2021 Fiscal Year Annual Research Report
Characterization of Thermotherapy by Magnetic Resonance Temperature Measurement and In Silico Analysis
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17K01357
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
熊本 悦子 神戸大学, DX・情報統括本部, 教授 (00221383)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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 – 2022-03-31
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| Keywords | 磁気共鳴画像診断装置 / 温熱治療 / 加温特性解析 / RF誘電加温 / 集束超音波治療 / 電磁界解析 / 磁気共鳴温度分布画像化法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は，呼吸動による変位・変形を伴う肝臓を対象とした集束超音波治療における加温特性を解析するための肝臓の動体解析手法をさらに進展させた．肝臓の変位・変形計測のために術前に撮像した自由呼吸化での連続した矢状断面MR画像より画像処理手法を用いて肝臓の血管を抽出し自動追尾する手法を提案し，肝臓内部及び周囲の動態の基礎解析を行なった．さらに3次元的な肝臓動態を解析するため，パターンマッチングにより横隔膜の周期的な動きを抽出する手法について検討した．
本研究課題は，電磁波及び超音波を熱源とする温熱治療に対し，体組成による温度特性の計算機シミュレーションによる解析および水と脂肪が混在する組織の磁気共鳴温度分布画像化法を確立し，対組成による加温特性の至適化を目指した．研究期間全体を通して，電磁波に関しては，主にRF誘電加温について，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．超音波については集束超音波治療装置を対象とした熱伝導方程式に基づく加温シミュレーション，磁気共鳴温度分布画像化法のためのMR画像取得の高速化，さらに，呼吸動などによる変位・変形のある肝集束超音波治療における温度上昇計測の精度向上を目指し，血管や，横隔膜に注目した３次元的な動態解析を行なった．また，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手法を提案した．これらの成果により，温熱療法の加温特性の解析精度の向上に対する足がかりを得た．
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