生体内温度計測のためのアプリケータとハイパーサーミアを目的としたマイクロ波加温

用于体内温度测量和微波加热热疗的涂抹器

• 批准号: 04555096
• 负责人: 森 真作
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04555096/
• 关键词: ハイパーサーミア; マイクロ波加温; 誘電体ロッド導波路; マイクロストリップアンテナ; マイクロストリップパッチアンテナ; FD-TD法; 温度推定; 透過法

本研究は,がんの温熱療法に用いるマイクロ波加温用アンテナ(アプリケータ)として生体との接触性が良く,高効率なものを開発すると共に,開発したアプリケータを使用し,タイムドメイン法を用いたアクティブ法により,生体内部の温度変化を生体外部に直接接触したアプリケータから発射される,微弱なマイクロ波の透過波測定によって推定する新しいアプリケータシステムの試作を行った.開発を行ったアプリケータは,比較的比帯域の大きい誘電体ロッド,サイズの小型化が可能なマイクロストリップおよび柔軟性の高いマイクロストリップパッチ等であり,アプリケータにより照射される電磁波の分布をFD-TD法(Finite difference time domain method)により求め,これによる発熱分布を熱輸送方程式に代入し,がん組織を含むモデル内温度分布を調べることでがん組織モデルの温度上昇を推定し,加温範囲についての比較検討を行った結果,430MHzを用いた加温ではマイクロストリップ,マイクロストリップパッチ,誘電体ロッドアプリケータの順で加温範囲,深度が大きくなることが明かとなり,患部の形状,大きさによりアプリケータの選択使用が可能となった.さらに患部加温時,患部のインピーダンスに温度依存性があることを利用して周囲に配置したアプリケータ間の透過係数変化をネットワークアナライザにより広い周波数範囲で求め,得られた結果を逆フーリエ変換して時間域透過係数を求め,患部内部の温度推定を行う手法を提案し,基礎実験により温度精度±0.5℃を得た.実験的には生体モデル周囲に配列したアプリケータに対して,加温に用いる発振器,温度推定を行うために用いるネットワークアナライザをRFスイッチで交互に切り替え,上述の加温法および温度推定法を用い加温,温度推定を行う生体モデル最適加温システムの試作,評価を行った結果,良好な結果を得た.

This study は が ん の thermotherapy に with い る マ イ ク ロ wave heating with ア ン テ ナ (ア プ リ ケ ー タ) と し て raw body と の contact が く, high rate of unseen な も の を open 発 す る と に, open 発 し た ア プ リ ケ ー タ を use し, タ イ ム ド メ イ を ン method with い た ア ク テ ィ ブ method に よ り, born body internal の temperature variations change を raw body external に directly Touch し た ア プ リ ケ ー タ か ら 発 shoot さ れ る, weak な マ イ ク の ロ wave through the determination of wave に よ っ て presumption す る new し い ア プ リ ケ ー タ シ ス テ ム の attempt を line っ た. Line open 発 を っ た ア プ リ ケ ー タ は, compare bigger than 帯 domain の き い induced electricity body ロ ッ ド, サ イ ズ の miniaturization が may な マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ お よ び high softness の い マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ パ ッ チ etc で あ り, ア プ リ ケ ー タ に よ り irradiation さ れ る の electromagnetic wave distribution を FD TD method (Finite difference time domain Method) に よ り め, こ れ に よ る 発 thermal distribution を に heat transfer equations into し, が ん organization を containing む モ デ ル を adjustable temperature distribution in べ る こ と で が ん organization モ デ ル を presumed し の temperature rises, heating fan 囲 に つ い て の is 検 line for を っ た results, 430 MHZ を with い た heating で は マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ, マ イ ク ロ ス ト リ ッ プ パ ッ チ, induced electricity body ロ ッ ド ア プ リ ケ ー タ の suitable で heating fan 囲, depth が き く な る こ と が Ming か と な り, の shape affected part, big き さ に よ り ア プ リ ケ ー タ の sentaku may use が と な っ た. さ ら に heating, the affected part of の イ ン ピ ー ダ ン ス に temperature dependency が あ る こ と を using し て weeks 囲 に configuration し た Between ア プ リ ケ ー タ の through the coefficient of variations change を ネ ッ ト ワ ー ク ア ナ ラ イ ザ に よ り hiroo い cycle for van 囲 で め, too ら れ た results を inverse フ ー リ エ variations in し て を め, time domain through the coefficient of internal の temperature presumption を う technique proposed を し, basic be 験 に よ り temperature accuracy + / - 0.5 ℃ を た. Be the 験 に は raw body モ デ ル weeks 囲 に match column し た ア プ リ ケ ー タ に し seaborne て, heating に with い る 発 oscillator, temperature line constructive を う た め に with い る ネ ッ ト ワ ー ク ア ナ ラ イ ザ を RF ス イ ッ チ で え for interactive に り cutting, the の heating お よ び estimate を use い heating temperature, temperature line constructive を う raw body モ デ ル optimum heating シ ス テ ム の try The results of the 価を line った were evaluated, and a good な result was を to た.

项目成果

R.Tanaka,Y.Nikawa,S.Mori: "A Dielectric Rod Wavegucle Applicator for Microwave Hypenthenmia" IEICE Transactions採録予定. Vol.E. (1993)

R.Tanaka、Y.Nikawa、S.Mori：“用于微波 Hypenthenmia 的介电棒波束涂抹器” 计划纳入 IEICE Transactions（1993 年）。

T.Shimotori,Y.Nikawa,F.Okada,M.Kikuchi,S.Mori: "Study of Miniaturized Semi-Cylindrical Microstrip Applicator for Hyperthermia" Proc.of the 14th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Part1of7. 247-248 (199

T.Shimotori，Y.Nikawa，F.Okada，M.Kikuchi，S.Mori：“用于热疗的小型化半圆柱形微带涂抹器的研究”Proc.of IEEE 医学和生物学工程协会第 14 届国际年会。

R.Tanaka,Y.Nikawa,S.Mori: "SAR Pistributions of a Dielectric Wavejuide Applicator" Proc.of the 14th Anmual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Part1of7. 252-253 (1992)

R.Tanaka、Y.Nikawa、S.Mori：“介电波施加器的 SAR Pistributions”Proc.of IEEE 医学和生物学工程协会第 14 届年度国际会议。

二川 佳夫,千野 勝,岡田 文明,森 真作: "ファントムモデルの複素誘電率温度特性" 日本ハイパーサーミア誌. 8. 208- (1992)

Yoshio Futakawa、Masaru Chino、Fumiaki Okada、Shinsaku Mori：“体模模型的复介电常数温度特性”日本热疗杂志 8. 208- (1992)。