Development of blood simulation of the entire circulator system using medical image data for prediction of cerebral circulation
| Project/Area Number |
16H04264
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Fluid engineering
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
OSHIMA Marie 東京大学, 大学院情報学環・学際情報学府, 教授 (40242127)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高木 周 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30272371)
仁木 清美 東京都市大学, 工学部, 教授 (40218095)
庄島 正明 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (80376425)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2016: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
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| Keywords | 脳血管疾患 / データ同化 / 全身循環血流解析 / マルチモダリティデータ / 1D-0D解析 / 可視化インターフェース / 末梢血管抵抗 / ステント留置術 / 流体工学 / 生物・生体工学 / 数理物理 |
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| Outline of Final Research Achievements |
In order to prevent stroke, which is one of major causes of death in the world, a patient with sever stenosis by atherosclerosis is subjected to surgery such CAS (Carotid artery stenting). However, after surgery, a potentially life-threatening complication such as hemorrhage is induced by cerebral hyper fusion syndrome (CHS). Therefore, it is important to predict cerebral circulation after the surgery and to find out the most suitable treatment for an individual patient. The present research has developed an integrated 1D-0D blood flow simulation system with patient-specific medical image data to predict cerebral circulation after surgery considering the entire blood circulatory system. The research focused on the following three issues: 1) extraction information on vascular geometry and velocity from the medical images, 2) development of 1D-0D simulation method, and 3) development interface and visualization between data and simulation.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
脳梗塞の一因となる重度狭窄症では、ステント留置手術を行うが、術後に脳過灌流症候群による脳内出血を起こす場合がある。そこで、各患者にとって適切な手術を行うために、効率的・効果的なケース・スタディを行う必要がある。本研究は、手術による全身の血流変化を簡易な1D-0D (One-Zero Dimensions)モデルによって再現することに成功した。本成果により、迅速に主要な血流情報を得ることが可能となり、学術的に意義深い。また、シミュレーションだけでなく、モデリングや可視化手法も開発しシステム化することで、臨床応用への道も切り拓いており、本研究の社会的意義、貢献度は大きい。
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Report
(4 results)
Research Products
(75 results)
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[Journal Article] Computational fluid dynamics study of intra-arterial chemotherapy for oral cancer2017
Author(s)
Kitajima, H., Oshima, M., Iwai, T., Ohhara, Y., Yajima, Y., Mitsudo, K., Tohnai, I.
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Journal Title
BioMedical Engineering OnLine
Volume: 16
Issue: 1
Pages: 1-26
DOI
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Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] 腹部内蔵動脈瘤と3次元的血管形状の関連の検討2019
Author(s)
宮原和洋,鈴木裕二,花田和正,松浦壮平,佐野允哉,福原菜摘,白須拓郎,赤井隆文,伊佐治寿彦,高山利夫,大島まり,保科克行
Organizer
第60回日本脈管学会総会
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[Presentation] 当科における内頸動脈狭窄に対する治療戦略:コンピューターシミュレーションを用いた脳血流予備能の検討2019
Author(s)
高山利夫,松浦壮平,ユンチョンヤン,大島まり,花田和正,大片慎也,佐野允哉,宮原和洋,福原菜摘,伊佐治寿彦,赤井隆文,保科克行
Organizer
第60回日本脈管学会総会
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[Presentation] Development of an integrated Multi-Scale Simulation System with Multi-model Data for Cerebral Circulation2016
Author(s)
Oshima, M., Zhang, Z., Kobayashi, M., Yamada, S., Liang, F., Takagi, S.
Organizer
2016 Summer Biomechanics, Bioengineering and Biotransport Conference(SB3C)
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Int'l Joint Research
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