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2015 年度 実績報告書

血管内治療のためのin vivo流体構造連成解析システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 24300158
研究機関東京大学

研究代表者

大島 まり  東京大学, 大学院情報学環, 教授 (40242127)

研究分担者 大石 正道  東京大学, 生産技術研究所, 技術専門職員 (70396901)
山本 創太  芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (80293653)
保科 克行  東京大学, 医学部附属病院, 講師 (90571761)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワードステントグラフト / 動脈瘤 / 接触解析 / 流体構造連成解析 / 形状モデリング
研究実績の概要

本研究は、腹部大動脈瘤のステントグラフト血管内治療を対象に、医用画像や計測データから得られた患者個別の情報をもとにin vivoな血流と血管壁およびステントの相互作用を考慮した流体構造連成解析を行うことにより、患者個別に対応した血管内治療を提案することのできるシステムの開発を目的としている。研究は大きく分けて1)医用画像解析、2)構造解析・実験、3)血管内治療シミュレータの構築、の3テーマから成り、最終的にそれらを統合することにより、血流の脈動が血管壁とステントに与える力学的な刺激を解析し、ステントのずり上がりなどを予測できるin vivoシミュレーション・システムを構築する。
最終年度となる平成27年度は、今までに進めてきた研究項目2-2) ステントの動的力学特性実験、2-3) 血管壁とステントの動解析の結果を元に、3-3) 血流の血管壁とステントに与える影響を考慮した流体構造連成解析の開発を行い、最終的な評価として1-3)の臨床からの結果考察を行った。
流体構造連成解析においてはステントの動解析において、ずり上がり現象の原因として脈動による繰り返し内圧負荷だけでなく、側屈による影響も新たに検討し、屈曲角度が大きくなる方向に側屈を行うことによりステントグラフトのずり上がりが生じることが示された。また、臨床からの結果考察として、1-2)で開発した血管形状変形の時間的・空間的な追跡方法を用いて、ずり上がり量の定量的計測を行うとともに、血管中心線の曲率やねじれ率などの微分値を用いて、ずり上がり現象との相関を検証した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Investigation of blood flow in the external carotid artery and its branches with a new 0D peripheral model2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshihito Ohhara, Marie Oshima, Toshinori Iwai, Hiroaki Kitajima, Yasuharu Yajima, Kenji Mitsudo, Absy Krdy, Iwai Tohnai
    • 雑誌名

      BioMedical Engineering Online

      巻: 15 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1186/s12938-016-0133-x

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of a numerical method for patient-specific cerebral circulation using 1D-0D simulation of the entire cardiovascular system with SPECT data2015

    • 著者名/発表者名
      Hao Zhang, Naoya Fujiwara, Masaharu Kobayashi, Shigeki Yamada, Fuyou Liang, Shu Takagi, Marie Oshima
    • 雑誌名

      Annals of biomedical engineering

      巻: 43 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1007/s10439-015-1544-8

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Biomechanical Analysis of an Aortic Aneurysm Model and Its Clinical Application to Thoracic Aortic Aneurysms for Defining “Saccular” Aneurysms2015

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Akai, Katsuyuki Hoshina, Sota Yamamoto, Hiroaki Takeuchi, Youkou Nemoto, Marie Ohshima, Kunihiro Shigematsu, Tetsuro Miyata, Haruo Yamauchi, Minoru Ono, Toshiaki Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of the American Heart Association

      巻: 4 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1161/JAHA.114.001547.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical Study of Cerebroarterial Hemodynamic Changes Following Carotid Artery Operation: A Comparison Between Multiscale Modeling and Stand-Alone Three- Dimensional Modeling2015

    • 著者名/発表者名
      Fuyou Liang, Marie Oshima, Huaxiong Huang, Hao Liu, Shu Takagi
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Engineering

      巻: 137 ページ: -

    • DOI

      10.1115/1.4031457

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Development of an Integrated 1D-0D Simulation System for Patient-Specific Cerebral Circulation2015

    • 著者名/発表者名
      Masaharu Kobayashi, Atsushi Harada, Hao Zhang, Shigeki Yamada, Masamichi Oishi, Marie Oshima
    • 学会等名
      Interdisciplinary Cerebrovascular Symposium 2015
    • 発表場所
      Gold Coast, Australia
    • 年月日
      2015-11-13 – 2015-11-14
    • 国際学会
  • [学会発表] SPECTデータを用いた1D-0Dシミュレーションによる脳循環に関する検討2015

    • 著者名/発表者名
      張浩, 藤原直哉, 小林匡治 , 山田茂樹, 梁夫友, 高木周, 大島まり
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2015
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2015-09-26 – 2015-09-28
  • [学会発表] Multi-domain blood flow simulation using multimodal image data2015

    • 著者名/発表者名
      M. Oshima, M. Kobayashi, H. Zhang and S. Yamada
    • 学会等名
      8th International Symposium on Turbulence, Heat and Mass Transfer
    • 発表場所
      Sarajevo, Bosnia and Herzegovina
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Patient-specific modeling blood flow in the Circle of Willis to compare the 1D simulation with 3D simulation2015

    • 著者名/発表者名
      Hao Zhang, Masaharu Kobayashi, Shigeki Yamada, Fuyou Liang, Shu Takagi, Marie Oshima
    • 学会等名
      4th International Conference on Computational and Mathematical Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Cachan, France
    • 年月日
      2015-06-29 – 2015-07-01
    • 国際学会
  • [学会発表] 無症候性頚動脈狭窄に対する血行力学的脳梗塞リスク予測2015

    • 著者名/発表者名
      山田 茂樹、大島 まり、小林 匡治、張 浩、原田 篤、渡邉 芳彦、三宅 英則、山本 一夫
    • 学会等名
      第24回日本脳ドック学会総会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-06-06 – 2015-06-07
  • [学会発表] Comparison of Blood flows determined by a Computational Model and measured by Ultrasonography2015

    • 著者名/発表者名
      Shiori Yauchi, Kiyomi Niki, Motoaki Sugawara, Liang Fuyou, Marie Ohshima
    • 学会等名
      15th International Congress of Biorheology
    • 発表場所
      Korea University, Seoul, Korea
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28
    • 国際学会
  • [学会発表] 全身循環シミュレーションを用いた四肢動脈の血流解析2015

    • 著者名/発表者名
      Shiori Yauchi, Kiyomi Niki, Marie Ohshima, Motoaki Sugawara
    • 学会等名
      第54回日本生体工学会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-05-07 – 2015-05-09
  • [備考] 東京大学生産技術研究所・大島研究室

    • URL

      http://www.oshimalab.iis.u-tokyo.ac.jp/

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公開日: 2017-01-06  

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