玉川 雅章 (タマガワ マサアキ)

TAMAGAWA Masaaki

写真a

職名

教授

研究室住所

福岡県北九州市若松区ひびきの2-4

研究分野・キーワード

機械工学,流体工学,生体医用工学,衝撃波,超音波,ドラッグデリバリーシステム,再生医療,マイクロマシン,血栓,人工臓器,血液流れ

出身大学 【 表示 / 非表示

  • 1988年03月   京都大学   工学部   機械工学科   卒業   日本国

出身大学院 【 表示 / 非表示

  • 1990年03月  東京大学  工学研究科  機械工学  修士課程・博士前期課程  修了  日本国

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 京都大学 -  博士(工学)  1996年05月

学内職務経歴 【 表示 / 非表示

  • 2014年04月
    -
    継続中

    九州工業大学   大学院生命体工学研究科   生体機能応用工学専攻   教授  

  • 2010年04月
    -
    2014年03月

    九州工業大学   大学院生命体工学研究科   生体機能専攻   教授  

学外略歴 【 表示 / 非表示

  • 1996年05月
    -
    2001年03月

    京都大学   大学院エネルギー科学研究科   講師   日本国

  • 1990年04月
    -
    1996年04月

    京都大学   工学部   助手   日本国

所属学会・委員会 【 表示 / 非表示

  • 2002年04月
    -
    継続中
     

    日本機械学会  日本国

  • 2005年04月
    -
    継続中
     

    日本生体医工学会  日本国

  • 2013年11月
    -
    継続中
     

    バイオメディカルファジー学会  日本国

  • 2002年04月
     
     
     

    日本衝撃波学会  日本国

  • 2006年04月
    -
    継続中
     

    日本DDS学会  日本国

 

研究経歴 【 表示 / 非表示

  • 衝撃波ドラッグデリバリシステムの開発

    未設定  

    研究期間: 2003年04月  -  継続中

  • 衝撃波を用いた嫌気性バイオプロセスの高効率化

    未設定  

    研究期間: 2003年04月  -  継続中

  • 計算流体力学の医療流体機械への応用

    未設定  

    研究期間: 2003年04月  -  継続中

  • 転倒・衝突における人体衝撃損傷のメカニクス

    衝撃波,脳損傷,臓器損傷,骨損傷  

    研究期間: 2009年11月  -  継続中

  • 衝撃波を利用した再生医療工学

    未設定  

    研究期間: 2003年04月  -  継続中

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論文 【 表示 / 非表示

  • Significant attributes identification for indoor cycling fatigue classification

    Tang S., Loh W., Tamagawa M.

    AIP Conference Proceedings    2138   2019年08月  [査読有り]

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    © 2019 Author(s). Indoor cycling was commonly examined from the riding posture, saddle height or pedal force to analyze the muscular activity on cyclists' lower limbs. While strong muscular strength and proper riding posture are important to minimize strain, the significances of these attributes on cycling fatigue were unclear. An attempt was made to identify significant attributing features for indoor cycling fatigue classification based on an experimental study involving twenty healthy postgraduates. The participants were tasked to perform an indoor cycling fatigue experiment at 6km/h with gradual speed increment till fatigue level achieved. The accelerometry, sacral trajectory and the lower limb kinematic changes were measured. Significant feature subset selection was determined using the wrapper approach with IBk algorithm. The featured data were later classified on IBk, SMO, ZeroR, J48 and Vote followed by subsequent discriminant analysis. The results demonstrated that the significant attributes yielded 95.0% and 75% classification accuracies (training data) but yielded 72.5% and 65.0% (10 folds cross-validation) on Vote and the discriminant analysis respectively. Findings revealed that the cycle frequency is the most significant attribute exerting a major effect on cycling fatigue while StepRegML and Disp_ML attributes contribute little to distinguish fatigue and pre-fatigue cycling motion.

    DOI Scopus

  • Effects of impinging jet flow on platelets adhesion by computational fluid dynamics (CFD) analysis with consideration of particle motion for predicting thrombus formation

    Nakata S., Miyamura Y., Tamagawa M.

    ICIC Express Letters, Part B: Applications    10 ( 8 ) 755 - 762   2019年08月  [査読有り]

     概要を見る

    © 2019, ICIC International. All rights reserved. To establish the prediction method of thrombus formation on the wall by computational fluid dynamics (CFD), it is very important to find out the effects of flow field on platelet adhesion on the wall. In this paper, the particle motions on impinging jet flow which has the stagnation point were analyzed, and the adhered particles on the wall were also analyzed. Especially, discrete particles by using the impinging jet flow that Affeld used for the platelet adhesion experiment were analyzed, and the adhesion mecha- nism of particles simulating platelets was investigated by CFD. This adhesion mechanism is corresponded to starting point for thrombus formation on shear flow. After analyzing three-dimensional flow field particle motions by using fundamental equations on the im- pinging jet flow, the platelet motions can be obtained. From the result of CFD comparing with experiment, it was concluded that the platelet motion was able to be simulated on the impinging jet flow by using particle tracking method with consideration of density dif- ference. It was also concluded that predicted adhered distribution did not agree well with experimental result even though the tendency of distribution of adhered platelet could be obtained. Further investigation and trials for this validation will be needed to establish the prediction method.

    DOI Scopus

  • A Cartesian non-boundary fitted grid method on complex geometries and its application to the blood flow in the aorta using OpenFOAM

    Zakaria M., Ismail F., Tamagawa M., Aziz A., Wiriadidjaja S., Basri A., Ahmad K.

    Mathematics and Computers in Simulation    159   220 - 250   2019年05月  [査読有り]

     概要を見る

    © 2018 International Association for Mathematics and Computers in Simulation (IMACS) The aim of this paper is to develop a new non-boundary fitted (NBF) Cartesian grid method to compute flows in a complex geometry such as that found in a human aorta. The algorithm is based on the volume of fluid (VOF) colour function in a regular Cartesian grid through the open source OpenFOAM platform. The solid was treated as a fluid with very high viscosity to theoretically reduce its deformability, and subsequently satisfy a no-slip condition at the boundary. We also introduced the artificial term of the colour function into an algebraic system of momentum equations, which had a significant impact on the non deformability of solid domain and originality of this study. The developed solver, NBF-VOF, is then thoroughly validated using a variety of numerical and experimental results available in the literature Finally, we demonstrated the applicability of our code on flows in a complex geometry based on patient-specific image data robustly without the need for complex meshing generation procedures that conventional boundary fitted (BF) methods do.

    DOI Scopus

  • FINITE ELEMENT ANALYSIS of URINARY BLADDER WALL THICKNESS at DIFFERENT PRESSURE CONDITION

    Keni L., Kalburgi S., Hameed B., Zuber M., Tamagawa M., Shenoy B.

    Journal of Mechanics in Medicine and Biology      2019年01月  [査読有り]

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    © 2019 World Scientific Publishing Company. In this work, a 3D urinary bladder was subjected to various pressure loading conditions mimicking the bladder filling volume. The bladder layer consisting of adventitia, detrusor and mucosa layer having different mechanical properties produced different deformation and stresses when subjected to the varying loads. The volume of the bladder changed to 231.34ml which was 128.91% higher than the assumed initial volume of 50ml on application of 18kPa of pressure. The detrusor layer which is thickest of the bladder wall reduced to 1.312mm from 4.4mm, recording a 108% change in its thickness at 18kPa pressure. The maximum von-Mises stress obtained were significantly higher in case of the Mucosa layer when compared to the detrusor and adventia layer. The unique layup of the bladder wall having different properties plays a major role in sustaining adverse pressure gradients and absorbing high stresses.

    DOI Scopus

  • せん断流れにおける人工壁面での白色および赤色血栓形成の観察とCFDによる予測法について

    玉川 雅章, Yi Yingming, 宮村 裕子, 山口 翔史, 山口 泰申

    生体医工学  ( 公益社団法人 日本生体医工学会 )  57 ( 0 ) S172_2 - S172_2   2019年01月  [査読有り]

     概要を見る

    <p>人工心臓などの血液流れをともなう医療流体機器開発の際に問題となっている血栓のうち,高せん断による血小板の活性化がもたらす白色血栓と低せん断による凝固因子活性化がもたらす赤色血栓の生成がある.この血栓予測のための数値流体力学的(CFD)ツールが機器設計の観点から求められている.本研究では,血小板と数種類の血液凝固成分の液体の生化学的反応を伴う輸送を有限差分法(FDM)で,血小板の凝集を動的粒子力学(DPD)法で計算する2つの方法を組み合わせるハイブリッド手法を提案し,凝集を考慮した白色血栓形成の予測法の開発を行ってきたが,本講演では,血小板の粒子法計算精度の影響を考慮した方法に拡張した.計算対象としては,これまでにレーザシートを用いて白色血栓や赤色血栓の可視化を行ってきたオリフィス管内のせん断流れや人工弁まわりの流れを取り上げた.その結果,ハイブリッド化やほかのパラメータによる凝集プロセスへの影響を示し,適切な条件を示唆した.また,これらの流れ場について,白色血栓と赤色血栓をカラーCCDカメラによって,血栓の可視化を行い,CFDの結果と比較し,流れ場の影響を調べた.</p>

    DOI CiNii

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著書 【 表示 / 非表示

  • 高度物理刺激と生体応答 ( 衝撃波による細胞刺激)

    佐藤岳彦他 編著 ( 共著 , 担当範囲: 2.2.10 衝撃波による細胞刺激 )

    養賢堂  2017年08月 ISBN: 978-4-8425-0562-6

  • マイクロ/ナノカプセルの 調製、徐放性制御と応用事例 -膜の選定、製膜法/表面の親疎水性コントロール -

    玉川雅章 ( 単著 , 担当範囲: 第2章 マイクロ/ナノカプセルの評価・解析,3節 気泡内包マイクロカプセルの破壊率評価 )

    技術情報協会  2014年10月

  • Mechanical characteristics of vascular cells and tissues exposed to deformation, freezing and shock waves: Measurements and theoretical predictions

    H. Yamada,M. Tamagawa,H. Ishiguro ( 共著 )

    Wada, H. ed., Biomechanics at Micro- and Nanoscale Levels, World Scientific  2007年09月

  • 衝撃波ハンドブック 担当部分 衝撃波と生体組織に関係する解説

    赤松映明,玉川雅章 ( 共著 )

    シュプリンガー・フェアラーク東京  1995年06月

口頭発表・ポスター発表等 【 表示 / 非表示

  • 円管内オリフィスならびにノズルまわりのせん断流れにおける溶血・血栓形成の予測について

    中田祥平, 平山千春, Yi Yingming, 玉川雅章

    日本機械学会九州支部第71期総会講演会  2018年03月  -  2018年03月   

  • 各種のサイトカイン濃度勾配による好中球運動と膜上濃度分布の観察と推進機構解明

    伊藤誠, 玉川雅章

    日本機械学会九州支部第71期総会講演会  2018年03月  -  2018年03月   

  • 衝撃波組織再生培養システム開発のための時短パルスレーザー誘起衝撃波生成の検証 (第2報気液ならびに固液界面位置の水中内レーザ集束に及ぼす影響)

    今門利和, 玉川雅章, 寺島涼介

    平成29年度衝撃波シンポジウム講演論文集  (仙台)  2018年03月  -  2018年03月   

  • CFD Analysis of peripheral intravenous catheters used in Pediatrics

    Pramod Shet, Girish Hariharan, Yuko Miyamura, Masaaki Tamagawa, Raghuvir Pai

    2018年日本生体医工学会九州支部学術講演会  (飯塚市,福岡県)  2018年03月  -  2018年03月    日本生体医工学会九州支部

  • 各種のサイトカイン濃度勾配による好中球運動と膜上濃度分布の観察と推進機構解明

    玉川 雅章, 伊藤 誠

    日本機械学会九州支部講演論文集  2018年01月  -  2018年01月   

    CiNii

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工業所有権 【 表示 / 非表示

  • 水処理装置

    特願 'PCT/JP2010/063368  特許 'WO2011/021515   日本国

    池英昭, 吐合一徳、 平林和也, 猪原哲, 山部長兵衛,玉川雅章

科研費獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 白血球機能から学ぶ濃度マランゴニ効果を利用した新規マイクロ粒子推進機構の開発

    挑戦的萌芽研究

    研究期間:  2017年04月  -  2019年03月

    研究課題番号:  17K18844

  • 超時短パルスレーザー誘起マイクロ衝撃波の伝播特性解明と再生医療マイクロカプセル応用

    基盤研究(B)

    研究期間:  2015年04月  -  2018年03月

    研究課題番号:  15H03921

  • 白血球に学ぶ濃度駆動型水中駆動源微粒子の微細表面加工のための流体工学的研究

    新学術領域研究

    研究期間:  2015年04月  -  2017年03月

    研究課題番号:  15H01601

  • 水中衝撃波による再生医療用気泡内包マイクロカプセルの破壊制御技術の開発

    挑戦的萌芽研究

    研究期間:  2013年04月  -  2015年03月

    研究課題番号:  25630054

  • 血液流れのせん断応力による血小板活性化のリアルタイム計測と血栓形成のモデル構築

    挑戦的萌芽研究

    研究期間:  2011年04月  -  2013年03月

    研究課題番号:  23650268

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受託研究・共同研究実施実績 【 表示 / 非表示

  • 衝撃波と気泡を利用した藻類エネルギー生成システムの開発

    受託研究

    研究期間:  2012年04月  -  2012年09月

  • 衝撃波と気泡を利用した藻類エネルギー生成システムの開発

    受託研究

    研究期間:  2011年10月  -  2012年03月

     概要を見る

    戦略的創造研究推進事業(先端的低炭素化技術開発)

  • 衝撃波を用いたマイクロカプセル内細胞培養システムの開発

    受託研究

    研究期間:  2011年08月  -  2012年03月

     概要を見る

    研究成果最適展開支援プログラムフィージビリティスタディステージ探索タイプ
    (A-STEP)

  • 医用移動モビリティ使用時の人体損傷のリスク解析

    その他共同研究等

    研究期間:  2010年10月  -  2014年03月

  • 気泡と衝撃波・放電の相互作用を用いたバラスト水処理システムの開発

    受託研究

    研究期間:  2010年07月  -  2011年03月

その他競争的資金獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 数値シミュレーションを用いた頚動脈ステント留置に関する 基礎的研究

    提供機関:  独立行政法人科学技術振興機構  

    研究期間:  2019年06月  -  2021年03月

  • 衝撃波を用いたマイクロカプセル内細胞培養システムの開発

    提供機関:  独立行政法人科学技術振興機構  

    研究期間:  2011年11月  -  2012年03月

  • 衝撃波と気泡を利用した藻類エネルギー生成システム

    提供機関:  独立行政法人科学技術振興機構  

    研究期間:  2011年10月  -  2012年09月

 

担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 2018年度  生体流体工学

  • 2018年度  流体力学

  • 2018年度  生体工学概論

  • 2017年度  流体力学

  • 2017年度  生体工学概論

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国際会議の開催 【 表示 / 非表示

  • ICCMEH2016 (International Conference on Computational Methods in engineering and Health Science 2015

    2016年12月17日  -  2016年12月18日  主催:九州工業大学,共催:マレーシアUPM,インドマニパル大学

  • ICCMEH2017 (International Conference on Computational Method in Engineering and Health Science)

    インド  2017年12月18日  -  2017年12月20日  マニパル大学