心血管医学における新しいイメージングツール：計算流体力学と4DフローMRI

血流イメージングは​​、心血管医学と手術における新しい技術です。今日、2種類の血流イメージングツールが利用可能です。4DフローMRI（または3D Cine相コントラスト磁気共鳴画像法）を含む測定ベースの流れ視覚化、またはエコー造影フロー視覚化ソフトウェア、および計算流体力学（CFD）に基づくコンピューターフローシミュレーションモデリング。MRIおよび心エコーの流れの視覚化は測定された血流を提供しますが、時間的および空間的解像度に制限がありますが、CFDフローはフロー測定の代わりに仮定に応じて流れを計算し、コンピューターメモリ制限まで十分に細かい分解能を持ち、コンピューターグラフィックスと組み合わせた場合は仮想手術を可能にします。血流イメージングは​​、血管壁または心室の機械的ストレスを定量化および視覚化するため、心血管疾患の病態生理学について深い洞察を提供します。壁のせん断応力（WSS）は、壁の血流による内皮壁のストレスであり、冠動脈疾患または大動脈疾患におけるアテローム性動脈硬化症の進行の予測因子であると考えられています。流れエネルギー損失（EL）は、乱流病気の流れの粘性摩擦によって引き起こされる血流エネルギーの損失であり、心臓弁疾患、心筋症、先天性心疾患を含むさまざまな心臓病の心室ワークロードの予測因子になると予想されます。血流イメージングは​​、心血管疾患における予測医学を開発するための有用な情報を提供し、特に意思決定プロセスで心血管手術のブレークスルーにつながる可能性があります。

Blood flow imaging is a novel technology in cardiovascular medicine and surgery. Today, two types of blood flow imaging tools are available: measurement-based flow visualization including 4D flow MRI (or 3D cine phase-contrast magnetic resonance imaging), or echocardiography flow visualization software, and computer flow simulation modeling based on computational fluid dynamics (CFD). MRI and echocardiography flow visualization provide measured blood flow but have limitations in temporal and spatial resolution, whereas CFD flow calculates the flow according to assumptions instead of flow measurement, and it has sufficiently fine resolution up to the computer memory limit, and it enables even virtual surgery when combined with computer graphics. Blood flow imaging provides profound insight into the pathophysiology of cardiovascular diseases, because it quantifies and visualizes mechanical stress on the vessel walls or heart ventricle. Wall shear stress (WSS) is a stress on the endothelial wall caused by the near wall blood flow, and it is thought to be a predictor of atherosclerosis progression in coronary or aortic diseases. Flow energy loss (EL) is the loss of blood flow energy caused by viscous friction of turbulent diseased flow, and it is expected to be a predictor of ventricular workload on various heart diseases including heart valve disease, cardiomyopathy, and congenital heart diseases. Blood flow imaging can provide useful information for developing predictive medicine in cardiovascular diseases, and may lead to breakthroughs in cardiovascular surgery, especially in the decision-making process.