短波赤外蛍光を用いた超早期がんの新規無侵襲分子イメージング技術の開発

令和4年度はシミュレーションと試作機の検討を主に進めた。生体組織の複雑な構造を忠実に反映したモデルで生体内の光の挙動を計算した。米国立医学図書館が公開しているデータベースVisible Human Projectの59歳米国女性（死因：心臓病）の全身スライス画像データから再構成された胸部をモンテカルロモデルに実装した（VHPモデル）。ここでは初期乳がんの大きさと深さを設定して、励起光と発光の光子の挙動を計算し、各帯域を評価した。光軸上に蛍光性初期乳がんを存在させ、体表面での蛍光強度を詳細に検討した。さらにシミュレーションで励起光源の走査による発光源の場所推定の可能性を指摘した。乳がんは乳房外側上部の乳腺、特に乳管が頻発部位とされるが、VHPモデルでは当該領域に乳腺構造を確認することができなかった。そのためVHPモデルでは頻発部位に発光源を設定できない点が明らかになった。実体顕微鏡に接続した現有のInGaAsカメラではマウスリンパ節のSWIR蛍光イメージングは十分に可能であった。カメラが故障し修理が困難になったため、やや短波長領域のカメラを導入した初号機を試作した。ヒトの微小乳がん検出では空間分解能を向上させるために励起用のレーザー光を走査する仕様とし、ハイパー拡散蛍光キューブ(Hyper-diffusion cube, HDC)の多変量解析を用いた蛍光画像解析装置を確立した。

令和4年度はシミュレーションと試作機の検討を主に進めた。生体組織の複雑な構造を忠実に反映したモデルで生体内の光の挙動を計算した。米国立医学図書館が公開しているデータベースVisible Human Projectの59歳米国女性（死因：心臓病）の全身スライス画像データから再構成された胸部をモンテカルロモデルに実装した（VHPモデル）。ここでは初期乳がんの大きさと深さを設定して、励起光と発光の光子の挙動を計算し、各帯域を評価した。光軸上に蛍光性初期乳がんを存在させ、体表面での蛍光強度を詳細に検討した。さらにシミュレーションで励起光源の走査による発光源の場所推定の可能性を指摘した。乳がんは乳房外側上部の乳腺、特に乳管が頻発部位とされるが、VHPモデルでは当該領域に乳腺構造を確認することができなかった。そのためVHPモデルでは頻発部位に発光源を設定できない点が明らかになった。実体顕微鏡に接続した現有のInGaAsカメラではマウスリンパ節のSWIR蛍光イメージングは十分に可能であった。カメラが故障し修理が困難になったため、やや短波長領域のカメラを導入した初号機を試作した。ヒトの微小乳がん検出では空間分解能を向上させるために励起用のレーザー光を走査する仕様とし、ハイパー拡散蛍光キューブ(Hyper-diffusion cube, HDC)の多変量解析を用いた蛍光画像解析装置を確立した。