CT画像を用いた胸部大動脈瘤の3次元有限要素モデルの構築と破断予測システムの開発

利用 CT 图像构建胸主动脉瘤 3D 有限元模型并开发破裂预测系统

• 批准号: 17790939
• 负责人: 本吉 直孝
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17790939/
• 关键词: 胸部大動脈瘤; 破断; CT; 有限要素法; 大動脈瘤破裂

本研究の目的は、1)胸部大動脈瘤のCT画像から3次元モデルを構築し、有限要素解析を行うことによって胸部大動脈、および大動脈瘤全体の応力分布図を作成し、2)胸部大動脈瘤の有限要素解析結果をもとに大動脈瘤破断予測を行うことである。結果、1)新たな方法として3次元構築ソフト3D-Doctorを用いて、軸方向で撮影されたCT画像を3次元に再構築し、IGES形式で保存したファイルを有限要素解析ソフトANSYSに読み込ませ、有限要素解析を行う方法を開発した。解析は正常者3例、動脈瘤13例にて行った。DICOM形式のCT画像ファイルを3D-Doctorに入力しマニュアルでトレースし、サーフェイスレンダリングを行い、IGES形式で保存した。次にANSYSにIGESファイルを入力し、壁厚、弾性率を設定し2-5mmの要素にメッシングを行い、拘束条件、収縮期血圧を設定し、解析を行った。解析は13例中9例で可能であったが、解析不可能の症例もスムージング操作、要素サイズの変更などの操作で解析可能となると考えられる。コントロールとして解析した正常例3例の結果では大動脈弓部小弩側に相当応力が大きくなっていた。2)胸部大動脈瘤例での応力分布は部位、形態、瘤径により大きく異なっていた。最大相当応力値が予後の指標となりうるが、動脈瘤の形態が嚢状である場合に高くなっていた。瘤内の応力分布は嚢状瘤では大動脈瘤の起始部から中腹にかけて、胸腹部大動脈瘤など長軸方向に進展した瘤では瘤内の径が変化している部位に高くなっていた。応力は動脈瘤径のみならず形態が関与していると推定される。切迫破裂症例の解析は1例のみであったが、その最大相当応力値は約1.0×10^6Paと推定され、解析症例中最大であり、大動脈瘤破断のひとつの基準となりうる。

The objectives of this study are as follows: (1) the purpose of this study is to: 1) the three-dimensional CT image of the large motion tumor of the chest, the finite element analysis, the large motion of the chest, the force distribution of the tumor, and the finite element analysis of the large motion tumor of the chest. 2) the finite element analysis of the large motion tumor of the chest. The results are as follows: 1) the new method is to analyze the 3-dimensional 3D-Doctor method, to analyze the 3-dimensional CT portrait, to save the 3-dimensional CT portrait in the form of IGES, to analyze the finite elements, to analyze the ANSYS elements, and to analyze the finite elements. 3 cases of normal and 13 cases of motor tumor were analyzed. DICOM form "CT Portrait", "3D-Doctor", "Force", "Save", "Save", "Row", "Save". Secondary ANSYS IGES parameters input force, wall thickness, performance rate settings 2-5mm key parameters such as behavior settings, restraint conditions, blood profile settings, and parsing behavior settings. Of the 13 cases, 9 cases were probable, the cases were impossible, the operation was performed, the elements were analyzed, and the operation was examined. An analysis of 3 normal cases. The results showed that the small crossbow of the bow was quite powerful. 2) in the case of large motor tumor of the chest, the location, shape and diameter of the tumor were not affected. The maximum force in the future refers to the shape of the tumor, the shape of the tumor and the height of the tumor. The distribution of intratumoral force in the tumor. At the beginning of the tumor, there was a middle abdominal mass, and the thoracic and abdominal mass was extended in the long direction. The intratumoral lesion was characterized by a high mass mass. The force is related to the size of the tumor, the shape of the tumor, and the presumption. Analysis of 1 case of forced rupture, the maximum equivalent force is about 1.0 × 10 ^ 6 Pa, the maximum stress is about 1.0 × 10 ^ 6 Pa, the maximum stress in the case of surgical rupture is about 1.0 × 10 ^ 6 Pa, the maximum stress in the case of surgical rupture is about 1.0 × 10 ^ 6 Pa.