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生体内で局在化する組織選択性マイクロバブルの多機能制御による非侵襲性医療の開発

Research Project

Project/Area Number 04J11402
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Fluid engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

金子 幸生  東京大学, 大学院工学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords微小気泡 / 集束超音波 / 悪性腫瘍 / 加熱凝固 / 発熱作用 / エネルギー変換 / 温度分布 / 内部気体 / 気泡数密度 / マイクロバブル / 非侵襲医療 / 気泡内部気体
Research Abstract

腫瘍の非侵襲治療法として,強力集束超音波による治療法が注目されている.しかし,頭蓋骨に覆われている脳腫瘍や,体内深部に存在する肝腫瘍などについては,超音波の反射や屈折,減衰といった影響が大きくなり,治療目的部位に対して超音波エネルギーが十分到達できないため,一部の臓器に対しては超音波治療の適用は難しいとされている.そこで,本研究では集束超音波に加えて,現在超音波診断の際に血管造影剤として用いられている微小気泡を発熱体として利用することで,患部での発熱作用を増強するといった手法の実現を目指している.本研究においては,その手法の実現に向け,強力集束超音波照射時における微小気泡の発熱作用に着目し,in vitro及びin vivo実験を実施した.
In vitro実験では,微小気泡を含む水に対して集束超音波を照射した際の温度上昇の測定を行い,実際の超音波治療で使用される範囲でのボイド率及び超音波強度において,微小気泡の注入によって発熱作用が増強されることを示した.さらに,温度測定と同期して,集束超音波照射における気泡の挙動のカメラ撮影をし,測定した温度上昇と気泡挙動との比較を行い,その相関について示した.
In vivo実験では,微小気泡による発熱増強効果について検証した。まず,造影剤気泡の注入による温度上昇及び加熱凝固の増強効果について確認し,体組織内においても微小気泡が発熱に寄与することが示された.次に,ボイド率の増加に伴う加熱凝固領域の変化について,in vitro実験のときと同様の傾向が示されることを確認した.さらに,加熱凝固治療に適した微小気泡の開発を目指して,気泡内部気体に着目した実験を行い,空気気泡と比べ,アルゴンのような比熱比の高い気体を有する気泡が熱源としてより有効に作用する可能性について示した.

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2006 2005 2004 2003

All Journal Article (19 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Microbubble-induced increase in ablation of liver tumors by high-intensity focused ultrasound2006

    • Author(s)
      K.Hanajin, T.Maruyama, Y.Kaneko, H.Mitsui, S.Watanabe, M.Sata, R.Nagai, T.Kashima, J.Shibahara, M.Omata, Y.Matsumoto
    • Journal Title

      Hepatology Research 36

      Pages: 308-314

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effective heat theraph controlling heat deposition of microbubbles in the ultrasound field2006

    • Author(s)
      Y.Kaneko, N.Iida, Y.Matsumoto
    • Journal Title

      Proc. of 6th International Symposium on Therapeutic Ultrasound (in press)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Thermal effect of microbubbles in the focused ultrasound field2006

    • Author(s)
      Y.Kaneko, N.Iida, S.Takagi, Y.Matsumoto
    • Journal Title

      Abstract of 4th Joint Meeting Acoustical Society of America and Acoustical Society of Japan

      Pages: 3328-3328

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Enhancement of the thermal effect using contrast agent microbubbles in high intensity focused ultrasound therapy2006

    • Author(s)
      Y.Kaneko, S.Yoshizawa, A.Ito, N.Iida, M.Yamada, H.Xu, T.Miyahara, N.Kamiyama, T.Yoshida, f.Moriyasu, Y.Matsumoto
    • Journal Title

      Abstract of the 8th Iinternational Symposium on Ultrasound Contrast Imaging

      Pages: 73-73

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 流体力学の医学分野への応用-超音波とマイクロバブルを用いた非侵襲治療-2006

    • Author(s)
      松本洋一郎, 藤原暁子, 吉澤晋, 金子幸生
    • Journal Title

      ながれ 25

      Pages: 533-542

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 集束超音波と微小気泡を組み合わせた非侵襲腫瘍治療法の開発2006

    • Author(s)
      金子幸生, 伊藤陽, 高木周, 松本洋一郎
    • Journal Title

      日本超音波医学会 第79回学術集会講演論文集

      Pages: 237-237

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 微小気泡と集束超音波を組み合わせた非侵襲腫瘍治療手法の開発2006

    • Author(s)
      金子幸生, 飯田直之, 吉澤晋, 高木周, 松本洋一郎
    • Journal Title

      日本超音波医学会関東甲信越地方会第18回学術集会論文集

      Pages: 46-46

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 集束超音波音場における微小気泡を含む媒質内の温度分布2006

    • Author(s)
      金子幸生, 渡邉峻介, 高木周, 松本洋一郎
    • Journal Title

      日本機械学会関東支部第12期総会講演会論文集

      Pages: 337-338

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Use of a microbubble agent to increase the effects of high intensity focused ultrasound on liver tissue2005

    • Author(s)
      Y.Kaneko, T.Maruyama, K.Takegami, T.Watanabe, H.Mitsui, K.Hanajiri, H.Nagawa, Y.Matsumoto
    • Journal Title

      European Radiology 15・7

      Pages: 1415-1420

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Heating and Coagulation Volume Obtained with High-Intensity Focused Ultrasound therapy : Comparison of Perflutren Protein-Type A Microspheres and MRX-133 Rabbits2005

    • Author(s)
      K.Takegami, Y.Kaneko, T.Watanabe, S.Watanabe, T.Maruyama, Y.Matsumoto, H.Nagawa
    • Journal Title

      Radiology 237・1

      Pages: 132-136

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Thermal and acoustic effect of contrast agent microbubbles in the ultrasound field2005

    • Author(s)
      Y.Kaneko, S.Watanabe, S.Takagi, Y.Matsumoto
    • Journal Title

      Abstracts of 7th International Symposium on Ultrasound Contrast Imaging

      Pages: 111-111

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Temperature distribution in the medium containing contrast agent microbubbles in HIFU field2005

    • Author(s)
      Y.Kaneko, S.Watanabe, S.Takagi, Y.Matsumoto
    • Journal Title

      Proceedings of 5th International Symposium on Therapeutic Ultrasound (in press)

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 超音波音場における微小気泡の熱的及び音響的作用2005

    • Author(s)
      金子幸生, 渡邉峻介, 高木周, 松本洋一郎
    • Journal Title

      日本機械学会2005年度年次大会講演論文集 2

      Pages: 27-28

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Use of a microbubble agent to increase the effects of high intensity focused ultrasound on liver tissue2005

    • Author(s)
      Y.Kaneko, T.Maruyama, K.Takegami, T.Watanabe, H.Mitsui, K.Hanajiri, H.Nagawa, Y.Matsumoto
    • Journal Title

      European Radiology

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Erythrocytes, as well as microbubble contrast agents, are important factors in improving thermal and therapeutic effects of high-intensity focused ultrasound.2005

    • Author(s)
      K.Takegami, Y.Kaneko, T.Watanabe, T.Maruyama, Y.Matsumoto, H.Nagawa
    • Journal Title

      Ultrasound in Medicine and Biology 31・3

      Pages: 385-390

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Medical ultrasound with microbubbles2005

    • Author(s)
      Y.Matsumoto, J.S.Allen, S.Yoshizawa, T.Ikeda, Y.Kaneko
    • Journal Title

      Experimental Thermal and Fluid Science 29・3

      Pages: 255-265

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Medical Application of Heating Effect of Microbubbles2004

    • Author(s)
      Y.Kaneko, M.Sakano, S.Yoshizawa, J.S.Allen, S.Takagi, Y.Matsumoto
    • Journal Title

      Proceedings of 5th International Conference on Multiphase Flow

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Heating Mechanism of Microbubbules and Bubble Properties2004

    • Author(s)
      Y.Kaneko, J.S.Allen, S.Yoshizawa, Y.Matsumoto
    • Journal Title

      Proceedings of 2004 IEEE International Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control Joint 50th Anniversary Conference

      Pages: 882-885

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Polycrylamide gel containing egg white as new model for irradiation experiments using focused ultrasound2004

    • Author(s)
      K.Takegami, Y.Kaneko, T.Watanabe, T.Maruyama, Y.Matsumoto, H.Nagawa
    • Journal Title

      Ultrasound in Medicine and Biology 30・10

      Pages: 1419-1422

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 超音波治療装置2003

    • Inventor(s)
      松本洋一郎, 金子幸生, 池田貞一郎
    • Industrial Property Rights Holder
      松本洋一郎, 金子幸生, 池田貞一郎
    • Filing Date
      2003-08-28
    • Related Report
      2005 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2024-03-26  

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