| 研究課題/領域番号 |
18K18352
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
森脇 健司 弘前大学, 理工学研究科, 助教 (50707213)
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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 | 圧力分布 / イメージング / 生体外評価 / 血管内治療 / カテーテル |
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| 研究実績の概要 |
実計測が難しいチューブ内壁の応力分布を可視化するセンサの開発とカテーテルデバイスの力学的評価への応用を目的として研究を進めた．
直線形状の血管モデルの円周方向接触圧力分布を計測するためセンサ内蔵中空ブロックを作製し，中空部でバルーンカテーテルを拡張し計測の実現可能性を検討した．その結果，バルーン拡張圧に応じてセンサ信号が変化することを確認できた．センサ感度は各測定点で異なったが，力とセンサ信号間の校正後にバルーンを拡張すると，各点の力はほぼ均一であることが確認できた．中空部にプラークを模した突起部を設けバルーンを拡張すると，センサシートを血管モデルに挿入して計測した過去の計測結果と同様，突起部近傍の段差部の接触圧力が接触不良により低く，力覚センサ内蔵中空ブロックでも妥当な計測ができたと考えられる．また，スコアリングバルーンと呼ばれる楔付きのバルーンを中空部で拡張したところ，楔部に応力集中が認められ本センサシステムがカテーテルデバイスの力学的評価に応用できることが示唆された．
弯曲血管形状を模した中空ブロックを作製し，バルーン拡張時の長軸方向の接触圧力分布の計測を行った．その結果，弯曲血管モデルの内弯ではバルーン中央付近の，外弯ではバルーン両端付近の接触圧力が高く検出された．バルーンが血管モデルの弯曲に合わせて拡張したため応力集中が生じたと考えられる．
ポリビニルアルコールゲルによる血管組織とほぼ同じ弾性率のチューブモデルの作製やガリウムを用いたロストワックス法による複雑形状血管モデルの作製などの基盤技術を確立した．また，センサ電極と感圧体への透明素材の適応や引張力用センサの作製などセンサ自体の改良も進展した．
以上より，チューブ内壁の円周・長軸方向の圧力分布計測に成功したことで本センサシステムのカテーテルシミュレータへの応用可能性が確認でき，その基盤技術を固めることができた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当初の計画通り，直線血管モデルにおけるバルーンカテーテル拡張時の円周方向の圧力分布のイメージング，また，弯曲形状血管モデルにおける長軸方向の圧力分布のイメージングが完了している．
また，センサ自体の技術開発に進展が得られ，本研究の最終目標であるカテーテルシミュレータ開発における基盤技術となりうるモデル作製ノウハウにも当初の計画以上の進展が得られた．
さらに，スコアリングバルーンの評価計測など応用的な実施内容にも既に着手している．
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画通り，二次元的な圧力分布イメージングに着手する．まずは，直線形状モデルを作製し，その後複雑形状モデルでの計測に移り，数値計算シミュレーションなどで行われた過去の研究結果で得られた知見を基に本計測の妥当性を検討する．
三軸応力の計測に関しては，最終年度の実施項目として計画していたが，研究の進捗度合いに応じて基礎的検討に着手し，円滑に研究が進展するように努める．
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