マイクロ波温熱処理による悪性骨腫瘍の患肢温存手術のための新しい加熱手法の開発

微波热处理恶性骨肿瘤保肢手术新加热方法的开发

• 批准号: 14780632
• 负责人: 稲岡 秀検
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780632/
• 关键词: マイクロ波誘電加熱; パスツール処理; FDTD法; 熱伝導; 患肢温存手術

本年度はマイクロ波誘電加熱時の加熱効率をあげるための数値実験の基礎技術として,1)誘電加熱時の単位質量の組織あたりの吸収電力SAR(比吸収率)分布の算出方法,および2)SAR分布から得られた熱源を用いた加熱制御時の熱伝導計算手法の検討を行った.まず単一の同軸アンテナについて,マイクロ波照射時のアンテナ周囲の電磁界分布を,アンテナ部,腫瘍部,骨部および空気部からなる計算モデルに対してFDTD法を用いることで計算した.次いでこの電磁界分布と計算モデルの物性値からSARの三次元空間分布を算出し,このSAR分布から誘電加熱時における単位時間あたりの温度変化を算出した.その結果SAR分布はアンテナ付近で最も大きくなり,アンテナから離れると急速に小さくなること,また腫瘍部のSAR分布は骨部や空気部のSAR分布より顕著に大きくなることが示された.これよりアンテナ周囲の腫瘍部のみが選択的に誘電加熱され熱源となることが計算より示された.これは昨年度までに行ったキャダバーおよびファントムを用いた実験結果と良く一致しており,計算方法の妥当性が示された.次に,上述の計算から得られたSAR分布を発熱源とし,腫瘍部および骨部からなる伝熱モデルを作成し,マイクロ波オンオフ制御時における三次元の熱伝導計算を行い加熱制御時の任意の部分における温度変化を算出した.計算結果よりアンテナ近傍ではパスツール処理が実現されているがことが確認された.これは実験結果とほぼ一致しており,今回の伝熱計算モデルによりオンオフ制御によるマイクロ波誘電加熱時の三次元温度分布が算出可能であることが示された.しかし,今回の計算モデルでは入力電力とSAR分布の関係が定性的にはほぼ一致したが定量的にはまだ実験結果と完全には一致しないため,加熱効率の改善や最適なアンテナ配置を行うためには計算手法の改良が必要であることも示された.

For the current year, there is a significant increase in the rate of electrical absorption in the current year. 1) the SAR (specific absorption rate) distribution of electrical absorption is calculated. 2) the SAR distribution is calculated by the method of calculating the distribution of electrical absorption power. The distribution of the electromagnetic field in the ambient air is measured during the exposure of the radar wave, and the FDTD method is used to calculate the distribution of the electromagnetic field. The electrical and magnetic field distribution is calculated. The physical properties are calculated. The three-dimensional space distribution of SAR is calculated, and the temperature of SAR distribution is calculated when the temperature is increased. The results showed that the SAR distribution was close to the largest one, and that the SAR distribution of the bone, the empty part of the bone, the SAR distribution of the bone, the empty part of the bone, the SAR distribution of the bone and the bone. Please tell me that the calculation is displayed on the basis of the information selected by the department of the department. In the last year, the results showed that the results were in good agreement with each other, and the calculation method was shown to be appropriate. For the second time, the above-mentioned calculation results show that the SAR distribution is located in the source, and the temperature in the bone part of the system is calculated, and the temperature in any part of the system is calculated. The results of the calculation show that you can make sure that you are in good condition. The results show that the results are in good agreement with each other. This time, the three-dimensional temperature distribution is calculated and the temperature distribution is calculated. This time, the calculation of the input power SAR distribution is qualitative and consistent. The results of the quantitative analysis show that the results are completely consistent, and the rate is increased to improve the configuration of the most expensive equipment. The method of calculation is improved and the necessary method of calculation is improved.

项目成果

Kazuo TAKAKUDA: "Microwave Therapy for Bone Tumors"JSME International Journal C. 45・4. 923-928 (2002)

高田和夫：“骨肿瘤的微波治疗”JSME 国际期刊 C. 923-928 (2002)

Hidenori Inaoka: "Development of a new microwave heating method for bone tumors"IEEE EMBS Asian-Pacific Conference on Biomedical Engineering 2003. (CD-ROM). 019231-1.p05 (2003)

Hidenori Inaoka：“骨肿瘤微波加热新方法的开发”IEEE EMBS 亚太生物医学工程会议 2003。（CD-ROM）。