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2012 年度 実施状況報告書

脳動脈瘤血管内治療の術前力学シミュレーション技術の開発と実症例モデルへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 23791438
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

下權谷 祐児  兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30552575)

キーワード脳動脈瘤 / 血管内治療 / ステント / 術前評価 / 血流 / 血行力学 / 計算流体力学
研究概要

昨年度までに構築した,モデル作成から血流評価までの一連の解析手法を応用し,ストラット(ステントを構成するワイヤ状の骨格要素)の本数を変数として,親血管と瘤との境界面における流入流量を定常流条件のもとで評価した.モデル形状は,血管の湾曲部に発生した瘤(sidewallタイプ)を対象とした.解析の結果,今回の血管形状およびステント形状のもとでは,ストラット本数の増加が必ずしも血流阻害効果の向上につながらないこと,また瘤の形成角度によってはそれが特異的に強調される場合があることが明らかとなった.
続いて,近年欧米での利用が広がりつつあるflow diversion stentと呼ばれるタイプのステントについて,3次元形状モデルの作成を行った.flow diversion stentの特徴は,従来のステントよりも細いストラットが密に編まれている点であり,流体計算の観点では計算格子数(計算時間)の大幅な増加が問題となる.そこで計算時間の見積りを行うとともに,その対策について検討した.また,ステント留置の対象形状を医用画像ベースの実症例脳動脈瘤へと拡張するために,ソフトウェアを用いたステントの変形解析に着手した.さらに,定常流から拍動流への拡張や,流入条件の違いが結果に及ぼす影響など,より現実に近い条件下でステント留置術の血流解析を実現するための基礎的検討を進めた.

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

興味深い新たな知見がこれまでに得られていること,現実に近い条件下でステント留置術の血流解析を実現するための検討が着実に進められていること,そして本研究課題の最終的な目的である脳動脈瘤実症例モデルへの応用に着手していることから,上記のような達成度評価とした.

今後の研究の推進方策

脳動脈瘤の実症例モデルに対するステント留置術の力学評価シミュレーションを行うことで,本研究の手法の有用性を実証する.実際の治療において複数のステント候補の中からいずれかを選択するような状況を想定し,その判断材料となるような相対評価が,本研究の手法により可能であることを示すのが目的である.ここではステントの最適設計は計画していない.そのため,評価結果の絶対量そのものを議論するのではなく,評価結果の相対値に注目して手法の有用性を示すものとする.

次年度の研究費の使用計画

多数の実症例モデルを対象としたシミュレーションを行うため,データ保存用ディスクの購入を計画している.また研究を効率的に進めるため,形状モデリング用ソフトウェアの購入も計画している.旅費に関しては,研究成果発表と情報収集,ならびに研究協力者との研究打合せに使用する計画である.また,研究成果を学術論文として公表するための諸経費と学会参加費にも研究費を使用する予定である.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 2012

すべて 学会発表 (6件) 図書 (1件)

  • [学会発表] 脳動脈瘤CFD解析における流入条件の設定について ~既成値と実測値での相違~2013

    • 著者名/発表者名
      福田 俊一,下權谷 祐児,塚原 徹也,青木 友和,川端 康弘,松井 雄哉,井本 恭秀,福田 美雪
    • 学会等名
      第38回日本脳卒中学会総会
    • 発表場所
      グランドプリンスホテル新高輪(東京都)
    • 年月日
      20130321-20130321
  • [学会発表] 脳動脈瘤実症例データに基づく個体別モデルの構築と瘤発生要因の検討への応用2013

    • 著者名/発表者名
      井本 恭秀,下權谷 祐児,福田 俊一,熊丸 博滋,伊藤 和宏
    • 学会等名
      日本機械学会関西学生会平成24年度学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      大阪工業大学(大阪府)
    • 年月日
      20130315-20130315
  • [学会発表] 脳動脈瘤形成部位における血行力学的負荷の評価;流入条件の影響2013

    • 著者名/発表者名
      下權谷 祐児,福田 俊一,井本 恭秀,里 啓太郎,熊丸 博滋,伊藤 和宏
    • 学会等名
      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(茨城県)
    • 年月日
      20130110-20130110
  • [学会発表] 流入条件の違いが脳動脈瘤形成部位における血行力学的負荷に及ぼす影響2012

    • 著者名/発表者名
      里 啓太郎,下權谷 祐児,熊丸 博滋,伊藤 和宏
    • 学会等名
      可視化情報全国講演会(姫路2012)
    • 発表場所
      姫路商工会議所(兵庫県)
    • 年月日
      20121004-20121004
  • [学会発表] Hemodynamics in Cerebral Arteries before Aneurysm Formation: Influence of Flow Input Waveform Shapes2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimogonya, H. Kumamaru, K. Itoh
    • 学会等名
      8th European Solid Mechanics Conference
    • 発表場所
      Graz (Austria)
    • 年月日
      20120709-20120709
  • [学会発表] 拍動流中に投与された微粒子の磁気送達に関する基礎的研究2012

    • 著者名/発表者名
      下權谷 祐児,西野 修平,熊丸 博滋,伊藤 和宏
    • 学会等名
      第17回計算工学講演会
    • 発表場所
      京都教育文化センター(京都府)
    • 年月日
      20120530-20120530
  • [図書] A chapter "Computational Study of the Hemodynamics of Cerebral Aneurysm Initiation" (11 pages) in Biomedical Engineering and Cognitive Neuroscience for Healthcare: Interdisciplinary Applications2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimogonya, H. Kumamaru, K. Itoh (Editor: Jinglong Wu)
    • 総ページ数
      472
    • 出版者
      IGI Global

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公開日: 2014-07-24  

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