集束超音波音場における微小気泡群のマルチ・スケール解析およびその医療応用

聚焦超声声场微泡多尺度分析及其医学应用

• 批准号: 07J08140
• 负责人: 吉澤 晋
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J08140/
• 关键词: HIFU; Microbubble; Bubble Cloud; Rectified diffusion; Microbubble-enhanced HIFU; Cavitation

本年度の研究においては,強力集束超音波による非侵襲治療を目指して,集束超音波音場における微小気泡および微小気泡群のマルチ・スケール解析を実験・数値計算によって調べた.医療応用を目的とした実験的な研究としては,動物実験に適用可能な治療システムとして,呼吸による臓器移動を補正しつつキャビテーション気泡群を制御するシステムを構築した.この成果は,「J. Robotics Mechatronics」にて発表された.単一球形気泡の体積振動に関しては,Rectified diffusionによる気泡成長について詳しく調べた.直接数値計算による非線形な挙動と,単純化されたモデルによる結果の比較を行うことで直接数値計算の重要性を調べた.また直接数値計算によって,用いる超音波波形や気泡の大きさについての様々な条件下でRectified diffusionによる気泡成長について調べ,その結果を「1st International Colloquium on Dynamics,Physics and Chemistry of Bubble and Gas-Liquid Boundaries」において発表した.また,単一気泡での解析結果を気泡群の数値解析にフィードバックし,気泡群の数値解析に改良を加えた.その気泡群数値解析コードによる結果の一部を「11th International Symposium on Advanced Biomedical Ultrasound」において発表を行った.

In this year's research, we investigated multi-scale analysis of microbubbles and microbubbles in focused ultrasound fields using experimental and numerical calculations, aiming for non-invasive treatment using strong focused ultrasound waves.As an experimental study aimed at medical applications, we constructed a system that controls cavitation bubble groups while correcting organ movement due to respiration, as a treatment system that can be applied to animal experiments.This result was发表在J. Robotics机器人中。关于单个球形气泡的体积振动，我们通过直接计算与使用简化模型的结果比较非线性行为来研究直接数值计算的重要性。我们还研究了直接数值计算的重要性，通过在各种条件下通过各种条件在超声波波形和气泡大小的情况下通过在各种条件下通过在各种条件下进行纠正的扩散来比较气泡生长的重要性。结果呈现在气泡和气液边界的动力学，物理和化学座谈会上。单个气泡分析的结果回馈到气泡基团的数值分析，并改善了气泡基团的数值分析。泡沫组的数值分析代码的一些结果是在“第11届国际生物医学超声”研讨会上提出的。

项目成果

Numehcal Study on Rectified Diffusion of an Oscillating Microbubble in an Ultrasound Field

超声场中振荡微泡整流扩散的数值研究

• 发表时间: 2007
• 作者: 諏訪勝紀;雨宮亮;山口雅彦;S. Yoshizawa
• 通讯作者: S. Yoshizawa

The Feed-Forward Controller of the Integrated System for Non-Invasive Ultrasound Diagnosis and Treatment

无创超声诊疗集成系统的前馈控制器

• 发表时间: 2008
• 期刊: J. Robotics Mechatronics 20
• 作者: Watanabe MX;Kunisue T;Tao L;Kannan K;Subramanian A;Tanabe S;Iwata H;N. Koizumi
• 通讯作者: N. Koizumi