肺気道のイメージベーストモデリングと吸入微粒子挙動のマイクロ力学シミュレーション

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19760130
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 田中 学 千葉大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20292667)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 熱・物質輪送 / バイオメカニクス

研究概要

肺気道の細部にわたる生体計測画像情報と計算流体力学を融合して,気道ネットワークモデル内の流れと微粒子挙動のシミュレーションを行った.振動流の条件下における微粒子追跡の結果,太い気道でははく離の発生に伴う吸気位相と呼気位相の流速分布の相違によって微粒子は肺気道内で大きく混合されることが分かった.また細気道では気道壁の拡張・収縮変形によって微粒子の混合速度が促進されることが明らかとなった.

研究成果

• [雑誌論文] Numerical simulation of oscillatory flow in realistic model human airways (2009)
  • 著者名/発表者名: G. Inagaki, G. Tanaka, M. Hishida, H. Haneishi, X. Hu
  • 雑誌名: Journal of Fluid Science and Technology 4(3) ページ: 602-613
• [学会発表] 気道モデル内振動流に発生する乱れのPIV計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高野了輔, 羽鳥彰浩, 田中学
  • 学会等名: 日本機械学会第22回バイオエンジニアリング講演論文集
  • 年月日: 20100100
• [学会発表] 気道内振動流に発生する乱れのPIV計測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高野了輔, 羽鳥彰浩, 田中学
  • 学会等名: 生体医工学シンポジウム2009講演予稿集
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] 拡張収縮変型を伴う細気道内振動流の数値シミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 大河原正義, 稲垣原理, 田中学, 世良俊博
  • 学会等名: 生体医工学シンポジウム2009講演予稿集
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] 実形状肺気道モデル内振動流のPIV計測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 羽鳥彰浩, 高野了輔, 田中学
  • 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論文集
  • 年月日: 20090100
• [学会発表] Numerical simulation of oscillatory flow in an expanding and contracting model of small airways (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Ohgawara, G. Inagaki, G. Tanaka, T. Sera
  • 学会等名: BMES 2009
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] Transition to turbulence during oscillatory flow in model human central airways (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Takano, A. Hatori, G. Tanaka
  • 学会等名: BMES 2009
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] 気道内流れにおける混合の数値シミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 李成智, 稲垣原理, 田中学, 菱田誠, 世良俊博
  • 学会等名: 日本機械学会2008年度年次大会講演論文集
  • 年月日: 20080800
• [学会発表] 実形状呼吸器官モデル内の気流解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田中学, 菱田誠, 羽石秀昭, 胡霄
  • 学会等名: 第47回日本生体医工学会大会プログラム・抄録集
  • 年月日: 20080500
• [学会発表] 実形状肺気道内流れの乱れ計測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 平野正泰, 羽鳥彰浩, 田中学, 菱田誠
  • 学会等名: 日本機械学会第20回バイオエンジニアリング講演論文集
  • 年月日: 20080100