光超音波トモグラフィによる「皮膚の3D血管地図」を作成

最終更新日:2018年7月21日

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臨床工学技士コラム

光超音波トモグラフィによる「皮膚の3D血管地図」を作成

2018.07.03

京都大学は5月1日、戸井雅和氏(同大学教授)、齊藤晋氏(同講師)、津下到氏(特定病院助教)らの形成外科チームによって、光超音波トモグラフィによる皮膚の精細な『3D血管地図』の作成に成功したことを発表した。

今回の研究は、内閣府の総合科学技術・イノベーション会議が主導する革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)の一環で行われたもので、同研究成果は、米形成外科学会の学術誌「Plastic and Reconstructive Surgery」に掲載された。

血管損傷の危険性の高い皮弁移植術

がんの切除や事故による怪我などで組織に欠損が生じると、皮膚や皮下組織と血管を付けた状態で体の別の部位から採取し、欠損部の近くにある血管と吻合させて組織を再建する「遊離皮弁移植術」を行う。

近年では、大腿の外側の皮弁が採取部の後遺症が少なく、ドナーとして選択されるケースが多い。

顔や手などの形を精巧に再現しようする場合は、より薄い皮弁が必要となるものの、薄くするほど血管損傷のリスクが高くなる。

そのため、経験の豊富な医師でも皮弁移植術は危険性の高い手術だ。

「光超音波トモグラフィ技術」で大腿部皮下の血管を描出

こうした皮弁移植術を成功させるためには、「皮下脂肪内の血管走行」の状態把握が必要不可欠だ。

その手段として、簡便である超音波検査は、「脂肪内の血管には不向き」とされ、また、CT・MRIは血管を映し出すことはできるものの、造影剤によるアレルギー・被ばくなどが問題となる。このような背景から、簡便で安全かつ高精度な血管撮影方法が望まれていた。

同研究グループは、人体には無害レベルの近赤外線光のレーザーを照射し、赤血球から発生した超音波を探知することで血管を映像化する「光超音波トモグラフィ技術」を用いて大腿部皮下の血管を描出することに成功。

同技術では、大腿皮膚面を自動抽出し、皮膚からの距離によって血管の削除・強調を行える「画像閲覧システム」によって、脂肪内の細かい動脈(直径0.5~1ミリ)も明瞭に描出し、筋膜を貫通した穿通動脈の分布も鮮明に描き出すことが可能たという。

『血管地図』を作成、より優れたがん治療法の創出にも期待

さらに、同技術では、血管を色分けして、3次元の情報を含んだ皮下血管の『血管地図』を作成することにも成功。

同研究グループでは、造影剤にアレルギーのある患者や腎機能が悪い患者にも使用可能で、被ばくの恐れもない点でもより優れたがん治療法の創出にもつながるとしている。

今回の研究から、光超音波トモグラフィが皮下血管の「術前診断機器」として臨床応用できる可能性が示された。現在、同研究グループはプロジェクションマッピングの技術を用いて皮膚に貼付可能な血管地図シートの作成プロジェクトを進めており、血管地図シートの皮弁手術への応用のための臨床試験を行っているという。

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