覚醒手術におけるヒト脳機能マッピング用ＷＦＯＣＴに関する研究

清醒手术中WFOCT人脑功能图谱研究

• 批准号: 13F03044
• 负责人: 佐藤 学
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13F03044/
• 关键词: 脳外科; 機能マッピング; 光学的内因性信号; 後遺症; OCT; 内因性信号; WF OCT; 感度; 覚醒下手術

光波を用いた生体の断層イメージング技術であるOCTは，無侵襲性と数十μｍの高い空間分解能が特徴である．一方， 脳外科の分野では，MRIなどにより腫瘍部分は確認できるが，後遺症を減らすために，脳表面の機能マッピング情報を元に切除部位を最小にする必要である．そのため，皮質上に電気刺激を与え，その反応で機能マッピング情報を得て，切除部位の判断を行う覚醒手術が行われている．短時間でより正確な機能マップを得るかが重要になる．従来の機能マッピングの方法では，空間分解能が十分でなく，光学的内因性信号(OIS)を用いた方法が期待されている．これは，組織が活動すると，代謝変化により，組織の吸収・散乱特性が変化することを用いる．実際，反射率変化は小さく，表面は凹凸があり，心拍や呼吸で動きを伴う．高いニーズがありながら，関連のOCTの研究開発は国内では，一般には知られていない．変位する組織に対して，より高感度に内因性信号を高い空間分解能で測定するかが課題となる．これに対して，本研究で得られた結果を以下に述べる．１）単一露光型 WF OCTの感度の検討では，感度を低下させる原因となる直流画像成分を低減する測定方法を提案し，約6dBの感度向上を確認し，実際にポリスチレンスポンジを用いて画像測定を行い，測定方法の有効性を確認した．２）組織の動きに対応する WF OCTでは，測定領域4.0x4.3mm2においてガラスのジグを組織表面にコンタクトさせて表面の動きを抑制する方法とOCTとを融合を提案し，ジグを豚の筋組織に用いても，組織表面の反射画像，位相画像，コンタクト付近の断層画像が測定できることを示した．

OCT是一种利用光波的生物断层成像技术，具有非侵入性和数十微米的高空间分辨率的特点。另一方面，在神经外科领域，可以使用MRI等确认肿瘤部位，但为了减少后遗症，需要根据脑表面的功能映射信息将要切除的区域最小化。因此，进行清醒手术，其中对皮层施加电刺激，并从响应中获得功能映射信息以确定切除部位。在短时间内获得更准确的功能图谱非常重要。传统的功能映射方法没有足够的空间分辨率，人们期望使用光学固有信号（OIS）的方法。这利用了这样一个事实：当组织变得活跃时，它们的吸收和散射特性会因代谢变化而改变。事实上，反射率的变化很小，表面不平坦，并且由于心跳和呼吸而发生运动。尽管需求量很大，但 OCT 的相关研究和开发在日本并不普遍。挑战在于如何在位移组织中以更高的灵敏度测量高空间分辨率的内源信号。针对这一点，本研究获得的结果描述如下。 1) 在检查单次曝光型 WF OCT 的灵敏度时，我们提出了一种减少导致灵敏度下降的 DC 图像成分的测量方法，确认灵敏度提高了约 6 dB，并使用聚苯乙烯实际测量了图像我们进行了测量并证实了测量方法的有效性。 2) 响应组织运动在WF OCT中，我们提出了一种将OCT与抑制表面运动相结合的方法，即在4.0 x 4.3 mm2的测量区域中使玻璃夹具与组织表面接触，并使用夹具即使在组织上使用时，也可以测量组织表面的反射图像、相位图像和接触附近的断层图像。

项目成果

Signal model analysis in the single shot wide field optical coherence to mography

单次宽视场光学相干成像中的信号模型分析

• 发表时间: 2014
• 作者: Anna Tulsi;Dalip Singh Mehta;and Manabu Sato
• 通讯作者: and Manabu Sato

Reflection, phase and en-face sectional imaging of scattering objects using quasi-single-shot wide-field optical coherence tomography

使用准单次宽视场光学相干断层扫描对散射物体进行反射、相位和正面截面成像

• 发表时间: 2015
• 期刊: Optical Review
• 影响因子: 1.2
• 作者: Tulsi Anna;Satoshi Kimura;Dalip Singh Mehta;and Manabu Sato
• 通讯作者: and Manabu Sato

Improvement of the dynamic range using background subtraction in single shot wide-field optical coherence tomography

在单次宽视场光学相干断层扫描中使用背景扣除来改善动态范围

• DOI: 10.1080/09500340.2014.995734
• 发表时间: 2015
• 期刊: Journal of Modern Optics
• 影响因子: 1.3
• 作者: Tulsi Anna;Dalip Singh Mehta and Manabu Sato
• 通讯作者: Dalip Singh Mehta and Manabu Sato

Signal Model Analysis in the Single Shot Wide Field Optical Coherence Tomography

单次宽视场光学相干断层扫描信号模型分析

• 发表时间: 2014
• 作者: Tulsi Anna;Dalip Singh Mehta and Manabu Sato
• 通讯作者: Dalip Singh Mehta and Manabu Sato

Stability in phase and intensity measurement using quasi single shot wide field optical coherence tomography

使用准单次宽视场光学相干断层扫描进行相位和强度测量的稳定性

• 发表时间: 2015
• 作者: T. Anna;S. Kimura;D. S. Mehta and M. Sato
• 通讯作者: D. S. Mehta and M. Sato