2019 Fiscal Year Annual Research Report
脳腫瘍のレーザー治療を確立するための脳光温熱生体数値シミュレーションモデルの開発
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17H04307
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
松前 光紀 東海大学, 医学部, 教授 (20209604)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鷲尾 利克 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (40358370)
荒船 龍彦 東京電機大学, 理工学部, 准教授 (50376597)
黒田 輝 東海大学, 情報理工学部, 教授 (70205243)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 脳腫瘍 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳組織の光温熱生体数値シミュレーションin silicoモデルを構築し、脳腫瘍に対するレーザー温熱治療システムを作成した。治療システムは複数ファイバーのレーザー装置群で、MRIからの形態情報・温度情報・灌流情報により各ファイバーのレーザー出力を制御し、不整形病変に対しても最適な温度分布を形成維持可能で短時間治療が可能なシステムとした。これにより効率的で高い安全性を確保し、治療時間を短縮できる、画期的な治療システムを創生する。in silicoモデルを用いた光・温度拡散のシミュレーション法を、医療機器開発過程の評価手段として利用できるように開発した。そして、脳内に発生した不整形の脳腫瘍に効率よく且つ安全に温熱療法を加える、多チャンネルレーザー照射装置を評価を予定する。レーザー装置は、腫瘍組織のみをターゲットボリューム±3％、ターゲット温度±0.5℃以内で加温して組織を変性に至らしめるレーザー温熱治療システムとする。本研究開発では多チャンネルの同時レーザー照射により、治療時間（照射時間）を従来の1/6以下（20分以内）に短縮可能である。さらにMRIから得られる脳腫瘍の形態情報により、それぞれのレーザーファイバーから照射する出力をコントロールし、不整形の病変に対応できる仕様とする。これまで複数の研究者が動物・臨床試験の代替手段として、生体内の物理的変量をin silicoモデルとして構築しているが、我々は光・温度の分布を脳組織で具現化する。また新たに開発する多チャンネルの側射ファイバーを配したアプリケータを用いて、レーザー照射の方向及びエネルギー量を４次元的にコントロールすることにより、個別の標的組織に対して、最適な温熱治療を提供できる。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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