サーミスタによる生体の熱伝導率測定法と悪性脳腫瘍の進展範囲の同定に関する研究

• Project/Area Number: 04650182
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Thermal engineering
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 荒木 信幸 静岡大学, 工学部, 教授 (90005314)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 外山 香澄 聖隷浜松病院, 脳神経外科, 医師 ; 牧野 敦 静岡大学, 工学部, 助教授 (60165678)
• Project Period (FY): 1992
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1992)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 1992: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: 熱伝導率測定法 / 生体の熱伝導率 / サーミスタ / 悪性腫瘍

Research Abstract

癌の温熱療法を行う場合、腫瘍部の温度を45℃程度に保持することが必要である。そのための加熱法の選定あるいは生体内の温度分布の予想を行うには腫瘍部および正常組織部の熱伝導率を知る必要がある。この熱伝導率には血流による熱移動をも含むのでいわば見かけの熱伝導率であるが、生体の構成部位あるいは腫瘍の種類によって大きく異なっており、測定データがほとんどないのが現状である。
本研究は、第一に、サーミスタを利用して生体の見かけの熱伝導率を測定する方法を開発すること、第二に、生体の熱伝導率のデータを蓄積すると同時に、患部の大きさの判定あるいは温熱療法による治療効果の判定を行う方法を検討することを目的として研究を行い次のような成果が得られた。
生体内にセンサー等を挿入するにはできる限り小さくし、しかも温度変化に対する感度がよく、センサー表面は耐食性に優れたものであることが必要であるが、試行錯誤の結果、外径0.5mmでポリイミド被服のサーミスタを作成することができた。また、サーミスタの発熱および被覆材やリード線への熱移動状況をモデル化し、熱伝導率測定原理を確定した。このセンサーおよび試作した電気回路の作動状態を確認するため、通常の液体および酢酸ナトリウム水和塩過冷却液等の熱伝導率を測定し、良好な結果を得た。また、生体の例として生きた犬の筋肉、肝臓などの内臓に対しても測定を試みることができた。さらに温熱療法への適用について検討した。