2016 Fiscal Year Research-status Report
凍結療法に用いる同軸針の改良による凍結範囲の制御についての研究
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26461870
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
屋代 英樹 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 共同研究員 (90327643)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中塚 誠之 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (50188984)
井上 政則 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (30338157)
小黒 草太 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (50383716)
塚田 実郎 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 訪問研究員 (50573276)
須山 陽介 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究, 放射線医学, 助教 (00594607)
田村 全 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (50594602)
伊東 伸剛 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 医師(非常勤) (00445248)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | インターベンショナルラジオロジー(IVR) / 放射線医学 / 凍結療法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々の研究グループでは、肺悪性腫瘍・骨軟部悪性腫瘍に対する凍結療法の基礎実験および臨床を行っている。血管の近接が無く十分な凍結範囲が得られた症例において、良好な治療成績を上げてきた。本研究においては、十分な凍結範囲を得るために、一本の凍結端子による凍結範囲の拡大を得ることを目的としている。
平成27年度に行った実験では0.28mm径の銅製6本側枝付きステンレス同軸針を作成し、ゼリーファントムでの凍結実験を行った。凍結端子の先端部より1cm、2cmの位置に側枝がある同軸針で600秒間の凍結を行ったところ、28.5cc、30.1ccであり、展開針無しのcontrol（29.7cc）とおおむね変化無かった。
予備実験で使用した側枝付き同軸針は、同軸針に対して垂直に側枝を作成し、半田で固定した形状であり、経皮穿刺が不可能な形状であったため、経皮穿刺可能な形状として銅製同軸針に側孔を作成し、側孔より先端の曲がった0.55mm径の針金状の金属（銅）を入れる形態の側枝付き同軸針を試作した。側枝がついた銅同軸針で豚杯に対して600秒の凍結を行ったところ34×64mmの偏心性に広がるice ballを作成し、同軸針から12mmの距離においた温度センサーでの計測では、側枝先端部から2.5mmの距離にあるセンサーは、側枝の無い側のセンサーより5.1℃の温度低下が示唆された。平成28年度では側枝を円形から扁平な形状に加工し、断面積を3倍にすることにより、さらに熱伝導の向上を図った針を作成し、ゼリーファントムでの凍結実験を行った。600秒間の凍結で、凍結範囲は側枝側15.9mm、反対側13.5mmと凍結範囲の偏在性の拡張が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成27年度までの実験計画では、太さ・形態を変えてゼリーファントム実験を行い、CTにて計測を行い側枝形状を決定する予定であった。
従来の3mm凍結端子を挿入するために用いていた8G同軸針(4.2mm径)の太さであれば、肺内に安全に経皮穿刺が可能と予測されるため8G同軸針の内腔に6本入る太さとして側枝の太さは0.3mm以下とした。0.28mm径の銅製側枝を6本つけた同軸針を作成し、ゼリーファントム内での600秒間の凍結を行ったが凍結範囲の拡大は得られなかった。生体内で偏心性の凍結範囲が確認された側枝は0.55mm径で、0.28mm径の3.9倍の太さを有しており、十分な熱伝導を行い得たと判断されたが、0.28mm径では十分な熱伝導が得られなかったと判断された。さらなる熱伝導の向上を図り、展開針の有効性を増すために、均一な円形の断面形状では展開針の断面積に限界があるため、先端部側と手前側の太さを不均一にし、扁平な形状でさらに断面積を増した側枝を作成し、凍結実験を行い良好な凍結範囲の制御を得ることが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
展開型同軸針については、凍結時間の延長を超えた有効性を得にくいため、従来モデルでの追加実験を行い効果を判断する。
偏心性の凍結範囲を得るための側枝付き同軸針については、平成28年までの実験で必要な側枝の太さが判明したため、適切な形状での側枝付き同軸針の作成を行う予定である。作成された側枝付き同軸針については、ゼリーファントムのみならず、動物実験を行い肺・肝などで、in vivoでの凍結実験を行う。熱伝導・比熱・血流の影響下での凍結範囲の拡大の程度を評価する。
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| Causes of Carryover |
当初の予定では28年度で展開型同軸針のプロトタイプ作成を予定していたが、27年度まの実験で、従来の肺凍結療法で用いられてきた同軸針の太さ以下では必要な性能が得られない可能性があったため作成は見合わせ、28年度もハンドメイドによる同軸針での実験を継続した。そのために購入する物品費が大きく減ったため、本年度の使用額が予算額を下回った。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
形状の最適化を進めるために、側枝付き同軸針を複数本作成し、ファントム、動物実験を行う必要がある。側枝付き同軸針の制度を上げるためには金属加工業者での依頼が必要であり、物品購入費が必要となる。また設計のための実験が引き続き必要であるため、アルゴンガス、ヘリウムガスの購入が必要となる。
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Research Products
(1 results)
