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建築由来のアスベスト健康影響評価のためのin silicoモデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20KK0099
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分23:建築学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

伊藤 一秀  九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (20329220)

研究分担者 劉 城準  九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (30783394)
牟田 諒太  九州大学, 総合理工学研究院, 技術職員 (40852629)
研究期間 (年度) 2020-10-27 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2023年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワードアスベスト / in silico model / 計算流体力学 / 経気道曝露 / 生理的薬物動態 / 数値気道モデル / 沈着 / 経気道暴露
研究開始時の研究の概要

本研究は,建材からの飛散,浮遊,呼吸に伴う体内吸収までの一連の経気道曝露メカニズムと,発症に至る健康リスクを定量的に予測評価する数値解析モデル(in silico model)を確立し,アスベスト健康被害を最小化するための工学手法開発のための基盤技術を整備する.

研究成果の概要

本研究は,アスベストの経気道曝露と健康影響に関する医学的なin vivo,in vitro試験結果を集約して工学予測モデルに適用するための数値解析プラットフォームとなるin silico airway model)を作成し,空気中に飛散したアスベストの輸送を定量的に予測するEuler-Lagrange型の数値解析モデルを確立した.その上で,空気中での輸送から気道内での沈着,ホットスポット予測を可能とする一連の数値解析手法を確立した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,生理的アスベスト動態モデルと生体流体解析技術を統合した数値気道モデルを作成した上で,繊維形状であるアスベストの力学的特徴を正確に再現した浮遊アスベストの空気中輸送と沈着を解析するEuler-Lagrange型の数値解析技術を確立し,一連の統合シミュレーションモデルとして整理を行った.実人体を対象としたin vivo実験が困難なアスベスト曝露問題に対し,数値解析を基盤とした曝露予測手法を新たな視点で構築するもので,医―工連携課題としての学術的意義がある.

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 10件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] 豪州RMIT大学/豪州ADRI(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] ADRI/RMIT University(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ADRI(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Coupled Eulerian Wall Film?Discrete Phase model for predicting respiratory droplet generation during a coughing event2023

    • 著者名/発表者名
      Khoa Nguyen Dang、Kuga Kazuki、Inthavong Kiao、Ito Kazuhide
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 35 号: 11 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1063/5.0174014

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A pilot numerical study of odorant transport to the olfactory region during sensory evaluations following ISO 16000-282023

    • 著者名/発表者名
      Kuga Kazuki、Hoshiyama Sara、Wargocki Pawel、Ito Kazuhide
    • 雑誌名

      Building and Environment

      巻: 245 ページ: 110868-110868

    • DOI

      10.1016/j.buildenv.2023.110868

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Computational fluid-particle dynamics modeling of ultrafine to coarse particles deposition in the human respiratory system, down to the terminal bronchiole2023

    • 著者名/発表者名
      Khoa Nguyen Dang、Li Sixiao、Phuong Nguyen Lu、Kuga Kazuki、Yabuuchi Hidetake、Kan-O Keiko、Matsumoto Koichiro、Ito Kazuhide
    • 雑誌名

      Computer Methods and Programs in Biomedicine

      巻: 237 ページ: 107589-107589

    • DOI

      10.1016/j.cmpb.2023.107589

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Transport and deposition of inhaled man‐made vitreous and asbestos fibers in realistic human respiratory tract models: An in silico study2022

    • 著者名/発表者名
      Dang Khoa Nguyen、Phuong Nguyen Lu、Takahashi Ken、Ito Kazuhide
    • 雑誌名

      JAPAN ARCHITECTURAL REVIEW

      巻: 5 号: 4 ページ: 592-608

    • DOI

      10.1002/2475-8876.12277

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Prediction of exhaled carbon dioxide concentration using a computer‐simulated person that included alveolar gas exchange2022

    • 著者名/発表者名
      Kuga Kazuki、Sakamoto Mitsuharu、Wargocki Pawel、Ito Kazuhide
    • 雑誌名

      Indoor Air

      巻: 32 号: 8 ページ: 13079-13079

    • DOI

      10.1111/ina.13079

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Breathing zone and exhaled air re‐inhalation rate under transient conditions assessed with a computer‐simulated person2022

    • 著者名/発表者名
      Kuga Kazuki、Wargocki Pawel、Ito Kazuhide
    • 雑誌名

      Indoor Air

      巻: 32 号: 2 ページ: 13003-13003

    • DOI

      10.1111/ina.13003

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Computational Fluid Dynamics Modeling for Repeated Inhalation Exposure Assessment with OpenFOAM2023

    • 著者名/発表者名
      K. Yokoo, S. Tanaka, M. Niwano, Y. Matoba, K. Kuga, S. Yoo, K. Ito
    • 学会等名
      SETAC North America 44th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Predition of Respiratory Droplet Generation from Coughing Using Discrete phase-coupled Eulerian Wall Film Model2023

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Dang Khoa, Kazuki Kuga, Kazuhide Ito
    • 学会等名
      ICNAA 2023, Brisbane, Australia
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In Silico airway model study for developing artificial lung ventilator using endotracheal tube2023

    • 著者名/発表者名
      Sixiao Li, Nguyen Dang Khoa, Kazuhide Ito
    • 学会等名
      IAQVEC 2023, Tokyo
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Large Eddy Simulation of Airflow Patterns in the Human Upper and Lower Airway Up To the 16th Generation: A Comparison Study2023

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Dang Khoa, Nguyen Lu Phuong, Kazuhide Ito.
    • 学会等名
      Healthy Building 2023 Asia Pacific, China
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computational analysis of ultrafine and fine particle deposition mechanisms in human lower airway2022

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Dang Khoa, Kazuhide Ito
    • 学会等名
      ACFD 2022, South Korea, October 16-19
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Investigation of Fine particle Transportation and Deposition in the Human Lower Airway: Impact of airflow and particle size on deposition efficiency2022

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Dang Khoa, Nguyen Lu Phuong, Kazuhide Ito
    • 学会等名
      IEICES 2022, IGSES, Kyushu University
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regional deposition characteristics of fibrous particles compared to spherical particles in human upper airway - in silico case study2022

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Dang Khoa, Kazuhide Ito
    • 学会等名
      IEICES 2022, IGSES, Kyushu University
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computational Fluid Dynamics Application to Investigate Man-Made Vitreous Fibers Transporation and deposition in Realistic Human Respiratory System2021

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Dang Khoa, Nguyen Lu Phuong, Ken Takahashi, Kazuhide Ito
    • 学会等名
      Healthy Building America, 2021, Hawaii, USA,
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In Silico Human Model based Indoor Design for Healthy Environment2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuhide Ito
    • 学会等名
      2021 International Conference of Green Building and Low Carbon Technology, China, 2021, Xi'an University of Architecture and Technology
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Computational Fluid Dynamics Application to Investigate Man-Made Vitreous Fibers Transporation and deposition in Realistic Human Respiratory System2021

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Dang Khoa, Nguyen Lu Phuong, Ken Takahashi, Kazuhide Ito
    • 学会等名
      Healthy Building America, 2021, Hawaii, USA
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 九州大学 伊藤一秀研究室

    • URL

      http://www.phe-kyudai.jp

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
  • [備考] 九州大学 伊藤一秀研究室

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-10-29   更新日: 2025-01-30  

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