左心室拡張機能評価のための計算力学的研究

左心室舒张功能评估的计算力学研究

• 批准号: 03J06787
• 负责人: 中村 匡徳
• 金额: $ 5.63万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J06787/
• 关键词: 生体力学; 計算力学; 数値流体力学; 血流; 心臓血管系; MRI; 臨床応用; 左心室; 拡張機能; 大動脈; 固体-流体連成計算; カラーMモード・ドップラ法

本年度は,左心室の拡張機能および僧帽弁の開口方式が左心室の拍出特性について与える影響について検討を行った.その結果,弁の開口時間が同じであっても,弁開口中の開口形状が異なれば,それが拡張期の血流に影響を与えるだけでなく,その影響は収縮期まで残存し,結果として左心室の効率が変化することが分かった.また,シネPC-MRIを用いて左心室および大動脈の形状およびそれらの内部血流を計測することにより,昨年度までに行った血流計算の妥当性について検証した.結果として,左心室内および大動脈内の血流は大域的には計算により再現できているが,細部においては必ずしも妥当な結果は得られていないことがわかった.特に,下行大動脈内での血流に関して,計算により得られた軸方向の速度分布が計測結果とはあっておらず,これは計算に用いた流入境界条件および大動脈の形状に問題があることが示唆された.そこで,計測において得られたMRI強度画像から形状モデルを,MRI位相画像の速度情報を境界条件として用い,臨床計測情報と計算解析を組み合わせた患者個体別血流解析を行って,計算によって大動脈内の血流を再現するために重要な因子は何であるかについて検討を行った.結果として,大動脈入り口部の血流速度分布は上行大動脈における螺旋流の発達に影響を与えるものの,下流に向かうほどその影響は小さくなることがわかった.また,大動脈弓部のねじれや曲がりといった形状的な要因は流れの剥離に関与し,下行大動脈内の血流に大きな影響を及ぼすことが分かった.その一方で,大動脈弓頭頂部における分岐血管や血管のテーパーが流れに与える影響は局所的であることがわかった.流体力学的観点から大動脈内流れの乱れを定量的に評価するため,Fluid Momentum Indexを提案し,大動脈内流れの評価も行った.以上の結果について,今年度は2本の学会論文誌および2件の国際会議ならびに2件の国内会議にて広く公表した.また,更に3本の国際論文誌に投稿中であり,2本執筆中である.

This year, the left ventricular dilation function and the opening mode of the cap function are discussed. As a result, the opening time of the opening is the same, the opening shape of the opening is different, the influence of the opening on the blood flow in the diastolic period is different, and the influence on the contraction period is different. PC-MRI was used to measure the shape of the left ventricle and arteries and to determine the adequacy of the blood flow calculations performed last year. The results show that the blood flow in the left ventricle and aorta is calculated in large areas, and the results are calculated in detail. In particular, the flow of blood in the descending artery is calculated. The velocity distribution in the axial direction is calculated. MRI intensity profile, MRI shape profile,MRI phase profile velocity information, boundary conditions, clinical measurement information, computational analysis, analysis of patient's individual blood flow, calculation of important factors for reconstruction of arterial blood flow. The results show that the velocity distribution of blood flow at the entrance of the aorta has the influence of spiral flow on the arrival of ascending aorta, and the influence of downward aorta on the arrival of spiral flow. The shape of the artery is mainly due to the separation of the reverse flow and the large influence of the blood flow in the descending artery. A side, the top of the aortic arch, the branches, the blood vessels, the flow, and the influence of the bureau. Fluid Moment Index is proposed for quantitative evaluation of arterial internal flow. As a result of the above, this year there were 2 papers published by the Institute and 2 international conferences and 2 public presentations at domestic conferences. 3 international papers submitted, 2 authored.

项目成果

Effects of a Ventricular Untwisting on Intraventricular Diastolic Flow and Color M-mode Doppler Echocardiograms

心室解旋对心室内舒张血流和彩色 M 型多普勒超声心动图的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: Technology and Health Care 13・4
• 作者: 古川 克子;Du Dajiang;牛田 多加志;M.Nakamura et al.
• 通讯作者: M.Nakamura et al.

Quantitative Measurements on the Human Ascending Aortic Flow Using 2D Cine Phase-Contrast Magnetic Resonance Imaging

使用二维电影相衬磁共振成像对人体升主动脉流量进行定量测量

• 发表时间: 2005
• 期刊: JSME International Journal, Series C 48・4
• 作者: M. Kawanishi;A. Ohura;K.S. Furukawa;T. Fukubayashi;K. Nakamura;T. Tateisi;and T. Ushida;S.Yokosawa et al.
• 通讯作者: S.Yokosawa et al.

M.Nakamura, S.Wada, T.Mikami, A.Kitabatke, T.Karino: "Computational study on the evolution of an intraventricular vortical flow during early diastole for the interpretation of color M-mode Doppler echocardiograms"Biomechanics and Modeling in Mechanobiolog

M.Nakamura、S.Wada、T.Mikami、A.Kitabatke、T.Karino：“舒张早期心室内涡流演变的计算研究，用于解释彩色 M 型多普勒超声心动图”机械生物学中的生物力学和建模

The effect of flow disturbances remaining at the beginning of diastole on intraventricular diastolic flow and color M-mode Doppler echocardiogram

舒张开始时残留的血流扰动对心室内舒张血流和彩色M型多普勒超声心动图的影响

• 发表时间: 2004
• 期刊: Medical & Biological Engineering & Computing 42巻4号
• 作者: Masanori Nakamura;Shigeo Wada;Taisei Mikami;Akira Kitabatake;Takeshi Karino;Takami Yamaguchi
• 通讯作者: Takami Yamaguchi

左心室拡張機能とカラーMモード・ドップラ画像との関係(三次元CFDモデルによる計算力学的検討)

左心室舒张功能与彩色 M 型多普勒图像之间的关系（使用三维 CFD 模型的计算力学研究）

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本機械学会論文集A編 70・697
• 作者: Shimada;S.;中村匡徳 他
• 通讯作者: 中村匡徳 他