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2011 Fiscal Year Annual Research Report

超音波・MRI血流可視化に基づく新たな心負荷推定法の確立と高齢者心疾患への適用

Research Project

Project/Area Number 23890259
Research InstitutionKitasato University

Principal Investigator

板谷 慶一  北里大学, 医学部, 准教授 (70458777)

Keywords可視化血流 / 心機能 / 心臓弁膜症 / 心臓超音波 / 心臓MRI
Research Abstract

超音波VFMに関してソフトウェアを作成し、流体シミュレーションCFDと比較検証を行った。渦流が強制的に発生される単純なパイプ管モデルをもとに渦流でのベクトルの精度評価を行った。様々なsmoothingアルゴリズムの中から最適なものを選択し、ベクトル再現方法を確立した。この手法は特許申請に至り、国際学会で発表した。
一方で、可視化された血流からエネルギー損失を計測する方法を超音波VFMで確立した。この手法をもとに健常人での一心拍の心室内血流のエネルギー変化を調べ、渦流がもたらすエネルギーの損失について検討を加えた。他にも渦度や壁ずり応力などの結構力学的な指標の算出に成功し、これらの指標の精度検証も行った。健常人での大動脈壁のずり応力を計測した。この手法は特許申請に至り、国際学会で報告後論文化された。
一方で心臓MRIに関してはボランティア症例の大動脈データをもとに可視化血流とCFDとの比較検証実験を行った。CFDモデルを作成する際に末梢動脈からの反射波をもとに境界条件を作成する本手法は、CFDモデル化のみでも報告に値するものとなり、数値流体力学の全国学会で報告を行い、論文発表した。さらに大動脈内乱流で大動脈血流をCFD上で再現したものを心臓MRIと比較検討し、MRIでの心臓内血流の可視化方法の基礎を確立した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

超音波血流可視化ソフトウェアの作成はおおむね順調に経過した。

Strategy for Future Research Activity

心臓MRIでの血流解析システムの構築と多数の臨床例の解析

  • Research Products

    (14 results)

All 2012 2011

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 5 results) Patent(Industrial Property Rights) (4 results) (of which Overseas: 2 results)

  • [Journal Article] Influence of surgical arch reconstruction methods on single ventricle workload in the Norwood procedure.2012

    • Author(s)
      Itatani K, Miyaji K, Qian Y, Liu JL, Miyakoshi T, Murakami A, Ono M, Umezu M.
    • Journal Title

      J Thorac Cardiovasc Surg.

      Volume: 144 Pages: 130-138

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 先天性大動脈疾患の血流シミュレーションにおける境界条件と乱流モデルの検討2011

    • Author(s)
      宮崎翔平, 板谷慶一, 劉 金龍, 銭 逸, 宮地 鑑, 横田 元, 小野 稔, 梅津光生
    • Journal Title

      日本流体力学会数値流体シンポジウムプロシーディング

      Volume: 1 Pages: 1-10

  • [Journal Article] An approach of computational hemodynamics for cardiovascular flow simulation.2011

    • Author(s)
      Liu JL, Qian Y, Itatani K, Miyakoshi T, Murakami A, Ono M, Shiurba R, Miyaji K, Umezu M
    • Journal Title

      AJK2011

      Volume: 03057 Pages: 1449-1456.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Image-based computational hemodynamics of distal aortic arch recoarctation following the Norwood procedure.2011

    • Author(s)
      Liu JL, Qian Y, Itatani K, Murakami A, Shiurba R, Miyakoshi T, Miyaji K, Umezu M
    • Journal Title

      BMEI

      Volume: 1 Pages: 318-23

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The effectiveness of high-flow regional cerebral perfusion in Norwood stage I palliation.:2011

    • Author(s)
      Miyaji K, Miyamoto T, Kohira S, Yoshii T, Itatani KI, Inoue N.
    • Journal Title

      Eur J Cardiothorac Surg.

      Volume: 0 Pages: 1215-20

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 左冠動脈多枝病変における血流動態からみた至適なバイパスグラフトデザイン2012

    • Author(s)
      小山紗千, 板谷慶一, 山本匡, 宮崎翔平, 小川大輔, 朴栄光, 小野稔, 梅津光生
    • Organizer
      第17回日本冠動脈外科学会学術大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20120712-20120713
    • Invited
  • [Presentation] 心臓血管内血流をベクトルで求める方法について2012

    • Author(s)
      板谷慶一
    • Organizer
      第76回日本循環器学会学術集会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20120315-20120317
    • Invited
  • [Presentation] 血行動態から見た多枝病変における至適冠動脈バイパスグラフ トデザイン2012

    • Author(s)
      小山紗千, 板谷慶一, 山本匡, 宮崎翔平, 小川大輔, 朴栄光, 小野稔, 梅津光生.
    • Organizer
      第65回日本胸部外科学会総会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20120315-20120317
    • Invited
  • [Presentation] Quantative evaluation of the hemodynamics in Fontan circulation2012

    • Author(s)
      本田 崇, 板谷慶一, 木村純人, 中畑弥生, 宮地 鑑, 石井正浩
    • Organizer
      第76回日本循環器学会学術集会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20120315-20120317
    • Invited
  • [Presentation] 先天性大動脈疾患の血流シミュレーションにおける反射波応答を加味した境界条件の検討2012

    • Author(s)
      宮崎翔平, 板谷慶一, 劉 金龍, 銭 逸, 宮地 鑑, 横田 元, 小野稔, 梅津光生
    • Organizer
      日本機械学会 バイオエンジニアリング講演会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      20120107-20120108
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 血流可視化診断装置2012

    • Inventor(s)
      板谷慶一 小野稔
    • Industrial Property Rights Holder
      板谷慶一 小野稔
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2012/063484
    • Filing Date
      2012-05-25
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 流体流速検出装置及びプログラム2012

    • Inventor(s)
      板谷慶一 小野稔 岡田孝
    • Industrial Property Rights Holder
      板谷慶一 小野稔 岡田孝
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2012-060973
    • Filing Date
      2012-03-16
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 流体流速検出装置2012

    • Inventor(s)
      板谷慶一 小野稔 岡田孝
    • Industrial Property Rights Holder
      板谷慶一 小野稔 岡田孝
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2012/076810
    • Filing Date
      2012-10-17
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 血流可視化診断装置及びプログラム2011

    • Inventor(s)
      板谷慶一 小野稔
    • Industrial Property Rights Holder
      板谷慶一 小野稔
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2011-258191
    • Filing Date
      2011-11-25

URL: 

Published: 2014-07-24  

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