脳動脈瘤の成長に関する計算生体力学研究:血管の適応反応がもたらす悪循環に注目して

脑动脉瘤生长的计算生物力学研究：关注血管适应性反应引起的恶性循环

• 批准号: 07J55081
• 负责人: 下權谷 祐児
• 金额: $ 1.15万
• 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: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J55081/
• 关键词: 生体流体力学; 血行力学; 脳動脈瘤; 循環器系疾患; 数値流体力学; 成長解析; 変形解析

脳動脈瘤の形成(発生・成長)や破裂において,血流による血管璧への力学的刺激・負荷(血行力学)が重要な役割を果たしていることが知られている.本年度は特に,脳動脈瘤の発生箇所の予測に有用な血行力学的指標を見出すことを目的として研究を遂行した.脳動脈瘤の発生に関わる力学的要因として,血流が壁に及ぼす力学的負荷の"大きさ"および"方向"の時間変動に着目した.すなわち,それらの時間変動が激しい場所ほど脳動脈にはより大きな負荷がかかることになり,結果,瘤の発生に至りやすいのではないか,との考えである.血管璧への力学的負荷を表す量の一つとして,血流による壁せん断応力の空間勾配(spatial wall shear stress gradient;SWSSG)が挙げられることから,本研究では,SWSSGの時間変動の評価式を独自に定式化した.その検証のために,(a)実際に脳動脈瘤を発症した患者(内頸動脈湾曲部に瘤を有する)の医用画像から再構築した,3次元実血管形状の数値データの提供を受け,(b)独自の手法により,計算機上で瘤を人為的に取り除いた後,瘤発生前の血管形状を力学的解析に基づいて再現し,(c)当該形状に対して,リアリスティックな拍動条件下で血流シミュレーションを行った上で,(d)上述の時間変動量の分布を計算により求めて瘤発生箇所との相関を調べた.その結果,本研究で定式化した新しい血行力学量は,瘤発生箇所において有意に高い値を示した.この結果は,当該量が脳動脈瘤の発生箇所の予測に有用な血行力学的指標になり得る可能性を示唆するものである.以上の成果は,Journal of Biomechanics誌において発表済みである.

の 脳 aneurysm formation (born 発 growth) や burst に お い て, blood flow に よ る vascular wall へ の mechanical stimulation, load (blood line mechanics) が important な "を cut fruit た し て い る こ と が know ら れ て い る. This year は に, 脳 aneurysm の 発 に useful な の to test by having a blood line mechanics index を see out す こ と を purpose と し を て research carries out し た. 脳 aneurysm の 発 raw に masato わ る mechanics by と し て, に が wall and blood flow ぼ mechanical load の す "big き さ" お よ び "direction" の time - move に mesh し た. す な わ ち, そ れ ら の time - move が excitation し い places ほ ど 脳 artery に は よ り big き な load が か か る こ と に な り, as a result, the tumor の 発 raw に to り や す い の で は な い か, Youdaoplaceholder0 と test えである. Vascular wall へ <s:1> mechanical load を table す volume <e:1> <s:1> と と て, blood flow による wall せん breaking 応 force <e:1> spatial wall shear stress gradient; SWSSG) が 挙 げ ら れ る こ と か ら, this study で は, SWSSG の alone time - move の review 価 type を に demean し た. そ の 検 card の た め に, (a) be interstate に 脳 aneurysm を 発 disease し た patients (the internal jugular artery bay を に tumor has す る) の medical portrait か ら to construct し た, 3 dimensional be vascular shape の the numerical デ ー タ の provide を subject け, (b) alone の gimmick に よ り, computer で tumor を man-made に take り except い た after tumor 発 living の vascular shape を mechanical analytic に base づ い し て reproduction, (c) when the shape に し seaborne て, リ ア リ ス テ ィ ッ ク な で blood flow under the condition of flapping シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line っ た で, (d) the の time - momentum の distribution を computing に よ り O め 発 て tumor by having a と の phase masato を adjustable べ た. そ の results, this study で demean し た new し い line blood dynamics は, tumor 発 に by having a お い て intentionally に high い numerical を shown し た. こ は の results, when the amount of が 脳 aneurysm の 発 に の to test by having a useful な blood line mechanics index に な り risk る を in stopping す る も の で あ る. The above みである results were published in the Journal of Biomechanics にお にお て て and みである.

项目成果

脳動脈瘤の発生に対する新しい血行力学的指標の提案

脑动脉瘤发生新的血流动力学指标的提出

• 发表时间: 2008
• 作者: 野村尚利;他;Takatoshi Nomura;野村尚利;Takatoshi Nomura;野村 尚利;Y. Shimogonya;Y. Shimogonya;Y. Shimogonya;下權谷祐児
• 通讯作者: 下權谷祐児

Can temporal fluctuation in spatial wall shear stress gradient initiate a cerebral aneurysm? A proposed novel hemodynamic index, the gradient oscillatory number (GON)

• DOI: 10.1016/j.jbiomech.2008.10.006
• 发表时间: 2009-03-11
• 期刊: JOURNAL OF BIOMECHANICS
• 影响因子: 2.4
• 作者: Shimogonya, Yuji;Ishikawa, Takuji;Yamaguchi, Takami
• 通讯作者: Yamaguchi, Takami

Formation of saccular cerebral aneurysms may require proliferation of the arterial wall : computational investigation

囊状脑动脉瘤的形成可能需要动脉壁增殖：计算研究

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Biomechanical Science and Engineering 3
• 作者: 野村尚利;他;Takatoshi Nomura;野村尚利;Takatoshi Nomura;野村 尚利;Y. Shimogonya;Y. Shimogonya
• 通讯作者: Y. Shimogonya

Proposal of a new hemodynamic index for cerebral aneurysm initiation : focusing on temporal fluctuation of spatial wall shear stress gradient

脑动脉瘤发生新血流动力学指标的提出：关注空间壁剪切应力梯度的时间波动

• 发表时间: 2008
• 作者: 野村尚利;他;Takatoshi Nomura;野村尚利;Takatoshi Nomura;野村 尚利;Y. Shimogonya;Y. Shimogonya;Y. Shimogonya
• 通讯作者: Y. Shimogonya

The importance of proliferation of the arterial wall in formation of saccular cerebral aneurysms

动脉壁增殖在囊状脑动脉瘤形成中的重要性

• 发表时间: 2008
• 作者: 野村尚利;他;Takatoshi Nomura;野村尚利;Takatoshi Nomura;野村 尚利;Y. Shimogonya;Y. Shimogonya;Y. Shimogonya;下權谷祐児;Y. Shimogonya
• 通讯作者: Y. Shimogonya