2017 Fiscal Year Research-status Report
Development of anti-aging therapy for knee joints based on temperature distributions monitoring by ultrasound images
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17K01475
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| Research Institution | International University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
高橋 謙治 国際医療福祉大学, 医学部, 教授 (30347447)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新藤 康弘 東洋大学, 理工学部, 助教 (00553017)
井関 祐也 八戸工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (00780222)
加藤 和夫 明治大学, 理工学部, 専任教授 (80115104)
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 | 関節軟骨 / 温度計測 / 温熱療法 / 超音波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は温度による音速変化を利用して関節内温度を非侵襲的に測定する方法を確立するための基礎データ集積を行った。また既存の温熱療法器で関節深部を加温可能か検証した。（1）筋肉等価寒天ファントムに針電極を刺入し、通電による電極周囲の正規化温度変化をワークステーション上の超音波画像解析により算出し、割断面のサーモグラフィ画面と比較した。（2）豚肝臓、人工膝関節手術時に採取した脂肪、関節軟骨を水中に設置した。水温を32-40℃に変化させ、超音波画像を記録し音響特性の変化からそれぞれの組織の熱定数を算出した。（3）極超短波温熱治療器を用いて膝前方から加温した。加温前後に同一部位の超音波画像をロボットアームに装着した探触子で記録し正規化温度変化を算出した。以上の結果、筋肉等価寒天ファントムによるシミュレーションではサーモグラフィと超音波による温度変化はよく一致していた。組織による熱定数は異なり、軟骨は脂肪と比較して小さかった。極超短波温熱治療器は皮膚表面から約2.5cmまでの加温が可能であるが軟骨を加温することは困難であった。以上から超音波を用いて非侵襲的に関節内温度測定が行える基礎データを収集した。一方、既存の温熱療法器では関節軟骨の加温は困難であることが判明した。リエラント型空洞共振器による新規温熱療法器の臨床研究のための倫理委員会許可を得た。ボランティアに対して使用し膝関節内深部加温が可能であることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
超音波関節温度計測のための基礎実験に成功した。超音波画像解析でサーモグラフィ画面よる実測値とよく一致した。超音波診断装置を用いた非侵襲温度計測デバイスとしてロボットアームを用いた装置を開発した。リエラント型空洞共振器による新規温熱療法器の臨床研究の準備が整った。計画は順調に進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
膝加温治療前後に正確に同一部位の超音波画像を取得するためのデバイスを作製する。超音波プローブは生体に当てる際の圧力、前額面、矢状面の三次元的な角度によって得られる画像が容易に変化する。同一座標にプローブを設置するためのロボットアームを用いた装置を開発する。この装置を用いて評価した後に新規温熱療法の変形性膝関節症に対する臨床研究に着手する。
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| Causes of Carryover |
新規ロボットアームの購入が次年度にずれこんだためである。現時点では明治大学所有の既存のロボットアームを使用している。今後さらに精度の高い生体深部測定器機開発にむけてロボットアームの購入が必要である。
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Research Products
(4 results)
