視覚生理学研究室

TOPICS


研究室について

研究テーマ

実際の臨床の現場で感じる疑問をクリニカルクエッションと呼びますが、私たちはこれら解決すべく、さまざまな基礎医学や眼光学分野の視点を取り入れたトランスレーショナルリサーチを目指しており、世界に先駆けた質の高い研究を数多く行ってきたと自負しています。現在精力的に行っている研究は下記に示す通りです。

人工知能を用いた角膜疾患の自動診断および進行予測（科学研究費 基盤研究(C) 研究課題番号:21K09706 代表者:神谷和孝）

今流行りの最新の人工知能、特にディープラーニングという手法を使って、角膜疾患の自動診断、病期?進行予測や白内障?屈折矯正手術の自動診断、安全性向上に取り組んでいます。人間の意志による特徴量を定義せずに、画像情報全体にある特徴を効率よく抽出し学習するものです。 特に角膜クロスリンキング手術といって、円錐角膜という病気の進行を予防する手術の適応を考える上で、重要な意義があります。これを前眼部光干渉断層計といって、さまざまな生体計測情報が非侵襲的かつ定量的に取得できる機器を使って、ディープラーニングと組み合わせることで、人間の目では到底検出できない進行の特徴を捉えるようというものです。進行する患者さんかどうかについて経済的?時間的な負担をかけることなく、できる限り正確に見極めたいと考えています。 医療メーカーや国内外の研究者とも連携している研究プロジェクトであり、文部省科学研究費助成にも採択をされており、現在私達が最も精力的に行っている研究の一つです。

次世代有水晶体眼内レンズの開発とその臨床応用（科学研究費 基盤研究(C) 研究課題番号: 24592642 代表者:神谷和孝）

皆さんは眼内コンタクトレンズ（ICL）を御存知でしょうか？簡単に言うと、目の中にソフトコンタクトレンズのような柔らかい素材のレンズを埋め込む手術のことで、芸能人など多くの有名人の方々が実際にICL手術を受けています。 ICLのメリットは、何よりもまず裸眼で快適に見えるようになることです。コンタクトレンズのように乾燥感を感じたり、異物感を感じることが一切ありません。見え方の質や患者さんの満足度も、レーシックに比較して良好であることが報告されています。レーシックでは一度角膜を削ってしまうと元に戻すことはできませんが、ICLでは見え方に不満があれば、レンズを取り除くことができるので、おおよそ元に戻すことが可能です。 元々強度近視と言って近視が強い人に使われてきたのですが、見え方の質や満足度がとても高いことから、近視がさほど強くない方にも応用されています。驚くべきは、術前眼鏡をかけた視力よりも良くなることが少なくありません。私たちは患者さんの視機能をできるだけ向上し、満足度の高い医療を目指して、最新の視力矯正手術であるICL手術に関するさまざまな基礎?臨床研究を行っています。 これまで数多くのメディアで取り上げられており、国内だけでなく、世界的に見ても最先端の研究であると自負しています。

視力?屈折検査の標準化?効率化と遠隔医療への応用

視力や屈折検査は、眼科医療では欠かすことのできない最も基本的な検査であり、最も広く行われている検査です。それでもやはり、検査者によって得られる情報や検査に要する時間も異なることが少なくありません。 私たちは、この視力?屈折検査をできる限り標準化?効率化を図ることで、全体的な眼科医療水準の向上を目指しています。さらに、こうした技術を駆使して、僻地?離島診療などを効率良く行う遠隔医療にも貢献できないか研究を進めています。

高付加価値眼内レンズ?コンタクトレンズを用いた最新の老視矯正?屈折矯正

最新の光学テクノロジーを応用した高付加価値型眼内レンズやコンタクトレンズを使って、老視や屈折異常を直すための研究開発やその臨床評価を行っています。特に多焦点レンズやトーリックレンズを用いた老視矯正や乱視矯正を中心に、視機能をできるだけ向上するための取り組みなど、数多くのメーカーとも連携をとって進めています。実際には、視力はもちろんですが、全距離視力、時間視力、動体視力、コントラスト視力といった特殊視力検査や高次収差、前方?後方散乱、眼球光学特性、コントラスト感度、患者満足度などへの影響を調べています。

フェムト秒レーザーを用いた屈折矯正手術?角膜移植手術の開発、術後視機能の最適化

円錐角膜という病気は、日常臨床の現場において遭遇しやすい疾患の一つです。本疾患は長期的に進行を認めることが多いので、患者の視機能維持の観点から、早期発見?進行予防が重要となっています。従来の角膜クロスリンキング（CXL）は、角膜中央部に均一な紫外線を照射していたのですが、円錐角膜の構造的脆弱性は局所的な菲薄化部位に由来することが示唆されていて、角膜形状解析データを基に選択的に紫外線を照射するCustomized CXLが開発されていて、進行予防だけでなく、屈折矯正効果もあることから、視機能の向上が期待されています。私たちは実際にこの手術を積極的に行い、日本で最多となる症例を有しており、手術を受けた患者さんの視機能や満足度を検証しています。

フェムト秒レーザーを用いたSMILE手術?角膜移植手術の開発、術後視機能の最適化（科学研究費 基盤研究(C) 研究課題番号:15K10846 代表者:神谷和孝）

フェムト秒レーザーを用いて円形のシートとして角膜片を引き抜くSMILE手術は、フラップ作製が不要であり、角膜生体力学特性や長期的屈折変動の少ない、新たな屈折矯正手術として注目されています。また、フェムト秒レーザーを用いた角膜移植（FLAK）は、任意の形状の移植片の作成が可能であり、術後乱視が減少し、早期の視機能向上が期待できます。この最新のレーザーシステムを用いて、レーザー設定の最適化と術後視機能?患者満足度を最大化するための取り組みを臨床的?基礎的な観点から行っています。

角膜疾患?白内障?屈折矯正手術における光学特性評価と視機能の最適化

臨床的な観点からは、さまざまな角膜疾患、角膜全層?内皮移植手術、白内障手術、レーシック手術、SMILE手術、ICL手術前後における高次収差と前方?後方散乱の計測することで視機能評価を行い、前方?後方散乱の主観および客観的評価の一致性を検証しています。さらに、ドライアイや白内障手術後における収差や散乱の動的経時変化を測定し、眼表面に及ぼす影響を検討しています。基礎的な観点からは、各疾患における高次収差、前方?後方散乱、眼球光学特性、コントラスト感度を定量化して、実際の視機能に影響を及ぼす関連因子を調べています。

メンバー

神谷和孝先生
教授
神谷　和孝
Kazutaka
Kamiya
藤村芙佐子先生
講師
藤村　芙佐子
Fusako
Fujimura

プロジェクト?研究業績

プロジェクト

長深度光干渉断層計と貫通孔付きレンズを用いた有水晶体眼内レンズの有用性の検討（科学研究費 基盤研究(C) 研究課題番号: 24592642 代表者:神谷和孝）

長深度前眼部光干渉断層計を用いて毛様溝径を直接計測することで、貫通孔付き有水晶体眼内レンズ(Hole ICL)サイズの最適化が可能であった。Hole ICLと従来ICLの高次収差、コントラスト感度、自覚的?他覚的前方散乱、空間周波数特性、グレア?ハローにも有意差を認めず、LASIKと比較して視覚の質に優れていた。Hole ICL模型眼では軽度のエッジグレアを検出し、偏位、傾斜するほどその傾向が顕著であった。前房内房水速度はHole ICLで有意に早く、貫通孔を通して房水流出が確認された。Hole ICLは長期安全性?有効性が高く予測性?安定性にも優れ、術後白内障や眼圧上昇が有意に軽減された。

SMILE手術のエネルギー設定の最適化と角膜、眼表面、視機能に及ぼす影響の検討（科学研究費 基盤研究(C) 研究課題番号:15K10846 代表者:神谷和孝）

Small Incision Lenticule Extraction (SMILE)手術は、フェムト秒レーザーのみを用いる新たな屈折矯正手術であり、術後1年の時点での安全性や有効性が高く、重篤な合併症を認めなかった。フラップ作製が不要であり、LASIKに比較して、角膜生体力学特性の低下やオキュラーサーフェスへの影響も少なく、炎症反応やアポトーシスも少なかった。特に再近視化を生じにくく、予測性や安定性に優れており、患者満足度も高かった。エネルギーが高いほど、矯正量が大きいほど、角膜表面の平滑性は低下するが、標準?高速モードによる眼球光学特性は、臨床的にほぼ同等であった。

研究業績

著書?論文

著書
  1. 神谷和孝 フェムトセカンドレーザー角膜手術　眼科グラフィック2020;9(2):124-130.
  2. 神谷和孝 ディープラーニングを用いた円錐角膜の診断および病期分類IOL&RS2020;34(1):36-41.
  3. 神谷和孝　白内障手術時に片眼遠方矯正、僚眼近方矯正を行い、良好な全距離視力が得られた症例　眼科診療ビジュアルラーニング　2020;4:194-197.
  4. 神谷和孝　円錐角膜に対する観血的視力矯正法 眼科グラフィック2020;9(3):307-313.
  5. 神谷和孝　屈折矯正手術のガイドライン改正 眼科手術 2020;33(2):229-232.
  6. 神谷和孝　《第58回日本白内障学会学術賞受賞記念論文》白内障眼における他覚前方散乱の関連因子と手術前後における変化　日本白内障学会誌 2020;32:11-15.
  7. 神谷和孝　AIの角膜形状解析への応用　臨床眼科2020;74(9):1077-1083.
  8. 佐藤正樹，神谷和孝，小島隆司，後藤憲仁，田淵仁志，初坂奈津子，林研（JSCRSデータ解析委員会）2020JSCRS Clinical Survey　IOL&RS2020;34(3):441-446..
  9. 高橋華子，神谷和孝，髙橋正英，庄司信行 ビタミンA欠乏症が原因と考えられる重傷角膜感染症を生じた小児自閉症スペクトラム障害の1例 眼科2020;63(3):267-273.

原著論文
  1. Kamiya K, Ayatsuka Y, Kato Y, Shoji N, Mori Y, Miyata K. Diagnosability of Keratoconus Using Deep Learning with Placido Disk-Based Corneal Topography. Front Med (Lausanne). 2021 in press
  2. Kamiya K, Ayatsuka Y, Kato Y, Shoji N, Miyai T, Ishii H, Mori Y, Miyata K. Prediction of Keratoconus Progression Using Deep Learning of Anterior Segment Optical Coherence Tomography Maps. Ann Transl Med. 2021 in press
  3. Kamiya K, Ando W, Takahashi M, Shoji N. Comparison of magnitude and summated vector mean of surgically induced astigmatism vector according to incision site after phakic intraocular lens implantation. Eye Vis (Lond). 2021;8(1):32.
  4. Kobashi H, Hieda O, Itoi M, Kamiya K, Kato N, Shimazaki J, Tsubota K, The Keratoconus Study Group Of Japan. Corneal Cross-Linking for Paediatric Keratoconus: A Systematic Review and Meta-Analysis. J Clin Med. 2021;10(12):2626.
  5. Kamiya K, Iijima K, Ando W, Shoji N. Comparison of Mean and Centroid of Surgically Induced Astigmatism After Standard Cataract Surgery. Front Med (Lausanne). 2021;8:670337.
  6. Kang EM, Ryu IH, Lee G, Kim JK, Lee IS, Jeon GH, Song H, Kamiya K, Yoo TK. Development of a Web-Based Ensemble Machine Learning Application to Select the Optimal Size of Posterior Chamber Phakic Intraocular Lens. Transl Vis Sci Technol. 2021;10(6):5.
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  20. Kamiya K, Fujimura F, Ando W, Iijima K, Shoji N. Visual performance and patient satisfaction of multifocal contact lenses in eyes undergoing monofocal intraocular Lens implantation. Cont Lens Anterior Eye. 2020;43(3):218-221.
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  22. Yoneyama R, Kamiya K, Iijima K, Takahashi M, Shoji N. Predictability of intraocular lens power calculation in eyes after phototherapeutic keratectomy. Jpn J Ophthalmol. 2020;64(1):62-67.
  23. Saito A, Kamiya K, Fujimura F, Takahashi M, Shoji N. Comparison of angle-to-angle distance using three devices in normal eyes. Eye (Lond). 2020;34(6):1116-1120.

学会発表

特許