CFDを用いたCABGにおける中枢composite graft吻合の形態的解析

CABG中央复合移植物吻合的CFD形态学分析

• 批准号: 22K16555
• 负责人: 焼田 康紀
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K16555/
• 关键词: 数値流体力学; 冠動脈外科; 心臓血管外科; 血流解析; 冠動脈バイパス術

本研究では2本以上のfree graftを使用する際の中枢吻合部の形態ごとの血流分布について数値流体力学を用いて解析することでグラフトに実際に流れる血流量や、血管壁や吻合部にかかるせん断応力Wall shear stress (WSS)、せん断応力のベクトルゆらぎを示すOscillatory shear index(OSI)などを測定し、最も長期開存が望める最適な中枢吻合形態を明らかにすることを目的とする。具体的には、PiggyBack吻合における第2グラフトの吻合位置、角度、血管径などを変化させて様々なモデルで血流解析を行い、血行力学変化の違いについて検討する。これまでの研究で中枢吻合の形態での開存性の報告は少なく、冠動脈の血流解析においても中枢吻合に着目したものはほとんど見られないため、独自性がある。最適化されたモデルでは中枢吻合の位置、角度などの形態による変化のみならず、冠動脈の狭窄の状態やグラフトの血管径などの情報を盛り込んでいく事によって現実に近い状況を作り出すことができる。まずは得られた結果の解釈をしやすくするため中枢吻合の形態のみにバリエーションを持たせて各形態を比較している。1本目のグラフトの中枢吻合から2本目のグラフトの吻合部までの距離が長くなるほど2本目のグラフトに流れる血流量が低下することが明らかになっており、PiggyBack吻合をする場合２本目のグラフトは1本目の中枢吻合に近い位置で１本目と逆向きに吻合すると流量が多く長期的な開存が見込める可能性が示唆されている。今後は冠動脈の狭窄度を再現することでより現実に近いグラフト血流の解析を行うことができると考えており、さまざまな条件を設定した3Dモデルを作成中である。また、実際に患者の術後造影CTから3Dモデルを作る技術も確立しており、今後は実際の患者モデルを使った血流解析を行なっていく予定である。

This study aims to determine the optimal central anastomotic morphology that can be used to analyze the blood flow distribution for each morphology of the central anastomotic region when using two or more free grafts using computational fluid mechanics, and the aim is to measure the actual blood flow rate that flows through the graft, the Wall shear stress (WSS) applied to the vessel wall and anastomotic region, and to clarify the optimal central anastomotic morphology that can最有可能具有长期通畅。具体而言，通过各种模型，通过改变piggy背吻合中第二移植物的吻合位置，角度和血管直径，并检查血液动力学变化的差异，从而进行血流分析。先前的研究很少有关于中枢吻合形式通畅的报道，在冠状动脉流动分析中，很少有人专注于中央吻合术，从而使其与众不同。优化的模型不仅取决于中央吻合的形态，还包括诸如冠状动脉狭窄状态和移植血管直径之类的信息，以创造与现实接近现实的情况。首先，为了促进对获得的结果的解释，将每种形式与中央吻合形态的变化进行比较。结果表明，从第一个移植物的中心吻合术到第二移植物的吻合术的距离越长，血液流到第二移植物的血液越低，并且在执行背心吻合术时，则建议第二个移植物是吻合率是吻合的，而第一移植的方向是第一个移植的方向，则流量率会增加，而长期的仪式将会增加。我们认为，将来，我们将能够通过再现冠状动脉狭窄程度来分析接近现实的移植血流，目前正在创建具有各种条件的3D模型。此外，还已经建立了技术，可以通过术后对患者的CT扫描创建3D模型，并且将来我们计划使用实际的患者模型来分析血流。