2020 Fiscal Year Research-status Report
複雑閉鎖空間中の爆風による生体内衝撃波伝播防止のための衝撃波工学・医学的検討
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20K21640
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
中川 敦寛 東北大学, 大学病院, 特任教授 (10447162)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大沢 伸一郎 東北大学, 大学病院, 助教 (00813693)
大谷 清伸 東北大学, 流体科学研究所, 特任准教授 (80536748)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 衝撃波 / 爆傷 / 外傷性脳損傷 / 脳神経外科 / 災害医療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
爆風脳損傷は、衝撃波を先行、かつ主成分とする爆風による脳損傷で、目に見えない外力によるため、機序、予防については解明されていない点が多い。東北大学衝撃波学際研究拠点は1970年以降世界的に拠点として衝撃波の医療応用はもちろん、さまざまな領域で衝撃波の学際研究を推進してきた。
本研究の目的は、第一に閉鎖空間内で爆風損傷の先行、かつ主要成分を占める衝撃波の体内伝播動態を明らかにすること、第二に衝撃波による外傷性脳損傷を防止する技術開発に向け基礎的知見を得ることである。具体的には閉鎖空間内の反射・干渉により生体内に伝播する衝撃波を空間構造と材質で損傷閾値以下に減衰することに関して非臨床（動物実験）概念実証を確立する。
本研究では、将来的な社会実装を見据え、個別防御から素材、形状を駆使することにより集団防御へと発想の転換をしたところに学術的な方向性の転換をもたらすものであり、衝撃波工学の観点から模擬モデル実験を実施した上で動物実験を行うことで、有事対応を踏まえたインフラ設計、リスク管理と機器開発を含めた産業化、航空宇宙産業の安全推進を含めた波及も得られる基礎的知見の獲得を念頭に実施する。
1年目（令和2年度）は、東北大学流体科学研究所で、模擬モデル実験として、単純閉鎖空間内の衝撃波伝播動態解析（高速度画像装置を用いた可視化、圧測定）および理論解析を実施し、円筒内形状の異なる閉鎖空間内発生水週衝撃波の挙動、また、多層網状媒体との干渉による衝撃波減衰効果に関してデータの蓄積が得られた。
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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
東北大学流体科学研究所で、模擬モデル実験として、単純閉鎖空間内の衝撃波伝播動態解析（高速度画像装置を用いた可視化、圧測定）および理論解析について計画書内容を順調に実施することができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
2年目（令和3年度）には、模擬モデル実験としては、単純閉鎖空間内で発生する衝撃波による生体内伝播衝撃波の減弱効果を材質、壁面計状の変化による効果を可視化、圧測定および理論解析で行うとともに、複雑閉鎖空間内の衝撃波伝播動態・模擬生体内衝撃波伝播動態解析（可視化、圧測定）および理論解析を行う。いずれも、東北大学流体科学研究所において、研究分担者の大谷清伸が中心となり実施する。また、非臨床試験では、単純閉鎖空間内で発生する衝撃波によるラット頭蓋内伝播衝撃波の減衰効果を材質、壁面計状変化による効果を、東北大学医学部動物実験施設で、研究分担者の大沢伸一郎と研究代表者の中川敦寛が中心となり、実施する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染拡大に伴い、計画していた渡航予定先の研究協力者より研究打ち合わせおよび視察を延期する旨連絡があったため、今年度予定していた渡航を次年度に見送る必要が生じた。
また国内の学会参加に伴う旅費に関しても、殆どオンライン学会となり計上していた旅費の執行について執行無しとなったため。
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