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2011 年度 実績報告書

超音波・MRI血流可視化に基づく新たな心負荷推定法の確立と高齢者心疾患への適用

研究課題

研究課題/領域番号 23890259
研究機関北里大学

研究代表者

板谷 慶一  北里大学, 医学部, 准教授 (70458777)

キーワード可視化血流 / 心機能 / 心臓弁膜症 / 心臓超音波 / 心臓MRI
研究概要

超音波VFMに関してソフトウェアを作成し、流体シミュレーションCFDと比較検証を行った。渦流が強制的に発生される単純なパイプ管モデルをもとに渦流でのベクトルの精度評価を行った。様々なsmoothingアルゴリズムの中から最適なものを選択し、ベクトル再現方法を確立した。この手法は特許申請に至り、国際学会で発表した。
一方で、可視化された血流からエネルギー損失を計測する方法を超音波VFMで確立した。この手法をもとに健常人での一心拍の心室内血流のエネルギー変化を調べ、渦流がもたらすエネルギーの損失について検討を加えた。他にも渦度や壁ずり応力などの結構力学的な指標の算出に成功し、これらの指標の精度検証も行った。健常人での大動脈壁のずり応力を計測した。この手法は特許申請に至り、国際学会で報告後論文化された。
一方で心臓MRIに関してはボランティア症例の大動脈データをもとに可視化血流とCFDとの比較検証実験を行った。CFDモデルを作成する際に末梢動脈からの反射波をもとに境界条件を作成する本手法は、CFDモデル化のみでも報告に値するものとなり、数値流体力学の全国学会で報告を行い、論文発表した。さらに大動脈内乱流で大動脈血流をCFD上で再現したものを心臓MRIと比較検討し、MRIでの心臓内血流の可視化方法の基礎を確立した。

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

超音波血流可視化ソフトウェアの作成はおおむね順調に経過した。

今後の研究の推進方策

心臓MRIでの血流解析システムの構築と多数の臨床例の解析

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 5件) 産業財産権 (4件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] Influence of surgical arch reconstruction methods on single ventricle workload in the Norwood procedure.2012

    • 著者名/発表者名
      Itatani K, Miyaji K, Qian Y, Liu JL, Miyakoshi T, Murakami A, Ono M, Umezu M.
    • 雑誌名

      J Thorac Cardiovasc Surg.

      巻: 144 ページ: 130-138

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 先天性大動脈疾患の血流シミュレーションにおける境界条件と乱流モデルの検討2011

    • 著者名/発表者名
      宮崎翔平, 板谷慶一, 劉 金龍, 銭 逸, 宮地 鑑, 横田 元, 小野 稔, 梅津光生
    • 雑誌名

      日本流体力学会数値流体シンポジウムプロシーディング

      巻: 1 ページ: 1-10

  • [雑誌論文] An approach of computational hemodynamics for cardiovascular flow simulation.2011

    • 著者名/発表者名
      Liu JL, Qian Y, Itatani K, Miyakoshi T, Murakami A, Ono M, Shiurba R, Miyaji K, Umezu M
    • 雑誌名

      AJK2011

      巻: 03057 ページ: 1449-1456.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Image-based computational hemodynamics of distal aortic arch recoarctation following the Norwood procedure.2011

    • 著者名/発表者名
      Liu JL, Qian Y, Itatani K, Murakami A, Shiurba R, Miyakoshi T, Miyaji K, Umezu M
    • 雑誌名

      BMEI

      巻: 1 ページ: 318-23

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effectiveness of high-flow regional cerebral perfusion in Norwood stage I palliation.:2011

    • 著者名/発表者名
      Miyaji K, Miyamoto T, Kohira S, Yoshii T, Itatani KI, Inoue N.
    • 雑誌名

      Eur J Cardiothorac Surg.

      巻: 0 ページ: 1215-20

    • 査読あり
  • [学会発表] 左冠動脈多枝病変における血流動態からみた至適なバイパスグラフトデザイン2012

    • 著者名/発表者名
      小山紗千, 板谷慶一, 山本匡, 宮崎翔平, 小川大輔, 朴栄光, 小野稔, 梅津光生
    • 学会等名
      第17回日本冠動脈外科学会学術大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20120712-20120713
    • 招待講演
  • [学会発表] 心臓血管内血流をベクトルで求める方法について2012

    • 著者名/発表者名
      板谷慶一
    • 学会等名
      第76回日本循環器学会学術集会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20120315-20120317
    • 招待講演
  • [学会発表] 血行動態から見た多枝病変における至適冠動脈バイパスグラフ トデザイン2012

    • 著者名/発表者名
      小山紗千, 板谷慶一, 山本匡, 宮崎翔平, 小川大輔, 朴栄光, 小野稔, 梅津光生.
    • 学会等名
      第65回日本胸部外科学会総会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20120315-20120317
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantative evaluation of the hemodynamics in Fontan circulation2012

    • 著者名/発表者名
      本田 崇, 板谷慶一, 木村純人, 中畑弥生, 宮地 鑑, 石井正浩
    • 学会等名
      第76回日本循環器学会学術集会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20120315-20120317
    • 招待講演
  • [学会発表] 先天性大動脈疾患の血流シミュレーションにおける反射波応答を加味した境界条件の検討2012

    • 著者名/発表者名
      宮崎翔平, 板谷慶一, 劉 金龍, 銭 逸, 宮地 鑑, 横田 元, 小野稔, 梅津光生
    • 学会等名
      日本機械学会 バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20120107-20120108
    • 招待講演
  • [産業財産権] 血流可視化診断装置2012

    • 発明者名
      板谷慶一 小野稔
    • 権利者名
      板谷慶一 小野稔
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2012/063484
    • 出願年月日
      2012-05-25
    • 外国
  • [産業財産権] 流体流速検出装置及びプログラム2012

    • 発明者名
      板谷慶一 小野稔 岡田孝
    • 権利者名
      板谷慶一 小野稔 岡田孝
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2012-060973
    • 出願年月日
      2012-03-16
  • [産業財産権] 流体流速検出装置2012

    • 発明者名
      板谷慶一 小野稔 岡田孝
    • 権利者名
      板谷慶一 小野稔 岡田孝
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2012/076810
    • 出願年月日
      2012-10-17
    • 外国
  • [産業財産権] 血流可視化診断装置及びプログラム2011

    • 発明者名
      板谷慶一 小野稔
    • 権利者名
      板谷慶一 小野稔
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2011-258191
    • 出願年月日
      2011-11-25

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公開日: 2014-07-24  

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