2020 Fiscal Year Annual Research Report
Microscopic interaction of laser light and skin tissue in plastic surgery
| Project/Area Number |
18H01389
|
|---|
| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
山田 純 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40210455)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 嘉恵 日本大学, 理工学部, 助教 (10772741)
河野 貴裕 芝浦工業大学, 工学部, 助教 (30801790)
江目 宏樹 山形大学, 大学院理工学研究科, 助教 (80785551)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | パルスレーザー / 形成外科 / 生体 / シミ / 色素沈着 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，シミやあざ，傷跡などのレーザー治療に資する，皮膚生体組織とレーザー光の相互作用を定量的に把握できる数値解析モデルの開発を目的とする。最終年度にあたる2020年度には，2019年度に開発した数値解析モデルの信頼性を高めるために，その改良を進めると同時に，皮膚内でのレーザー光と皮膚組織の相互作用を調べた。具体的には，レーザーの波長，出力，パルス幅，さらには，媒質の光物性分布，メラニン顆粒や色素の数密度が，皮膚組織に与える影響（ダメージ）を数値的に明らかにした。この成果は，International Jornal of Heat and Mass transferに掲載されている。
2020年度には，このモデルの有用性を検証するために，実験結果との比較を試みた。透明樹脂に，皮膚の散乱性を再現するアルミナ粒子と，吸収性を再現するメラニン顆粒を加えて，疑似皮膚（皮膚ファントム）を作成した。その皮膚ファントムに，医療用と同等のパルスレーザー（1064 nm）を照射し，その際に受けたダメージを共焦点レーザー顕微鏡で観察し，統計的にダメージの分析を行った。メラニン粒子の分散状態が十分に制御できなかったために，照射実験の分析結果と数値モデルによる予測とは，定性的な一致にとどまった。しかし，開発した数値モデルが，皮膚とレーザーの相互作用の予測に利用できることを明らかにした。
本研究では，さらに，層構造を有する皮膚のふく射物性値分布を計測できる装置を製作した。これは，医療現場で治療を行う際，皮膚の状況（シミの分布）を詳細に把握する必要があるためである。この年度では，層状に異なるふく射物性を有する皮膚ファントムを新たに作成し，層ごとにふく射物性を計測できることを示した。その成果は，第58回の伝熱シンポジウムで発表を予定している。
|
| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
