個々の赤血球流動挙動に着目した溶血シミュレータの開発

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19680024
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 中村 匡徳 大阪大学, 臨床医工学融合研究教育センター, 特任准教授(常勤) (20448046)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 赤血球 / 溶血 / 計算力学 / 数値流体力学 / メゾスコピック解析

研究概要

赤血球の変形挙動を計算機上で再現する赤血球モデルを構築した.これにより,単純な定常平行流中においては,既存の溶血指標は赤血球の変形量とほぼ一対一の関係があるものの,非定常平行流や複雑な流れ場になった場合には赤血球変形量を全く反映しないことがわかった.また,溶血は赤血球膜面の面積ひずみを評価することで予測できる可能性が示された.以上より,赤血球変形の解析を考慮した溶血シミュレータの基盤を構築できた.

研究成果

• [雑誌論文] Simulation of erythrocyte deformation in a high shear flow. (2009)
  • 著者名/発表者名: Masanori Nakamura, Sadao Bessho, Shigeo Wada
  • 雑誌名: Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2009 ページ: 2358-2361
  • 査読あり
• [雑誌論文] 溶血シミュレータ構築に向けた赤血球変形挙動の数値解析と可視化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村匡徳, 別所貞雄, 和田成生
  • 雑誌名: 可視化情報 29,114 ページ: 27-32
• [学会発表] 流動する赤血球の変形解析と面積ひずみに基づく溶血予測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 別所貞雄, 中村匡徳, 越山顕一朗, 和田成生
  • 学会等名: 第85期定時総会講演会
  • 発表場所: 兵庫
  • 年月日: 20100316-20100317
• [学会発表] 溶血シミュレータ構築に向けた分岐管路内を流れる赤血球の変形解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村匡徳, 別所貞雄, 和田成生
  • 学会等名: 第22回バイオエンジアリング講演会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20100109-20100110
• [学会発表] Computational analysis on the deformation of a red blood cell in a branched pipe (2009)
  • 著者名/発表者名: Sadao Bessho, Masanori Nakamura, Shigeo Wada
  • 学会等名: 3rd East Asian Pacific Student Workshop on nano-Biomedical Engineering
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20091220-20091223
• [学会発表] 壁に向かって高速流動する赤血球の変形解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 別所貞雄, 中村匡徳, 和田成生
  • 学会等名: 第20回バイオフロンティア講演会
  • 発表場所: 和歌山
  • 年月日: 20091107-20091108
• [学会発表] Multi-scale modeling of blood flow for the analysis of red blood cell behaviors in a micro-circulation (2009)
  • 著者名/発表者名: Masanori Nakamura
  • 学会等名: XXXVI International Congress of Physiological Sciences
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20090727-20090801
• [学会発表] Analysis of red blood cell deformation for the development of hemolysis simulator (2009)
  • 著者名/発表者名: Masanori Nakamura, Sadao Bessho, Shigeo Wada
  • 学会等名: XXII Congress International Society of Biomechanics
  • 発表場所: Cape Town
  • 年月日: 20090705-20090709
• [学会発表] 溶血シミュレータ構築に向けた赤血球流動および変形解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村匡徳, 別所貞雄, 田中雄大, 和田成生
  • 学会等名: 第48回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20090423-20090425
• [学会発表] 個々の赤血球挙動に着目した溶血シミュレータ構築に向けて (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村匡徳
  • 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
  • 年月日: 20090123-20090124
• [学会発表] 流動する赤血球の変形解析とそれに基づく容血指標の提案 (2009)
  • 著者名/発表者名: 別所貞雄, 中村匡徳, 和田成生
  • 学会等名: 第21回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20090123-20090124
• [学会発表] 赤血球変形能が微小循環血流に与える影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田中雄大, 別所貞雄, 中村匡徳, 宮崎浩, 越山顕一朗, 和田成生
  • 学会等名: 関西学生会学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2009-03-15
• [学会発表] Computational modeling of a red blood cell towards the development of hemolysis simulator (2009)
  • 著者名/発表者名: Masanori Nakamura
  • 学会等名: Modeling and Simulation of Complex Systems
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2009-02-18
• [学会発表] Multi-scale modeling of blood flow for the establishment of hemolysis simulator on the basis of the deformation analysis of an individual red blood cell (2008)
  • 著者名/発表者名: Masanori Nakamura
  • 学会等名: The 3rd ME International Symposium, Physiome and Systems Biology for Integrated Life Sciences and Predictive Medicine
  • 発表場所: San Francisco, CA, USA
  • 年月日: 20081130-20081201
• [学会発表] 流動する赤血球の変形動態の解析～変形量と既存の溶血指標との関係～ (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村匡徳, 別所貞雄, 和田成生
  • 学会等名: 第21回計算力学講演会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20081101-20081103
• [学会発表] Red blood cell deformation behavior in a high-shear flow (2008)
  • 著者名/発表者名: Masanori Nakamura, Sadao Bessho, Shigeo Wada
  • 学会等名: International Congress of Theoretical and Applied Mechanics
  • 発表場所: Adelaide, Australia
  • 年月日: 20080824-20080829
• [学会発表] Dynamic deformation analysis of a red blood cell in a steady and unsteady shear flow (2008)
  • 著者名/発表者名: Sadao Bessho, Masanori Nakamura, Kenichiro Koshiyama, Shigeo Wada
  • 学会等名: ASME 2008 Summer Bioengineering Conference
  • 発表場所: Marco island, FL, USA
  • 年月日: 20080625-20080629
• [学会発表] Red blood cell behavior in an intra-ventricular flow (2008)
  • 著者名/発表者名: Masanori Nakamura, Sadao Bessho, Shigeo Wada
  • 学会等名: Workshop on Multi-scale Modelling of the Heart
  • 発表場所: Auckland, New
  • 年月日: 20080327-20080329
• [学会発表] 定常・非定常平行流における赤血球の変形動態の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 別所貞雄, 中村匡徳, 和田成生
  • 学会等名: 第20回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080125-20080126
• [学会発表] 流動する赤血球変形挙動の数値解析～個々の赤血球変形を考慮した溶血シミュレータ構築へ向けた取り組み～ (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村匡徳
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第9回秋季技術交流フォーラム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2008-10-11
• [学会発表] 定常・非定常せん断流における赤血球の変形動態の数値解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 別所貞雄, 中村匡徳, 宮崎浩, 越山顕一朗, 和田成生
  • 学会等名: 関西学生会平成19年度学生員卒業研究発表会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-03-17
• [学会発表] 流動する赤血球の変形挙動 (2007)
  • 著者名/発表者名: 別所貞雄, 中村匡徳, 和田成生
  • 学会等名: 第20回計算力学講演会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20071126-20071128