2014 Fiscal Year Annual Research Report
血流シミュレータによる治療困難な脳動脈瘤に対するバイパス併用術支援技術の確立
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24592150
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute |
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Principal Investigator |
片岡 大治 独立行政法人国立循環器病研究センター, 病院, 医長 (40359815)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八木 高伸 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (00468852)
中村 匡徳 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (20448046)
斉藤 こずえ 独立行政法人国立循環器病研究センター, 病院, 医師 (80398429)
梅津 光生 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90132927)
飯原 弘二 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90270727)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 脳動脈瘤 / PC-MRI / 数値流体解析 / CFD / バイパス術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は通常のクリッピング術やコイリング術では治療困難な大型・血栓化脳動脈瘤に対して、バイパス術を併用したflow alteration treatmentを行った際の血行動態をcomputational fluid dynamics (CFD)を用いて予測して、適切な術式の選択や治療成績の向上に寄与しうる血流シミュレータの開発を目的として企図された。CFDに用いる境界条件は位相コントラストMRI(PC-MRI)による患者固有の脳血管の血流量データを用いることとし、まずシリコンモデルを用いたin vitro実験及び健常者によるin vivo実験により、PC-MRIの至適撮像条件の決定を行った。その撮像条件を用いて、脳動脈瘤に対するflow alteration treatmentを考慮された21症例（うち12例に実際に当該手術が行われた）に対して、術前、術後2-4週間、術後3ヶ月、術後12ヶ月の時点で、PC-MRIを行って、術前後の血行動態の推移を解析した。その結果、術直後各血管の血流量や血管径はダイナミックに変化するが、3-12ヶ月かけて各血管の剪断応力が術前値に戻るように適応していくことが明らかになった。CFDによる血流シミュレーションにおいては、末梢血管抵抗に注目して解析を行い、末梢血管抵抗はCFDの対象領域範囲の大きさに影響を及ぼさないことを健常者のデータから明らかにした。手術症例に検討では、術前後の末梢血管抵抗は検討した5症例のうち4例では、術前後でほぼ変化がみられなかったが、1例においては1.5-10倍に経時的に増加をしており、症例ごとに異なる傾向がみられた。これらの知見はバイパス併用術後の血流再分配の支配法則の一端を明らかにするものであり、今後は虚血性脳血管障害に対する脳血行再建術における血流動態の変化予測にも同技術を応用していく予定である。
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