2018 Fiscal Year Research-status Report
癌治療における新生血管成長阻害のためのフレキシブル超音波治療器の開発
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18K12107
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
森田 実 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (80510685)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 超音波デバイス設計 / 効果検証 / 超音波デバイスの柔軟化 / 構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H30年度の研究では本研究課題のコア技術であるハサミ型超音波振動の特徴評価および柔軟化の検討を行った．本研究の目的である超音波治療デバイスの柔軟化と高出力化を両立するためには，ハサミ型振動の特性を正しく解明する必要がある．
特性評価では，これまで血腫のような非常に柔らかい対象にのみ治療効果の評価を行ってきたハサミ型振動デバイスについて，脂肪組織，筋肉組織，骨，尿路結石などの様々な対象に対して実験を行った．ハサミ型振動は伸びながらハサミが閉じるような振動モードであり，この動作が様々な対象に対してどの様な効能をもたらすかを解明することは，本研究の目的に関わる重要な課題である．実験により硬い対象に対しても通常の超音波振動（縦方向モード振動）よりも治療効果が向上すること，発熱により血管凝固性能が向上すること，硬い対象を細かく削り取るなどの効果が期待できることがわかってきた．
柔軟化の検討では，これまで行ってきた単線ワイヤでの超音波伝播だけでなく，内視鏡的粘膜切除術（EMR）などで使用される撚り線ワイヤへの超音波伝搬を試みた．撚り線ワイヤでは単線ワイヤに比べて柔軟性が格段に向上し，適用範囲を広げられる可能性がある．しかし，超音波伝播時に撚り線の素線同士の摩擦が生じ致命的な発熱が確認された．発熱は固有振動モードの腹の部分を起点に発生していることがわかり，その抑制が鍵となると考えられる．
また有限要素法解析ソフトにより，超音波メスをハサミ型振動させるための最適設計を行い，設計したモデルを用いたシミュレーション結果を実験結果と対比することで，効果の原因推定が可能となった．
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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
本研究の目的である超音波治療デバイスの柔軟化と高出力化を両立するためには，ハサミ型振動の特性を正しく解明する必要がある．本年の研究により，ハサミ型振動の効果を定量的に評価する技術が概ね確立し，柔軟化した超音波メスについても先行の結果より高出力化できたため，現在の進捗は概ね順調であると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
柔軟構造へのハサミ型振動の適応に関して，撚り線を用いた適応を試みたが，撚り線特有の伝搬に関する課題が新たに発生した．これを解決するためには当初より課題を増やす事となるが，解決できれば現在超音波による治療が困難な部位への治療が世界で初めてできる可能性を秘めており，是非検討したいと考えている．
また，最終的には新生血管への適応が目的であるため，超音波による血管への影響を評価する環境について，所属機関の医学部と相談して行く予定である．
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| Causes of Carryover |
当初の予定ではANSYS解析ソフト費用と試作費，国際学会旅費が主な使途であったが，国際学会を中国江蘇大学で開催されたICIARE2018へ変更したため，予算削減ができた，代わりに設備備品費に十分に予算を使うことができ，有効な予算執行ができたと考えている．
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Research Products
(4 results)
