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脳神経外科治療に必要な高精度測温を実現する配線レス熱電対内蔵凍結プローブの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K13019
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関広島市立大学

研究代表者

常盤 達司  広島市立大学, 情報科学研究科, 講師 (00636219)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード低侵襲治療 / 凍結治療 / 細胞凍結壊死 / てんかん / 凍結プローブ / 熱電対 / 高精度測温 / 生体情報・計測
研究成果の概要

外科手術の1手法である凍結術では,患部を低侵襲に凍結壊死(えし)させる凍結プローブを用いる.凍結プローブを用いた施術において,確実に細胞を壊死させるには,プローブ先端の温度計測が必要不可欠である.このため従来の凍結プローブには,先端外壁の温度を計測する熱電対が付着していた.しかし,熱電対をプローブに付着させるのに必要な接着剤が熱抵抗を持つので,プローブ先端温度の計測精度が低下する問題があった.そこで本研究では,配線レス熱電対機能内蔵凍結プローブを開発し,その有効性を検証した.提案手法により,従来手法に比べ精度よく術野の温度推移を計測可能となった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本提案凍結プローブの特長は,施術中のプローブ先端(凍結領域)温度を従来手法より正確に取得可能であること,先端部位の熱電対の配線が不要であること(術野に及ぼす影響や断線の恐れを軽減)である.
これらの特長を有するので,各種生体組織と凍結温度の関係には未解明な領域が多いことから,凍結温度と細胞凍結壊死との関係を定量的に解析が可能となり,細胞凍結分野への今後の発展が期待される.さらに,腹部や胸部の手術よりも高精度で低侵襲な施術を求められる脳腫瘍やてんかん焦点(原性域)などに対する脳神経外科治療への新展開が期待できるため,産業的・社会的意義が高いと考えられる.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] A PalmSized Cryoprobe System with a Builtin Thermocouple and Its Application in an Animal Model of Epilepsy2019

    • 著者名/発表者名
      Tokiwa T, Zimin L, Ishiguro, H, Inoue, T, Kajigaya, H, Nomura, S, Suzuki, M, and Yamakawa, T.
    • 雑誌名

      IEEE Engineering in Medicine and Biological Society, IEEE

      巻: 印刷中 号: 11 ページ: 3168-3175

    • DOI

      10.1109/tbme.2019.2901530

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detailed spectral profile analysis of electrocorticograms during freezing against penicillin-induced epileptiform discharges in the anesthetized rat2018

    • 著者名/発表者名
      Tokiwa Tatsuji、Zimin Lev、Inoue Takao、Nomura Sadahiro、Suzuki Michiyasu、Yamakawa Takeshi
    • 雑誌名

      Epilepsy Research

      巻: 143 ページ: 27-32

    • DOI

      10.1016/j.eplepsyres.2018.03.021

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Detailed spectral profile analysis of electrocorticograms during freezing against penicillin-induced epileptiform discharges in an anesthetized primate2020

    • 著者名/発表者名
      Ken-ei Matsuo, Tatsuji Tokiwa, Lev ZIMIN, Takao INOUE, Sadahiro NOMURA, Michiyasu SUZUKI, and Takeshi YAMAKAWA
    • 学会等名
      The 2020 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing (NCSP'20)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Palm-Sized Cryoprobe System Based on Refrigerant Expansion and Boiling and its Application to an Animal Model of Epilepsy2019

    • 著者名/発表者名
      Tokiwa Tatsuji
    • 学会等名
      The 3rd Kyutech International Workshop on Robotics and Innovation
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] てんかん外科治療への応用を目指した配線レス熱電対内蔵凍結プローブの開発2019

    • 著者名/発表者名
      常盤 達司
    • 学会等名
      2019年度 第3回ヘルスケア・医療福祉機器技術研究交流会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 相関係数を用いたてんかん波の検出の試み2019

    • 著者名/発表者名
      中嶋健太,常盤達司
    • 学会等名
      電子情報通信学会2019年総合大会 学生ポスターセッション
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Detailed Spectral Profile Analysis of Penicillin G-Induced Epileptiform Discharges During Freezing in Anesthetized Rats2018

    • 著者名/発表者名
      T. Tokiwa, L. Zimin, T. Inoue, S. Nomura, M. Suzuki, T. Yamakawa
    • 学会等名
      AES(American Epilepsy Society) Annual Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A study on spectral analysis of intraoperative electrocorticograms aimed at reliable cryotherapy against epilepsy in anesthetized rats2018

    • 著者名/発表者名
      T. Tokiwa, L. Zimin, T. Inoue, S. Nomura, M. Suzuki, T. Yamakawa
    • 学会等名
      第45回日本低温医学会総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 測温機能の向上を目指した熱電対内蔵型凍結プローブの開発2017

    • 著者名/発表者名
      常盤達司,ジミン レフ,石黒博,山川 烈
    • 学会等名
      第56回日本生体医工学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Cryoprobe System with Built-In Thermocouple for Cryosurgery2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuji Tokiwa, Zimin Lev, Hiroshi Ishiguro, Takeshi Yamakawa
    • 学会等名
      39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC'17)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Palm-Sized Cryoprobe System with Built-in Thermocouple and Its Application to an Animal Model of Epilepsy2017

    • 著者名/発表者名
      T. Tokiwa, L. Zimin, H. Ishiguro, T. Inoue, H. Kajigaya, S. Nomura, M. Suzuki, T. Yamakawa
    • 学会等名
      第44回日本低温医学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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