赤外線カメラ・近赤外レーザーを用いた光化学的術中脳血流量モニタリング法の開発

红外热像仪和近红外激光光化学术中脑血流监测方法的研制

• 批准号: 16659378
• 负责人: 冨永 悌二
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16659378/
• 关键词: 医療工学; バイパス手術; 術後合併症; 局所過灌流; 定量評価; 術中診断; 可視化; 脳血流モニタリング; 形態評価; 術中モニタリング; 赤外画像システム; 光化学的診断

本研究では、脳表近傍脳血流量の術中モニタリングシステムの開発を目的とした。工学的面では脳外科手術専用の高解像度赤外線画像システムを試作した。特にBa・Str・Tiアレーレンズの焦点距離を変更、拡大率の増加を図ることで情報量の向上を実現し、特殊画像ソフト併用により撮影直後に半定量的に脳表近傍血流量の変化量が評価可能となった。医学面では術中脳表近傍血流評価により術後合併症予測を行うモデル疾患としてモヤモヤ病を選択した。2005年3月から2006年2月まで東北大学脳神経外科で施行したモヤモヤ病症例で血行再建術を行った8例、9側を対象とし、これらの術中赤外線画像所見と術前、術後1、7日目の脳血流定量評価、術前、術後2日目のMRI検査所見、ならびに臨床症状の経過を比較、検討し、術後合併症(特に術後一過性局所過灌流:FHPの発生リスク)の予想が術中所見より可能か検討した。その結果、術中赤外線画像所見には以下のパターンが存在した。1.バイパス部開存(+)、MCA描出(+)、皮質領域描出(+)3例、3側中全例で術後症候性のFHPを認めた。2.バイパス部開存(+)、MCA描出(+)、皮質領域描出(-)5例、5側中、4例、4側で臨床的には症状なく経過したが、SPECT上FHPを認めた。3.バイパス部開存(+)、MCA描出(-)、皮質領域描出(-)1例ではSPECT所見も含めてFHPは認められず。術後FHPの病態は不明な点が多く、これまで虚血症状と解釈されてきていたが、両者で治療方針はほぼ正反対であることから、本研究の成果は有意義なものである。並行して行ったインドシアニングリーンを近赤外レーザー照射により励起し、脳血流および脳表近傍血管の形態学的可視化を行う光化学的診断方法の開発においてもプロトタイプを作製し、ビーグル犬脳表において可視化実験を行い、形態学的評価のみに関しては上記画像システムに比較して格段の向上が認められた。来年度以降も両者の利点を併せ持つ新しい赤外線光化学診断システムの開発を継続したい。

This study aims to explore the development of intraoperative blood flow in the near future. High-resolution infrared imaging for surgical applications in engineering The focus distance of the special image is changed, the increase rate is increased, the amount of information is increased, the special image is combined, the image is directly reflected, the amount of blood flow near the image is semi-quantitative, and the possibility is evaluated. Medical aspects include intraoperative blood flow assessment, postoperative complications prediction, and disease selection. From March 2005 to February 2006, the Department of Neurosurgery of Tohoku University performed vascular reconstruction in 8 cases and 9 sides. Intraoperative infrared imaging revealed quantitative evaluation of blood flow before operation and 1 and 7 days after operation. MRI findings before operation and 2 days after operation were compared with clinical symptoms and complications.(In particular, transient perfusion after surgery:FHP development). It is expected that intraoperative findings may be misdiagnosed. The results showed that the infrared images during the operation showed that the following conditions existed. 1. The symptoms of postoperative FHP were recognized in all cases. 2. 5 cases were found to be positive in cerebral cortex, 5 cases were found to be positive in MCA, 4 cases were found to be negative in cortical cortex, 5 cases were found to be positive in MCA, 4 cases were found to be negative in cortical cortex. 3. SPECT findings in 1 case were negative, MCA was negative, cortical area was negative. There are many unclear points in the pathology of FHP after operation, and the results of this study are meaningful. The development of photochemical diagnostic methods for the visualization of blood flow and blood vessels in the vicinity of the blood vessel, and the comparison between the development of photochemical diagnostic methods for the visualization of blood flow and blood vessels in the vicinity of the blood vessel In the coming years, the development of infrared photochemical diagnosis system will be carried out in order to improve the quality of patients.

项目成果

Use of Intraoperative Dynamic Infrared Imaging with Detection Wavelength of 7-14μm in the Surgical Obliteration of Spinal Arteriovenous Fistula

检测波长7-14μm的术中动态红外成像在脊髓动静脉瘘闭塞手术中的应用

• 发表时间: 2004
• 期刊: Minimally Invasive Neurosurgery 47
• 作者: Nakagawa A;Hirano T;Uenohara H;Utsunomiya H;Suzuki S;Sakurai Y;Takayama K;Shirane R;Tominaga T.
• 通讯作者: Tominaga T.

血管描出を目的とした高感度カメラIRSI IVによる脳血管障害術中モニタリング

使用高灵敏度相机 IRSI IV 进行脑血管疾病的术中监测，以实现血管可视化

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本赤外線学会誌 14
• 作者: 中川敦寛;上之原広司;金田道寛;高山和喜;佐藤淳一;富永悌二
• 通讯作者: 富永悌二

Neuroprotective effect of an antioxidant in ischemic brain injury - Involvement of neuronal apoptosis

• DOI: 10.1385/ncc:2:1:059
• 发表时间: 2005-01-01
• 期刊: NEUROCRITICAL CARE
• 影响因子: 3.5
• 作者: Fujimura, M;Tominaga, T;Chan, PH
• 通讯作者: Chan, PH

Experimental application of pulsed Ho:YAG laser‐induced liquid jet as a novel rigid neuroendoscopic dissection device

• DOI: 10.1002/lsm.20021
• 发表时间: 2004-03
• 期刊: Lasers in Surgery and Medicine
• 影响因子: 2.4
• 作者: T. Ohki;A. Nakagawa;T. Hirano;T. Hashimoto;V. Menezes;H. Jokura;H. Uenohara;Yasuhiko Sato;T. Saito;R. Shirane;T. Tominaga;K. Takayama

Biological Effect of Shock Waves : Brain Damage By Shock Waves in Rats - Pressure Dependence.

冲击波的生物效应：冲击波对大鼠的脑损伤 - 压力依赖性。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Future Medical Engineering Based on Bionanotechnology. Proceedings of the Final Symposium of the Tohoku University 21 st Century Center of Excellence Program.
• 作者: Kato K;Fujimura M;Nakagawa A;Saito A;Tominaga T
• 通讯作者: Tominaga T