脳血管障害のモデル解析とその無侵襲診断への応用

脑血管疾病模型分析及其在无创诊断中的应用

• 批准号: 13750054
• 负责人: 長谷川 光司
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Utsunomiya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750054/
• 关键词: 脳血管障害; 動脈瘤モデル; 弾性球殻; 血流音解析

脳血管障害が微弱な血流雑音を発生することは以前から知られており,この現象を利用した脳血管障害の検出に関する研究は数多くなされている.その中で,脳血管障害が動脈瘤である場合,血流雑音の周波数スペクトル上に共振と考えられるスパイクが検出されている.本研究では,動脈瘤の第一近似として,薄肉球殻モデルを提案し,その振動モードおよび共振周波数の理論的な解析を行った.振動モードに関しては,軸対称振動を仮定し,0次,1次,2次モードの解析を行った.解析の際には,薄肉弾性球殻の周囲を満たす流体の粘性を考慮した.そして,外部流体の粘性,弾性球殻の肉厚,径,弾性率などを変化させた場合の共振周波数の変化について,数値計算によって評価を行った.その結果,外部流体の粘性を考慮しない場合と同様,球殻の共振周波数は径に対する依存性が大きく,径が大きくなるほど共振周波数が急激に低下することがわかった.実験では,動脈瘤を人工的に作製し,その振動の様子を測定を行った.血管を模したシリコーンゴム管に,ゴム製の球殻を接着させることで動脈瘤を模擬した.管内の水流(血流の模擬)の駆動源としてはポンプを使用し,周期的な水流をゴム球殻に送り込んだ.振動の測定には,加速度型振動ピックアップを用い,水中の球殻に直接接着させた.その際,球殻の振動モードを正確にとらえるため,測定は同時に複数の部位で行った.受波信号は増幅させた後,マルチチャンネルレコーダに記録した.収録したデータをコンピュータに取り込み,高速フーリエ変換(FFT)によって周波数スペクトルを求め,各測定位置間のコヒーレンスおよび伝達関数を算出した.理論モデルにおける解析結果との比較において,球殻の径が大きくなるにつれて共振周波数が低下する傾向は一致したが,完全な一致は得られなかった.この原因として,球殻の歪みや非線形振動の影響が考えられる.今後,さらなる検討が必要である.

There have been many studies on the detection of vascular impairment due to the occurrence of weak blood flow noise in the past. In the case of vascular damage and aneurysm, the frequency of blood flow sound is selected from the resonance range. In this paper, the first approximation of the resonance of a thin spherical shell is proposed, and the theoretical analysis of the vibration and resonance frequency is carried out. Vibration is related to vibration, axis vibration is fixed, 0 times, 1 times, 2 times vibration analysis is performed. In this analysis, the viscosity of thin spherical shells is considered. In addition, the viscosity of the external fluid, the thickness, diameter, and viscosity of the spherical shell vary, and the resonance frequency varies, and the numerical value is calculated. As a result, the viscosity of the external fluid is considered in the same case, and the dependence of the resonance cycle number of the spherical shell on the diameter is large, and the diameter is large. The vibration of the motor is measured by artificial control. When the blood vessels are modeled and the spherical shell is connected, the aneurysm is simulated. The dynamic source of water flow in the pipe (simulation of blood flow) is used to generate periodic water flow. Vibration measurement, acceleration-type vibration, direct contact with spherical shell in water. At the same time, the vibration of the spherical shell can be measured correctly, and measurements can be performed at multiple locations at the same time. After the amplitude of the received signal increases, the signal is recorded. The number of cycles is calculated by FFT, and the number of cycles between measurement positions is calculated by FFT. Compared with the theoretical analysis results, the diameter of the spherical shell is larger, the resonance frequency is lower, and the tendency is consistent. The reason for this is that the spherical shell is distorted and the influence of non-linear vibration is examined. From now on, it's necessary to discuss it.