肺癌凍結融解壊死療法における術中の肺温度分布推定 : 肺の熱伝導シミュレータの構築

元データ 2006-09-10 社団法人日本生体医工学会

概要

To develop an evaluation method for the curative field when using X-ray CT imaging during percutaneous transthoracic cryoablation for lung cancer, we constructed a finite-element heat conduction simulator to estimate temperature distribution in the lung during cryo-treatment. We calculated temperature distribution using a simple two-dimensional finite element model, although the actual temperature distribution spreads in three dimensions. Temperature time-histories were measured within 10 minutes using experimental ex vivo and in vivo lung cryoablation conditions. We adjusted specific heat and thermal conductivity in the heat conduction calculation and compared them with measured temperature time-histories ex vivo. Adjusted lung specific heat was 3.7J/(g・℃) for unfrozen lung and 1.8J/(g・℃) for frozen lung. Adjusted lung thermal conductivity in our finite element model fitted proportionally to the exponential function of lung density. We considered the heat input by blood flow circulation and metabolic heat when we calculated the temperature time-histories during in vivo cryoablation of the lung. We assumed that the blood flow varies in inverse proportion to the change in blood viscosity up to the maximum blood flow predicted from cardiac output. Metabolic heat was set as heat generation in the calculation. The measured temperature time-histories of in vivo cryoablation were then estimated with an accuracy of ±3℃ when calculated based on this assumption. Therefore, we successfully constructed a two-dimensional heat conduction simulator that is capable of estimating temperature distribution in the lung at the time of first freezing during cryoablation.

著者

栗林 幸夫 慶應義塾大学放射線診断科
泉 陽太郎 慶應義塾大学医学部呼吸器外科
川村 雅文 慶應義塾大学医学部呼吸器外科
塚田 紀理 慶應義塾大学医学部呼吸器外科
中塚 誠之 慶應義塾大学医学部放射線診断科
屋代 英樹 慶應義塾大学医学部放射線診断科
中塚 誠之 川崎市立川崎病院
中塚 誠之 慶應義塾大学医学部放射線科学教室
屋代 英樹 慶應義塾大学放射線診断科
塚田 紀理 慶應義塾大学呼吸器外科
塚田 紀理 慶應義塾大学外科
二見 光 慶應義塾大学大学院理工学研究科基礎理工学専攻
荒井 恒憲 慶應義塾大学大学院理工学研究科基礎理工学専攻
栗林 幸夫 慶応義塾大学 医学部放射線診断科
荒井 恒憲 慶應義塾大学大学院 理工学研究科 基礎理工学専攻
中塚 誠之 慶應義塾大学放射線科
荒井 恒憲 慶應義塾大学 理工学部 物理情報工学科
荒井 恒憲 慶應義塾大学大学院理工学研究科
中塚 誠之 慶応義塾大学 医学部放射線診断科
栗林 幸夫 慶應義塾大学医学部放射線診断学
荒井 恒憲 慶應義塾大学 大学院理工学研究科 基礎理工学専攻
中塚 誠之 慶應義塾大学医学部 放射線科学教室
栗林 幸夫 慶應義塾大学医学部放射線科学教室
川村 雅文 慶應義塾大学医学部 呼吸器外科
屋代 英樹 慶應義塾大学医学部 放射線診断科
栗林 幸夫 慶應義塾大学医学部 放射線診断科

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