Development of Rupture-Risk-Prediction System for Aortic Aneurysm Using Fluid–Structure Interaction Analysis.

使用液体开发主动脉瘤破裂风险预测系统

• 批准号: 21H02868
• 负责人: 竹原 康雄
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02868/
• 关键词: magnetic resonance; aortic aneurysm; rupture risk; 数値流体力学; 流体構造連成解析; 腹部大動脈瘤; 数値流体解析; 流体ファントム; 壁剪断応力; oscillatory shear index; 動脈瘤破裂; hemodynamics

本研究は流れの異常が腹部大動脈瘤を生ずるという仮説のもと、流体構造連成解析（FSI）理論に基づき腹部大動脈瘤(AAA)の成長・破裂のリスク予測システムの開発を試みるものである。初年度の研究結果に基づき、動脈壁のコンプライアンスが、壁の脆弱性にも関わるであろうと推定されたため、in-vivoで、60歳台男性と20歳台男性の腹部大動脈壁の拍動による壁の移動と、各時相における血流解析を行うべく、ボランティアスタディを行った。その結果、20歳台男性の壁の拍動による移動がかなり大きく、特に壁剪断応力（WSS）の計測にも影響を与えうることがわかった。これを補正しうる４D Flow MRIの撮影方法の検討を行い、試験的に撮影し、解析を試みた。その結果、balanced FFEで別途撮影を加えることにより、４D Flow MRIと組み合わせて、壁の拍動による位置移動に合わせたWSSの計測は可能と考えられた。更に初年度の研究結果から、壁が拍動によって移動する弾性素材を用いた患者個別ファントムの作製が必要であることがわかり、種々の素材を模索していたが、ようやく、３Dプリンタ用の素材（シリコン・アクリル系）を見出し、ファントム実験を繰り返して、耐久性と弾性を確認した。これにより、MRIで、流体ファントム実験を施行する目処がたったことになる。FSIのためのin-silicoでの準備は早稲田大学の滝沢教室にて行われ、現在も継続中である。2022年度においては、腹部大動脈瘤患者の腹部大動脈壁におけるゼロ応力状態を可視化する試みが行われた。これは広い意味で、ラプラスの法則に基づき、瘤の成長割合を適切に評価するために、ゼロ応力状態に着目し、ゼロ応力状態において、細胞が非等方性に増えることを仮定してモデルを構築する。今後、数値流体力学と流体ファントム実験から導出したWSSとの関係を証明してゆく予定である。

This study は flow れ の abnormal が large abdominal aneurysm を raw ず る と い う 仮 said の も と analytical (FSI), fluid structure into theoretical base に づ き abdominal aneurysm (AAA) の growth, broken の リ ス ク be シ ス テ ム の open 発 を try み る も の で あ る. Early annual の results に base づ き, arterial wall の コ ン プ ラ イ ア ン ス が, wall の vulnerability に も masato わ る で あ ろ う と presumption さ れ た た め and in - vivo で と showed 20 male, 60 units showed men の abdominal aorta wall の flapping に よ る wall の mobile と, when each phase に お け る blood flow line analytical を う べ く, ボ ラ ン テ ィ ア ス タ デ ィ を line Youdaoplaceholder0. そ の results, showed 20 male の wall の flapping に よ る mobile が か な り big き く, に wall shear (WSS) の 応 force measuring に も influence を and え う る こ と が わ か っ た. Youdaoplaceholder6 れを correction of うる4D Flow MRI imaging method 検 検 discussion of を practice of みた, experimental に imaging <e:1>, analysis of を trial みた. そ の results, balanced FFE で don't way of shadow を plus え る こ と に よ り, 4 d MRI と Flow group み わ せ て, wall の flapping に よ る position に close わ せ た WSS の measuring は possible と え ら れ た. Study results more early に annual の か ら, wall が flapping に よ っ て mobile す る 弾 sexual material を with い た patients individual フ ァ ン ト ム の cropping が necessary で あ る こ と が わ か り, kind of 々 の material を die line し て い た が, よ う や く, 3 d プ リ ン タ with の material (シ リ コ ン · ア ク リ ル department) を see し, フ ァ ン ト ム be 験 を Qiao り return し て, durable Sexuality と elasticity を confirmation た. <s:1> れによ とになる, MRIで, fluid ファ トム トム experiment を performed する site がたった とになる とになる とになる. FSI <s:1> ため <e:1> in-silicoで で prepare で waseda university 滝 滝 sawa classroom にて line われ, currently in 継続 継続 である. 2022 annual に お い て は の abdominal aorta wall, large abdominal aneurysm patients に お け る ゼ ロ 応 force state を visualization す る try み が line わ れ た. こ れ は hiroo い, で ラ プ ラ ス の law に base づ き の, tumor growth or cutting を appropriate に review 価 す る た め に, ゼ ロ 応 state force に し, ゼ ロ 応 force state に お い て, cell が non isotropic に raised え る こ と を 仮 set し て モ デ ル を build す る. In the future, the numerical fluid mechanics と fluid フ ァ ン ト ム be 験 か ら export し た WSS と の masato is を prove し て ゆ く designated で あ る.

项目成果

Effect of Stent Graft implantation after EVAR on Energy Loss Measurements

EVAR 后覆膜支架植入对能量损失测量的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Takashi Mizuno;Yasuo Takehara;Ryota Hyodo;Ryota Horiguchi;Kazusige Ichikawa;Haruo Isoda;Shinji Abe;Yoshito Ichiba;Shinji Naganawa
• 通讯作者: Shinji Naganawa

4D Flow MRI in the portal venous system: imaging and analysis methods, and clinical applications.

• DOI: 10.1007/s11547-022-01553-x
• 发表时间: 2022-11
• 期刊: La Radiologia medica

Time-resolved 3D cine phase-contrast magnetic resonance imaging (4D-flow MRI) can quantitatively assess portosystemic shunt severity and confirm normalization of portal flow after embolization of large portosystemic shunts

• DOI: 10.1111/hepr.13616
• 发表时间: 2021-02-22
• 期刊: HEPATOLOGY RESEARCH
• 影响因子: 4.2
• 作者: Hyodo, Ryota;Takehara, Yasuo;Naganawa, Shinji
• 通讯作者: Naganawa, Shinji

Four-dimensional flow magnetic resonance imaging visualizes reverse vortex pattern and energy loss increase in left bundle branch block

四维流磁共振成像显示左束支传导阻滞中的反向涡流模式和能量损失增加

• DOI: 10.1093/europace/euab299
• 发表时间: 2021
• 期刊: EP Europace
• 作者: Miyajima Keisuke;Urushida Tsuyoshi;Ito Kazuki;Kin Fumihiko;Okazaki Ayako;Takashima Yasuyo;Watanabe Tomoyuki;Kawaguchi Yoshitaka;Wakabayashi Yasushi;Takehara Yasuo;Maekawa Yuichiro
• 通讯作者: Maekawa Yuichiro

Does the Pulsatile Non-uniform Flow Matter in MR Flowmetry?

MR流量指定中的脉动不均匀流动是否重要？

• DOI: 10.2463/mrms.rev.2021-0099
• 发表时间: 2022-03-01
• 期刊: MAGNETIC RESONANCE IN MEDICAL SCIENCES
• 影响因子: 3
• 作者: Sugiyama, Masataka;Takehara, Yasuo;Naganawa, Shinji
• 通讯作者: Naganawa, Shinji