2023 Fiscal Year Research-status Report
Construction of procedure optimization algorithm for ductus arteriosus stenting using 3D printing
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23K07215
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
藤井 隆成 昭和大学, 医学部, 教授 (60384450)
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2023-04-01 – 2028-03-31
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| Keywords | カテーテル治療 / ステント / 動脈管 / 肺動脈閉鎖 / 動脈管ステント / 血管モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在、CT、血管造影などの臨床データを用いて、シミュレーションに必要な患者データの収集を行っている。
また、動脈管ステントに必要な基礎研究として、血管モデルを用いたのシミュレーションを行う計画が追加された。これに関しては、大阪公立大学 工学研究科と共同研究をすることとした。CFDとFEMなどのデータを組み合わせて、流体と壁面の変形挙動をシミュレーションが可能になる見込み。血管に関してシミュレーションを行うためには、血流側のデータとして、流速、圧力、血管内壁との摩擦係数、粘度が、血管側のデータとしてヤング率、ポアソン比、密度などの物性のデータが必要であり、現在、それらのデータを収集している。有限要素法における大変形の問題として、血管壁面の計算領域の変形が大きすぎるためにエラーが生じていたが、CFDの解析は過去の文献から引用した境界条件を用いることで達成された。
引き続き、FEMの解析のエラー解消に取り組んでいる。その後に、CFD、EFMのカップリング計算に進む予定。
その他、ゴアテックス人工血管内へのステント留置に関してもシミュレーションを行う計画が建てられている。血管モデルを用いて、ステント留置によるゴアテックス人工血管の内腔の変形、血流の変化などのシミュレーションも行う計画である。
血管モデルが完成した後は、血管モデルを用いてステント留置後に血管がどのような形態変化を生じるかをシミュレーションを行う予定である。動脈管形態を検証し、「適正なステント留置」が達成されない場合のリスク解析を行、動脈管形態に基づいた「動脈管ステント留置術の適応」および「ステントサイズ選択基準」を作成しする。
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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
前述のとおり、動脈管ステントに必要な基礎研究として、血管モデルを用いたのシミュレーションを行う計画が追加されたが、順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、シミュレーションに必要な血管モデルの完成を目指す。前述のとおり、必要なデータ
や解決策は概ね得られており、モデルの完成は問題なく達成される見込みである。血管モデルが完成した後は、様々な形態の血管に対してステント留置後に血管がどのような形態変化を生じるかをシミュレーションを行う予定である。動脈管形態の分類、屈曲率、ステントのサイズ選択などを検証し、「適正なステント留置」が達成されない場合のリスク解析を行う。それにより、動脈管形態と屈曲率に基づいた「動脈管ステント留置術の適応」および「ステントサイズ選択基準」を作成し、実臨床に応用可能なアルゴリズムを作成する。
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| Causes of Carryover |
動脈管ステントに必要な基礎研究として、血管モデルを用いたのシミュレーションを行う計画が追加された。本計画に関しては、大阪公立大学 工学研究科と共同研究をすることとしており、現在、血管モデル作成に必要なデータの収集を行っている。血管側のデータとしてヤング率、ポアソン比、密度などの物性のデータが必要であり、現在、それらのデータを収集している。
このため、当初予定していた経費は次年度で使用することとなった。
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