Validation of Blood Flow Visualization and Pressure Change from the Left Ventricle to the Aorta using Particle Simulation
| Project/Area Number |
18K11330
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 60090:High performance computing-related
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| Research Institution | Tokyo City University |
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Principal Investigator |
Mukai Nobuhiko 東京都市大学, 情報工学部, 教授 (20350233)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 可視化 / グラフィクス / シミュレーション / 医療応用 / 物理シミュレーション / コンピュータグラフィックス / 医工学 / 粒子法 / 医用工学 |
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| Outline of Final Research Achievements |
In this research, blood flow from the left ventricle to the aorta and the pressure changes in them have been investigated by the simulation using a particle method. Cauchy-Navier and Navier-Sokes equations of motion have been derived since two different materials should be treated in the simulation. The simulation model has also been generated using particles based on X-ray computed tomography. As the results of the simulation, blood flow has been visualized using particles. After blood flew into the left ventricle through the mitral valve hole, the left ventricle was contracted, and blood flew into the aorta through the opened aorta valve from the left ventricle due to the pressure difference between the left ventricle and the aorta. In addition, the simulated pressure changes in the left ventricle and the aorta almost corresponded to those in the reference.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
先行研究では大動脈の円筒モデルを用いていたり、実データを基にしても左心室のみのモデルであったりしていたのに対し、本研究では実データを基にして左心室と大動脈の粒子モデルを構築し、粒子法を用いたシミュレーションを行った。また、従来では左心室から大動脈への血流を流線で表示していたのに対し、本研究では粒子を用いて血液の流れを可視化すると共に、粒子の圧力を色スケールに従って表示することで血液の流れを詳細に可視化できたことは学術的意義が高い。さらに、シミュレーション結果の圧力変化が文献とほぼ一致したことにより、今後の術前シミューションに本研究の成果を活用する見込みが立ったことは社会的意義も大きい。
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Report
(5 results)
Research Products
(58 results)
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[Book] コンピュータ概論2020
Author(s)
向井信彦, 田村慶信, 細野泰彦
Total Pages
256
Publisher
オーム社
ISBN
9784274224584
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