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伝熱制御による医工学の新展開-生命の質への挑戦-

研究課題

研究課題/領域番号 18206022
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関東北大学

研究代表者

圓山 重直  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80173962)

研究分担者 山家 智之  東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (70241578)
相場 節也  東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (80159269)
冨永 悌二  東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (00217548)
小宮 敦樹  東北大学, 流体科学研究所, 講師 (60371142)
研究期間 (年度) 2006 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
46,540千円 (直接経費: 35,800千円、間接経費: 10,740千円)
2008年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2007年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2006年度: 25,090千円 (直接経費: 19,300千円、間接経費: 5,790千円)
キーワード温熱制御 / ペルチェ素子 / 凍結治療 / てんかん治療 / 皮膚治療 / クライオプローブ / 脳冷却 / 脳マッピング / 凍結手術
研究概要

本研究では、高精度伝熱制御技術を用いた治療ついて検討を行うとともに、その技術確立を図った。高精度皮膚凍結手術用冷却装置を開発し、動物実験により到達温度と細胞壊死との関係を定量的に評価した。また、微小領域凍結手術に向けた微小クライオプロ-ブを開発し、脳機能マッピングを高精度に行うための脳冷却マッピング法を提案した。
温熱療法においては、臨床現場における安全性を確保し、効率的に治療を行うことを目指し、接触型加熱円盤装置、ふく射加熱装置の二種類の治療装置を開発しその評価を行った。

報告書

(4件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2009 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (37件)

  • [雑誌論文] The Flexible Cryoprobe Using Peltier Effect for Heat Transfer Control2008

    • 著者名/発表者名
      S. Maruyama, K. Nakagawa, H. Takeda, S. Aiba and A. Komiya
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering Vol.3

      ページ: 138-150

    • NAID

      130000079480

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of Temperature Distribution in Biological Tissue by Using Solutions of Bioheat Transfer Equation2008

    • 著者名/発表者名
      S. Maruyama, J. Okajima, A. Komiya and H. Takeda
    • 雑誌名

      Heat Transfer-Asian Research Vol.37

      ページ: 374-386

    • NAID

      110006402881

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of Temperature Distribution in Biological Tissue by Using Solutions of Bioheat Transfer Equation2008

    • 著者名/発表者名
      S. Maruyama, J. Okajima, A. Komiva, and H. Takeda
    • 雑誌名

      Heat Transfer-Asian Research 37

      ページ: 374-386

    • NAID

      110006402881

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Flexible Cryoprobe Using Peltier Effect for Heat Transfer Control2008

    • 著者名/発表者名
      S. Maruyama, K. Nakagawa, H. Takeda, S. Aiba, A. Komiya
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering 3

      ページ: 138-150

    • NAID

      130000079480

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体伝熱方程式の解析解による生体組織内温度分布の推定2007

    • 著者名/発表者名
      円山重直、岡島淳之介、小宮敦樹、武田洋樹
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編) 733

      ページ: 1899-1905

    • NAID

      110006402881

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体伝熱方程式の解析解による生体組織内温度分布の推定2007

    • 著者名/発表者名
      円山重直、岡島淳之介、小宮敦樹、武田洋樹
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編) 73号,733巻

      ページ: 1899-1905

    • NAID

      110006402881

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Brain Mapping Method Utilizing Rapid Cooling Probe2006

    • 著者名/発表者名
      S.Maruyama, 他 4 名
    • 雑誌名

      Proceedings of the 17th International Symposium on Transport Phenomena (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Solution of Bio-heat Transfer Equation during Thermal Therapies2006

    • 著者名/発表者名
      J.Okajima, 他 2 名
    • 雑誌名

      Proceedings of the Third International Conference on Flow Dynamics

      ページ: 115-116

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Inactivation of Brain Function Utilizing Rapid Cooling Probe Applied to Brain Mapping2006

    • 著者名/発表者名
      H.Takeda, 他 4 名
    • 雑誌名

      Proceedings of the Third International Conference on Flow Dynamics

      ページ: 203-204

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Analytical Study of Temperature Distribution in Biological Tissue2006

    • 著者名/発表者名
      J.Okajima, 他 2 名
    • 雑誌名

      Proceedings of the 15th International Conference on Mechanics in Medicine and Biology

      ページ: 403-406

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 温度制御された黒体炉とふく射伝熱解析による放射温度計の高精度計測(Vol.34)2009

    • 著者名/発表者名
      小笠原直也・円山重直・小宮敦樹
    • 学会等名
      日本機械学会東北支部第44期総会・講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2009-03-13
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 温度制御された黒体炉とふく射伝熱解析による放射温度計の高精度計測2009

    • 著者名/発表者名
      小笠原直也・円山重直・小宮敦樹
    • 学会等名
      日本機械学会東北支部第44期総会・講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2009-03-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Heat-transfer Control of Biological Tissue Utilizing Non-equilibrium Thermo-electric Device for Precise Cryosurgery2008

    • 著者名/発表者名
      S. Maruyama, H. Takeda and A. Komiya
    • 学会等名
      The 35th Annual Meeting of the Japan Society for Low Temperature Medicine
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2008-11-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Simple yet Precise Calibration Method of Thermometers for Measuring the Temperature of Biological Tissue2008

    • 著者名/発表者名
      N. Ogasawara, S. Maruyama, A. Komiya, H. Takeda, T. Seki and T. Yambe
    • 学会等名
      Fifth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2008-11-18
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Simple yet Precise Calibration Method of Thermometers for Measuring the Temperature of Biological Tissue2008

    • 著者名/発表者名
      N. Ogasawara, S. Maruyama, A. Komiya, H. Takeda, T. Seki and T. Yambe
    • 学会等名
      Fifth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2008-11-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of the Peltier Cryoprobe Availability through Animal Experiments2008

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda, S. Aiba, J. Okajima, A. Komiya and S. Maruyam
    • 学会等名
      Fifth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2008-11-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of the Peltier Cryoprobe Availability through Animal Experiments2008

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda, S. Aiba, J. Okajima, A. Komiya and S. Maruyama
    • 学会等名
      Fifth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2008-11-08
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of Precise Heat Transfer Control Devices for Thermal Therapy2008

    • 著者名/発表者名
      S. Takashima, N. Ogasawara, S. Maruyama, A. Komiya, T. Seki and T. Yambe
    • 学会等名
      The Second International Forum on Heat Transfer
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2008-09-19
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of Precise Heat Transfer Control Devices for Thermal Therapy2008

    • 著者名/発表者名
      S. Takashima, N. Ogasawara, S. Maruyama, A. Komiya, T. Seki antl T. Yambe
    • 学会等名
      The Second International Forum on Heat Transfer
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2008-09-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Precise Control of Cooling and Heating Rate Utilizing Peltier Cryoprobe for Cryosurgery2008

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda, S. Maruyama, J. Okajima, S. Aiba and A. Komiya
    • 学会等名
      The 19th International Symposium on Transport Phenomena
    • 発表場所
      Reykjavik, Iceland
    • 年月日
      2008-08-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Possibility of Micro-cryosurgery Utilizing Cooling Needle2008

    • 著者名/発表者名
      J. Okajima, A. Komiya, H. Takeda and S. Maruyama
    • 学会等名
      The XVIth International Conference on Mechanics in Medicine and Biology
    • 発表場所
      Pittsburgh, USA
    • 年月日
      2008-07-25
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Possibility of Micro-cryosurgery Utilizing Cooling Needle2008

    • 著者名/発表者名
      J. Okajima, A. Komiya, H. Takeda and S. Maruyama
    • 学会等名
      the XVIth International Conference on Mechanics in Medicine and Biology
    • 発表場所
      Pittsburgh, US
    • 年月日
      2008-07-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Development of Precise-temperature- controlled Cooling Apparatus for Medical Application by Using Peltier Effect2008

    • 著者名/発表者名
      S. Maruyama, A. Komiya, H. Takeda and S. Aiba
    • 学会等名
      2008 International Conference on BioMedical Engineering and Informatics
    • 発表場所
      Hainan, China
    • 年月日
      2008-05-29
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of Precise-temperature- controlled Cooling Apparatus for Medical Application by Using Peltier Effect2008

    • 著者名/発表者名
      S. Maruyama, A. Komiya, H. Takeda and S. Aiba
    • 学会等名
      2008 International Conference on BioMedical Enaineerine and Informatics
    • 発表場所
      Hainan, China
    • 年月日
      2008-05-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ふく射加熱装置を用いた熱流束制御による温熱療法への応用2008

    • 著者名/発表者名
      小笠原直也・円山重直・高島茂・小宮敦樹・関隆志・山家智之
    • 学会等名
      第45回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2008-05-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [学会発表] ペルチェクライオプロ-ブを用いた伝熱制御および凍結領域の制御に関する研究2008

    • 著者名/発表者名
      武田洋樹・円山重直・岡島淳之介・小宮敦樹・相場節也
    • 学会等名
      第45回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2008-05-23
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] ペルチェクライオプローブを用いた伝熱制御および凍結領域の制御に関する研究2008

    • 著者名/発表者名
      武田洋樹・円山重直・岡島淳之介・小宮敦樹・相場節也
    • 学会等名
      第45回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2008-05-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 微小凍結手術用冷却針による生体組織凍結現象の解析2008

    • 著者名/発表者名
      岡島淳之介・武田洋樹・小宮敦樹・円山重直
    • 学会等名
      第45回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2008-05-21
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 温熱療法に向けたふく射加熱装置の伝熱制御による性能評価2008

    • 著者名/発表者名
      小笠原直也・円山重直・高島茂・小宮敦樹・関隆志・山家智之
    • 学会等名
      第8回日本伝熱学会東北支部学生発表会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2008-05-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 腹部温熱制御機器を用いた温熱療法の伝熱制御2008

    • 著者名/発表者名
      高島茂・円山重直・小宮敦樹・小笠原直也・関隆志・山家智之
    • 学会等名
      日本機械学会東北支部第43期総会・講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2008-03-15
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書 2007 実績報告書
  • [学会発表] Precise Temperature Control and Heat Flux Measurement of The Radiation Heater for Thermal Therapy2007

    • 著者名/発表者名
      N. Ogasawara, S. Maruyama, S. Takashima, A. Komiya, T. Seki and T. Yambe
    • 学会等名
      the Seventh International Symposium on Advanced Fluid Information and the Forth International Symposium on Trandisciplinary Fluid Information
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-12-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Precise Temperature Control and Heat Flux Measurement of The Radiation Heater for Thermal Therapy2007

    • 著者名/発表者名
      N. Ogasawara, S. Maruyama, S. Takashima, A. Komiya, T. Seki and T. Yambe
    • 学会等名
      AFI/TFI-2007
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2007-12-14
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Prediction of Frozen Region by Numerical Simulation during Cryosurgery Utilizing Peltier Cryoprobe2007

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda, S. Maruyama, S. Aiba and A. Komiya
    • 学会等名
      Fourth International Conference on-Flow Dynamics
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2007-09-27
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Measurement of Heat Flux Emitted by Radiation Heater for Thermal Therapy2007

    • 著者名/発表者名
      N. Ogasawara, S. Takashima, S. Maruyama, A. Komiya, T. Seki and T. Yambe
    • 学会等名
      Fourth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2007-09-27
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Measurement of Heat Flux Emitted by Radiation Heater for Thermal Therapy2007

    • 著者名/発表者名
      N. Ogasawara, S. Takashima, S. Maruyama, A. Komiya, T. Seki and T. Yambe
    • 学会等名
      Fourth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-09-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Prediction of Frozen Region by Numerical Simulation during Cryosurgery Utilizing Peltier Cryoprobe2007

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda, S. Maruyama, S. Aiba, A. Komiya
    • 学会等名
      Fourth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-09-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of the Relation between Frozen Regions and Heat Transfer2007

    • 著者名/発表者名
      J. Okajima, S. Maruyama and A. Komiya
    • 学会等名
      Fourth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2007-09-26
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Evaluation of the Relation between Frozen Regions and Heat Transfer2007

    • 著者名/発表者名
      J. Okajima, S. Maruyama, and A. Komiya
    • 学会等名
      Fourth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-09-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Precise Control of Frozen Region during Cryosurgery Utilizing Peltier effect2007

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda, S. Maruyama, S. Aiba and A. Komiya
    • 学会等名
      The ASME-JSME 2007 Thermal Engineering and Summer Heat Transfer Conference
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2007-07-11
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Precise Control of Frozen Region during Cryosurgery Utilizing Peltier effect2007

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda, S. Maruyama, S. Aiba and A. Komiya
    • 学会等名
      The ASME-JSME 2007 Thermal Engineering and Summer Heat Transfer Conference
    • 発表場所
      バンクーバー,カナダ
    • 年月日
      2007-07-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 腹部温熱制御機器を用いた生体内伝熱に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      円山重直, 高島茂, 武田洋樹, 岡島淳之介, 小宮敦樹, 関隆志, 山家智之
    • 学会等名
      第44回日本伝熱学会シンポジウム
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2007-05-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 腹部温熱制御機器を用いた生体内伝熱に関する研究(第一巻)2007

    • 著者名/発表者名
      円山重直, 高島茂, 武田洋樹, 岡島淳之介, 小宮敦樹, 関隆志, 山家智之
    • 学会等名
      第44回日本伝熱学会シンポジウム
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2007-05-22
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 腹部温熱制御機器による生体内非定常温度分布の数値解析2007

    • 著者名/発表者名
      高島茂, 円山重直, 武田洋樹, 岡島淳之介, 小宮敦樹, 関隆志, 山家智之
    • 学会等名
      日本伝熱学会東北支部第7回日本伝熱学会学生発表会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-05-11
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書 2007 実績報告書
  • [学会発表] Analytical Study of Temperature Distribution in Biological Tissue2006

    • 著者名/発表者名
      J. Okajima, S. Maruyama and A. Komiya
    • 学会等名
      Proceedings of the 15th International Conference on Mechanics in Medicine and Biology
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2006-12-08
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Inactivation of Brain Function Utilizing Rapid Cooling Probe Applied to Brain Mapping2006

    • 著者名/発表者名
      H. Takeda, S. Maruyama, A. Komiya, T. Yambe and N. Nakasato
    • 学会等名
      Proceedings of Third International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2006-11-09
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Solution of Bio-heat Transfer Equation duringn Thermal Therapies2006

    • 著者名/発表者名
      J. Okajima, S. Maruyama and A. Komiya
    • 学会等名
      Proceedings of Third International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      Sendai
    • 年月日
      2006-11-08
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Brain Mapping Method Utilizing Rapid Cooling Probe2006

    • 著者名/発表者名
      S. Maruyama, H. Takeda, A. Komiya, T. Yambe and N. Nakasato
    • 学会等名
      Proceedings of the 17th International Symposium on Transport Phenomena
    • 発表場所
      Toyama
    • 年月日
      2006-09-05
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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