2021 Fiscal Year Annual Research Report
Identification of growing cerebral aneurysms by MRI alone CFD analysis using lattice Boltzmann method
| Project/Area Number |
17K10826
|
|---|
| Research Institution | Kobe University |
|---|
Principal Investigator |
木村 英仁 神戸大学, 医学部附属病院, 講師 (90514753)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
甲村 英二 神戸大学, 医学研究科, 名誉教授 (30225388)
林 公祐 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (60455152)
細田 弘吉 神戸大学, 医学研究科, 医学研究員 (90403261)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | CFD / cerebral aneurysm / prediction / growth / thick wall / thin wall |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
脳の健診である脳ドックの頭部MRI血管撮影（MRA)で未破裂脳動脈瘤がしばしば見つかる。これらの中で実際にどの動脈瘤が増大して破裂するのか正確な予測は不可能であった。近年数値流体力学Computational Fluid Dynamics(CFD)解析によって動脈瘤の増大を予想しようとする試みがあるが、これまでの市販の解析ソフトではMRAデータからの解析が困難で、結果、増大前の血流解析ができず増大に至る血行動態を解明できていなかった。今回我々は本学工学部との医工連携により、MRAのみからCFD解析が可能なソフトを開発した。本解析法が実際のパラメーターを反映しているかどうか、シリコン樹脂脳動脈瘤モデルを作成し血管模擬流路内流動実験を行って解析法の妥当性を評価し米国の機械雑誌に報告した（2編）。本ソフトによって増大した動脈瘤の増大前のデータを後方視的に解析することが可能となり、結果、心拍一周期で拡張早期に一過性の壁面せん断応力の上昇を来していた動脈瘤が、その後に増大しやすいことを突き止めた。非増大動脈瘤にはその傾向が見られなかった。本結果を国内、国際学会にて発表し、米国の脳神経外科雑誌World Neurosurgeryに報告した。これらに並行して市販のCFD解析ソフトhemoscopeを用いた未破裂脳動脈瘤解析を行い、WSS vector variation(WSSVV)や振動せん断指数 (OSI)という、共に壁面せん断応力のベクトルの変動を反映する指標が、動脈瘤の壁の薄さを予測できることを新たに発見し、それぞれWorld Neurosurgeryに報告した。また本所見を用いた実際の手術での有効性をWorld Neurosurgeryに投稿しacceptされた。これら壁の菲薄を起こす血行力学的特徴と先に報告した増大予測の特徴との関連について今後さらなる検討を行う予定である。
|
