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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
  • 本調査の趣旨および注意点については調査の概要をご参照ください
  • 調査条件
    • データベース：PubMed
    • 検索キーワード：(Cerebral OR Brain) AND ("Blood Flow" OR Hemodynamics OR WSS OR Rupture) AND (CFD OR "Computational Fluid Dynamics")
    • 検索期間：2000-01-01 - 2004-12-31
    • 要約用 AI/LLM：o3-mini-2025-01-31 (OpenAI, 2025-01)
    • データ更新日：2025-02-04

(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

  • Keywords: NA
  • DOI: NA
  • PubMed
  • Google Scholar: NA
  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

自動制御型脳血管流の1Dおよび3Dモデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ウィリス輪（Circle of Willis）の1Dおよび3D計算流体力学（CFD）モデルを開発・検証し、求心性動脈の異常や循環血管の欠如などの臨床シナリオ下における脳血流自己調節をシミュレーションすることである。
  • これらのモデルは、周期的な幾何学形状および求心性血圧に基づいて最適な遠心性流量を維持するために、遠心性動脈の距離を修正する比例積分制御器を利用している。
  • 結果として、過渡的な遠心性流束プロファイルに関して1Dモデルと3Dモデルとの間で優れた相関が認められ、5%以上の差異が見られるものの、1Dモデルにおける厳格なポアズイユ流れの仮定が極端な幾何学的特徴を持つ動脈を通じた流量の増加を引き起こし、これは前交通動脈における流体抵抗を増加させることで改善された。
  • 本研究は、迅速な計算実行時間によりリアルタイムの臨床意思決定やシナリオテストに適用可能なツールとして、手術や他の臨床手技前にリスクのある脳動脈幾何学的条件を特定するためのモデルの有用性を示している。

(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

  • Keywords: NA
  • DOI: NA
  • PubMed
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  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

治療デバイスを用いた脳循環及び動脈瘤に対する計算流体力学解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、Willis輪のような複数の流入口および流出口を有する脳動脈における流体力学を臨床画像診断法を用いて解析し、コイルやステントなどの治療デバイスが血流に与える影響を評価することを目的とした。
  • 解析手法として、3D CTAおよびMRAによって脳血管の三次元構造が取得され、そこからセンターラインの抽出や血管径の測定を行い、滑らかな表面を持つ血管モデルを作成した。
  • さらに、独自に開発したCFD（計算流体力学）ソフトウェアを用い、CAD（[computer aided design]）ソフトウェア（VCAD）との連携により、コイル、バルーン、ステントなどの治療デバイスをモデル内に配置してシミュレーションを実施し、複雑な血管構造内の血流パターンを解析した。
  • その結果、CFD解析は、親動脈閉塞のシミュレーションのみならず塞栓シミュレーションや治療デバイスの設計支援に寄与することが示された。

(003) 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

  • Keywords: NA
  • DOI: NA
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  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤における壁面せん断応力の大きさと役割：20例の中大脳動脈瘤に対する計算流体力学的解析研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）解析を用いて、人中大脳動脈（MCA）瘤における壁面せん断応力（WSS）の大きさと分布を明らかにし、その病因学的意義を評価することである。
  • 本研究では、3次元CT血管造影に基づいて構築された20例のMCA瘤数学モデルを用い、血液をNewtonian fluid、血管および動脈瘤の壁を剛性と仮定した自作の有限要素法ソルバーによりCFD計算を行った。
  • 解析の結果、最大WSSは動脈瘤の頸部近傍で出現し、その大きさは血管領域の平均WSSの約4倍であった一方、動脈瘤領域の平均WSSは有意に低く、破裂動脈瘤の先端部では特に低いWSSが認められた。
  • これらの結果は、高WSSが動脈瘤の発症初期に病的影響を及ぼす一方、低WSSが動脈瘤の成長および破裂を促進し、動脈瘤壁の変性を引き起こす可能性があることを示唆し、WSS計測が破裂予測に有用である可能性を示している。

(004) 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

  • Keywords: NA
  • DOI: NA
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💬 AI 翻訳タイトル

動脈形状が動脈瘤成長に与える影響：三次元計算流体力学（CFD）解析研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、嚢状脳動脈瘤の発症機序における動脈形状の役割を定量化し、特に動脈形状が動脈瘤の血行動態、成長および治療効果に与える影響を明らかにすることを目的とした。
  • 研究では、直線血管モデルから始まり、カーブする動脈の側壁に生じる三次元嚢状動脈瘤を対象に、血流速度、動脈瘤壁せん断応力（Wall Shear Stress [WSS]）や、心周期に伴う高WSS領域（時間依存的インパクトゾーン）などの血行動態パラメーターを計算流体力学（Computational Fluid Dynamics [CFD]）解析を用いて定量評価した。
  • 解析の結果、直線血管上の動脈瘤シミュレーションと異なり、曲がった動脈では粘性拡散よりも血液の慣性力（遠心効果）が優勢であり、動脈の曲率が増すにつれて、動脈瘤頸部の遠位側での流入衝突が強まり、WSSの上昇およびインパクトゾーンの拡大が認められた。
  • これらのシミュレーション結果に基づき、曲がった動脈に位置する側方嚢状動脈瘤は高い血行動態的ストレスを受け、特に頸部の遠位側が動脈瘤の成長または治療後再発の最も起こりやすい部位であることが示唆され、流入衝突からこの箇所を保護することが重要であると結論付けた。

(005) 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

  • Keywords: NA
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💬 AI 翻訳タイトル

3次元TOF脳磁気共鳴血管造影による前交通動脈領域の仮性動脈瘤の臨床的および実験的検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、3次元Time-of-flight脳磁気共鳴血管造影において、前交通動脈（AcoA）領域で観察される仮性動脈瘤の血行動態メカニズムの解明を目的とした。
  • 臨床研究では、AcoA以外の部位起因の動脈瘤破裂を呈した62例の患者に対し、デジタル減算法血管造影（DSA）およびMR血管造影を実施し、前大脳動脈（ACA）の解剖学的変異と信号欠損の関係を評価した一方、実験研究では、70度と140度の2種類の分岐角を有する弾性シリコン血管ファントムを用いて、血行動態因子をCFDにより解析し、信号欠損との関係を検討した。
  • 臨床研究では、21例が片側のA1セグメント低形成を示し、そのうち14例においてAcoA複合体の軸領域に信号欠損が確認され、7例では残存する正常血管が動脈瘤と誤認される可能性が認められたが、AcoA複合体が正常な例では信号欠損は観察されなかった；また、実験研究では、140度の広角分岐のファントムで軸領域における乱流に起因する信号欠損が確認されたのに対し、70度の狭角分岐では顕著な信号欠損は認められなかった。
  • したがって、片側のA1セグメント低形成と対側のA1セグメントが示す広角分岐が、AcoA領域において乱流による信号欠損を生じ、MR血管造影上で仮性動脈瘤の出現を引き起こす要因となりうることが示唆された。

(006) 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

  • Keywords: NA
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💬 AI 翻訳タイトル

巨大脳動脈瘤における血行力学的力の定量化に向けた計算アプローチ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、巨大扁平性脳底動脈瘤に対する介入が血行力学的条件に与える影響を評価するための計算フレームワークを開発することである。
  • 造影剤使用MR血管造影を用いて患者固有の血管形状を取得し、計算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）アプローチにより、シミュレーション前後の流速場、壁面剪断応力、および圧力分布を算出した。
  • 計算モデルでは、基準状態では強い中央流と大規模な循環渦が形成される対称的な流れが確認された一方、[vertebral artery]の閉塞シミュレーションにより、流れが一側に偏り、圧力上昇と壁面剪断応力の増加が認められた。
  • これらの結果は、計算流体力学が個別患者の血管領域における現行の流れ場を明確化し、介入治療に伴う血行力学的変化を予測するための強力な手法であることを示している。

(007) 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

  • Keywords: NA
  • DOI: NA
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💬 AI 翻訳タイトル

画像に基づくComputational Fluid Dynamics (CFD)を用いたパフォージョンMRIにおけるボーラス分散効果の推定

💬 AI 要約

  • 本研究は、狭窄閉塞疾患の存在により生じるボーラス分散が脳血流 (CBF) 定量に与える誤差を定量化する新規手法を提案することを目的としている。
  • 解剖学的および生理学的MRデータから現実的な患者固有モデルを構築し、有限要素解析を用いて動脈血流パターンおよび造影剤ボーラスの輸送を計算するとともに、3種類の単純な血管モデルの精度を評価した。
  • 解析は健常被験者2名および軽度頸動脈狭窄被験者2名のMRデータに適用され、推定されたCBF誤差は約15～20%であったが、狭窄の存在が必ずしも分散の増大を引き起こすわけではなく、幾何学的モデルと生理学的条件の両方が分散度に影響を及ぼすことが示された。
  • 本手法は、パフォージョン測定における分散効果による誤差の理解を深め、血管モデルの評価およびCBF定量における分散誤差補正のための新たな方法の開発に寄与することが期待される。

(008) 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

  • Keywords: NA
  • DOI: NA
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💬 AI 翻訳タイトル

3D画像に基づく計算流体力学を用いた成人ガレン静脈奇形の血行力学解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、単一のフィーダー動脈瘤を伴う偶発的に発見された22歳男性のガレン静脈奇形における2つの動脈瘤を通る血流パターンを解明することを目的とした。
  • 研究では、3D回転型デジタルサブトラクション血管造影から得られた数値グリッドを用い、計算流体力学（CFD）解析を実施した。
  • その結果、CFD解析により2つの動脈瘤内部の血流特性が明らかになり、この紡錘形動脈瘤の血行力学的挙動の理解が深まった。
  • 本技術報告は、脳血管疾患患者の血流パターンを評価する上で、3Dデジタルサブトラクション血管造影にCFD解析を適用する有用性を示す優れた事例となっている。

(009) 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

  • Keywords: NA
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💬 AI 翻訳タイトル

画像ベースの巨大頭蓋内動脈瘤における流体力学シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究は、画像ベースのコンピュテーショナル・フルイッド・ダイナミクス [CFD] を用いることで、巨大頭蓋内動脈瘤における患者特異的な血流ダイナミクスを解析できることを実証することを目的とした。
  • 高解像度体積計測可能な[Computed Rotational Angiography]を用いて、58歳女性の巨大内頸-後交通動脈瘤の管腔形状を抽出し、代表的な流量波形とともに有限要素法CFDシミュレーションの境界条件として適用した。
  • CFDシミュレーションにより、動脈瘤の頸部近位および遠位からの高速流入と、持続性および一過性の渦の形成が確認され、これにより、動的な高付加および振動性の壁面せん断応力パターンが生じ、これがシネアングイオグラフィにおけるコントラスト剤のウォッシュインパターンおよび6ヶ月後のコイル圧縮配置と一致した。
  • 本研究は、解剖学的リアリズムと流動パルス性を提供する画像ベースのCFDシミュレーションが、患者特異的な動脈瘤の血行力学を明らかにするために不可欠であり、将来的な動脈瘤の増大、破裂リスクおよび治療応答に関する研究に寄与する可能性があると結論づけた。

(011) 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

  • Keywords: NA
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💬 AI 翻訳タイトル

脳循環における自動調節および血流の数値モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、Willis輪における血液循環及び自動調節機構を再現するための2次元時間依存計算流体力学（CFD）モデルを構築することであった。
  • 方法として、脳血管系の末梢抵抗と自動調節機能を模擬するために、制御理論を応用した新たな『active』境界条件が定義・開発された。
  • モデルは、右内頚動脈の急激な圧迫を模擬する圧力低下を課した状態でWillis輪の一般的な異常状態をシミュレーションし、シンプルなチューブを用いたテスト結果が実験と優れた一致を示した上、各出血動脈における時間依存の流量が算出され、幾何学的変動と血管のヴァソダイレーションおよび収縮による自動調節との関連が明らかとなった。
  • 結論として、最も悪いケースは右前大脳動脈のA1区画の欠失または機能不全であることが示され、正確な生理学的モデルの導入により、より現実的な血流シミュレーションが可能となり、将来的には3D [3D] 患者個別シミュレーションへの拡張が容易であることが示唆された。

(012) 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: NA
  • DOI: NA
  • PubMed
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  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

ウィリス環における血流の計算モデル

💬 AI 要約

  • 本研究は、様々な病態条件下での血流解析を目的として、ウィリス環の2次元定常状態計算モデルを開発することを目的とした。
  • モデリング手法として、脳血管樹の末梢抵抗を表現するために多孔質媒体ブロックを用い、動脈自己調節の影響を無視した一定の有効抵抗を維持しながら、右内頚動脈（ICA）に対して多様な境界条件を課した。
  • 得られた総流量のシミュレーション結果は、臨床測定値や他のウィリス環モデルと良好に比較でき、関連する流体力学的現象が解析された上で、右ICAの狭窄度に応じた流量低下の重症度優先順位リストが提供された。
  • この研究は、適切な境界条件と有効な末梢抵抗の使用により、[CFD]が生理学的に信頼できる結果を生み出し、ウィリス環を介した血液再配分が局所動脈形状よりも主に脳の血管抵抗の変化によって駆動されること、及び患者固有の血管抵抗を正確に推定する方法の重要性を強調している。