1991 Fiscal Year Annual Research Report
癌温熱治療における体内温度分布解析の高信頼化に関する研究
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03670540
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
松田 甚一 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (30029087)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 和夫 長岡技術科学大学, 工学部, 助手 (80115104)
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| Keywords | 癌温熱治療 / ハイパ-サ-ミア / コンピュ-タ・シミュレ-ション / 血流量推定 / 血流量温度依存性 / 温度分布推定 / 温度分布シミュレ-タ- / 時系列温度デ-タ |
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| Research Abstract |
本研究では,コンピュ-タ・シミュレ-ション技法により,癌温熱治療時の血流量とその温度依存特性を逆推定すると同時に温度分布解析するための手法および加温治療のための高速シミュレ-タ-の開発を目指した.以下に主な成果を示す.
1.血流量とその温度依存特性の逆推定と体内温度分布推定アルゴリズムの開発:まず,加温時の体内温度監視用として計測している時系列温度デ-タを利用して,逐次反復法によって組織の血流量とその温度依存特性を逆推定するためのアルゴリズムを考案した.また,コンピュ-タ・シミュレ-ション手法を用いて本アルゴリズムの検討を行ない,数回の反復計算により誤差5%以内で血流量推定できる可能性のあることを確認した.次に,本アルゴリズムを基に,既に開発済みの高速2次元熱伝導解析プログラムを改良し,体内温度分布をセルフコンシステントに推定するための手法を開発した.
2.本手法の臨床的評価および高速シミュレ-タ-の開発:上述の体内温度分布推定アルゴリズムを基に,本補助金により導入したIBM高速パワ-ステ-ション320システム(SPECmark値:25.8)を用いて温度分布推定用高速シミュレ-タ-を開発した.そしで,我々のグル-プと共同研究を進めている癌研究会付属病院放射線科および新潟大学脳研究所脳神経科グル-プの協力を得て本シミュレ-タ-の臨床評価を行った.そして,脳腫瘍に対して,本手法による推定血流量とSPECT装置による実測血流量とがよく一致し,また推定温度と実測温度とが誤差0.5℃程度で一致することが確認できた.
以上のことから,本研究目的をほぼ達成することができ,効果的かつ安全な電磁波温熱療法の実施に対して大きく奇与できたものと確信している.なお,本研究の成果は,論文2編,国際会議2件,口頭発表5件にまとめられている.
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[Publications] 加藤 和夫,佐藤 公彦,松田 甚一,斉藤 義明: "RF容量結合型加温方式の加温特性解析" 日本ハイパ-サ-ミア誌. 8. (1992)
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[Publications] Kazuo Kato,Jinーichi Matsuda,Takashi Yamashita,Ryuichi Tnaka: "Simultaneous Estimation of the Blood Flow Rate and Tissue Temperature" Frontiers of Medical and Biological Engineering (The International Journal of the Japan Society of Medical Electronics and Biological Engineering). 特別号. (1992)
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[Publications] Jinーichi Matsuda,Kazuo Kato,Takashi Yamashita: "Estimation of Temperature Distribution and Blood Flow Rate for inーvivo Tissue by Computer Simulation Technique" World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering. 29. 745 (1991)
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[Publications] Kazuo Kato,Jinーichi Matsuda,Takashi Yamashita: "Estimation of Blood Flow Rate for inーvivo Tissue by Computer Simulation Technique" World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering. 29. 901 (1991)
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[Publications] Kazuo Kato,Kimihiko Sato,Jinーichi Matsuda,Takashi Yamashita: "Estimation of Temperature Distribution in a Human Body during Hyperthermia by Computer Simulation Techniques" HYPERTHERMIC ONCOLOGY IN JAPAN'91. (1992)
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[Publications] Kimihiko Sato,Kazuo Kato,Jinーichi Matsuda,Hideaki Takahashi,Hideaki Hondo,Taku Nakajima,Ryuichi Tanaka: "An Estimation of Temperature Distribution Through a Brain by Computer Simulation Technique" HYPERTHERMIC ONCOLOGY IN JAPAN'91. (1992)
