| 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, その他(招聘研究員) (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 | 三次元ひずみ分布計測 / 断層粒子画像流速計測法 / 経カテーテル大動脈弁 / 大動脈弁輪破裂 / 伝導障害 / 非臨床試験 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、血管内治療機器留置時に生体血管が受けるひずみの定量計測を目的として、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。最終年度は、ヒト病変の形態と力学特性を模擬した石灰化狭窄大動脈モデルへの経カテーテル大動脈弁留置時のひずみ分布計測試験を行った。
まず、臨床で経カテーテル大動脈弁留置後に弁輪部破裂をきたした症例のCTデータより大動脈弁基部の三次元形態を取得した。その後、3Dプリンタでモールドを作製し、正常部と石灰化部とでオイルとの配合比を変更させたシリコーンを流し込むことで血管形態と病変の力学特性を模擬した。また、その際、蛍光粒子をそれぞれ添加することで粒子画像流速計測を可能とした。
次に、作製した透明狭窄大動脈モデルを三次元ひずみ計測系に組み込み、バルーン拡張型カテーテル弁を臨床での規定圧力で留置した。その際、レーザ照射下に2台の高速度カメラでモデル血管壁内粒子移動を撮像し、三次元画像相関法にて粒子移動を流速分布として取得したのちひずみ分布として算出した。その結果、血管内腔に突き出る石灰化部近傍に局所的に大きなMises相当ひずみが生じ、この位置は臨床例において弁輪部破裂した箇所と一致した。また、同一モデルに対して、バルーンの拡張圧を規定より低く設定する低充満留置法での弁留置を施行しひずみ分布を算出したところ、拡張圧の低減に伴い石灰化部近傍の相当ひずみが減少し、弁輪部破裂リスクを低減させうることが示唆された。
上記より、本研究において経カテーテル大動脈弁留置時における病変血管の力学的応答を実験的に定量化する非臨床評価系が構築できた。構築した計測手法は経カテーテル弁以外にも適用可能であり、今後、さまざまな血管内治療機器の治療効果予測や有効性・安全性評価、市販後不具合の原因究明に資する計測評価技術としての展開を目指す。
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