2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of deep heating system for prevention of locomotive syndrome
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20K12678
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| Research Institution | Toyo University |
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Principal Investigator |
新藤 康弘 東洋大学, 理工学部, 准教授 (00553017)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 和夫 明治大学, 理工学部, 専任教授 (80115104)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 温熱リハビリテーション / ロコモ / 非侵襲 / 電磁波加温 / 生体内温度分布計算 / 深部集中加温 / 温熱治療 / 空胴共振器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ロコモティブシンドローム（運動器症候群）の予防や改善を目的とした、脚部の筋肉組織を深部まで加温可能な治療システムに関する研究を進めている。具体的には、下肢骨格筋を効果的に深部加温しロコモの予防を行うことができる革新的な加温システムの開発を目的としている。
2020年度は、新型アプリケータの設計と温度分布解析を行い、新型アプリケータの設計仕様を決定する予定であった。コロナの影響でリモートが中心となったが、本研究室および共同研究者の研究室では生体内部の温度分布を計算する解析ソフトウェアを有していたため、計画通りに研究を進め、アプリケータの設計を完了することができた。
また設計仕様から必要な周波数バンドを確認し、予定通り高周波アンプの製作を依頼し、次年度使用予定の加温実験用電源が完成した。なお、当初の予定では170万円を計上していたが、予算削減の為、必要最小限に機能を制限することで低コスト化を行った。解析用コンピュータに関しては研究室現有のコンピュータを用いて計算を行った。
当初予定では国際会議における研究発表として、IEEE EMBC2020での研究発表を予定していたが、コロナ下の影響でWEB開催となったため、海外出張費を次年度に繰り越しを行った。また、本年度の研究成果発表として2021年にハワイで開催予定（WEB同時開催予定）の電磁波国際会議の一つであるICEAA2021において発表予定である。コロナの影響もあり研究を進めることが困難な場面も多々あったが、概ね当初予定通りに研究を進められている。次年度開始の実験研究についてもすでに着手している。
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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
概ね当初の予定通り研究を進展させている。具体的には以下の内容に関して2020年度に研究を進めた。
（１）人体の両脚部深部を同時に加温できるアプリケータの形状を決定し、有限要素法（FEM)を用いた電磁界-温度分布連成解析を行い、筋肉均一解析モデルでの深部集中加温を確認した。
（２）様々なアプリケータ形状を設計し、それぞれの加温特性解析を実施し、表層面を加温せずに深部筋肉組織を集中的に加温できるような最適なアプリケータ形状を設計した。
（３）CT画像より再構築した三次元人体脚部モデルを用いた温度分布解析を実施し、基礎検討と同様に目的部位の局所加温を数値的に確認した。
（４）得られた解析結果を基に、必要な周波数バンドを決定し、実験用アンプの特注製作を行った。
得られた研究成果に関連した研究発表を国内学会で実施した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度に設計したアプリケータ形状を基に、試作加温装置を製作し、筋肉等価寒天ファントムによる基礎加温実験により深部加温の可能性を実験的に示す。
また、3次元スキャナを用いて人体脚部形状をモデル化し、寒天ファントム用の型を製作する。人体脚部形状のファントムを用いた加温実験についても実施予定である。
研究成果に関して、国際会議ICEAA2021をはじめとする国内外の学会において研究発表を予定している。
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| Causes of Carryover |
2020年度はコロナの影響により、当初予定していた国際学会への渡航見送りや国内学会についても全てWEB開催となったため予定した出張旅費55万円を次年度に繰り越しを行った。2021年度の国際会議・国内学会への出張旅費や、本年度得られた研究成果の国際論文投稿費用に充てたいと考えている。
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Research Products
(2 results)
