Establishment of a patient-specific aortic treatment evaluation method based on mechanical parameters

• Project/Area Number: 25K07493
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 武田 量 北海道大学, 工学研究院, 助教 (90645095)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2027: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2026: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2025: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 大動脈 / 流体-構造連成解析 / 患者固有 / 治療効果 / 精度検証

Outline of Research at the Start

本研究は患者固有の大動脈解離リスクの評価および治療効果の定量化手法の確立を目的とする．医療用CT画像から大動脈の形状データを取得し，血流の流体モデルと血管壁の有限要素構造モデルを構築する，これらのモデルは，マルチフィジックス解析ソフトウェアにより統合され，流体-構造連成解析（FSI）を実施する．解析では，心拍動に応じた流速・圧力条件を与え，圧力分布，流速・流線，壁面せん断応力（WSS）などを推定する．健常，解離，治療後の各モデル間でこれらの違いを定量的に評価する．さらに3Dプリンタで作製した大動脈モデルを用いた脈動流実験により，流速・圧力・血管変位を計測し，解析結果の再現性と妥当性を検証する．