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バイオメカニクスに基づく単心室患者の血栓症の進展予測と投薬計画

研究課題

研究課題/領域番号 25630046
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 流体工学
研究機関千葉大学

研究代表者

坪田 健一  千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10344045)

連携研究者 劉 浩  千葉大学, 大学院工学研究科, 教授 (40303698)
羽石 秀昭  千葉大学, 大学院工学研究科, 教授 (20228521)
研究協力者 杉本 晃一  The Royal Children's Hospital, Melbourne, 医師
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014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)
2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードバイオメカニクス / 血流 / 血栓 / 単心室 / 粒子法 / 計算機シミュレーション / 予測モデル / 薬効評価
研究成果の概要

血流の影響を考慮して心臓大血管系の血栓形成のバイオメカニクスシミュレーション法を開発した.単心室症での術式として,心房・肺動脈連結法(APC法)と大静脈・肺動脈連結法(TCPC法)を対象とし,両術式による血流動態の違いと,血流に応じた血栓形成過程の違いをシミュレーションによって定量的に示した.さらに,抗血栓薬の薬効シミュレーションモデルを開発し,投薬量およびその投薬タイミングが抗血栓性に与える影響を検討した.一方,血栓形成バイオメカニクスモデルの高精度化を目指して,赤血球および白血球の変形運動メカニズムを検討した.

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (17件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Applications of Computational Models to Better Understand Microvascular Remodeling: A Focus on Biomechanical Integration across Scales2015

    • 著者名/発表者名
      Murfee, W. L., Sweat, R. S., Tsubota, K., Mac Gabhann, F., Khismatullin, D., and Peirce, S. M.
    • 雑誌名

      Interface Focus

      巻: 5 号: 2 ページ: 20140077-20140077

    • DOI

      10.1098/rsfs.2014.0077

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Short note on the bending models for a membrane in capsule mechanics: Comparison between continuum and discrete models2014

    • 著者名/発表者名
      Tsubota, K.
    • 雑誌名

      Journal of Computational Physics

      巻: 277 ページ: 320-328

    • DOI

      10.1016/j.jcp.2014.08.007

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Elastic behavior of a red blood cell with the membrane‘s nonuniform natural state: Equilibrium shape, motion transition under shear flow, and elongation during tank- treading motion2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tusbota, S. Wada, H. Liu
    • 雑誌名

      Biomechanics and Modeling in Mechanobiology

      巻: - 号: 4 ページ: 735-746

    • DOI

      10.1007/s10237-013-0530-z

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blood flow dynamic improvement with aneurysm repair detected by a patient-specific model of multiple aortic aneurysms2013

    • 著者名/発表者名
      Sughimoto, K., Takahara, Y., Mogi, K., Yamazaki, K., Tsubota, K., Liang, F. and Liu, H.
    • 雑誌名

      Heart and Vessels

      巻: in press 号: 3 ページ: 404-412

    • DOI

      10.1007/s00380-013-0381-7

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional modulation of cortical plasticity during pseudopodial protrusion of mouse leukocytse2013

    • 著者名/発表者名
      H. Miyoshi, K. Tsubota, T. Hoyano, T. Adachi, H. Liu
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: - 号: 4 ページ: 594-599

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2013.08.010

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] せん断速度に応じた動脈血栓の粒子法シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      小須田雅貴,坪田健一,劉浩
    • 学会等名
      日本機械学会第27回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      新潟市
    • 年月日
      2015-01-09 – 2015-01-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] せん断流れ場における運動と変形に基づく赤血球膜の面粘弾性特性の推定2015

    • 著者名/発表者名
      坪田健一
    • 学会等名
      日本機械学会第27回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      新潟市
    • 年月日
      2015-01-09 – 2015-01-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 微小流路における血栓形成過程2014

    • 著者名/発表者名
      小池一輝,坪田健一,劉浩
    • 学会等名
      日本機械学会第25回バイオフロンティア講演会
    • 発表場所
      鳥取市
    • 年月日
      2014-10-03 – 2014-10-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 薬効を考慮した血栓形成・溶解の粒子法シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      遠藤豊,坪田健一,杉本晃一,劉浩
    • 学会等名
      日本機械学会第25回バイオフロンティア講演会
    • 発表場所
      鳥取市
    • 年月日
      2014-10-03 – 2014-10-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] せん断速度に応じた血栓形成の粒子法シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      小須田雅貴,坪田健一,劉浩
    • 学会等名
      日本機械学会2014年度年次大会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Computer Simulation of Thrombus Formation in Single Ventricle Using Particle Method2014

    • 著者名/発表者名
      Tsubota, K.
    • 学会等名
      11th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XI)
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2014-07-20 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Biomechanics simulation of passive and active motions of blood cells2014

    • 著者名/発表者名
      Tsubota, K.
    • 学会等名
      7th World Congress of Biomechanics (WCB2014)
    • 発表場所
      Boston, MA, USA
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 赤血球の形状記憶の力学シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      坪田健一
    • 学会等名
      第19回計算工学講演会
    • 発表場所
      広島市
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Computer Simulation of Cellular Shape Based on Mechanical Deformation2014

    • 著者名/発表者名
      Tsubota, K.
    • 学会等名
      Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems (COMPSAFE2014)
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2014-04-13 – 2014-04-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Particle method computer simulation of thrombus formation in single ventricle2014

    • 著者名/発表者名
      Tsubota, K.
    • 学会等名
      Advances in Computational Fluid–Structure Interaction and Flow Simulation
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フォンタン手術後の血栓形成の二次元粒子法シミュレーション(臨床データとの比較)2014

    • 著者名/発表者名
      岡内一輝,坪田健一,杉本晃一,劉浩
    • 学会等名
      日本機械学会第26回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      仙台市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 粒子法を用いた血栓形成のバイオメカニクスシミュレーション(モデルパラメタの影響)2014

    • 著者名/発表者名
      小須田雅貴,坪田健一,劉浩
    • 学会等名
      日本機械学会第26回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      仙台市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 坪田健一,劉浩2014

    • 著者名/発表者名
      膜の面外曲げ弾性モデルに応じたカプセルの変形
    • 学会等名
      日本機械学会第26回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      仙台市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 三好洋美,坪田健一,保屋野貴匡,安達泰治,劉浩2014

    • 著者名/発表者名
      マウス白血球の移動運動における細胞表層の力学特性
    • 学会等名
      日本機械学会第26回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      仙台市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 単心室症における血栓形成の二次元粒子法シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      坪田健一
    • 学会等名
      日本機械学会2013年度年次大会
    • 発表場所
      岡山市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Computer Simulation of Motion and Deformation of Red Blood Cell Under Shear Flow Considering Membrane’s Natural State2013

    • 著者名/発表者名
      Tsubota, K. and Liu, H.
    • 学会等名
      5th International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering – Coupled Problems 2013
    • 発表場所
      Ibiza, Spain
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 単心室症における血栓形成の二次元粒子法シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      岡内一輝,坪田健一,杉本晃一,劉浩
    • 学会等名
      第17回計算工学講演会
    • 発表場所
      東京都
    • 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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