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経鼻呼出療法のComputer-Aided Medicationに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K06098
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関岐阜工業高等専門学校

研究代表者

山本 高久  岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (10345960)

研究協力者 小林 良樹  関西医科大学
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード数値流体力学 / バイオ流体力学 / 経鼻呼出療法 / エアロゾル / 数値流体力学解析 / 医療画像処理 / 好酸球性副鼻腔炎 / ドラッグデリバリー / シミュレーション工学 / 熱工学 / 医療・福祉
研究成果の概要

難病指定を受けている好酸球性副鼻腔炎の有効な治療法に,薬エアロゾルを吸入し経鼻呼出する経鼻呼出療法が注目を集めている。本治療の有効性は確認されているが,経鼻呼出時の薬エアロゾルの輸送・沈着メカニズムは未解明である。他方,経鼻呼出条件(呼出時間,呼出流量)により,治療効果の発現に差が生じることが明らかになりつつあり,患者個々に適した呼出条件が存在すると考えられている。本研究では,(1) 二相流乱流CFD解析,(2) 経鼻呼出流れ場のPIV計測,により鼻腔-咽頭領域の薬エアロゾルの輸送特性を明らかにした。その上で個々の患者に最適な経鼻呼出条件を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

経鼻呼出療法は好酸球性副鼻腔炎に有効であるものの,人為的な呼出により薬剤を病巣に輸送するため,治療効果発現に個人差が現れやすい。本研究では工学的な見地から呼出条件と薬剤の輸送特性との相関を明らかにした。その結果,経鼻呼出時の薬エアロゾルの輸送・沈着メカニズムを明らかにするとともに,個々の患者にとって治療効果発現が顕著となると考えられる呼出条件を明らかにした。本研究にて確立した解析手法,評価手法(本研究ではこれらをComputer-Aided Medicationと呼ぶ)を用いることにより,経鼻呼出療法における個々の患者に対応したテーラーメイド治療の展開が可能となると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 9件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Numerical evaluation of aerosol exhalation through nose treatment2019

    • 著者名/発表者名
      H. Calmet, T. Yamamoto et al.
    • 雑誌名

      Journal of Aerosol Science

      巻: 128 ページ: 1-13

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Influence of the location of nasal polyps on olfactory airflow and olfaction2018

    • 著者名/発表者名
      Nishijima Hironobu、Kondo Kenji、Yamamoto Takahisa、Nomura Tsutomu、Kikuta Shu、Shimizu Yuya、Mizushima Yu、Yamasoba Tatsuya
    • 雑誌名

      International Forum of Allergy & Rhinology

      巻: 1 号: 6 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1002/alr.22089

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Replacement of SFC-DPI with SFC-MDI exhaled through the nose improves eosinophilic chronic rhinosinusitis in patients with bronchial asthma2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Kobayashi; Mikiya Asako; Takahisa Yamamoto; Hirotaka Yasuba; Koichi Tomoda; Akira Kanda
    • 雑誌名

      International journal of clinical pharmacology and therapeutics

      巻: 55 号: 01 ページ: 89-94

    • DOI

      10.5414/cp202633

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flow visualization for Nasal Cavity Flow in Aerosol Exhalation Through Nose Treatment2016

    • 著者名/発表者名
      Takahisa Yamamoto, Yoshiki Kobayashi, Shunpei Shikano, Masahiro Takeyama, Mikiya Asako, Koichi Tomoda
    • 雑誌名

      Proceedings of the 17th International Conference on Biomedical Engineering

      巻: 1 ページ: 53-57

    • DOI

      10.1007/978-981-10-4220-1_11

    • ISBN
      9789811042195, 9789811042201
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Computational Fluid Dynamics Analysis for Intranasal Aerosol Deposition Using Patient-Specific Data2019

    • 著者名/発表者名
      S. Fujino, T. Yamamoto, Y Kobayashi et al.
    • 学会等名
      Environmental Sustainability, Disaster Prevention and Reduction, and Engineering Education (ESDPR&EE)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Computational Fluid Dynamics Based on Deep Learning2019

    • 著者名/発表者名
      H. Ichihashi, T. Yamamoto
    • 学会等名
      Environmental Sustainability, Disaster Prevention and Reduction, and Engineering Education (ESDPR&EE)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Aerosol Deposition Characteristics During Exhalation Through the Nose Treatment: Relationship between Impact Parameter and Deposition Ratio2018

    • 著者名/発表者名
      S. Fujino, T. Yamamoto, Y. Kobayashi et al.
    • 学会等名
      TSME Int. Conf. Mechanical Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Evaluation of Exhalation Through the Nose Treatment for Eosinophilic Chronic Rhinosinusitis Using Computational Fluid Dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto, Y. Kobayashi et al.
    • 学会等名
      2nd Edition of Global Conference on Pharmaceutics and Drug Delivery Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 鼻咽頭領域におけるエアロゾル粒子の沈着特性に関する一考察2017

    • 著者名/発表者名
      武山真大, 山本高久, 小林良樹, 朝子幹也, 友田幸一
    • 学会等名
      日本機械学会第29回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      ウインク愛知(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Aerosol Transport Characteristics During Exhalation Period2017

    • 著者名/発表者名
      Takahisa Yamamoto, Yoshiki Kobayashi, Tsuyoshi Yamamoto
    • 学会等名
      10th World Congress in Chemical Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Aerosol Transport Phenomena During Exhalation Through the Nose Treatment2017

    • 著者名/発表者名
      Takahisa Yamamoto
    • 学会等名
      International Medical Device & Technology Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Transport Phenomena Inside Human Body2017

    • 著者名/発表者名
      Takahisa Yamamoto
    • 学会等名
      5th International Conference of Instrumentation, Communication, Information Technology, and Biomedical Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Computer Fluid Dynamics Analysis for Aerosol Transport Phenomena During Exhalation Through Nose2016

    • 著者名/発表者名
      Takahisa Yamamoto, Yoshiki Kobayashi, Shunpei Shikano, Masahiro Takeyama, Mikiya Asako, Hideki Yanada
    • 学会等名
      The 7th TSME International Conference on Mechanical Engineering
    • 発表場所
      Chang Mai (Thailand)
    • 年月日
      2016-12-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flow visualization for Nasal Cavity Flow in Aerosol Exhalation Through Nose Treatment2016

    • 著者名/発表者名
      Takahisa Yamamoto, Yoshiki Kobayashi, Shunpei Shikano, Masahiro Takeyama, Mikiya Asako, Koichi Tomoda
    • 学会等名
      the 17th International Conference on Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Singapore (Singapore)
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2023-03-16  

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