2023 Fiscal Year Research-status Report
結石軌道シミュレーションを用いた新規結石形成リスク分類法・予防法の実現
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23K08741
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
松崎 純一 横浜市立大学, 医学研究科, 客員准教授 (80817370)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 啓志 東海大学, マイクロ・ナノ研究開発センター, 教授 (40533625)
福田 紘大 東海大学, 工学部, 教授 (60401684)
古目谷 暢 横浜市立大学, 医学部, 助教 (60721082)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 尿路結石症 / 予防医学 / デジタルセラピー / 結石軌道シミュレーション / 尿流シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
尿路結石症の生涯罹患率は男性で15.1％、女性で6.8％と高く、従来の予防法では5年再発率が50％と十分な効果が得られない。本研究では、腎杯腎盂内の結石の動きに影響する姿勢（重力）、運動（加速度）、摩擦、反発、尿流速といった力学的パラメーターを組み込んだシミュレーションを作成し、結石がどのように移動するのかを予測する。そして、患者データを用いた腎臓モデルでの検証により産業界と同様に実用レベルまでシミュレーションの精度を高める。これによって患者毎、腎杯毎に排石に必要な条件を算出し、排石条件の日常生活での再現しやすさに基づく結石形成リスク分類法、排石条件の指導による結石形成予防法の実現を目指す。
結石軌道シミュレーションについては、姿勢（重力）、運動（加速度）、摩擦、反発に対応した結石軌道解析プログラムを開発した。姿勢は仰臥位、腹臥位、立位、左右側臥位、倒立を、運動は前後運動、上下運動、仰臥位からの起き上がりなどの円運動といった基本動作を組み込んでいる。また、シミュレーションの精度を検証するために、各種姿勢、3次元軸に沿った平行移動や軸に沿った回転運動といった単純な運動を再現するための運動装置を開発した。患者データから作製した腎臓模型の中に結石球を配置してこの運動装置で運動を再現しつつ結石軌道を観測することで、観測結果を用いたシミュレーションの精度検証を実現した。以上により結石軌道解析プログラムを改良し、精度を向上させた。
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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
①結石軌道シミュレーションの開発
姿勢（重力）、運動（加速度）、摩擦、反発に対応した結石軌道解析プログラムを開発した。姿勢は仰臥位、腹臥位、立位、左右側臥位、倒立を、運動は前後運動、上下運動、仰臥位からの起き上がりなどの円運動といった基本動作を組み込んだ。
各種姿勢、3次元軸に沿った平行移動や軸に沿った回転運動といった単純な運動に対応した観察装置を作製し、模型の中での結石軌道を観測し、観測結果を用いた精度検証により結石軌道解析プログラムを改良し精度を向上させた。
②結石軌道シミュレーションの臨床的妥当性の検証
微小腎結石患者データを収集した。
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| Strategy for Future Research Activity |
①結石軌道シミュレーションの開発
基本動作を複合した歩行、走行、階段昇降、跳躍といった日常生活動作、寝返りなど入眠時の動きをプログラムに組み込む。それらの動作に対応した観測装置を作製する。
②結石軌道シミュレーションの臨床的妥当性の検証
収集した患者データを用いて、シミュレーションが排石の有無を予測できるか検証する。
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| Causes of Carryover |
国際学会での発表、論文投稿などの費用を想定していたが、想定とは異なり次年度にずれ込んだため、次年度に使用する予定である。
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[Presentation] The development of the novel simulation system that calculates the trajectories of 10000 stones in a short time2023
Author(s)
Mitsuru Komeya, Shotaro Nara, Ho Jin Young, Yuuki Kamei, Takayuki Nagata, Shun Takahashi, Hizuru Uchida, Hiroshi Kimura, Kota Fukuda, Junichi Matsuzaki, Kazuhide Makiyama
Organizer
38th Annual European Association of Urology Congress
Int'l Joint Research
