Effect of wall elasticity on hemodynamics inside patient-specific cerebral aneurysm

壁弹性对患者特异性脑动脉瘤内血流动力学的影响

基本信息

批准号：
22K03919
负责人：
山口隆平
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03919/
关键词：
Cerebral aneurysm Wall shear stress Elasticity Flow instability PIV

项目摘要

本研究では、動脈瘤の好発部位である中大脳動脈の分岐部に発生した患者固有の実寸動脈瘤を薄膜弾性壁で再現し、主に実験により弾性壁の効果を検討した。この脳動脈瘤を薄膜実寸弾性壁で再現している研究者は極めて少ない。動脈瘤の進展破裂の予測評評価の精度の向上のため、柔軟な薄膜弾性壁の脳動脈瘤の血流の拍動に伴う膨張収縮形状を再現し、血行力学的因子である壁せん断力WSS、壁せん断力の空間勾配WSSGを正確に予測する実験を実施した。まず、最大の問題である薄膜弾性壁実寸Phantomの作製法を確立しつつ、このモデルをセットする最適な Bathを準備できた。さらに、拍動流量の高い再現性を確立し、粒子画像速度計PIVによる計測を実行し、流体構造連成解析による瘤内血流停滞、動脈瘤の進展・破裂の予測を実行した。今年度は、中大脳動脈瘤の中間面となる一面を取り出し、拍動に伴う瘤形状、WSSおよび瘤入口から瘤の底部に衝突する淀み点回りで、WSSの瘤壁に沿う勾配 (WSSG)が極めて大きくなることから、淀み点回りに作用する張力が破裂の一因になる可能性を見出した。同時にこの一面であるが、弾性モデルの最大及び壁に沿う平均WSSは、何れも剛体モデルよりそれぞれ8％、3％減少することが示された。弾性壁動脈瘤では流れの不安定性の指標である運動エネルギカスケードKEC (Kinetic Energy Cascade)が剛体壁の場合より低周波数で減衰の勾配が大きいことが見いだされつつあり、伸縮する瘤壁の弾性を考慮する必要がある。膨張収縮する薄壁弾性壁動脈瘤内流れに関する論文が Impact Factor のあるJournal of Applied Physics などの雑誌に3編掲載され、2編を投稿中である。

在这项研究中，用薄膜弹性壁复制了在培养基脑动脉的分支中发生的患者特异性动脉瘤，这是动脉瘤的最常见区域，主要通过薄膜弹性壁进行了复制，并主要通过弹性壁的作用。实验。很少有研究人员用薄膜真正的尺寸弹性墙再现这种脑动脉瘤。为了提高动脉瘤进展的预测准确性，膨胀形状与柔性薄膜弹性壁中的脑大型层动脉瘤有关循环机械因素。首先，我们能够准备最佳浴缸以设置该模型，并建立了一种创建薄膜弹性墙的真实维度的方法，这是最大的问题。此外，还建立了高度可重现的LED流量速率，使用粒子图像速度表PIV进行了测量，并由于流体结构分析而进行了动脉瘤的进程和破裂。今年，取出中位动脉瘤的中间表面，它是沿WSS（WSSG）的梯度，沿着WSS - 行与WSS碰撞，以及WSS和动脉瘤的动脉瘤的末端我们发现，在停滞点周围起作用的张力可能会导致破裂。同时，在这一侧，表明沿弹性模型的最大WSS和壁的平均WS为8％，比刚性模型降低了3％。在弹性壁动脉瘤中，发现运动能量诅咒KEC（动能级联）是流动不稳定性的指标，比刚性壁的衰减级别更高，并且不规则块的弹性具有更高的衰减。有必要考虑。关于莫利纳尔壁画动脉化学中肿胀，收缩，收缩和收缩的论文已在三个版本中发表在杂志上，例如具有影响因素的应用物理学杂志，并发布了两个版本。

项目成果

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Characteristic effect of wall elasticity on flow instability and wall shear stress of a full-scale, patient-specific aneurysm model in the middle cerebral artery: An experimental approach

壁弹性对全尺寸、患者特异性大脑中动脉动脉瘤模型的血流不稳定性和壁剪切应力的特征影响：一种实验方法

DOI：
10.1063/5.0085417
发表时间：
2022
期刊：
J. Appl. Phys.
影响因子：
0
作者：
Ryuhei Yamaguchi;Gaku Tanaka;Nadia Shaira Shafii;Kahar Osman;Y. Shimizu;Khalid M. Saqr;and Makoto Ohta
通讯作者：
and Makoto Ohta

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