有限要素解析を用いた胸部大動脈瘤破断予測:ステントグラフト術後遠隔期予後への応用

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22591533
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 熊谷 紀一郎 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助教 (80396564)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 齋木 佳克 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (50372298) ; 赤坂 純逸 東北大学, 病院, 講師 (80343044) ; 本吉 直孝 東北大学, 病院, 講師 (40375093) ; 渋谷 拓見 東北大学, 病院, 医員 (10526453)
• Keywords: 胸部大動脈瘤 / ステントグラフト / 有限要素解析

Research Abstract

当教室では、CT画像から構築した胸部大動脈瘤の有限要素モデルを用いて、応力を推定する方法を開発し、破裂予測に関するさまざまなデータを得ることが出来た。今回の研究目的は、これを発展させ、以下を明らかにすることである。(1)より詳細な有限要素モデルを作成し破断危険値を推定する。(2)ステントグラフト留置後の有限要素モデルを作成し、大動脈瘤縮小の条件を解明する。(3)解離性大動脈瘤の有限要素モデルを作成し、拡大、破裂などの予後を予測する。平成22年度は、従来からのモデル作成法に準じて、3次元構築ソフトを用いて、大動脈壁はSurface dataとして処理し解析を行った。その結果嚢状弓部大動脈瘤など従来計算できなかった症例でも解析できるようになった。また、石灰化した部位や壁在血栓を分離させて3次元構築することに成功した。しかし有限要素解析ソフトに取りこんだ後材料定数の境界部の処理が困難であり、そのため最終的に応力を算出できないことが多かった。この点を改良するために別の3次元構築ソフトZedViewを用いて解析を行う方法を検討中である。ステントグラフト内挿術(TEVAR)症例は東北大学心臓血管外科にて胸部大動脈瘤と診断され、TEVARの方針となった症例を対象とするが、ステントグラフトとしてGore TAGを用いるものを対象とする。TEVAR手術後の症例のCTDICOMデータを用いて3D-Doctor上でステント内、Exclusionされた瘤内と2腔べつべつにトレースし、ANSYS上であらたに構築させた。ステントは主としてGoreTAGを用いており、TAGの材料定数を用いてステント内は算出するが、問題の動脈瘤内は血圧が実測できなかったため変動させたモデルを作成することとした。最終的に解離性大動脈瘤患者の解析を行うためにステントグラフト後の2腔モデルの完成を行う必要がある。