2005 Fiscal Year Annual Research Report
In Vitro血流動態計測システムの開発と血管壁に作用する流体力の評価
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17360077
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
西野 耕一 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (90192690)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
礒田 治夫 浜松医科大学, 医学部, 助教授 (40223060)
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| Keywords | 流体計測 / PIV / 圧力計測 / 光ファイバ / 血流動態 / 壁面せん断応力 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、血管壁に作用する流体力(圧力と壁面せん断力)とその拍動特性を正確に評価できる血流動態計測システムを開発し、実患者のMRIデータから脳血管動脈瘤モデル製作し、それを用いた計測(即ち、In Vitro計測)を行うことによって拍動状態の模擬血流(以下、単に血流と記す)が血管壁に作用する流体力を評価することである。本年度は以下の具体的成果を得た。
(1)屈折率マッチングを実現するための作動流体(グリセリン水溶液)の物性値(密度、粘度、屈折率)を測定し、血流動態(拍動状態)の再現条件(レイノルズ数とウォマスレー数)を策定した。
(2)現有の恒温回流水槽設備ならびに拍動ポンプを補修・整備して、血流動態のIn Vitro流路を構築した。
(3)現有のシリコーンゴム製脳動脈モデルに追加工を施すことによって、光ファイバ式極細圧力センサーによる壁面圧力計測の準備を行った。
(4)血流動態計測システムとして、ステレオPIVシステムを構築し、三次元カメラ校正に基づく逆投影手法を開発することによって、動脈瘤内部の速度分布の2次元3成分計測を可能とした。
(5)拍動状態における動脈瘤内部の2次元2成分PIV計測を水平方向と垂直方向の2方向について多断面で行い、周期変動する流れ場の位相平均像を明らかにした。
(6)定常状態における動脈瘤内部のステレオPIV計測を実施し、多断面の速度3成分の様子を定量化することによって、動脈瘤内部の流動状態を明らかにした。
(7)光ファイバ式極細圧力センサーを用いて、動脈瘤内壁に作用する静圧を測定した。
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