ウィリアムズ症候群の大動脈修復手術の計画と評価のための仮想モデルと計算流体力学の応用可能性



Application feasibility of virtual models and computational fluid dynamics for the planning and evaluation of aortic repair surgery for Williams syndrome.

Liang J(1)(2), Fang X(3), Li D(4), Pan G(5), Zhang G(4), Lu B(1).
Author information:
(1)School of Mechanical Engineering, Xi'an Jiaotong University, No. 99 Yan Cheung Road, Shaanxi, Shaanxi, China.
(2)Institute of 3D Printing, Beijing City University, Beijing, China.
(3)School of Mechanical Engineering, Xi'an Jiaotong University, No. 99 Yan Cheung Road, Shaanxi, Shaanxi, China. xueweifang@mail.xjtu.edu.cn.
(4)Department of Cardiovascular Surgery, Nanjing Medical University Affiliated Suzhou Hospital: Suzhou Municipal Hospital, Jiangsu, China.
(5)Department of Cardiovascular Surgery, Peking University International Hospital, Beijing, China.
J Cardiothorac Surg. 2025 Mar 4;20(1):144. doi: 10.1186/s13019-024-03286-6.

背景：

ウィリアムズ症候群の正確な診断と評価は重要だが、効果的な外科的管理に向けてはまだ困難さがある。この研究は、仮想手術と計算流体力学を通じて、ウィリアムズ症候群の外科的修復の血行動態変化を定量化することを目的としている。

手法：

事前にウィリアムズ症候群と診断された患者をこの研究の対象とした。3Dモデルと血行動態分析を使用して、外科的処置をガイドし評価した。術前モデル、予測モデル、術後モデルは、計算流体力学を使用して作成し分析された。手術の有効性を評価するために、血流速度、圧較差、壁せん断応力、その他の重要な要素を含む主要なパラメーターを査定した。

結果：

血行動態解析では、予測モデルと術後モデルの計算流体力学の計算結果は高い一貫性を示し、術前モデルと比較して有意な差を示した。大動脈の狭窄部における速度は、手術前の5.6m/sから、仮想モデルでは1.6m/s、術後モデルでは1.5m/sに減少した。外科的修復により、下行大動脈(dAo)の出口流量の割合が28.7%から35.5%に増加した。

結論：

仮想手術と計算流体力学は、手術結果を予測できるため、医師は実際の手術前に手順を最適化しリハーサルを行うことができる。仮想手術と計算流体力学による手術の予測方法は、正確で実現可能である。

（２０２５年３月）



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