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2008 年度 実績報告書

計測融合連成解析による生体内血流場の経時的挙動の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19360080
研究機関東北大学

研究代表者

早瀬 敏幸  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30135313)

研究分担者 白井 敦  東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (20302226)
太田 信  東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (20400418)
キーワード計測融合解析 / 連成解析 / 血流 / 経時的挙動
研究概要

本研究課題においては、血管壁と血管内の血流について、血管壁の粘弾性特性や、圧力、速度境界条件が未知の条件下で、医療用超音波診断装置の計測結果を構造・流体連成数値解析にフィードバックすることにより、生体内の血管物性値と血流動態を正確に再現する計測融合連成解析手法を構築して血管物性値と血流構造の経時変化を解明し、循環器系疾患の機序や治療法の解明に資することを目標とする。平成20年度における血管モデルを用いた計測融合連成解析の検証実験では、最初に、等方かつ一様な物性値をもつ血管モデルで実験を行うためのモデル材料について検討を行つた。超音波計測を生体と同一の条件化で行なうためには、音速、減衰率、散乱等の特性を生体の条件と一致させる必要がある。本研究では、これまでの検討結果を基に、PVA-ハイドロゲルを用いて血管モデル材料の検討を行った。PVA濃度、散乱ビーズ濃度、等を調整することにより、所要の特性を得ることが出来た。また、血管の持つ非等方性、粘弾性特性を再現するための検討を行った。繊維素材を内部に混入した複合PVA材料を製作し、粘弾性特性を計測した。その結果、生体の血管が持つ特性を本手法により実現できる可能性が示唆された。また血管の物性値が局所的に病変により変化した状況を模擬するため、場所により材料特性が変化したモデル血管材料の製作方法について検討した。その結果、材料硬化の処理を局所的に異なった条件で行うことで解決できるとの見通しを得た。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Numerical Experiment of Transient and Steady Characteristics of Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation in Three-Dimensional Blood Flow Analysis2009

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Yoshifumi Saijo, Tomoyuki Yambe
    • 雑誌名

      Annals of Biomedical Engineering 37

      ページ: 34-49

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Experiment for Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Developed Laminar Pipe Flow Using Axisymmetric Model2008

    • 著者名/発表者名
      Lei Liu, Kenichi Funamoto, and Toshiyuki Hayase
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering 3

      ページ: 101-115

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental Validation of Color Doppler Velocity Measurement for Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Blood Flow2008

    • 著者名/発表者名
      Lei Liu, Toshiyuki Hayase, Makoto Ohta, Kosuke Inoue
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering 3

      ページ: 161-175

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Experiment for Ultrasonic-Measurement-Integrated Simulation of Three-Dimensional Unsteady Blood Flow2008

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Funamoto, Toshiyuki Hayase, Yoshifumi Saijo, and Tomoyuki Yambe
    • 雑誌名

      Annals of Biomedical Engineering 36

      ページ: 1383-1397

    • 査読あり
  • [学会発表] 生体に近い音響特性を有するPVAゲルの開発2009

    • 著者名/発表者名
      山下治, 船本健一, 早瀬敏幸
    • 学会等名
      日本機械学会第21回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2009-01-23
  • [学会発表] 血流の超音波計測融合シミュレーションに関する研究第8報 : 計測誤差の影響2009

    • 著者名/発表者名
      船本健一, 早瀬敏幸, 西條芳文, 山家智之
    • 学会等名
      日本機械学会第21回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2009-01-23
  • [学会発表] Reproduction of Complex Real Flows with Measurement-Integrated Simulation (invited lecture)2008

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Hayase
    • 学会等名
      ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2008-11-04
  • [学会発表] PVAハイドロゲルとメッシュ材料を用いた異方性血管モデルの製作2008

    • 著者名/発表者名
      劉磊, 小助川博之, 太田信, 早瀬敏幸
    • 学会等名
      日本機械学会第19回バイオフロンテイア講演会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2008-09-24
  • [学会発表] 生体の音響特性を有する材料の開発 : 音響特性計測装置の構築2008

    • 著者名/発表者名
      山下治, 船本健一, 早瀬敏幸
    • 学会等名
      日本機械学会第19回バイオフロンティア講演会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2008-09-24
  • [学会発表] 超音波計測融合シミュレーションによる血流場の可視化2008

    • 著者名/発表者名
      船本健一, 早瀬敏幸, 劉磊, 小笠原正文, 地挽隆夫, 橋本浩, 見山広二
    • 学会等名
      日本超音波医学会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-05-24
  • [学会発表] PVA-Hによる超音波計測・可視化同時実験用頚動脈ファントム2008

    • 著者名/発表者名
      劉磊, 早瀬敏幸, 船本健一, 小笠原正文, 地挽隆夫, 橋本浩, 見山広二
    • 学会等名
      日本超音波医学会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-05-24

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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