伝送周波数無変換を特徴とする高効率で安全な深部癌温熱治療用電力伝送システムの研究

• 研究課題/領域番号: 23760269
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 柴 建次 東京理科大学, 基礎工学部, 准教授 (10343112)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011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: 電力伝送 / ハイパーサーミア / 癌 / SAR / エッジ効果 / 誘電加熱 / 電磁誘導 / ファントム / 容量結合 / ワイヤレス電力伝送 / 電磁界 / 絶縁 / 電極 / 経皮

研究概要

体内深部の癌を治療する手段はまだ確立されていない．我々は体内埋込電極を用いたハイパーサーミアによる癌治療システムを提案している．本研究においては，１）埋込電極のエッジ効果の抑制，２）体外から体内深部への電力伝送，３）体内深部の温度データの体内から体外の情報伝送の３つの課題について検討を行った．
エッジ効果の抑制については，試作した電極を，人体モデルの膵臓部に埋めたモデルを電磁界解析および熱伝導解析ソフト上に作り，SARや温度特性を評価した．その結果，温度は２W送電時に，1.5℃上げることができた．1)～3)を組み合わせた我々のシステムは，体内深部加温に有用なシステムであることが確認できた．

研究成果

• [雑誌論文] 埋込型電極を用いた体内深部局所ハイパーサーミア (2014)
  • 著者名/発表者名: 平山洋志,柴建次
  • 雑誌名: 日本AEM学会誌 巻: Vol.22, No.1 ページ: 48-56
  • 査読あり
• [雑誌論文] 埋込型電極を用いた体内深部局所ハイパーサーミア：エッジ効果の抑制および 加温効果の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平山洋志，柴建次
  • 雑誌名: 日本AEM学会会誌 巻: 22 ページ: 48-56
  • NAID: 130004728466
  • 査読あり
• [雑誌論文] Capacitive-coupling-based information transmission system for implantable devices : Investigation of transmission mechanism (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenji Shiba, Naomichi Enoki
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Biomedical Circuits and System 巻: Vol.7, No.5 ページ: 674-681
  • 査読あり
• [雑誌論文] 体内-体外間の容量結合型無線情報伝送 -模擬生体を用いた減衰特性の実測- (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉川秀一, 京岡政浩, 柴 建次
  • 雑誌名: LIFE2013 (生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会2013) 巻: GS2-3-6 (山梨 (山梨大学)) ページ: 1-4
• [雑誌論文] 微弱電流を用いた体内深部-体外アンテナ間の情報伝送-アナログ通信システムの試作- (2013)
  • 著者名/発表者名: 柴 建次, 吉川 秀一
  • 雑誌名: リニアドライブ研究会 巻: (北海道大学) ページ: 9-12
• [雑誌論文] 体内深部に埋めた医療電子デバイスからの無線情報伝送方法の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴建次,榎直通
  • 雑誌名: 日本AEM学会誌 巻: Vol.20, No.1 ページ: 97-105
  • NAID: 110009437763
  • 査読あり
• [雑誌論文] 体内深部に埋めた医療電子デバイスからの無線情報伝送方法の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴 建次，榎 直通
  • 雑誌名: AEM 巻: 20 ページ: 97-105
  • NAID: 110009437763
  • 査読あり
• [学会発表] 体内深部-体外間の容量結合型無線情報伝送-送信機挿入位置における電圧利得特性- (2014)
  • 著者名/発表者名: 石渡将己,吉川秀一,京岡政浩,柴建次
  • 学会等名: 第23回ライフサポート学会フロンティア講演会
  • 発表場所: 東京理科大学 (p.77)
  • 年月日: 2014-02-28
• [学会発表] 体内深部－体外間の容量結合型無線情報伝送－送信機挿入位置における電圧利得特性－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 石渡 将己， 吉川 秀一， 京岡 政浩，柴 建次
  • 学会等名: 第23回ライフサポート学会フロンティア講演会
  • 発表場所: 東京理科大学
• [学会発表] Mn-Znフェライト－ガラス複合体の電気・磁気および磁気発熱特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本浩之，柳田さやか，柴 建次，安盛敦雄
  • 学会等名: 第52回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: ウインクあいち
• [学会発表] 非接触電力伝送評価用模擬生体の開発‐比誘電率変化時における伝送効率およびSARの解析‐ (2014)
  • 著者名/発表者名: 垣内 幸恵， 加藤 結大， 柴 建次
  • 学会等名: 第23回ライフサポート学会フロンティア講演会
  • 発表場所: 東京理科大学
• [学会発表] 深部癌治療用体内埋め込み型ハイパーサーミア―模擬人体を用いた加温実験による温度評価― (2013)
  • 著者名/発表者名: 平山洋志,加藤結大,柴建次
  • 学会等名: 第25回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • 発表場所: 箱根ホテル小涌園 (pp.148-149)
  • 年月日: 2013-05-16
• [学会発表] 液体模擬生体中の電流密度測定プローブの試作–100kHz～1MHzの測定– (2013)
  • 著者名/発表者名: 京岡政浩,柴建次
  • 学会等名: 第25回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • 発表場所: 箱根ホテル小涌園 (pp.150-151)
  • 年月日: 2013-05-16
• [学会発表] 深部癌治療用体内埋め込み電極型ハイパーサーミア-熱伝導解析による温度分布の評価- (2013)
  • 著者名/発表者名: 阿部芹生,平山洋志,柴建次
  • 学会等名: 第22回ライフサポート学会フロンティア講演会
  • 発表場所: 慶応義塾大学 (p.83)
  • 年月日: 2013-03-02
• [学会発表] 液体模擬生体中の電流密度測定方法の検討-1 mm針の試作プローブの場合- (2013)
  • 著者名/発表者名: 京岡政浩,吉川秀一,川原翔太,柴建次
  • 学会等名: 第22回ライフサポート学会フロンティア講演会
  • 発表場所: 慶応義塾大学 (p.82)
  • 年月日: 2013-03-02
• [学会発表] 微弱電流を用いた体内深部-体外アンテナ間の情報伝送-アナログ通信システムの試作- (2013)
  • 著者名/発表者名: 柴 建次， 吉川 秀一
  • 学会等名: 電気学会 リニアドライブ研究会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 生体組織融着技術を用いた血管吻合装置の開発;ステントの加熱と融着強度の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 橋本一生, 田代翔子, 柴 建次, 岸田晶夫, 尾関和秀, 増澤 徹
  • 学会等名: 生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会2013
  • 発表場所: 山梨大学
• [学会発表] 体内－体外間の容量結合型無線情報伝送 -模擬生体を用いた減衰特性の実測- (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉川秀一, 京岡政浩, 柴 建次
  • 学会等名: 生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会2013
  • 発表場所: 山梨大学
• [学会発表] 液体模擬生体中の電流密度測定プローブの試作;100kHz～1MHzの測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 京岡 政浩，柴 建次
  • 学会等名: 第25回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • 発表場所: 箱根ホテル小涌園
• [学会発表] 深部癌治療用体内埋め込み型ハイパーサーミア―模擬人体を用いた加温実験による温度評価― (2013)
  • 著者名/発表者名: 平山 洋志，加藤 結大，柴 建次
  • 学会等名: 第25回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • 発表場所: 箱根ホテル小涌園
• [学会発表] 無線電力伝送と組み合わせた深部臓器への局所ハイパーサーミア-2 MHz帯での解析- (2012)
  • 著者名/発表者名: 澁谷健大, 柴建次
  • 学会等名: 日本機械学会茨城講演会
  • 発表場所: 茨城大学 (pp.237-238)
  • 年月日: 2012-08-24
• [学会発表] 体内医療機器への無線電力伝送 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴建次
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岡山大学 (pp.53-54)
  • 年月日: 2012-03-22
  • 招待講演
• [学会発表] 体内医療機器への無線電力伝送とハイパーサーミアへの応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴建次
  • 学会等名: The 3rd International Biomedical Interface Workshop
  • 発表場所: 宮古島
  • 年月日: 2012-02-26
• [学会発表] Deep local hyperthermia using implantable electrodes and insulation sheets : evaluation of power absorption uniformity in the heating target organ (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hirayama, Kenji Shiba
  • 学会等名: The 11th International Congress of Hyperthemic Oncology
  • 発表場所: Hyatt Regency Kyoto, Japan (p.168)
• [学会発表] Deep local hyperthermia combined with flexible ribbon-type wireless energy transmission-Analysis of SAR in abdominal region- (2012)
  • 著者名/発表者名: Takehiro Shibuya, Kenji Shiba
  • 学会等名: The 11th International Congress of Hyperthemic Oncology
  • 発表場所: Hyatt Regency Kyoto, Japan (p.168)
• [学会発表] 無線電力伝送を用いた体内深部局所ハイパーサーミア-NaCl水溶液を用いた加温分布の測定- (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤結大, 柴 建次
  • 学会等名: LIFE2012(生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会2012)
  • 発表場所: 愛知 (名古屋大学) (pp.1-4, GS2-5-8)
• [学会発表] 無線電力伝送を用いた体内深部局所ハイパーサーミア -NaCl 水溶液を用いた加温分布の測定- (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤結大, 柴建次
  • 学会等名: LIFE2012(生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会2012)
  • 発表場所: 愛知 (名古屋大学)
• [学会発表] Deep local hyperthermia combined with flexible ribbon-type wireless energy transmission-Analysis of SAR in abdominal region- (2012)
  • 著者名/発表者名: Takehiro Shibuya, Kenji Shiba
  • 学会等名: The 11th International Congress of Hyperthemic Oncology
  • 発表場所: Hyatt Regency Kyoto
• [学会発表] Deep local hyperthermia using implantable electrodes and insulation sheets: evaluation of power absorption uniformity in the heating target organ (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hirayama, Kenji Shiba
  • 学会等名: The 11th International Congress of Hyperthemic Oncology
  • 発表場所: Hyatt Regency Kyoto
• [学会発表] 体内医療機器への無線電力伝送とハイパーサーミアへの応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴 建次
  • 学会等名: The 3rd International Biomedical Interface Workshop
  • 発表場所: 宮古島，中央公民館
• [学会発表] 体内医療機器への無線電力伝送 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴 建次
  • 学会等名: 電子情報通信学会総合大会(招待講演)
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] 体内埋込型医療機器につけた電極と体外電極間の電力伝達効率の測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 種田敦, 川原翔太, 柴建次
  • 学会等名: 電気学会リニアドライブ研究会資料
  • 発表場所: (LD-11-071, pp.21-26)
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] 電極を用いた体内深部からの無線情報伝送方法の基礎的検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 榎直通,柴建次
  • 学会等名: 日本機械学会茨城講演会
  • 発表場所: 日立市 (pp.131-132)
  • 年月日: 2011-08-26
• [学会発表] 体内深部に埋めた医療電子デバイスからの無線情報伝送方法の検討, 第23回電磁力関連のダイナミックスシンポジウム講演論文集 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柴建次,榎直通
  • 学会等名: 日本AEM学会
  • 発表場所: (pp.147-154)
  • 年月日: 2011-05-18
• [学会発表] 経皮電力伝送と電磁生体影響の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柴建次
  • 学会等名: 第50回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 東京電機大学
  • 年月日: 2011-05-01
• [学会発表] 経皮電力伝送と電磁生体影響の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柴 建次
  • 学会等名: 第50回日本生体医工学会大会(招待講演)
  • 発表場所: 東京電機大学
• [図書] 坊っちゃんシリーズ第３巻『命を守る材料 ～人工血管から再生医療の最先端へ～』 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菊池 明彦・曽我 公平・牧野 公子・柴 建次・大塚 英典
  • 総ページ数: 171
  • 出版者: 東京書籍
• [図書] 坊っちゃんシリーズ第3巻『命を守る材料～人工血管から再生医療の最先端へ～』 (2013)
  • 出版者: 東京書籍
• [図書] 命を守る材料 ～人工血管から再生医療の最先端へ～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 菊池明彦，曽我公平，牧野公子，柴建次，大塚英典
  • 総ページ数: 171
  • 出版者: 東京書籍
• [備考]
  • URL: http://www.rs.noda.tus.ac.jp/shibalab/index.html
• [備考] http://www.rs.noda.tus.ac.jp/shibalab/index.html
• [備考] 成果の一部を特許出願しております．ただし，出願日が2012年度に入ってしまったため，上記には記載しておりません．出願日；2012年4月6日，特願2012-087831，名称：「体内局所加温装置」，発明者：柴建次，権利者：東京理科大学，国内．
• [産業財産権] 体内情報伝送装置 (2012)
  • 発明者名: 柴建次
  • 権利者名: 東京理科大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2012-09-01
• [産業財産権] 体内局所加温装置 (2012)
  • 発明者名: 柴建次
  • 権利者名: 東京理科大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2012-04-06
• [産業財産権] 体内局所加温装置 (2012)
  • 発明者名: 柴 建次
  • 権利者名: 東京理科大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2012-04-06