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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
  • 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 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-5.4-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) Xiang [757] 🌟

📕 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識別に関する血行動態・形態学的判別指標

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、3次元血管造影と計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）を用いて、頭蓋内動脈瘤の破裂状態を識別するうえで有意な形態学的および血行動態学的パラメータを同定することである。
  • 3次元血管造影画像およびCFD解析から得られた119例の頭蓋内動脈瘤（破裂38、未破裂81）を対象とし、形態6項目と血行動態7項目の計13パラメータについて破裂との関連の有意性を評価した。
  • 破裂と未破裂を分離する各パラメータの性能は、受信者動作特性（receiver operating characteristic; ROC）解析により曲線下面積（area under the curve; AUC）および最適なしきい値を算出して評価した結果、形態学的パラメータ（size ratio、undulation index、ellipticity index、nonsphericity index）と血行動態学的パラメータ（平均壁面せん断応力：average wall shear stress; WSS、最大動脈瘤内WSS、低WSS面積、平均振動せん断指数：average oscillatory shear index、渦の数、relative resident time）がいずれも統計学的に有意であった（P<0.01）。
  • さらに多変量ロジスティック回帰分析により、予測モデルを形態のみ、血行動態のみ、ならびに両者を併合した3モデルとして独立した判別因子を抽出し、破裂状態に対する予測確率のAUCをモデル間で比較したところ、形態モデルではsize ratioのみが独立して有意（AUC 0.83、95% CI 0.75–0.91）、血行動態モデルではWSSとoscillatory shear indexのみが独立して有意（AUC 0.85、95% CI 0.78–0.93）であり、併合モデルではsize ratio、WSS、oscillatory shear indexの3変数が保持され（AUC 0.89、95% CI 0.82–0.96）、いずれのモデルも高いAUCで破裂状態を識別できたことから、血行動態は形態と同等に破裂識別に重要であることが示された。

(002) Cebral [457] 🌟

📕 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、先行研究で質的に解析されてきた血流特性に関連する定量的指標を規定し、これら指標と動脈瘤の破裂との関係を明らかにすることである。
  • 破裂・未破裂の脳動脈瘤210例について、画像ベース（image-based）のCFDを、複数の流動条件下で用いて解析し、シミュレーション結果から定量的な血行動態変数を抽出した。
  • 統計解析では、破裂動脈瘤は未破裂動脈瘤と比較して流入濃度が大きく、MWSS（最大壁面せん断応力; maximum wall shear stress）およびせん断濃度が大きい一方、粘性散逸比（viscous dissipation ratio）が低い傾向を示した。
  • 低WSS領域の面積や、異常に低いせん断力分布に関する指標は、破裂群と未破裂群で統計学的に有意差を示さなかったが、脈動流・定常流のいずれにおいても、破裂群と未破裂群の平均値の差や比は流動条件が変わっても維持されたため、流入ストリームの集中とMWSSの上昇を伴うWSS分布、および動脈瘤内の低い粘性散逸が、臨床的な過去の破裂歴と統計学的に関連する可能性が示された。

(003) Cebral [453] 🌟

📕 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

脳動脈瘤破裂と血行動態特性との関連

💬 AI 要約

  • 血行動態因子は、脳動脈瘤の発生、増大、破裂に重要な役割を果たすと考えられている。本研究は、動脈瘤内の定性的な血行動態と脳動脈瘤破裂との関連を明らかにすることを目的とした。
  • 連続した210例の動脈瘤を対象に、拍動流条件下で患者固有（patient-specific）のCFD（computational fluid dynamics）シミュレーションを用いて解析した。動脈瘤は、流れパターンの複雑性と安定性、衝突（impingement）領域の大きさ、流入（inflow）の集中度を指標として、2名の盲検観察者により分類された。
  • 統計解析では、破裂既往（history of previous rupture）との関係を評価し、観察者間一致（interobserver variability）も検討した。破裂例は、未破裂例に比べて複雑な流れパターン（83%、P < .001）、安定した流れパターン（75%、P = .0018）、流入の集中（66%、P < .0001）、および小さな衝突領域（76%、P = .0006）を有する確率が高かった。
  • 画像ベースの患者固有形状を用いた脳動脈瘤の定性的血行動態解析により、集中した流入ジェット、小さな衝突領域、複雑な流れパターン、ならびに不安定な流れパターンが、臨床的な先行破裂既往と相関することが示された。これらの定性的指標は、将来破裂リスクの評価に向けたより高度な定量解析の出発点となり得ること、さらにCFDが臨床的な動脈瘤リスク決定に重要な役割を担える可能性を示している。

(004) Cebral [381] 🌟

📕 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

フローダイバータステント治療後の動脈瘤破裂：治療に関する計算血行動態解析

💬 AI 要約

  • 目的：頭蓋内動脈瘤に対するフローダイバータ（flow-diverting）治療は初期成績が有望であった一方、後日の動脈瘤出血が問題となっているため、本研究では治療後破裂の可能な機序を解明することを目的とした。
  • 方法：フローダイバータによって治療された動脈瘤7例を解析し、破裂例3例（巨大動脈瘤）と成功例4例について、治療前後の条件を対象にCFD（computational fluid dynamics）解析を実施した。
  • 結果：治療前後で血管壁せん断応力（WSS）、相対的血流量、血管抵抗、圧力を比較し、動脈瘤内の速度およびWSSの低下が予測どおり得られ、動脈瘤内腔から親動脈への流れの転換が有効であることが示唆された。一方、治療後に破裂した各症例では、フローダイバータにより動脈瘤内圧が上昇し、親動脈側の実効抵抗の増大（デバイス留置の影響）および2例では破裂前の狭窄の低減が関連していた。
  • 結論：フローダイバータは動脈瘤内圧を上昇させ、特に巨大動脈瘤において破裂につながり得ることが示された。これは、近位狭窄の減少などの親動脈形状変化に加え、より高抵抗の親動脈経路への流れの転換と脳自動調節による圧力勾配の増大に起因すると考えられるため、介入計画時に考慮すべき重要な効果であり、血管造影および/または患者個別CFDモデルにより潜在的に危険な症例を同定できる可能性がある。

(005) Rayz [216] ⭐

📕 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血流滞留時間と、動脈瘤内腔血栓沈着の領域

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤における血栓形成は病変の増大を安定化させる場合がある一方、血栓塞栓症の追加リスクとなり得るため、血行動態が病態進行に与える役割を患者固有の計算モデリングにより解明することを目的とした。
  • 本研究では、以前の研究でMRIデータから構築した3例の紡錘状脳底動脈瘤（血栓なしから後に動脈瘤内血栓が形成された症例）と同一の幾何形状を用い、受動スカラー（passive scalar）のアドベクションにより滞留時間（residence time: RT）の増加の影響を検討した。
  • ベースライン形状に対して非ニュートン性の拍動流シミュレーションを実施し、受動スカラー分布マップに基づく可視化・RT推定手法である“virtual ink”を用いることで、流れの剥離領域を明瞭に描出したうえで、動脈瘤壁近傍の異なる位置で閾値以上のvirtual inkスカラーが維持される時間としてRTを算出した。
  • さらに、追跡MRIで観察された動脈瘤内血栓の位置と相関づけ、CFDにより予測されるRT増加領域および低WSS（wall shear stress）領域が、血栓沈着が実際に認められた領域と有意な関係を示すことを解析により示した；加えて、低WSSとRT増加の両方を含むモデルは、RT単独またはWSS単独のモデルよりも血栓形成（thrombus-prone）領域の予測において有意に優れていた。

(006) Metaxa [203] ⭐

📕 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リモデリングを誘発する臨界血行動態の特性評価

💬 AI 要約

  • 両側総頸動脈結紮によりウサギ脳底動脈終末部で動脈瘤リモデリングが誘導されることが示されているが、本研究ではこのリモデリングを開始する臨界血行動態を明らかにすることを目的とした。
  • 血行動態―組織（hemodynamics-histology）の同時計測（comapping）を可能にする新規手法を用い、8匹のウサギに両側総頸動脈結紮を行って脳底動脈流量を増加させ、3匹には偽手術（sham）を実施したうえで、血行動態の負荷を計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）により評価した。
  • 結紮後5日目に二分岐部組織を採取し、組織学的所見を、壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）およびWSS勾配（WSS gradient）の初期結紮後血行動態場と対応付けた結果、すべての二分岐で、高WSSかつ正のWSS勾配に曝された加速流の影響を受ける心尖周辺（periapical）領域に内弾性板の喪失が認められた。
  • 内弾性板の損傷は、WSS >122 PaおよびWSS勾配 >530 Pa/mmの位置で100%の発生率を示し、内弾性板喪失、内膜中膜の菲薄化（medial thinning）、および内腔の突出（luminal bulging）を含む破壊的リモデリングの程度は血行動態負荷の大きさと相関したことから、ウサギ脳底動脈終末部では局所の血行動態力が特定の閾値を超えると動脈瘤リモデリングが開始され、高WSSと正のWSS勾配の組合せが動脈瘤リモデリングを誘発し得る危険な血行動態を表すことが示唆された。

(007) Cebral [184] ⭐

📕 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瘤胞（bleb）形成

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、局所の血行動態と頭蓋内動脈瘤における瘤胞（bleb）形成との関連可能性を明らかにすることである。
  • 3D回転血管撮影に基づいて、明瞭に定義された30個の瘤胞を有する20例の脳動脈瘤について計算モデルを構築し、瘤胞形成前の状態は解剖モデルから瘤胞を仮想的に除去することで再現した。さらに、拍動流条件下で瘤胞形成前後のCFD解析（計算流体力学シミュレーション）を実施した。
  • 瘤胞の大部分（80%）は、瘤胞形成前において動脈瘤内で最も高い壁面せん断応力（WSS）が生じる領域、かつ流れの衝突（impaction）が起こる領域の近傍で発生し、また83%は高または中等度のWSSを受けていた領域で見られ、瘤胞形成後には低WSS状態へ移行した。さらに、瘤胞の大部分（77%）は流入ジェットに沿う、またはその近傍に位置し、形成により逆流（counter current）を伴う渦が形成されることで低WSS状態が生じた。
  • 以上より、瘤胞は高WSS領域の近傍で形成され、動脈瘤内の主要な流れの構造と整列することが示された。また、瘤胞形成は低WSS状態をもたらし、局所的にWSSが高いことがこれらの構造を形成する限局的な壁面損傷に寄与し得ることが示唆された。

(008) Spiegel [160]

📕 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

脳動脈血行動態シミュレーションにおける流速および壁面せん断応力（WSS）評価のためのテトラヘドラルメッシュとポリヘドラルメッシュのメッシュサイズ比較

💬 AI 要約

  • 血行動態因子、とりわけ壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）が脳動脈瘤の成長および破裂に重要な影響を及ぼしうるが、WSSをin vivoで確実に測定する手段は確立されていないため、患者特異的な計算モデルに基づく計算流体力学（CFD）シミュレーションが血流を可視化し定量化する目的で広く用いられている。
  • 本研究では、治療前計画へのCFD統合に対する関心の高まりを背景に、体積要素タイプ、メッシュサイズ、メッシュ組成といった計算パラメータに関して計算妥当性を理解する必要があることを踏まえ、最も一般的な2種類の動脈瘤（囊状および終末部）について、ポリヘドラルベースおよびテトラヘドラルベースのメッシュを用いたCFD結果を比較した。
  • そのため、各動脈瘤モデルに対して空間的に変化する表面メッシュおよび体積メッシュ構成を有する一連のモデルを構築し（メッシュサイズ範囲：5119–258、体積要素数：481）、各構成モデルにおいてモデル壁面上のWSS分布および点ベースの速度測定を比較した。
  • 結果として、ポリヘドラルメッシュは収束速度の面で有利であり、さらにWSSパターンがより均一であることが示された；WSS値および血液速度の計算上の変動は、最も単純なメッシュ（テトラヘドラル要素のみ）から、境界層（boundary layer）を含むポリヘドラルメッシュを用いた最も高度なメッシュ設計までの間で0.84〜6.3%の範囲に収まった。

(009) Larrabide [131] ⭐

📕 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バーチャル展開：頭蓋内動脈瘤ステント留置のための手法とin vitro評価

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤に対する経皮的ステント留置のような低侵襲治療は普及しているが、その成績は血管・動脈瘤の幾何学的形状、血行動態条件、ならびにデバイス設計などの要因に依存するため、治療選択肢を事前に評価できる手段が重要である。
  • 本論文では、現実的な解剖学的形状においてステントが展開された際の頭蓋内ステント構成を推定するFast Virtual Stenting（FVS）法を提案し、拘束条件付き単体（simplex）変形モデルに基づいてステント設計を考慮する枠組みと、計算機実装のためのアルゴリズムを提示した。
  • 提案手法の性能は、シリコーンファントム内で実際のステントを展開する条件と比較し、ファントムでは造影剤注入を伴うin vitro実験を行うとともに、そのデジタル複製に対してバーチャルに展開したステントを用いた計算流体力学（CFD）解析を実施した。
  • in vitro結果とCFD結果の比較にはバーチャル血管造影を用い、両者の造影濃度―時間（time-density）曲線を生成して対比した結果、特に造影濃度曲線の観点で両者は非常によく一致したことから、FVSは臨床環境において治療前に追加情報を提供し、患者に最適な治療選択を支援し得る。

(010) Isoda [101]

📕 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）に基づくMR流体力学（MRFD）とMRベースの計算流体力学（CFD）における頭蓋内動脈瘤の血行動態の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、3Dシネ位相コントラストMRI（4D-Flow）に基づくMR流体力学（MRFD）で評価した頭蓋内動脈瘤の血行動態を、MRベースの計算流体力学（CFD）と比較することである。
  • 1.5 TのMR装置で、5例の頭蓋内動脈瘤に対して4D-Flowを実施し、形状情報には3D TOF MR血管造影を用いた。有限要素法に基づくCFDシミュレーションにより動脈瘤内の血流をモデル化し、血管モデルはMR血管造影データ、境界条件となる流れ情報はMRの流体情報で与えた。
  • MRFDとCFDの間で、3D速度ベクトル場の相関は中等度から高い程度であった一方、動脈瘤における壁面せん断応力（WSS）の相関は低〜中等度であった（回帰分析による）。3Dストリームラインのパターンは両者で類似し、動脈瘤内のらせん流の上部では小さく回転するせん断速度および高い振動性せん断指数（OSI）が観察され、MRFDとCFDでせん断速度の位置と分布のパターンは概ね一致した。
  • さらに、MRFDで得られた高OSIの位置はCFDで得られた位置に近く、頭蓋内動脈瘤に対するMRFDとCFDは概ね良好に相関すると結論づけられた。

(011) Marzo [100] ⭐

📕 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動態：モデル化境界条件と測定境界条件の差異が与える影響

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）の血流解析では、モデル境界での流量情報が必要であるが、患者固有の測定がない場合には、典型的またはモデル化した境界条件（boundary conditions: BCs）がしばしば用いられる。本研究は、IAs内のモデル化血行動態に対して、モデル化BCと患者固有BCの影響を比較し、その寄与を明らかにすることを目的とした。
  • 3次元回転血管撮影（3DRA）から5つのIAsのCFDモデルを再構築し、境界条件として、患者固有の位相コントラストMR（phase-contrast-MR: pc-MR）測定、1次元循環（1D-circulation）モデル、ならびに流入部における局所WSS（wall shear stress）に基づく生理学的整合性のある手法の3通りを順次適用した。
  • Navier–Stokes方程式はAnsys®-CFX™を用いて解いたのち、WSS、振動性ずり応力指数（oscillatory shear index: OSI）およびその他の血行動態指標を算出し、得られた値の差異をboxplot図により解析した。
  • 3つの境界条件アプローチで得られる流れ場には定性的な類似が認められた一方、定量的比較では、pc-MRと1Dモデルデータの間の相違が、pc-MRとWSSスケーリングデータの間の相違よりも小さかった。さらに、指標を平均的な動脈瘤血行動態データで正規化すると相違は低減したことから、3種類のBCが示す強い類似性は、動脈および動脈瘤の幾何学的形状が動脈瘤内血行動態に対して最も強い影響を与えることを示唆し、患者固有BCが得られない場合には、大規模コホート研究でCFDを用いる際に分散循環（distributed circulation）モデルが最良の選択肢となり得ることを結論づけた。

(012) Tremmel [98] ⭐

📕 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ステントおよびVisionステントを用いた流量分流による動脈瘤内血行動態の変化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳内動脈瘤治療における新規概念である流量分流（flow diversion）が血行動態へ与える影響について、Enterprise Vascular Reconstruction Device（Codman Neurovascular）単独または他ステントとの併用による動脈瘤内血流の変化を定量化することである。
  • 方法として、広い頸部を有する嚢状（saccular）で基底動脈幹部の動脈瘤形状をCTアンギオグラフィ画像から再構築し、血管内腔に適合するよう1〜3本のEnterpriseステントを「仮想的に」配置（動脈瘤口を横断）した各モデル、ならびにバルーンマウント型ステントとの併用条件を設定したうえで、計算流体力学（CFD）により動脈瘤の発症および血栓形成に関連する重要血行動態指標を算出した。
  • 結果として、ステント留置により動脈瘤内の複雑な血流パターンは抑制され、平均流速は低下し、さらに追加ステントの展開により低下が増強された; 併せて停滞の指標である動脈瘤内の流れのターンオーバー時間は単独ステントで114〜117%、二重ステントで127〜128%、三重ステントで141%へと増加し、動脈瘤壁面せん断応力（WSS）も展開本数の増加に伴って低下した。
  • 結論として、動脈瘤閉塞に向けたEnterpriseステント留置に伴う流れの修飾を解析した最初の研究であり、2〜3本のステント留置は動脈瘤内の血行動態活動を有意に低減することで、血栓性閉塞を誘導する可能性を高めることが示された。

(013) Singh [79] ⭐

📕 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

喫煙および高血圧が、脳内動脈瘤（IA）形成部位における壁面せん断応力（WSS）と振動性せん断指数（OSI）に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 喫煙および高血圧が脳内動脈瘤（intracranial aneurysm: IA）形成の発生率を増加させる機序は、いまだ十分に解明されていない。本研究は、これらの危険因子がIAの発生（initiation）部位における壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）および振動性せん断指数（oscillatory shear index: OSI）に与える影響を検討した。
  • 2名の喫煙および高血圧の既往を有する患者から得た2つのIA（n=2）を、ソフトウェア@neuFuse（Supercomputing Solutions, Bologna, Italy）の支援により人工的に除去し、IA形成前の状態を模した血管形状を再構築した。
  • 血液粘度（blood viscosity: BV）の正常な生理学的値と、喫煙および高血圧に特異的に文献から取得した高いBV値の双方を用いて、各データセットに対し2回のCFD（computational fluid dynamics）解析を実施した。その結果、正常BVでは両患者のIA発生部位において高WSS（>15 Pa）が観察されたが、高BVを用いると高WSS（>15 Pa）を示す領域と最大WSSはいずれも増大した一方、OSIの大きさおよび分布は有意な変化を示さなかった。
  • 高WSSへの長期曝露はIA発症リスクを高めうる可能性が示唆された。さらに、喫煙および高血圧に起因する高WSS領域の漸増は、IA発生リスクのさらなる増加を示す所見と考えられる。興味深いことに、BVと高WSS増加領域の関係は線形ではなく、患者固有のCFD解析の必要性が示された。

(014) Lindekleiv [69] ⭐

📕 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、中大脳動脈（MCA）および内頸動脈（ICA）の分岐解剖における性差と、その後の血行動態への影響を明らかにすることである。
  • 方法として、MCAおよびICA分岐部を有する患者において血管半径と分岐角を計測し、先行研究の55例（2002〜2003年、オーストラリア・シドニーのDalcross Private Hospitalでの診断用デジタルサブトラクション血管造影）を用いて、女性および男性のための理想化・平均化分岐モデルを作成したのち、計算流体力学（CFD）シミュレーションにより血行力学的荷重を算出した。
  • 結果として、MCA分岐47例およびICA分岐52例（計49例；女性32例、男性17例；平均年齢53歳、年齢範囲14〜86歳）において、血管径に有意な性差が認められた（男性が大きい；P < 0.05）が、分岐角には性差がみられなかった。
  • CFDシミュレーションでは、女性のMCAおよびICA分岐において男性と比較して壁面せん断応力が高値となり（MCAで19%、ICAで50%上昇）、女性では血管サイズと血流速度の性差により血管壁に作用する血行力学的負荷が増大することが示唆された。

(015) Geers [62] ⭐

📕 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回転血管造影（3DRA）およびCT血管造影（CTA）から作成した頭蓋内動脈瘤に対する患者特異的計算血行動態：in vivo再現性に関する研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤における血行動態の患者特異的シミュレーションを画像ベース血管モデルとCFD技術により構築する際、画像化手法の選択が計算結果に与える影響を評価することである。
  • 方法として、3DRAおよびCTAで撮像された動脈瘤10例について、2つのモダリティ間で幾何学的変数および血行動態変数の再現性を検討した。
  • 結果として、3DRAモデルと比較してCTAモデルでは動脈瘤頸部がより大きい傾向が認められ（P = .05）、直径0.7〜1.0 mmの最小血管の多くはCTAでは正常に再構成できなかった；さらに、3DRAモデルで測定した値に対して、動脈瘤直前の流量は14.1 ± 2.8%の差、動脈瘤頸部では33.9 ± 7.6%の差を示し、動脈瘤上の平均WSSは44.2 ± 6.0%異なった。
  • 結論として、定量的血行動態変数では比較的大きな差が観察されたものの、流れ場のパターン構造や流れの複雑性といった定性的変数では高い一致（κ ≥ 0.9）が得られ、主要な流れの特徴は画像化モダリティを跨いで再現されることが示唆された。

(016) Karmonik [59] ⭐

📕 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

脳動脈瘤における壁面せん断応力（WSS）パラメータの時間変動—CFD計算における患者固有の流入波形の重要性

💬 AI 要約

  • 内頸動脈瘤（ICA）に対する計算流体力学（CFD）を用いた壁面せん断応力（WSS）計算の信頼性が、流入条件に依存する点を評価することを目的とした。
  • 無破裂の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造影（DSA）画像から3D計算メッシュを作成し（Axiom Artis dBA, Siemens Medical Solutions）、時間依存CFD（Fluent, ANSYS Inc.）を2種類の流入条件で実施した： (1) 正常被験者から得た平均化された理想化波形（ID）と、(2) 2D位相コントラスト磁気共鳴画像法（phase contrast MRI）で計測した患者固有波形（PS）である。
  • WSSの安定性は、瘤壁上の平均WSS（）、時間的WSS大きさの変動（Delta WSS）、およびWSS方向の変動を表す指標である振動性せん断指数（OSI）を両条件で比較することにより評価した結果、全症例でPSとIDの間の< WSS >の平均相対差（PS-ID）は-15%（範囲-32%〜11%）であり、Delta WSSの平均差は-29.3%（-100%〜67%）、OSIの平均差は7.5%（-12%〜40%）であった。
  • これらのパラメータについてヒストグラムの大きな変動が認められたことから、WSSパラメータを正確に算出するためには生理学的流量に関する患者固有情報が必要となる可能性があり、平均化または理想化した流入波形に基づく結果は慎重に解釈すべきであると結論づけた。

(017) Hietaharju [59]

📕 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脳脊髄液アディポネクチンおよびアディプシンの上昇：フィンランドの同胞（co-twin）研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、多発性硬化症（MS）に対して状態が不一致（discordant）な双子において、3種類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）の血清および脳脊髄液（CSF）中のレベルを検討することである。
  • 方法として、MSに不一致な双子12組から血漿試料、ならびに4組からCSF試料を採取し、酵素免疫測定（enzyme immunoassay）により血漿およびCSF中のインターロイキン（IL）-6、アディポネクチン、アディプシン、ならびにレプチン濃度を測定した。
  • 結果として、CSF中のアディポサイトカイン濃度に有意差が認められ、MSを有する双子は無症候の同胞（co-twins）と比較してアディポネクチン（P = 0.039）およびアディプシン（P = 0.039）が高値であった。
  • 結論として、アディポネクチンおよびアディプシンのCSF中濃度は血漿中濃度と相関しなかったことから、MSにおいてこれらのアディポサイトカインが髄腔内（intrathecal）で二次的に産生されている可能性が示唆された。

(018) 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を用いた計算流体解析によって検討した、頭蓋頸椎移行部におけるCSF流動ダイナミクス

💬 AI 要約

  • 本研究は、くも膜下腔の解剖学的形状によってCSF（脳脊髄液）流動がどのように変化するかが十分に検討されていないという背景のもと、CSF圧力および速度に対する解剖学的変異の詳細な時空間的影響を明らかにすることを目的とした。
  • そのために、くも膜下腔の理想化3次元計算モデルを構築し、コンピュータ支援設計（CAD）プログラムにより、脳および脊髄の中心軸構造と、くも膜下腔周辺境界を規定する外側構造からなる幾何学モデルを作成した。
  • CSF流動は水としてモデル化し、時間的に正弦波状の流れ場を与えたうえで、計算流体力学（CFD）ソフトウェアにより頭尾方向および尾頭方向の流動時における速度と圧力を算出し、健常者におけるCSF流動の位相コントラストMRI測定結果（既報）と比較した。
  • その結果、循環周期および空間位置に応じて流速は変動し、健常者で観察されるものと類似した空間的変化が再現された；レイノルズ数は中等度であり、層流レジームが示された；また、頭尾方向および尾頭方向の流動ではモデル長軸に沿って圧力が一様に変化することが示された。結論として、ヒトのくも膜下腔を理想化した幾何学的近似のもとでは、CSFの速度および圧力を時空間分解能高く数理モデルとして解析可能である。

(019) Tateshima [55] ⭐

📕 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

動脈瘤形状が瘤内血流状態に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤の瘤内血行動態は種々の解剖学的パラメータの影響を受けるが、実患者における動脈瘤の形状が瘤内血行動態にどのように関与するかは明らかでない。
  • 定量的計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）シミュレーションを、内頸動脈—眼動脈（internal carotid artery–ophthalmic artery）動脈瘤を有する8名の患者の血管撮影像（angiograms）を用いて実施した。
  • 瘤内血流速度および壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）を、各動脈瘤の瘤頂部について3つの計測平面から取得し、瘤頂部の平均的寸法、最大瘤頂部寸法、アスペクト比、瘤頸部比（dome-neck ratio）との間で相関係数を算出した結果、瘤頂部サイズの増大は瘤内血流速度およびWSSの低下と負の線形相関を示した（平均寸法と速度：r=−0.735、平均寸法とWSS：r=−0.736）。
  • さらに、瘤内血流速度は瘤頸部比との間で明確な負の相関（r=−0.708）を示し、広い頸部（wide-neck）を有する動脈瘤では瘤内血流速度が速いことが関連づけられた。

(020) 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

患者固有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

  • 本研究は、瘤腔内における血流に対するステント構造の影響についての定量的知見が依然として不足していることを背景として、ステントの形状が血行動態指標へ及ぼす変化を明らかにすることを目的とした。
  • 患者固有の瘤モデルに組み込むため、異なる構造およびワイヤ断面形状を有する仮想ステント5種類を設計し、それらを用いて計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施し、血行動態パラメータの変化を比較した。
  • 数値結果では、瘤腔内の平均流量は、長方形ワイヤ断面のステントを用いたモデルで最も大きく低下した一方、瘤のドーム部およびネック部の壁面せん断応力は、円形ワイヤ断面ステント、ならびに長方形ワイヤ断面のらせんステントで、他のモデルに比べてより低下した。
  • さらに、5種類すべてのモデルでステント留置後に瘤壁圧がわずかに増加し、その傾向は従来報告と異なっていたことから、本結果は脳動脈瘤治療における適切なステント設計および臨床医の選択の指針となり得る。

(021) Doenitz [49] ⭐

📕 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な発達の機序：症例研究

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤の病態生理の理解には、技術および診断の進歩にもかかわらず未解決の問題が残されているため、本研究では極めて短期間での動脈瘤形成と破裂に関する機序を明らかにすることを目的とした。
  • 44日以内に基底動脈の新規（de novo）発生と破裂を認めた患者を対象に、CT-アンギオグラフィ（CTA）スライスから3次元（3D）メッシュモデルを構築し、血液をせん断依存の動的粘度を用いた非ニュートン流体として3Dモデルの血流を計算流体力学（CFD）により解析した。
  • シミュレーションでは、流速、壁面圧、衝突（impingement）点、壁面せん断応力（WSS）、および血管分岐における非対称流れを評価したところ、衝突点と壁面圧は動脈瘤の起始と明確な関連を示さなかった一方で、動脈瘤の成長中に衝突点は消失し、基底動脈の元来の領域に永久的に低WSSとなる領域が見いだされた。
  • 動脈瘤成長は、基底動脈先端の全体的な拡大の増大とWSSの一定の低下によって促進され、さらに血管壁の圧変化に対する事前の抵抗低下と永久的低WSS領域が前提にある場合、圧の増加が幾何学的変化を誘導して血流分布を再編し、その結果として当該部位のWSSがさらに低下して内皮障害と血管壁の安定性低下を招き、動脈瘤の発達、増大、および破裂に至るという機序を提案した。

(022) Cheng [38]

📕 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

間脳間付着部位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、第三脳室に特異的に存在する間脳間付着（interthalamic adhesion）の位置が、脳室系における脳脊髄液（CSF）動態、とりわけ圧力分布へ与える影響を明らかにすることである。
  • 方法として、間脳間付着を第三脳室の異なる位置に配置した4種類の3次元脳室系モデルに対して、計算流体力学を実施した。
  • CSFは非圧縮ニュートン流体としてモデル化し、流れは層流と仮定した上で、心周期（拡張期）から始まるCSF流れの周期的運動を、モンロー孔（foramen of Monroe）の入口境界条件として与えた。
  • 結果として、間脳間付着の位置は脳室内の圧力分布のパターンに影響を与え、第三脳室におけるCSF最高圧は付着位置により約50%変動し得ることが示された; さらに、間脳間付着は水頭症（hydrocephalus）の発症・発達に機能的含意を持つ可能性があり、本解剖学的特徴を将来の研究でモデル化することが重要であると結論づけた。

(023) 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

致死的破裂に至る前段階における終末基底動脈先端部動脈瘤の血流特性

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤の破裂リスクを層別化するための手法の開発と妥当化は強く求められているが、現行の治療リスクは自然破裂リスクを上回る場合があるため、提案されるリスク指標と個々の動脈瘤の破裂との関連付けが困難であることが背景としてある。
  • 本症例研究の目的は、破裂直前に撮像された終末形態サブタイプの嚢状動脈瘤における血行動態環境を解析し、血行動態学的特徴が当該動脈瘤を高リスクとして示し得るかを検証することである。
  • 破裂の数時間前に獲得された3DRA画像から患者固有のCFDモデルを構築し、拍動流計算を実施したうえで、これまで破裂と関連づけられてきた血行動態学的指標を解析したところ、流入が集中する流れ、衝突（impingement）領域の小ささ、動脈瘤内の複雑な流れの構造、親血管から動脈瘤および娘分枝への非対称な流れ分岐、ならびに衝突領域近傍における高い動脈瘤WSS（Wall Shear Stress）が認められた。
  • 破裂直前に観察された本動脈瘤の血行動態学的特徴は、嚢状動脈瘤および終末動脈瘤における破裂と血行動態パターンとの相関を報告した先行研究と整合しており、血行動態情報が脳動脈瘤の破裂リスク層別化に資する可能性を支持する。

(024) Bowker [35]

📕 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

中大脳動脈瘤における安静時と運動時の血行動態：計算（コンピュテーショナル）研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、運動に伴う血流量および心拍数の増加が脳動脈瘤に及ぼす影響が不明であることを背景として、運動時に患者で生じる血行動態条件の変化を頭蓋内動脈瘤内で模擬することを目的とした。
  • 回転型3次元デジタルサブトラクション血管造影（3D-DSA）を用いて、中大脳動脈分岐部に存在する3つの動脈瘤について患者固有形状を再構築し、安静時および運動時条件を模擬した際の非定常流動場をCFD（computational fluid dynamics）で解析した。
  • 入口条件は中大脳動脈に関する公表された経頭蓋ドプラ（transcranial Doppler sonography）データを基に設定し、流速場を生理学的に解釈可能な指標により解析したところ、運動中において全体的な流れのパターンは大きくは変化しなかった一方で、壁面せん断応力（WSS）は平均20%（範囲4%–34%）増加し、近壁流れにおける粒子のレイノルズ応力指標（RRT, RRT: relative/relative residence timeに相当する指標）は平均28%（範囲13%–40%）低下したが、動脈瘤壁に作用する時間平均圧力は有意に変化しなかった。
  • さらに、2つの動脈瘤では動脈瘤周囲血管との間でRRTに空間的なオーダー差（3倍の桁）が観察された；一方、模擬した中等度の有酸素運動ではWSSは有意に増加しなかったため、運動時のRRT低下は空間差に比して小さいものの、RRT低下に伴う動脈瘤組織内の細胞への栄養供給（replenishment）の改善といった潜在的な利点があり得ると結論づけた。

(025) 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

  • 脳動脈瘤における壁運動の定量化は、破裂との関連が示唆されること、ならびに計算流体力学（CFD）シミュレーションにおいて血管コンプライアンスの影響を取り込む手段となり得ることから重要性が増している。
  • 本研究では、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）画像から、非剛体レジストレーションと信号処理技術を組み合わせることで実患者における拍動（pulsation）を計測した。
  • 18例（破裂例および未破裂例を含む）を対象として、生理学的に妥当な波形を得ており、その振幅は 0 mm〜0.3 mm の範囲であった。
  • 破裂状態に応じて拍動に統計学的に有意な差が認められ、既報の生体力学的特性の差異と整合する結果となった。

(026) Opladen [30]

📕 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フォレート受容体1（FOLR1）依存的な5-メチルテトラヒドロ葉酸輸送に与える影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、バルプロ酸（VPA）、カルバマゼピン（CBZ）、フェニトイン（PHT）などの抗てんかん薬（AED）がサイトクロムP450経路を介して生成する毒性中間体および活性酸素種（ROS）が、二次性脳内フォレート欠乏（CFD）の病態形成に関与する可能性があることを背景として、FOLR1依存的な5-メチルテトラヒドロ葉酸（MTHF）取り込みに対するAEDおよびROSの影響を明らかにすることを目的とした。
  • 方法として、FOLR1を高発現するKB細胞培養系を用い、時間依存的かつ濃度依存的で飽和動態を示すMTHF取り込みに対して、各AED（VPA、CBZ、PHT）とROS（スーパーオキシド、過酸化水素）を曝露し、その変化を評価した。
  • 結果として、MTHF取り込みは時間および濃度に依存し、飽和キネティクスを示した; 生理学的MTHF濃度では高親和性のFOLR1が細胞内取り込みの主要機構であり、高濃度では他の輸送機構も葉酸取り込みに寄与した。PHTを8時間超曝露するとMTHF取り込みの増加と細胞数の減少が観察された一方、VPAおよびCBZではMTHF取り込みは変化しなかった。また、スーパーオキシドおよび過酸化水素ラジカルへの曝露は、細胞内MTHF取り込みを有意に低下させた。
  • さらに、リン脂質PIPLC（phosphatidyl-inositol-specific phospholipase C）による特異的除去およびsiRNAによるFOLR1のダウンレギュレーションを用いた検証により、ROSはFOLR1を介したMTHF取り込みを阻害するのみならず、膜を介したMTHF取り込みの他の全機構にも影響を及ぼすことが示された。したがって、AEDによって誘導されるROSの生成は、CFD患者における血液—脳脊髄液（血液-CSF）関門を介した葉酸移送の障害に対する追加的説明となり得る。

(027) 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

頭蓋内血流速度および圧力の評価：動脈内ダブルセンサー・ガイドワイヤによる計測

💬 AI 要約

  • 血行動態は、頭蓋内動脈瘤の増大および破裂に関与すると考えられる。 本研究の目的は、動脈瘤周囲および動脈瘤内の血流に関する局所的な圧力と血流速度（BFV）を同時に計測し、その臨床的意義を示すことである。
  • 未破裂動脈瘤の周囲の血管および動脈瘤内の血流について、デュアルセンサーの圧力・ドプラー速度（Doppler velocity）ワイヤを用いて、4例の患者から局所圧力およびBFVを取得した。
  • 局所BFVは計算流体力学（CFD）の境界条件として利用可能であり、一方で圧力計測は動脈瘤に加わる機械的負荷に関する直接的な情報を提供した。
  • 以上より、本手法によって得られるBFVと圧力の同時計測は、患者固有の破裂リスク評価の精度向上に寄与し得ることが示唆された。

(028) Zeng [24]

📕 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辺血管の理想化がCFDに基づく血行動態結果の感度に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 目的：計算流体力学（CFD）は脳動脈瘤や動脈硬化などの血管疾患における血行動態の役割評価に有用であるが、実際の解析では血管の一部分のみをモデル化せざるを得ないため、幾何学的近似が血行動態予測に及ぼす影響を明らかにする必要がある。本研究では、エラスターゼ誘発性（elastase induced）嚢状動脈瘤において、周辺血管形状の近似が血行動態に与える影響を評価することを目的とした。
  • 方法：2匹のニュージーランド・ホワイトウサギにおいて、右総頸動脈起始部に高アスペクト比（AR-height/neck width）の代表的動脈瘤モデル1つと、低ARの動脈瘤モデル1つを作製した。3次元（3D）回転DSA（3D rotational angiographic）データから、動脈瘤および周辺血管の3D再構成を作成し、高ARと低ARそれぞれについて、近傍血管の含有範囲を変化させた計5つのモデルを作製した。参照モデルには動脈瘤囊、左総頸動脈（LCCA）、大動脈弓、ならびに遠位の三分岐/四分岐部を含めた。
  • 結果：作製したモデル間で、動脈瘤内部の血行動態に対する血管領域の影響は、高ARと低ARで異なっていた。高ARでは、動脈瘤、周辺血管の小区間、および単純な末梢延長のみを含む単純モデルでも、参照モデルが予測したストリームラインおよび壁面せん断応力（WSS）分布の主要な特徴を捉えられた。一方、低ARでは、WSS分布が血管の含有範囲の影響をより強く受け、WSSを良好に再現するには下流の四分岐部と上流のLCCAを含めることが必要であった。
  • 結論：本研究の知見は、エラスターゼ誘発性ウサギ動脈瘤における血行動態解析で近傍血管が不十分に含まれている場合、CFD結果の精度が損なわれ得ることを示している。アスペクト比、注目すべき血行動態パラメータ、および許容できる誤差の大きさを考慮して血管領域を選択することで、計算時間を抑えつつ解析の信頼性を高められる。

(029) Wu [22] ⭐

📕 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

血管構造に対するスケール適応的な表面モデリング

💬 AI 要約

  • 血管構造の有効な幾何学的モデリングは，診断，治療計画，および医療教育にとって重要であるが，表面の滑らかさ，表面精度，三角形（メッシュ要素）の品質，および表面サイズの間の良好なバランスが必要である。
  • 本研究では，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，これらのボクセルを用いて法線ベクトルを共分散（covariance）解析により推定した3次元（3D）点群を構築する。次に，方位（oriented）付き3D点群からポアソン方程式を解くことで3D陰的指標関数（implicit indicator function）を計算し，提案する適応的ポリゴン化アルゴリズムにより明示的な3D可視化のための血管表面を生成する。
  • 複数の代表的な血管構造に対する実験の結果，本手法は形態学的に正しい滑らかな表面を与えるだけでなく，トポロジーを保った2多様体（two-manifold）表面を生成でき，さらに表面の局所曲率に応じてスケール適応的であることが示された。
  • また，本手法はより少なくかつ形状の良好な三角形を生成し，表面品質および精度も十分に満足できた。他の最先端手法と比較しても，本手法は滑らかさ，精度，三角形品質，および表面サイズの点で良好なバランスを達成し，計算流体力学（CFD）シミュレーションやリアルタイムの仮想インターベンショナル手術などの応用に適している。

(030) 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連：臨床症例および数値解析のレビュー

💬 AI 要約

  • 同一の内頸動脈に頭蓋内動脈瘤と頸動脈狭窄が併存することは稀であり、いずれの疾患の治療戦略も複雑化しうるが、狭窄が頭蓋内動脈瘤の発生に関与するかは不明であるため、本研究は頭蓋内動脈瘤と頸動脈狭窄の関連を検討することを目的とした。
  • 過去2年間に当院で頭蓋内動脈瘤治療を受けた209例を後ろ向きにレビューし、頭蓋内動脈瘤と内頸動脈（頭蓋内または頭蓋外）の狭窄を少なくとも1つずつ有する患者を抽出したうえで、血行動態学的検討として2例に対し詳細な計算流体力学（CFD）解析を実施した。
  • 抽出された54例のうち、両側狭窄は10例であり、狭窄と同側の動脈瘤は17個、反対側は8個、その他の部位に動脈瘤は19個認められた；さらに反対側（contralateral）の頸動脈狭窄に関連する動脈瘤は同側（ipsilateral）または両側狭窄に伴う動脈瘤よりも有意に大きかった（13.6対6.6 mm；P<0.01）。
  • CFD解析では、動脈瘤の壁面せん断応力（wall shear stress）は、頭蓋外狭窄よりも隣接する頭蓋内狭窄の影響を受けやすいことが示され、また頸動脈狭窄に対して反対側に存在する頭蓋内内頸動脈瘤は、狭窄が他部位にある動脈瘤よりも有意に大きかった；破裂は、反対側の頭蓋外頸動脈狭窄を伴う動脈瘤、または同側の頭蓋内頸動脈瘤において起こり得ることが示唆された。

(031) 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に関する多物理場シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、生体内条件を模倣するための生物学的研究において、in vitroマイクロ流体灌流システム内の流体流動を理解し、最適化することに資する知見を得ることである。特に、先行研究で開発されたマイクロ流体脳スライス装置（microBSD）を対象として、ポート間隔の最適化を同定するために、多物理場シミュレーションを用いてmicroBSD内の流れを特性評価することを目的とする。
  • 方法として、ポーラス（多孔質）マトリクスへの注入を対象とした多物理場シミュレーションにより、最適なポート間隔を見いだすことを試みた。3次元の計算流体力学（CFD）解析をCFD-ACE +ソフトウェアで実施し、灌流槽、マイクロチャネル、ならびに脳組織の多孔性・透水性・屈曲度を模倣する材料を介した可溶性因子の輸送をモデル化し、シミュレートし、評価した。
  • 結果として、脳スライスを表す多孔質マトリクス材料内でのシミュレーションされた流体流動に基づき、脳スライスを通過する可溶性因子輸送の予測を行い、対応する計算結果と比較した。さらに、計算結果は蛍光色素を用いた実験により検証した。
  • 結論として、microBSDの内部流動を多物理場CFDで定量化することで、可溶性因子の輸送を支配する要因を明らかにし、ポート配置の最適化に向けた設計指針を提供できることが示された。加えて、予測は蛍光色素実験によって妥当性が支持された。

(032) 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の異常血行動態効果：超高解像度MicroCTに基づくCFDによるin-vitroおよびex-vivoモデルの比較

💬 AI 要約

  • 目的：頭蓋内ステントが動脈血行動態に及ぼす影響については、これまで人工的に作製したステント形状への計算流体力学（CFD）／計算血行動態（CHD）シミュレーションが主に用いられてきたが、本研究は、in-vitroおよびex-vivoモデルでのステントデプロイメントに伴う血行動態変化を比較し、臨床上重要である一方、理想化モデルでは十分に扱われてこなかったデプロイメント異常（ステントマルアポジションやストラットの逸脱など）による流れの攪乱を特定することを目的とした。
  • 方法：超高解像度MicroCT画像に基づき、デプロイメント後のステントの幾何学的形状をin-vitro（PTFEチューブ）およびex-vivo（イヌ動脈）で精確に再構成し、それらの再構成に基づいてステント内流れのCFD解析（in-stent flow simulation）を実施した。
  • 結果：セルが規則的かつ対称的にデプロイされている場合、壁近傍の流速および壁面せん断応力は、理想化モデルから得られた既報結果と概ね同様であった。一方、ミスアラインまたはマルアポジションを生じたステントセルでは、in-stent血行動態が有意に変化し、これらの重要な効果は従来モデルでは現実的に捉えられていなかった。
  • 結論：本研究は、超高解像度MicroCTに基づくCHD研究においてex-vivoステントモデルが利用可能であること、ならびにその有用性を示した。さらに、既存のin-vitro研究の妥当性を裏づけるとともに、自己拡張型頭蓋内ステントの有害な機械的要因に関連するステント内血行動態の理解を前進させるものである。

(033) 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

解剖学的に現実的な外側（lateral）脳動脈瘤における血行動態の数値的検討

💬 AI 要約

  • 血行力学的に誘発される応力は、脳動脈瘤の進展および破裂に重要な役割を果たす。本研究は、解剖学的に現実的な脳動脈瘤モデルに対してcomputational fluid dynamics（CFD）シミュレーションを行い、その血流場を評価することを目的とした。
  • 3次元回転血管撮影（3D rotational angiographic）画像から得た解剖学的に現実的な20例の外側動脈瘤モデルを対象とし、流入波形は同一の生理学的に妥当な条件としてCFD解析を実施した。
  • 流れは層流（laminar）・非ニュートン性（non-Newtonian）・非圧縮性（incompressible）と仮定し、有限要素法ソフトウェアADINAにより速度場および動脈瘤壁面の壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）を計算して、症例間で比較した。
  • 収縮期ピークにおける外側動脈瘤の瘤底部（fundus）でのWSSは、面積指数（area index）と線形相関を示したことから、WSSの評価における面積指数の有用性が示唆された。

(034) 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-アンギオグラフィから幾何学的に再構成したラット脳血管の流体力学的シミュレーションと、位相コントラストアンギオグラフィによる検証

💬 AI 要約

  • 血管形状の正確な把握は脳卒中診断や狭窄の検出に加え、fMRI（functional MRI）に代表される血行動態機能データの深層解析にも重要であるが、TOF（time of flight）やPC-MRA（phase contrast angiography）などの異なるMRアンギオグラフィ計測から形状を得る必要がある。
  • 本研究では、TOFに比べて位相情報を追加で含むPC-MRAデータに基づき、計算流体力学（CFD）シミュレーションを行い、MR-アンギオグラフィから自動再構成した血管幾何を検証する枠組みを示した。
  • ラット脳血管系の一部について、主管と二次分岐を含むモデルを慎重に構築し、分岐点の上流・下流での速度変化を解析した結果、CFDがTOFベース再構成で欠落する血管の検出に寄与し得ることが示された。
  • さらに再構成から人工的に分岐を削除してCFDの流れを比較し、主管流れに対する二次分岐の影響を理解することを可能にした；加えてPCA（PC-MRA）で測定した流量データと、PCA画像から自作の再構成アルゴリズムにより得た血管形状に基づくCFD結果を比較することで、シミュレーションと測定の不一致が再構成の不完全性（欠落枝または誤った枝の再構成）を示す可能性を検討した。

(035) Cavazzuti [3]

📕 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

2007年以降のバーチャル頭蓋内ステンティング・チャレンジ：非ニュートン流体特性および拍動流の影響

💬 AI 要約

  • 仮想頭蓋内ステンティング・チャレンジ2007（VISC’07）に関して、文献で示され報告書の推奨とも整合する非ニュートン粘度と拍動流の効果を、計算により評価することを目的とした。
  • VISC’07に由来するステント留置脳動脈瘤モデル3例をメッシュ化し、市販の計算流体力学（CFD）ソフトウェアを用いて血流特性を数値シミュレーションした。
  • その結果、ステント設計間の識別をより効果的に行うためには、非ニュートン流体特性および拍動流による影響を考慮する必要があることが示された。
  • 以上より、ステント設計の比較・評価において、非ニュートン性および拍動性の効果を含めることが重要であると結論づけた。

(036) 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:

  • DOI: NA

  • Article: NA

  • OpenAlex: NA

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

  • PubMed

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  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

運動する親動脈を有する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に及ぼす影響と、動脈瘤破裂への潜在的寄与を明らかにすることを目的とした。
  • 2例の患者について、動的血管造影（cine loop）から動脈瘤および親動脈の運動を同定し、フレーム間の位置合わせにより振動振幅を定量化した。3D回転血管造影画像に基づいて患者固有のCFDモデルを構築し、静止モデルと運動モデルの2通りの計算を各患者で実施した。
  • 動的画像から推定した運動を用いて運動モデルの表面格子点を移動させ、シミュレーション結果の可視化を壁面せん断応力（WSS）、速度分布、およびストリームラインの観点で比較したところ、両患者において動脈瘤と脳底動脈の前後（anterior-posterior）方向の剛体的な振動が観察・計測された。
  • 各患者におけるWSS分布は、静止モデルと運動モデルでほぼ同一であり、主要な動脈瘤内流れ構造、流入ジェット、および衝突領域も大きくは一致していた。脈動する頭蓋内血管の運動は、動脈瘤内の血行動態指標に対して大きな影響を与えない可能性が示され、親動脈の運動は動脈瘤破裂リスク増加のリスク因子である可能性は低いと結論づけられた。

(037) 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:

  • DOI: NA

  • Article: NA

  • OpenAlex: NA

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

  • PubMed

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  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤に対する計算流体力学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

  • 本研究の目的は、画像ベースCFD（computational fluid dynamics）シミュレーションにより得られる脳動脈瘤内部の血行動態に関して、臨床リスク評価や治療方針決定に資する計算結果の信頼性を、境界条件を十分に正確に与えた場合に実証することである。
  • 方法として、ファントム動脈瘤モデルを用いてCFD結果の妥当性を検証し、シミュレーション・パイプラインで仮想アンギオグラム（virtual angiograms）を生成したのち、実験的に取得したアンギオグラムと定量的に比較した。さらに、計測技術に関連する入力パラメータが流れのパターンに及ぼす影響を系統的に評価するためのパラメトリックスタディを実施した。
  • 結果として、シミュレーションと実実験の血流動態は定性的および定量的評価のいずれにおいても良好な一致を示し、選択した各特徴点における時間強度曲線比較の相対RMSE（relative root mean square error）では、相違が15%未満に収まった。
  • 結論として、制御された条件下で脳動脈瘤ファントムにおける実際の流れ場を再現するためのCFDシミュレーションを包括的に検証する手法が提示され、CFDの信頼性が十分に確認された；加えてパラメトリックスタディにより、パラメータ値およびその推定精度範囲に基づいて関連するCFDモデルの妥当性の程度を評価できることが示された。

(038) 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:

  • DOI: NA

  • Article: NA

  • OpenAlex: NA

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

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

広頸部頭蓋内動脈瘤に対するステント留置が血行動態に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、広頸部頭蓋内動脈瘤におけるステント留置が血行動態に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
  • さまざまな形状を有する3種類の理想化プラクシグラス動脈瘤モデルを、ステント留置前後で作製し、それらの3次元計算モデルを構築した；さらに、ステントあり／なしの動脈瘤モデルにおける流れの力学を、in vitroの流れの可視化および計算流体力学（CFD）シミュレーションによって解析した。
  • 加えて、患者固有の動脈瘤モデルにおいてもCFDによりステントが流れの力学に及ぼす影響を解析し、in vitroで得られた流れの可視化結果はCFDシミュレーションと整合した。
  • ステント留置は動脈瘤内の渦の形成を抑制し動脈瘤瘤嚢（sac）への影響を低減するとともに、瘤嚢における壁面せん断応力（wall shear stress）を低下させた；さらに動脈瘤形状の違いがステント留置に対する根本的な血行動態パターンおよび転帰を規定し、ステントは動脈瘤頸部を横断することで局所の血流プロファイルを改善したことから、動脈瘤内の血栓形成を促進し再開通（recanalization）の可能性を低減し得ることが示唆された。

(039) 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:

  • DOI: NA

  • Article: NA

  • OpenAlex: NA

    • Cited by: NA
    • FWCI: None
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  • Google Scholar: NA
  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤におけるin vivoでの領域別力学特性推定の実現可能性

💬 AI 要約

  • 本研究は、画像情報および生理学的データから得られる情報を、動脈壁挙動に関する汎用の計算モデルと統合することで、脳動脈瘤の領域別力学特性をin vivoで推定できるかという実現可能性を検討することを目的とした。
  • 患者固有の幾何形状を既存の生体力学モデルへ組み込むためのデータ同化（data assimilation）フレームワークを構築し、さらに壁運動は、シミュレーション画像対に対するレジストレーション技術の適用により推定し、その推定値を機械パラメータ同定に導入した。
  • 計算の第一近似として、非圧縮の線形かつ等方的（linear and isotropic）なフック（Hookean）モデルを用い、これに計算流体力学（computational fluid-dynamics）を結合した枠組みを採用した。
  • さらに、最適化段階で同化すべきパラメータ数を削減するための自動クラスタリング手法を開発し、シミュレーションの収束を大幅に加速した；複数のin silico実験および6例の実在脳動脈瘤への適用では、機械特性推定へ主に影響する要因が画像の空間分解能と選択したレジストレーション構成であることが示され、壁拍動（wall pulsation）を十分な精度で抽出し同化フレームワークを導くために必要な最小空間分解能は0.1 mmであったが、現行の通常の画像診断ではその解像度に達しないため、提案手法は現時点ではin vivoデータに対して信頼性高く領域特性を推定できないこと、また線形等方材料特性の仮定下で流体-構造相互作用（fluid-structure interaction）を組み込んでも最終結果への寄与は実質的に大きくなかったことが結論づけられた。

(040) 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

大動脈縮窄が脳血行動態に及ぼす影響と、頭蓋内動脈瘤の発症機序（etiopathogenesis）における重要性

💬 AI 要約

  • 大動脈縮窄（CoA）が存在する場合の脳循環における血行動態の変化と、それがこれらの患者における頭蓋内動脈瘤（IAs）の形成増加にどのように関与するかは、いまだ明確ではない。
  • 本研究では、CoAを有する1例において脳動脈の流量波形を計測し、同一患者で併存する動脈瘤に対して複数の血行動態指標を解析した；51歳女性のCoA合併例および健常ボランティア5名で位相差コントラストMRI（pc-MR）による脳動脈の体積流量（VFR）を測定し、Ansys（R）-CFX（TM）を用いた数値計算により左内頸動脈（ICA）の亜鞍上部に位置する動脈瘤内の血行動態指標を予測した。
  • 患者計測のVFRを境界条件（BCs）として用いた場合、健常者集団の平均VFRを用いた場合と比較して、CoA患者の脳循環の平均流量は27.1%〜54.9%増加し（2.66〜5.44 mL/s）、動脈瘤内の速度は35〜45%増加した；さらに、壁面せん断応力（WSS）>15 Paとなる高WSS領域では流量にCoA特異値を用いることで指数関数的に650%の増大が観察され、空間・時間平均WSSは65%増加した。
  • 動脈瘤壁に作用する最大圧は15%増加した一方で、高圧領域の面積は50%減少し、CoA患者では動脈瘤内により局在化したジェットが衝突することが示唆された；以上より、CoA患者では手術修復後数年を経てIAsが発症し得ること、またWSS（>15 Pa）、OSI（>0.2）、および局在化した圧力上昇がCoA患者におけるIAsの発症機序に重要な役割を担う可能性が示された。