硝子体手術下の眼球内水流動による網膜変性機序の解明と新手術法の提案

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25289026
• Research Institution: Meiji University
• Principal Investigator: 榊原 潤 明治大学, 理工学部, 准教授 (10292533)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加治 優一 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (50361332) ; 大鹿 哲郎 筑波大学, 医学医療系, 教授 (90194133)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 硝子体手術 / ガスタンポナーデ / 壁面せん断応力 / スロッシング / PIV

Outline of Annual Research Achievements

当該年度は，硝子体腔に空気を注入するガスタンポナーデ施術後の硝子体腔内液面揺れ（スロッシング）に伴う網膜上せん断応力の測定を実施した．実際の眼球の4倍大眼球モデル（内径100mm，球形）を，単軸ロボットのスライダ上に固定し，その一次元的な位置，速度，加速度をパソコンから任意に設定できるシステムを構築した．実際の眼球がストローク0.1m，最大速度1m/sで直線運動することを眼球模型で模擬するために，レイノルズ数およびフルード数を一致させるべく，眼球モデルにグリセリン水溶液と空気を満たした上で，ストローク0.4ｍ，最大速度2m/sにて直線運動させた． グリセリン水溶液の充填率を20%~80%まで10%刻みで変化させ，眼球模型の子午線面における速度分布をPIVで計測した．眼球モデルの加速度がゼロに近いとき，眼球モデル内の流体速度が低くなり流動が概ね止まった．一方，加速度が大きいときには眼球モデル内の流体速度は高く，特に気液界面近傍における高速な流動が観察された．壁面近傍の詳細な速度場測定を行い，壁面せん断応力を測定した．さらに，相似則に基いて実際の眼球におけるせん断応力を推定した．

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の予定どおりに眼球モデルに加速度を加えるシステムを構築し，気液界面を有する眼球モデル内部流動およびせん断応力の測定を実施した．

Strategy for Future Research Activity

速度分布およびせん断応力の測定は眼球モデル内の子午線面に限られていたが，速度の３次元計測を実施することにより，ガスタンポナーデ時における三次元速度分布およびせん断応力の２次元分布の測定を実施する．

Causes of Carryover

眼球モデルを直線運動させるための単軸ロボットの制御用付帯装置およびソフトウエアを自作したことで，システム構築のための支出が想定よりも抑えられたため．

Expenditure Plan for Carryover Budget

当初予算で購入予定であった高解像度カメラに加えて，次年度使用額によりカメラの付帯装置であるシャインフラグアダプタを購入することで，画質の向上を図る．