高精度乳がん治療支援システムの開発

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22360108
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 吉村 允孝 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60026325)
• 研究分担者: 藤江 正克 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20339716) ; 宮下 朋之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20329080) ; 小林 洋 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (50424817) ; 渡辺 広樹 早稲田大学, 理工学術院, 助手 (00609266)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 乳がん / ラジオ波焼灼療法 / 治療支援システム

研究概要

本研究では,近年乳がんの低侵襲治療法として注目されているラジオ波焼灼療法を対象として,治療精度を向上させるために乳がんラジオ波焼灼療法を支援するシステムを開発した.本システムは主に(1)高精度温度分布シミュレータと(2)最適な穿刺プロセスで構成されている.温度分布シミュレータの開発において,動物を用いた精度評価実験では,温度分布シミュレータの解析結果と組織の実測結果の差が4.0℃以内に収まり,温度分布シミュレータが高精度を実現したことを確認した.最適な穿刺プロセスの導出においては,乳房に埋め込んだ模擬がんに最適に穿刺するための穿刺条件を導出した.

研究成果

• [学会発表] Validation of Accuracy of Liver Model with Temperature-Dependent ThermalConductivity by Comparing the Simulation and in vitro RF Ablation Experiment (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Watanabe, Nozomu Yamazaki, YosukeIsobe, XiaoWei Lu, Yo Kobayashi, Tomoyuki Miyashita, Takeshi Ohdaira, Makoto Hashizume, Masakatsu G. Fujie
  • 学会等名: 34th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: p. 5712-5717
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Modeling the dependence of electrical conductivity on internal lung pressure for lung RFA (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Yamazaki, Y. Isobe, H. Watanabe, T. Hoshi, Y. Kobayashi, T. Miyashita, and M. G. Fujie
  • 学会等名: Computer Assisted Radiology and Surgery 26th International Congress and Exhibition
  • 発表場所: vol. 7, no. 1, S198-S199
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Development of a temperature distribution simulator for lung RFA based on air dependence of thermal and electrical properties (2012)
  • 著者名/発表者名: Nozomu Yamazaki, Hiroki Watanabe, XiaoWei Lu, Yosuke Isobe, Yo Kobayashi, Tomoyuki Miyashita, and Masakatsu G. Fujie
  • 学会等名: 34th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: p. 5699-5702
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] A study on estimation of the deformation behavior in the collapse process of lung (2012)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Katsuyama, Nozomu Yamazaki, Yo Kobayashi, Takeharu Hoshi, and Tomoyuki Miyashita
  • 学会等名: 34th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: p. 2817-2822
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] A Method for Deriving the Coagulation Boundary of Liver Tissue Using a Relational Model of Viscoelasticity and Temperature in Radio Frequency Ablation (2012)
  • 著者名/発表者名: XiaoWei Lu, Mariko Tsukune, Hiroki Watanabe, Nozomu Yamazaki, Yosuke Isobe, Yo Kobayashi, Tomoyuki Miyashita, and Masakatsu G. Fujie
  • 学会等名: 34th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: p. 187-190
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Method for Distinduishing Coagulation Boundary Temperature in Liver Tissue for RF Ablation (2012)
  • 著者名/発表者名: XiaoWei Lu, Mariko Tsukune, Nozomu Yamazaki, Hiroki Watanabe, Yo Kobayashi, Tomoyuki Miyashita, Takashi Kakimoto, Hiromasa, Yamashita, Toshio Chiba, Masakatsu Fujie
  • 学会等名: The 8 th Asian Conference on Computer Aided Surgery
  • 発表場所: p. 11-12
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] 肝臓癌ラジオ波焼灼療法用温度分布シミュレータの開発とIn vitro 下における精度評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡辺広樹,山崎望,磯部洋佑,呂筱薇, 小林洋,大平猛,橋爪誠,藤江正克
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2012
  • 発表場所: 2A2-S08
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] FAにおいて非対称形状の焼灼領域形成を可能にする電極針の機構の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 磯部洋佑,山崎望,渡辺広樹,小林洋, 宮下朋之,大平猛,橋爪誠,藤江正克
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2012
  • 発表場所: 2A2-S09
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] A Method for Distinguishing Coagulation Boundary for Liver RF Ablation (2012)
  • 著者名/発表者名: 呂筱薇,築根まり子,山崎望,渡辺広樹,小林洋,宮下朋之,藤江正克
  • 学会等名: 第51回生体医工学会大会
  • 発表場所: 3-01-2
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] 肝がんラジオ波焼灼療法における組織凝固指標の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 呂筱薇,築根まり子,磯部洋佑,山崎望,渡辺広樹,小林洋,柿本隆志,千葉敏雄,宮下朋之,藤江正克
  • 学会等名: 第21回日本コンピュータ外科学会大会
  • 発表場所: 12(XXI)-112
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] 熱伝導率と電気伝導率の空気量依存性を反映した肺のRFA用温度分布シミュレーションの構築 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎望,渡辺広樹,磯部洋佑,呂筱薇,小林洋,宮下朋之,藤江正克
  • 学会等名: 第21回日本コンピュータ外科学会大会
  • 発表場所: 12(VIII)-40
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Thermal conductivity and temperature distribution during radio frequency ablation of lung (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Yamazaki, H. Watanabe, M. Seki, T. Hoshi, Y. Kobayashi, T. Miyashita, M. G. Fujie
  • 学会等名: Computer Assisted Radiology and Surgery 25th International Congress and Exhibition
  • 発表場所: vol. 6, no. 1, S120-S121,
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Modeling the Internal Pressure Dependence of Thermal Conductivity and in vitro Temperature Measurement for Lung RFA (2011)
  • 著者名/発表者名: Nozomu Yamazaki, Hiroki Watanabe, Masatoshi Seki, Takeharu Hoshi, Yo kobayashi, Tomoyuki Miyashita, Masakatsu G. Fujie
  • 学会等名: 33rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: p. 5753-5757
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Estimation of Intraoperative Blood Flow during Liver RF Ablation Using a Finite Element Method-based Biomechanical Simulation (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Watanabe, Nozomu Yamazaki, Yo Kobayashi, Tomoyuki Miyashita, Takeshi Ohdaira, Makoto Hashizume, Masakatsu G. Fujie
  • 学会等名: 33rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: p. 7441-7445
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] 有限要素法を用いたRFA 中の臓器内血流量推定手法の提案 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡辺広樹,山崎望,小林洋,宮下朋之,大平猛,橋爪誠,藤江正克
  • 学会等名: 第20回日本コンピュータ外科学会大会
  • 発表場所: vol. 13,no. 3,p. 286-287
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] 肺臓内部空気を考慮した温度分布シミュレータによる肺臓RFA の焼灼範囲の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山崎望,渡辺広樹,関雅俊,小林洋,宮下朋之,藤江正克
  • 学会等名: 第20回日本コンピュータ外科学会大会
  • 発表場所: vol. 13,no. 3,p. 292-293
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] 熱伝導率と導電率の空気依存性に基づく肺の熱伝導現象の定量化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山崎望, 渡辺広樹, 小林洋, 宮下朋之, 藤江正克
  • 学会等名: ライフサポート学会
  • 発表場所: p. 48
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Temperature Dependence of Thermal Conductivity of Liver Based on Various Experiments and a NumericalSimulation for RF Ablation (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Watanabe, Nozomu Yamazaki, Yo Kobayashi, Tomoyuki Miyashita, Makoto Hashizume, Masakatsu G. Fujie
  • 学会等名: 32nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: p. 3222-3228
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Organ Biomechanical Simulators for Model based Control of Robotic RF Ablation System (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Watanabe, Yo Kobayashi, Masakatsu G. Fujie
  • 学会等名: the 2010 IEEE International Symposium on Micro-Nano Mechatoronics and Human Science
  • 発表場所: p. 95-100
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] 臓器物理モデルを規範とした画像誘導下RFA 支援ロボットシステムの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡辺広樹
  • 学会等名: 第5回Open MRI 研究会
  • 発表場所: p. 12
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] 血流の存在を考慮した肝臓RFA 用温度分布シミュレータの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡辺広樹,山崎望,小林洋,大平猛,橋爪誠, 藤江正克
  • 学会等名: 第19回日本コンピュータ外科学会大会
  • 発表場所: vol.12, no. 3,p. 296-297
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] 肝臓RFA 用温度分布推定シミュレータの開発～血流が温度分布に及ぼす影響についての基礎的検討～ (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡辺広樹, 山崎望, 小林洋, 大平猛, 橋爪誠, 藤江正克
  • 学会等名: 第11回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(11th SICE System Integration Division Annual Conference)
  • 発表場所: 1158-1160
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] 肺の熱伝導率の内部圧力依存性の測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山崎望, 渡辺広樹,関雅俊,小林洋,宮下朋之,藤江正克
  • 学会等名: 生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会
  • 発表場所: p. 459-460
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] 肺臓のラジオ波施工中における電極針近傍の温度測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山崎望, 渡辺広樹, 関雅俊, 小林洋, 宮下朋之, 藤江正克
  • 学会等名: 第19回日本コンピュータ科学会大会
  • 発表場所: vol.12,no. 3, p. 302-303
  • 年月日: 20100000
• [産業財産権] 穿刺対象臓器の血流量推定システム、温度分布推定システム、解析装置、及び解析装置用プログラム (2013)
  • 発明者名: 藤江正克, 小林洋, 渡辺広樹,山崎望,橋爪誠,大平猛
  • 権利者名: 学校法人早稲田大学, 国立大学法人九州大学
  • 産業財産権番号: 発明,特許公開2013-043026
  • 取得年月日: 2013-03-04
• [産業財産権] 穿刺対象臓器の血流量推定システム、温度分布推定システム、解析装置、及び解析装置用プログラム (2011)
  • 発明者名: 藤江正克, 小林洋, 渡辺広樹,山崎望,橋爪誠,大平猛
  • 権利者名: 学校法人早稲田大学, 国立大学法人九州大学
  • 産業財産権番号: 発明,特許出願2011-1843222,特許公開2013-043026
  • 出願年月日: 2011-08-26