小型埋込素子によるソフトヒーティングハイパーサーミアに関する研究

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本研究で採用しているソフトヒーティング法は,感温磁性体と金属環を組み合わせることにより,自動温度制御機能と高発熱を同時に実現することが可能な唯一のハイパーサーミア用デバイスである.今回は,そのデバイスの更なる小型化に着目し,上記の手法を応用した感温磁性粉末のハイパーサーミアへの可能性を検討した.また,腫瘍に対する効果の確認された針状埋込発熱素子の加温可能範囲について,数値解析法を用いることで検討を行った.金属被膜を施した感温磁性粉末の温度制御機能と高周波磁界中での発熱特性については既に明らかにしているので,今回の検討事項としては,金属被膜を施した感温磁性粉末の金属被膜厚に関して,その厚みを変化させたときの発熱特性についてシミュレーションと実験から検討を行った.まず,シミュレーションについては,市販の磁場解析ソフトを用いてモデルを作成し,解析を行ったところ,粉末量固定の場合,発熱量が最大となる最適金属被膜厚なるものを確認することができた.さらに,検証を行うために,種々,金属被膜厚を変化させた発熱粉を用いて実験を行ったところ,同様の傾向が確認された.このことから,粉末状埋込素子の設計が可能になり,より治療効率の高い埋込デバイスを開発していくことが可能になる.続いて,針状埋込発熱素子の加温可能範囲に関して検討を行った.第一種境界条件を適用した二次元の熱伝導方程式を解くことにより,42.5℃以上に加温することが可能な発熱素子からの距離について解析を行った.その結果,腫瘍サイズと発熱素子の配置方法・発熱素子温度の関係を導くことが可能になり,ハイパーサーミア時における治療プロトコルを進捗させることができた.