腎動脈分岐部の壁せん断応力の変動に誘起される動脈硬化発生の流体力学的研究

肾动脉分叉处壁切应力变化引起动脉硬化的流体动力学研究

基本信息

批准号：
14550160
负责人：
山口隆平
金额：
$ 2.69万
依托单位：
Shibaura Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

血管病変である動脈硬化発生は血流が大きく変化する曲管および分岐部に好発することから,血管の幾何学的形状に起因する流体力学的構造の変化,とくに壁せん断応力の大きさとその勾配に着目し,勾配の大きな部位での血液に直に接する血管細胞の機能変化を調査する.モデル流路としてアテローム性初期動脈硬化の好発部位である腹大動脈からほぼ直角に腎動脈が分岐する流路を対象とする.生体をモデル化した上流コーナに丸みを持つ腎動脈分岐入口で,剥離の発生は抑制されるが壁せん断応力は大きな勾配を持つことを解明し,主管である腹大動脈から枝管である腎動脈への流量配分による壁せん断応力の勾配の特性を検討する.さらに,このような壁せん断応力の勾配の大きな流れ場モデルとして,剥離が発生しやすい二次元後方急拡大流路を用い,勾配が大きくなる再付着点回りの培養血管内皮細胞の形状変化,配向等のメカニズムを検討する.(1)臨床現場で得られた腹大動脈のX線画像,CTおよびMRI画像をもとに,腹大動脈から腎動脈に至る分岐角度,腎動脈入口の曲面壁の曲率,腹大動脈および腎動脈直径などの分岐モデルの基本幾何形状を決定する.(2)流れ様相を把握するためライトシートを照射し,流路対称面を通る二酸化ケイ素の蛍光微粒子の軌跡を可視化し,三次元流れ構造を把握する.(3)分岐管内の軸方向および枝管入口の曲面壁では壁に接線方向の速度分布を,LDV流速計により計測し,壁近傍の速度勾配から壁せん断応力を評価する.

动脉粥样硬化是一种血管病变，多发生在血流变化显着的弯管和分叉处，因此，血管几何形状引起的流体动力学结构的变化，特别是壁切应力的大小和梯度非常重要。我们将研究在大梯度区域中与血液直接接触的血管细胞的功能变化。我们将使用腹主动脉（早期动脉粥样硬化的常见部位）作为模型血流路径。目标是肾动脉与肾动脉几乎成直角分支的血流路径。在模仿活体并具有圆形上游角的肾动脉分支入口处，抑制了分离的发生，但壁剪切应力具有较大的梯度，我们将研究由于从主腹主动脉到分支肾动脉的血流分布而导致的壁剪切应力梯度的特征。作为模型，我们将使用可能发生脱离的二维快速扩张的后通道，并检查梯度变大的重新附着点周围培养的血管内皮细胞的形状变化和方向的机制（1）基于。根据腹主动脉的X射线、CT和MRI图像，我们确定了从腹主动脉到肾动脉的分支角度、肾动脉入口处曲壁的曲率以及腹主动脉的直径。主动脉和肾动脉。 (2) 为了理解流动模式，用光片照射流动，可视化二氧化硅荧光粒子穿过流动路径对称平面的轨迹，并理解分支模型的基本几何形状。 (3)采用LDV速度计测量支管内轴向和支管入口曲壁处壁切向的速度分布，以及壁面剪应力。根据壁附近的速度梯度进行评估。