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3Dプリンタを用いた肺動脈形態の解析と肺動脈形成法の検討

研究課題

研究課題/領域番号 19K18186
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分55030:心臓血管外科学関連
研究機関九州大学

研究代表者

藤田 智  九州大学, 大学病院, 助教 (80621383)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード肺動脈狭窄 / 3Dプリンター / 肺動脈狭窄症 / 肺動脈形成術 / 肺動脈狭窄モデル / 肺動脈形成法 / 血流速度ベクトル表示 / 3Dプリンタ / Vector Flow Mapping
研究開始時の研究の概要

本研究は3Dプリンタで肺動脈狭窄モデルを作成し、最近開発された血流速度ベクトル表示という技術を使用して肺動脈形成術の問題点や理想的な肺動脈形成の形態や人工血管のサイズを検討することである。血流速度ベクトル表示はエコーを使用して血流に関する様々なデータの可視化や測定を行うものである。エコーを使用しており、簡便で非常に低侵襲であることから治療の協力が得難く評価方法が限られる新生児科や小児科を中心に広く普及されることが予想される。
1-2年目は同意を取得出来た患者のCT情報から肺動脈狭窄症モデルを作成し、実験とデータの取得を行う。3年目はデータ解析および学会への発表や論文の作成を行う予定である。

研究成果の概要

先天性心疾患領域での肺動脈狭窄に対しては、従来よりNakata indexを指標にした肺動脈修復術が行われてきたが、術後に肺動脈狭窄が問題となることがあり、新たな指標が求められている。3Dプリンターを使用して作成した肺動脈狭窄の体外循環モデルに対してエコー評価を行い、得られた情報を解析することで、新たな治療指標の検討を試みた。
3Dモデルを閉鎖回路へ接続し、エコー検査でエネルギー損失等のパラメタを測定する方針としたが、血流評価可能な臨床に即した還流圧下においても回路血液の漏出を生じさせることなく評価が可能な3Dモデルの素材がなく、想定していたエコーでの再現性のある評価が困難だった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々は、患者データから3Dプリンターを使用して肺動脈狭窄モデルを作成し、実際に肺動脈形成や人工血管置換を行い、それらのエコー評価により得られた情報を解析することで、新たな治療指標を検討するという着想を得た。エコー評価で得られたエネルギー損失等のパラメタを人工血管置換術後と形成術後のそれとを比較することで、適切な術式の検討にも結びつくものになると考えた。本研究で得られた指標を用いて実際に患者に対してエコー評価を行うことで、術前の至適な修復形態や術式の検討が可能となることに加え、術直後の評価も早期にかつ、低侵襲に行うことが可能となる。これによりテーラーメード治療の実現に近づくと考えた。

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

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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