Development of haptic forceps equipped with gliosis discrimination function

具有神经胶质增生辨别功能的触觉钳的研制

基本信息

  • 批准号:
    21K18085
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.91万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究の目的は、脳腫瘍手術において安全に最大限の腫瘍摘出を行うために、正常脳組織と脳腫瘍、グリオーシスの硬さの違いを判別する手術器具を開発することである。具体的には、硬さを伝達する技術であるハプティクス技術を搭載した力触覚鑷子に、人工知能技術を利用した腫瘍、グリオーシス判別機能を搭載する。グリオーシス判別機能搭載の前提として、力触覚鑷子によって正常脳、腫瘍の判別ができることが必要となる。令和3年度はマウスの脳腫瘍モデルにおいて、安定して硬さの測定ができる条件を決定した。令和4年度はその測定条件において正常脳と種々のマウス脳腫瘍モデルの硬さ測定を行い、それらの違いを再現性を持って判別できるかを検証した。具体的には、U87以外にグリオーマ細胞株であるSF126、U251、髄膜腫細胞株であるIOMM-Lee、HKBMMをヌードマウスの前脳に移植し、形成された腫瘍および正常脳の硬さ測定を行った。腫瘍の大きさはIVISを用いてモニターした。腫瘍の位置は蛍光顕微鏡で確認し、鑷子を深さ5mmで腫瘍に挿し、幅4mmからコンピューター制御下で狭めて行き、反力を測定した。2回挟んで、鑷子を取り出すことを1サイクルとして2サイクル測定を行った。 結果として、正常脳と比較して腫瘍モデルのほうが有意に硬いことが示され、更にグリオーマに比べて髄膜腫が硬いことが示された。この結果は、学会にて報告し、現在論文化を進めている。今後はグリオーシスマウスモデルを作成して、同様の硬さ測定実験を行う予定である。データが得られたら、正常脳組織、脳腫瘍、グリオーシスそれぞれのデータをもとに機械学習を行い、これらの間の硬さの違いを判別するアルゴリズムを決定し、マウスモデルにおいてある範囲内の硬さにおいてはグリオーシスであることを知らせるアラームが鳴るようにプログラムを行う。
は の purpose, this study 脳 abscess surgery に お い て safe に の swollen sores pick out the end of line を う た め に, normal 脳 と 脳 swollen sores, グ リ オ ー シ ス の hard さ の violations い を discriminant す る surgical instruments を open 発 す る こ と で あ る. Specific に は, hard さ を 伝 da す る technology で あ る ハ プ テ ィ ク ス technology を carry し た touch force 覚 tweezers, artificial に capacity technology を use し た swollen sores, グ リ オ ー シ ス discriminant function を carry す る. Discriminant function of carrying グ リ オ ー シ ス の premise と し て, force touch 覚 tweezers に よ っ て normal 脳, swollen sores の discriminant が で き る こ と が necessary と な る. Make and 3 year は マ ウ ス の 脳 swollen sores モ デ ル に お い て, stable し て hard さ の determination が で き を る conditions decide し た. Make and 4 year は そ の determination conditions に お い て normal 脳 と kind 々 の マ ウ ス 脳 swollen sores モ デ ル の hard line さ determination を い, そ れ ら の violations い を reproducibility を hold っ て discriminant で き る か を 検 card し た. Specific に は, U87 に グ リ オ ー マ cell lines で あ る SF126, U251, marrow membrane swollen cell lines で あ る IOMM - Lee, HKBMM を ヌ ー ド マ ウ ス の before 脳 し に transplantation, forming さ れ た swollen sores お よ び normal 脳 の hard line さ determination を っ た. If the abscess is large, さ さ さ IVISを should be treated with さ てモニタ た た た た. Swollen sores の position は 蛍 light 顕 micromirror で confirm し, tweezers を 5 mm deep さ で swollen sores に scions of し, 4 mm か ら コ ン ピ ュ ー タ ー under the system of imperial で narrow め て き, counterforce を determination し た. 2 back to carry ん で, tweezers を take り す こ と を 1 サ イ ク ル と し て 2 サ イ ク ル line measurement を っ た. Results と し て, normal 脳 と compare し て swollen sores モ デ ル の ほ う が intentionally に hard い こ と が shown さ れ, more に グ リ オ ー マ に than べ て marrow membrane swollen が hard い こ と が shown さ れ た. The results of る, the society にて reports を, and now the discussion of culture を progresses to めて る る. Future は グ リ オ ー シ ス マ ウ ス モ デ ル を made し て, with others in の hard さ determination be 験 を line う designated で あ る. デ ー タ が have ら れ た ら, normal 脳 tissue, 脳 swollen sores, グ リ オ ー シ ス そ れ ぞ れ の デ ー タ を も と に rote learning を い, こ れ ら の の between hard さ の violations い を discriminant す る ア ル ゴ リ ズ ム を decided し, マ ウ ス モ デ ル に お い て あ る van 囲 の hard inside さ に お い て は グ リ オ ー シ ス で あ る こ と を know ら せ る ア ラ ー ム が sound る よ Youdaoplaceholder0 lines う.

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
力触覚技術を搭載した脳腫瘍判別機能を持つ手術器具の開発
开发配备触觉技术并能够识别脑肿瘤的手术器械
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    江﨑雄仁;杵島滉樹;柴尾俊輔;パレーラ エリル サンディカ;松永卓也;北村洋平;高原健人;サンペトラ オルテア;大西公平;下野誠通;佐々木光
  • 通讯作者:
    佐々木光
Development of microsurgical forceps equipped with haptics technology for in situ differentiation of tumor tissue from normal brain during microsurgery by tissue stiffness
开发配备触觉技术的显微手术钳,用于在显微手术期间通过组织硬度原位区分肿瘤组织与正常大脑
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Taketo Ezaki;Kohki Kishima;Shunsuke Shibao;Eriel Sandika Pareira;Takuya Matsunaga;Yohei Kitamura;Kento Takahara;Oltea Sampetrean;Kouhei Ohnishi;Tomoyuki Shimono;Hikaru Sasaki
  • 通讯作者:
    Hikaru Sasaki
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柴尾 俊輔其他文献

脳腫瘍幹細胞の低酸素応答
脑肿瘤干细胞的缺氧反应
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    サンペトラ・オルテア;柴尾 俊輔;南 徳明;佐谷 秀行
  • 通讯作者:
    佐谷 秀行

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  • 发表时间:
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グリオーマ幹細胞におけるエネルギー代謝の解析
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  • 批准号:
    15J10161
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    2015
  • 资助金额:
    $ 2.91万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows

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    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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    2022
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    $ 2.91万
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    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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    2022
  • 资助金额:
    $ 2.91万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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  • 批准号:
    22K15221
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.91万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
光感受性物質による放射線増強効果を用いた悪性脳腫瘍に対する新規治療の開発
利用光敏剂的辐射增强作用开发恶性脑肿瘤的新疗法
  • 批准号:
    21K07606
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.91万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
ポルフィリン前駆体による悪性脳腫瘍に対する新規放射線増感治療の開発
使用卟啉前体开发一种新的放射增敏疗法治疗恶性脑肿瘤
  • 批准号:
    18K07690
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.91万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
ミュータジェネシスによる脳腫瘍ドライバー遺伝子の同定と、腫瘍微小環境の解析
通过诱变鉴定脑肿瘤驱动基因并分析肿瘤微环境
  • 批准号:
    17H04988
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 2.91万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
脳腫瘍幹細胞の治療抵抗性に関わるエピジェネティック変化の解明と新規治療開発
阐明与脑肿瘤干细胞治疗耐药性相关的表观遗传变化并开发新疗法
  • 批准号:
    13J06657
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 2.91万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
長寿遺伝子サーチュイン制御による脳腫瘍治療の新展開
长寿基因sirtuin调控脑肿瘤治疗新进展
  • 批准号:
    24791513
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 2.91万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
脳腫瘍幹細胞制御を目指した分子基盤の構築
构建控制脑肿瘤干细胞的分子基础
  • 批准号:
    09J02529
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 2.91万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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