解釈可能な機械学習によるアミノ酸PET画像を用いた膠芽腫診断への応用研究 学術的背景 膠芽腫（glioma）は、中枢神経系で最も一般的な悪性腫瘍の1つであり、その診断と治療戦略は通常、組織病理学的分析に依存しています。しかし、組織病理学的分析には侵襲性が高い、時間がかかるといった限界があります。近年、医学画像に基づくラジオミクス（radiomics）技術が注目されており、大量の定量的特徴を医学画像から抽出し、機械学習（machine learning, ML）アルゴリズムと組み合わせることで、複雑な画像特徴の関係を効果的に捉えることが可能になり、膠芽腫の診断や予後評価に新たな可能性を提供しています。しかし、機械学習モデルは膠芽腫の予測タスクで高い有効性を示すものの、決定プロセスの透明性に欠け...

前立腺がんのステージングにおけるAI強化型超高速PSMA-PETの応用 学術背景 前立腺がんは、世界中の男性で最も一般的ながんの1つであり、正確な診断とステージングは治療方針の決定において非常に重要です。前立腺特異的膜抗原（PSMA）をターゲットとした陽電子放射断層撮影（PET）は、前立腺がん患者の標準的な検査法として確立されています。しかし、従来のPSMA-PETスキャンには長いスキャン時間が必要で、通常は20分ほど要しました。このため、スキャンへのアクセスが制限され、特に需要が増加している状況では問題となります。スキャン時間を短縮するため、超高速PSMA-PETスキャン技術が提案されましたが、この方法では画像品質の低下が課題となっていました。この課題に対処するため、研究者たちはAI技術を...

初期18F-Flortaucipir Tau-PETがアルツハイマー型認知症における脳代謝の代替バイオマーカーに 背景紹介 アルツハイマー型認知症（Alzheimer’s Disease, AD）は、一般的な神経変性疾患であり、その主な病理学的特徴は、β-アミロイドタンパク（Aβ）の細胞外蓄積、異常タウタンパクの細胞内蓄積、および神経変性です。これらの病理的変化は、臨床症状が現れる10～20年前から脳内に進行的に蓄積するとされています。ポジトロン断層法（PET）イメージング技術は、これらのタンパク質蓄積および神経細胞損傷を生体内で評価することができ、ADの早期診断において重要な役割を果たしています。18F-フルオロデオキシグルコース（18F-FDG）PETは神経変性を研究するための確立された...

新生血管性眼疾におけるREF-1の過剰発現と新規阻害剤による標的治療 学術的背景 新生血管性加齢黄斑変性（neovascular age-related macular degeneration, nAMD）は、60歳以上の高齢者に多く見られる失明の主な原因の一つであり、網膜下新生血管の形成が特徴です。これにより、網膜の出血、滲出、視力低下が引き起こされます。現在、抗血管内皮増殖因子（VEGF）薬はnAMDの主要な治療法として使用されていますが、一部の患者では治療効果が限定的であり、長期使用による耐性や副作用の問題が課題となっています。このため、新しい治療標的と薬剤の探索が重要な研究課題となっています。 還元-酸化因子1（reduction-oxidation factor-1, REF-1...

抗血管新生療法が子宮腺筋症の潜在的治療法としての研究 学術的背景 子宮腺筋症（Adenomyosis）は、子宮内膜組織が子宮筋層に浸潤することで発生する一般的な婦人科疾患であり、異常な子宮出血、月経困難症、不妊症などを引き起こします。この疾患は女性の生活の質や社会的健康に深刻な影響を及ぼしますが、その病因は未だ完全には解明されていません。現在、子宮腺筋症の治療は主にホルモン療法に依存していますが、多くの患者が顕著な副作用や症状の完全な改善が見られないことから、より侵襲的な治療法である子宮動脈塞栓術や子宮全摘術を選択する必要があります。しかしながら、これらの方法は将来的に妊娠を希望する女性には適していないのです。 近年の研究では、子宮腺筋症患者の子宮内膜組織において血管新生（Angiogene...

背景紹介 白内障手術や水晶体交換手術の普及に伴い、人工水晶体（intraocular lens, IOL）の光学性能は術後患者の視覚品質において重要性を増しています。臨床的な視覚性能（視力や焦点範囲など）の予測は眼科分野における重要な研究テーマとなっており、特に異なる設計のIOLを議論する際には、その光学性能が瞳孔サイズの変化によって異なる可能性が注目されています。しかし、現在の既存の予測モデルは固定された瞳孔サイズを前提としており、実際の臨床応用におけるこの重要な変数を無視しています。 近年、標準化されたプロセス（例: ANSI Z80.35-2018およびISO 11979-7:2024）が単眼デフォーカス曲線（monocular defocus curve）を導入し、IOL（例: 延長...

赤血球沈降および外部磁場の影響に関する三次元モニタリング研究：科学の新たな視点 背景および研究目的 現代社会において電子機器の普及に伴い、人々の生活環境はますます多くの外部磁場（Magnetic Fields, MFs）の影響を受けるようになっています。しかし、これらの磁場が生体、特に血液中の赤血球（Red Blood Cells, RBCs）の挙動に与える潜在的な影響について、科学界ではまだ包括的な理解が確立されていません。赤血球は酸素の運搬に不可欠であり、その形状とサイズは最も狭い血管を容易に通過して、体内の組織や臓器に効率的に酸素を供給することを可能にしています。身体の炎症や他の病態を評価する指標として、赤血球沈降率（Erythrocyte Sedimentation Rate, ES...

新しいコンパクト型二重パス眼内散乱測定システムに関する研究進展 学術的背景 世界保健機関（World Health Organization, WHO）の報告によると、白内障は世界中で失明の主な原因となっており、失明症例の約50％を占めています。全世界で2000万人以上が白内障により視力を失う、または重度の視力障害を抱えています。現在の治療方法は主に手術に依存しており、混濁した水晶体を除去し、人工水晶体を挿入することで視力を回復させています。しかし、白内障の発生機序に関する研究が進むに伴い、薬物による予防および治療への期待が高まっています。この期待を実現するためには、白内障の初期症状を正確に監視することが極めて重要です。 白内障の初期症状はほとんど目立たず、または検出が困難な場合が多いですが...

術中偏光イメージングを利用した末梢神経の識別支援：最前線の研究 末梢神経は人体の感覚と制御ネットワークにおいて極めて重要な役割を果たしており、その完全性と正常な機能は私たちの生活の質にとって不可欠です。しかしながら、手術中の偶発的な末梢神経損傷は少なくなく、これに起因する機能障害や痛み、不良な手術予後のリスクが存在します。解剖学的に複雑な部位（例: 手部、手首、首）では、末梢神経と他の組織が密接に分布しており、手術中に神経を他の組織と明確に区別することが難しいため、神経損傷のリスクが高まります。現在のところ、外科医は主に術前の画像診断技術（MRIや超音波など）および個人の臨床経験に頼り、術中の末梢神経損傷を回避しています。しかし、これらの手法は小さな神経の識別に限界があり、術前画像もまた静的...

皮膚の色素沈着バイアスの挑戦：組織酸素測定における時域近赤外分光技術の応用 背景と研究動機 近年、光学技術は医療診断と治療における利用が急速に進んでいます。しかし、皮膚の色素沈着レベル（皮膚中のメラニンの含有量）の違いが光学デバイスの精度に著しく影響を及ぼす可能性があります。たとえば、COVID-19パンデミック中、複数の臨床医が報告したように、脈拍血中酸素飽和度計（SpO2）は低酸素状態にある肌の色が濃い患者に対して十分に正確な結果を示せませんでした。この問題は研究界において光学デバイスの多様な患者層への対応能力を再評価するきっかけとなりました。しかし、異なる光学デバイスに対する皮膚の色素沈着の影響に関する研究は依然として非常に限られています。特に新たに登場した時域近赤外分光技術（Time...