集束超音波治療におけるキャビテーション加熱領域の制御に関する数値解析

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24760143
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 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)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 超音波 / マイクロバブル / キャビテーション / 数値計算

研究概要

集束超音波治療において，超音波造影剤であるマイクロバブルを核としたキャビテーションによって加熱が促進される現象があり，本研究ではこの現象に対する物理モデルと数値計算法を構築し，実験に対応した数値計算によって現象の定性的な再現性を確認した．開発した数値解析法によって，超音波の周波数および圧力振幅に対するマイクロバブルの特性や，マイクロバブルの濃度および空間分布等が集束超音波音場における加熱領域や加熱効率に与える影響に関する知見を得た．

研究成果

• [雑誌論文] Microbubble behavior in an ultrasound field for high intensity focused ultrasound therapy enhancement (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Okita, K. Sugiyama, S. Takagi, Y. Matsumoto
  • 雑誌名: J. Acoust. Soc. Am. 巻: 134 (2) ページ: 1576-85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Focus Control Aided by Numerical Simulation in Heterogeneous Media for High-Intensity Focused Ultrasound Treatment (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Narumi, K. Matsuki, S. Mitarai, T. Azuma, K. Okita , A. Sasaki, K. Yoshinaka, S. Takagi, Y. Matsumoto
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 52 ページ: 07HF01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanical clot damage from cavitation during sonothrombolysis (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Weiss, P. Selvaraj, K. Okita, Y. Matsumoto, A. L. Voie, T. Hoelscher, A.J. Szeri
  • 雑誌名: J. Acoust. Soc. Am. 巻: 133(5) ページ: 3159-75
  • 査読あり
• [学会発表] 大規模計算のためのHIFUシミュレータの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 沖田浩平,高木周,松本洋一郎
  • 学会等名: 2013年ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム(HPCS2013)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130115-16
• [学会発表] Numerical study on microbubble-enhanced heating for various parameters in EUS-FUS (2013)
  • 著者名/発表者名: 沖田浩平,前沢峰雪,横田博一,東隆,高木周,松本洋一郎
  • 学会等名: 第6回「システム疾患生命科学による先端医療技術開発」シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-02-08
• [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 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鳴見竜太,東隆,沖田浩平,佐々木明,葭仲潔,高木周,松本洋一郎
  • 学会等名: 第6回「システム疾患生命科学による先端医療技術開発シンポジウム」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-02-08
• [学会発表] Mechanisms of thrombolysis acceleration by cavitation (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Weiss, P. Selvaraj, G. Ahadi, A. Voie, T. Hoelscher, K. Okita, Y. Matsumoto, A. Szeri
  • 学会等名: 65th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics, G16.05
  • 発表場所: San Diego, California
  • 年月日: 20121118-20
• [学会発表] Numerical study on focusing of ultrasound in microbubble-enhanced High-Intensity Focused Ultrasound Therapy (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Okita, S. Takagi, Y. Matsumoto
  • 学会等名: European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS 2012)
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 20120910-14
• [学会発表] Numerical study on microbubble-enhanced heating for various parameters in EUS-FUS (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Okita , M. Maezawa, S. Takagi, Y. Matsumoto
  • 学会等名: 12th International Symposium for Therapeutic Ultrasound
  • 発表場所: Heidelberg, Germany
  • 年月日: 20120610-13
• [学会発表] Development of Focus Control Method Aided by Numerical Simulation In Multi-Structural Media for HIFU Treatment (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Narumi, K. Matsuki, K. Okita, T. Azuma, A. Sasaki, S. Takagi, Y. Matsumoto
  • 学会等名: 12th International Symposium for Therapeutic Ultrasound
  • 発表場所: Heidelberg, Germany
  • 年月日: 20120610-13
• [学会発表] Cavitation micro-bubble behavior in ultrasound field for HIFU therapy enhancement (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsumoto, K. Okita, S. Takagi
  • 学会等名: 3aPA313, ACOUSTICS 2012 HONG KONG
  • 発表場所: Hong Kong
  • 年月日: 20120513-18
• [備考]
  • URL: http://www.me.cit.nihon-u.ac.jp/lab/okita/