胃内の食物流動の数値シミュレーションによる機能性ディスペプシアのメカニズムの解明

通过胃内食物流动数值模拟阐明功能性消化不良的机制

• 批准号: 15J02376
• 负责人: 宮川 泰明
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J02376/
• 关键词: 胃内容物攪拌; 蠕動運動; 計算生体力学

胃の主な機能は食物の貯留・攪拌・排出である．攪拌機能は胃内の消化と密接に関連している．胃内の攪拌は蠕動運動と呼ばれる胃壁の運動によって引き起こされるが，加齢やストレスなどによってこの運動機能が低下すると，機能性消化不良といった疾患が起きることが知られている．しかしながら，機能性ディスペプシアの発生メカニズムは未だ不明である．そこで本研究課題では，数値解析を用いて，胃壁の運動機能が変化した時にどのように胃内の流れ場が変化するのか，流れ場の変化がどのように胃内容物の攪拌に影響するのかを明らかにすることを目的としている．まず，本研究では構築した計算力学モデルを用いて胃壁の運動機能と胃内容物攪拌の関係を調査した．特に，蠕動運動の伝播速度と発生周期，胃内容物の粘度等のパラメータを変化させたときに攪拌がどのように変化するかを調査した．胃壁の運動機能は，レイノルズ数とストローハル数という2つの無次元数で記述でき，それらと，胃内容物攪拌を定量化するために新たに提案したmixing efficiencyという指標との関係を解析した．レイノルズ数が大きく，ストローハル数が小さいほどよく攪拌されることが明らかになった．次に，胃蠕動運動が幽門（胃から十二指腸への出口部）で加速するterminal accelerationと呼ばれる現象が胃内容物攪拌に与える影響を解析し，terminal accelerationによって少ないエネルギーで効率よく胃内容物を攪拌している可能性が示唆された．これらの研究結果は，工学のみならず，生理学，医学分野においても重要なデータであり，今後の臨床応用が期待できる．

The main function of the stomach is to store, stir, and expel food. The blender can closely connect the digestion and digestion in the stomach. The stirring and peristaltic movement in the stomach and the movement of the stomach wallよってこのlow motor function すると, functional dyspepsia といった disease がrise きることが知られている.しかしながら, functional ディスペプシアの発生メカニズムは无だUnknown である. The subject of this research is the application of numerical value analysis, and the change of the gastric motility function and the change of the flow field in the stomach.するのか, flow of the field の変化がどのようにstirring of the stomach contents にeffect するのかを明らかにすることをpurpose としている. In this study, we constructed computational mechanics and used it to investigate the relationship between the motility function of the stomach wall and the stirring of stomach contents. Characteristics include the speed of peristaltic movement, growth cycle, and viscosity of gastric contents.がどのように変化するかをinvestigationした. Description of the motility function of the stomach wallでき, それらと, stomach contents stirring を quantification するために新たに proposal したmixing Efficiency is an indicator and the relationship is analyzed.レイノルズが大きく, ストローハルnumber が小さいほどよく stir されることが明らかになった． Second, gastric peristaltic movement, acceleration of the pylorus (exit part of the stomach and duodenum), terminal acceleration, phenomenon of breathing, stirring of gastric contents, and influence of the gastric contents, analysis, terminal accelerationによって小ないエネルギーでefficiencyよくgastric contentsをstirringしているpossibilityがshow instigationされた． The results of the research are important, and the clinical application in the future is expected.

项目成果

胃内容物攪拌の数値計算：胃壁の運動の影響

胃内容物搅动的数值计算：胃壁运动的影响

• 发表时间: 2015
• 作者: Taimei Miyagawa;Yohsuke Imai;Shunichi Ishida;Takami Yamaguchi;Takuji Ishikawa;宮川泰明，今井陽介，石田駿一，山口隆美，石川拓司
• 通讯作者: 宮川泰明，今井陽介，石田駿一，山口隆美，石川拓司

胃内部の固体粒子挙動の数値計算

胃内固体颗粒行为的数值计算

• 发表时间: 2017
• 作者: 石田駿一;今井陽介;宮川泰明;石川拓司
• 通讯作者: 石川拓司

Clarification of relationship between gastric mixing and motility of wall

澄清胃混合与胃壁运动之间的关系

• 发表时间: 2015
• 作者: Taimei Miyagawa;Yohsuke Imai;Shunichi Ishida;Takami Yamaguchi;Takuji Ishikawa
• 通讯作者: Takuji Ishikawa

胃における蠕動運動と流れの数値流体力学解析

胃蠕动和流动的计算流体动力学分析

• 发表时间: 2016
• 作者: 今井陽介;宮川泰明;石田駿一;石川拓司
• 通讯作者: 石川拓司

RELATIONSHIP BETWEEN PERISTALTIC CONTRACTION AND GASTRIC MIXING

蠕动收缩与胃混合之间的关系

• 发表时间: 2016
• 作者: Yohsuke Imai;Taimei Miyagawa;Shunichi Ishida;Takami Yamaguchi;Takuji Ishikawa
• 通讯作者: Takuji Ishikawa