2016 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ波プロセス・トモグラフィー法による血流内微小血栓モニタリング法の確立
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16H02312
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
武居 昌宏 千葉大学, 大学院工学研究科, 教授 (90277385)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
SAPKOTA ACHYUT 木更津工業高等専門学校, 情報工学科, 助教 (70724706)
丸山 修 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 健康工学研究部門, 研究グループ長 (30358064)
杉山 和靖 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (50466786)
松宮 護郎 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (20314312)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | プロセス・トモグラフィー / リアルタイムモニタリング / 微小血栓 / 混相流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の実施内容は以下の通りである．
フェーズ1「微小血栓3Dモニタリング法の構築」
実施項目1-①ユニットのアセンブル，実施項目1-②センサ開発 非接触タイプの8電極のキャパシタンストモグラフィーセンサを設計・製作した．センサと各ハードウェアのアセンブルを行い．リアルタイム血栓モニタリングのためのPST法を用いたシステムを構築した．実施項目1-③画像再構成アルゴリズム精度の向上 PST法を用いた実験に先駆け，接触タイプのセンサを用いて緩和周波数の変化とフィブリノーゲン量の関係を調査した．実施項目1-④静的条件における実験 静止状態の動物新鮮血を用いて、1-①，1-②で開発したモニタリング・システムの精度の検証実験を行った．具体的には，血栓形成過程の血液キャパシタンスの時間変化と，ヘマトクリット値の変化に対するキャパシタンス変化を計測した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
フェーズ1「微小血栓3Dモニタリング法の構築」において，非接触で，高速スイッチングが可能なシステムを構築できた．
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| Strategy for Future Research Activity |
H29年度はフェーズ2「微小血栓モニタリング実験・検証」，フェーズ3「シミュレーション解析と急性動物実験」について研究を進める．具体的な計画は以下の通りである．
2-①血栓生成ユニットの製作と血栓生成実験 微小血栓の大きさ・量をトロンビン量と誘電泳動力により制御可能な血栓生成ユニットを製作し，ACT値，ヘマトクリット値，および凝固因子濃度などを変えて微小血栓を生成する．その微小血栓は顕微鏡にて定量化する．2-②高速アルゴリズムの開発 緩和周波数は，いくつか検体により，バンドをもつ可能性がある．そこで、緩和周波数の周辺のいくつかの印加周波数を用いて，高速で最適周波数を探索するアルゴリズムの開発を行う．2-③血液循環流路における血流場実験 血液ポンプを有する血液循環流路(を構築し，フェーズ1で開発したモニタリング・システムと，2-①の血栓生成ユニットを実装する．流量や供給量を変化させて，微小血栓の大きさや分布を3Dモニタリングし，微小血栓の通過時間(横軸)，大きさ(奥行き軸)、および、量(個数)(縦軸)をデータベース化する．2-④光散乱法による実験と比較光散乱法により，2-③の条件において実験を行い，データベース化する．この光散乱法で得られた結果と，2-③のPST法で得られた結果とを比較検討し，PST法の精度を検証する．
3-①微小血栓混相流シミュレーションのモデリング 特に壁近傍と力学的平衡断面位置付近の固液界面における細胞構造力学，界面流体力学，界面生化学，細胞配向特性，および空間的移動特性を考慮してシミュレーション・モデルを構築する．
3-②微小血栓混相流シミュレーション 3-①に対して，流体・構造連成シミュレーションを行い，微小血栓の流動特性(大きさ，位置，速度，および，擾乱の関係)を明らかにする．
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