| 研究課題/領域番号 |
18K11330
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60090:高性能計算関連
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| 研究機関 | 東京都市大学 |
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研究代表者 |
向井 信彦 東京都市大学, 情報工学部, 教授 (20350233)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 可視化 / グラフィクス / シミュレーション / 医療応用 / 物理シミュレーション / コンピュータグラフィックス / 医工学 / 粒子法 / 医用工学 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では左心室から大動脈への血流の可視化と血流に伴う圧力変化の粒子法によるシミュレーションを行った。左心室や大動脈は弾性体、血液は流体であるため、コーシーの運動方程式を基にして、弾性体用のコーシー・ナビエと流体用のナビエ・ストークスの方程式を導出した。また、X線CT画像を基に計算リソースを考慮しながら粒子モデルを作成した。シミュレーションを行ったところ、僧帽弁口から左心室に血液が流入した後、左心室の収縮が始まって左心室内圧力が大動脈内圧力よりも高くなると、大動脈弁が開口して血液が左心室から大動脈へ流れる様子を可視化することができ、また、このときの圧力変化を調べると文献とほぼ一致した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
先行研究では大動脈の円筒モデルを用いていたり、実データを基にしても左心室のみのモデルであったりしていたのに対し、本研究では実データを基にして左心室と大動脈の粒子モデルを構築し、粒子法を用いたシミュレーションを行った。また、従来では左心室から大動脈への血流を流線で表示していたのに対し、本研究では粒子を用いて血液の流れを可視化すると共に、粒子の圧力を色スケールに従って表示することで血液の流れを詳細に可視化できたことは学術的意義が高い。さらに、シミュレーション結果の圧力変化が文献とほぼ一致したことにより、今後の術前シミューションに本研究の成果を活用する見込みが立ったことは社会的意義も大きい。
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