2016 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of urethral function through hydrodynamic computation of urine flow focused on focal therapy for voiding dysfunction.
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26462435
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
五十嵐 辰男 千葉大学, フロンティア医工学センター, 教授 (70302544)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坪田 健一 千葉大学, 大学院工学研究科, 教授 (10344045)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 排尿障害 / 流体エネルギー / 尿道ファントーム / 仮想内視鏡 / 立体画像再構築 / 管腔臓器 / 下部尿路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
排尿障害に対する薬物治療を行った既知の前立腺肥大症患者の尿道内視鏡ビデオから作成したパノラマ画像にAffine-SIFTを用いた看板領域抽出を行い、治療前後の対応点を抽出・比較することで、尿道の変形と排尿状態改善の関連性を検討した。その結果、内視鏡映像から構築した仮想尿道の形状は、排尿状態を反映することを確認した。次いで排尿障害責任部位が同定された場合、治療部位としての妥当性を検討した。CADで膀胱頸部硬化症・前立腺肥大症モデルを作成し、排尿状態を改善しうる部位の検討を行った結果、尿流を改善するための至適部位は、前立腺部尿道の近位側1/3 までであることが判明した。さらに連成解析を進めるために、PVA・二酸化珪素・ソルビン酸カリウムを用いて尿道の立体可変形モデルを作成し、これをゼラチン・ソルビン酸カリウムで作成した前立腺組織のファントームに埋め込んだ。生理食塩水をリニアモーターで尿道モデル内に押し出し、これを模擬的な膀胱排尿筋活動とした。尿道内加圧時の尿道壁の変形をエコーで記録し、このデータから排尿全期間の尿道変形モデルをCAD上で再現し、正常尿道モデルと膀胱頸部硬化症モデルで比較を行った。その結果前立腺部尿道近位部の変形が前立腺部尿道内での流体エネルギー損失に影響を与えることを確認した。さらに興味深いことに、膀胱頸部硬化症モデルでは、排尿終末時に括約筋部付近の尿道径の急速な縮小が観察された。この部位に排尿反射を継続させる伸展刺激受容体を仮定すると、排尿障害における残尿発生機構として説明がつくと思われた。内視鏡映像から正確に仮想内視鏡画像を作るために、内視鏡先端に磁気センサーを装着し、内視鏡先端位置座標と画像構築をリンクさせたシステムを構築した。以上より、内視鏡映像から検出した排尿障害責任部位の妥当性を検証し、リアルタイムに正確な仮想尿道を描出するシステムの構築が行われた。
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