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脳 CFD血流解析 学術文献調査 PubMed 2010

  • 『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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  • 調査条件
    • 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：2010-01-01 - 2010-12-31
    • 要約用 AI/LLM：gpt-5 (OpenAI, 2025-10)
    • データ更新日：2025-10-31

(001) Tremmel [97]

📕 書誌情報

Alteration of intra-aneurysmal hemodynamics for flow diversion using enterprise and vision stents.

Markus Tremmel, Jianping Xiang, Sabareesh K Natarajan, L Nelson Hopkins, Adnan H Siddiqui, Elad I Levy, Hui Meng

World Neurosurg, 2010

💬 AI 翻訳タイトル

EnterpriseおよびVisionステントを用いたフローダイバージョンによる動脈瘤内血行動態の改変

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、自己拡張型Enterpriseステントの単独またはバルーン拡張型ステント併用によるフローダイバージョンが動脈瘤内血行動態に及ぼす影響を、計算流体力学（CFD）により定量化することである。
  • 広澒囊状の脳底動脈幹動脈瘤をCTAから再構築し、動脈瘤口部を横断するように1～3本のステントを血管内腔に適合させて仮想展開し、動脈瘤の病態形成および血栓化に関連する血行力学的指標をCFDで算出した。
  • ステント留置により複雑な瘤内流れは抑制され、瘤内平均流速は低下し、その効果は多重ステントで増強された；瘤内流れのターンオーバー時間（flow turnover time、うっ滞の指標）は単一ステントで114～117%、二重ステントで127～128%、三重ステントで141%に延長し、壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）もステント本数の増加に伴い低下した。
  • 本研究はEnterpriseステント留置に伴う流れ修飾を解析した初の報告であり、2～3本のステント配置は瘤内血行動態活動を有意に低下させ、動脈瘤の血栓性閉塞誘導の可能性を高めることを示した。

(002) Geers [61]

📕 書誌情報

Patient-specific computational hemodynamics of intracranial aneurysms from 3D rotational angiography and CT angiography: an in vivo reproducibility study.

A J Geers, I Larrabide, A G Radaelli, H Bogunovic, M Kim, H A F Gratama van Andel, C B Majoie, E VanBavel, A F Frangi

AJNR Am J Neuroradiol, 2011 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

3D回転血管撮影およびCT血管撮影に基づく頭蓋内動脈瘤の患者特異的計算血行力学：in vivo再現性研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、3D回転血管撮影（3DRA）とCT血管撮影（CTA）のいずれの画像モダリティを用いるかが、頭蓋内動脈瘤の患者特異的画像ベース血管モデルに対するCFD（数値流体力学）解析結果に及ぼす影響を評価し、幾何学的および血行動態学的指標の再現性を検証することである。
  • 10例の頭蓋内動脈瘤について3DRAおよびCTAからモデルを構築してCFDを実施し、瘤頸部形状や分枝再構築の可否、動脈瘤近位および瘤頸部での流量、動脈瘤内の平均壁せん断応力（WSS）と親血管WSSで正規化した値、ならびに流れパターンの構造や複雑性といった定性的指標を比較した。
  • CTAモデルは3DRAモデルに比して瘤頸部が大きく推定される傾向（P=.05）があり、直径0.7–1.0 mmの細小血管の多くは再構築不能で、3DRA値を基準とすると流量は動脈瘤近位で14.1±2.8%、瘤頸部で33.9±7.6%異なり、動脈瘤内平均WSSは44.2±6.0%異なるなど定量指標に大きな差がみられ、親血管WSSで正規化しても31.4±9.9%の差が残り（正規化WSSは多くの場合CTAで高値、P=.04）、一方で流れパターンの構造や複雑性といった定性的指標では高い一致度（κ≥0.9）が得られた。
  • 以上より、画像モダリティの選択は定量的な血行動態指標に相対的に大きな影響を与える一方で、主要な流れ特性の定性的特徴はモダリティ間で良好に再現されることが示された。

(003) Spiegel [155]

📕 書誌情報

Tetrahedral vs. polyhedral mesh size evaluation on flow velocity and wall shear stress for cerebral hemodynamic simulation.

Martin Spiegel, Thomas Redel, Y Jonathan Zhang, Tobias Struffert, Joachim Hornegger, Robert G Grossman, Arnd Doerfler, Christof Karmonik

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2011

💬 AI 翻訳タイトル

脳血行力学シミュレーションにおける流速および壁面せん断応力に対する四面体/多面体メッシュとメッシュサイズの影響評価

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤の成長・破裂に関与する壁面せん断応力（WSS）の信頼的なin vivo測定手段が乏しい中、臨床前処置計画への計算流体力学（CFD）の統合を見据え、メッシュ要素種別やメッシュサイズ・構成が血流速度およびWSS推定に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
  • 囊状型および終末型の代表的脳動脈瘤を対象に、表面および体積メッシュの空間的構成を系統的に変えた複数モデル（体積要素数 5,119〜258,481）を作成し、四面体メッシュと多面体メッシュ（境界層の有無を含む）でCFD解析を行い、壁上のWSS分布と指定点の流速を比較した。
  • 多面体メッシュは四面体メッシュに比べて収束速度が高く、WSSパターンがより均一となる傾向を示し、メッシュ最単純構成（四面体のみ）から最高度構成（境界層付き多面体）までの間で算出されるWSS値および流速の差異は0.84〜6.3%であった。
  • これらの結果は、臨床応用を志向した脳血行力学シミュレーションにおいてメッシュ設計が結果の妥当性と計算効率に影響することを示し、特に境界層を備えた多面体メッシュの採用が有用である可能性を示唆する。

(004) Cebral [449] 🌟

📕 書誌情報

Quantitative characterization of the hemodynamic environment in ruptured and unruptured brain aneurysms.

J R Cebral, F Mut, J Weir, C Putman

AJNR Am J Neuroradiol, 2011 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

破裂および未破裂脳動脈瘤における血行動態環境の定量的特徴づけ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈瘤の発生・進展・破裂における血行動態の役割を踏まえ、先行して定性的に評価されてきた流れ特性に対応する定量指標を定義し、それらと動脈瘤破裂との関連を明らかにすることである。
  • 方法として、210例の脳動脈瘤に対し医用画像に基づくCFD（image-based CFD）を用いて異なる流れ条件（拍動流および定常流）下で血行動態環境を解析し、シミュレーションから定量的血行動態変数を抽出するとともに、破裂既往との関係を統計解析し、指標の流れ条件依存性を評価した。
  • 結果として、破裂群は未破裂群に比べて流入集中（inflow concentration）が大きく、最大壁面せん断応力（MWSS）が高く、せん断集中（shear concentration）が高く、粘性散逸比（viscous dissipation ratio）が低かった一方、低壁面せん断応力（WSS）領域の面積や異常に低いせん断力分布の指標には統計学的な差がなく、各指標の絶対値は流れ条件で変動したものの群間の平均値差や比は拍動流・定常流のいずれでも維持された。
  • 結論として、集中した流入ストリームとMWSSが高いWSS分布、ならびに瘤内の粘性散逸の低さは破裂既往と統計学的に関連する一方、異常に低いWSS領域の面積や同領域に加わる総粘性せん断力は関連せず、画像ベースCFDは動脈瘤進展機序の解明および臨床的リスク評価に有用であることが示唆された。

(005) Sforza

📕 書誌情報

Hemodynamic Analysis of Intracranial Aneurysms with Moving Parent Arteries: Basilar Tip Aneurysms.

Daniel M Sforza, Rainald Löhner, Christopher Putman, Juan Cebral

Int J Numer Method Biomed Eng, 2010 Oct 01

  • Keywords: NA

  • 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

運動する親動脈を伴う頭蓋内動脈瘤の血行動態解析：脳底動脈先端部動脈瘤

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、親動脈の運動が脳底動脈先端部の嚢状動脈瘤における血行動態および破裂リスクに及ぼす影響を評価することである。
  • 2例の患者を対象に、動的血管造影のシネループから動脈瘤および親動脈の振動運動をフレームのレジストレーション（位置合わせ）により定量化し、3次元回転血管造影から構築した患者固有の計算流体力学（CFD）モデルに基づき、各患者について静止モデルと運動モデルの2種類の計算を行い、運動モデルでは動的画像から推定した運動で表面格子点を駆動し、壁面せん断応力（WSS）、速度分布、流線の可視化結果を比較した。
  • 両症例とも動脈瘤および脳底動脈に前後方向の剛体的な振動が観察・計測されたが、各患者の静止モデルと運動モデルでWSSの分布はほぼ同一であり、動脈瘤内の主要な流れ構造、流入ジェット、衝突域も大差なかった。
  • したがって、拍動する頭蓋内血管の運動は動脈瘤内血行動態指標に大きな影響を及ぼさず、親動脈の運動そのものが動脈瘤破裂リスクを増大させる危険因子である可能性は低いことが示唆された。

(006) Xiang [722] ⭐

📕 書誌情報

Hemodynamic-morphologic discriminants for intracranial aneurysm rupture.

Jianping Xiang, Sabareesh K Natarajan, Markus Tremmel, Ding Ma, J Mocco, L Nelson Hopkins, Adnan H Siddiqui, Elad I Levy, Hui Meng

Stroke, 2011 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤破裂の血行力学的・形態学的識別因子

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、3次元血管造影および計算流体力学（CFD）を用いて、頭蓋内動脈瘤の破裂の有無を識別するうえで有意な形態学的および血行力学的パラメータを特定することである。
  • 3次元血管造影画像とCFDに基づく119例の頭蓋内動脈瘤（破裂38、未破裂81）を対象に、6つの形態学的パラメータと7つの血行力学的パラメータについて有意性を検討し、各指標のROC解析（AUCと最適閾値）を行うとともに、多変量ロジスティック回帰により形態のみ・血行力学のみ・併合の3モデルで独立した識別因子を同定しモデル間のAUCを比較した。
  • 結果として、形態学的パラメータではサイズ比、起伏指数（Undulation index）、楕円度指数（Ellipticity index）、非球状指数（Nonsphericity index）が、血行力学的パラメータでは平均壁面せん断応力（WSS）、動脈瘤内最大WSS、低WSS領域、平均振動性せん断指数（OSI）、渦の数、相対滞留時間（Relative residence time）が統計学的に有意であり（P<0.01）、多変量解析では形態モデルでサイズ比のみ（AUC=0.83、95%CI 0.75–0.91）、血行力学モデルでWSSとOSIのみ（AUC=0.85、95%CI 0.78–0.93）が独立因子、併合モデルでは3因子すべて（AUC=0.89、95%CI 0.82–0.96）が保持された。
  • 以上より、サイズ比に基づく形態モデル、WSSおよびOSIに基づく血行力学モデル、ならびに両者を組み合わせたモデルはいずれも高いAUCで破裂の有無を識別し、血行力学は形態と同等に破裂識別に重要であることが示唆された。

(007) Valencia [7]

📕 書誌情報

Numerical investigation of the hemodynamics in anatomically realistic lateral cerebral aneurysms.

Alvaro Valencia, Julio Munizaga, Rodrigo Rivera, Eduardo Bravo

Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc, 2010

💬 AI 翻訳タイトル

解剖学的に忠実な側方型脳動脈瘤における血行動態の数値的検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、解剖学的に忠実な側方型脳動脈瘤モデルを用いたcomputational fluid dynamics (CFD) により、速度場および壁せん断応力 (wall shear stress; WSS) を特徴づけ、形態学的指標（area index）との関係を評価することである。
  • 三次元回転血管撮影に基づく20例の側方型動脈瘤モデルを構築し、同一の生理学的に代表的な流入波形の下で、層流・非ニュートン・非圧縮性の仮定を用いて、有限要素法ソフトウェアADINAによりCFD解析を実施し、各症例間で速度場とWSSを比較した。
  • 解析の結果、全症例における動脈瘤内の速度場とWSS分布が予測され、収縮期最大時における側方型動脈瘤の瘤底WSSとarea indexとの間に線形相関が見いだされた。
  • これらの結果は、解剖学的に忠実な幾何形状に基づくCFDが側方型脳動脈瘤における血行動態ストレスの特徴づけに有用であり、さらにarea indexが収縮期最大時の瘤底WSSの予測指標となり得ることを示して、動脈瘤の進展・破裂機序の理解およびリスク層別化に資する基盤的知見を提供する。

(008) Wu [21] ⭐

📕 書誌情報

Scale-adaptive surface modeling of vascular structures.

Jianhuang Wu, Mingqiang Wei, Yonghong Li, Xin Ma, Fucang Jia, Qingmao Hu

Biomed Eng Online, 2010 Nov 19

💬 AI 翻訳タイトル

血管構造のスケール適応型表面モデリング

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、診断・治療計画・医学教育に資する血管構造の幾何学的表面モデリングにおいて、表面の平滑性、精度、三角形品質、表面サイズのバランスを最適化するスケール適応型手法を提案することである。
  • 提案法では、まずセグメンテーション結果から血管境界ボクセルを抽出し、共分散解析により法線ベクトルを推定した三次元点群を構築し、ついでその有向点群からポアソン方程式を解くことで陰的な指示関数（indicator function）を算出し、最後に適応的ポリゴナイゼーション（polygonization）アルゴリズムにより明示的な三次元サーフェスを生成する。
  • 典型的な複数の血管データでの実験により、提案法は形態学的に正しく位相が保たれた二次元多様体サーフェスを生成し、局所曲率に応じてスケール適応的にメッシュ分解能を変化させつつ、従来法と比べて少数で形状品質の高い三角形要素を得て表面品質と精度を両立し、加えて平滑性・精度・三角形品質・表面サイズの間で良好なバランスを達成したと評価された。
  • したがって、本手法で得られる血管サーフェスは、計算流体力学（CFD）シミュレーションやリアルタイム仮想インターベンション手術（interventional surgery）などの応用に適している。

(009) Cebral [374] ⭐

📕 書誌情報

Aneurysm rupture following treatment with flow-diverting stents: computational hemodynamics analysis of treatment.

J R Cebral, F Mut, M Raschi, E Scrivano, R Ceratto, P Lylyk, C M Putman

AJNR Am J Neuroradiol, 2011 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーターステント治療後の脳動脈瘤破裂：治療の計算血行力学的解析

💬 AI 要約

  • フローダイバーターによる脳動脈瘤治療は初期成績が良好である一方で遅発性出血が報告されていることから、その破裂機序を解明することを目的として、治療前後の計算流体力学（CFD）解析による検討を行った。
  • 治療後に破裂した巨大脳動脈瘤3例と成功裏に治療された4例の計7例を対象に、治療前後で壁面せん断応力（WSS）、相対的血流量、血管抵抗、圧力を比較し、フローダイバーター留置が血行動態に与える影響を評価した。
  • 期待どおり瘤内流速とWSSは低下し、瘤から親動脈へのフローダイバーションが有効であることが示された一方、治療後に破裂した症例ではいずれも瘤内圧が上昇し、この上昇はデバイス留置に伴う親動脈の実効抵抗の増大や、2例では動脈瘤近位の狭窄の解除に関連していた。
  • フローダイバーターはとくに巨大脳動脈瘤において瘤内圧を上昇させ破裂を誘発し得る可能性があり、その背景には近位狭窄の解除などの親動脈形態変化と高抵抗の親動脈側経路へのフローダイバーションに脳血流自己調節（cerebral autoregulation）が相まって圧較差が増大することが関与すると考えられ、介入計画ではこれらを考慮し、血管造影および/または患者特異的CFDモデルにより高リスク症例を同定できる可能性がある。

(010) Cebral [443] 🌟

📕 書誌情報

Association of hemodynamic characteristics and cerebral aneurysm rupture.

J R Cebral, F Mut, J Weir, C M Putman

AJNR Am J Neuroradiol, 2011 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

血行力学的特性と脳動脈瘤破裂の関連

💬 AI 要約

  • 本研究は、動脈瘤内の定性的な血行力学的特性が脳動脈瘤の破裂とどのように関連するかを明らかにすることを目的とした。
  • 連続210例の脳動脈瘤に対し、画像ベースの患者固有幾何形状を用いた脈動流条件下のCFD（数値流体力学）シミュレーションを実施し、2名の盲検観察者が流れパターンの複雑性・安定性、インピンジメント領域（impingement region）の大きさ、流入の集中度（inflow concentration）で分類したうえで、既往の破裂歴との関連を統計解析し、評価者間変動も評価した。
  • 破裂群では非破裂群に比べ、流れパターンが複雑で、流入が集中し、インピンジメント領域が小さい傾向が有意に認められ（例：複雑性83%, P<.001；集中流入66%, P<.0001；小インピンジメント76%, P=.0006）、流れパターンの安定性に関する分類でも有意差が示され、さらに全ての分類で評価者間一致は極めて良好であった（95%信頼区間内）。
  • これらの定性的血行力学指標—集中した流入ジェット、小さなインピンジメント領域、複雑で不安定な流れパターン—は破裂既往と相関し、将来破裂リスクの定量的評価・層別化の出発点となり得ることを示すとともに、CFDが臨床における動脈瘤リスク判定に重要な役割を果たし得る可能性を示唆した。

(011) Marzo [97] ⭐

📕 書誌情報

Computational hemodynamics in cerebral aneurysms: the effects of modeled versus measured boundary conditions.

Alberto Marzo, Pankaj Singh, Ignacio Larrabide, Alessandro Radaelli, Stuart Coley, Matt Gwilliam, Iain D Wilkinson, Patricia Lawford, Philippe Reymond, Umang Patel, Alejandro Frangi, D Rod Hose

Ann Biomed Eng, 2011 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤における計算血行力学：モデル化境界条件と実測境界条件の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤における計算流体力学(CFD)解析で、患者特異的に測定された境界条件と典型値に基づくモデル化境界条件の違いが算出血行動態に与える影響を系統的に評価することである。
  • 3次元回転血管造影(3DRA)から再構築した5例の動脈瘤モデルに対し、患者特異的位相コントラストMRI(pc-MR)による条件、1次元(1D)循環モデル、ならびに入口の局所壁面せん断応力(WSS)に基づく生理学的に整合的なスケーリング法という3種の境界条件(BC)を適用し、Ansys CFXを用いてナビエ–ストークス方程式を解き、WSS、振動性せん断指数(OSI)などの血行動態指標を算出して、箱ひげ図により差異を解析した。
  • 3手法で得られた流れ場には質的な類似性が認められ、定量比較ではpc-MRと1Dモデルの乖離がpc-MRとWSSスケーリング法の乖離より小さく、さらに指標を動脈瘤内の平均血行動態データで正規化すると乖離は縮小した。
  • これらの結果は、血管および動脈瘤の形状が動脈瘤内血行動態を最も強く規定することを示唆し、患者特異的境界条件が得られない場合には、大規模コホートにおけるCFD研究では分布定数型循環モデル（1Dモデル）が最適な選択肢となり得ることを示す。

(012) Sun

📕 書誌情報

Phantom-based experimental validation of computational fluid dynamics simulations on cerebral aneurysms.

Qi Sun, Alexandra Groth, Matthias Bertram, Irina Waechter, Tom Bruijns, Roel Hermans, Til Aach

Med Phys, 2010 Sep

  • Keywords: NA

  • 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

脳動脈瘤における数値流体力学（CFD）シミュレーションのファントムを用いた実験的検証

💬 AI 要約

  • 画像ベースの数値流体力学（CFD）シミュレーションは脳動脈瘤内の血行動態解析に用いられているが、応用特異的な結果の信頼性は十分に検証されていないため、本研究は高精度な入力境界条件の下で得られるCFD結果の信頼性を動脈瘤ファントムを用いて実証することを目的とした。
  • シミュレーションパイプラインから仮想血管造影像（virtual angiogram）を生成し、実験的に取得した血管造影像と定量的に比較するとともに、現行の計測手法に関連する入力パラメータが流れ場・流動パターンに及ぼす影響を系統的に評価するパラメトリック解析を実施した。
  • 質的および量的評価はいずれもシミュレーションと実測の流動挙動の良好な一致を示し、各代表位置における時間−濃度曲線（time intensity curve）の比較で得られた相対RMSE（root mean square error）は15%未満であった。
  • 入力パラメータの影響は一様でなく所要の計測精度を示唆し、厳密に制御された条件下の脳動脈瘤ファントムにおける実流れ場を再現するCFDの包括的検証手法を提示してその信頼性を確認するとともに、パラメトリック解析によりパラメータの値と推定精度範囲に基づいてモデル妥当性を評価可能であることを示した。

(013) Doenitz [40]

📕 書誌情報

A mechanism for the rapid development of intracranial aneurysms: a case study.

Christian Doenitz, Karl-Michael Schebesch, Roland Zoephel, Alexander Brawanski

Neurosurgery, 2010 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の急速発育の機序：症例研究

💬 AI 要約

  • 技術的・診断学的進歩にもかかわらず頭蓋内動脈瘤の病態生理には未解明の点が多く、本研究では44日間に脳底動脈にde novoに発生し破裂に至った症例を対象として、患者固有三次元(3D)形状に基づく数値流体力学(Computational Fluid Dynamics; CFD)解析により急速発育する動脈瘤の発生機序を提案することを目的とした。
  • 方法として、コンピュータ断層撮影血管造影(CTA)から三次元メッシュモデルを構築し、病変のない脳底動脈と動脈瘤形成後の同血管について、せん断依存性の非ニュートン血液モデルを用いたCFD解析を行い、血流速度・壁圧・衝突点(impingement point)・壁面せん断応力(Wall Shear Stress; WSS)・流れの非対称性を評価した。
  • 結果として、衝突点および壁圧は動脈瘤の発生部位と明確な関連を示さず成長に伴い衝突点は消退した一方で、原初の脳底動脈に持続的低WSS領域が認められ後に動脈瘤が発生した部位と一致し、さらに脳底動脈先端部の全体的拡張とWSSの持続的低下が動脈瘤増大を助長した。
  • 結論として、圧変動に対する血管壁の先在的抵抗性低下と持続的低WSS領域の存在を前提とすると、圧上昇が幾何学的変化を誘発して血管内流れの分布を変化させ特定部位のWSSを一層低下させ、これが内皮障害と血管壁安定性の低下を招いて動脈瘤の発生・増大・破裂に至るという機序が示唆される。

(014) Zhang

📕 書誌情報

Hemodynamic effects of stenting on wide-necked intracranial aneurysms.

Yi-sen Zhang, Xin-jian Yang, Sheng-zhang Wang, Ai-ke Qiao, Jia-liang Chen, Kun-ya Zhang, Zhi-cheng Liu, Yu-jing Zhao, Ying Zhang, Bin Luo, Chuan-hui Li

Chin Med J (Engl), 2010 Aug 05

  • Keywords: NA

  • 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

広頚部頭蓋内動脈瘤におけるステント留置の血行力学的影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、広頚部頭蓋内動脈瘤に対するステント留置が血行力学に及ぼす影響を解明することである。
  • 異なる幾何形状を有する3種類の理想化アクリル樹脂（Plexiglass）動脈瘤モデルを作製し、ステンティング前後の三次元計算モデルを構築したうえで、in vitroの流れ可視化と計算流体力学（CFD）解析によりステント有無の流動特性を評価し、さらに患者固有の動脈瘤モデルに対するステンティングの影響もCFDで解析した。
  • 流れ可視化はCFD結果と整合し、ステント留置は瘤内の渦および瘤嚢への衝突流を減弱させ、瘤嚢壁の壁せん断応力（WSS）を低下させた一方、瘤の幾何形状の違いは血行力学パターンとステンティングの効果を本質的に規定することが示された。
  • 頚部を横断するステンティングは局所血流プロファイルを改善し、瘤内血栓形成を促進して再開通のリスクを低減し得ることが示唆され、実験とCFDの整合性の実証および形状依存性の明確化という学術的貢献が臨床的最適化に資する。

(015) Zeng [23]

📕 書誌情報

Sensitivity of CFD based hemodynamic results in rabbit aneurysm models to idealizations in surrounding vasculature.

Zijing Zeng, David F Kallmes, Michael J Durka, Yonghong Ding, Debra Lewis, Ramanathan Kadirvel, Anne M Robertson

J Biomech Eng, 2010 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

ウサギ動脈瘤モデルにおける周囲血管の理想化に対するCFDに基づく血行動態結果の感度

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、エラスターゼ誘発囊状動脈瘤を有するウサギにおいて、血管解剖の幾何学的単純化が血行動態（CFD）指標に及ぼす影響を評価し、特に含める周囲血管領域の選択に対する感度とアスペクト比（AR）の違いを検討することである。
  • 方法として、ニュージーランド・ホワイトウサギ2匹の右総頸動脈起始部に高ARと低ARの動脈瘤を各1個作製し、3次元回転血管造影データから動脈瘤と周囲血管の3次元形状を再構築したのち、周囲血管の含有範囲を変えた5種類のモデル（参照モデルは動脈瘤嚢、左総頸動脈［LCCA］、大動脈弓、下流の三分岐/四分岐（quadrification）を含む）を用いて、3次元拍動性CFDを実行し、流線、壁せん断応力（WSS）、変動せん断指数（OSI）、断面速度を比較した。
  • 結果として、血管領域の設定が動脈瘤内血行動態に及ぼす影響はARにより異なり、高AR例では動脈瘤と短い隣接血管および簡易な延長部のみを含む単純化モデルでも参照モデルの流線とWSS分布の主要特徴を再現できた一方、低AR例ではWSS分布が周囲血管の範囲に強く依存し、良好な予測には上流のLCCAと下流の四分岐（quadrification）を含めることが必要であった。
  • 結論として、周囲血管の包含範囲が不十分な場合にはエラスターゼ誘発ウサギ動脈瘤におけるCFD結果の精度が損なわれ得ることが示され、対象とするAR、関心の血行動態指標、および許容誤差を考慮して血管領域を選定することにより、結果の信頼性を高めつつ計算時間を低減できる。

(016) Lehmpfuhl [6]

📕 書誌情報

Fluid dynamic simulation of rat brain vessels, geometrically reconstructed from MR-angiography and validated using phase contrast angiography.

Monika Carola Lehmpfuhl, Andreas Hess, M André Gaudnek, Michael Sibila

Phys Med, 2011 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

MR血管撮像から幾何学的に再構成したラット脳血管の流体力学シミュレーション：位相コントラストMRAによる検証

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ラット脳血管のMR血管撮像から自家開発アルゴリズムで幾何学的に再構成した血管形状に基づく数値流体力学（CFD）シミュレーションと、位相コントラストMRA（PC‑MRA）の実測流量データを比較し、CFDを用いてMR由来の血管モデルの妥当性検証と欠落分枝・誤再構成の検出可能性を評価することである。
  • 方法として、主幹血管と二次分枝から成るラット脳血管系の一部をモデル化し、振幅情報のみのTOF‑MRAに対して速度位相情報を含むPC‑MRAデータを境界条件としてCFDを実行し、分岐部の上流・下流における速度変化を解析したほか、再構成モデルから分枝を人工的に削除して2つのCFD結果を比較した。
  • その結果、CFDはPC‑MRAで観測された流れの特徴を再現し、分岐周辺の速度プロファイルの不一致からTOFベースの再構成における欠落血管を同定できることが示され、人工的な分枝削除は主幹流および分枝流に顕著な変化を生じさせ、二次分枝が主幹流に与える影響の機序解明に寄与した。
  • 結論として、PC‑MRAに基づくCFDは小動物の脳血管モデルにおける自動再構成幾何学の検証および改良の有効な枠組みを提供し、測定値とシミュレーションの乖離が生じる場合には再構成の不完全性（欠落分枝や誤った分枝）を推定する指標となり得る。

(017) Oubel [30]

📕 書誌情報

Wall motion estimation in intracranial aneurysms.

E Oubel, J R Cebral, M De Craene, R Blanc, J Blasco, J Macho, C M Putman, A F Frangi

Physiol Meas, 2010 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における壁運動の推定

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、破裂との関連性の検討および計算流体力学（Computational Fluid Dynamics: CFD）解析への血管コンプライアンスの組み込みに資するため、実患者における頭蓋内動脈瘤の壁運動を定量化することである。
  • 高フレームレートのデジタルサブトラクション血管造影（digital subtraction angiography: DSA）画像に対して非剛体レジストレーション（non-rigid registration）と信号処理手法を統合し、破裂および未破裂を含む18例の患者の動脈瘤壁の脈動を推定した。
  • その結果、生理学的に妥当な脈動波形が得られ、振幅は0〜0.3 mmの範囲であり、破裂の有無により脈動に統計学的有意差が認められた。
  • 本手法は実臨床データからの動脈瘤壁運動の定量計測を可能にし、文献で報告される生体力学的特性の差異と整合する所見を示すとともに、CFDにおける血管コンプライアンスの考慮および破裂リスク評価の高度化に寄与し得る。

(018) Larrabide [128] ⭐

📕 書誌情報

Fast virtual deployment of self-expandable stents: method and in vitro evaluation for intracranial aneurysmal stenting.

Ignacio Larrabide, Minsuok Kim, Luca Augsburger, Maria Cruz Villa-Uriol, Daniel Rüfenacht, Alejandro F Frangi

Med Image Anal, 2012 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

自己拡張型ステントの高速仮想展開法：頭蓋内動脈瘤ステンティングのための手法とin vitro評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤治療におけるステント留置の選択肢を事前に評価するため、実臨床に近い血管形状内での自己拡張型ステントの展開後形状を迅速に推定するFast Virtual Stenting（FVS）法を提案し、その有用性を検証することである。
  • FVSは制約付きシンプレックス変形モデル（constrained simplex deformable models）に基づき、制約でステント設計を表現する計算実装アルゴリズムを提示し、シリコーンファントム内での実ステント展開および造影剤注入のin vitro実験と、ファントムのデジタルレプリカに仮想展開したステントを用いた数値流体力学（CFD）解析ならびにバーチャルアンギオグラフィ（virtual angiography）を行い、両者を造影剤時間濃度曲線（time–density curve）で比較した。
  • in vitro実験とCFDによる仮想解析の結果は良好に一致し、とくに造影剤時間濃度曲線において高い類似性が認められ、FVSによるステント配置と血行動態への影響の推定が妥当であることが示唆された。
  • 以上より、FVS法は臨床現場での術前プランニングを補助し、患者個別の血管・動脈瘤形状とデバイス設計を反映した最適なステント留置戦略の選択に資する可能性を示し、ファントム実験とCFD・バーチャルアンギオを用いた体系的検証を通じてその有用性を学術的に裏づけた。

(019) Opladen [29]

📕 書誌情報

Effect of antiepileptic drugs and reactive oxygen species on folate receptor 1 (FOLR1)-dependent 5-methyltetrahydrofolate transport.

Thomas Opladen, Nenad Blau, Vincent Th Ramaekers

Mol Genet Metab, 2010 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

抗てんかん薬および活性酸素種が葉酸受容体1（FOLR1）依存性5-メチルテトラヒドロ葉酸輸送に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、シトクロムP450経路で毒性中間体と活性酸素種（ROS）を生じる抗てんかん薬（AED）であるバルプロ酸（VPA）、カルバマゼピン（CBZ）、フェニトイン（PHT）が、葉酸受容体1（FOLR1）依存的な5-メチルテトラヒドロ葉酸（MTHF）取り込みに及ぼす影響を評価し、続発性脳葉酸欠乏症（CFD）の病態機序との関連を検討することである。
  • FOLR1を高発現するKB細胞株を用いてMTHF取り込みの時間・濃度依存性と飽和動態を解析し、PHTへの8時間超の曝露、VPAおよびCBZ曝露、ならびにスーパーオキシドおよび過酸化水素ラジカルへの曝露の影響を評価し、さらにホスファチジルイノシトール特異的ホスホリパーゼC（PIPLC）処理およびsiRNAサイレンシングによりFOLR1を特異的に除去・発現抑制して、ROSが膜媒介性取り込み経路に及ぼす影響を同定した。
  • MTHF取り込みは時間・濃度依存性を示し飽和し、生理的濃度では高親和性のFOLR1が主要経路である一方、高濃度では他の輸送機構も関与した；PHT曝露はMTHF取り込みを増加させつつ細胞数を減少させ、VPAおよびCBZは取り込みを変化させなかったが、ROSへの曝露は細胞のMTHF取り込みを有意に低下させた。
  • PIPLCおよびsiRNAによる検討から、ROSはFOLR1媒介のMTHF取り込みのみならず他の膜媒介性取り込み機構も阻害することが示され、抗てんかん薬使用に伴うROS産生がCFD患者における血液-脳脊髄液関門を介した葉酸移送障害の一因となり得ることが示唆された。

(020) Metaxa [183] ⭐

📕 書誌情報

Characterization of critical hemodynamics contributing to aneurysmal remodeling at the basilar terminus in a rabbit model.

Eleni Metaxa, Markus Tremmel, Sabareesh K Natarajan, Jianping Xiang, Rocco A Paluch, Max Mandelbaum, Adnan H Siddiqui, John Kolega, J Mocco, Hui Meng

Stroke, 2010 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

ウサギモデルにおける脳底動脈終末部の動脈瘤性リモデリングに寄与する臨界血行動態の特性評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、両側総頸動脈結紮により脳底動脈流量を増加させたウサギモデルにおいて、脳底動脈終末部（分岐部）で動脈瘤性リモデリングを惹起する臨界的血行動態を同定・特性化することであり、そのために新規の血行動態–組織学コマッピング（hemodynamics-histology comapping）技術を用いた。
  • 8匹に両側総頸動脈結紮、3匹に偽手術を施行し、数値流体力学（CFD）により脳底動脈終末部の血行力学的侵襲を評価したうえで、術後5日に分岐部組織を採取し、初期術後の壁せん断応力（WSS）およびWSS勾配（WSS gradient）の場と組織学像をコマッピングした。
  • 全ての分岐部で、加速流により高いWSSと正のWSS勾配に曝露された頂部周囲領域に内弾性板の消失が認められ、WSSが122 Paを超え、かつWSS勾配が530 Pa/mmを超える部位では内弾性板障害が100%発生した；さらに、内弾性板消失・中膜の菲薄化・内腔膨隆からなる破壊的リモデリングの程度は、血行力学的侵襲の大きさと相関した。
  • 以上より、ウサギ脳底動脈終末部では局所血行力学的力が特定の閾値を超えると動脈瘤性リモデリングが開始し、高いWSSと正のWSS勾配の組合せがリモデリングを誘発し得る危険な血行動態を構成することが示された。

(021) Cavazzuti [15]

📕 書誌情報

Beyond the Virtual Intracranial Stenting Challenge 2007: non-Newtonian and flow pulsatility effects.

Marco Cavazzuti, Mark Atherton, Michael Collins, Giovanni Barozzi

J Biomech, 2010 Sep 17

💬 AI 翻訳タイトル

Virtual Intracranial Stenting Challenge 2007の先へ：非ニュートン粘性と脈動流の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、文献で指摘され報告書の推奨とも一致する観点に基づき、Virtual Intracranial Stenting Challenge 2007（VISC’07）を標準試験ケースとして、非ニュートン粘性および脈動流がステント留置脳動脈瘤内の血行動態評価に与える影響を明らかにすることである。
  • VISC’07に由来する3つのステント留置脳動脈瘤モデルをメッシュ化し、市販の数値流体力学（computational fluid dynamics; CFD）ソフトウェアを用いて血流特性をシミュレーションし、モデルに非ニュートン粘性と脈動境界条件を組み込んだ。
  • その結果、非ニュートン性および脈動性の考慮により、流れ場および指標の予測に顕著な差異が生じ、ステント設計間の差異をより鋭敏に反映することが示された。
  • 以上より、ステント設計の優劣をより効果的に識別するためには、CFD解析に非ニュートン粘性と脈動流を包含することが重要である。

(022) Rayz [208] ⭐

📕 書誌情報

Flow residence time and regions of intraluminal thrombus deposition in intracranial aneurysms.

V L Rayz, L Boussel, L Ge, J R Leach, A J Martin, M T Lawton, C McCulloch, D Saloner

Ann Biomed Eng, 2010 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における流れの滞留時間と瘤内血栓沈着領域

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤における血栓形成の病態に関連する血行力学的要因を明らかにするため、患者特異的計算流体力学（computational fluid dynamics, CFD）を用いて流れの滞留時間（residence time, RT）および壁せん断応力（wall shear stress, WSS）と瘤内血栓沈着部位との関連を検証することである。
  • 磁気共鳴画像（MRI）から構築した三例の紡錘状脳底動脈瘤のベースライン幾何に対し、非ニュートン性の拍動流シミュレーションを実施し、受動スカラー移流（passive scalar advection）に基づく新規後処理手法「仮想インク（virtual ink）」により流れの可視化とRT推定を行い、壁近傍RT（仮想インク濃度がしきい値以上に留まる時間）とWSSを算出して、追跡MRIで同定された瘤内血栓の位置と相関解析した。
  • 仮想インクは流れのはく離領域を明瞭に描出し、壁近傍RTを定量化可能とし、CFDが予測したRT増大域または低WSS域はin vivoで観察された血栓沈着部位と有意に一致し、さらに低WSSとRT増大を併用したモデルはRTまたはWSS単独のモデルよりも血栓好発領域を有意に良好に予測した。
  • これらの結果は、RT増大と低WSSが頭蓋内動脈瘤における瘤内血栓沈着の重要な指標であり、仮想インクを用いた患者特異的CFD解析が血栓好発部位の同定および血栓塞栓症リスク層別化の高度化に有用であることを示唆する。

(023) Caicedo [13]

📕 書誌情報

Multiphysics simulation of a microfluidic perfusion chamber for brain slice physiology.

Hector H Caicedo, Maximiliano Hernandez, Christopher P Fall, David T Eddington

Biomed Microdevices, 2010 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

脳スライス生理学のためのマイクロ流体灌流チャンバーのマルチフィジックスシミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳スライス用マイクロ流体灌流デバイス（microBSD）内の流れをマルチフィジックスシミュレーションにより定量的に特性評価し、多孔質マトリクスへの注入を想定してポート間隔の最適化指針を明らかにすることである。
  • CFD-ACE+を用いた三次元CFD解析により、灌流槽、マイクロチャネル、および脳組織の多孔性・透過性・屈曲度を模倣した多孔質材料中での可溶性因子の輸送をモデル化し、さらにこの多孔質体モデルに基づく脳スライス内輸送の予測を実験と比較した。
  • シミュレーションは可溶性因子の流動・拡散を定量化してmicroBSD内の流路設計におけるポート間隔最適化に資する知見を提供し、脳スライスにおける輸送予測は蛍光色素を用いた実験結果と整合して計算結果の妥当性が検証された。
  • 以上より、実験的に検証されたマルチフィジックスCFDフレームワークは、生体内（in vivo）条件の模倣を目指す脳スライス生理学用マイクロ流体灌流システムの設計・最適化に有用であることを示す。

(024) Jou [15]

📕 書誌情報

Hemodynamic relationship between intracranial aneurysm and carotid stenosis: review of clinical cases and numerical analyses.

Liang-Der Jou, Hashem M Shaltoni, Hesham Morsi, Michel E Mawad

Neurol Res, 2010 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤と頸動脈狭窄の血行動態学的関係：臨床症例の検討と数値流体力学解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、頸動脈狭窄が頭蓋内動脈瘤の発生・増大に関与するかという血行動態学的関係を解明することを目的とした。
  • 2年間に当院で治療した頭蓋内動脈瘤209例を後方視的にレビューし、そのうち頭蓋内または頭蓋外の内頸動脈狭窄を少なくとも1カ所併存した54例について、両側狭窄10例、狭窄同側の動脈瘤17個、対側8個、他部位19個を同定し、さらに頭蓋内狭窄例と頭蓋外狭窄例の各1例に対して壁面せん断応力（wall shear stress, WSS）評価を含む詳細な数値流体力学（computational fluid dynamics, CFD）解析を実施した。
  • 対側の頸動脈狭窄に伴う動脈瘤は同側狭窄または両側狭窄に伴う動脈瘤より有意に大きく（13.6 mm対6.6 mm，P<0.01）、CFDでは動脈瘤部のWSSが隣接する頭蓋内内頸動脈狭窄の影響を受けやすく、頭蓋外内頸動脈狭窄の影響は相対的に小さいことが示された。
  • 以上より、頸動脈狭窄の対側に位置する頭蓋内内頸動脈瘤は狭窄が他部位にある場合に比べて大きくなりやすく、対側の頭蓋外内頸動脈狭窄や同側の頭蓋内内頸動脈狭窄を伴う動脈瘤でも破裂し得るため、病変の位置関係を考慮した治療戦略が重要である。

(025) Balocco

📕 書誌情報

Feasibility of estimating regional mechanical properties of cerebral aneurysms in vivo.

Simone Balocco, Oscar Camara, Elio Vivas, Teresa Sola, Leopoldo Guimaraens, Hugo A F Gratama van Andel, Charles B Majoie, José María Pozo, Bart H Bijnens, Alejandro F Frangi

Med Phys, 2010 Apr

  • Keywords: NA

  • 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

生体内における脳動脈瘤の局所機械特性推定の実現可能性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、画像および生理学的データを汎用的な動脈壁モデルと統合するデータ同化（data assimilation）により、脳動脈瘤壁の局所機械特性を生体内（in vivo）で推定できるかを検証することである。
  • われわれは、患者固有形状を生体力学モデルに取り込むデータ同化枠組みを構築し、シミュレーションで生成したMRI画像対に対するレジストレーション（registration）から壁運動を推定して機械パラメータ同定を誘導し、非圧縮・線形・等方性のフック則（Hookean）材料モデルを計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）と連成して用いるとともに、同化パラメータを削減する自動クラスタリング（clustering）手法で最適化の収束を加速し、さらに動脈瘤形状や壁運動推定精度の影響を評価するインシリコ（in silico）実験を行い、6例の実例に対して弾性領域数、メッシュ離散化、画像解像度、レジストレーション設定を変えて検証した。
  • インシリコ実験の結果、機械特性推定は主として画像の空間解像度とレジストレーション構成に影響され、データ同化を十分に誘導する壁拍動計測には少なくとも0.1 mmの空間解像度が必要であり、線形等方材料の生体力学モデルに流体–構造連成（fluid–structure interaction; FSI）を組み込んでも最終結果への影響は小さく、さらに自動クラスタリングにより計算の収束が顕著に高速化された。
  • したがって、現行の臨床ルーチン画像法は要求される解像度を満たしていないため、本データ同化枠組みは現時点ではin vivoデータから脳動脈瘤の局所機械特性を信頼性高く推定するには至らないが、推定の感度要因と必要な画像・登録条件を明確化した点で、将来の高解像度イメージングおよびモデル高度化に向けた重要な基盤を提供する。

(026) Lindekleiv [63] ⭐

📕 書誌情報

Sex differences in intracranial arterial bifurcations.

Haakon M Lindekleiv, Kristian Valen-Sendstad, Michael K Morgan, Kent-Andre Mardal, Kenneth Faulder, Jeanette H Magnus, Knut Waterloo, Bertil Romner, Tor Ingebrigtsen

Gend Med, 2010 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈分岐部における性差

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、くも膜下出血（SAH）の女性優位性に関与し得る局所的生理学的要因として、中大脳動脈（MCA）および内頸動脈（ICA）の分岐部解剖の性差とそれに伴う血行力学的影響を検討することである。
  • 2002–2003年にシドニーのDalcross Private Hospitalで実施された脳血管デジタル・サブトラクション・アンギオグラフィ（DSA）の既報データを用い、49例（女性32、男性17、平均年齢53歳［14–86歳］）におけるMCA 47分岐およびICA 52分岐の血管半径と分岐角を計測し、男女別の理想化平均分岐モデルを構築して計算流体力学（CFD）シミュレーションにより血行力学的指標を算出した。
  • 血管径は男性で有意に大きかった（P<0.05）が分岐角に性差は認められず、CFDでは女性モデルのMCA分岐で19%、ICA分岐で50%高い壁面せん断応力（Wall Shear Stress: WSS）が示された。
  • これらの所見は、血管サイズおよび血流速度の性差が女性の分岐部血管壁により高い血行力学的負荷をもたらし、頭蓋内動脈瘤およびSAHの女性優位性の一部を説明し得るという新たな仮説を支持する。

(027) Karmonik [58] ⭐

📕 書誌情報

Temporal variations of wall shear stress parameters in intracranial aneurysms--importance of patient-specific inflow waveforms for CFD calculations.

Christof Karmonik, Christopher Yen, Orlando Diaz, Richard Klucznik, Robert G Grossman, Goetz Benndorf

Acta Neurochir (Wien), 2010 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における壁面せん断応力パラメータの時間的変動：CFD計算における患者特異的流入波形の重要性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、内頸動脈（ICA）動脈瘤における数値流体力学（CFD）を用いた壁面せん断応力（WSS）計算の信頼性が流入条件にどの程度依存するかを検証することである。
  • 未破裂ICA動脈瘤6例を対象に、3Dデジタルサブトラクション血管撮影像から3D計算格子を作成し、理想化平均波形（ID）と2D位相コントラストMRIで計測した患者特異的波形（PS）の2条件で非定常CFD（Fluent, ANSYS）を実行し、両条件における平均WSS（）、WSS強度の時間変動（ΔWSS）、およびWSS方向変動の尺度である振動せん断指数（OSI）を比較して計算の安定性を評価した。
  • その結果、全症例でPSとIDの相対差は、が平均−15%（範囲−32%～11%）、ΔWSSが平均−29.3%（−100%～67%）、OSIが平均+7.5%（−12%～40%）となり、これら指標のヒストグラムにも大きなばらつきが認められた。
  • したがって、WSS関連パラメータを正確に算出するには生理学的流れの患者特異的情報が必要となる可能性が高く、平均化または理想化した流入波形に基づく結果の解釈には慎重を要する。

(028) Tateshima [54] ⭐

📕 書誌情報

The effect of aneurysm geometry on the intra-aneurysmal flow condition.

Satoshi Tateshima, Aichi Chien, James Sayre, Juan Cebral, Fernando Viñuela

Neuroradiology, 2010 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤幾何形状が瘤内血行動態に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、実患者の内頸動脈—眼動脈分岐部動脈瘤における動脈瘤の幾何形状と瘤内血行動態（血流速度および壁面せん断応力（WSS））との関係を、患者特異的データに基づき定量的に解明することである。
  • 8例の血管造影に基づく数値流体力学（CFD）解析を実施し、平均瘤径11.5 mm（範囲 5.8–19.9 mm）の各症例について瘤ドーム内の3計測面から瘤内血流速度とWSSを取得し、これらと平均ドーム寸法、最大ドーム径、アスペクト比、ドーム‐ネック比との相関係数（r）を算出した。
  • 平均および最大ドーム寸法は血流速度とWSSに対して負の相関（例：r=-0.735, -0.736；最大径ではr=-0.731, -0.496）を示し、アスペクト比は両指標と弱い負の相関（r=-0.381, -0.501）、ドーム‐ネック比は血流速度と明瞭な負の相関（r=-0.708）ならびにWSSと弱い負の相関（r=-0.392）を示した。
  • 以上より、瘤ドームサイズが大きいほど瘤内血流速度およびWSSは低下し、広頸形状の動脈瘤では瘤内血流速度が高いことが示され、患者特異的幾何形状が瘤内血行動態を規定する重要因子であることが定量的に示唆された。

(029) Fu [53] ⭐

📕 書誌情報

Numerical simulation of hemodynamics in stented internal carotid aneurysm based on patient-specific model.

Wenyu Fu, Zhaoyong Gu, Xianlong Meng, Bo Chu, Aike Qiao

J Biomech, 2010 May 07

💬 AI 翻訳タイトル

患者特異的モデルに基づくステント留置内頸動脈瘤における血行動態の数値シミュレーション

💬 AI 要約

  • ステント構造が動脈瘤腔内血流に及ぼす影響に関する定量的知見が不足しているため、本研究は患者特異的内頸動脈瘤モデルを用いて、構造およびワイヤ断面形状の異なる5種類のステントが血行動態に与える影響を定量評価することを目的とした。
  • 同一の患者特異的動脈瘤モデルに5種の仮想ステントを組み込み、Computational Fluid Dynamics (CFD) 解析により、瘤内平均流量、ドームおよびネック部の壁面せん断応力 (Wall Shear Stress; WSS)、ならびに壁面圧の変化を比較検討した。
  • 数値結果では、矩形断面ワイヤのステントで瘤内平均流量の低下が最も大きく、ドームおよびネックにおけるWSSは円形断面ワイヤのステント、あるいは矩形断面ワイヤのスパイラル型ステントで他のモデルより大きく低下し、さらに全モデルでステント留置後に瘤壁の圧力がわずかに上昇した。
  • この壁面圧の軽度上昇という所見は先行報告と異なるものであり、本結果はステントの設計指針の策定および脳動脈瘤治療における適切なステント選択の臨床的意思決定に資する可能性がある。

(030) Sforza [37]

📕 書誌情報

Blood-flow characteristics in a terminal basilar tip aneurysm prior to its fatal rupture.

D M Sforza, C M Putman, E Scrivano, P Lylyk, J R Cebral

AJNR Am J Neuroradiol, 2010 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

致死的破裂前の脳底動脈先端終末型動脈瘤における血流特性

💬 AI 要約

  • 本症例研究の目的は、破裂リスク層別化の実用化に向け、致死的破裂の数時間前に撮像された終末型形態の脳底動脈先端囊状動脈瘤の血行力学環境を解析し、既報の破裂関連指標に基づき当該瘤が高リスクと判定されるかを検証することである。
  • 三次元回転血管造影（3D rotational angiography: 3DRA）画像から患者固有の数値流体力学（computational fluid dynamics: CFD）モデルを構築し、拍動流計算を実施して、破裂と関連づけられてきた血行力学的特徴を評価した。
  • 解析の結果、集中した流入ジェット、小さな衝突域（impingement region）、瘤内の複雑な流れ構造、親血管から瘤および分枝への流量分配の非対称性、ならびに衝突域（impingement/impaction zone）近傍での高い壁せん断応力（wall shear stress: WSS）が認められた。
  • これらの所見は囊状・終末型動脈瘤における破裂と血行力学パターンの相関を示した先行研究と整合し、血行力学情報が脳動脈瘤の破裂リスク層別化に有用である可能性を支持する。

(031) Singh [69] ⭐

📕 書誌情報

Effects of smoking and hypertension on wall shear stress and oscillatory shear index at the site of intracranial aneurysm formation.

Pankaj K Singh, Alberto Marzo, Bethany Howard, Daniel A Rufenacht, Philippe Bijlenga, Alejandro F Frangi, Patricia V Lawford, Stuart C Coley, D Rodney Hose, Umang J Patel

Clin Neurol Neurosurg, 2010 May

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤形成部位における壁面せん断応力および振動性せん断指数に対する喫煙と高血圧の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、喫煙および高血圧が脳動脈瘤（IA）初発部位における壁面せん断応力（WSS）と振動性せん断指数（OSI）に与える影響を検討することである。
  • 喫煙と高血圧の既往を有する2例のIAに対し、ソフトウェア@neuFuseを用いて瘤を仮想的に除去し瘤形成前の血管形状を再構築したうえで、正常血液粘度（BV）と喫煙・高血圧に特異的な高BV（文献値）を仮定した2条件で各データセットに対してCFD解析を実施した。
  • 正常BV条件では両症例ともIA発生部位で15 Paを超える高WSSが認められ、高BV条件では高WSS領域および最大WSSがさらに増大した一方で、OSIの大きさと分布には顕著な変化はみられなかった。
  • これらの所見は、高WSSへの長期曝露がIA発生リスクを高め、喫煙・高血圧に伴うBV上昇による高WSS領域の段階的拡大がIA初発リスクをさらに増大させうること、またBVと高WSS領域面積の関係が非線形であるため患者個別のCFD解析が必要であることを示唆する。

(032) Singh

📕 書誌情報

The effects of aortic coarctation on cerebral hemodynamics and its importance in the etiopathogenesis of intracranial aneurysms.

Pankaj K Singh, Alberto Marzo, Cristina Staicu, Matt G William, Iain Wilkinson, Patricia V Lawford, Daniel A Rufenacht, Philippe Bijlenga, Alejandro F Frangi, Rodney Hose, Umang J Patel, Stuart C Coley

J Vasc Interv Neurol, 2010 Jan

  • Keywords: Coarctation of aorta, cerebral circulation, computational fluid dynamics, flow-rates, hemodynamics, intracranial aneurysms, wall shear stress

  • 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

大動脈縮窄症が脳血行動態に及ぼす影響と脳動脈瘤の病因発生におけるその重要性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、大動脈縮窄症（CoA）における脳循環の血行動態変化を定量化し、これが脳動脈瘤（IA）の病因発生にいかに関与するかを明らかにすることである。
  • 51歳女性のCoA症例に対し位相コントラストMRI（pc-MR）で脳動脈の体積流量（VFR）波形を測定し、左内頚動脈（ICA）のクリノイド下（sub-clinoid）部に存在するIAの複数の血行動態指標をANSYS-CFXを用いた数値解析で算出した；境界条件（BC）として患者特異的VFRを用いた場合と、5名の健常ボランティアから得た平均VFRを用いた場合の2条件で解析し、波形および算出指標を比較した。
  • CoA患者の脳循環では平均流量が健常と比べ27.1–54.9%増加（2.66–5.44 vs 1.2–3.95 ml/s）し、瘤内速度は35–45%上昇、壁せん断応力（WSS）>15 Paに曝露される面積は650%の指数関数的増大を示し、空間・時間平均WSSは65%増加、最大壁圧は15%上昇した一方で高圧領域の面積は50%減少し、ジェット（jet）衝突がより局在化していた。
  • 以上より、CoA患者では修復術後年余を経ても脳血流量が健常より有意に高く、その結果として超生理学的（supra-physiological）なWSS（>15 Pa）や振動せん断指数（OSI>0.2）、および圧力の局在化が生じ、IAの病因発生に重要な役割を果たす可能性が示された。

(033) Isoda [103]

📕 書誌情報

Comparison of hemodynamics of intracranial aneurysms between MR fluid dynamics using 3D cine phase-contrast MRI and MR-based computational fluid dynamics.

Haruo Isoda, Yasuhide Ohkura, Takashi Kosugi, Masaya Hirano, Marcus T Alley, Roland Bammer, Norbert J Pelc, Hiroki Namba, Harumi Sakahara

Neuroradiology, 2010 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

3Dシネ位相コントラストMRI（4D-Flow）を用いたMR流体力学（MRFD）とMRベースの数値流体力学（CFD）による脳動脈瘤の血行動態の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、1.5Tの3Dシネ位相コントラストMRI（4D-Flow）に基づくMR流体力学（MRFD）とMR情報を用いた数値流体力学（CFD）により、脳動脈瘤の血行動態評価を比較検証することである。
  • 5例の脳動脈瘤に対して4D-Flowを施行し、幾何学情報として3D TOF MRAを用い、MR由来の血流情報を境界条件として有限要素法に基づくCFDを実行し、両手法から得た三次元速度ベクトル場、三次元流線、せん断速度（shearing velocity）マップ、壁面せん断応力（WSS）分布、振動せん断指数（OSI）分布を比較した。
  • 回帰解析では三次元速度ベクトル場に中等度～高い相関、WSSに低～中等度の相関が認められ、三次元流線のパターンは両手法で類似し、動脈瘤内のらせん流の頂部で小さく回転性を示すせん断速度と高いOSIが観察され、せん断速度のパターン・局在および高OSIの局在はMRFDとCFDで近接していた。
  • これらの結果は、MRFDとCFDが脳動脈瘤の主要な血行力学特性について概ね良好に一致することを示し、4D-Flowに基づく非侵襲的MRFDがCFDに近い定量・可視化指標を提供し得ることを示唆する。

(034) Bowker [31]

📕 書誌情報

Rest versus exercise hemodynamics for middle cerebral artery aneurysms: a computational study.

T J Bowker, P N Watton, P E Summers, J V Byrne, Y Ventikos

AJNR Am J Neuroradiol, 2010 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

安静時と運動時における中大脳動脈瘤の血行動態：計算流体力学的研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、運動に伴う血流量および心拍数の増加が頭蓋内動脈瘤、とりわけ中大脳動脈（MCA）分岐部動脈瘤内の血行動態に及ぼす影響を、患者固有形状を用いた数値流体力学（CFD）解析により検証することである。
  • 回転3Dデジタルサブトラクション血管造影（DSA）から3例の患者固有のMCA分岐部動脈瘤幾何形状を再構築し、経頭蓋ドプラ（TCD）文献値に基づく流入波形を設定して安静時および運動時条件下の非定常CFD解析を行い、速度場から時間平均壁せん断応力（WSS）、近壁流の相対滞留時間（RRT）、動脈瘤壁の時間平均圧などの生理学的指標を算出した。
  • 全体的な流れパターンは運動時でも大きく変化せず、運動シミュレーションでは被験者横断で時間平均WSSが平均20%（範囲4–34%）増加したものの統計学的有意差は認められず、近壁RRTは平均28%（範囲13–40%）低下し、動脈瘤壁の時間平均圧は有意な変化を示さなかった；さらに2例では、動脈瘤部と周囲血管の間でRRTに約3倍〜桁（order-of-magnitude）レベルの空間差が認められた。
  • これらの所見は、患者固有CFDにもとづく安静時対運動時の定量比較により、WSSの有意な上昇は認めない一方でRRTの低下が生理学的利益（例：動脈瘤組織への栄養補給改善）と結び付く可能性を示し、運動が中大脳動脈瘤壁の血行動態に及ぼす影響に関する基礎的知見を提供する。

(035) Benndorf [12]

📕 書誌情報

Anomalous hemodynamic effects of a self-expanding intracranial stent: comparing in-vitro and ex-vivo models using ultra-high resolution microCT based CFD.

Goetz Benndorf, Mircea Ionescu, Miguel Valdivia y Alvarado, Alessandra Biondi, John Hipp, Ralph Metcalfe

J Biomech, 2010 Mar 03

💬 AI 翻訳タイトル

自己拡張型頭蓋内ステントにおける異常血行動態効果：超高解像度マイクロCTに基づくCFDを用いたin vitroおよびex vivoモデルの比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、超高解像度マイクロCTに基づく計算血行動態（CHD）/計算流体力学（CFD）解析を用いて、PTFE管を用いたin vitroモデルと摘出イヌ動脈を用いたex vivoモデルにおける自己拡張型頭蓋内ステント留置の血行動態への影響を比較し、臨床で重要な留置異常であるマラポジション（malapposition）やストラット逸脱（strut prolapse）による流れの攪乱を同定することである。
  • 方法として、超高解像度マイクロCTデータに基づき留置後ステントの幾何形状を高精度に再構築し、ステント内の流れ場について壁近傍流速および壁面せん断応力を含む指標を評価可能なCHD/CFDシミュレーションを実施した。
  • 結果として、超高解像度マイクロCTにより留置形態が詳細に可視化され、整然かつ対称に展開したステントセルでは壁近傍流速と壁面せん断応力が理想化モデルに基づく既報と同程度であった一方、セルのミスアライメントやマラポジションではステント内血行動態が有意に変化し、従来の理想化ステントモデルでは現実的に捉えられなかった影響が示された。
  • 結論として、マイクロCTベースのCHD/CFD研究におけるex vivoステントモデルの実現可能性と有用性が示され、in vitro研究の妥当性が支持されるとともに、自己拡張型頭蓋内ステントの有害な力学的事象に関連するステント内血行動態の理解が深化した。

(036) Cheng [36]

📕 書誌情報

The effects of the interthalamic adhesion position on cerebrospinal fluid dynamics in the cerebral ventricles.

Shaokoon Cheng, Kristy Tan, Lynne E Bilston

J Biomech, 2010 Feb 10

💬 AI 翻訳タイトル

視床間癒合の位置が脳室内の脳脊髄液動態に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、第三脳室に存在する視床間癒合の位置の違いが脳室系における脳脊髄液（CSF）動態、とりわけ圧力分布に与える影響を、数値流体力学（CFD）解析により明らかにすることである。
  • 第三脳室内の視床間癒合の位置のみを変化させた4つの三次元脳室モデルを構築し、CSFを非圧縮性ニュートン流体、流れを層流と仮定してCFD解析を実施し、Monro孔において心周期に同期し拡張期から開始する周期的流入条件を与えた。
  • 解析の結果、視床間癒合の位置は脳室系の圧力分布パターンを顕著に変化させ、第三脳室内の最大CSF圧は癒合の位置によって約50%まで異なり得ることが示された。
  • これらの所見は、視床間癒合が水頭症の発症・進展に機能的影響を及ぼし得ることを示唆するとともに、将来の脳室内CSF動態解析において本解剖学的構造を適切にモデル化する重要性を示す学術的貢献である。

(037) Cebral [185] ⭐

📕 書誌情報

Hemodynamics and bleb formation in intracranial aneurysms.

J R Cebral, M Sheridan, C M Putman

AJNR Am J Neuroradiol, 2010 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における血行動態とブレブ形成

💬 AI 要約

  • 不整形やブレブ（bleb；二次的嚢状突出）を伴う頭蓋内動脈瘤は破裂リスクが高いことが示唆されており、本研究は頭蓋内動脈瘤におけるブレブ形成と局所血行動態との関連を検討することを目的とした。
  • 3D回転血管撮影から再構築した20例の頭蓋内動脈瘤（30個の明確なブレブを含む）の幾何モデルを作成し、ブレブを仮想的に除去した形成前モデルと形成後モデルに対して拍動流条件下で数値流体力学（CFD）解析を行い、流れ場および壁面せん断応力（WSS）の可視化によりブレブ発生部位の局所血行動態を解析した。
  • その結果、ブレブの80%は形成前における最大WSS領域またはその隣接部で、かつ流れの衝突領域近傍に生じ、83%は形成前に高〜中等度のWSSに曝されていた部位が形成後に低WSS状態へ移行し、さらに77%は流入ジェットに整列もしくは隣接（17%は流出ジェットに整列、6%は非整列）し、加えて90%の症例で最大WSSは親動脈と同等以上であった。
  • 以上より、ブレブは高WSS領域に位置し主要な瘤内流動構造に整列して形成され、形成に伴い低WSS状態と逆流性の渦（vortex）が生じることから、局所的に上昇したWSSが限局性の壁損傷を惹起してこれらの構造の形成に寄与しうることが示唆された。

(038) Ferns [26]

📕 書誌情報

Intracranial blood-flow velocity and pressure measurements using an intra-arterial dual-sensor guidewire.

S P Ferns, J J Schneiders, M Siebes, R van den Berg, E T van Bavel, C B Majoie

AJNR Am J Neuroradiol, 2010 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

動脈内デュアルセンサーガイドワイヤを用いた頭蓋内における血流速度および圧力の測定

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤の成長および破裂に血行力学が関与するという仮説に基づき、未破裂動脈瘤内およびその周囲血管における局所血流速度と圧力を侵襲的に計測することである。
  • 4例の患者において、圧力センサーとドップラー速度センサーを一体化したガイドワイヤ（dual-sensor pressure and Doppler velocity wire）を動脈内に挿入し、未破裂動脈瘤内および周囲血管で局所圧力と血流速度を取得した。
  • 得られた局所血流速度は数値流体力学（Computational Fluid Dynamics; CFD）解析の境界条件として利用可能であり、圧力記録は動脈瘤に加わる機械的負荷を直接評価する情報を提供した。
  • これらの計測を組み合わせることで、患者個別の動脈瘤破裂リスク評価に資する可能性が示唆された。

(039) Linge [57]

📕 書誌情報

CSF flow dynamics at the craniovertebral junction studied with an idealized model of the subarachnoid space and computational flow analysis.

S O Linge, V Haughton, A E Løvgren, K A Mardal, H P Langtangen

AJNR Am J Neuroradiol, 2010 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

くも膜下腔の理想化モデルと計算流体力学（CFD）解析による頭蓋頸椎移行部における脳脊髄液（CSF）流動動態の解析

💬 AI 要約

  • くも膜下腔の解剖学的形状と脳脊髄液（CSF）流動の関係は十分に解明されていないため、本研究は頭蓋頸椎移行部を含む人のくも膜下腔の理想化三次元モデルを構築し、解剖学的変異がCSFの圧力および速度に及ぼす時空間的効果を明らかにすることを目的とした。
  • コンピュータ支援設計（CAD）により脳・脊髄軸の中央構造とくも膜下腔周辺境界の外側構造からなる幾何モデルを作成し、後頭蓋窩と頸椎部脊柱の主要形態特性を反映させ、CSFを水として時間的に正弦波（sinusoidal）パターンの流れと仮定して、頭尾・尾頭方向の流れにおける速度と圧力を計算流体力学（CFD）ソフトウェアで算出し、健常者の位相コントラストMRI（PC-MRI）報告値と比較した。
  • 本モデルは後頭蓋窩および脊柱管の幾何学的特徴を再現し、流速はサイクルに伴って時間的・空間的に変動しその空間分布は健常例のPC-MRI計測に類似しており、レイノルズ数は中等度で層流領域を示し、圧力は頭尾・尾頭いずれの流れにおいても長軸方向にほぼ一様であった。
  • 以上より、理想化した人のくも膜下腔幾何に基づく数理モデルを用いることで、頭蓋頸椎移行部を含むCSFの速度場および圧力場を時空間的に詳細に解析でき、生体内（in vivo）計測と整合する基礎的知見を提供し得ることが示された。

(040) Hietaharju [60]

📕 書誌情報

Elevated cerebrospinal fluid adiponectin and adipsin levels in patients with multiple sclerosis: a Finnish co-twin study.

A Hietaharju, H Kuusisto, R Nieminen, K Vuolteenaho, I Elovaara, E Moilanen

Eur J Neurol, 2010 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

多発性硬化症患者における髄液アディポネクチンおよびアディプシン濃度の上昇：フィンランド不一致双生児研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、MS不一致双生児における血清および髄液中のアディポサイトカイン（レプチン、アディポネクチン、アディプシン）濃度を評価し、MSとの関連を明らかにすることである。
  • フィンランドのMS不一致双生児において、12名から血漿、4名から髄液を採取し、インターロイキン6（IL-6）、アディポネクチン、アディプシン、レプチンを酵素免疫測定法で定量し、MS患者と無症候の同胞を比較した。
  • 髄液ではアディポネクチンおよびアディプシン濃度がMS例で有意に高値であり（各P=0.039）、これらの髄液濃度は対応する血漿濃度と相関を示さなかった。
  • このことから、MSにおけるアディポネクチンおよびアディプシンには二次的な髄腔内産生が関与している可能性が示唆され、アディポサイトカインの中枢神経系内での役割に関する新たな知見を提供する。