レーザー衝撃波カテーテルを用いた脳血管攣縮治療法の開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15659330
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 白根 礼造 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (30206297)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 冨永 悌二 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (00217548) ; 高山 和喜 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (40006193)
• Keywords: 衝撃波医療 / レーザー工学 / 脳神経外科 / くも膜下出血 / レーザー誘発衝撃波 / 衝撃波工学 / 脳血管内治療 / 低侵襲治療

Research Abstract

本年度は、脳血管内での衝撃波照射を前提にし、1.血管内照射に適した衝撃波発生装置の作成、2.模擬物質モデルを用いた衝撃波の伝播動態解析、3.動物実験(正常ウサギ頚動脈血管に対する衝撃波の影響を検討した。
1.について、昨年度までは衝撃波発生装置の基礎構造として、カテーテル内での水中ホロミウムYAGレーザー照射を利用していたが、カテーテル内に導入することを考慮した場合、通常ウレタンで加工されているカテーテルでは十分な熱耐性を持たないため、耐久性、安全性の問題点があった。そこで、レーザー照射部を金属管で被覆する方法を考案し、その目的に適した金属の選定を行った。その結果、金、タングステン、モリブデンに有効性が認められた。今後、さらなる検討を進め、血管内で安全に衝撃波を発生可能なカテーテルの開発を進める予定である。発生過剰圧に関しては、現存のシステムで約15MPa程度の圧発生が可能であるため、十分であると考えられた。
2.については、レーザースペックル干渉法を用いて、金属、ならびに扁平骨に衝撃波を照射した際の被照射体における歪みの可視化に成功した。今後、軟部組織模擬物質において衝撃波を照射した際の被照射体における歪みの時間-空間的分布や、衝撃波の強さや照射条件などのよる被照射部での血管径の差異を比較しそれらを総合的に評価することで、衝撃波照射後の血管反応性が解析可能になるものと考えられた。
3.について、ウサギの頚動脈に対して既に開発した顕微鏡手術対応型衝撃波発生装置を用いて、外部からの衝撃波照射(約5MPa)を照射し、形態変化を計測したが、明らかな変化を認めることはできなかった。今後は、1.で開発中の衝撃波発生装置を用いて、血管内から衝撃波を照射し、血管造影を用いた形態的評価法、組織学的手法を併用して、さらに検討を進める予定である。

Research Products

• [Publications] Ohki T, Nakagawa A, Hirano T, Hashimoto T, Menezes V, Jokura H, Uenohara H, Sato Y, Saito T, Shirane R, Tominaga T, Takayama K.: "Experimental application of Pulsed Ho : YAG laser-induced liquid jet as a novel device for rigid neuroendoscope."Lasers in Surgery and Medicine. (in press). (2004)
• [Publications] 中川敦寛, 斎藤 務, 日下康子, 大木友博, 神部真理子, 藤村 幹, 平野孝幸, 上野原広司, 佐藤泰彦, 白根礼造, 高山和喜, 冨永悌二: "脳室内における衝撃波医療応用に向けた基礎実験"平成15年度衝撃波シンポジウム講演論文集. (in press). (2004)
• [Publications] 平野孝幸, 中川敦寛, 上之原広司, 城倉英史, 高山和喜, 白根礼造: "ホルミウム・ヤグレーザー誘発液体ジェットに随伴する衝撃波:その医療応用への可能性について"Neurosonology. 16. 33-36 (2003)
• [Publications] 中川敦寛, 日下康子, 平野孝幸, 佐藤真理子, 斎藤務, 白根礼造, 高山和喜: "衝撃波による圧依存性脳損傷に関する組織学的検討"平成15年度衝撃波シンポジウム講演論文集. 417-420 (2003)
• [Publications] 平野孝幸, 中川敦寛, 佐藤泰彦, 上之原広司, 高橋明, 白根礼造, 高山和喜, 冨永悌二: "レーザー誘発液体ジェット:脳神経外科領域への応用"日本レーザー医学会誌. 24. 173 (2003)
• [Publications] Nakagawa A, Kusaka Y, Hirano T, Saito T, Shirane R., Takayama K., Yoshimoto T.: "Application of shock waves as a treatment modality in the vicinity of brain and skull."J Neurosurg. 99. 156-162 (2003)