| 研究課題/領域番号 |
18K12136
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
坪子 侑佑 早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (40809399)
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| 研究分担者 |
岩崎 清隆 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20339691)
松橋 祐輝 早稲田大学, 理工学術院, 助教 (50754777)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 三次元ひずみ計測 / 粒子画像流速計測 / 非臨床評価 / 経カテーテル大動脈弁 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、断層画像粒子流速計測法（トモグラフィックPIV）を応用し、弁留置に対する周辺血管の力学応答を高空間・時間解像度に定量計測でき、臨床での弁輪部破裂や刺激伝導系圧迫のリスク分析と解決に資する方法論として、経カテーテル大動脈弁を対象として弁留置時のモデル血管の三次元ひずみ分布測定法の開発を進めている。
2018年度には、三次元ひずみ計測系構築のため、まず、トレーサ蛍光粒子を添加したシリコーン製単純直管モデルを作製した。シリンジポンプを用いてモデル内へ経時的に容量負荷した際の変形を2台の高速度カメラで撮影する実験系を開発し、撮影および解析精度が適切となるモデルへの粒子添加濃度やモデル作製時の撹拌条件を試行錯誤的に決定した。その後モデル壁内部トレーサ粒子移動量計測とひずみ分布を算出するため、レーザ照射やカメラの撮像条件を検討し、トモグラフィックPIVシステムの設計と三次元ひずみ分布計測の基礎解析方法論を構築することができた。
また、PIV計測可能かつ患者病変実形状・力学特性を模擬する大動脈基部モデル開発のため、臨床で弁留置後に弁輪部破裂あるいは伝導障害が発生した症例について、患者CTデータを取得した。医用画像から抽出した大動脈基部形状に基づいて3Dプリンタでモールドを作製し、トレーサ蛍光粒子を添加したシリコーンの流し込み成型で、PIVでモデル変形を計測可能かつ病変の形状と力学特性を模擬できる、新たな患者実形状シリコーン製大動脈モデルの開発に成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の研究計画に基づき、透明弾性モデル内部のひずみ分布計測系の設計・構築を進めることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度以降は、患者実形状モデルへの経カテーテル大動脈弁留置時の三次元ひずみ分布計測として、2018年度成果の統合によるトモグラフィックPIVひずみ分布計測系の構築と、患者実形状病変モデルへの経カテーテル弁留置による弁周囲組織ひずみ分布の定量評価に取り組む。弁輪部破裂・術後伝導障害発生症例の粒子添加実形状モデル血管のトモグラフィックPIV計測を行い、病変大動脈の解剖学的性状と経カテーテル大動脈弁留置時のひずみ分布との関連を比較することで、弁輪部破裂や伝導障害のリスク分析を試みる。
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