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無侵襲温度計測機能を有する非接触型立体共振器アプリケータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H03553
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分90130:医用システム関連
研究機関明治大学

研究代表者

加藤 和夫  明治大学, 理工学部, 専任教授 (80115104)

研究分担者 新藤 康弘  東洋大学, 理工学部, 准教授 (00553017)
井関 祐也  八戸工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (00780222)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2018年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワード空胴共振器アプリケータ / 非侵襲深部加温 / 無侵襲温度計測 / 超音波温度計測 / ハイパーサーミア / 深部癌 / 変形性膝関節症 / 矩形空胴共振器アプリケータ / 3次元有限要素法 / 3次元人体解剖学的モデル
研究成果の概要

本研究課題では、効果的な温熱治療システムの構築を目的として、(1)非接触型立体共振器アプリケータの開発、(2)加温前後の超音波画像を用いた非侵襲温度分布計測システムの開発、(3)開発された上記の試作システムによる、寒天および模擬生体ファントムの加温実験、(4)3次元有限要素法による加温時の温度分布シミュレーションを実施した。その結果、被加温体に接触することなく、深部加温とその加温位置制御が可能であり、その際の3次元温度分布を非侵襲的に画像化計測できる可能性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ここで構築されたアプリケータシステムは、(1)生体の浅部から深部に発生した腫瘍や患部を非接触状態で加温治療できる可能性、且つ(2)加温時の温度分布を無侵襲的に画像化計測できる可能性を有している。
さらに、従来の接触型加温システムおよびMRIを用いた温度計測システムに比べて、(3)深部加温特性と温度計測手法に優れている、(4)小型軽量であるため持ち運びが可能、(5)低コスト、(6)簡便な操作性、などの優位点を有している。これらのシステム開発では、独創的な手法が生かされており学術的意義が大きい。さらに実用化されることによって、飛躍的な治療効果が期待されるため、社会的意義も大きいと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 12件)

  • [雑誌論文] Heating Characteristics of Prototype Knee Rehabilitation System Using Rectangular Resonant Cavity Applicator2021

    • 著者名/発表者名
      N. HAYASHI and K. KATO
    • 雑誌名

      Thermal Medicine

      巻: Vol. 37, No. 4 ページ: 131-140

    • NAID

      130008143905

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Basic Study of 3-D Non-Invasive Measurement of Temperature Distribution using Ultrasound Images during HIFU Heating2020

    • 著者名/発表者名
      R. Sakakibara, Y. Shindo, K. Kato, P.K. Choi and A. Takeuchi
    • 雑誌名

      Advances in Science, Technology and Engineering System Journal

      巻: Vol. 5, No. 6 ページ: 1306-1311

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Heating Characteristics of Developed Rectangular Resonant Cavity Applicator for Non-contact Hyperthermia Treatments2019

    • 著者名/発表者名
      YASUHITO ICHISHIMA, YASUHIRO SHINDO, YUYA ISEKI, KAZUO KATO
    • 雑誌名

      Thermal Medicine

      巻: 35 ページ: 1-11

    • NAID

      130007635954

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Non-contact method of controlling heated area using development rectangular resonant cavity applicator2021

    • 著者名/発表者名
      Tomokage Takamatsu, Yuya Iseki, Yasuhiro Shindo, Kazuo Kato
    • 学会等名
      2021 National Radio Science Meeting(NRSM 2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heating characteristic of developed rectangular resonant cavity applicator with ultrasound temperature measurement system2021

    • 著者名/発表者名
      N. Hayashi, Y. Shindo and K. Kato
    • 学会等名
      International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications(ICEAA2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heating Properties of RF Capacitive Applicators with Temperature Measurement Functions from Ultrasound Images2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Irie, K. Kato and A. Takeuchi
    • 学会等名
      International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications(ICEAA2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of thermotherapy system using rectangular resonant cavity for treating2021

    • 著者名/発表者名
      N. Hayashi, K. Kato, Y. Shindo, Y. Iseki
    • 学会等名
      13th International Congress of Hyperthermic Oncology (ICHO 2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heating properties of developed RF heating system with multiple applicators2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Irie, K. Kato, A. Takeuchi
    • 学会等名
      13th International Congress of Hyperthermic Oncology (ICHO2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heating characteristics of non-contact rectangular resonant cavity applicator with ultrasound temperature measurement system2019

    • 著者名/発表者名
      T. Takamatsu, K. Kato, Y. Shindo, Y. Iseki
    • 学会等名
      41th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (IEEE EMBC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of High Intensity Forcused Ultrasound System with 3-D Temperature Measurement Function from Ultrasound Images2019

    • 著者名/発表者名
      R. Sakakibara, K. Kato, P.-K. Choi, A. Takeuchi
    • 学会等名
      41th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (IEEE EMBC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Validation of Noninvasive Ultrasound Temperature Measurement System Through Experiments Using Resonant Cavity Applicator2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, K. Kato, F. Ikuta and K. Takahashi
    • 学会等名
      41th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (IEEE EMBC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Non-Contact Rectangular Resonant Cavity Applicator with 2-D Ultrasound Temperature Measurement System2019

    • 著者名/発表者名
      T. Takamatsu, Y. Shindo, Y. Iseki, K. Kato
    • 学会等名
      The International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications(ICEAA2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic Study of 3-D Non-Invasive Measurement of Temperature Distributions from Ultrasound Images during HIFU Treatments2019

    • 著者名/発表者名
      R. Sakakibara, K. Kato, P.-K. Choi, A. Takeuchi
    • 学会等名
      The International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications(ICEAA2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heating characteristics of proposed applicator using rectangular resonant cavity for treating deep tumors without contact2018

    • 著者名/発表者名
      Y. ICHISHIMA, Y. SHINDO, Y. ISEKI, K. KATO
    • 学会等名
      40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heating characteristics of developed rectangular resonant cavity applicator2018

    • 著者名/発表者名
      Y. ICHISHIMA, Y. SHINDO, K. KATO
    • 学会等名
      The 7th Asian Congress of Hyperthermic Oncology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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