2019 Fiscal Year Annual Research Report
MRI and computational study on fluid dynamics of cerebrospinal fluid flow and mechanisms of normal pressure hydrocephalus.
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17K16414
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
鎌田 裕基 東北大学, 大学病院, 医員 (00789836)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | MRI / 3D cine PC MRI / CFD / 脳脊髄液流れ / 血流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の課題は、無侵襲な画像診断法であるMRIを用いて流体解析を行い、脳脊髄液の動態生理と正常圧水頭症の病態を解明することである。令和1年度は、前年度に引き続き、健常人の脳脊髄液を対象とした頭部の3D cine PC (Phase Contrast) MRIを撮像した。脳室間での流れを検出することはできた。しかし、脳室内での流れは非常に緩徐であり、ノイズとの区別が困難であった。今後は、撮像の高速化やノイズ低減のための呼吸同期などの手法の開発や導入が必要と考えられた。
脳脊髄液流れの流体解析に難渋したため、大血管（大動脈や肺動脈）を対象とした3D cine PC MRIによる流体解析を推進した。大動脈を対象とした流体解析では、大動脈弁狭窄症の弁置換術前後における血流量、血流の方向、ヘリシティ密度などの流体力学的な指標の変化を評価した。治療後に、異常な血流が改善し、正常の血流に近づくことを観察した。治療後に、末梢組織への効率的な血液供給が得られることを定量的に確認した。数値流体シミュレーションを補完的に用いることで、大動脈弁からの血流の方向が、胸部大動脈の血流の構造に影響しており、大動脈弁狭窄症の病態と密接に関わることが示唆された。得られた結果を国際会議において発表し、国際学術雑誌に投稿、採択された。肺動脈を対象とした流体解析では、肺動脈狭窄症の経カテーテル的な治療前後の血流量を評価した。治療後に、狭窄が解除された肺動脈の血流が増加し、左右の肺動脈血流比が正常化したことを定量的に評価した。得られた結果を国際学術雑誌に投稿、採択された。
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