Visualization of deep tissue lesions by near-infrared hyperspectral imaging

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本研究では，生体透過性の高い近赤外光を用いハイパースペクトラルイメージング技術を組合せた技術を確立すると共に，人体内での近赤外分光イメージングを実現する内視鏡を開発し，既存の内視鏡下では見ることのできない組織深部や腹腔側からがんを非侵襲かつ標識なしで可視化する技術を探求することを目的としている．研究の2年目は，開発したシステムを用いた大型動物実験に加え，コロナ渦の影響で開発が遅れているイメージファイバーを利用した軟性内視鏡システムを開発した．さらに，GIST検体やがん検体だけでなく，深部の血管，神経の可視化の可能性を検討して，実際に動物実験を行い，神経，血管の可視化が可能であることを実証した．具体的には下記の項目を実施した．・術中下で画像取得できるイメージングシステムの開発：臨床での利用を想定した，撮像に最適な光源や高速で画像取得するための光学系を選定し，開腹手術，硬性内視鏡下，近赤外分光対応細径ファイバー内視鏡（硬性・軟性内視鏡下で撮像できる近赤外分光イメージング内視鏡）の開発・改良を行った．硬性内視鏡に関しても，光学系の再検証，全体のシステムを動作させるソフトウェアの改良，サンプリングレートの向上，画像処理アルゴリズムの導入した．・臨床研究によるデータ収集：本研究では，申請者らがこれまでに行ってきた GIST検体，腫瘍の可視化の対象を広げ，深部の血管，神経，胆管などの NIR-HSIを取得し，可視化を検討した．大型動物を用いて，ライブイメージングでの有用性を検証した．・可視化処理の高度化：取得した NIR-HSIから，癌，非癌領域，血管，神経などを機械学習で学習させ，識別可能かどうか検証した．また識別可能な症例に関して，どの波長で識別されているかを同様に解析した．