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

基本信息

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

项目摘要

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.

在本研究中，我们开发了一种与活体接触良好且高效的微波加热天线（敷贴器），用于癌症热疗。主动方法使用与活体直接接触的敷贴器发射的微弱微波。活体外部来检测活体内部的温度变化。我们原型设计了一种通过测量传输波来进行估算的新型施加器系统。所开发的施加器由具有相对较大特定频带的介质棒、可小型化的微带线和高度柔性的微带线等以及分布组成。使用 FD-TD 方法（有限时域差通过将产生的热量分布代入热传输方程并检查包含癌组织的模型内的温度分布，我们估计了癌组织模型的温升并对加热范围进行了比较研究。使用430MHz、微带线和微带线加热可以看出，加热范围和深度按照带状贴片和电介质棒涂抹器的顺序增加，并且可以根据患部的形状和大小选择涂抹器。此外，在加热患部时，可以放置涂抹器利用阻抗的温度依赖性在器件周围我们提出了一种估计受影响区域内温度的方法，通过使用网络分析仪确定两个通道之间在宽频率范围内的传输系数的变化，对获得的结果进行傅里叶逆变换，并计算时域传输系数。 ±0.5℃。实验上温度为使用用于施加器的RF开关来交替切换用于加热的振荡器和用于温度估计的网络分析器，并且使用上述加热方法和温度估计方法来执行生物模型最佳加热和温度估计。通过对加热系统的原型设计和评估，取得了良好的效果。