高分解能放射光造影CTによる肺３次元ミクロ病態の解明

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25240047
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 仁木 登 徳島大学, 大学院理工学研究部, 教授 (80116847)
• 研究分担者: 河田 佳樹 徳島大学, 大学院理工学研究部, 准教授 (70274264) ; 梅谷 啓二 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 主幹研究員 (50344396) ; 中野 恭幸 滋賀医科大学, 医学部, 准教授 (00362377) ; 花岡 淳 滋賀医科大学, 医学部, 講師 (00452243) ; 村田 喜代史 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (20127038) ; 伊藤 春海 福井大学, 高エネルギー医学研究センター, 特命教授 (40026943) ; 阪井 宏彰 京都大学, 医学研究科, 非常勤講師 (50362489)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 肺3次元ミクロ形態 / 肺胞毛細血管 / 3次元ミクロ病態（肺がん・COPD・間質性肺炎） / 放射光マイクロCT / 薄型蛍光板と拡大光学系 / 大容量3次元画像解析

研究実績の概要

慢性閉塞性肺疾患，間質性肺炎，肺がんなどの疾患の3次元ミクロ病態の解明は未知の分野である．肺末梢構造の観察は病理学において視野範囲(FOV)の制限された組織スライス画像を用いて実施されているが，この30-40年間で格段の進歩がないと言われている．本研究は，放射光CTの検出器を高性能化し，ヒト肺標本の血管系にナノ粒子造影剤を注入して正常標本や疾患の進展度別標本をイメージングし，これらの3次元ミクロ形態画像から肺の基本単位である肺2次小葉を中心にして正常形態や病態の発生・進展過程を解析する技術基盤の確立を目指すものである．このため１．放射光CT検出器の高性能化の研究開発，２．ナノ粒子造影剤を用いた伸展固定肺標本作製法の開発３．3次元ミクロ画像データベースの構築，４．3次元ミクロ形態解析の技術基盤の構築に取り組み，データベース構築は協力医療機関の倫理審査委員会の承認を得て推進させた．本年度は，放射光CT検出器に薄型蛍光板と拡大光学系を導入した高分解能化の開発を進め，血管造影のためのナノ粒子造影剤を用いた標本作製実験，非実質構造（肺血管，気管支・肺血管周囲組織，小葉間隔壁，肺胸膜）構造の3次元ミクロ形態解析法の開発を行い，肺3次元ミクロ病態解明の技術基盤として期待できる成果を得た．

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [学会発表] 放射光CTによる肺3次元ミクロ構造解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 斉藤くるみ，前田亘輝，小林裕弥，河田佳樹，仁木登，梅谷啓二，中野恭幸，阪井宏彰，伊藤春海
  • 学会等名: 第12回京滋呼吸器リサーチフォーラム 【優秀賞】
  • 発表場所: 京都リサーチパーク（京都府京都市）
  • 年月日: 2017-03-11 – 2017-03-11
• [学会発表] 放射光CTを用いた細葉の肺3次元ミクロ構造解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 前田亘輝，小林裕弥，斉藤くるみ，河田佳樹，仁木登，梅谷啓二，中野恭幸，阪井宏彰，伊藤春海
  • 学会等名: 第24回日本CT検診学会学術集会
  • 発表場所: あわぎんホール （徳島県徳島市）
  • 年月日: 2017-02-03 – 2017-02-04
• [学会発表] 放射光造影CTを用いた肺二次小葉のミクロ構造解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 前田亘輝，小林裕弥，斉藤くるみ，河田佳樹，仁木登，梅谷啓二，中野恭幸，阪井宏彰，伊藤春海
  • 学会等名: 第9回呼吸機能イメージング研究会学術集会【優秀演題cum laude award】
  • 発表場所: 京都大学 百周年時計台記念館 （京都府京都市）
  • 年月日: 2017-01-27 – 2017-01-28
• [学会発表] Three-dimensional microstructure analysis of human lung specimens using a synchrotron radiation micro-CT (2017)
  • 著者名/発表者名: K.Saito, K.Maeda, Y.Kobayashi, Y.Kawata, N.Niki, K.Umetani, Y.Nakano, H.Sakai, H.Itoh
  • 学会等名: International Forum on Medical Imaging in Asia (IFMIA) 2017
  • 発表場所: Tenbusu Naha (Naha-city, Okinawa)
  • 年月日: 2017-01-19 – 2017-01-20
  • 国際学会
• [学会発表] 放射光CTによる肺3次元ミクロ構造解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 斉藤くるみ，前田亘輝，小林裕弥，河田佳樹，仁木登，梅谷啓二，中野恭幸，阪井宏彰，伊藤春海
  • 学会等名: 第39回日本生体医工学会中国四国支部大会
  • 発表場所: 第39回日本生体医工学会中国四国支部大会（徳島県徳島市）
  • 年月日: 2016-10-15 – 2016-10-15
• [学会発表] 放射光CTを用いた肺細葉のミクロ構造解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 前田亘輝，小林裕弥，斉藤くるみ，河田佳樹，仁木登，梅谷啓二，中野恭幸，阪井宏彰，伊藤春海
  • 学会等名: 電子情報通信学会技術研究報告医用画像
  • 発表場所: 東京農工大学小金井キャンパス科学博物館3F講堂 （東京都小金井市）
  • 年月日: 2016-09-16 – 2016-09-16
• [学会発表] Multiscale function and pathology modeling of respiratory system (2016)
  • 著者名/発表者名: N.Niki
  • 学会等名: The 55th Annual Conference of Japanese Society for Medical and Biological Engineering
  • 発表場所: Toyama International Conference Center (Toyama-city, Toyama)
  • 年月日: 2016-04-26 – 2016-04-28
  • 国際学会