• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2022 年度 実績報告書

二重放物面集束構造を有する導波路型振動子(DPLUS)による医用応用デバイス

研究課題

研究課題/領域番号 21J10822
研究機関東京大学

研究代表者

CHEN KANG  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
キーワードDPLUS / Therapeutic ultrasound / Acoustic cavitation
研究実績の概要

This research proposes a novel ultrasonic transducer named DPLUS that outputs powerful ultrasound from a thin waveguide using double parabolic reflections, and its basic characteristics are studied.

In this year, optimal design of the DPLUS thin waveguide for therapeutic ultrasound was firstly studied. Quantitative modeling for the vibration in the thin waveguide, the acoustic and thermal fields in the tissue was conducted. It was found that for inducing tumor ablation, the optimal ratio of the thin waveguide radius to the wavelength is 0.2392, e.g., the optimal frequency is 2.2 MHz if the radius is 0.6 mm. Under the optimal design, ex-vivo chicken tissue ablation experiments were successfully conducted using DPLUS with a 0.6-mm radius and 1-m long low-loss fused quartz thin waveguide. The ablated area was very precise, and the size increases from 1 mm to 2 mm under the ultrasound exposure time of 10 s to 30 s. The experimental results are significant that it is the first time in the literature showing tissue thermal ablation is possible by an acoustic waveguide. Compared with common tumor ablation methods like HIFU, DPLUS has the advantages of realizing precise and minimally invasive treatment. In addition, using one DPLUS device for realizing wide-band (from 20 kHz to 1 MHz) acoustic cavitation has also been demonstrated, and such feature is impossible for traditional HIFU transducers. Therefore, using wide-band acoustic cavitation, DPLUS is possible to open up new research directions such as studying the frequency dependence of tumor ablation, chemical reaction, etc.

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 2021

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 1件) 学会発表 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Optimization of the Thin Waveguide for Double-Parabolic-Reflectors Ultrasonic Transducers (DPLUS) for Thermal Ablation2023

    • 著者名/発表者名
      Kang CHEN, Takasuke IRIE, Takashi IIJIMA, Susumu MIYAKE and Takeshi MORITA
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Biomed. Eng.

      巻: 70 ページ: 553-564

    • DOI

      10.1109/TBME.2022.3197213

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-loss ultrasound transmission through waveguide from double parabolic reflectors (DPLUS) for thermal ablation2022

    • 著者名/発表者名
      Kang CHEN, Takasuke IRIE, Takashi IIJIMA, Susumu MIYAKE and Takeshi MORITA
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 10 ページ: 113678-113689

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2022.3216707

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tube-Type Double-Parabolic-Reflector Ultrasonic Transducer (T-DPLUS)2022

    • 著者名/発表者名
      Kyohei YAMADA, Kang CHEN, Takasuke IRIE, Takashi IIJIMA, Susumu MIYAKE and Takeshi MORITA
    • 雑誌名

      Acoust. Sci. & Tech.

      巻: 43 ページ: 287-290

    • DOI

      10.1250/ast.43.287

    • 査読あり
  • [学会発表] Optimization of the thin waveguide for double-parabolic-reflectors ultrasonic transducers (DPLUS) for minimally invasive thermal treatments2022

    • 著者名/発表者名
      Kang Chen, Takasuke Irie, Takashi Iijima, Susumu Miyake, and Takeshi Morita
    • 学会等名
      第43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 (USE2022)
  • [産業財産権] Ultrasonic generator2021

    • 発明者名
      森田 剛, 陳 康, 飯島 高志, 喬介 入江
    • 権利者名
      森田 剛, 陳 康, 飯島 高志, 喬介 入江
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      No. 17/108,529
    • 外国

URL: 

公開日: 2023-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi