2012 Fiscal Year Research-status Report
体内の金属ステントを発熱源とした胆管部腫瘍の根治的温熱治療システムの開発
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24560397
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
齊藤 一幸 千葉大学, フロンティアメディカル工学研究開発センター, 准教授 (80334168)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 応明 千葉大学, フロンティアメディカル工学研究開発センター, 准教授 (70267342)
伊藤 公一 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90108225)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | マイクロ波 / 電磁界解析 / がんの温熱治療 / 金属ステント / 生体等価ファントム |
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| Research Abstract |
本年度は，給電プローブと金属ステントの構造について，高周波電磁界解析ソフトウェアによる計算機シミュレーションを活用して，大まかな構造を決定した。まず，給電プローブについていくつかの構造を検討した結果，現在，内視鏡と併用したマイクロ波凝固治療に用いられている市販のマイクロ波プローブが，本研究の用途において比較的うまく使用できる（金属ステント周辺に効率よく電磁界を分布させる可能性があり，かつ，プローブから発振器への電力の反射が少ない）ということがわかった。そこで，このマイクロ波プローブにて金属ステントにエネルギーを供給するという条件の下で，金属ステントの形状について検討を行うべく，マイクロ波プローブおよび金属ステントの電磁界解析用モデルを構成した。そしてこれらの計算モデルを用いて，金属ステント周辺の生体内での発熱分布を算出した。この結果，金属ステントに複数のスロット状の電磁波漏えい部分を設けることにより，マイクロ波プローブからの電磁エネルギーを金属ステント全域に分布させることができた。また，このスロット状の電磁波漏えい部分の構造パラメータを変化させ，それぞれにおいてどのような発熱分布が得られるかといったようなデータを収集した。さらに，試作した金属ステントを生体等価ファントムに埋め込み，マイクロ波プローブで給電することにより，実験的にも電磁界解析結果の妥当性を確認した。
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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
申請者の過去の予備的な検討，および今年度の詳細な検討の結果，本研究の目的である体内に留置されている金属ステントに，外部から微細径プローブにてマイクロ波エネルギーを与えて生体組織を発熱させるという基本的な特性を得ることができた。また，一連の検討を行うにあたり，数値電磁界解析に用いるためのマイクロ波プローブおよび金属ステントのモデル化手法を確立したことから，数多くの電磁界解析をスムーズに行うことができるようになった。さらに，生体等価電磁ファントムや金属ステントモデルを試作し，これらを用いた実験的検討についてもその手法を確立した。また，これらの基本的な内容が原著論文として採録された。
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| Strategy for Future Research Activity |
前述のように，本研究の目的の基本的な部分については，すでに実現の可能性が見出された。そこで本年度は，本研究を実用のものとするために，さらなる検討を行う。現時点でまず解決しなければならない点は，金属ステントの機械的強度である。金属ステントから電磁波エネルギーを漏えいさせるべくスロット部分を設けると，その部分の強度がどうしても低下する。そこで，機械的に強固かつ電磁波が漏えい可能な構造を検討する。また，金属ステントの直径や長さが変わると，その周辺の発熱分布も当然変化するものの，本年度の検討では，それを定量的に考察するには至らなかった。そこで来年度は，この点を含め種々の構造パラメータの変化と発熱分布変化の関係についても検討する予定である。
また，これまでの成果を国際学会で発表するとともに，最新の電磁界応用技術についても調査を行う予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
該当なし
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Research Products
(8 results)
