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

基本信息

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

项目摘要

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。

提高使用粒子图像测速测量实验应变分布的透明钙化病变模型的制造方法的效率，目的是在先进的血管内治疗中可视化治疗设备和患病血管之间的机械相互作用。为了提高2021年原型制作的含有荧光示踪剂并模拟冠状动脉钙化物理特性的树脂病变模型的再现性和高效生产，我们将重新考虑温度条件并重新设计铸造模具。我们能够实现一致性并缩短制造时间。我们根据JIS A 1108:2018标准，使用多批制造的钙化模型进行压缩测试，人体钙化斑块的抗压强度达到文献值62±27 MPa，成功提高了精密度。的接下来，我们尝试用冠状动脉球囊扩大病变模型，并使用四个 Scheinpflug 相机的视频成像系统捕获钙化的变形和破坏。我们提出了一种从颗粒运动分布的三维图像计算应变的分析方法，并且能够描绘冠状动脉钙化病变模型中发生的三维应变分布。结果表明，最大应变出现在钙化狭窄处，预计会出现局部应力集中，并且更大的应变分布在以狭窄处为中心的血管模型的内膜侧。未来，我们将通过有限元分析等进行对比验证，改进分析算法，通过结合不同设计的病变模型和装置以及可以获得高精度应变分布的体外评估技术来可视化治疗效果。计划继续将其建立为

项目成果

期刊论文数量（19）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
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
影响因子：
0
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