マイクロ波組織内ハイパサーミア用同軸スロットアンテナの開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06452446
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 葛西 晴雄 千葉大学, 工学部, 教授 (00009226)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平岡 真寛 京都大学, 医学部, 教授 (70173218) ; 伊藤 公一 千葉大学, 工学部, 助教授 (90108225)
• Keywords: 組織内加温 / 同軸スロットアンテナ / SAR分布 / 温度分布 / 加温性能評価指標 / 無給電素子 / 同軸ダイポールアンテナ / 複数スロット

Research Abstract

・同軸スロットアンテナのアレーに無給電素子を配置することによる加温領域制御の可能性を実験的、解析的に示した。また、加温領域をアンテナ先端に限局する手段として、スロットをはさんでスリーブを装荷した構造の同軸ダイポールアンテナを試作し、その効果を確認した。
・同軸スロットアンテナのようなハイパーサーミア用マイクロ波アンテナに対してこれまで評価されることの無かったアンテナ近傍の電界分布を、平成6年度に開発した電流分布解析手法を利用して導出するソフトウェアを開発した。これを用いたシミュレーションにより、アンテナ周囲のSAR分布の基本的な特性を初めて明らかにし、アレーの配列、給電位相を変えた場合のSAR分布の変化を理論的に説明することができるようになった。また、従来問題にされてきた体表面付近のホットスポット(不要発熱)の発生のしくみについても明らかにした。
・平成6年度に開発したファントムを用いて、解析結果と実験結果を比較することにより、開発された上記の解析手法の妥当性と実用性を確認した。
・血流を考慮した場合の温度分布を有限差分法によって導出するソフトウェアを作成し、これを用いたシミュレーションにより、SAR分布と温度分布の関係を明らかにした。また、そのような定量的な検討から、マイクロ波アンテナの加温特性を評価する指標としてこれまで一般的であった規格化SAR分布[%]の恣意性を指摘し、治療時の温度分布の推定にはSAR分布[W/kg]が有効であることを示し得た。
スロットが複数である同軸スロットアンテナの電流分布を、モーメント法と伝送線路理論によって解析する手法を提案した。

Research Products

• [Publications] 呉孟憲: "複数のスロットを有する組織内加温用同軸スロットアンテナの基本解析" 電子情報通信学会技術報告. June. 1-6 (1995)
• [Publications] 岩田和久: "ハイパーサーミア用反射板付ワイヤアンテナの基礎的検討" 電子情報通信学会技術報告. July. 1-6 (1995)
• [Publications] 浜田リラ: "マイクロ波ハイパーサーミア用ファントムの電気的特性制御" 日本医学物理学会第12回研究発表会. 103-104 (1995)
• [Publications] 岩田和久: "マイクロ波外部加温用反射板付ワイヤアンテナを用いた層状媒質中のSAR分布評価" 日本医学物理学会第12回研究発表会. 104-105 (1995)
• [Publications] 古屋克己: "マイクロ波組織内加温用同軸スロットアンテナの近傍界に関する基本的検討" 電子情報通信学会1995年ソサイエティ大会. 29-29 (1995)
• [Publications] 北田隆文: "組織内加温用同軸スロットアンテナにおけるスロット素子配置に関する検討" 電子情報通信学会1995年ソサイエティ大会. 30-30 (1995)
• [Publications] 岩田和久: "マイクロ波組織内加温用同軸ダイポールアプリケータの基礎的検討" 日本ハイパーサーミア学会第12回大会. 230-231 (1995)
• [Publications] 呉孟憲: "同軸スロットアプリケータスロット素子の配置による発熱分布制御" 日本ハイパーサーミア学会第12回大会. 222-223 (1995)
• [Publications] 浜田リラ: "無給電素子を付加した組織内アレーアプリケータの加温特性検討" 日本ハイパーサーミア学会第12回大会. 224-225 (1995)
• [Publications] 岩田和久: "マイクロ波外部加温装置の性能評価のための反射板付ワイヤアプリケータ" 日本ハイパーサーミア学会第12回大会. 220-221 (1995)
• [Publications] 古屋克己: "Deveropment of new Muscle-equivalent phantom for microwave hyperthermia" 1995 Asia-Pacific Microwave Conference(Korea,Kaist). 2. 786-789 (1995)
• [Publications] 浜田リラ: "Basic analysis on SAR distribution of coaxial-slot antenna array for interstitial microwave hyperthermia" IEICE Trans.Electronics. 11. 1624-1631 (1995)
• [Publications] 浜田リラ: "同軸スロットアンテナで構成したマイクロ波組織内加温用アプリケータの基本特性" 電子情報通信学会技術報告. Jan.31-36 (1996)
• [Publications] 浜田リラ: "915MHzにおけるマイクロ波組織内加温用同軸スロットアンテナの基本特性" 1996年電子情報通信学会総合大会. Mar.(1996)