マイクロ波ハイパ-サ-ミア用フレキシブル加温アプリケ-タと反射法を用いた測温

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近年、がん治療の分野において、ハイパ-サ-ミア(温熱療法)が注目されてきた。ハイパ-サ-ミアとは、がん組織が正常組織に比べ高温で衰退しやすいことから癌患部を42〜45℃に保ち治療を行う技術である。患者への負担の軽減、効率の向上等の面からマイクロ波を用いた加温が注目されている。本研究ではマイクロ波を用いたハイパ-サ-ミアにおける加温用アンテナとして柔軟性のある直接接触型アプリケ-タについて開発を行うと共に、がん患部の温度の変化によってその部位の電気的定数が変化することから、内部の温度変化を外部から照射するマイクロ波の透過波の位相と振幅変化によって推定する新しい温度測定技術についての検討を行い、新しいハイパ-サ-ミア用無侵襲加温システム実現の可能性について検討した。本研究で開発したアプリケ-タとして、スパイラルアンテナを応用した柔軟性の高い直接接触型スパイラルアプリケ-タを開発し、144MHzから430MHzに至る広い周波数範囲で、その加温領域を検討した結果、単一のアプリケ-タで加温幅が50〜80mmという結果が得られ、効率の高い広範囲加温が実現した。また生体あるいは生体モデルのインピ-ダンスが温度により変化するため複数のアプリケ-タをモデルの周囲に配置し、アプリケ-タ間の透過特性をタイムドメイン法により測定した結果、8cm以上の深部においても1℃当たりの透過係数の変化が0.1dB以上あり、測定精度を考慮しても十分実用になりうることが確認された。また実験系をシミュレ-ションするために、生体を単純なモデルに置き換え、大型計算機により内部の電界分布の解析をFD-TD(Finite Difference Time Domain Method)により行なったが、実験値と理論値の良い一致が得られ結果の妥当性が示された。