1997 Fiscal Year Annual Research Report
動脈瘤および動脈硬化性病変発生に対する流体力学的学理
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09450083
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山口 隆平 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (90103936)
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| Keywords | 流体工学 / 壁せん断応力 / 分岐管 / 合流管 / 動脈硬化 / 動脈瘤 / バイオメカニクス |
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| Research Abstract |
主要な血管病変である動脈瘤および動脈硬化発生に対する流体力学的機構を解明する.血流の変化の大きい曲管および分岐部に血管病変が好発することから,脳溢血に至る動脈瘤の好発部位として脳細動脈のウイリス輪の主要部である脳前交通動脈,および動脈硬化多発部位である腹動脈からほぼ直角で非対称に分岐する腎動脈への分岐部を対象とし,血管の幾何形状に起因する流れ構造を明らかにする.とくに,血管病変発生に対する流体力学的学理を確立するため,これら血管部位の管壁に直に作用する壁せん断応力の分布およびその勾配を病態生理学的な観点から明らかにする.本年度は,以下の課題について検討した.
(1)流路のモデル化:手術時に得た脳前交通動脈に動脈瘤を持つX線写真をもとに,前交通動脈の管径,長さおよび合流角度から流路モデルの基本幾何形状を決定する.流露モデルは,2枚のアクリル板をそれぞれ対称にボールエンドミルにより加工し,組み合わせた場合に合致するように高精度NC工作機械により製作する.
(2)流れ模様の可視化と画像計測:流れを様相を大まかに把握するため,レーザシート光を照射し,流路対称面を通る蛍光微粒子の軌跡を可視化し三次元流れ構造を把握する.
(3)流動条件の設定:脳前交通動脈における動脈瘤が発生一つの因子として,合流流量の不均衡を取り上げ,一方の合流管にチョークを挿入することにより合流流量比の設定法を確立する.
(4)速度分布の測定:合流および分岐管内の管壁近くの速度分布を,光ファイバー型LDV流速計により計測する.また,光路の屈折を避けるため流路材であるアクリルと同一屈折率となるヨウ化ナトリウムの飽和水溶液を用いる.
(5)動脈瘤発生に対する流体力学的まとめ動脈瘤が生じる合流管の流れ分割点回りの流動形態と病変例との対応から病態生理学的検討を行う.
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[Publications] 山口隆平: "直角分岐管の分岐点回りの壁せん断応力と枝管内流れの変動" 日本機械学会論文集B編. 63-608. 1200-1207 (1997)
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[Publications] 山口隆平: "Separated Secondary Flow and Wall Shear Stress in Side Branch of Right Angle Branch" Proceedings of the 1997 ASME Fluids Engineering Division Summer Meeting. #3303 (1997)
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[Publications] 山口隆平: "脳前交通動脈回りの流体力学的構造と動脈瘤発生" 日本機械学会論文集B編. 63-611. 2335-2340 (1997)
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[Publications] 山口隆平: "Structure of Separated Secondary Flow in Side Branch at Right Angle Branch" Proceeding of the International Conference on New Frontiers in Biomechanical Engineering JSME. 97-205. 135-138 (1997)
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[Publications] 山口隆平: "Wall Shear Stress and Dynamic Pressure at Anterior Communicating Artery in Steady Flow" Journal of the International Federation for Medical & Biological Engineering. 35-1. 235 (1997)
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[Publications] 山口隆平: "Flow Pattern and Veloctiy Profile around Anterior Communicating Artery" Proc.9th Internatio.Conf.on Medical Engineering. 303-305 (1997)
