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腎杯内尿流シミュレーションによる結石形成のリスク分類法と予防法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K09718
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分56030:泌尿器科学関連
研究機関横浜市立大学

研究代表者

松崎 純一  横浜市立大学, 医学研究科, 客員准教授 (80817370)

研究分担者 福田 紘大  東海大学, 工学部, 准教授 (60401684)
高橋 俊  東海大学, 工学部, 准教授 (60553930)
古目谷 暢  横浜市立大学, 医学研究科, 客員研究員 (60721082)
矢尾 正祐  横浜市立大学, 医学研究科, 客員教授 (00260787)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード尿路結石症 / 流体シュミレーション / 予防医学 / 自然排石治療 / 健康増進 / 医療経済 / 流体シミュレーション / 自然排石 / 医療経済学 / 尿路結石 / 尿流シミュレーション / 結石流動シミュレーション / 予防法 / リスク分類法
研究開始時の研究の概要

尿路結石症の患者は増加しており、生涯罹患率は男性で15.1%に達し、5年再発率は40~50%と言われる。従来の結石予防法は、24時間365日にわたり結石が形成されないように尿中環境の制御を目指すため十分な効果が得られない。そこで、本研究は結石形成を阻害するのではなく、臨床症状を呈しない微小サイズのうちに結石を排出し臨床レベルの結石形成を予防することを目指す。その際に、患者CTデータを用いて腎杯・腎盂内における尿流をシミュレーションすることで、微小結石を排石するために必要な流速を科学的に算出する。

研究成果の概要

数値流体力学を用いて腎盂、腎杯内の腎結石の軌道を予測する尿流シミュレーションを開発した。患者CTデータからつくりあげた患者腎臓模型内での結石軌道の観測データと比較した。シミュレーションのパラメータを調整し、結石軌道シミュレーションの精度を向上させた。本研究によって、尿流速と姿勢の影響を受けて腎杯・腎盂内における結石がどのような軌道を描くのかを予測できるようになった。これによって、各腎杯から微小結石を排出するための流速、姿勢の条件を患者に提示できるようになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

尿路結石症の生涯罹患率は男性で15.1%、女性で6.8%と高く、食事療法や飲水励行など結石形成を阻害する従来の予防法では5年再発率が50%と十分な効果が得られない。本研究に基づいて結石を排石するための尿流や姿勢を実行することにより、微小サイズのうちに結石を無自覚、無症状で排出することが可能になる。本研究を発展させ新規結石予防法を実現すれば、尿路結石症の罹患率、再発率の低下が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Gap between UAS and ureteroscope predicts renal stone-free rate after flexible ureteroscopy with the fragmentation technique2021

    • 著者名/発表者名
      Komeya Mitsuru、Odaka Hisakazu、Watanabe Takahiko、Kiuchi Hirokazu、Ogawa Takehiko、Yao Masahiro、Matsuzaki Junichi
    • 雑誌名

      World Journal of Urology

      巻: 39 号: 7 ページ: 2733-2739

    • DOI

      10.1007/s00345-020-03459-7

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC MODELLING OF RENAL STONES IN THE RENAL CALYX.2021

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Komeya, Shotaro Nara, Takayuki Nagata, Shun Takahashi, Hizuru Uchida, Kota Fukuda, Junichi Matsuzaki.
    • 雑誌名

      EMJ Urology

      巻: 9 ページ: 47-48

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Development and internal validation of a nomogram to predict perioperative complications after flexible ureteroscopy for renal stones in overnight ureteral catheterization cases2020

    • 著者名/発表者名
      Komeya Mitsuru、Odaka Hisakazu、Asano Jun、Asai Takuo、Saigusa Yusuke、Ogawa Takehiko、Yao Masahiro、Matsuzaki Junichi
    • 雑誌名

      World Journal of Urology

      巻: 38 号: 9 ページ: 2307-2312

    • DOI

      10.1007/s00345-019-03023-y

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minimally invasive versus standard endoscopic combined intrarenal surgery for renal stones: a retrospective pilot study analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Usui Kimitsugu、Komeya Mitsuru、Taguri Masataka、Kataoka Koshi、Asai Takuo、Ogawa Takehiko、Yao Masahiro、Matsuzaki Junichi
    • 雑誌名

      International Urology and Nephrology

      巻: 52 号: 7 ページ: 1219-1225

    • DOI

      10.1007/s11255-020-02433-x

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Computational Fluid Dynamic Modeling of renal stones in the renal calyx2021

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Komeya, Shotaro Nara, Takayuki Nagata, Shun Takahashi, Hizuru Uchida, Hiroshi Kimura, Kota Fukuda, Junichi Matsuzaki, Masahiro Yao
    • 学会等名
      第36回欧州泌尿器科学会議(EAU2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] シミュレータ、医療補助装置、情報処理装置及びコンピュータプログラム2022

    • 発明者名
      古目谷 暢 高橋 俊 福田 紘大 木村 啓志
    • 権利者名
      古目谷 暢 高橋 俊 福田 紘大 木村 啓志
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2022-036150
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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