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2022 年度 実施状況報告書

ハイスピードビデオカメラを用いた流体力学的排尿機能解析法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K09520
研究機関信州大学

研究代表者

皆川 倫範  信州大学, 学術研究院医学系(医学部附属病院), 講師 (60638873)

研究分担者 石塚 修  信州大学, 学術研究院医学系, 教授 (20184541)
小川 輝之  信州大学, 学術研究院医学系, 准教授 (90467142)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワード下部尿路機能障害 / 流体力学 / ハイスピードビデオカメラ / 尿流率 / 尿道狭窄 / 尿道変形
研究実績の概要

現状、下部尿路のファントムを作成し、ファントムから排出される尿線をハイスピードビデオカメラで撮影することが第一の目標である。
ファントムはシリコンで作成し、プラスチックで作成した尿道変形シミュレーション用アダプターを3Dプリンターで作成を行った。結果、排出される尿線の形態は、圧依存性に変化することがあkぃらかになった。また、尿道のアダプターを交換することにより、尿線の形態は尿道断面積の狭小以外の因子、すなわち、尿道の屈曲や扁平化により尿線形態が変化することがわかった。一方で、尿道断面積の伴わない変形では、尿流率が変化しないことも明らかになった。よって、尿流測定とハイスピードビデオカメラを組み合わせることにより、尿流低下の原因が、尿道の変形であるか狭小化であるかを区別することが可能であることが裏付けられた。このデータにより、下部尿路機能障害が膀胱出口閉塞であるかどうかの鑑別に、ハイスピードビデオカメラを用いることで可能となることが示唆された。

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

当初計画したファントムの実験は、ほぼ終わりに差し掛かっている。
ファントムの作成に思ったより時間が必要とせず行うことができた。
また、素材の設定にも困難なく、シリコンで尿線をシミュレートすることが自然であった。
現在、ポンプを新調して尿流率依存的なデータの採取を行っている。
その作業が終われば、次の研究移行することができる。
現在はその準備中である。

今後の研究の推進方策

今回の実験により、ハイスピードビデオカメラによる尿線観察の基礎的な裏付けが可能となった。
実際の臨床では、病態は入り交じるので、今回の基礎データは解析のアプローチを決定づけるものとして十分だが、患者個別の臨床的病理を明らかにするには至らない。
今後は臨床データとその患者の尿線データを解析する必要がある。
また、尿線の流速を測定するアルゴリズム開発も急務である。

次年度使用額が生じた理由

ファントム作成に、予想より安価に行うことが可能であった。
また、速度測定プログラムの作成に着手できずにいるため、プログラム開発費用が持ち越しとなっている。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] A phantom study for a fluid dynamical evaluation of lower urinary tract function using high-speed video-camera: What is the difference from flow rate?2023

    • 著者名/発表者名
      皆川倫範
    • 学会等名
      日本泌尿器科学会 第110回学術総会

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公開日: 2023-12-25  

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