近赤外光による組識糖代謝と腫瘍画像診断の基礎研究

近红外光组织糖代谢及肿瘤图像诊断基础研究

基本信息

批准号：
15659276
负责人：
窪田和雄
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Research Institute, International Medical Center of Japan
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15659276/
关键词：
グルコース代謝組織糖濃度腫瘍検出近赤外光赤外光

项目摘要

腫瘍組織や脳などの糖代謝のさかんな組織では、凍結破砕による組織ペーストのグルコース濃度は血液に比べて非常に低かった。これらの組織では血液から細胞内にグルコースが取り込まれると速やかに代謝され、細胞内のグルコース濃度は極めて低い状態で維持され、血液と細胞内の大きな濃度勾配によりグルコースが流入するものと考えられる。筋肉は、脳・腫瘍よりはグルコース濃度が高く、肝臓は更に高く、血液が最も高い。これらの関係はあたかも組織へのFDG集積の程度と反比例するかのような関係にあった。実験動物にグルコース負荷をすると、血液や筋肉のグルコース濃度が上昇し、腫瘍の上昇はそれほどでもなく、コントラストが強くなった。デオキシグルコースを投与し、糖代謝を阻害すると、腫瘍の糖濃度は上昇し、コントラストが低下した。このように、腫瘍および筋肉、その他の組織のグルコース濃度の特性がある程度理解できるようになった。しかし、近赤外光による測定では、グルコース濃度がゼロに近い腫瘍と、5-10mg/dl程度のバックグラウンドを、ex vivoにおいても、in vivoにおいても確実に検出するのは現状では極めて困難であった。本法による癌の診断のためには、光学的ないし工学的に測定装置自体の精度の飛躍的な向上が必須であると言うことが判明した。

在肿瘤组织、脑等葡萄糖代谢活跃的组织中，冻裂组织糊中的葡萄糖浓度远低于血液中的葡萄糖浓度。人们认为，在这些组织中，当葡萄糖从血液摄入细胞内时，会迅速代谢，细胞内葡萄糖浓度维持在极低的状态，由于血液与细胞之间存在较大的浓度梯度，葡萄糖流入细胞内。和细胞。肌肉中的葡萄糖浓度高于大脑和肿瘤中的葡萄糖浓度，肝脏中的葡萄糖浓度甚至更高，血液中的葡萄糖浓度最高。这些关系似乎与组织中 FDG 积累的程度成反比。当实验动物接受葡萄糖负荷时，它们的血液和肌肉中的葡萄糖水平上升，肿瘤中的对比度变得更强，尽管肿瘤的上升幅度不大。当给予脱氧葡萄糖来抑制葡萄糖代谢时，肿瘤糖水平升高而对比度降低。因此，我们现在对肿瘤、肌肉和其他组织中葡萄糖浓度的特征有了一些了解。然而，通过使用近红外光进行测量，目前很难可靠地检测葡萄糖浓度接近零且背景水平约为 5-10 mg/dl 的肿瘤，无论是体外还是体内。人们发现，为了使用这种方法诊断癌症，必须从光学或工程角度大幅提高测量装置本身的精度。