2011 Fiscal Year Annual Research Report
癌凝固メカニズムの医工学的解明と癌形態に応じた電磁場熱凝固治療システムの開発
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23240081
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
山川 宏 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00097263)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤江 正克 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20339716)
宮下 朋之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20329080)
小林 洋 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (50424817)
橋爪 誠 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90198664)
佐藤 嘉伸 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70243219)
渡辺 広樹 早稲田大学, 理工学術院, 助手 (00609266)
星 雄陽 早稲田大学, 理工学術院, 助手 (50535284)
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| Keywords | 癌凝固メカニズム / 電磁波熱治療 |
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| Research Abstract |
本研究は，近年癌の局所療法として注目されているマイクロ波凝固療法，ラジオ波焼灼療法を基盤技術とし，肺癌・乳癌・肝癌など様々な臓器の癌に対し定量的かつ高精度な治療を実現する電磁波熱治療システムの開発を目的とする．本研究では，基本的な治療原理でありながら従来明らかにされてこなかった癌組織加熱時の発熱，変性，凝固の一連のメカニズムを臓器ごとに解明することに重点を置き，癌凝固シミュレーションを規範とした個々の癌凝固メカニズムに即した最適な治療形態の決定と，それを実現する癌形態対応型電磁波熱凝固治療デバイスの開発を行う．
組織凝固メカニズムの解明のために，本年度は，次の課題に取り組んだ．
(a) ステージ別臓器凝固モデルの構築
生体組織の粘弾性，比熱，熱伝導率，導電率などの物理的特性が凝固の進行に伴って規則的に変化することに着目し，臓器が有する熱流体力学，電磁気学的物性値を凝固ステージごとに測定することで，組織の凝固進度と組織の物性値の関係性を示すステージ別臓器凝固モデルを構築する．本年度は，モデル構築の初期段階として組織が均質で複雑性がない肝臓を対象とし，in vitro環境下で肝組織の凝固進度と粘弾性の関係性をモデル化するための基礎データを収集した．
(b) 生体内環境下において焼灼領域に影響を与えうる因子の検討
肝臓癌における臨床の最大の問題として，血流の存在により熱が血流に逃げ癌内部に未焼灼領域が残留する問題がある．In vivo実験を通じて，焼灼領域のサイズ・形状に及ぼす影響度が高い臨床的パラメータ（血圧・血流速・脈拍等）を発見し，影響度の高いパラメータを凝固シミュレータの解析条件として組み込むことを目指す．本年度は，肝臓を対象として，肝臓の大血管を縛ることにより動物の血流量を変化させ，医師の指導の下，血流量の変化が焼灼サイズ・形状にどのような影響を与えるか検討した．
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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
本年度は3つの課題に取り組むという当初の計画に対し，実際に着手できた課題は上記の2つであり，3つ目の課題である癌組織の発熱量を最大化させる周波数帯を取得するための実験には着手できなかった．しかし，癌組織の発熱量を最大化させる周波数帯を取得するための実験デザインに関しては検討が進んでいる．したがって，おおむね順調に進展していると評価する．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は，本年度取り組んできた(a) ステージ別臓器凝固モデル構築のためのデータ収集，および(b) 血流量の変化が焼灼サイズ・形状へ与える影響のデータ収集を引き続き行いながら，癌凝固シミュレータの開発に着手する．また，本年度取り組むことができなかった癌組織の発熱量を最大化させる周波数帯を取得するための実験を実施し，温度むらのない凝固領域を形成するために必要な電磁波の周波数・振幅を決定するプランニング手法の構築および可変周波数・可変指向性電磁波熱凝固デバイスの開発に役立てる．
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Research Products
(9 results)
