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記事詳細:Detailed Article

JARI Research Journal (2012~)安全/Safety

資料名 / Title

JRJ20151002 研究速報
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肝臓有限要素モデルを用いた灌流肝臓の動的圧縮条件下における損傷シミュレーション
Simulation of Tissue Damage of Perfused Liver under Dynamic Compression Loading Using a Liver Finite Element Model

佐藤 房子,山本 義洋,高山 晋一,江島 晋,独古 泰裕,安木 剛
Fusako SATO,Yoshihiro YAMAMOTO,Shinichi TAKAYAMA,Susumu EJIMA,Yasuhiro DOKKO,Tsuyoshi YASUKI

交通事故により自動車乗員が被る傷害のひとつに内臓損傷がある.特に肝臓は中実臓器の中でも比較的大きな表面積と体積を有するだけでなく,内部に大量の血液を含んでいることから,外部からの衝撃により深刻な傷害が発生する頻度が高い臓器である.この外部からの衝撃が肝臓に与える影響は,近年,胸腹部の主要臓器を詳細にモデル化した人体全身の有限要素モデルを用いることにより検討されてきている.しかしながら,肝臓有限要素モデルの応答に対する損傷の有無の評価が,大量に血液が循環している生体肝臓に対しても有効であるかどうかを実験的に検証した例はなく,課題の一つとなっている.
 そこで本研究では,非灌流状態の食用ブタの肝臓を用いて肝臓有限要素モデルを構築し,灌流状態における肝臓圧縮試験結果との比較から,同モデルを用いての灌流肝臓の損傷評価の妥当性について検討した.なお,本研究で用いた肝臓圧縮試験の結果は,金田ら,佐藤らの報告を含め,新潟大学との共同研究にて食用ブタ肝臓を用いて得られた成果を用いている.以下に実施内容ごとに,方法と結果について述べる.
A liver Finite Element (FE) model with hyper-viscoelastic properties was developed. Hyper-elastic and rate-dependent characteristics were modeled with an Ogden rubber material model. Such characteristics were validated against an original series of porcine exsanguinated livers under quasi-static and dynamic compression experiments. The applicability of the validated liver FE model was evaluated against a series of compression tests with the porcine perfused livers to closely model in vivo conditions. The regions where the FE model showed highest strain concentrations corresponded with the regions where the perfused livers, tested under dynamic loading, sustained tissue damage. Based on this, ultimate strain for hepatic parenchyma and membrane were estimated by comparing strain patterns of the FE model with damaged conditions of the tested livers.

種別 / Article Type

JARI Research Journal (2012~)

資料名 / Title

JRJ20151002 研究速報

発行年月 / Date of Issue

2015/10

分野 / Field

安全/Safety
ID:6823
 

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