F0501(6) 生体流体統合解析ソフトウェアM-SPhyRの開発経緯と特徴([F0501]ベンチャーCFDソフトの展開,先端技術フォーラム)
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概要
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生体流体統合解析ソフトウェアM-SPhyRは、医用画像から血管形状を抽出し、血流シミュレーションを行うためのソフトウェアである。医用画像を用いた血流解析の手順を図1に示す。入力はCTやMRIによる医用画像であり、出力として血管壁面のせん断応力や流量や圧力などの情報を得る。医用画像を用いて血管形状を抽出するため、患者個人の特徴的な血管形状を考慮した血流解析が可能となる。M-SPhyRは、主に3個のコンポーネントブログラム「Modeling」、「BFlow[1]」、「DIAS」で構成されている。Modelingは、連続した断層の医用画像から血流解析のための血管形状を抽出するプログラムであり、3次元の血管形状を抽出することができる。従来多く用いられてきたボクセル法ではなく、関数曲面による形状取り出しを行うことによって、流体解析に適した滑らかな形状が直接得られ、形状の変更も可能である。これにより、病変進行や外科治療による変形を血流シミュレーション血管形状に反映する事が可能である。BFlowは血管のマルチ・スケールを考慮した血流解析を行うプログラムであり、特徴として、医用画像で解像できる主要な血管の3次元流体解析に1次元解析および0次元解析を組み合わせた末梢血管網モデルを有する。これは、図2に示すように医用画像から抽出した血管形状の流出部に1次元解析モデルを、1次元解析モデルの末端に0次元モデルを境界条件として接続し、3次元の解析結果の流出流量を元に末梢血管の応答として流出部の圧力を求める手法である。DIASは血流と血管壁の流体構造連成解析プログラムである。図3に示すように血管の病変部に着目し、マルチ・フィジックス解析として脈動による血管壁の変形を考慮し、血管壁にかかる力学作用をより高精度に見積もることができる。
- 一般社団法人日本機械学会の論文
- 2009-09-12
著者
-
大島 まり
東京大学生産技術研究所
-
湊 明彦
アドバンスソフト(株)
-
大島 まり
東大 大学院情報学環・学際情報学府
-
吉尾 匡史
アドバンスソフト(株)
-
小島 まり
東京大学大学院情報学環
-
大島 まり
東大
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