尿道内尿流解析による排尿障害治療支援システムの開発

开发利用尿道内尿流分析的泌尿系统疾病治疗支持系统

基本信息

批准号：
15K20913
负责人：
石井琢郎
金额：
$ 2.41万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15K20913/
关键词：
下部尿路症状超音波動画処理数値流体力学

项目摘要

本研究では尿路内の形態と流れや症状との関係をより明らかにすることと，従来では困難であった尿道壁面の動き情報を数値計算に適用することを目的とし，主に【課題１】狭窄した尿路に対する様々な切開方向や深さによる流れへの影響を検討することと，【課題２】超音波診断装置による排尿時の尿道内腔の形状変化を抽出するための基礎検討を実施した．課題１については，従来膀胱頸部硬化症などに対して実施されるTrans-Urethral Incision (TUI)という治療に則り，狭窄を模した尿道形状Computer Graphics(CG)モデルに６時方向や５，７時方向の切開を様々な深さで加え，内腔の流れをシミュレーションすることにより，切開による形態変化と症状改善との関係性を調べた．膀胱収縮力や許容される切開量によって，至適な切開方向が存在することが示唆されたが，今後膀胱機能を含めた数値計算による更なる検討が必要であると考えられた．また，課題２については，3次元超音波診断装置により下部尿路の排尿時の形態変化を計測することを前提に，排尿の超音波による観察に適したプローブ配置や撮像パラメータを明らかにする準備として，下部尿路周辺の音響的／構造的に生体等価性を持つファントムの開発に取り組んだ．下部尿路展開時の尿道内腔形状の型を作り，凍結融解法を用いたPolyvinyl alcohol (PVA) Cryogelで成型した（以下，管腔ファントム）．この管腔ファントムを内腔を陰圧にして閉塞させた状態で，周囲をゼラチンで固めることにより，膀胱端側の圧力により閉塞と解放を繰り返す動的な尿道ファントムを構築した．超音波計測による動的な形態情報とカテーテルによる膀胱内圧測定を組み合わせることにより，より詳細な尿道内腔における流れの可視化が可能となり，高精度な診断や局所療法支援へと発展することが期待される．

这项研究旨在进一步阐明尿路内的形态与流动与症状之间的关系，并将尿道壁表面的运动信息应用于以前难以做到的尿道壁表面。主要是，我们研究了各种切口方向和深度对狭窄尿路流动的影响，并使用超声诊断装置在排尿过程中检查了尿道腔的形状的基本检查。关于问题1，按照常规对膀胱硬化性硬化性进行的经尿道切口（TUI）处理，我们在尿道形状的计算机图形（CG）模型中添加了切口，以模拟各种深度的狭窄，并模拟了流明的流动，并检查了切割和症状改善的形态变化之间的关系。有人认为，根据膀胱收缩力和允许的切口量，存在最佳切口方向，但是人们认为，将来需要通过数值计算（包括膀胱功能）进行进一步研究。此外，关于问题2，我们致力于在较低的尿路周围开发具有声学/结构生物等效性的幻影，以准备阐明适用于使用3D超声诊断设备超声观察到适合于超声观察到尿路的探针放置和成像参数。当使用聚乙烯醇（PVA）冷冻凝胶使用冻干（以下称为Luminal Phantom）使用聚乙烯醇（PVA）冷冻凝胶膨胀并成型时，形成了尿道腔形状。随着该腔体幻影在腔体中的负压和负压阻塞的情况下，周围区域用明胶固化，形成动态的尿道幻影，由于膀胱端上的压力而反复阻塞和释放。通过使用超声测量和使用导管的内部压力测量结合动态形态信息，预计将有可能对尿道腔中流动的可视化更详细，并且将发展为高度准确的诊断并支持局部治疗。