞密度予測による脳腫瘍識別に関する検討2011

    • 著者名/発表者名
      小池純基, 後藤啓介, 安藤岳洋, 他
    • 学会等名
      第50回日本ME学会大会,日本生体工学会誌生体医工学,Vol.49, Suppl.1, p.32, 2011
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20110429-20110501

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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