2021 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加藤 和夫 明治大学, 理工学部, 専任教授 (80115104) [Withdrawn]
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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 / ハイパーサーミア / 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。
2021年度は、新型アプリケータの試作および脚部形状の観点ファントムを用いた加温実験を計画しており、研究計画通り進めることができた。
2020年度に実施した解析結果をもとにアプリケータ形状および寸法を設計し、アルミニウム板を用いてアプリケータ製作を行った。試作した装置の加温特性を検討するため、まずは円筒型筋肉等価寒天ファントムを用いて加温実験を行い、二つの誘電体を同時に一つのアプリケータで深部集中加温できる可能性を実験的に確かめた。さらに誘電体形状による加温特性変化についても検討を行うため、人体脚部形状のファントムを二つ作成し、それらを用いた加温実験においても本加温システムの有用性を示すことができた。
当初予定よりも研究が順調に進んだので、超音波による温度計測システムを実装するためにファントム内部での音圧分布解析についても着手した。音圧分布解析のためのソフトウェアを新規で購入した。2022年度にそれらの解析結果を踏まえて、温度計測機能付きアプリケータを開発したいと考えている。
研究成果に関しては、国際会議ICEAAをはじめ国内の学会でも積極的に公表を行っている。
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
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
2021年度は以下の内容を実施した。
（１）アプリケータの試作：前年度までの解析結果をもとにアプリケータの試作を行った。また円筒型観点ファントムを用いた基礎検討から、本アプリケータを用いることで、従来は困難であった、二つの誘電体それぞれの深部を同時に加温できることを示した。
（２）脚部形状寒天ファントムの作製：形状による加温特性の検討を実施するために、人体脚部形状の筋肉等価寒天ファントムを作成した。またそれらを用いた実験を実施するための設置用治具の製作についても行った。
（３）脚部形状のファントムを用いた加温実験：上記で作成した脚部型ファントムを用いて、試作装置による加温実験を実施した。加温実験結果から、被加温体の形状に依らず、それぞれの目的位置を深部集中加温できることを確認した。さらに、上記の当初計画に加えて以下の内容にも着手した。
（４）生体内音圧分布解析：本研究グループでは先行研究で、超音波による非侵襲生体内温度分布計測技術の開発に着手している。本研究で開発したアプリケータの臨床応用の可能性を高めるために、これら技術を合わせることができるのではないかと考え、電磁波加温中における生体内の音圧分布解析を現在実施している。次年度も継続して行う予定である。
本研究で得られた研究成果に関連した研究発表を国際学会で実施した。
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| Strategy for Future Research Activity |
開発した加温システムと人体脚部型寒天ファントムを用いた加温実験を複数回実施し、性能評価する。先行研究で開発を進めていた非侵襲温度計測システムとの統合を試みる。
また、骨による影響も確かめるため牛や豚などの精肉を使用した加温実験を行う。
最終的に実験結果から、研究の総括を行い、必要があれば順次改善を行う。研究成果に関しては積極的に学会発表、論文発表を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
2021年度はコロナの影響で国際会議などが現地開催されず、WEB開催となったため、当初計画よりも支出が少なくなった。2022年度の学会発表の参加登録料あるいは論文投稿の費用に使用したいと考えている。
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Research Products
(4 results)
