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2014 Fiscal Year Annual Research Report

超音波計測融合シミュレーションによる血管分岐部流動の時空間変動特性解析

Research Project

Project/Area Number 24360064
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

早瀬 敏幸  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30135313)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西條 芳文  東北大学, 医工学研究科, 教授 (00292277)
大林 茂  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80183028)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywordsバイオ流体力学 / 計測融合シミュレーション / 超音波計測 / 血流動態 / 脈波
Outline of Annual Research Achievements

動脈硬化や動脈瘤などの血管病変の発症や進展と血流の流体力学的作用が強い関連をもつことが古くから指摘されているが、血管疾患を支配する流体力学的パラメータは未だ十分に理解されていない。本研究は、血管疾患の好発部位である頸動脈分岐部を対象として、これまで計測例のない血管壁のせん断応力と圧力の時空間変動特性を、超音波計測融合シミュレーションにより明らかにし、さらに、これらの時空間変動特性と血管疾患との関係や、血流場の非定常特性における脈波の進行波と後退波の寄与を明らかにすることにより、血管疾患に対する流体力学的寄与の正確な理解に基づく診断法の確立に貢献することを目的とする。
平成26年度は、これまで詳細が不明であった生体内の血流場の非定常特性における脈波の進行波と後退波の寄与を調べた。前年度までに開発した光電脈波計測と超音波計測融合シミュレーションによる血圧と血流の同時解析システムにより、健常ボランティアの頸動脈部の解析を行い、脈波の進行波と後退波を分離可能なパラメータであるWave Intensity (WI)により、頸動脈内のせん断応力の時間変化と波動の関係性を明らかにした。これらの知見を基に、血管疾患に対する流体力学的寄与の正確な理解に基づく診断法について知見が得られた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (12 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (9 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Blood flow analysis in carotid artery bifurcation by two-dimensional ultrasonic-measurement-integrated simulation2014

    • Author(s)
      Hiroko Kadowaki, Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto, Shusaku Sone, Tadashi Shimazaki, Takao Jibiki, Koji Miyama
    • Journal Title

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      Volume: 9 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1299/jbse.14-00266

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Development and feasibility study of a two-dimensional ultrasonic-measurement-integrated blood flow analysis system for hemodynamics in carotid arteries2014

    • Author(s)
      Takaumi Kato, Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Shusaku Sone, Hiroko Kadowaki, Tadashi Shimazaki, Takao Jibiki, Koji Miyama, Lei Liu
    • Journal Title

      Medical & Biological Engineering & Computing

      Volume: 52 Pages: 933-943

    • DOI

      10.1007/s11517-014-1193-3

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 超音波計測と計測融合シミュレーションによる血圧場と血流場の同時解析システム2015

    • Author(s)
      曾根周作,早瀬敏幸,船本健一,白井敦
    • Organizer
      日本機械学会第27回バイオエンジニアリング講演会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      2015-01-10
  • [Presentation] 2次元超音波計測融合シミュレーションシステムにおける解析精度の実験的検証2015

    • Author(s)
      門脇弘子,早瀬敏幸,船本健一,井上浩介,島崎正,地挽隆夫,見山広二
    • Organizer
      日本機械学会第27回バイオエンジニアリング講演会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      2015-01-09
  • [Presentation] 3次元非定常の超音波計測融合血流解析における圧力場の再現に関する検討2015

    • Author(s)
      船本 健一, 早瀬 敏幸
    • Organizer
      日本機械学会第27回バイオエンジニアリング講演会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      2015-01-09
  • [Presentation] 2次元超音波計測融合シミュレーションによる頸動脈分岐部の血流解析2014

    • Author(s)
      門脇弘子,早瀬敏幸,船本健一,曾根周作,島崎正,地挽隆夫,見山広二
    • Organizer
      計測自動制御学会東北支部50周年記念学術講演会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2014-12-11
  • [Presentation] 超音波計測融合シミュレーションにおける血流量推定手法の有効性の検証2014

    • Author(s)
      門脇弘子,早瀬敏幸,船本健一,曾根周作,島崎正,地挽隆夫,見山広二
    • Organizer
      日本流体力学会年会2014
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2014-09-17
  • [Presentation] 光電容積脈波計測と超音波計測融合シミュレーションによる頸動脈内の血圧と血流場の同時解析2014

    • Author(s)
      曾根 周作, 早瀬 敏幸, 船本 健一, 白井 敦
    • Organizer
      日本流体力学会年会2014
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2014-09-17
  • [Presentation] Simultaneous Analysis System for Blood Pressure and Flow Using Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation2014

    • Author(s)
      Shusaku Sone, Toshiyuki Hayase, Kenichi Funamoto, Atsushi Shirai
    • Organizer
      7th World Congress of Biomechanics
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      2014-07-11
  • [Presentation] 光電脈波計測と超音波計測融合解析による血圧血流同時計測システムによるWI解析2014

    • Author(s)
      曾根周作、早瀬敏幸、船本健一、白井敦
    • Organizer
      日本超音波医学会第87回学術集会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-05-09
  • [Presentation] 超音波計測融合シミュレーションにおける血流量推定精度の向上2014

    • Author(s)
      門脇弘子,早瀬敏幸,船本健一,曾根周作,島崎正,地挽隆夫,見山広二,劉磊
    • Organizer
      日本超音波医学会第87回学術集会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-05-09
  • [Remarks] http://www.ifs.tohoku.ac.jp/sme/index-j.htm

URL: 

Published: 2016-06-01  

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