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マイクロバブルを援用した集束超音波治療に対する物理モデルの高度化と実験による検証

研究課題

研究課題/領域番号 26420125
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関日本大学

研究代表者

沖田 浩平  日本大学, 生産工学部, 准教授 (20401135)

連携研究者 葭仲 潔  産業技術総合研究所, 健康工学研究部門, 研究員 (90358341)
東 隆  東京大学, 医学系研究科, 教授 (90421932)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードキャビテーション / マイクロバブル / 超音波 / シミュレーション / 医用工学
研究成果の概要

集束超音波治療において,キャビテーションを利用した加熱効率向上による治療時間の短縮が期待されている.本研究では,キャビテーションを援用した集束超音波治療に対するシミュレータを開発し,微小気泡核から初生するキャビテーションに対する周波数や圧力振幅等の超音波照射条件に関する知見を得た.また,高圧力振幅の集束超音波で焦点近傍のみでキャビテーションを発生させ,低圧力振幅の集束超音波でキャビテーションによる局所的な発熱による治療法を再現した.さらに,実験で取得した数値計算の検証データと計算結果の比較により,シミュレータの高精度化について検討した.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち謝辞記載あり 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 超音波によるバブルリポソームの制御に関するシミュレーション手法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      速水尚,伊井仁志,沖田浩平,高木周
    • 雑誌名

      ながれ

      巻: 36(2)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical Study on the Effective Heating due to Inertial Cavitation in Microbubbl-enhanced HIFU Therapy2015

    • 著者名/発表者名
      Kohei Okita, Kazuyasu Sugiyama, Shu Takagi, Yoichiro Matsumoto
    • 雑誌名

      AIP Conf. Proc.

      巻: 1685 ページ: 040021-040021

    • DOI

      10.1063/1.4934416

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The role of numerical simulation for the development of an advanced HIFU system2014

    • 著者名/発表者名
      Kohei Okita, Ryuta Narumi, Takashi Azuma, Shu Takagi, Yoichiro Matumoto
    • 雑誌名

      Computational Mechanics

      巻: 54 号: 4 ページ: 1023-1033

    • DOI

      10.1007/s00466-014-1036-y

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Numerical Simulation of Cavitation-enhanced HIFU Therapy2017

    • 著者名/発表者名
      K. Okita, S. Takagi, Y. Matsumoto
    • 学会等名
      IACM 19th International Conference on Finite Elements in Flow Problems (FEF2017)
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 年月日
      2017-04-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超音波によるバブルリポソームの制御に関するシミュレーション手法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      速水 尚,伊井仁志,沖田浩平,高木 周
    • 学会等名
      第30回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      江東区,東京
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Numerical study on cavitation-enhanced thermal and mechanical effects in high-intensity focused ultrasound therapy2016

    • 著者名/発表者名
      K. Okita, Y. Matsumoto
    • 学会等名
      5th Joint Meeting of the Acoustical Society of America and the Acoustical Society of Japan
    • 発表場所
      Waikiki, Hawaii
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cavitation-enhanced diagnostics and therapy in HIFU treatment2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsumoto, K. Okita
    • 学会等名
      5th Joint Meeting of the Acoustical Society of America and the Acoustical Society of Japan
    • 発表場所
      Waikiki, Hawaii
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超音波によるバブルリポソームの制御に関する数値解析2016

    • 著者名/発表者名
      速水 尚,伊井仁志,沖田浩平,高木 周
    • 学会等名
      混相流シンポジウム2016
    • 発表場所
      上京区,京都
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Simulation for Development of Advanced HIFU Therapy2016

    • 著者名/発表者名
      Kohei Okita, Takashi Azuma, Shu Takagi, Yoichiro Matsumoto
    • 学会等名
      The Joint Symposium of 10th International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics
    • 発表場所
      東北大学(宮城県,仙台市)
    • 年月日
      2016-03-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] HIFU phase control simulation based on patient medical image with temperature dependency of sound speed during heating2016

    • 著者名/発表者名
      張 明禛,東 隆,沖田浩平,高木 周,松本洋一郎
    • 学会等名
      第15回日本超音波治療研究会(JSTU2016)
    • 発表場所
      新宿区,東京
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Temperature distribution analysis for High Intensity Focused Ultrasound Breast Cancer Treatment by Numerical Simulation2015

    • 著者名/発表者名
      Mingzhen Zhang, Takashi Azuma, Xiaolei Qu, Ryuta Narumi, Shu Takagi, Yoichiro Matusmoto, Kohei Okita, Hidemi Furusaswa, Junichi Shidooka
    • 学会等名
      2015 IEEE International Ultrasonic Symposium
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2015-10-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical study on the effective heating due to inertial cavitation in microbubble-enhanced HIFU therapy2015

    • 著者名/発表者名
      Kohei Okita, Kazuyasu Sugiyama, Shu Takagi, Yoichiro Matsumoto
    • 学会等名
      20th International Symposium on Nonlinear Acoustics
    • 発表場所
      Lyon, France
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-07-03
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] INFLUENCE OF BREAST STRUCTURE ON HIFU FOCAL ERROR2015

    • 著者名/発表者名
      Kohei Okita, Mika Seki, Ryuta Narumi, Takashi Azuma, Junichi Shidooka, Hidemi Furusawa, Shu Takagi, Yoichiro Matsumoto
    • 学会等名
      15th International Symposium on Therapeutic Ultrasound
    • 発表場所
      Utrecht, Netherlands
    • 年月日
      2015-04-15 – 2015-04-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] NUMERICAL SIMULATION OF HIGH-INTENSITY FOCUSED ULTRAOUND TREATMENT FOR BREAST CANCER2014

    • 著者名/発表者名
      Kohei Okita, Ryuta Narumi, Takashi Azuma, Shu Takagi, Yoichiro Matsumoto
    • 学会等名
      11th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XI)
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2014-07-20 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] Fluid Engineering Lab.

    • URL

      http://www.me.cit.nihon-u.ac.jp/lab/okita/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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