脳動脈瘤治療用ステントの形状最適化法の開発

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当該年度はこれまでに開発を行ってきたステント形状最適化プログラムを実形状動脈瘤に対して適用し, 瘤内平均流速を目的関数とした際の最適ステント形状の算出を行った. 実形状動脈瘤では, 親血管の曲がり・捻じれによって発生する局所的な動脈瘤への流入(Bundle of Inflow, BOI)が観察されており, 最適ステント形状は, このBOI部にストラットが集中する形状となった.ステントの多孔率(ストラットの本数)を変化させ最適化を行い, 先行研究として行ってきた3次元可視化による最適ストラット位置の推定と比較を行ったところ, どちらのストラットもBOI内部に分布し, さらにはそのストラットによる瘤内の血流低減率も良い一致を示した.最適化プログラムでは, 形状探索のために200形状を用いて数値解析を行っているが, 3次元可視化を用いた方法では2通りの数値解析のみで効果的なストラット位置を探索でき, したがって, これら2つの手法を組み合わせることで, 最適ステントを求めるために要する時間を劇的に短縮することが可能であると示唆される.近年では動脈瘤治療や破裂予測のため, 動脈瘤形状を分類し, データベース化する研究が行われている. そこで, 瘤形状の分類に従い, ステント形状も分類し対応付けることで, 新しい医療デバイス設計に関する知見が得られる可能性が示唆された.当該年度は, 本研究に関する研究で2本の雑誌投稿論文が採択されており, また翌年度にはステントの多孔率と最適化前後の血流低減率に関する論文を投稿予定である.