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脳 CFD血流解析 学術文献調査 PubMed 2000-2004

  • 『脳 CFD血流解析』に関する学術文献調査を掲載しています
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    • データベース：PubMed
    • 検索キーワード：(Cerebral OR Brain OR Intracranial OR Neuro) AND (Blood OR Flow OR Hemodynamics OR WSS OR Pressure OR Velocity OR Aneurysm OR Rupture OR Stroke OR Stenosis) AND (CFD OR "Computational Fluid Dynamics")
    • 検索期間：2000-01-01 - 2004-12-31
    • 要約用 AI/LLM：gpt-5.4-nano (OpenAI, 2026-03)
    • ソート基準：被引用数降順（同値の場合はFWCI降順）
    • データ更新日：2026-05-11

(001) Moorhead

📕 書誌情報

1D and 3D models of auto-regulated cerebrovascular flow.

K T Moorhead, S M Moore, J G Chase, T David, J Fink

Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc, 2004

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💬 AI 翻訳タイトル

自動調節された脳血管血流の1次元（1D）モデルおよび3次元（3D）モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳底部のウィリス動脈輪（Circle of Willis: CoW）における血流の自己調節（autoregulation）を、1Dおよび3DのCFDモデルで再現し、臨床シナリオ（流入動脈の病変や欠損循環血管の有無など）に対する適用可能性を評価することである。
  • 方法として、CoWの1Dおよび3D CFDモデルを構築し、流入血圧とサイクル形状（cycle geometry）に応じて、比例-積分（proportional-integral: PI）制御器により流出動脈の距離を調整することで、最適な流出血流量（efferent flowrates）を維持する自己調節機構を両モデルで表現した。
  • 結果として、過渡的な流出フラックス（transient efferent flux）プロファイルにおいて両モデルは良好に一致し、差は5%以上を上回る領域が示された；また、モデル内で仮定される厳密なポアズイユ流（Poiseuille flow）の前提により、3Dモデルよりも形状的に極端な連絡動脈（communicating arteries）を通る流量が過大となった。
  • 結論として、1DモデルのACoA（前大脳動脈／Anterior communicating artery）における流動抵抗を3Dモデルで観察される抵抗に合わせて増加させることで、両モデル間の相関が大幅に改善され、手術前や他の臨床手技前にリスクのある脳動脈の形状・条件を同定するための、計算時間の短い実時間意思決定（real-time clinical decisions）およびシナリオ検討に資する可能性が示された。

(002) Fukasaku

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics for brain circulation and aneurysm with therapeutic devices.

K Fukasaku, M Negoro, H Iwase, K Yokoi, R Himeno

Interv Neuroradiol, 2004 Dec 24

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💬 AI 翻訳タイトル

治療デバイスを伴う脳循環および動脈瘤に対する計算流体力学

💬 AI 要約

  • 本研究は、臨床画像法に基づきウィリス動脈輪（Willis ring）のように複数の流入・流出を有する脳動脈における血流の流体力学を解析すること、さらにコイルやステント等の治療デバイスが血流へ及ぼす影響を評価することを目的とした。
  • 3D CTAおよびMRAによって脳血管の三次元構造を取得し、三次元構造から中心線を抽出したうえで、3D CTA/MRAにより血管径を計測して平滑化した血管モデルを作成した。
  • 流体解析には自作ソフトウェアを用いてストリームライン等のパラメータを表示できるようにし、さらに自作のCADソフト（VCAD: Volume CAD）と連携可能な構成とすることで、モデル内にコイル、バルーン、ステントといった治療デバイスを配置してCFD（computational fluid dynamics）解析を実施した。
  • ウィリス動脈輪のような複雑な血管構造における流動様式を、ICAやVAを含む複数の入口およびMCAやPCA、ならびに交通動脈を介した複数の出口を考慮して計算でき、さらに交通動脈を含むCFDは親血管閉塞のシミュレーションに資すること、加えて治療デバイスを組み込んだCFDは塞栓術のシミュレーションのみならずデバイス設計にも有用であると結論づけた。

(003) Byun

📕 書誌情報

CFD modeling of blood flow following coil embolization of aneurysms.

Hong Sik Byun, Kyehan Rhee

Med Eng Phys, 2004 Nov

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💬 AI 翻訳タイトル

コイル塞栓術後の脳動脈瘤における血流のCFDモデリング

💬 AI 要約

  • 巨大または多葉性の動脈瘤に対するコイル塞栓術では、動脈瘤嚢（サック）をコイルで完全に充填することが困難な場合があり、嚢の部分閉塞は避けられないため、部分的に閉塞された動脈瘤における血流特性が塞栓プロセスに与える影響と、その要因となるコイル配置および親血管形状の寄与を明らかにすることを目的とした。
  • 本研究では、側方性動脈瘤モデルについてコイル位置の違いおよび親血管形状の違いを考慮し、動脈瘤嚢内の血流場を解析した。
  • その結果、親血管側の遠位頸部が閉塞されたモデルでは、他のモデルに比べて動脈瘤嚢への流入量（inflow rate）が小さく、低い壁面せん断応力（wall shear stress）を示す領域が広範に分布することが示された。
  • 特に遠位頸部閉塞モデルでは、直線的親血管モデルで他モデルより流入体積が31%減少し、湾曲親血管モデルでは34%減少した一方、正規化した低壁面せん断応力領域の時間平均値は、直線的親血管および湾曲親血管それぞれで他モデルより4%および12%大きかったため、血栓塞栓を促進する血行動態環境の観点から、コイルは動脈瘤の遠位頸部に配置することが有効であると結論づけた。

(004) Shojima

📕 書誌情報

Magnitude and role of wall shear stress on cerebral aneurysm: computational fluid dynamic study of 20 middle cerebral artery aneurysms.

Masaaki Shojima, Marie Oshima, Kiyoshi Takagi, Ryo Torii, Motoharu Hayakawa, Kazuhiro Katada, Akio Morita, Takaaki Kirino

Stroke, 2004 Nov

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤における壁面せん断応力（WSS）の大きさと役割：中大脳動脈瘤20例を対象とした計算流体力学（CFD）研究

💬 AI 要約

  • 壁面せん断応力（WSS）は嚢状脳動脈瘤の発生に関与する主要な病原因子の一つであるため、ヒト中大脳動脈（MCA）動脈瘤の内部および周囲におけるWSSの大きさと分布を明らかにすることを目的とした。
  • 3次元CT血管造影に基づき動脈瘤を有するMCA血管の20個の数学モデルを作成し、血液をニュートン流体、血管および動脈瘤壁を剛体とする仮定の下で、自作有限要素（finite-element）ソルバを用いたCFD計算を実施した。
  • 計算領域における最大WSSは動脈瘤の尖端やblebではなく、動脈瘤の頸部付近で生じる傾向がみられた；最大WSSの値は14.39±6.21 N/m2であり、血管領域の平均WSS（3.64±1.25 N/m2）より約4倍高かった。
  • 動脈瘤領域の平均WSS（1.64±1.16 N/m2）は血管領域より有意に低く（P<0.05）、破裂例の動脈瘤先端ではWSSが著しく低かったことから、高WSSが開始期に病原的に作用する一方で、低WSSは増大期を促進し、動脈瘤壁の変性変化を介して破裂を引き起こし得ることが示唆された；さらに、動脈瘤領域のWSSは破裂予測に有用となり得る。

(005) Hoi

📕 書誌情報

Effects of arterial geometry on aneurysm growth: three-dimensional computational fluid dynamics study.

Yiemeng Hoi, Hui Meng, Scott H Woodward, Bernard R Bendok, Ricardo A Hanel, Lee R Guterman, L Nelson Hopkins

J Neurosurg, 2004 Oct

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💬 AI 翻訳タイトル

動脈形状が動脈瘤の成長に及ぼす影響：三次元計算流体力学研究

💬 AI 要約

  • 嚢状（サッキュラー）脳動脈瘤の病因における動脈形状の役割を定量化した研究は限られているため、本研究は親動脈の形状が動脈瘤の血行動態に及ぼす影響を検討し、動脈瘤の成長および治療効果との関連性を評価することを目的とした。
  • 計算流体力学解析により、種々の動脈カーブ（直管モデルから開始）およびネックサイズを有する動脈の側壁から生じる三次元嚢状動脈瘤の血行動態を解析した。
  • 流速、動脈瘤壁面せん断応力（WSS）、および心周期における高WSS領域の面積（時間依存的なimpact zone）といった血行動態指標に対する幾何学的パラメータの影響を定量化した結果、直管に生じる動脈瘤の場合と異なり、湾曲動脈では粘性拡散よりも血液の慣性（遠心効果）が動脈瘤内腔への流入を主に駆動していた。
  • 動脈の湾曲が強まるほどネック遠位側への流れの衝突（impingement）が増大し、その結果として遠位側でのWSS上昇とimpact zoneの拡大が生じた；さらに、より湾曲した動脈に存在する側壁性嚢状動脈瘤ほど高い血行動態ストレスを受ける可能性が示唆された一方、ネックが広い動脈瘤ではimpact zoneが大きく、特に遠位側の大きなimpact zoneは動脈瘤の成長、または治療後病変の再増大の最も可能性の高い部位であることと整合するため、流れの衝突からネック遠位側を保護することが高血行動態ストレスの軽減に重要であると結論づけた。

(006) Stuhne

📕 書誌情報

Finite-element modeling of the hemodynamics of stented aneurysms.

Gordon R Stuhne, David A Steinman

J Biomech Eng, 2004 Jun

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💬 AI 翻訳タイトル

ステント留置動脈瘤における血行動態の有限要素（finite-element）モデリング

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ステント留置椎骨動脈側壁動脈瘤の狭窄部（スロート）近傍における壁面せん断応力分布および流れのストリームラインを解析することである。
  • 方法として、汎用のコンピュータ支援設計（CAD）および非構造格子生成ツールを用い、ステント近傍の節点間隔を変化させてステント留置定常流のメッシュ収束性を評価した後、収束したメッシュにより生理学的に妥当な拍動流（pulsatile）シミュレーションを実施した。
  • 結果として、ステントワイヤ上の壁面せん断応力場をアーティファクト（artifact）なく高解像で再現するには、節点間隔がワイヤ半径の約1/3程度を要する一方で、速度場に関連する大規模な流れの特徴は、ワイヤ半径程度以上のより粗い解像度でも捉えられることが示された。
  • 結論として、得られた結果は既報と整合するものの、本手法により複雑な流動ダイナミクスに関するより詳細な洞察が可能となる一方、解剖学的に現実的な症例へCFDを日常的に適用するには、特に複雑なステント留置形状の幾何学的定義およびメッシュ生成を扱うための専用アルゴリズムのさらなる開発が必要である。

(007) Chung

📕 書誌情報

Clinical and experimental investigation of pseudoaneurysm in the anterior communicating artery area on 3-dimensional time-of-flight cerebral magnetic resonance angiography.

Tae-Sub Chung, Young-Jun Lee, Won-Suk Kang, Sei-Kwon Kang, Yoon-Chul Rhim, Byeong-Gyu Yoo, In Kook Park

J Comput Assist Tomogr, 2004

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💬 AI 翻訳タイトル

三次元時間飛行（time-of-flight）脳磁気共鳴血管撮影における前交通動脈（AcoA）領域の仮性動脈瘤に関する臨床および実験的検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、MR（磁気共鳴）血管撮影における前交通動脈（AcoA）領域の仮性動脈瘤の血行動態学的機序を解明することである。
  • 臨床研究として、AcoA領域以外に由来する動脈瘤破裂を理由にデジタルサブトラクション血管撮影（DSA）を施行した62例を対象にMR血管撮影を行い、AcoAにおけるシグナル欠損と前大脳動脈（ACA）の解剖学的バリエーションとの関連を評価した。
  • 実験研究としては、分岐角が異なる（70°および140°）弾性シリコン血管ファントムに対してMR血管撮影とDSAを実施し、シグナル欠損を生じる血行動態因子を評価し、その結果を計算流体力学（CFD）により比較した。
  • 臨床研究では、左右いずれかのACAのA1セグメントに低形成（hypogenetic A1）を有する21/62例で、分岐したAcoA複合部の腋窩部にシグナル欠損が14例で認められ、そのうち7例では残存する正常血管が動脈瘤に見えるように見えた；一方、AcoA複合部が保たれている全例ではシグナル欠損を認めなかった。実験研究では、分岐角140°のファントムで分岐部の腋窩部にシグナル欠損が生じ、DSAおよびCFDで乱流として示されたが、分岐角70°のファントムでは有意なシグナル欠損は示されなかった。さらに、対側A1の広い分岐角に伴う低形成A1セグメントが、AcoA領域のシグナル欠損を介してMR血管撮影上の仮性動脈瘤を引き起こし得ることが示唆された。

(008) Hassan

📕 書誌情報

Computational simulation of therapeutic parent artery occlusion to treat giant vertebrobasilar aneurysm.

Tamer Hassan, Masayuki Ezura, Eugene V Timofeev, Teiji Tominaga, Tsutomu Saito, Akira Takahashi, Kazuyoshi Takayama, Takashi Yoshimoto

AJNR Am J Neuroradiol, 2004 Jan

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💬 AI 翻訳タイトル

巨大椎骨脳底動脈瘤の治療を目的とした治療的親動脈閉塞に関する計算シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究は、巨大椎骨脳底動脈瘤を有する患者における3次元デジタルサブトラクション血管造影所見を対象として、計算流体力学（CFD）解析により左側および右側の椎骨動脈閉塞がもたらす影響を比較評価することを目的とした。
  • 具体的には、得られた血管形状モデルに基づいて閉塞シナリオをシミュレーションし、バルーン閉塞テストの結果と整合する形で、瘤の血栓化および循環からの隔離に関する帰結を検討した。
  • バルーン閉塞テストでは右椎骨動脈の閉塞が、瘤の血栓化と循環からの隔離という観点から本患者の治療により適していることが示され、計算機シミュレーションもこれを支持した。
  • 一方で、瘤壁に作用する圧力分布の観点では右椎骨動脈閉塞が望ましくない影響を伴う可能性も示され、収縮期における瘤壁の高圧領域が明らかとなった。さらに、この高圧が瘤の増大につながり得ることが、6か月後の追跡検査で実際に観察されたことから、本研究は治療介入前の脳血管疾患患者に対するCFDの将来的な応用可能性を示す好例である。

(009) Jou

📕 書誌情報

Computational approach to quantifying hemodynamic forces in giant cerebral aneurysms.

Liang-Der Jou, Christopher M Quick, William L Young, Michael T Lawton, Randall Higashida, Alastair Martin, David Saloner

AJNR Am J Neuroradiol, 2003 Oct

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💬 AI 翻訳タイトル

巨大脳動脈瘤における血行動態力を定量化するための計算論的アプローチ

💬 AI 要約

  • 巨大紡錘状（fusiform）脳底動脈瘤に対する治療選択肢は限られており、計画された介入が血行動態に及ぼす影響を評価することが困難であるため、本研究は介入による血行動態条件の変化を評価する計算枠組みを開発することを目的とした。
  • MR血管造影（造影）により患者の脳底動脈瘤モデルの血管形状を取得し、計算流体力学（CFD）により介入前後の速度場、壁面せん断応力（wall shear stress）、および圧力分布を求めることで、片側椎骨動脈の模擬閉塞が血行動態へ与える影響を予測した。
  • モデル幾何学においてCFDは、強い中心流と壁面に広い再循環域を伴う対称的な流れパターンを示し、片側椎骨動脈の模擬閉塞後には主流が片側へ偏向して高い圧力と壁面せん断応力の増加が生じることを明らかにした。
  • 患者固有の幾何学では、各椎骨動脈における流量の割合が流れパターンに強く影響することが示され、造影MRI血管造影は大型頭蓋内動脈瘤の内腔境界を描出する有効な手段であり、CFDは血管領域における支配的な流れ条件の推定および介入治療に伴う流れ場変化のモデリングに有用であると結論づけた。

(010) Lin

📕 書誌情報

Computational and experimental study of proximal flow in ventricular catheters. Technical note.

Julian Lin, Martin Morris, William Olivero, Frederick Boop, Robert A Sanford

J Neurosurg, 2003 Aug

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💬 AI 翻訳タイトル

脳室カテーテル近位部における流れの計算機および実験的研究：技術報告

💬 AI 要約

  • 水頭症に対するシャント留置治療は失敗率が高い。本研究は、カテーテル近位の側孔が閉塞の主たる部位であることを示す知見に基づき、脳室カテーテル設計における近位部の流体流入機序を明らかにすることを目的とした。
  • 計算流体力学（CFD）モデル、二次元のウォーターテーブル実験、および実カテーテルを用いた三次元（3D）自動試験装置を組み合わせ、さらにインクによる流れの可視化を行うことで、既存のカテーテル形状の流入特性を解析・検証した。
  • CFD解析では、総流体質量の58%がカテーテル最も近位の側孔へ流入し、8孔式カテーテルでは上位2つの近位側孔群に80%以上が流入すること、また実際に多くの側孔が有効に寄与していないことが示された。
  • これらの結果は、シャントカテーテルのウォーターテーブルモデルおよびインク可視化を伴う3D自動試験装置という全く異なる2手法により実験的に裏付けられた；さらに、近位側孔の孔径分布と寸法を変えた新規設計により流入質量流量分布が大きく変化し、カテーテル長手方向により均一に流体が流入することで閉塞化の確率を低減できることが結論された。

(011) Fin

📕 書誌情報

Three dimensional modeling of the cerebrospinal fluid dynamics and brain interactions in the aqueduct of sylvius.

Loïc Fin, Reinhard Grebe

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2003 Jun

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💬 AI 翻訳タイトル

シルビウス水道における脳脊髄液の流体力学と脳—流体相互作用のための三次元モデリング

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳脊髄液（CSF）の流れをシルビウス水道（cerebral aqueduct）で解析するための計算流体力学（CFD）手法を提示し、その有用性を評価することを目的とする。
  • 先行研究で用いられてきた剛体形状のアプローチに加え、本研究ではこの流路壁として変形可能な膜（deformable membrane）を含むモデルを提案し、MRIから得られた解剖学的形状に基づく水道形状を計算した上でメッシングを作成し、流体—構造相互作用を考慮するためにMAC（marker-and-cell）のスタッガード格子へ埋め込んだ。
  • 時間微分はクランク—ニコルソン（Crank-Nicolson）スキームで離散化し、人工圧縮性（artificial compressibility）を導入して連続の方程式を修正し、有限差分（finite difference）法により離散化した。
  • 検証として剛体管内の層流を模擬する計算を行ったのち、剛体水道と変形可能水道のシミュレーションを比較したところ、所与の流量に対して壁の変形性が圧力損失に強い影響を及ぼすことが示された。

(012) Calamante

📕 書誌情報

Estimation of bolus dispersion effects in perfusion MRI using image-based computational fluid dynamics.

Fernando Calamante, Peter J Yim, Juan R Cebral

Neuroimage, 2003 Jun

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💬 AI 翻訳タイトル

画像ベース計算流体力学を用いた灌流MRIにおけるボーラス分散効果の推定

💬 AI 要約

  • ボーラス追跡磁気共鳴画像（MRI）は灌流を定量化する強力な手法であり、急性脳卒中の検討において重要性が増しているが、狭窄閉塞性疾患の患者では評価上の限界が報告されている。狭窄閉塞性病変によりボーラス分散が生じ、脳血流（CBF）定量に重大な誤差を与えることが示されている一方で、分散を適切に特徴づける輸送関数は不明である。そこで、本研究は灌流計測におけるボーラス分散誤差を定量化する新規手法を提示することを目的とした。
  • 解剖学的および生理学的MRIデータから現実的な患者個別モデルを構築し、有限要素解析により動脈血流パターンと造影剤（ボーラス）の輸送を計算した。
  • 本手法により、3種類の単純な血管モデルについても精度評価を行い、正例2名の正常被験者および軽度頸動脈狭窄を有する2名のMRデータに適用して検証した。その結果、推定されたCBF誤差は概ね15%〜20%の範囲であった。
  • さらに、狭窄の存在が必ずしもより大きな分散を意味するわけではなく、幾何学的モデルだけでなく特定の生理学的条件も分散の程度に影響することが示された。本手法は、分散効果によって導入される誤差の理解、血管モデルの評価・検証、およびCBF定量における分散誤差を補正する新規手法の開発に資する。

(013) Hassan

📕 書誌情報

Hemodynamic analysis of an adult vein of Galen aneurysm malformation by use of 3D image-based computational fluid dynamics.

Tamer Hassan, Eugene V Timofeev, Masayuki Ezura, Tsutomu Saito, Akira Takahashi, Kazuyoshi Takayama, Takashi Yoshimoto

AJNR Am J Neuroradiol, 2003

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💬 AI 翻訳タイトル

3D画像ベースの計算流体力学により成人のガレン静脈瘤奇形（vein of Galen aneurysm malformation）の血行動態を解析する

💬 AI 要約

  • 目的として、22歳男性の、単一の流入動脈（feeder）に伴う動脈瘤を伴った偶発発見のガレン静脈瘤奇形に対し、2つの動脈瘤を通過する血流パターンを明らかにし、この型の紡錘状（fusiform）動脈瘤の血行動態学的特徴に関する理解を深めることを企図した。
  • 方法として、3D回転デジタルサブトラクション血管造影（3D rotational digital subtraction angiography）から得た数値グリッドに対して計算流体力学（computational fluid dynamic: CFD）解析を適用し、患者固有の血行動態を評価した。
  • 結果として、CFD解析により血流パターンの検討が可能となり、ガレン静脈瘤奇形および関連する動脈瘤における流れの挙動を理解するための具体的な示唆が得られた。
  • 結論として、本技術報告は、脳血管疾患患者における血流パターン解析を目的として3Dデジタルサブトラクション血管造影にCFDを応用する好適な実例を提示した。

(014) Steinman

📕 書誌情報

Image-based computational simulation of flow dynamics in a giant intracranial aneurysm.

David A Steinman, Jaques S Milner, Chris J Norley, Stephen P Lownie, David W Holdsworth

AJNR Am J Neuroradiol, 2003 Apr

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巨大頭蓋内動脈瘤における画像ベースの流体力学的シミュレーション

💬 AI 要約

  • 血流動態は頭蓋内動脈瘤の病態形成および治療に重要な役割を果たすと考えられるが、生体内で着目すべき血行力学的指標を計測することは困難である。本研究は、computed rotational angiographyと計算流体力学（CFD）を組み合わせることで、患者個別かつ前向き（prospective）に血行力学情報を提示しうることを示すことを目的とした。
  • 58歳の女性が、巨大な頸動脈—後交通動脈瘤による右第三脳神経麻痺（不全）を呈したため、瘤は後にコイル塞栓術が施行された。computed rotational angiographyから高解像度のボリュメトリック画像データを取得し、そこから血管腔形状を抽出した。これに加えて、代表的な流量波形を境界条件として、有限要素法による3次元の拍動性速度場を対象とした有限要素CFDシミュレーションを行った。
  • CFD解析により、瘤の近位端および遠位端のネック部から高速度の流入が生じ、動脈瘤内腔（瘤嚢）内に持続性および一過性の両方の渦が形成されることが示された。これらの機序は、ネック遠位側および瘤の側壁における壁面せん断応力の高値および振動的な変動パターンをもたらした。
  • 得られた血行力学的特徴は、シネアンギオグラフィにおける造影剤ウォッシュイン（wash-in）の時間的パターンおよび、6か月フォローアップで観察されたコイルコンパクション（coil compaction）の構成と整合していた。腔形状の解剖学的リアリティと流れの拍動性は、動脈瘤血流の患者個別性を解明するうえで不可欠であり、この画像ベースのCFD解析は、動脈瘤の増大・破裂に関する前向き研究のための重要な血行力学情報の提供や、個別の動脈瘤に対する治療選択肢への反応予測に活用できる可能性がある。

(015) Metcalfe

📕 書誌情報

The promise of computational fluid dynamics as a tool for delineating therapeutic options in the treatment of aneurysms.

Ralph W Metcalfe

AJNR Am J Neuroradiol, 2003 Apr

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💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤治療における治療選択肢の区別に向けたツールとしての計算流体力学（CFD）の可能性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈瘤治療において治療方針を適切に区別するための手段として、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）の有用性を明らかにすることである。
  • 方法としては、CFDを用いて動脈瘤周辺の血流の力学的特性を解析し、その結果を治療選択に結び付けるための枠組み（検討概念）を整理することが主眼とされる。
  • 結果として、血流解析に基づく力学的指標が治療オプションの選択や層別化に資する可能性が示唆される。
  • 結論として、CFDは動脈瘤に対する治療選択肢をより合理的に提示するための有望な計算ツールであり、今後の臨床応用に向けた発展が期待される。

(016) Ferrandez

📕 書誌情報

Numerical models of auto-regulation and blood flow in the cerebral circulation.

A Ferrandez, T David, M D Brown

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2002 Feb

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💬 AI 翻訳タイトル

脳循環における自己調節機構および血流の数値モデル

💬 AI 要約

  • ウィリス動脈輪（Circle of Willis）の2次元時間依存型CFD（computational fluid dynamics）モデルを構築し、末梢血管抵抗のみならず自己調節機能も再現することを目的とした。
  • システム制御理論に基づいてフィードバック機構を模擬する新しい「能動的」境界条件を定義・開発し、さらに脳血管樹の末梢抵抗と自己調節を同時にシミュレーションできる枠組みを用いた。
  • 本モデルを、右内頸動脈の急速な圧迫を模擬する圧力低下を負荷した条件下で、ウィリス動脈輪に典型的にみられる複数の異常に対して適用し、その際の結果を簡便な管モデルによる試験で検証したところ、実験との一致は良好であった。
  • 各遠心枝（efferent artery）における総時間依存フラックスを整理した結果、ウィリス動脈輪の形状変化が血管の血管拡張・収縮による血流自己調節と重要な関係を持つことが示され、特に前大脳動脈（anterior cerebral artery）の右A1セグメントの欠損または機能不全が最悪のシナリオである可能性が示唆された。加えて、末梢抵抗の妥当な生理学的モデルを用いることで、現実的な血流モデル化が可能となり、3Dの患者個別シミュレーションへの容易な拡張も可能であることが結論づけられた。

(017) Butty

📕 書誌情報

Residence times and basins of attraction for a realistic right internal carotid artery with two aneurysms.

V D Butty, K Gudjonsson, P Buchel, V B Makhijani, Y Ventikos, D Poulikakos

Biorheology, 2002

  • Keywords:

  • DOI: NA

  • Article: NA

  • OpenAlex: NA

    • Cited by: NA
    • FWCI: None
    • Citation Percentile: NA

  • PubMed

  • Google Scholar: NA
  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

2つの動脈瘤を有する現実的な右内頸動脈における滞留時間と吸引領域（basin of attraction）

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、2つの嚢状動脈瘤を伴う内頸動脈奇形において、血球が血管内を通過する際の通過（滞留）時間に着目して解析することである。
  • 解剖学的に忠実な右内頸動脈モデルに2つの嚢状動脈瘤が近接して存在する条件を対象として、計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施し、2動脈瘤奇形を通過する血球の通過時間を検討した。
  • その結果、滞留時間マップは高度に不均一であり、動脈瘤への流体の流入が最初の動脈瘤のみに生じる場合、2つ目のみに生じる場合、または両方に生じる場合と関連づけられることが示された。
  • さらに入口インデックスを算出することで、動脈瘤より上流の血管断面において、これらのシナリオのいずれに従って血球が出現するかを定性的に同定したうえで、滞留時間プロファイルおよび流入シナリオが血栓症や（薬物）薬物動態（pharmacokinetics）に及ぼす意義を議論し、2つの動脈瘤の流入―流出パターンが特に複雑な流れおよびカオス的な混合につながる可能性について予備的な知見を提示した。

(018) Steinman

📕 書誌情報

Reconstruction of carotid bifurcation hemodynamics and wall thickness using computational fluid dynamics and MRI.

David A Steinman, Jonathan B Thomas, Hanif M Ladak, Jaques S Milner, Brian K Rutt, J David Spence

Magn Reson Med, 2002 Jan

  • Keywords:

  • DOI: NA

  • Article: NA

  • OpenAlex: NA

    • Cited by: NA
    • FWCI: None
    • Citation Percentile: NA

  • PubMed

  • Google Scholar: NA
  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学とMRIによる頸動脈分岐部の血行動態および壁厚の再構成

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、局所血行動態とプラーク進展の関係を、ヒトにおいて前向きにin vivoで追跡できないことによって生じている検証困難さを克服するため、頸動脈分岐部における動脈壁厚および局所血行動態を非侵襲的に再構成する新規手法を提示することである。
  • 方法として、黒血（black-blood）磁気共鳴画像（MRI）から内腔および壁境界の3次元（3D）モデルを再構成し、これにより壁厚を計測可能にした; さらに、位相コントラスト（PC）MRIで計測した時間変化する流入/流出流量を併用し、内腔境界を入力として対象者固有の流動パターンと壁面せん断応力（WSS: wall shear stress）を計算流体力学（CFD）シミュレーションにより算出した。
  • 結果として、早期で無症候性の頸動脈疾患を有する59歳の被験者では、シミュレーションと計測された速度との間に良好な一致が得られ、頸動脈洞では壁厚の増大と、低くかつ変動するせん断応力との対応関係が示された; また、遠位部内頸動脈（ICA）では高いせん断が高いWSSと同時に位置対応したが、WSSと壁厚の間に定量的な一般関係は認められなかった。
  • 結論として、本手法はヒト頸動脈分岐部において血行動態指標と壁厚を直接比較した最初の試みであり、画像ベースのモデリングが非侵襲的であることから、健常者における将来の血行動態とプラーク発生・進展の前向き研究に適している。

(019) Moll

📕 書誌情報

Value of the CT angiography in the diagnosis of common carotid artery bifurcation disease: CT angiography versus digital subtraction angiography and color flow Doppler.

R Moll, H P Dinkel

Eur J Radiol, 2001 Sep

  • Keywords:

  • DOI: NA

  • Article: NA

  • OpenAlex: NA

    • Cited by: NA
    • FWCI: None
    • Citation Percentile: NA

  • PubMed

  • Google Scholar: NA
  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

総頸動脈分岐部病変の診断におけるCT血管造影の価値：CT血管造影とデジタルサブトラクション血管造影およびカラーフロードプラの比較

💬 AI 要約

  • 頸動脈狭窄症の治療において狭窄度の評価が中核となることから，本研究の目的は，侵襲的CT血管造影（CTA）が，現在の侵襲的ゴールドスタンダードである頸動脈デジタルサブトラクション血管造影（DSA）および非侵襲的ゴールドスタンダードであるカラーフロードプラと比較して実行可能な代替となり得るかを検討することである。
  • 対象は脳血管疾患患者約178例であり，DSA，CFD（カラーフロー・ドプラ），およびCTAを実施した。CTAはSomatom plus 4（Siemens, Erlangen, Germany）で撮像し，2/3/2 mmまたは2/3/1 mmのカリマティング，撮像開始遅延15–20 s，血流量2.5–3.0 ml/s，非イオン性造影剤120 ml（300 mg I/ml）を用いた。狭窄度の定量は軸位スライスにおける造影灌流領域に基づき，プラーク形態（軟性・硬性）および潰瘍（ulceration）を評価した。
  • CTAはDSAで過小評価されていた有意狭窄の9例を検出した一方，膜性狭窄の2例では過小評価となり，さらに歯牙（teeth）アーチファクトによる2例でも検出が不十分であった。石灰化はCFDよりもCTAでより明瞭に描出されたが，この点に関しては両手法はいずれもDSAより優れていた。
  • 閉塞（occlusion）に対する感度は，CFD，DSA，CTAのいずれも100%であった。したがって，CTAは術前および術後においてCFDの判定が不確実な場合に有用であり，またDSAとCFDの結果が一致しない場合の第3のモダリティとして位置づけられる。

(020) Ferrández

📕 書誌情報

Computational models of blood flow in the circle of Willis.

A Ferrández, T David, J Bamford, J Scott, A Guthrie

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2000

  • Keywords:

  • DOI: NA

  • Article: NA

  • OpenAlex: NA

    • Cited by: NA
    • FWCI: None
    • Citation Percentile: NA

  • PubMed

  • Google Scholar: NA
  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

ウィリス動脈輪における血流の計算モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ウィリス動脈輪における血流を解析するための二次元・定常状態モデルを構築し、その妥当性と臨床的応用可能性を評価することである。
  • 方法として、脳血管樹の末梢抵抗を模擬するために多孔質媒体のブロックを用い、その有効抵抗は一定に設定して、動脈の自己調節（auto-regulation）の影響を無視した上で、右内頸動脈（ICA）に対して境界条件を広範に変化させながら、ウィリス動脈輪に典型的にみられる異常を模擬した。
  • 結果として、全流量（total flux）を表に整理し、臨床計測および既存のウィリス動脈輪モデルの双方と比較して良好に一致したほか、関連する流体力学的効果も観察・解析された。
  • 結論として、適切な境界条件を用いればCFD（computational fluid dynamics）により生理学的に妥当な結果が得られることが示され、右ICAの狭窄度に応じて各異常における流量低下の重症度順位を臨床医に提示し得ること、さらにウィリス動脈輪を介した血流の再分配は局所的な動脈形状の変化よりも脳血管抵抗の変化によって主に駆動されることが明らかになった。