2020 Fiscal Year Research-status Report

腎杯内尿流シミュレーションによる結石形成のリスク分類法と予防法の開発

Research Project

Project/Area Number	19K09718
Research Institution	Yokohama City University
Principal Investigator	松崎純一横浜市立大学, 医学研究科, 客員准教授 (80817370)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	福田紘大東海大学, 工学部, 准教授 (60401684) 高橋俊東海大学, 工学部, 准教授 (60553930) 古目谷暢横浜市立大学, 医学研究科, 客員研究員 (60721082) 矢尾正祐横浜市立大学, 医学研究科, 教授 (00260787)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	尿路結石症 / 流体シミュレーション / 予防医学 / 自然排石治療 / 健康増進 / 医療経済
Outline of Annual Research Achievements	本研究は結石形成を阻害するのではなく、臨床症状を呈しない微小サイズのうちに結石を排出し臨床レベルの結石形成を予防することを目指す。患者CTデータをもとに腎杯・腎盂内における尿流をシミュレーションし、各腎杯から微小結石を排出するための流速（排石流速）を算出する。そして①排石流速が高いほど結石が残りやすいことに基づき腎結石形成リスク分類法を、飲水負荷により排石流速以上の尿を産生すれば排石できることから結石予防法を考案する。また、②CT画像の腎盂・腎杯の形態情報のみで排石流速を推定することで、シミュレーションが不要でより簡便な腎結石形成リスク分類法と予防法の開発を目指す。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason ①尿流シミュレーションに基づく腎結石形成リスク分類法と予防法の考案安静時の微小サイズの腎結石の腎杯、腎盂内での挙動を予測するシミュレーションを開発したが、本年度は患者が運動している条件を再現したシミュレーションでも3次元模型の中での結石挙動と同等の結果が得られ、シミュレーションが安静時、運動時ともに有用であることを確認した。 ②腎結石形成リスク分類法と予防法の簡便化昨年度に引き続き、計算コストを軽減したシミュレーションへの改良を続け、安静時、運動時ともに微小結石の挙動を予測できるシミュレーションを開発した。
Strategy for Future Research Activity	①尿流シミュレーションに基づく腎結石形成リスク分類法と予防法の考案姿勢や運動が結石挙動に及ぼす効果を検討してきたが、歩行や体操などの複雑な運動が結石の挙動に及ぼす効果は十分に検証できていないため今後実施していく。また、数mm以上の結石においては重力や運動の影響が大きいことが示唆されているが、砂状結石を含む直径マイクロメートルオーダーの微小腎結石の挙動に対する効果は分かっていないため、こちらの解析も進めていく。 ②腎結石形成リスク分類法と予防法の簡便化今後は複数の患者の実データを用いた検証を実施していく。
Causes of Carryover	本年度に研究成果を海外学会で発表、論文投稿する予定であったが、COVID19により研究を一時的に中断したり、海外渡航が困難であったりしたため、これらが当初予定よりも遅れてしまった。今後、論文投稿、校正費、学会発表費用として使用する予定である。