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生体内超音波ビーム計測及び制御法を用いた低侵襲超音波診断治療統合システム

研究課題

研究課題/領域番号 24246035
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 流体工学
研究機関東京大学

研究代表者

松本 洋一郎  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60111473)

研究分担者 沖田 浩平  日本大学, 生産工学部, 准教授 (20401135)
梅村 晋一郎  東北大学, 医工学研究科, 教授 (20402787)
高木 周  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30272371)
村垣 善浩  東京女子医科大学, 医学部, 教授 (70210028)
光石 衛  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90183110)
葭仲 潔  独立行政法人産業技術総合研究所, ヒューマンライフテクノロジー研究部門・研究院 (90358341)
東 隆  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90421932)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
47,320千円 (直接経費: 36,400千円、間接経費: 10,920千円)
2014年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2013年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2012年度: 27,300千円 (直接経費: 21,000千円、間接経費: 6,300千円)
キーワード超音波治療 / 集束超音波治療 / 凝固モニタリング / 早期腫瘍検出 / 生体数値計算 / 音圧分布可視化
研究成果の概要

本研究は、生体内超音波計測、生体内超音波制御、生体モニタリング、生体内超音波伝搬計算の4つの要素技術の開発とシステム評価を行った。治療ビーム可視化技術や、音響放射力を用いた凝固領域の可視化技術、乳腺と脂肪の音速差も考慮した生体内超音波伝搬の精密な計算技術を確立した。この結果、長さ10mm程度の凝固領域に対して、相対誤差10%の精度で1秒毎の計測が可能であり、悪性腫瘍に対しても漏れの無い治療が可能な見通しを得た。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (34件) (うち招待講演 2件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Real-time feedback control for high-intensity focused ultrasound (HIFU) system using localized motion imaging2015

    • 著者名/発表者名
      R. Sugiyama et al.,
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 53

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel automatic first-arrival picking method for ultrasound sound speed tomography2015

    • 著者名/発表者名
      X. Qu et al.,
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 53

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transducer elements position compensation in a ring array USCT system2015

    • 著者名/発表者名
      S. Tamano et al.,
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 53

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The role of numerical simulation for the development of an advanced HIFU system2014

    • 著者名/発表者名
      K. Okita, R. Narumi, T. Azuma, S. Takagi, Y. Matumoto
    • 雑誌名

      Comput. Mech.

      巻: 54 ページ: 1023-1033

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Novel High Intensity Focused Ultrasound Robotic System for Breast Cancer Treatment2013

    • 著者名/発表者名
      1.T. Yonetsuji, T. Ando, J. Wang, K. Fujiwara, K. Itani, T. Azuma, K. Yoshinaka, A. Sasaki, S. Takagi, E. Kobayashi, H. Liao, Y. Matsumoto, and I. Sakuma
    • 雑誌名

      Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention

      巻: 8151 ページ: 388-395

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Focus Control Aided by Numerical Simulation in Heterogeneous Media for High-Intensity Focused Ultrasound Treatment2013

    • 著者名/発表者名
      2.R. Narumi, K. Matsuki, S. Mitarai, T. Azuma, K. Okita, A. Sasaki, K. Yoshinaka, S. Takagi, and Y. Matsumoto
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 52

    • NAID

      210000142522

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Focal spot imaging by means of acoustic radiation force: novel method to predict thermo coagulation spot of high-intensity focused ultrasound2013

    • 著者名/発表者名
      3.O. Arai,T. Aazuma,K. Kawabata, Y. Muragagi,and H. Iseki
    • 雑誌名

      Jpn J Med Ultrasonics

      巻: 40 ページ: 495-506

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] "Focus Control Aided by Numerical Simulation in Heterogeneous Media for High-Intensity Focused Ultrasound Treatment2013

    • 著者名/発表者名
      R. Narumi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 未確定

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] REAL‐TIME COAGULATION SIZE CONTROL SYSTEM BASED ON SIZE ESTIMSTION WITH LOCALIZED MOTION IMAGING AND MULTIPLE MODULATION FREQUENCIES TO ACHIEVE HIGHER SPATIAL RESOLUTION2015

    • 著者名/発表者名
      T.Azuma et al.,
    • 学会等名
      The 15th International Symposium on Therapeutic Ultrasound
    • 発表場所
      Utrecht, Netherland
    • 年月日
      2015-04-15 – 2015-04-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] INFLUENCE OF BREAST STRUCTURE ON HIFU FOCAL ERROR2015

    • 著者名/発表者名
      K. Okita et al.,
    • 学会等名
      The 15th International Symposium on Therapeutic Ultrasound
    • 発表場所
      Utrecht, Netherland
    • 年月日
      2015-04-15 – 2015-04-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] HIFU BEAM IMAGING ENHANCEMENT TECHNIQUE BASED ON THE REFLECTED ECHO OF MICROSECOND PULSES OF HIFU2015

    • 著者名/発表者名
      K. Matsui et al.,
    • 学会等名
      The 15th International Symposium on Therapeutic Ultrasound
    • 発表場所
      Utrecht, Netherland
    • 年月日
      2015-04-15 – 2015-04-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Bent ray ultrasound tomography reconstruction using virtual receivers for reducing time cost2015

    • 著者名/発表者名
      X. Qu et al.,
    • 学会等名
      SPIE medical imaging symposium 2015
    • 発表場所
      Orlando, USA
    • 年月日
      2015-02-21 – 2015-02-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 凝固サイズの推定結果に基づいた加熱凝固領域制御手法2014

    • 著者名/発表者名
      金沢憲吾他
    • 学会等名
      第13回日本超音波治療研究会
    • 発表場所
      仙台情報・産業プラザ, 宮城県仙台市
    • 年月日
      2014-12-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] HIFU Beam Visualization using Beam Profile Extraction from Tissue Speckle Pattern2014

    • 著者名/発表者名
      R. Sugiyama et al.,
    • 学会等名
      The 35th Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 発表場所
      Meiji University, Tokyo
    • 年月日
      2014-12-03 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Optimization of Transmitted Pulse Length of HIFU Beam Imaging2014

    • 著者名/発表者名
      K. Matusi et al.,
    • 学会等名
      The 35th Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 発表場所
      Meiji University, Tokyo
    • 年月日
      2014-12-03 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A novel automatic first-arrival picking method for ultrasound sound speed tomography2014

    • 著者名/発表者名
      X. Qu et al.,
    • 学会等名
      The 35th Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 発表場所
      Meiji University, Tokyo
    • 年月日
      2014-12-03 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 超音波CTにおける振動子位置補正の検討2014

    • 著者名/発表者名
      玉野聡他
    • 学会等名
      第35回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      明治大学, 東京都
    • 年月日
      2014-12-03 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Preclinical Ultrasound Image-guided High Intensity Focused Ultrasound Robot System for Breast Cancer Therapy2014

    • 著者名/発表者名
      T. Azuma et al.,
    • 学会等名
      4th International Symposium of Focued Ultrasound
    • 発表場所
      Washingtom DC, USA
    • 年月日
      2014-10-12 – 2014-10-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Integrated transducer and system for therapeutic ultrasound with ultrasound image guide2014

    • 著者名/発表者名
      T. Azuma
    • 学会等名
      1st international conference on ultrasonic-based Applications: from analysis to synthesis
    • 発表場所
      Costa da Caparica, Portugal
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Real-time Localized Motion Imaging for Coagulation Monitoring using Acoustic Radiation Force2014

    • 著者名/発表者名
      R. Sugiyama et al.,
    • 学会等名
      2014 IEEE International Ultrasonics Symposium
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2014-09-06 – 2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Algebraic reconstruction considering Curved Ray for ultrasound tomography with ring array to Integrate HIFU therapeutic system2014

    • 著者名/発表者名
      H. Imoto et al.,
    • 学会等名
      2014 IEEE International Ultrasonics Symposium
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2014-09-06 – 2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 検出精度の向上に向けた放射圧によるリアルタイム加熱凝固モニタリング手法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      杉山隆介他
    • 学会等名
      第87回日本超音波医学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜, 神奈川県横浜市
    • 年月日
      2014-05-10 – 2014-05-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 超音波CTをベースとした治療診断統合システムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      中村弘文他
    • 学会等名
      第87回日本超音波医学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜, 神奈川県横浜市
    • 年月日
      2014-05-10 – 2014-05-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] HIFU治療評価に向けた3次元リアルタイム温度計測ファントムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      岩橋利英他
    • 学会等名
      第87回日本超音波医学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜, 神奈川県横浜市
    • 年月日
      2014-05-10 – 2014-05-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Real-time monitoring system for coagulated area using Localized motion imaging2014

    • 著者名/発表者名
      R. Sugiyama et al.,
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Therapeutic Ultrasound
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 年月日
      2014-04-02 – 2014-04-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Algebraic reconstruction considering curved ray for sound-speed tomography with ring-array transducer to integrate HIFU therapeutic system2014

    • 著者名/発表者名
      H. Nakamura et al.,
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Therapeutic Ultrasound
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 年月日
      2014-04-02 – 2014-04-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] High Accuracy position control of HIFU transducer for breast cancer treatment using 5DOF parallel-link robot2014

    • 著者名/発表者名
      T. Iwahashi et al.,
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Therapeutic Ultrasound
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 年月日
      2014-04-02 – 2014-04-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Algebraic reconstruction technique considering curved ray for sound-speed tomography with ring-array transducer2013

    • 著者名/発表者名
      H. Nakamura et al.,
    • 学会等名
      the 166th Meeting of the Acoustical Society of America
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2013-12-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] リング型トランスデューサを用いた超音波CT における屈折を考慮した音速再構成法の検討2013

    • 著者名/発表者名
      H. Nakamura et al.,
    • 学会等名
      第 34 回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      同志社大学寒梅館、京都府京都市
    • 年月日
      2013-11-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Monitoring System for Coagulated Area using Optimal Modulation Frequency of Acoustic Radiation Force2013

    • 著者名/発表者名
      R.Sugiyama et al.,
    • 学会等名
      The 34th Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 発表場所
      Doushisya University, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2013-11-21
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 超音波 CT をベースとした超音波診断治療統合システムの開発2013

    • 著者名/発表者名
      H. Nakamura et al.,
    • 学会等名
      第 12 回日本超音波治療研究会
    • 発表場所
      帝京大学板橋キャンパス、東京都板橋区
    • 年月日
      2013-11-10
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Estimation of HIFU Focal Error to Breast Cancer Treatment2013

    • 著者名/発表者名
      R. Narumi, K. Matsuki, T. Azuma, K. Okita, A. Sasaki, K. Yoshinaka, J. Shidooka, H. Furusawa, S. Takagi, Y. Matsumoto
    • 学会等名
      2013 IEEE International Ultrasonics Symposium
    • 発表場所
      Prague, Czech
    • 年月日
      2013-07-21 – 2013-07-25
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Localized Motion Imaging for Coagulation Monitoring using Acoustic Radiation Force2013

    • 著者名/発表者名
      R. Aoyagi, T. Azuma, H. Nakamura, K. Fujiwara, H. Takeuchi, K. Itani, K. Yoshinaka, A. Sasaki, S. Takagi, Y. Matsumoto
    • 学会等名
      2013 IEEE International Ultrasonics Symposium
    • 発表場所
      Prague, Czech
    • 年月日
      2013-07-21 – 2013-07-25
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] TEMPERATURE DISTRIBUTION MEASUREMENT OF HIGH INTENSITY FOCUSED ULTRASOUND USING A THIN-FILM THERMOCOUPLE ARRAY AND ESTIMATION OF THERMAL ERROR CAUSED BY VISCOUS HEATING2013

    • 著者名/発表者名
      K. Matsuki et al.,
    • 学会等名
      he 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Osaka International Convention center, Osaka, Japan
    • 年月日
      2013-07-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Size Effect of Complexed Plasmid DNA to Gene Transfection Efficiency of Microbubble-mediated Sonoporation2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsumoto, Y. Zhang, R. Tachibana, A. Okamoto, T. Azuma, A. Sasaki, K. Yoshinaka, K. Osada, K. Kataoka, and S. Takagi,
    • 学会等名
      ICA 2013
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2013-06-01
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Optimization of HIFU Treatment on the Basis of Temperature Distributions Measured by a Thin-film Thermocouple Array2012

    • 著者名/発表者名
      K. Matsuki
    • 学会等名
      2012 IEEE Ultrasonics Symposium
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Optimization of Amplitude Modulation Frequency for Harmonic Motion Imaging2012

    • 著者名/発表者名
      R. Aoyagi
    • 学会等名
      2012 IEEE Ultrasonics Symposium
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Development of Focus Control Method Aided by Numerical Simulation In Multi-Structural Media for HIFU Treatment2012

    • 著者名/発表者名
      R. Narumi
    • 学会等名
      12th International Symposium for Therapeutic Ultrasound
    • 発表場所
      Heidelberg, Germany
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Focus Control Method Aided by Numerical Simulation in Heterogeneous Media for HIFU Treatment2012

    • 著者名/発表者名
      R. Narumi
    • 学会等名
      33rd Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 発表場所
      千葉大学、千葉, 日本
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ハーモニックモーションイメージングを用いた加熱凝固領域の評価2012

    • 著者名/発表者名
      青柳良佑
    • 学会等名
      第11回日本超音波治療研究会
    • 発表場所
      KITENコンベンションホール、宮崎、日本
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 超音波CTを用いた超音波診断治療の基礎研究2012

    • 著者名/発表者名
      中村弘文
    • 学会等名
      第11回日本超音波治療研究会
    • 発表場所
      KITENコンベンションホール、宮崎、日本
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 集束超音波治療におけるシミュレーションを援用した多媒質中の焦点位置制御手法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      鳴見竜太
    • 学会等名
      第11回日本超音波治療研究会
    • 発表場所
      KITENコンベンションホール、宮崎、日本
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [産業財産権] 超音波医用装置2013

    • 発明者名
      東隆, 佐々木明, 青柳良佑, 高木周, 射谷和徳, 藤原圭祐他
    • 権利者名
      東隆, 佐々木明, 青柳良佑, 高木周, 射谷和徳, 藤原圭祐他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2013-05-30
    • 取得年月日
      2014-08-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 超音波治療装置2013

    • 発明者名
      東隆, 高木周, 佐々木明, 射谷和徳, 藤原圭祐
    • 権利者名
      東隆, 高木周, 佐々木明, 射谷和徳, 藤原圭祐
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-114504
    • 出願年月日
      2013-05-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 超音波医用装置2013

    • 発明者名
      東隆, 高木周, 佐々木明, 青柳良佑, 射谷和徳他
    • 権利者名
      東隆, 高木周, 佐々木明, 青柳良佑, 射谷和徳他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-113609
    • 出願年月日
      2013-05-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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