2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a computational method for prediction of patient specific aneurysm growth
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18K12040
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山本 創太 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (80293653)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 計算バイオメカニクス / 予測診断 / 動脈瘤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，動脈瘤の拡張予測を行う現象論的シミュレーション手法を開発した．経時的に撮影されたCT画像形状に向けて有限要素モデルを拡張し，壁上に節点を配置した．これは動脈瘤拡張プロセスを模して節点を動脈瘤形状モデルに投影したことに相当する．有限要素モデル節点をマーカとし，局所変位および拡張速度を計測できることを示した．次に，計測した拡張速度を用いて動脈瘤予測形状を推定した．
典型的な腹部大動脈瘤症例について本手法を適用した結果，1年から1年半程度先の拡張形状を，医療用CTの空間分解能以下の精度で予測することができた．しかし，5年程度の長期間の予測では診断に用いることができる精度の予測ができなかった．これは，現在の局所拡張速度ベクトル分布を線形的に外挿して拡張形状の予測を行なっているためであると考えられる．今後，本手法をより長い期間の予測に適用するには，非線型モデルの導入が必要であると考えられる．
また，本手法においては初期血管形状を仮定する必要があるため，初期血管形状の違いが拡張予測結果に及ぼす影響を検討した．予測シミュレーション実施にあたって不都合のないくつかの初期形状設定方法を比較した結果，初期血管形状が拡張予測結果に及ぼす影響は十分小さいことが確認された．さらに初期血管モデルメッシュ解像度の拡張予測結果への影響についても検討し，血管軸方向の解像度を十分に確保する必要があることを明らかにした．
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