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2018 年度 実施状況報告書

脳動脈瘤治癒過程における血栓化ダイナミクスを説明する数理モデルの構築と臨床応用

研究課題

研究課題/領域番号 18KT0025
研究機関大阪大学

研究代表者

杉山 由恵  大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (60308210)

研究分担者 八木 高伸  早稲田大学, 理工学術院, 主任研究員(研究院准教授) (00468852) [辞退]
中村 匡徳  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20448046)
石井 暁  京都大学, 医学研究科, 講師 (30467469)
青木 友浩  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (40633144)
研究期間 (年度) 2018-07-18 – 2023-03-31
キーワード血栓形成の数理モデル / 脳動脈瘤 / 動物モデル / 血栓化ダイナミクス / ステント留置 / 留置シミュレータ
研究実績の概要

研究代表者が構築している「血液細胞を未知関とした血栓化過程を再現する数理モデル」を利用し、ステント留置時の脳動脈瘤内における血流動態をCFDシミュレーションを試作した。同シミュレーションは、分担者である中村匡徳氏(名工大)と青木友浩氏と代表者が連携し作成ている。具体的には、青木氏が樹立した脳動脈瘤発生の動物モデルから取得したラットの実血管形状(脳動脈瘤病態を有する)を用い、かつ中村氏が作成した留置シミュレータを用いてシミュレーションを行った。コーディングは、OpenFOAMを用いている。

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

留置シミュレータの試作が予定より早く稼働し、かつ実血管形状を用いながらも、ステント留置を模擬した血管形状で、代表者の構築している「血栓形成の数理モデル(自由境界条件を含む)」により脳動脈瘤の血行動態をシミュレーションすることに成功した。自由境界条件は取り扱いが難しく困難が予想されたが、想定より早期到達となった。

今後の研究の推進方策

血栓化過程をシミュレーションすることには成功している。一方で、初期血栓形成過程については、従来研究からの医学知見は皆無である。本研究では、分担者である石井氏がラビットの頸動脈を利用し、初期血栓形成化過程を詳らかにする予定であり、現在は実験実施過程にある。同研究成果が得られることにより、現時点で仮説としている「初期時刻からの局所時間現象」について、数理モデル化が可能となる。これによって、現象事実を反映するシミュレーションの展開など、実現象の視覚化に向けた発展を期待できる。

次年度使用額が生じた理由

理由1:ラビット実験の実験プロトコル作成に時間を要している。
理由2:CFD解析に時間を要したため、シリコン瘤実験を翌年度に持ち越したため。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件、 招待講演 10件)

  • [国際共同研究] Imperial College London(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Imperial College London
  • [国際共同研究] Laboratoire J.-L. Lions(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Laboratoire J.-L. Lions
  • [国際共同研究] Yonsei University(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Yonsei University
  • [雑誌論文] Compactly supported stationary states of the degenerate Keller-Segel system in the diffusion-dominated regime2019

    • 著者名/発表者名
      J. A. Carrillo and Y. Sugiyama
    • 雑誌名

      Indiana University Mathematics Journal

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Time global existence and finite time blow-up criterion for solutions to the Keller-Segel system coupled with the Navier-Stokes fluid, J. Differential Equations2019

    • 著者名/発表者名
      H. Kozono, M. Miura and Y. Sugiyama
    • 雑誌名

      J. Differential Equations

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 脳動脈瘤治癒過程における血栓化ダイナミクスを説明する数理モデルの構築2018

    • 著者名/発表者名
      杉山由恵
    • 学会等名
      CREST・さきがけ・AIMaP合同シンポジウム「数学パワーが世界を変える2019」
    • 招待講演
  • [学会発表] On the ε-regularity theorem for the Keller-Segel systems and its application to the analysis of singular sets2018

    • 著者名/発表者名
      杉山由恵
    • 学会等名
      京都大学NLPDEセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Measure valued solutions of 2D Keller-Segel systems2018

    • 著者名/発表者名
      杉山由恵
    • 学会等名
      The 16th Linear and Nonlinear Waves
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Measure valued solutions of 2D Keller-Segel systems2018

    • 著者名/発表者名
      杉山由恵
    • 学会等名
      RIMS 研究集会 「反応拡散方程式‐伝播現象と特異性の解析および諸科科学への応用」
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Compactly supported stationary states of the degenerate Keller-Segel systemin the difusion-dominated regime2018

    • 著者名/発表者名
      杉山由恵
    • 学会等名
      2018年度偏微分方程式 集中セミナープログラム
    • 招待講演
  • [学会発表] On the Structure of Solutions of Keller-Segel Systems with Sinks of Fluid2018

    • 著者名/発表者名
      杉山由恵
    • 学会等名
      AIMS 2018, SS10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Compactly supported stationary states of the degenerate Keller-Segel systemin the difusion-dominated regime2018

    • 著者名/発表者名
      杉山由恵
    • 学会等名
      AIMS 2018, SS127
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 退化型Keller-Segel系の解構造について2018

    • 著者名/発表者名
      杉山由恵
    • 学会等名
      大阪大学数学科談話会
    • 招待講演
  • [学会発表] On the structure of solutions of Keller-Segel systems with fluid and its application to life science2018

    • 著者名/発表者名
      杉山由恵
    • 学会等名
      大阪大学 微分方程式セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Compactly supported stationary states of the degenerate Keller-Segel systemin the difusion-dominated regime2018

    • 著者名/発表者名
      杉山由恵
    • 学会等名
      南大阪応用数学セミナー
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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