AMED研究開発課題データベース 日本医療研究開発機構(AMED)の助成により行われた研究開発の課題や研究者を収録したデータベースです。

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研究課題情報

研究課題名
スマート治療室における患者情報統合モニター上にデータ表示可能な、外科医の指先や鏡視下手術鉗子ならびにロボットアーム先端に装着可能な小型組織オキシメーター温度センサーの開発
課題管理番号
21he1602005h0005
統合プロジェクト
医療機器・ヘルスケアプロジェクト
9つの連携分野プロジェクト
オールジャパンでの医療機器開発プロジェクト
事業名
先進的医療機器・システム等技術開発事業 , 医療機器等における先進的研究開発・開発体制強靭化事業
タグ(2021)
/研究の性格/医薬品・医療機器等の開発を目指す研究<医療機器開発につながるシステム開発を含む>
/開発フェーズ/臨床試験
/承認上の分類/医療機器
/対象疾患/循環器系の疾患
タグ(2020)
/研究の性格/医薬品・医療機器等の開発を目指す研究<医療機器開発につながるシステム開発を含む>
/開発フェーズ/臨床試験
/承認上の分類/医療機器
/対象疾患/循環器系の疾患
タグ(2019)
/研究の性格/医薬品・医療機器等の開発を目指す研究<医療機器開発につながるシステム開発を含む>
/開発フェーズ/臨床試験
/承認上の分類/医療機器
/対象疾患/該当なし<対象とする疾患なし>
タグ(2018)
/研究の性格/医薬品・医療機器等の開発を目指す研究<医療機器開発につながるシステム開発を含む>
/開発フェーズ/臨床試験
/承認上の分類/医療機器
/対象疾患/該当なし<対象とする疾患なし>
タグ(2017)
/研究の性格/医薬品・医療機器等の開発を目指す研究<医療機器開発につながるシステム開発を含む>
/開発フェーズ/基礎的
/承認上の分類/医療機器
/対象疾患/該当なし<対象とする疾患なし>
代表研究機関
国立大学法人浜松医科大学
研究代表者
(2021) 海野直樹 , 国立大学法人浜松医科大学 , 国立大学法人浜松医科大学医学部・特定教授
(2020) 海野直樹 , 国立大学法人浜松医科大学 , 国立大学法人浜松医科大学医学部・特定教授
(2019) 海野直樹 , 国立大学法人浜松医科大学 , 国立大学法人浜松医科大学医学部・特定教授
(2018) 海野直樹 , 国立大学法人浜松医科大学 , 国立大学法人浜松医科大学医学部・特定教授
(2017) 海野直樹 , 国立大学法人浜松医科大学 , 国立大学法人浜松医科大学医学部・特定教授
研究期間
2017年度-2021年度
課題への総配分額

(単位:千円)

  • 332,086
  • 2021年度
    83,000
  • 2020年度
    87,958
  • 2019年度
    107,800
  • 2018年度
    28,000
  • 2017年度
    25,328
研究概要(2021)
手術中に術者が直接把持して組織に接触させて使用するための滅菌対応かつ単回使用のバッテリー一体型の皮膚オキシメーター(通称:消しゴム型オキシメーター)について,倫理委員会に特定臨床研究を申請し、認可の後、実際の手術時に滅菌されたバッテリー一体型(消しゴム型)オキシメーターを血管外科の血行再建手術でも応用し、その有用性データをもって上市を目指す.また、鏡視下手術鉗子の先端に装着し、かつ径12mmの鉗子ポートから挿入可能な小型オキシメーターの開発するために、鏡視下手術鉗子の先端に装着可能なオキシメーターのプロト機の改良を行い、シミュレーター装置実験、大動物腹腔鏡実験にて操作性、安全性を検証の後、倫理委員会の認証を得て、特定臨床研究を開始する。また2021年度では、本プロジェクトの最終目標の一つであるオキシメーターの測定値がスマート手術室などにおける統合型モニターへ表示可能となるように、東京女子医大、ならびにOPExPARK社チームが開発したSCOT統合モニターへの接続について、上述の3つの開発物、すなわちTOE-20、消しゴム型の皮膚接触型オキシメーター、内視鏡鉗子先端装着型オキシーメーターの測定値が統合モニター上に表示可能となることを目指す。
研究概要(2020)
血管内治療領域におけるTOE( Target-region Oxygenation-based Endovascular therapy:標的組織酸素化に焦点を置いた血管内治療)を2019年度に開発した新規皮膚オキシメーターTOE-20を用いて実施し、エビデンスを確立するとともに、学会、展示会、論文発表を通して、積極的に国内外に発信する。具体的には、TOEの優位性についてエビデンスを確立するため、TOE-20を用いた多施設前向きの臨床試験を開始する。また組織の色や、活きの良さ、いわゆる“viability”を術中に判定可能な滅菌対応のオキシメーターの開発については、バッテリー一体型の滅菌対応オキシメーターの基礎実験の後、臨床応用を試みる。更に鏡視下手術鉗子の先端に装着可能かつバッテリー一体型の新規オキシメーターのプロト機を製作し、まずは大動物を用いた腹腔鏡手術等による基礎実験を行い、臨床研究への足掛かりとする。
研究概要(2019)
2019年度は、皮膚貼付型オキシメーターについてはプロト機を用いて臨床研究を実施し、最終仕様を決定、認証申請を行う。一方、鉗子取り付け型オキシメーターは市販の電池を実装してプロト機を開発、動物実験を行った後に、ヒトでの特定臨床研究を計画する。
研究概要(2018)
対象臓器の測定に必要な機能を有する小型組織オキシメーターのプロトタイプを製作し、臨床での検証を実施する。
研究概要(2017)
小型組織オキシメーターで測定する対象臓器を選定し、最適測定深度設定を探索する。手術室内のモニターへの表示を可能とするプローブの開発を行う。

研究成果情報

【成果報告書】

成果の概要
本プロジェクトでは術中の組織酸素濃度測定を可能とすべく、術中にモニタリングが可能な組織オキシメーターの開発を目標としている。2017、2018年度の成果から皮膚オキシメーター"TOE-20"を開発し、2022年4月に上市を行った。TOE-20はその測定速度の速さと測定の簡便さから、術中の組織酸素飽和度(rSO2)のリアルタイムモニタリングが可能であり、これにより末梢動脈閉塞症(PAD)患者に対してTOE( Target-region Oxygenation-based Endovascular therapy:標的組織の酸素化を指標とした血管内治療)を行うことが可能となった。TOE-20の有用性に対して臨床で検証が始まるとともに知財戦略として特許申請を行った (特願2021- 192406)( PCT/JP2020/039614)。TOEという治療コンセプトの有用性についてエビデンスを構築するため、2020年度から複数施設による無作為化非盲検(標準治療対照)並行群間比較臨床試験 (NIRS-TOE study: New Insight of Revascularization Strategy -Target-region Oxygenation-based Endovascular therapy)も進行中である。2020年度に開始した第2の成果物である滅菌対応かつ単回使用のバッテリー一体型の皮膚オキシメーター(通称:消しゴム型オキシメーター)のプロト機を製作、滅菌後に臨床応用を実施した。また本プロジェクトの第3の開発目標である腸管の組織オキシメーターについても、鏡視下手術鉗子の先端に装着し、かつ径12mmの鉗子ポートから挿入可能な小型オキシメーターのプロト機の改良を行い、さらに万一腹腔内に脱落しても回収可能な機構を考案し、腹腔鏡手術シミュレーターや、大動物腹腔鏡手術でのテストを実施した。また、TOE-20を用いて東京女子医大等が開発したスマート治療室「SCOT」のモニターへの接続とデータ表示を確認した。
学会誌・雑誌等における論文一覧
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1.Niwayama M, Unno N. Tissue Oximeter with Selectable Measurement Depth Using Spatially Resolved Near-Infrared Spectroscopy. Sensors (Basel). 2021 Aug 19;21(16):5573. doi: 10.3390/s21165573.

2.Suzuki Y, Yamamoto M, Sugiyama K, Akai T, Suzuki K, Kawamura T, Sakata M, Morita Y, Kikuchi H, Hiramatsu Y, Kurachi K, Unno N, Takeuchi H. Usefulness of a finger-mounted tissue oximeter with near-infrared spectroscopy for evaluating the intestinal oxygenation and viability in rats. Surgery Today. 2021Jun;51(6):931-940. doi: 10.1007/s00595-020-02171-8.

3.Takagi S, Kime R, Murase N, Niwayama M, Sakamoto S, Katsumura T. Skeletal Muscle Deoxygenation and Its Relationship to Aerobic Capacity During Early and Late Stages of Aging. dv Exp Med Biol. 2021;1269:77-82. doi: 10.1007/978-3-030-48238-1_12.

4.Unno N, Inuzuka K, Sano M, Niwayama M, Naruse E, Takeuchi H. Real-time assessment of tissue oxygen saturation during endovascular therapy for chronic limb threatening ischemia using a novel oximeter. J Vasc Surg Cases Innov Tech. 2021 Jul 22;8(2):158-163. doi: 10.1016/j.jvscit.2021.07.001.

5.Unno N, Inuzuka K, Yamamoto N, Sano M, Katahashi K, Kayama T, Yata T, Yamanaka Y, Tsuyuki H, Endo Y, Ishikawa N, Naruse E, Niwayama M, Takeuchi H. The patency of tibial/peroneal arteries affects the increment of regional tissue saturation of oxygen in each angiosome after superficial femoral artery revascularization. Ann Vasc Dis 2022 Mar 25;15(1):14-21. doi: 10.3400/avd.oa.21-00097.

6.東堂暢子, 中尾淳一, 柿沼翔太, 石井義剛, 米沢みなみ, 森裕晃, 伊藤智之, 荒木淳, 深水秀一, 海野直樹, 中川雅弘. 有利皮弁による足部再建後の早期離床に組織酸素飽和度測定が有用であった1例. 日本形成外科学雑誌 2021, 41:385-390

7.嘉山貴文, 犬塚和徳, 竹内裕也, 海野直樹. 組織酸素飽和度測定器による下肢血流評価および血行再建術における術中血流モニタリングへの応用. 光アライアンス. 2021,2.14-17.

学会・シンポジウム等における口頭・ポスター
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1.術中組織酸素飽和度モニタリングを用いて血管内治療をした重症虚血肢の2例 嘉山貴文1),犬塚和徳1),佐野真規1), 片橋一人1), 山中裕太1),露木肇1),遠藤佑介1),石川諄武1),竹内裕也1),海野直樹1)2 第49回日本血管外科学会学術総会 5/20 国内 Web 口頭

国内 / 口頭

2.閉塞性動脈硬化症に対する血管内治療術中の組織酸素飽和度モニタリング 露木 肇、犬塚和徳、佐野真規、片橋一人、嘉山貴文、山中裕太、遠藤佑介、矢田達郎、山本尚人、海野直樹、竹内裕也 第121回日本外科学会 2021/04/09 ワークショップ 国内

国内 / 

3.新しい組織酸素飽和度測定器による術中の下肢血流評価について 露木 肇、犬塚和徳、佐野真規、片橋一人、嘉山貴文、山中裕太、遠藤佑介、矢田達郎、山本尚人、海野直樹、竹内裕也 第49回日本血管外科学術集会 2021/05/19-21 一般演題 国内

国内 / 口頭

4.下肢潰瘍壊死症例の術中組織酸素飽和度測定の有用性 露木 肇、犬塚和徳、佐野真規、片橋一人、嘉山貴文、山中裕太、遠藤佑介、矢田達郎、山本尚人、海野直樹、竹内裕也 第62回日本脈管学会総会 2021/10/14 一般演題 国内

国内 / 口頭

5.急性大動脈閉塞に対して,組織酸素飽和度測定器による術中虚血評価を行った一例 露木 肇、犬塚和徳、佐野真規、片橋一人、嘉山貴文、山中裕太、遠藤佑介、矢田達郎、山本尚人、海野直樹、竹内裕也 第58回日本腹部救急医学会総会 2022/03/25 一般演題 国内

国内 / 口頭

6.海野直樹, 庭山雅嗣, 犬塚和徳, 山本尚人, 佐野真規, 片橋一人, 矢田達朗, 嘉山貴文, 山中裕太, 露木茂, 遠藤祐介, 石川 諄武. CLTI患者における浅大腿-膝窩動脈病変に対するEVT -TOE-20による組織酸素飽和度(rSO2)のリアルタイム測定- 第49回日本血管外科学会学術総会 5/20 国内 Web 口頭

国内 / 口頭

7.A novel NIRS oximeter"TOE-20"which enables real time-assessment of tissue oxygenation in each angiosome during endovascular therapy for patients with chronic limb threatening ischemia. Naoki Unno, Inuzula K., Kayama T., Sano M., Takeuchi H., Niwayama M. Charing Cross International Symposium. 2021/4/15 Oral, London

不明 / 口頭

「国民との科学・技術対話社会」に対する取り組み
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1.TOE-20についてプレスリリースを実施した(浜松医科大学にて静岡大学、株式会社アステムの共同、AMEDの協賛)。2021/10/22, 国内. 2021年10月22日にテレビ静岡で放送、10月23日に静岡新聞、中日新聞にて報道された。

国内



更新日:2023-04-17

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