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2018 年度 実施状況報告書

3次元血流領域における流れの複雑性の定量による脳動脈瘤増大・破裂機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K10825
研究機関三重大学

研究代表者

鈴木 秀謙  三重大学, 医学系研究科, 教授 (90345976)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード脳動脈瘤 / 数値流体力学
研究実績の概要

三次元脳血管撮影またはCT血管造影から得られた形状データで患者固有モデルを作製し、拍動流による数値流体力学(CFD)解析を行った。次に剪断応力Wall Shear Stress (WSS)、WSS関連血行力学的パラメーター、瘤内血流速および血流パターンを計算し可視化した。CFD解析は市販のアプリケーションソフトに独自プログラム(コード)で改良を加えて実施した。さらにCFD解析結果は使用する画像データの質や種類、格子作成技術、解析条件が大きく影響するため、造影剤注入速度や画像解像度などを含め、手技を標準化し、最適なデータ獲得および解析法を設定した。また、分岐部動脈瘤のモデルを複数作製し、全てのモデルの形状データはMimics Innovation Suiteにてstereolithographyで出力すると共に、動脈瘤ドームにおける血流速度の流線を可視化し、WSSおよびWSSベクトルのゆらぎを示すOscillatory Shear Indexを定量した。複雑な三次元血流の定量化を可能とする新しいパラメーターとして暫定的に、時間依存性のゆらぎ、ベクトルに沿った速度勾配、速度勾配ベクトルの時間依存性ゆらぎなどを示すパラメーターを予備的に考案し、三次元血流領域内における速度ベクトルに基づき計算式を作成した。これらの新しいパラメーターが形態不整に伴う血流の複雑性を定量できるか動脈瘤のブレブの数を増やすなど、より形態が複雑な動脈瘤モデルなどで検証し、改良した。現在、完成した新しいパラメーターが動脈瘤の破裂と関連するか、現在までに蓄積した動脈瘤データベースで、後方視的に従来のパラメーターと比較検討しつつ検証しており、有望な所見を得つつある。今年度はさらに解析を進め、論文にまとめる予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初計画通り、研究成果が得られつつあるため。

今後の研究の推進方策

今後も基本的に当初の計画通り、実施する予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Quantification of hemodynamic irregularity using oscillatory velocity index in the associations with the rupture status of cerebral aneurysms2019

    • 著者名/発表者名
      Tanioka S, Ishida F, Kishimoto T, Tsuji M, Tanaka K, Shimosaka S, Toyoda M, Kashiwagi N, Sano T, Suzuki H
    • 雑誌名

      J Neurointerv Surg

      巻: 11 ページ: 614-617

    • DOI

      10.1136/neurintsurg-2018-014489

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 脳動脈瘤頭蓋内ステント留置の治療効果予測技術の開発 -多孔質媒体モデルを用いた数値流体力学による血行力学的評価-2018

    • 著者名/発表者名
      石田藤麿、辻正範、谷岡悟、田中克浩、霜坂辰一、鈴木秀謙
    • 雑誌名

      三重医報

      巻: 696 ページ: 28~30

    • 査読あり
  • [学会発表] CFD for cerebral aneurysms in clinical settings2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimaro Ishida, Hidenori Suzuki
    • 学会等名
      9th European-Japanese Cerebrovascular Congress
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Computational fluid dynamics simulations of flow alteration treatment for cerebral aneurysms2018

    • 著者名/発表者名
      Hidenori Suzuki, Fujimaro Ishida
    • 学会等名
      The 2nd Meeting of China-Japan Neurosurgery Alliance (The 10th China-Japan Friendship Neurosurgical Symposium)
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳動脈瘤の流体解析とスパズムへの挑戦2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木秀謙
    • 学会等名
      第30回弘前脳疾患臨床セミナー
    • 招待講演
  • [備考] 三重大学大学院脳神経外科学 臨床・研究活動

    • URL

      http://www.medic.mie-u.ac.jp/neurosurgery/research/index/index.html

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公開日: 2019-12-27  

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