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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Computational fluid dynamics analysis of cerebral small vessel disease using ultrahigh field magnetic resonance imaging

Research Project

Project/Area Number 26461836
Research InstitutionIwate Medical University

Principal Investigator

佐々木 真理  岩手医科大学, 医学部, 教授 (80205864)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 寺山 靖夫  岩手医科大学, 医学部, 教授 (70146596)
山下 典生  岩手医科大学, 医学部, 講師 (90628455)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords超高磁場MRI / 磁気共鳴血管造影 / 流体解析 / 脳小血管病 / 外側線条体動脈
Outline of Annual Research Achievements

近年の動脈硬化性病変の画像診断の進歩は著しいが、穿通動脈などの頭蓋内微細血管の硬化性病変に対する画像診断・解析技術は未だ確立していない。特に脳小血管病の病態機序は未だ不明の点が多く、直接可視化手法の開発と高精度定量診断技術の確立が急務である。そこで我々は、本学の高性能超高磁場7テスラMRIを用いて超高解像度MRA画像を撮像するとともに、数値流体力学の高精度解析法を開発し、急性期脳梗塞患者における穿通動脈などの頭蓋内微細動脈の軽微な変化を検出することで、脳小血管病の高精度低侵襲早期診断技術の確立を試みた。
当該年度は、7テスラMRIを用いて基底核領域の急性期非心原性脳梗塞患者25例の撮像を実施した。また、専用ソフトウエアを用いて、7テスラMRIで取得した高解像度MRAから外側線条体動脈(lenticulostriate artery, LSA)を含む血管形状メッシュモデルの高精度作成法を確立した。さらに、専用高速解析プラットフォームを用いて、全研究期間で撮像した40例を対象に前年度確立した境界条件を用いた数値流体解析法による種々の流体力学的指標(wall shear stress [WSS], WSS gradient [WSSG], mass flow rate [MFR])を算出し、前年度確立した自動定量法を用いてLSAと中大脳動脈水平部(M1)の値を求め、LSA領域梗塞群、非LSA領域梗塞群について患側と健側の差異を比較した。
以上の研究開発の結果、LSA梗塞患者における患側LSAのWSS, WSSG, MFRが健側に比し有意な低値を示すが、親血管であるM1では差異を認めないこと、非LSA梗塞患者ではLSAにおいても差異を認めないことを初めて明らかにした。このことから、LSAの流体力学的特性がLSA領域の脳梗塞の誘因となっていることが示唆された。

  • Research Products

    (6 results)

All 2017 2016

All Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 4 results)

  • [Presentation] 脳神経MRIの新たな可能性2017

    • Author(s)
      佐々木真理
    • Organizer
      第40回日本脳神経CI学会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      2017-03-03 – 2017-03-03
    • Invited
  • [Presentation] 7Tesla高解像度MRAを用いた急性期脳梗塞におけるレンズ核線条体動脈の数値流体力学解析2016

    • Author(s)
      森太志、佐々木真理、亀田浩之、石田藤麿、名取達德、宮澤晴奈、大庭英樹、原田太以佑、山下典夫、寺山靖夫
    • Organizer
      第23回東北脳循環カンファランス
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2016-11-19 – 2016-11-19
  • [Presentation] Stroke imaging using ultrahigh field MRI2016

    • Author(s)
      Makoto Sasaki
    • Organizer
      13th International Symposium on Thrombolysis Thrombectomy and Acute Stroke Therapy
    • Place of Presentation
      Kobe
    • Year and Date
      2016-11-11 – 2016-11-11
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 超急性期脳虚血画像診断の現状と課題2016

    • Author(s)
      佐々木真理
    • Organizer
      第75回日本脳神経外科学会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2016-10-01 – 2016-10-01
    • Invited
  • [Presentation] 脳血管解剖の画像化はどこまで可能か2016

    • Author(s)
      佐々木真理
    • Organizer
      第36回日本脳神経外科コングレス
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2016-05-21 – 2016-05-21
    • Invited
  • [Presentation] 7Tesla高解像度MRAによる.急性期脳梗塞におけるレンズ核線条体動脈の数値流体力学解析2016

    • Author(s)
      森太志、佐々木真理、亀田浩之、石田藤麿、名取達德、宮澤晴奈、大庭英樹、原田太以佑、 山下典夫、寺山靖夫
    • Organizer
      第41回日本脳卒中学会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2016-04-15 – 2016-04-15

URL: 

Published: 2018-01-16  

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