MRI流速計測と数値流体解析モデルによる脳脊髄液流体動態の4次元分析と臨床応用

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15790652
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 本折 健 千葉大学, 医学部附属病院, 助手 (30344998)
• Keywords: 能脊髄液 / 流速計測 / 数式モデル / 核磁気共鳴装置

Research Abstract

本研究の目的は既に確立されているMRIによる形態画像・流速測定の手法とコンピューターを用いた応用物理学と応用数学の流体解析の手法を組みあわせることで、脳脊髄腔内の複雑系全体を解析し、各種病態の病因解析・予後の予測・治療の指標へと応用することを目的として開始した。脳脊髄液の拍動運動に関与する各種のパラメーター、-すなわち脳内へ流入・流出する血液動態・脳血管床の変化・脳実質の拍動運動・脳脊髄液の拍動運動・脳脊髄液の産生と吸収-、を統合した複雑系のモデルを作成する。さらに作成したモデルをMRI・超音波等の実測データと比較し、必用なパラメーターの調整を行い、水頭症・キアリ奇形・脊髄空洞症等の病態における臨床診断法の信頼性の確立を目的とした。
本年度はまず、脳脊髄腔内の動態解析の4次元流体モデル確立と解析のためのコンピュータープログラムの開発を目的とし、モデル確立およびソフト開発は千葉大学工学部都市環境システム学科と共同で実施した。コンピューターによる脳脊髄腔内流体動態のモデル化として、脳脊髄動静脈の血液動態・脳脊髄血管床の動態・脳脊髄液の拍動運動・脳脊髄の弾性変化のパラメーターを含んだ複雑系を弾性体・流体力学の数学的手法を用いてモデル化した。モデル化した各種のパラメーターをコンピューターで離散的に解析するためのプログラムの開発を行った。同時に解析した結果を4次元画像として表示するためのプログラムの開発を行った。これらの数学的な解析法が、実際の生体内での減少と一致するか否かを、次年度以後MRI検査時に検証する予定である。