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手術支援のための人腹腔の力学モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 25600155
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 計算科学
研究機関横浜国立大学

研究代表者

山田 貴博  横浜国立大学, 環境情報研究院, 教授 (40240022)

研究分担者 松井 和己  横浜国立大学, 大学院環境情報研究科, 准教授 (00377110)
緒方 正人  横浜市立大学, 大学院医学研究科, 客員教授 (70501154)
連携研究者 窪田 吉信  横浜市立大学, 大学院医学研究科, 教授 (10106312)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードバイオメカニクス / 手術支援 / 力学モデル / 人腹腔 / 生体計測 / 生体物性計測 / 生体力学モデル / 腹腔 / 膜・網組織 / 幾何学モデル / 物性同定 / in vivo試験 / 非圧縮超弾性体 / 膜要素 / 接触 / 非線形有限要素法
研究成果の概要

本研究課題の目的は,手術支援の基板となる腹腔内組織全体を表現した力学モデルを構築することである.そこで,膜・網組織の力学的モデル化手法として,臓器には非圧縮超弾性体に対する圧力安定化四面体1次ソリッド要素,膜・網組織には初期張力を考慮した三角形1次膜要素を適用し,臓器と膜の相互作用を摩擦の無い接触状態として,ピンボールアルゴリズムで評価する計算手法を提案した.また,腹腔内において臓器が膜・網で被われた幾何学モデルとして,膜・網組織を閉じた曲面とし,自己釣り合いを満足する初期状態を生成すアルゴリズムを開発した.さらに,これらの数値シミュレーションで用いるための物性値の取得方法についても検討した.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Nitsche 法に基づくはり要素とソリッド要素の接続手法2015

    • 著者名/発表者名
      山田貴博, 仲田光秀
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2分冊(応用力学)

      巻: 71

    • NAID

      130005128812

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Measurement of the Physical Properties during Laparoscopic Surgery Performed on Pigs by Using Forceps with Pressure Sensors2015

    • 著者名/発表者名
      H. Yamanaka, K. Makiyama, K. Osaka, M. Nagasaka, M. Ogata, T. Yamada and Y. Kubota
    • 雑誌名

      Advances in Urology

      巻: 2015 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1155/2015/495308

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 領域分割型重合メッシュ法による応力解析2014

    • 著者名/発表者名
      綿貫達也,山田貴博,松井和己
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 70 号: 2 ページ: I_255-I_264

    • DOI

      10.2208/jscejam.70.I_255

    • NAID

      130004961310

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 手術シミュレーター/ナビゲーションへの応用を目指した軟組織計算モデル2014

    • 著者名/発表者名
      緒方正人,圓佛泰司, 山田貴博
    • 学会等名
      計算工学講演会
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Finite element model of membranes for surgical simulators2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Embutsu, T. Yamada and K. Matsui
    • 学会等名
      5th Asia Pacific Congress on Computational Mechanics and 4th International Symposium on Computational Mechanics
    • 発表場所
      シンガポール
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] An implementation of stabilized nearly- incompressible hyperelastic model in interactive speed2013

    • 著者名/発表者名
      M. Ogata and T. Yamada
    • 学会等名
      International Conference on Computational & Mathematical Biomedical Engineering
    • 発表場所
      香港
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Edge-based Stabilized Tetrahedral Element for Nearly Incompressible Hyperelasticity2013

    • 著者名/発表者名
      T. Yamada
    • 学会等名
      5th Asia Pacific Congress on Computational Mechanics and 4th International Symposium on Computational Mechanics
    • 発表場所
      シンガポール
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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