生体組織の非侵襲的熱物性測定及び医療診断への応用に関する研究

生物组织无创热物性测量及其在医学诊断中的应用研究

基本信息

批准号：
13J08342
负责人：
岡部孝裕
金额：
$ 1.73万
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：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では，生体組織の非侵襲的な局所熱物性測定手法を確立し，熱物性の観点から新たな医療診断技術を提案することを目的としている．上記の目的を達成するために，これまでヒトの皮膚の表面温度および熱伝導率の高精度・高確度測定を可能とする高精度温度プローブを開発し，皮膚がんの一種である悪性黒色腫の早期診断への応用の可能性を検討してきた．本年度はこれまで開発してきた室温よりも温度の高い物体の表面温度および熱伝導率を高精度・高確度に測定可能な保護熱源式サーミスタプローブを用いて，悪性黒色腫担癌マウス実験や複数名の健常者にて臨床実験を行った．動物実験では，悪性黒色腫上の皮膚は健常皮膚と異なる見かけの熱伝導率を示すことが分かり，本プローブを用いた悪性黒色腫の熱物性測定による医療診断の実現可能性が示された．また，本実験で得られたメラノーマ細胞の熱物性値は，貴重なデータであり，今後の数値計算による理論的検証にとって重要な知見となった．また，健常皮膚の臨床実験では，様々な体の部位（足裏，顔面等）の皮膚の見かけの熱伝導率測定を行った．測定値と各部位の皮膚構造や生体内初期温度分布が測定に大きな影響を及ぼすことが実験的に分かり，今後の臨床展開に有益な知見を得た．さらに，皮膚内の伝熱現象を検証するための数値計算プログラムを構築し，各部位における見かけの熱伝導率測定に与える表皮厚さ及び生体内初期温度分布の影響の理論的検証を行った．その結果，それら２つの要因は測定に大きな影響を与えることが分かり，悪性黒色腫診断の診断精度にも影響を及ぼす可能性があるため，部位や状態によって加熱方法等の適切な設定の必要があることが示唆された．

该研究主题旨在为生物组织建立一种非侵入性的局部热物理特性测量方法，并从热物理特性的角度提出新的医学诊断技术。为了实现上述目标，我们开发了高精度的温度探针，可以对人皮肤表面温度和热导率进行高精度和高精度的测量，并研究了用于早期诊断恶性黑色素瘤的潜力，这是一种皮肤癌。今年，我们使用保护性热源热源探针对几个健康受试者进行了恶性黑色素瘤小鼠和临床实验进行了实验，该探针可以测量迄今已开发出高度准确性和准确性的物体的表面温度和热导率。动物实验表明，恶性黑色素瘤的皮肤表现出与健康皮肤的显着导热性，这表明使用此探针测量恶性黑色素瘤的嗜热特性，表明医学诊断的可行性。此外，在本实验中获得的黑色素瘤细胞的热物理特性是有价值的数据，并且是使用数值计算的未来理论验证的重要见解。此外，在对健康皮肤的临床实验中，测量了各个身体部位（脚，面部等）皮肤的明显导热率。我们在实验上发现，测量值，每个位点的皮肤结构和体内的初始温度分布对测量有重大影响，并为将来的临床发展获得了有用的知识。此外，构建了一个数值计算程序，以验证皮肤内的传热现象，并理论上验证了表皮厚度和体内初始温度分布对每个位置在每个位点测量明显导热率的影响。结果表明，这两个因素对测量有重大影响，并建议应根据位置和状况设置适当的加热方法和其他因素，因为它们也可能影响恶性黑色素瘤诊断的诊断准确性。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Experimental and Numerical Investigations of Local Heating of Biological Tissue for Laser Therapy

激光治疗生物组织局部加热的实验和数值研究

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tessai Sugiura;Takahiro Okabe;Junnosuke Okajima;Atsuki Komiya;Yousuke Nakamura;Atsushi Sakurai;Victoria Timchenko;Tetsuya Kodama;Shigenao Maruyama
通讯作者：
Shigenao Maruyama

An Experimental Comparison Between Thermal Diffusivity and Blood Perfusion Rate of Living and Dead Tissue by Inverse Analysis

活组织和死组织热扩散率和血液灌注率的实验比较反演分析

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takahiro Okabe;Junnosuke Okajima;Yun Luo;Fang Wang;Atsuki Komiya;Ichiro Takahashi;and Shigenao Maruyama
通讯作者：
and Shigenao Maruyama

逆問題解析を用いた軟質材料及び液体の熱伝導率推定手法

使用反问题分析估算软材料和液体导热系数的方法