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J-GLOBAL ID：201802281845380938   整理番号：18A1197222

不可逆的エレクトロポレーションシミュレーションにおける異方性変化伝導率【JST・京大機械翻訳】

Anistropically varying conductivity in irreversible electroporation simulations

著者 (3件)： Labarbera Nicholas (Department of Engineering Science & Mechanics, The Pennsylvania State University, University Park, USA) ,  Drapaca Corina (Department of Engineering Science & Mechanics, The Pennsylvania State University, University Park, USA) ,  Drapaca Corina (Center for Neural Engineering, The Pennsylvania State University, University Park, USA)
資料名： Theoretical Biology and Medical Modelling (Web)  (Theoretical Biology and Medical Modelling (Web))
巻： 14  号： 1  ページ： 20  発行年： 2017年 
JST資料番号： U7345A  ISSN： 1742-4682  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 【背景】癌研究の最近の領域は,不可逆的エレクトロポレーション(IRE)である。非可逆的エレクトロポレーションは,針電極を体内に挿入し,電気により腫瘍細胞をアブレートする最小侵襲法である。本論文の目的は,実験で発生することが示されているように,電場の方向においてより多くの組織の伝導率を増加させる数学モデルを提案することである。方法:電場方向に依存し,数値ソフトウェアに容易に実装できるように,伝導率テンソルの妥当な形式を数学的に導出する必要がある。この論文の主な寄与は,方向正接と電場に垂直な伝導率に対して任意の関数を取ることができる伝導率テンソルの導出である。伝導率に対する定式化における電場の方向を含めることの重要性を評価するために,等方性変化および異方性変化伝導率に対して数値シミュレーションを行った。【結果】以前に発表された実験結果から出発して,本論文では,非可逆的エレクトロポレーションモデリングソフトウェアへの実装のための異方性変化テンソルに対する一般的定式化を導いた。異方性変化テンソル定式化により,電場の大きさを考慮した以前の公表された研究とは対照的に,電場方向と大きさの両方を考慮に入れることができる。異方性定式化により,単極シミュレーションに対するアブレーションサイズの約5%の減少と,双極シミュレーションに対するアブレーションサイズの約10%の減少が予測された。これは,以前に報告された結果が,単極および双極シミュレーションの両方に対するアブレーションサイズを過大予測するための等方性定式化を見出したので,正の結果である。さらに,等方性の定式化は,単極の場合よりも双極性の場合のアブレーションサイズを過大に予測することが報告されている。したがって,著者らの結果は,単極の場合よりも双極性の場合の体積の大きな割合変化を持つことによる実験的傾向に従っている。【結論】アブレーション細胞の予測容積は減少し,等方性変化製剤によって見られるわずかな過剰予測のための可能な説明となり得る。Copyright 2018 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： テンソル ,  *異方性 ,  *エレクトロポレーション ,  等方性 ,  アブレーション ,  定式化 ,  *シミュレーション ,  数学モデル ,  腫瘍細胞 ,  ソフトウェア ,  予測 ,  *不可逆性 ,  電場
準シソーラス用語： 数値シミュレーション ,  *伝導率 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (4件)： 不可逆的エレクトロポレーション ,  異方性伝導率 ,  腫瘍アブレーション ,  治療計画

分類 (1件)： 脳・神経系モデル  (EL02050C)

引用文献 (16件)：

• IEEE Trans Biomed Eng; Electric field of a six-needle array electrode used in drug and dna delivery in vivo: analytical versus numerical solution; SB Dev, D Dhar, W Krassowska; 50; 11; 2003; 1296-300; 10.1109/TBME.2003.818467; CR1;
• Gastrointest Interv; Irreversible electroporation (nanoknife) in cancer treatment; N Jourabchi, K Beroukhim, BA Tafti, ST Kee, EW Lee; 3; 1; 2014; 8-18; 10.1016/j.gii.2014.02.002; CR2;
• Biochim Biophys Acta Gen Subj; A validated model of in vivo electric field distribution in tissues for electrochemotherapy and for dna electrotransfer for gene therapy; D Miklavčič, D Šemrov, H Mekid, LM Mir; 1523; 1; 2000; 73-83; 10.1016/S0304-4165(00)00101-X; CR3;
• Labarbera N. Uncertainty quantification in irreversible electroporation simulations. Bioengineering. 2017; 4(2).
• Bioelectrochemistry; Theoretical and experimental analysis of conductivity, ion diffusion and molecular transport during cell electroporation-relation between short-lived and long-lived pores; M Pavlin, D Miklavčič; 74; 1; 2008; 38-46; 10.1016/j.bioelechem.2008.04.016; CR5;

タイトルに関連する用語 (2件)： 異方性 ,  伝導率