薄状軟組織の弾性・粘弾性特性評価のための低侵襲計測法の開発と変形シミュレーション

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22360045
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 佐久間 淳 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (60274180)
• 研究分担者: 斉藤 俊 山口大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (10162207) ; 新井 紀夫 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 教授 (20126288)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 医用工学 / 診療 / 生体組織 / 粘弾性 / 変形解析 / 有限要素法 / シミュレーション / 非弾性問題

研究概要

模擬ヒト循環器システムを開発し,動脈の変形特性の低侵襲な計測評価法を検討した.これにより,模擬動脈のシリコーンゴムチューブ試料の脈動変形と変動圧力のみから変形特性の同定方法を考案した.さらに,脈診を模擬して,脈動する試料に触れて測定できる反力変化から変形特性を同定する方法も考案した.併せて,変形を考慮した動脈の脈動挙動の数値解析に解り組み,実験と解析との両面から動脈メカニクスの研究体制を確立した.

研究成果

• [雑誌論文] Softness Evaluation of Thin Soft-Tissue by Spherical Indentation imitating Palpation (2012)
  • 著者名/発表者名: Atsushi SAKUMA, Yuelin ZHANG
  • 雑誌名: Journal of Biomechanics 巻: Vol.45-1 ページ: 579
  • DOI: DOI:10.1016/S0021-9290(12)70580-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] 低密度多孔質材の接着した接触面条件での圧縮試験によるYoung率の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 棚町脩平,佐久間淳,川島光雄,渡邉幹人,長岐滋
  • 雑誌名: 材料 巻: Vol.60 ページ: 318-324
  • DOI: DOI:10.2472/jsms.60.318
  • 査読あり
• [雑誌論文] 粘弾性材料に関する3要素固体モデルの押込試験によるパラメーター算出法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 谷充博,佐久間淳,小笠原誠,斉藤俊
  • 雑誌名: 材料 巻: Vol.60 ページ: 224-228
  • DOI: DOI:10.2472/jsms.60.224
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3要素固体モデルによる粘弾性特性の評価における軟質セル構造体の変形挙動の近似法の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小笠原誠,小針遼,佐久間淳
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: Vol.76S-772 ページ: 1581-1586
  • URL: http://ci.nii.ac.jp/naid/110008143564
  • 査読あり
• [学会発表] 循環器系の模擬システムによる脈動変形を考慮した動脈の力学評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川越研太,佐久間淳,新保貴也,中川寛也
  • 学会等名: 日本機械学会関東支部第19期総会講演会
  • 発表場所: 首都大学東京
  • 年月日: 20130315-16
• [学会発表] 動脈の変形特性の脈動メカニクスを利用した評価法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 新保貴也,佐久間淳,中川寛也,川越研太
  • 学会等名: 日本機械学会第25回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 産業技術総合研究所つくばセンター
  • 年月日: 20130109-11
• [学会発表] 動脈のinsitu変形特性同定のための評価法の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中川寛也,佐久間淳,川越研太,新保貴也
  • 学会等名: 日本機械学会第25回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 産業技術総合研究所つくばセンター
  • 年月日: 20130109-11
• [学会発表] 血管の変形を考慮した動脈流れの生体模擬システムによる評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 新保貴也,佐久間淳,川越研太,RahilVali,中川寛也,田辺蛍一
  • 学会等名: 日本機械学会第23回バイオフロンティア講演会
  • 発表場所: 弘前文化センター
  • 年月日: 20121005-06
• [学会発表] 脈動を利用した動脈の変形特性の低侵襲評価法の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中川寛也,佐久間淳,田辺蛍一,RahilVali,新保貴也,川越研太
  • 学会等名: 日本機械学会第23回バイオフロンティア講演会
  • 発表場所: 弘前文化センター
  • 年月日: 20121005-06
• [学会発表] Development of Cylinder Pinching Method for Elasticity Evaluation of Arterial Vessel (2012)
  • 著者名/発表者名: Rahil Vali, Keiichi Tanabe , Atsushi Sakuma, Takashi Saito
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会
  • 発表場所: 金沢 大学
  • 年月日: 20120909-12
• [学会発表] 血管の変形を考慮した模擬実験装置による動脈流れの力学評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川越研太,佐久間淳,田辺蛍一,新保貴也
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 20120909-12
• [学会発表] 培養組織の球圧子押込試験による柔さ計測に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 張月琳,佐久間淳,山口洋子,大島光宏
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 20120909-12
• [学会発表] ヒト肌の柔さの押込試験で計測したYoung率による評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐久間淳
  • 学会等名: 第37回日本香粧品学会
  • 発表場所: 有楽町朝日ホール
  • 年月日: 20120607-08
• [学会発表] Measurements of Mechanical Properties of Thin Soft-Tissue by Spherical Indentation imitating Palpation (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Sakuma
  • 学会等名: Multiscale Methods and Validation in Medicine and Biology I: Biomechanics and Mechanobiology
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 20120213-14
• [学会発表] ヒト動脈の力学的挙動の円柱挟込法による評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田辺蛍一,佐久間淳,川越研太,新保貴也
  • 学会等名: 日本機械学会第24回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 20120107-08
• [学会発表] 培養した薄状軟組織の押込みによる柔さ計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 張月琳,佐久間淳,中楯浩康,青村茂
  • 学会等名: 日本機械学会第24回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 20120107-08
• [学会発表] 血管の変形特性が動脈流へ及ぼす影響評価のための模擬実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川越研太,佐久間淳,田辺蛍一,新保貴也
  • 学会等名: 日本機械学会第24回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: アスト津
  • 年月日: 20111007-08
• [学会発表] 触診を模擬した押込システムによる薄状軟組織の変形特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐久間淳,田辺蛍一,川越研太,小笠原誠
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 20110911-14
• [学会発表] Compression Behaviors of Low-Density Porous Materials under Multiaxial StressConditions (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Sakuma and S. Nagaki
  • 学会等名: XI International Conference on Computational Plasticity - COMPLAS XI
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 20110907-09
• [学会発表] ヒト肌の触診を模擬した球圧子押込試験による柔さ計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐久間淳
  • 学会等名: 第36回日本香粧品学会
  • 発表場所: 有楽町朝日ホール
  • 年月日: 20110609-10
• [学会発表] 薄状軟組織の変形特性の球圧子押込みによる計測法とその応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐久間淳,小笠原誠
  • 学会等名: 日本機械学会第23回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス
  • 年月日: 20110108-09
• [学会発表] 触診を模擬した柔さ計測法の薄状試料への適用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田辺蛍一,佐久間淳,小笠原誠
  • 学会等名: 日本機械学会第21回バイオフロンティア講演会
  • 発表場所: ITビジネスプラザ武蔵
  • 年月日: 2010-11-12
• [産業財産権] 押込試験方法および押込試験装置 (2012)
  • 発明者名: 佐久間淳
  • 権利者名: 東京農工大学
  • 産業財産権番号: 特許、特許願2012-23641
  • 出願年月日: 2012-02-07
  • 外国
• [産業財産権] 圧力壁の硬さの計測方法および計測装置 (2012)
  • 発明者名: 佐久間淳,中川寛也
  • 権利者名: 東京農工大学
  • 産業財産権番号: 特許、特許願2012-222059
  • 出願年月日: 2012-10-04
  • 外国
• [産業財産権] 圧力壁の硬さの計測方法および計測装置 (2012)
  • 発明者名: 佐久間淳,中川寛也,新保貴也,田辺蛍一,川越研太
  • 権利者名: 東京農工大学
  • 産業財産権番号: 特許、特許願2012-289255
  • 出願年月日: 2012-12-30
  • 外国
• [産業財産権] 押込試験方法および押込試験装置 (2011)
  • 発明者名: 佐久間淳
  • 権利者名: 東京農工大学
  • 産業財産権番号: 特許、特許願2011-227519
  • 出願年月日: 2011-10-16
  • 外国