2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of minimally invasive magnetic hyperthermia system equipped with LC-Booster
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17K13038
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| Research Institution | Tohoku Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田倉 哲也 東北工業大学, 工学部, 講師 (00551912)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | LC-Booster / 消費電力 / 励磁条件 / 温度分布 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題ではLC共振型ワイヤレス給電技術であるLC-Boosterを発熱素子に導入した低侵襲磁気ハイパーサーミアシステムの構築を目指して、平成29年度は複合型発熱素子へLC-Booster技術を導入するために必要な条件として、生体による影響を考慮した励磁周波数とLC-Boosterを搭載した複合型発熱素子の構成について検討を行い、励磁周波数については影響の少ない周波数帯、発熱素子の構成については形状特性を明らかにした。しかしながら、高周波磁界中における実機を用いた発熱素子の加温には至っていなかった。最終年度となる平成30年度は、LC-Boosterを搭載した複合型発熱素子の実機による性能、加温用励磁装置の試作とそれによる発熱素子の温度特性、そして熱特性の異なる媒質中における発熱素子の温度分布について検討を行った。まず、実機の性能評価として、小型励磁コイル中にLC-Boosterを搭載した複合型発熱素子の実機を配置し、定電流条件における小型励磁コイルからみた等価直列抵抗の変化から発熱素子における消費電力を間接的に測定する手法を新たに試みたところ、従来型よりも消費電力が大幅に上昇する結果が確認され、LC-Boosterの搭載が発熱性能の改善につながる可能性が示唆された。次に、試作したヘルムホルツ型励磁装置を用い、高周波磁界中における素子表面温度の時間経過を測定したところ、従来型と比較してLC-Booster型は、より低い励磁条件で制御温度に到達可能であることが確認された。また、LC共振器を単独で利用した発熱素子よりも接続するコンデンサの容量値変化に強いことも明らかとなった。次に、熱特性の異なる生体媒質中において発熱素子の温度分布を熱伝導解析から求めたところ、発熱素子自体が温度制御点に到達するために必要な単位時間当りの発熱量は、周囲媒質の熱伝導率に依存することが確認された。
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