ヒト排尿機能の水力学的シミュレーション

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K12790
• Research Institution: Dokkyo Medical University
• Principal Investigator: 宋 成浩 獨協医科大学, 医学部, 教授 (30206669)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中山 哲成 獨協医科大学, 医学部, 助教 (40816112)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 排尿機能 / 流体力学 / 3次元モデル

Outline of Annual Research Achievements

平成27年から平成29年に、我々が開発した排尿時のMRI撮影方法を用いて、３次元モデルを作成し、流体力学シミュレーションを行ったところ、排尿時の尿流は膀胱内で規則的な流体運動が見られることが確認された。さらに、若年者と成人、高齢者で流体運動の違いが認められることから、排尿時の尿流体運動が排尿機能を反映するものと推測された。この結果は数々の学術集会で報告され、本研究に別研究施設による追従する研究結果も報告されている。これらのことから規則的な流体運動が膀胱内、下部尿路に認められることが示唆され、尿の流体運動は排尿機能を直接的に、また間接的に反映しているものと推測される。我々は、本流体の規則的運動は、膀胱形態と膀胱収縮により発生するものと仮定している。本仮定を証明すべく膀胱の部位別の形態変化の大きさについて、まず２次元運動解析ソフトを使用して解析を実施中である。複数の解析手法から、どの方法が最も有用であるのかを確認中である。現在は膀胱重心から放射状に60°の等角度で膀胱壁から銃身を通る直線を3本を引描き、膀胱壁の交点と重心を結んだ直線長が排尿により収縮する量を測定。また、膀胱頸部ない尿道口から膀胱壁の６点を結んだ6本の直線距離の時間による変化量を解析すると、後者が排尿時の膀胱変化をより的確に表しているようであった。膀胱収縮筋の運動量の正確な測定は、膀胱のより正確な排尿シミュレーションを行う上で必要不可欠なデータと考えられる。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

運動解析ソフトウエアによる定型化した解析方法の開発と、同方法による再現性の確認に時間を要している。今後膀胱運動量のより正確で排尿機能を反映した測定方法を検討していく。

Strategy for Future Research Activity

膀胱収縮筋の運動データを解析に、２次元的な動態モデルでの水力学的特性について検討する。膀胱収縮筋の運動データを導入した４次元シミュレーションモデルの作成方法の再検討と開発。同モデルを使用した連性解析手法の開発を行う。

Causes of Carryover

海外学術集会に渡航、参加、報告を検討していたが、COVID-19の影響で学術集会がキャンセルとなったため、次年度以降での研究結果の報告、投稿費用に当てる予定である。また、追加解析手法を行うためのソフトウエア使用経費にする予定である。