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2015 年度 実績報告書

生体組織の非侵襲的熱物性測定及び医療診断への応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 13J08342
研究機関東北大学

研究代表者

岡部 孝裕  東北大学, 流体科学研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード熱伝導率 / 悪性黒色腫 / 保護熱源 / 皮膚表面温度 / 表皮厚さ / 生体内初期温度分布 / 生体伝熱
研究実績の概要

本研究課題では,生体組織の非侵襲的な局所熱物性測定手法を確立し,熱物性の観点から新たな医療診断技術を提案することを目的としている.上記の目的を達成するために,これまでヒトの皮膚の表面温度および熱伝導率の高精度・高確度測定を可能とする高精度温度プローブを開発し,皮膚がんの一種である悪性黒色腫の早期診断への応用の可能性を検討してきた.
本年度はこれまで開発してきた室温よりも温度の高い物体の表面温度および熱伝導率を高精度・高確度に測定可能な保護熱源式サーミスタプローブを用いて,悪性黒色腫担癌マウス実験や複数名の健常者にて臨床実験を行った.動物実験では,悪性黒色腫上の皮膚は健常皮膚と異なる見かけの熱伝導率を示すことが分かり,本プローブを用いた悪性黒色腫の熱物性測定による医療診断の実現可能性が示された.また,本実験で得られたメラノーマ細胞の熱物性値は,貴重なデータであり,今後の数値計算による理論的検証にとって重要な知見となった.
また,健常皮膚の臨床実験では,様々な体の部位(足裏,顔面等)の皮膚の見かけの熱伝導率測定を行った.測定値と各部位の皮膚構造や生体内初期温度分布が測定に大きな影響を及ぼすことが実験的に分かり,今後の臨床展開に有益な知見を得た.さらに,皮膚内の伝熱現象を検証するための数値計算プログラムを構築し,各部位における見かけの熱伝導率測定に与える表皮厚さ及び生体内初期温度分布の影響の理論的検証を行った.その結果,それら2つの要因は測定に大きな影響を与えることが分かり,悪性黒色腫診断の診断精度にも影響を及ぼす可能性があるため,部位や状態によって加熱方法等の適切な設定の必要があることが示唆された.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] 保護熱源式サーミスタプローブを用いたヒト皮膚の高精度・非侵襲有効熱伝導率測定2016

    • 著者名/発表者名
      岡部孝裕,岡島淳之介,藤村卓,小宮敦樹,相場節也,円山重直
    • 学会等名
      第53回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      グランキューブ大阪(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2016-05-25
  • [学会発表] Investigation of Early Detection of Malignant Melanoma from Viewpoint of Thermal Behavior2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Okabe, Junnosuke Okajima, Atsuki Komiya, Shigenao Maruyama
    • 学会等名
      South Africa - Japan Bilateral Symposium
    • 発表場所
      Capetown (South Africa)
    • 年月日
      2015-11-06
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Thermistor Probe utilizing Guard Heater for Precise Measurement of Skin Surface Temperature2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Okabe, Junnosuke Okajima, Atsuki Komiya, Shigenao Maruyama
    • 学会等名
      12th International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2015-10-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental and Numerical Investigations of Local Heating of Biological Tissue for Laser Therapy2015

    • 著者名/発表者名
      Tessai Sugiura, Takahiro Okabe, Junnosuke Okajima, Atsuki Komiya, Yousuke Nakamura, Atsushi Sakurai, Victoria Timchenko, Tetsuya Kodama, Shigenao Maruyama
    • 学会等名
      12th International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2015-10-27
    • 国際学会
  • [学会発表] 保護熱源を有するサーミスタプローブを用いた加熱材料の高精度・非破壊熱伝導率計測2015

    • 著者名/発表者名
      岡部孝裕,岡島淳之介,小宮敦樹,円山重直
    • 学会等名
      第36回日本熱物性シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2015-10-21
  • [学会発表] 第52回日本伝熱シンポジウム2015

    • 著者名/発表者名
      岡部孝裕,岡島淳之介,小宮敦樹,円山重直
    • 学会等名
      高精度温度プローブを用いた皮膚がんの早期発見手法の検討
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2015-06-03
  • [学会発表] 非侵襲熱物性測定によるメラノーマの定量的早期診断手法の提案2015

    • 著者名/発表者名
      岡部孝裕,岡島淳之介,小宮敦樹,円山重直
    • 学会等名
      第114回日本皮膚科学会総会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2015-05-30
  • [産業財産権] 温度測定装置、熱伝導率測定装置および熱伝導率測定方法2015

    • 発明者名
      圓山重直,岡島淳之介,岡部孝裕
    • 権利者名
      圓山重直,岡島淳之介,岡部孝裕
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-103156
    • 出願年月日
      2015-06-20

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公開日: 2016-12-27  

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