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磁気共鳴温度計測及びインシリコ解析による温熱療法の特性解明と体組成に対する至適化

研究課題

研究課題/領域番号 17K01357
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関神戸大学

研究代表者

熊本 悦子  神戸大学, 情報基盤センター, 教授 (00221383)

研究分担者 黒田 輝  東海大学, 情報理工学部, 教授 (70205243)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード温熱治療 / 加温特性解析 / 集束超音波治療 / RF誘電加温 / 磁気共鳴温度分布画像化法 / 加温シミュレーション / 磁気共鳴診断装置 / 磁気共鳴画像診断装置 / 電磁界解析 / 能動型体内埋め込みデバイス / MRガイド下集束超音波治療 / 熱伝導方程式 / インシリコ解析 / 温熱療法 / 脂肪加温特性
研究成果の概要

小型RF誘電加温装置を対象に有限要素法を用いた電磁界・温熱界の解析および解剖学構造に基づいた加温シミュレーションによる特性解析を行った.また,呼吸動による変位・変形のある肝集束超音波治療において横隔膜に注目した3次元的な動態解析を行なったのち熱伝導方程式に基づく加温シミュレーションを行い加温特性解析を行った.さらに,水と脂肪が混在する組織について,共鳴周波数とスピン・スピン緩和時間を用いた磁気共鳴温度分布画像化法を提案した.これらの成果により,体組織に基づいた適切な温熱治療法選択のための根拠および手法を示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で得られた知見を基にした温度分布画像化法の利用や計算機シミュレーションによりは,温熱治療の治療効果および安全性の向上に寄与すると考えられる.また,水と脂肪が混在する組織の温度分布画像化法について,脂肪組織の中で支配的なメチル基および水を分離し緩和時間分布を検出することで,動物性脂肪由来の9種類の成分を同時に考慮した温度分布画像化法を提案したことで,脂肪を含む組織に対する磁気共鳴温度分布の計測精度が向上し,これまで加温モニタが困難であった脂肪を含む組織に対する温熱治療法の治療効果および安全性の向上という点においても優れた成果であると考える.

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 12件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Visualization of Cerebrospinal Fluid Motion in the Whole Brain Using Three-dimensional Dynamic Improved Motion-sensitized Driven-equilibrium Steady-state Free Precession2021

    • 著者名/発表者名
      Horie Tomohiko、Kajihara Nao、Saito Haruo、Shibukawa Shuhei、Obara Makoto、Ogino Tetsuo、Niwa Tetsu、Kuroda Kagayaki、Matsumae Mitsunori
    • 雑誌名

      Magnetic Resonance in Medical Sciences

      巻: 20 号: 1 ページ: 112-118

    • DOI

      10.2463/mrms.tn.2019-0171

    • NAID

      130007993589

    • ISSN
      1347-3182, 1880-2206
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of the Clinical Setting Using Numerical Simulations of the Electromagnetic Field in an Obese Patient Model for Deep Regional Hyperthermia of an 8 MHz Radiofrequency Capacitively Coupled Device in the Pelvis2021

    • 著者名/発表者名
      Ohguri Takayuki、Kuroda Kagayaki、Yahara Katsuya、Nakahara Sota、Kakinouchi Sho、Itamura Hirohide、Morisaki Takahiro、Korogi Yukunori
    • 雑誌名

      Cancers

      巻: 13 号: 5 ページ: 979-979

    • DOI

      10.3390/cancers13050979

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recent technological advancements in thermometry2020

    • 著者名/発表者名
      Kokuryo Daisuke、Kumamoto Etsuko、Kuroda Kagayaki
    • 雑誌名

      Advanced Drug Delivery Reviews

      巻: 163-164 ページ: 19-39

    • DOI

      10.1016/j.addr.2020.11.001

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MRIの安全性2020

    • 著者名/発表者名
      黒田 輝
    • 雑誌名

      画像診断

      巻: 40 ページ: 220-230

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Image reconstruction method with compressed sensing for high-speed MR temperature measurement of abdominal organs2020

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Nakagawa , Daisuke Kokuryo , Toshiya Kaihara , Nobutada Fujii , Etsuko Kumamoto
    • 雑誌名

      Proc. of 41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)

      巻: supl. ページ: 2731-2735

    • NAID

      40021912096

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 研究開発の立場から見たISMRM2018のトピック2018

    • 著者名/発表者名
      黒田輝
    • 雑誌名

      Innervision

      巻: 33 ページ: 76-77

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] MR techniques for guiding high-intensity focused ultrasound (HIFU) treatments.2018

    • 著者名/発表者名
      Kuroda K.
    • 雑誌名

      J Magn Reson Imag

      巻: 47 号: 2 ページ: 316-331

    • DOI

      10.1002/jmri.25770

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 前臨床MR画像における予後予測実現に向けた腫瘍の特徴量解析2021

    • 著者名/発表者名
      田中喜大, 國領大介, 貝原俊也, 藤井信忠, 熊本悦子
    • 学会等名
      第65回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 集束超音波治療における信号収集領域を限局したMR信号を用いた照射位置追従精度の検討2021

    • 著者名/発表者名
      國領大介, 仲川侑介, 貝原俊也, 藤井信忠, 熊本悦子
    • 学会等名
      第49回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 磁気共鳴シミュレーションを用いたMR画像への定量性賦与法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      作田隼樹, 國領大介, 貝原俊也, 藤井信忠, 熊本悦子
    • 学会等名
      第64回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 能動型体内植込みデバイスの遺残リード線のRF発熱における絶縁皮膜の影響2020

    • 著者名/発表者名
      Kagayaki Kuroda, Satoshi Yatsushiro, Anju Satoh, Kanta Mukai, Daiki Endoh
    • 学会等名
      第48回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of Physiological Brain Shift and Optic Chiasm in the Closed Cranium due to Postural Position2020

    • 著者名/発表者名
      Etsuko Kumamoto, Shigeto Hayashi, Ari Shinojima, Koshi Yokota, Eiji Kohmura
    • 学会等名
      ISMRM 28th Scientific Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MR Thermometry of Fat-water mixed tissues based on Methylene and Methyl T2 in conjunction with Water Proton Resonance Frequency2019

    • 著者名/発表者名
      Kuroda K, Qinyu L, Werawat C, Imai Y
    • 学会等名
      1st Annu Meeting Asian Soc Magn Reson Med
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MR Thermometry of Fat based on Synthesized Temperature Property of Methylene and Methyl Signals2019

    • 著者名/発表者名
      Kuroda K, Kurihara K, Nakata Y, Imai Y
    • 学会等名
      36th Annual Meeting of Society for Thermal Mecine
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic Resonance Imaging of Heat and Mass Transfer2019

    • 著者名/発表者名
      Kuroda K
    • 学会等名
      The 12th Biomedical Engineering International Congress
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heat and Mass Transfer Imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Kuroda K
    • 学会等名
      1st Annu Meeting Asian Soc Magn Reson Med
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temperature Measurement2019

    • 著者名/発表者名
      Kuroda K
    • 学会等名
      The 27th Annu Meeting Int Soc Magn Reson Med
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Latest Trend of MR Safety with a Focus on Implantable Medical Device2019

    • 著者名/発表者名
      Kuroda K
    • 学会等名
      第47回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] デバイス患者のMRI撮像~現状と今後を考える~安全性評価の立場から2019

    • 著者名/発表者名
      黒田輝
    • 学会等名
      日本不整脈心電学会第12回植込みデバイス関連冬季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 温熱療法の数値シミュレーションの QA のためのベンチマークテスト2019

    • 著者名/発表者名
      黒田輝, 斎藤一幸, 上村佳嗣, 進藤康弘, 伊藤公一
    • 学会等名
      日本ハイパーサーミア学会 第36回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 脂肪混在組織のための共鳴周波数とスピン・スピン緩和時間を用いた MR温度分布画像化法2019

    • 著者名/発表者名
      黒田輝, 劉沁雨, 平信勇太, 渡辺拓也, 丹羽 徹, 今井 裕
    • 学会等名
      日本ハイパーサーミア学会 第36回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 腹腔臓器を対象とした高速MR温度計測のための圧縮センシングを用いた画像再構成手法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      仲川 侑介, 國領 大介, 貝原 俊也, 藤井 信忠, 熊本 悦子
    • 学会等名
      第63回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A Three-dimensional Template Matching Technique in Target Tracking Technique of MRgHIFU for liver2018

    • 著者名/発表者名
      Morita Tomoki, Kumamoto Etsuko, Kokuryo Daisuke, Kuroda Kagayaki
    • 学会等名
      International Society for Magnetic Resonance in Medicine 26th Annual Meeting and Exibition
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高速MR温度計測のための圧縮センシングを用いた画像再構成手法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      仲川侑介,國領大介,貝原俊也,藤井信忠,熊本悦子
    • 学会等名
      第61回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Imaging Conditions and Image Quality for Patients with MR-conditional Cardiac Devices: Normal Volunteer Study2018

    • 著者名/発表者名
      Kuroda K, Sunohara S, Yatsushiro S, Saito T, Shimizu S, Kajiwara N, et al
    • 学会等名
      International Society for Magnetic Resonance in Medicine 26th Annual Meeting and Exibition
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Feasibility of MR-guided RF capacitive hyperthermia operating at 8MHz2018

    • 著者名/発表者名
      Okuda Y, Sagae M, Sekiguchi T, Nomura T, Tsujiguchi M, Kuroda K
    • 学会等名
      7th Asian Con Hyper Onc (ACHO)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical simulation of properties of RF capacitive hyperthermia analyzed based on patients’ X-ray CT images2018

    • 著者名/発表者名
      Sagae M, Okuda Y, Oguri T, Sekiguchi T, Nomura T, Tsujiguchi M, et al
    • 学会等名
      7th Asian Con Hyper Onc (ACHO)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 患者のX線CT画像から構築した数値人体モデルに基づくRF誘電加温特性の解析2018

    • 著者名/発表者名
      寒河江真生, 大栗隆行, 関口哲也, 野村哲司, 黒田輝
    • 学会等名
      第22回関東・全身ハイパーサーミア研究会合同学術研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
  • [学会発表] MRガイド下RF誘電加温のための電磁干渉シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      奥田祐希, 寒河江真生, 関口哲也, 野村哲司, 黒田輝
    • 学会等名
      第22回関東・全身ハイパーサーミア研究会合同学術研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 患者のX線CT画像から構築した数値人体モデルに基づくRF誘電加温特性の解析2018

    • 著者名/発表者名
      寒河江真生, 大栗隆行, 関口哲也, 野村哲司, 黒田輝
    • 学会等名
      日本ハイパーサーミア学会第35回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Comparison of Imaging Conditions for Patients with MR-conditional Cardiac Devices: Normal Volunteer Study.2018

    • 著者名/発表者名
      Kuroda K, Sunohara S, Yatsushiro S, Saito T, Shimizu S, Kajiwara N, Horie T, Kazama T, Niwa T, Imai Y.
    • 学会等名
      ISMRM Workshop on Ensuring RF Safety in MRI: Current Practices & Future Directions
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 体内植込み型医療機器の発熱特性の解析2018

    • 著者名/発表者名
      小松巧実, 奥田祐希, 石黒誠也, 竹澤慎太郎, 黒田輝
    • 学会等名
      第10回医用生体電磁気学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 肝MRgFUSにおける3次元焦点トラッキング2017

    • 著者名/発表者名
      熊本悦子,國領大介,黒田輝
    • 学会等名
      第34回日本ハイパーサーミア学会第32回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スピン格子緩和時間による膝関節軟骨の非侵襲絶対温度分布画像化における定量性の検討2017

    • 著者名/発表者名
      木村智也, 瀧澤大佑, 高橋謙治, 黒田輝
    • 学会等名
      第34回日本ハイパーサーミア学会第30回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 民間治療器による人体加温時の電磁界及び温熱界の数値解析2017

    • 著者名/発表者名
      小澤恭之, 黒田輝, 寒河江真生
    • 学会等名
      第34回日本ハイパーサーミア学会第31回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] RF誘電加温装置と磁気共鳴画像化装置の組み合わせに関する基礎検討2017

    • 著者名/発表者名
      寒河江真生, 黒田輝, 関口哲也, 野村哲司
    • 学会等名
      第34回日本ハイパーサーミア学会第32回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁気共鳴画像化法による乳がんの温度分布画像法の撮像シーケンス最適化2017

    • 著者名/発表者名
      大脇陽介, 栗原賢一朗, 黒田輝, 裕 今
    • 学会等名
      第34回日本ハイパーサーミア学会第33回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] MRによる温度計測法の基礎と応用2017

    • 著者名/発表者名
      黒田輝
    • 学会等名
      第45回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] MRIガイド下医療を支える技術の原理2017

    • 著者名/発表者名
      黒田輝
    • 学会等名
      第45回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 肝MRガイド下集束超音波治療における三次元照射位置追尾のためのテンプレートマッチング法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      森田友基,熊本悦子,國領大介,黒田輝
    • 学会等名
      第45回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 温熱による膝関節軟骨の疼痛緩和のためのT1による絶対温度分布画像化における定量性改善2017

    • 著者名/発表者名
      Owaki Y, Kurihara K, Kuroda K, Imai Y.
    • 学会等名
      第45回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工股関節使用患者のMRI検査時の発熱に関する基礎的検討2017

    • 著者名/発表者名
      Okuda Y, Kuroda K
    • 学会等名
      第45回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 温熱による膝関節軟骨の疼痛緩和のためのT1による絶対温度分布画像化における定量性改善2017

    • 著者名/発表者名
      Kimura T, Takizawa D, Takahashi K, Kuroda K.
    • 学会等名
      第45回日本磁気共鳴医学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] A Three-dimensional Target Tracking Technique for MRgHIFU using an Image Matching Method with Liver Deformation Volumes Obtained via Time-Resolved Volume Acquisitions2017

    • 著者名/発表者名
      Kumamoto E. Kokuryo D. Kuroda K.
    • 学会等名
      International Society for Magnetic Resonance in Medicine 25th Annual Meeting and Exibition
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 笠井俊文・土井司編, MR撮像技術学2017

    • 著者名/発表者名
      黒田 輝
    • 総ページ数
      422
    • 出版者
      日本放射線技術学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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