| 研究課題/領域番号 |
19K20675
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分90110:生体医工学関連
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
西田 周泰 山口大学, 医学部附属病院, 助教 (90535262)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | バイオメカニクス / 有限要素法 / 医工連携 / 物性試験 / シミュレーション / 応用医工学 / 脊椎脊髄 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では個々の脊椎脊髄疾患患者に最適な治療方針決定を支援する新たなシミュレーション開発を目指す。そのためには組織の物理的特性の解明と、シミュレーションモデルの精確性と臨床例との整合性が課題となる。本研究ではヒト・動物実験から組織学的強度のデータを収集・解析し、患者自身の医用画像からの脊椎の形態や形状と組み合わせ、シミュレーションを行う。シミュレーション精緻化と計算量について人工知能を活用し高速化を図るとともに、解析結果を臨床例に対して評価する。脊椎脊髄疾患モデルと手法の確立により、脊椎脊髄疾患治療効果の向上と患者の社会生活維持に貢献できる。
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| 研究成果の概要 |
山口大学獣医学部や食肉業者の協力のもと、生体組織の速度依存性、異方性・圧迫試験を行った。本実験を基に、シミュレーションソフトに反映できる物性データを取得する技術を確立中で、シミュレーション解析の臨床への応用を検証している。同時に加齢を考慮した脊髄の物理データ解析を整形外科学大学院生に指導し、学位取得に協力した。
・シミュレーション：実臨床例のCT画像から②脊髄脊椎シミュレーション解析を行い、整形外科学大学院生2名及び岩手医科大学整形外科国内留学大学院生を指導した。研究代表者としてテルモ株式会社、株式会社タナック、マツダ株式会社、株式会社JSOLと共同研究を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
肩・膝関節など骨成分が主な組織では、動物やご遺体を使用した組織の物性実験や、シミュレーションでは人工関節、靭帯の解析など有限要素法解析の論文数は増加している。しかし、脊髄脊椎疾患では、脊髄や脊椎周囲組織の個人差を考慮した組織の物理学的強度を解明する研究や、医用画像から様々な脊椎シミュレーションシステムまで応用を目指す研究は行われておらず、学術的意義が高い。本研究は多数の脊髄脊椎症例と、ヒト・動物の組織の物性実験と医用画像データを用いたシミュレーションを組み合わせる非常にユニークな医工獣産学連携研究である。
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