温度センサが集積された広い適用性の極細レーザ照射光ファイバ加熱治療器の研究

集成温度传感器、适用性广的超细激光辐照光纤加热治疗装置研究

• 批准号: 22H03975
• 负责人: 深野 秀樹
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03975/
• 关键词: 光ファイバ温度センサ; 光ファイバ加熱治療器; レーザ照射; 加熱治療; 温熱療法; レーザ加熱; 光ファイバプローブ; 温度測定

異なる波長光の応用による治療領域拡張技術の研究開発を行った。細胞の水分の単位長さあたりの光吸収量（吸収係数）が、照射光波長により変化することがわかっている。吸収係数の異なる波長を利用することによって加熱領域の主に奥行を制御するための波長依存の加熱特性のデータ取得を行った。従来は、水の光吸収波長とほぼ一致している1.48 μm高出力半導体レーザを、加温用レーザ光源として利用していており、この波長における光の吸収長は約0.4 mmであるため、概ね1～5 mmの大きさの比較的小さな治療に適していた。レーザ波長を短波長側の1.3 μm程度にすることで、論文報告されている光の吸収長は約6 mm程度まで大きくなり，波長を0.98 μmに短くすることで、吸収長はさらに約20 mm程度まで大きくなる。レーザ照射による光吸収に基づく水温上昇を、40℃で色変化が現れるサーモテープを用いて実験を行った。1.3 μm波長のレーザパワーの増大と共に照射方向の加熱長は長くなり、400 mWで7.4 mm程度まで増大した。さらに、レーザ波長を0.98 μmに短くすることで、同様にレーザパワーの増大と共に照射方向の加熱長は長くなり、1 Wにおいて加熱長は20 mm以上に大きくなることが実験により確認できた。この結果より、レーザ波長の切り替えによって対象領域の拡大が制御可能であり、比較的大きな部位の治療への適用も可能であることが明らかとなり、成果目標である照射光波長変化で、加熱領域を20 mm以上に伸張できる独自技術を確立できた。

Different なる wavelength light <s:1> 応 is used in the による therapeutic field 拡 zhang technology <e:1> research and development を field った. The length of the 単 position of the <s:1> water <e:1> in the cells さあた the light absorbance (absorbance coefficient) が and the variation of the wavelength of the irradiated light によ the する とがわ とがわ って って って る る る. 収 absorption coefficient is の different な る wavelength を using す る こ と に よ っ て の main line に Mr を heating field suppression す る た め の wavelength dependent の heating characteristics の デ ー タ を row っ た. 従 は, water の 収 absorption wavelength of light と ほ ぼ consistent し て い る 1.48 mu m above the semiconductor レ ー ザ を, heating with レ ー ザ light と し て using し て い て お り, こ の wavelength に お け る light の 収 は about 0.4 mm long で あ る た め, 1 ~ 5 mm の き almost ね さ の is little さ な treatment に optimum し て い た. レ ー ザ wavelength を degree of short wavelength side の 1.3 mu m に す る こ と で, paper さ れ て い る light の 収 は about 6 mm long absorption degree ま で big き く な り, short wavelength を 0.98 mu m に く す る こ と で, long suction 収 は さ ら に degree of about 20 mm ま で big き く な る. レ ー ザ irradiation に よ る light absorption 収 に base づ く water temperature rise を, 40 ℃ で color variations change が now れ る サ ー モ テ ー プ を with い て be 験 を line っ た. 1.3 mu m wavelength の レ ー ザ パ ワ ー の raised large と に total irradiation direction の heating は long く な り, degree of 400 mW 7.4 mm で ま で raised large し た. さ ら に, レ ー ザ short wavelength を 0.98 mu m に く す る こ と で, with others in に レ ー ザ パ ワ ー の raised large と に total irradiation direction の heating は long く な り, 1 W に お い て heating long は 20 mm above に big き く な る こ と が be 験 に よ り confirm で き た. こ の results よ り, レ ー ザ wavelength の り cutting for え に よ っ て like field seaborne の company, big が suppression may で あ り, comparison of big き な の treatment へ の may apply も で あ る こ と が Ming ら か と な り, achievement goal で あ る を irradiation light wavelength variations で and heating field more than 20 mm に stretching で き る technology alone を establish で き た.

项目成果

反射型光ファイバ温度センサを集積したレーザ加熱治療器の高出力化の検討

集成反射式光纤温度传感器的激光加热治疗装置提高输出功率的研究

• 发表时间: 2023
• 期刊: 信学技報
• 作者: 大島 和真;相木 崇宏;深野 秀樹
• 通讯作者: 深野 秀樹