2020 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of magnetic particle dynamics for diagnostic and therapeutic applications
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20H05652
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
竹村 泰司 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (30251763)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関口 康爾 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00525579)
吉田 敬 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (30380588)
笹山 瑛由 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (60636249)
大多 哲史 静岡大学, 工学部, 助教 (30774749)
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| Project Period (FY) |
2020-08-31 – 2025-03-31
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| Keywords | 磁性ナノ粒子 / 磁化ダイナミクス / ハイパーサーミア / がん温熱治療 / 磁気粒子イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1．磁性ナノ粒子の磁化ダイナミクス測定：使用した磁性ナノ粒子は、MRI造影剤として臨床利用されているリゾビスト並びに比較対象とする市販品であり、全てコア粒径が5～30 nm程度の酸化鉄（γ-Fe2O3、Fe3O4）である。磁性ナノ粒子の線形・非線形磁化応答を明らかにし、癌温熱治療での発熱量を予測した（Yamaminami, Ota, Yoshida, Takemura他、Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 517, 167401, 2021.）
磁化ダイナミクスの測定では、磁気光学効果を利用する新しい手法を導入した。Kerr効果に起因する信号から磁性ナノ粒子の磁化変化を測定可能であることを確認した。さらにGHz領域での高速な磁化回転を測定するための計測システム、並びに低速な粒子回転を測定するための光散乱強度を検出する計測システムも新たに構築した。
2．磁気粒子イメージング装置の設計
(2-1) 1 MHzという磁気粒子イメージングでは高い周波数の交流磁界を磁性ナノ粒子に印加して、ネール緩和に起因する磁化変化の信号を検出することに成功した。直流傾斜磁界を低減できることを示すとともに、サブミリメータの高空間分解能イメージングを実現した（Trisnanto, Takemura, Physical Review Applied, 14, 064065, 2020.及びInternational Journal on Magnetic Particle Imaging, 6, 2009013, 2020.）
(2-2) 人体全身サイズの磁気粒子イメージング装置を構成するための直流傾斜磁界とその印加方法などの仕様を設計した。実機製作に先駆け、試作したコイルの基礎特性を評価した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
磁化ダイナミクスの解明では、磁気光学効果測定など新規の計測システムを構築することができ、広帯域、高速測定が可能となった。また磁気粒子イメージングでは、装置構成の設計を終え、一部コイル試作などに着手した。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、当初計画に基づき各研究項目を実施する。令和2年度の研究において考案した磁性ナノ粒子の新しい検出方法を検証し、人体全身サイズの磁気粒子イメージングの実現を目指す。
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