Medical Imaging Technology
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34 巻 , 2 号
選択された号の論文の13件中1~13を表示しています
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特集/がんの先制医療のための画像診断技術
  • 鈴木 秀宣
    34 巻 (2016) 2 号 p. 59-60
    公開日: 2016/03/30
    ジャーナル 認証あり
  • 権田 幸祐, 大内 憲明
    34 巻 (2016) 2 号 p. 61-67
    公開日: 2016/03/30
    ジャーナル 認証あり
    担がんマウス生体内において,がん転移活性化膜タンパク質PAR1(protease-activated receptor 1)を蛍光ナノ粒子で標識し,この粒子を一粒子ずつ高精度計測する光学装置を開発した.この技術により,生体内にてタンパク質の動態を9 nmの空間位置精度で解析することに成功した.その結果,がん細胞の形態変化ががん転移時に重要であること,転移の進行に従い膜タンパク質の拡散速度が1000倍以上変化し,この速度増加が転移の活性化に重要であること,を生体イメージングではじめて示した.さらに蛍光ナノ粒子を使った一粒子計測技術を,手術で摘出したヒト乳がん組織の予後診断に応用した.その結果,3年以内再発の乳がん組織のPAR1発現量は,5年以上無再発の乳がん組織よりも3倍高い値を示した.また3年以内再発の乳がん組織において,PAR1発現量と手術後再発までの期間の関係を調べたところ,両者に強い相関性があることを見いだした.本方法は,がん患者の再発リスクを予測する新たな予後診断法へ発展することが期待される.
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  • 雷 诚, 程 振洲, 合田 圭介
    34 巻 (2016) 2 号 p. 68-75
    公開日: 2016/03/30
    ジャーナル 認証あり
    がん死の9割はがんの転移によるものであり,転移は循環腫瘍細胞が原発腫瘍から血液を介して新たな部位に移動し増殖することで引き起こされる.循環腫瘍細胞の同定は転移の前にがんの検出を行うことが可能であるが,循環腫瘍細胞は非常に稀少であるため,光学顕微鏡で検出することは困難である.この技術的課題は,マイクロ流体工学と光学タイムストレッチ・イメージング(optical timestretch imaging)とよばれる高速光学撮像法を融合することで達成するハイスループット・イメージ・サイトメトリーを用いることで解決することが可能である.この総説では、その光学タイムストレッチ・イメージングの原理とがん検出への応用に関して解説する.
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  • 水野 紘樹, 石井 優
    34 巻 (2016) 2 号 p. 76-81
    公開日: 2016/03/30
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    近年,がんの浸潤・転移にはがん細胞を取り巻く微小環境の理解が重要とされるようになってきている.がんの生体イメージングは,in vivoでのがん細胞の動きとその微小環境を乱すことなく多元的に解析することができる.そのため,この技術を用いてがん細胞の挙動をがん微小環境とともに理解し,関連分子から病態までを解明しようとする試みがなされている.本稿では生体イメージングの原理から,生体イメージングを用いたがんの病態解明についてわれわれが取り組んだ大腸がんと白血病モデルに関し実際の画像を交えながら紹介する.
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  • 小林 久隆
    34 巻 (2016) 2 号 p. 82-88
    公開日: 2016/03/30
    ジャーナル 認証あり
    より特異的ながんイメージングは,より正確な治療を可能にし,さらに超特異的がん治療は,がんに対しては強力でありながら,患者の体に対してはやさしい治療になりうるはずである.より良いがんの臨床を追い求める医学研究者として,更なる「病気に厳しく,患者の体に優しい」方法の開発が,究極の目標である.この稿では,現在臨床で行われている画像診断技術の基礎や限界について解説したのち,より良い方法の確立を目指して私たちが開発してきた特異性を重視した次世代の生体分子イメージング方法論,それに基づいた造影薬剤作成と利用の基本理念,さらに現実の医療に実用可能な開発の方向性についても解説したい.加えて,次世代のイメージング技術の新たな進化形である,副作用の少ない超特異的がん治療である「近赤外光線がん治療」についても紹介したい.
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  • 大嶋 佑介, 古賀 繁宏, 審良 太郎, 山本 浩未, 今村 健志
    34 巻 (2016) 2 号 p. 89-94
    公開日: 2016/03/30
    ジャーナル 認証あり
    二光子励起顕微鏡を用いた蛍光イメージング技術は,生体内において低・非侵襲的に細胞を検出できるため,がんの病態研究から医療現場における新しいがん診断法に至るまでの幅広い応用が期待されている.われわれは,二光子蛍光イメージングのがん診断応用の可能性を探るために,マウスにヒトのがん細胞を皮下移植したモデル動物とがん特異抗体を蛍光標識したプローブを用いて検討した.その結果,二光子蛍光イメージングは,従来の蛍光顕微鏡像でしばしば問題となる非特異的な蛍光シグナルの影響を排除し,生体組織深部においても細胞レベルの空間分解能で,がん細胞を特異的に標識し,可視化できることを明らかにした.一方,われわれが開発した先進的顕微鏡システム,蛍光プローブと動物モデルを組み合わせた解析ツールは,がんの基礎研究においてもがんの浸潤・転移におけるがん細胞の動態やがん細胞周囲の微小環境の役割の解析に有用であるので,現在われわれが開発しているリンパ節転移,腹膜播種,血行性の肝転移,骨転移モデルについても紹介する.
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  • 山田 秀直, 山内 豊彦, 上田 之雄, 山下 豊
    34 巻 (2016) 2 号 p. 95-102
    公開日: 2016/03/30
    ジャーナル 認証あり
    血液中に潜む循環腫瘍細胞(CTC: circulating tumor cell)は,1869年にその存在が明らかにされてから130年あまりを経た2004年にその臨床的意義が報告された.その利用方法は,予後の予測,治療効果のモニタリング・判定,薬効評価,遺伝子発現解析,テーラーメイド医療など多岐にわたり,がんに関する重要な細胞として知られている.しかし,CTCは,大量の血球成分の中にきわめて微少量で存在するため,その検出頻度が低く,CTC研究の障壁になっている.すでに市場投入されているCTC検査装置もあるが,それらは細胞の大きさや表面マーカーを指標にした濃縮・検出方法である.われわれは,細胞の外形状に留まらず,細胞内部の形態学的な三次元情報をもとに,白血球とCTCを分類することを目標に,トモグラフィック位相イメージングフローサイトメーターという可視光による位相コントラスト三次元断層撮影技術を新規に考案した.本稿では,その撮影技術をX線CTの撮影原理との比較を行いながら述べる.
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研究速報
  • 池田 諒, 花之内 健仁, ゼバスティアン シュミット祥, 管原 貴志
    34 巻 (2016) 2 号 p. 103-105
    公開日: 2016/03/30
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    本研究の目的は,ハンディ3Dスキャナの医療分野での有用性を明らかにすることであり,具体的には,義肢製作の一工程をハンディ3Dスキャナの使用で代替できるかの検討を行った.下肢切断端サンプルを6体用意し,CT撮像して得られる三次元モデルを正解値として,スキャナによる三次元モデルの誤差比較を行った.結果,2つのモデルの差分は中央値の平均で0.1 mm以下で,標準偏差は平均1.0 mm以下であることがわかり,ハンディ3Dスキャナによって初期工程は代替しうることが示唆された.
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  • 園川 龍也, 山本 悦治
    34 巻 (2016) 2 号 p. 106-115
    公開日: 2016/03/30
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    圧縮センシングをMRIに適用すれば,通常撮像よりも少ない計測データであっても,通常撮像とほぼ同等の画像を再構成でき,撮像時間の短縮が期待できる.圧縮センシングで重要な点は計測データの選択法にあり,この選択法が画質を決定する.しかし,実機での検討には膨大な労力を要し,詳細な検討は行われていなかった.本論文では,MRIシミュレータを用いて,直交座標系におけるデータ選択法と画質との関係について検討した.選択対象には位相エンコードを選び,連続して選択する中心領域の幅,中心領域以外のデータ選択用正規分布関数の半値全幅,選択した位相エンコードのランダム性と画質との関係を評価した.評価項目にはRMSE,鮮鋭度,SSIM,SNRを用いた.検討結果によれば,画質は中心領域の幅,正規分布関数の半値全幅に強く依存し,ランダム性への依存は小さかった.また,同一条件の選択法では,ランダム性と画質との間に正の相関のあることがわかった.
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  • 小林 涼, 武尾 英哉, 永井 優一
    34 巻 (2016) 2 号 p. 116-122
    公開日: 2016/03/30
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    肋骨原発性骨腫瘍の所見には溶骨性と骨硬化性がある.溶骨性は骨を破壊しながら成長し,肝臓等の臓器よりも低いCT値をもった腫瘍である.一方,骨硬化性は骨表面より突出した腫瘍であり,骨領域と似たCT値をもつため,腫瘍と骨格の境界を識別しにくく,領域の分割が難しいので体積計測などの定量化は困難である.本論文では,腫瘍の溶骨性,骨硬化性の判別と検出を行い,骨格左右比較による体積計測を行う.骨硬化性の場合は骨格の体積左右比較による体積計測,溶骨性の場合にはSVMを用いた識別器によって,従来使用されている領域拡張法より高精度な腫瘍領域抽出を行う手法を提案する.健常例を用いて肋骨の左右対称性について考察し,溶骨性腫瘍4症例,骨硬化性腫瘍1症例を用い,腫瘍の判別と検出および体積計測を行った.健常肋骨の体積差は,それぞれ左右対称に位置する肋骨に対して10%未満の差に抑えられ,有症例との明確な体積差を得ることができた.また,対称に位置する肋骨同士で差分をとることで,ほとんど誤差なく骨腫瘍の体積を計測でき,腫瘍の検出を行えることを確認した.
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  • 橋本 二三生, 寺本 篤司, 浅田 恭生, 鈴木 昇一, 藤田 広志
    34 巻 (2016) 2 号 p. 123-127
    公開日: 2016/03/30
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    近年,CTの被曝低減技術のひとつとして領域設定型CTがある.本技術は,投影データ収集時にX線照射範囲を制限することによって関心領域のみの断層像を取得するものであり,原理的に関心領域外部の被曝を低減することが可能である.現在,本手法に関して画像再構成手法の検討等が行われているが,シミュレーションなど擬似的な環境での検証しか行われていない.そこで,本研究ではより実践的な検討を行うために実験装置を開発し,その基礎的な評価を行った.実験装置は小型のCTスキャナに2軸のアクティブコリメータを追加し,投影角ごとに照射野形状を変化させることで関心領域に限定した投影データを収集する.収集した投影データに対し補正処理を施し,FBP法を用いて画像再構成することで断層像を取得する.検証の結果,領域設定を行っても通常スキャンと同等の画質が得られ,被曝線量は通常スキャンに比べ大幅に低減することが明らかとなった.
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