Development of an experimental method for measuring three-dimensional strain distribution in calcified coronary artery model during balloon expansion

球囊扩张过程中钙化冠状动脉模型三维应变分布测量实验方法的开发

• 批准号: 21H03849
• 负责人: 坪子 侑佑
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: National Institute of Health Sciences (2022-2023)Waseda University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03849/
• 关键词: 断層粒子画像流速計測法; 三次元ひずみ計測; 血管内カテーテル治療; 医療機器; 断層画像流速計測法; ひずみ分布計測; 血管内治療; 生体組織モデリング; 冠動脈石灰化病変; カッティングバルーン; 圧縮試験; 三次元ひずみ分布計測; バルーンカテーテル

血管内治療における治療機器と病変血管との力学的相互作用の可視化を目的として、粒子画像流速計測法を応用した実験的ひずみ分布計測に向けた、透明な石灰化病変モデルの製造法の効率化を進めた。2021年度に試作した、蛍光トレーサを含有し冠動脈石灰化の物性を模擬する樹脂製病変モデルの作製の再現性向上と効率的生産のため、温度条件等の再考と流し込み成型用モールドの再設計を行ったことで、均質かつ製造時間の短縮を得ることができた。製造した複数ロットの石灰化モデルにてJIS A 1108:2018規格に準じた圧縮試験を実施し、ヒト石灰化プラークの圧縮強度の文献値である62±27 MPaを達成することができ、病変モデルの高度化に成功した。次に、冠動脈用バルーンでの病変モデルの拡張実験を試行し、その際の石灰化の変形・破壊の様子を4台のScheinpflugカメラを用いた動画撮像系において取得した。粒子移動量分布の三次元画像からひずみを算出する解析手法を提案し、冠動脈石灰化病変モデルに生じた三次元ひずみ分布を描画することができた。局所的な応力集中が予想された石灰化狭窄部に最大ひずみが生じ、狭窄を中心とした血管モデル内膜側により大きなひずみが分布するという結果を得ることができた。今後、有限要素解析等との比較検証を行いつつ、解析アルゴリズムの改良や、設計の異なる病変モデルや機器の組み合わせでの治療効果の可視化を行い、高精度にひずみ分布を取得できる生体外評価技術としての確立を進める予定である。

Endovascular therapy, visualization of mechanical interactions between disease and blood vessels, particle image flow measurement, measurement of internal distribution, and efficiency of liming disease production In 2021, the trial operation, light emission, and simulation of the physical properties of the coronary artery lime were carried out. The reproducibility of the resin system was improved. The production and temperature conditions were re-examined. The redesign of the resin system for molding was carried out. The production time was shortened. Production of a plurality of lime and lime products in accordance with JIS A 1108:2018 specifications, the standard compression test was carried out, and the literature value of lime and compression strength of 62±27 MPa was achieved. In addition, the coronary artery used in the disease, the tension of the test, the lime of the time, the breakdown of the sample, the use of the Scheinflug image system in the middle of the 4 sets, and the acquisition of the image system. The analysis method for calculating the three-dimensional image of particle movement amount is proposed, and the three-dimensional image distribution of coronary calcification is plotted. The concentration of stress in the calcified stricture is expected to be the largest in the center, the largest in the intima, and the largest in the distribution. In the future, finite element analysis, etc., will be used for comparative evaluation, analysis, improvement, design, and visualization of therapeutic effects in combination with machine components, high-precision distribution, and in vitro evaluation techniques.

项目成果

拍動循環装置を用いた経カテーテル弁の弁葉とステントフレーム間の流れの可視化

使用脉动循环装置可视化经导管瓣叶和支架框架之间的流动

• 发表时间: 2021
• 作者: 許雪童;藍龍之介;前原瑠海;坪子侑佑;岩﨑清隆
• 通讯作者: 岩﨑清隆

冠動脈バイパス術におけるグラフト吻合部と狭窄部の位置関係の粒子画像流速計測法による血行力学的解析

利用粒子图像速度测量分析冠状动脉搭桥手术中移植物吻合与狭窄位置关系的血流动力学

• 发表时间: 2021
• 作者: 池原大烈;坪子侑佑;新浪博士;岩﨑清隆
• 通讯作者: 岩﨑清隆

A Case of Redo-Mitral Valve Replacement for a Björk-Shiley Delrin Valve Implanted 47 Years Previously

对 47 年前植入的 Björk-Shiley Delrin 瓣膜进行重做二尖瓣置换术的案例

• DOI: 10.4326/jjcvs.52.29
• 发表时间: 2023
• 期刊: Japanese Journal of Cardiovascular Surgery
• 作者: Ryo Ikeda;Chizuo Kikuchi;Yusuke Tsuboko;Masaaki Ikehara;Saeki Watanabe;Yukiko Yamada;Yuki Ichihara;Azumi Hamasaki;Kiyotaka Iwasaki;Hiroshi Niinami
• 通讯作者: Hiroshi Niinami

Development of a Novel Arterial Lesion Vessel Model for Pulsatile Cerebrovascular Circulatory Simulation

开发用于脉动脑血管循环模拟的新型动脉病变血管模型

• 发表时间: 2021
• 作者: Yusuke Tsuboko;Yoshihiro Okamoto;Makoto Ohta
• 通讯作者: Makoto Ohta

拍動循環下でフラップが可動する新たな大動脈解離モデルの開発および偽腔内血流との関係の検討

脉动循环下皮瓣移动的新型主动脉夹层模型的建立及与假腔血流关系的研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 伊佐地康佑;坪子侑佑;四方田直輝;岩﨑清隆
• 通讯作者: 岩﨑清隆