【研究領域課題番号】18K04576 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

粒子法 / 数値流体力学 / 水波 / 波浪 / 船舶海洋工学 / スラミング / 波力 / 流体解析 / 衝撃荷重 / 可変空間解像度 / 重合粒子 / シミュレーション

【研究成果の概要】

本研究では、研究代表者らが開発した可変解像度の粒子法の１つである双方向の重合粒子を用いて粒子数を効率的に削減し船舶に加わる波浪荷重を短い計算時間で予測可能な数値解析手法を開発した。具体的には、可変解像度の粒子法である双方向の重合粒子と楕円体粒子を用いて船舶に加わる波浪荷重を短い計算時間で予測可能な数値解析手法を開発した。本研究では低解像度領域、中解像度領域、高解像度領域の三段階に分けた。三段階で空間解像度を変化することができ、従来の単解像度や二段階での解像度変化と比べてより柔軟な解像度の設定が可能となった。

【研究の社会的意義】

本研究では、スラミング現象によって船体に加わる衝撃荷重を、汎用的に高速かつ高精度に計算するシミュレーション手法を開発した。手法として、流体の非線形現象を汎用的に解析することを得意とする粒子法を用いた。学術的独自性として、計算時間の短縮手法の導入が上げられる。研究代表者が開発した可変解像度の手法をスラミング計算に適用することで計算時間の短縮を行った。この成果は、従来の手法では解析が困難であった複雑な船首形状の影響の解析を可能にしたものであり、船舶の安全性の向上に貢献するものである。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】外科系歯学

【研究領域課題番号】16H05544 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

口腔癌 / 超選択的動注法 / ナビゲーション / 流体解析 / シミュレーション / 動注化学療法 / 血流シミュレーション / 低侵襲治療

【研究成果の概要】

口腔癌に対する動注化学療法をより効果的な治療にするために，腫瘍栄養動脈における抗癌剤のシミュレーションを行った．共通幹での抗癌剤の分配は不安定であり，それぞれの栄養動脈にカテーテルを留置する必要があることが明らかとなった．また，確実に腫瘍栄養動脈に留置するためのカテーテルナビゲーションにおける新しいレジストレーション手法を開発し，上顎前歯をターゲットとすることで十分な精度が得られることが明らかとなった．

【研究の社会的意義】

口腔癌の標準治療は手術であり早期癌であれば機能障害は少ないが，進行癌に対する拡大手術は咀嚼・嚥下・構音などの口腔機能を著しく低下させるため，口腔の形態と機能の温存を目指した手術以外の低侵襲な治療が強く求められているため，これまでに取り組んできた医工連携によるシミュレーションやナビゲーションといった先進的手法を発展・統合することで，口腔癌に対する動注化学療法のための革新的低侵襲治療法を開発した．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)

【研究分野】外科系歯学

【研究領域課題番号】24390459 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

口腔癌 / 動注化学療法 / 流体解析 / シミュレーション / 血流シミュレーション / オーダーメイド

【研究成果の概要】

本研究の目的は流体解析を用いて口腔癌に対する逆行性動注化学療法における抗癌剤分配シミュレーションを行うことである．CTアンギオグラフィーのデータより頸動脈のモデリングを行い，モデル化したカテーテルを留置したうえで，流体シミュレーションを行い，頸動脈エコーと末梢血管モデルも用いてシミュレーションの精度を向上させた．舌動脈の下方にカテーテルを留置しても，舌動脈への血流の流入は限定されることが示された．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)

【研究分野】外科系歯学

【研究領域課題番号】23592933 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

流体解析 / シミュレーション / 気道 / 顎矯正手術 / 顎変形症 / 下顎前突症 / 流体シミュレーション

【研究成果の概要】

下顎後方移動術により影響を受けた咽頭気道領域（PAS）の形態と圧力損失関係を数値流体力学により明らかにするために，下顎後方移動術を受けた下顎前突症患者10名を対象とし，術前後のCTデータからそれぞれ3次元気道モデルを構築した．気道の流体シミュレーションは、患者の吸気（200ml/s）を想定して行った．反復計算の収束後，PASにおける圧力損失を算出した．すべての症例においてPASにおける圧力損失は下顎後方移動術後に増加し，軟口蓋レベルでの最小断面積と非常に高い相関があった．断面積が1cm2以下の時，PASにおける圧力損失は急激に増大する傾向があった．

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2011 - 2013

【配分額】5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)

【研究分野】外科系歯学

【研究領域課題番号】21390542 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

口腔癌 / 動注化学療法 / 流体解析 / 流体シミュレーション / 血流シミュレーション / 抗癌剤 / シミュレーション / 超選択的動注法 / 化学療法 / 血流 / 医工連携

【研究成果の概要】

口腔癌に対する動注化学療法における腫瘍栄養動脈や転移リンパ節への抗癌剤の分配量を解明するために,われわれは流体解析を用いて外頸動脈とその分枝における血流シミュレーションを開発した.精度の高いシミュレーションにするために,末梢血管を考慮した0Dモデルを適用し,シミュレーションの精度評価は浅側頭動脈における血流速度を用いて行った.本シミュレーションの誤差は5%程度であり,外頸動脈とその分枝の患者特異的な血流シミュレーションの基盤を構築することができた.

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)