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脳 CFD血流解析 学術文献調査 PubMed 2012

  • 『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：2012-01-01 - 2012-12-31
    • 要約用 AI/LLM：gpt-5 (OpenAI, 2025-10)
    • データ更新日：2025-10-31

(001) Bordás [21] ⭐

📕 書誌情報

Experimental validation of numerical simulations on a cerebral aneurysm phantom model.

Róbert Bordás, Santhosh Seshadhri, Gábor Janiga, Martin Skalej, Dominique Thévenin

Interv Med Appl Sci, 2012 Dec

  • Keywords: blood-analog fluid, cerebral aneurysm, computational fluid dynamics (CFD), laser-Doppler velocimetry (LDV), phantom model

  • DOI: 10.1556/IMAS.4.2012.4.4

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    • Cited by: 21
    • FWCI: 6.455 ⭐
    • Citation Percentile: 90.22 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤ファントムモデルにおける数値シミュレーションの実験的検証

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤内の非定常血流を対象とする計算流体力学(CFD)モデルが現実条件を十分に再現するかを、現実的ファントムにおける実測と比較して検証することである。
  • 透明シリコーン製の1:1スケールの脳動脈瘤ファントムを作製し、水・グリセリン・キサンタンガム・塩化ナトリウムからなる血液類似の作動流体（屈折率をシリコーンに厳密に一致させた）を用い、レーザードップラー流速計(LDV)によるin situ計測とCFDシミュレーションを、ともに複雑な拍動波形と流量条件で実施した。
  • 屈折率整合と血液に近い物性を備えた作動流体により高精度の光学的流速計測が可能となり、ファントム内の拍動性流れに対してLDV計測とCFD解の直接的かつ定量的な比較が達成された。
  • これにより、in vivo計測の制約を補う現実的構成において、用いた計算モデルの精度を検証・評価するための実験—数値統合フレームワークが確立され、脳動脈瘤血行動態解析の信頼性向上に資することが示された。

(002) Kojima [66]

📕 書誌情報

The study of flow diversion effects on aneurysm using multiple enterprise stents and two flow diverters.

Masahiro Kojima, Keiko Irie, Toshio Fukuda, Fumihito Arai, Yuichi Hirose, Makoto Negoro

Asian J Neurosurg, 2012 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

エンタープライズステント多重留置と2種類のフローダイバータを用いた動脈瘤に対する血流転向（flow diversion）効果の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、数値流体解析（CFD）により、内頸動脈-眼動脈部動脈瘤に対するエンタープライズステント多重留置と2種のフローダイバータ（SilkおよびPipeline）の血流転向（flow diversion）効果の差異を明らかにすることである。
  • 方法として、3種類の市販頭蓋内ステント（Enterprise, Silk, Pipeline）の仮想モデルを作成し、血管壁に適合させて瘤頸部を横断するように単独留置し、壁面せん断応力、圧力、流速場の変化を比較評価した。
  • 数値解析の結果、特に流入部でメッシュ密度の増大（孔径の縮小）に伴い壁面せん断応力と圧力が低下し、フローダイバータでは瘤内流速の低下が顕著であった一方、エンタープライズステントの多重留置による瘤内流速低下は限定的であった。
  • 本研究はエンタープライズステント多重留置とフローダイバータ間の流れ改変を直接比較した初の解析であり、小孔径メッシュのデバイスが瘤内の流体運動を著明に抑制する一方で、多重留置されたエンタープライズステントではフローダイバータに匹敵する瘤内流速低下が得られないことを示した。

(003) Yiallourou [83]

📕 書誌情報

Comparison of 4D phase-contrast MRI flow measurements to computational fluid dynamics simulations of cerebrospinal fluid motion in the cervical spine.

Theresia I Yiallourou, Jan Robert Kröger, Nikolaos Stergiopulos, David Maintz, Bryn A Martin, Alexander C Bunck

PLoS One, 2012

💬 AI 翻訳タイトル

頸部脊髄における脳脊髄液（CSF）運動の4D位相コントラストMRI計測と計算流体力学（CFD）シミュレーションの比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頸部脊髄くも膜下腔（SSS）における脳脊髄液（CSF）動態の評価に関し、4D位相コントラストMRI（4D PC MRI）による流速計測と個体特異的3次元計算流体力学（CFD）シミュレーションを、健常者およびキアリI型奇形（CM）患者で直接比較することであった。
  • 健常者3例とCM患者4例に対して時間分解能を有する三方向速度エンコードの4D PC MRIを取得し、幾何学的境界を剛体壁とし神経根・歯状靭帯・くも膜小梁などの微細構造を含めない条件で被験者固有の3D CFDを実行し、頸部SSSに沿う9箇所の軸位断面で頭側および尾側方向のピークCSF速度と面外（thru-plane）速度プロファイルの視覚的評価を比較した。
  • 4D PC MRIで得られたピークCSF速度は一貫してCFDより高く、この乖離は健常者よりもCM患者で顕著であり、特にCM患者の上位頸部SSSでは4D PC MRIがCFDより強いジェット状流を定量し、さらに4D PC MRIの面外（thru-plane）速度プロファイルはSSS前方での拍動性の増大および神経根近傍での局所速度低下を示した一方、CFDの速度プロファイルは全例で脊髄周囲に相対的に一様であった。
  • 本研究は頸部SSSにおけるCSF流れについて4D PC MRI測定とCFDを比較した初の報告であり、4D PC MRIの複雑なCSF動態評価における有用性と、ピーク速度の過小評価や解剖学的詳細の欠如など現行CFD手法の改良の必要性を示し、今後は微細解剖構造および脳・脊髄の巨視的運動を計算モデルに統合することで両手法の整合性が向上するかを検証することが求められる。

(004) Wake-Buck [48]

📕 書誌情報

Hemodynamic characteristics of the vertebrobasilar system analyzed using MRI-based models.

Amanda K Wake-Buck, J Christopher Gatenby, John C Gore

PLoS One, 2012

💬 AI 翻訳タイトル

MRIベースのモデルを用いた椎骨脳底動脈系の血行動態特性の解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、高磁場MRIと数値流体力学（Computational Fluid Dynamics; CFD）を組み合わせた被験者特異的モデルにより、椎骨脳底動脈系（VBS）の血行動態を定量的に特徴づけ、健常成人におけるVBSの幾何学的クラスを同定するとともに、幾何学が流れ様式に与える影響を明らかにすることである。
  • 健常成人を対象に、高磁場MRIデータからVBS合流部の被験者特異的三次元モデル（n=5）を構築してCFD解析を実施し、さらに別集団（n=12）のVBS形状を分類して、血管の曲率および椎骨動脈と脳底動脈の相対的配向が流動パラメータに及ぼす影響を評価した。
  • 解析の結果、血管の曲率と相対的配向はVBSの流動パラメータに有意な影響を及ぼし、特に脳底動脈の幾何学が速度プロファイルの偏りと壁せん断応力（wall shear stress; WSS）の分布を強く規定したほか、5例すべてで椎骨動脈の非対称性が認められ、4例でらせん流が観察され、椎骨動脈の非対称性以外の因子も椎骨動脈流の混合に関与することが示唆された。
  • これらの予備的知見は、定量的MR画像化技術と被験者特異的CFDモデルの併用が健常成人のVBS血行動態を特徴づけ、動脈硬化の開始・進展と関連づけられてきた流れの特徴を予測する手法として有用であり、VBSにおける疾患の発症および進行の研究への応用に向けた重要な第一歩であることを実証した。

(005) Buga [59]

📕 書誌情報

Identification of new therapeutic targets by genome-wide analysis of gene expression in the ipsilateral cortex of aged rats after stroke.

Ana-Maria Buga, Claus Jürgen Scholz, Senthil Kumar, James G Herndon, Dragos Alexandru, Gabriel Radu Cojocaru, Thomas Dandekar, Aurel Popa-Wagner

PLoS One, 2012

💬 AI 翻訳タイトル

脳卒中後の老齢ラット同側皮質におけるゲノムワイド遺伝子発現解析による新規治療標的の同定

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳卒中患者の高齢化を踏まえ、老齢ラットと若齢ラットの脳卒中後反応を同側皮質でのゲノムワイド遺伝子発現解析により比較し、臨床的に関連する細胞応答と新規治療標的を同定することである。
  • 老齢および若齢ラットに一過性中大脳動脈結紮（tMCAO）を施行し、同側皮質を対象にAffymetrixプラットフォームで全遺伝子発現プロファイル（transcriptome）を解析し、対応分析（correspondence analysis）、ヒートマップ、デンドログラムで群間差を評価した。
  • 解析の結果、主要遺伝子クラスターの反応は年齢群特異的であり、調節遺伝子数は両群で同程度ながら老齢ラットでは応答のタイミングが遅延するなど質的に異なるパターンを示し、神経障害性症候群、ストレス、不安障害、抑うつに関連するAcvr1c、Cort、Htr2b、Pnocの応答不全が示唆され、さらにCalcrl、Cyp11b1、Prcp、Cebpa、Cfd、Gpnmb、Fcgr2b、Fcgr3a、Tnfrsf26、Adam17、Mmp14およびコレステロール合成経路の鍵酵素である3-hydroxy-3-methylglutaryl-Coenzyme A synthase 1（HMG-CoA synthase 1）を含む新規標的が抽出され、また脳卒中後の軸索成長は両年齢群で低下していた。
  • 結論として、老齢個体には組織修復を中心に神経障害性症候群、ストレス、不安障害、抑うつ、神経伝達および血圧調節をも包含する多段階・多モダリティ治療が有望であり、本研究は老齢脳卒中に特有の分子標的群を提示することで加齢依存的治療戦略の設計に資する。

(006) Cebral [110]

📕 書誌情報

Suggested connections between risk factors of intracranial aneurysms: a review.

Juan R Cebral, Marcelo Raschi

Ann Biomed Eng, 2013 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の危険因子間の関連に関する示唆：総説

💬 AI 要約

  • 本総説の目的は、頭蓋内動脈瘤の危険因子に関する研究を俯瞰し、各危険因子を結び付ける仮説および動脈瘤の自然史を規定する基盤機構を整理することである。
  • 関連文献をレビューし、危険因子と血行動態負荷および生体力学的ストレスとの関係、ならびにそれらが病態進展に与える影響に関する仮説を統合的に検討した。
  • その結果、動脈瘤進展の中心には、変化する血行動態負荷と生体力学的ストレスに応答した血管壁の変性・脆弱化のサイクルが存在し、この進行性の壁劣化が動脈瘤の幾何学的進展を駆動して最終的に安定化または破裂に至ること、さらに部位、遺伝、喫煙、併存疾患、高血圧といった危険因子がこのサイクルの異なる構成要素に影響し得ることが示唆された。
  • 結論として、これらの相互作用の詳細や各危険因子の相対的重要度は依然として不明であり、本領域における機序解明と仮説の検証を目的としたさらなる研究が必要である。

(007) Miura [201] ⭐

📕 書誌情報

Low wall shear stress is independently associated with the rupture status of middle cerebral artery aneurysms.

Yoichi Miura, Fujimaro Ishida, Yasuyuki Umeda, Hiroshi Tanemura, Hidenori Suzuki, Satoshi Matsushima, Shinichi Shimosaka, Waro Taki

Stroke, 2013 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

低壁面せん断応力は中大脳動脈瘤の破裂状態と独立に関連する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、数値流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析により、中大脳動脈（MCA）動脈瘤の破裂状態を独立に規定する血行力学的パラメータを同定することである。
  • 患者特異的形状のMCA動脈瘤106例（破裂43例、未破裂63例）に対し、形態学的および血行力学的パラメータを群間で比較し、単変量解析と多変量ロジスティック回帰解析を実施した。
  • 単変量解析ではアスペクト比、壁面せん断応力（WSS）、正規化壁面せん断応力（normalized WSS）、振動性せん断指数（oscillatory shear index: OSI）、壁面せん断応力勾配（WSS gradient）、動脈瘤形成指数（aneurysm-formation index）が有意であり、瘤ドームサイズおよび勾配振動数（gradient oscillatory number）は有意差を示さなかった一方、多変量解析では低WSSのみが破裂状態と有意に関連した。
  • 以上より、MCA動脈瘤の破裂状態を特徴づける上でWSSが最も信頼性の高い指標となり得ることが示唆され、低WSSの独立的関連を明確に示した点が本研究の学術的貢献である。

(008) Gasteiger [28]

📕 書誌情報

Automatic Detection and Visualization of Qualitative Hemodynamic Characteristics in Cerebral Aneurysms.

R Gasteiger, D J Lehmann, R van Pelt, G Janiga, O Beuing, A Vilanova, H Theisel, B Preim

IEEE Trans Vis Comput Graph, 2012 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤における定性的血行動態特性の自動検出および可視化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤の破裂リスクの理解と評価に資するため、定量指標に加えてリスクと関連する定性的な血行動態特性、すなわち流入ジェット（inflow jet）および衝突域（impingement zone）の自動検出と表現力の高い可視化を実現することである。
  • 提案手法は、計算流体力学（CFD）などで得られた流れ場に対して局所流線（streamline）の特性を用いて両特性を形式化し、オスティウム上に特徴的なシーディング曲線（seeding curve）を抽出して流入ジェットの境界輪郭を構築し、当該輪郭に基づいて衝突域を同定するとともに、精度・ロバスト性・視覚的クラッタ（visual clutter）や遮蔽（occlusion）の最小化を考慮した可視化技法を提示した。
  • その結果、流入ジェットおよび衝突域を自動かつロバストに抽出し、両者を表現豊かに描出できることを示し、6名のドメイン専門家による評価により検出結果の妥当性が確認された。
  • 本手法は、異なる治療選択肢を反映した複数のシミュレーション結果の比較を支援し、脳動脈瘤における定性的血行動態特性の自動検出・可視化のための実用的枠組みを提供し、ひいては破裂リスク評価の向上に寄与しうる。

(009) Menon [32]

📕 書誌情報

Characterization of neonatal aortic cannula jet flow regimes for improved cardiopulmonary bypass.

Prahlad G Menon, Nikola Teslovich, Chia-Yuan Chen, Akif Undar, Kerem Pekkan

J Biomech, 2013 Jan 18

💬 AI 翻訳タイトル

心肺バイパスの改善を目的とした新生児大動脈送血カニュラのジェット流動様式の特性評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、新生児・小児の心肺バイパス（cardiopulmonary bypass, CPB）に用いられる大動脈送血カニュラのジェット後流の基礎的血行動態を体系的に特性評価し、カニュラ設計および挿入戦略の最適化に資する知見を提供することである。
  • microCTで取得した最先端小児用カニュラ先端形状に対して、直方体試験リグ内で生理学的に妥当な層流～乱流域のレイノルズ数（Re=650–2150、定常流入）条件下の直接数値計算（direct numerical simulation, DNS）によるCFDを実施し、時間分解流れ可視化と粒子画像流速測定（particle image velocimetry, PIV）により質的・量的に検証するとともに、標準的な端孔（end-hole）型先端については患者特異的なクロスクランプ下新生児大動脈モデルで複数の挿入条件における血液損傷指標を数値評価した。
  • CFDはデバイス固有のジェット後流を再現して実験と良好に一致し、端孔型では流出角（outflow angle）や挿入深度（insertion depth）などの外科的配置パラメータが血行動態性能および血液損傷に有意な影響を及ぼすことを定量化し、さらにジェット制御を強化して出口反力（exit force）を低減し許容流量を増大しうる新規ディフューザ型カニュラ先端を提案した。
  • 本研究は小児用大動脈送血カニュラのジェット後流に関する検証済みCFD解析基盤とベースライン指標を確立し、圧力損失対流出量特性を改善するフローコントロール（flow control）重視のジェット設計パラダイムへの転換を示しており、溶血や炎症反応の低減と脳灌流の改善に向けたカニュラ設計と手術上の最適化に学術的根拠を与える。

(010) Endres [18]

📕 書誌情報

A workflow for patient-individualized virtual angiogram generation based on CFD simulation.

Jürgen Endres, Markus Kowarschik, Thomas Redel, Puneet Sharma, Viorel Mihalef, Joachim Hornegger, Arnd Dörfler

Comput Math Methods Med, 2012

💬 AI 翻訳タイトル

CFDシミュレーションに基づく患者個別化仮想血管造影生成のためのワークフロー

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤の破裂リスク分類および治療計画に資する血行動態量の検証を可能にするため、CFDシミュレーション結果から患者個別化された仮想血管造影像を生成するワークフローを提示することである。
  • 方法として、壁せん断応力、圧力、血流速度などの血行動態量を数値流体力学（CFD）により算出し、複数の患者特異的パラメータを取り込んで実取得の造影像と最良に一致する仮想血管造影像を合成する手順を構築し、ファントムおよび患者症例で実演した。
  • 結果として、本ワークフローはファントムおよび患者の複数症例において仮想血管造影像の生成を一貫して達成し、取得された血管造影像との比較が可能であり良好な整合を示すことを実証した。
  • 結論として、本ワークフローはCFD由来の血行動態指標の検証に向けた画像比較の枠組みを提供し、脳動脈瘤のリスク評価および治療戦略立案を支援する基盤となる。

(011) Valen-Sendstad [85] ⭐

📕 書誌情報

High-resolution CFD detects high-frequency velocity fluctuations in bifurcation, but not sidewall, aneurysms.

Kristian Valen-Sendstad, Kent-André Mardal, David A Steinman

J Biomech, 2013 Jan 18

💬 AI 翻訳タイトル

高解像度CFDにより分岐部動脈瘤では高周波速度変動が検出されるが、側壁動脈瘤では検出されない

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、超高解像度の数値流体力学（computational fluid dynamics; CFD）により中大脳動脈（MCA）動脈瘤内での高周波の流れ変動が十分に解像されたモデルでどの程度普遍的に生じるか、また分岐部動脈瘤と側壁動脈瘤で挙動が異なるかを検証することである。
  • CTアンギオグラフィからデジタルセグメンテーションした解剖学的に現実的なMCA動脈瘤12例（未破裂5、破裂7；側壁4、分岐部8）を対象に、拍動期最高（peak systolic）に相当する0.5 m/sの定常流入条件下で、時間・空間解像度がそれぞれ約0.1 msおよび0.1 mmの過渡（transient）CFDシミュレーションを実施した。
  • 12例中5例で定常流入にもかかわらず過渡的応答が生じ、最大100 Hz、1例では900 Hzに達する有意な高周波速度変動が観察され、これら5例はいずれも破裂分岐部動脈瘤であった一方、側壁動脈瘤（破裂1例を含む）はすべて迅速に安定な定常解に収束した。
  • したがって、分岐部動脈瘤における高周波・高エネルギーの速度変動は十分な時間・空間解像度を備えたCFDでなければ見落とされ得ず、こうした流体力学的ダイナミクスは動脈瘤破裂のメカノバイオロジー（mechanobiology）および分岐部と側壁動脈瘤で報告される破裂予測因子の二分性（dichotomy）に関連する可能性がある。

(012) Kannan [28]

📕 書誌情報

A near-infrared spectroscopy computational model for cerebral hemodynamics.

R Kannan, A Przekwas

Int J Numer Method Biomed Eng, 2012 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

近赤外分光法による脳血行動態の計算モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、組織の吸収・散乱・屈折の差異に基づいて酸素化ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビンおよび水の濃度変化を検出する近赤外分光法(NIRS)の原理を数値的に実装し、境界センサ計測から組織の光学特性を再構成することにより、脳出血の迅速な非侵襲的検出・定量化を実現する計算手法を提示することである。
  • 方法として、CFD Research Corporationの有限体積法に基づく計算生物学コードを用いてNIRS手順を数値的に模擬し、(i) 脳組織内への非侵襲的「数値的貫入」を行い、(ii) 水分および酸素化/脱酸素化血液に起因する光学特性を再構成し、得られた数値的非侵襲計測値から出血の範囲と重症度を推定する枠組みを構築した。
  • 結果として、この数値NIRS手法により取得されたデータは脳出血の広がりと重症度の予測に有効であり、二次元および三次元シミュレーションによって検出・定量化の実現可能性が概念実証された。
  • 結論として、本数値定式化は局在性損傷の位置と重症度の推定に関する指針も与えつつ、脳血行動態の質的・量的評価に資する非侵襲的技術として有望であることが示された。

(013) Savitz [137] ⭐

📕 書誌情報

Inflammation and neurological disease-related genes are differentially expressed in depressed patients with mood disorders and correlate with morphometric and functional imaging abnormalities.

Jonathan Savitz, Mark Barton Frank, Teresa Victor, Melissa Bebak, Julie H Marino, Patrick S F Bellgowan, Brett A McKinney, Jerzy Bodurka, T Kent Teague, Wayne C Drevets

Brain Behav Immun, 2013 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

炎症・神経疾患関連遺伝子は気分障害の抑うつ患者で差次的発現を示し、形態計測学的および機能的画像異常と相関する

💬 AI 要約

  • 抑うつ患者は炎症性変化と扁桃体反応性亢進や海馬・腹内側前頭前野（vmPFC）体積減少などの神経画像学的異常を示すが、その関連は十分に解明されていないため、本研究は気分障害における末梢免疫関連遺伝子発現と機能的・形態的脳画像指標との関連を検証することを目的とした。
  • 気分障害の未治療抑うつ患者29例（双極性障害8例、うつ病21例）と健常対照24例の末梢血単核球（PBMC）に対して全ゲノム遺伝子発現解析を行い、差次的発現遺伝子12個（ADM, APBB3, CD160, CFD, CITED2, CTSZ, IER5, NFKBIZ, NR4A2, NUCKS1, SERTAD1, TNF）を同定し、Ingenuity Pathway Analysis（IPA）でネットワークを解析したうえで、情動価を有する顔刺激のバックワード・マスキング課題中のfMRIにより右扁桃体・左海馬・腹内側前頭前野の血行動態反応を評価し、さらに左膝下帯状皮質（subgenual ACC）の皮質厚および海馬・尾状核の体積とmRNA発現量との相関を検討した。
  • 患者群では悲しみ顔＞幸福顔のマスク条件において右扁桃体・左海馬・腹内側前頭前野の血行動態反応が健常対照よりも増大し、いくつかの遺伝子のmRNAレベルはこれら領域の反応と有意に相関し、差次的発現トランスクリプトは左膝下帯状皮質の皮質厚および海馬・尾状核の体積と有意に相関したほか、IPAはTNFを中心にNFκB、TGFβ、ERKがハブとなるネットワークと、細胞周期/キナーゼシグナル異常を示唆する第二のネットワークを示した。
  • これらの所見は、分子レベルの免疫機能不全がマクロレベルの神経画像学的異常に対応づけられる可能性を示し、炎症が抑うつの発症・維持に至る機序の解明に寄与しうる。

(014) Janiga [48]

📕 書誌情報

Realistic virtual intracranial stenting and computational fluid dynamics for treatment analysis.

Gábor Janiga, Christian Rössl, Martin Skalej, Dominique Thévenin

J Biomech, 2013 Jan 04

💬 AI 翻訳タイトル

治療評価のための現実的な仮想頭蓋内ステント留置と計算流体力学

💬 AI 要約

  • 医療意思決定の支援およびステント設計の高度化を目的として、複雑な患者固有血管形状に直接適用可能な革新的な仮想頭蓋内ステント留置手法を提示し、Virtual Intracranial Stenting Challenge 2010の脳底動脈先端部動脈瘤症例を用いてその有用性を検証した。
  • 本手法では、自由形状変形(Free-form deformation)を導入して血管壁に密着したステント展開を実現し、十分に細かい計算格子上で複数の配置条件に対する数値流体解析(CFD)を実施して動脈瘤への流入流量と瘤内滞留時間を定量化し、さらにNeuroformステントおよびSILKステントを種々の位置に仮想留置して滞留時間を比較した。
  • その結果、低孔隙率のSILKステントはNeuroformステントに比べ、適切な位置に留置された場合に瘤内滞留時間を大幅に延長し、動脈瘤嚢内の最大壁せん断応力(Wall shear stress; WSS)を顕著に低下させた。
  • 本研究は、ステントの孔隙率と適切なデバイス位置決めが血行動態指標に大きく影響することを示し、CFDと統合した現実的な仮想ステント留置が術前計画および手術支援に有用であることを裏づけた。

(015) Hodis [38]

📕 書誌情報

Grid convergence errors in hemodynamic solution of patient-specific cerebral aneurysms.

Simona Hodis, Susheil Uthamaraj, Andrea L Smith, Kendall D Dennis, David F Kallmes, Dan Dragomir-Daescu

J Biomech, 2012 Nov 15

💬 AI 翻訳タイトル

患者固有脳動脈瘤における血行動態解の格子収束誤差

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、形状の異なる患者固有脳動脈瘤に対する動脈瘤内流れの計算流体力学（CFD）解について、包括的な解の検証を実施し、格子収束誤差を定量化することである。
  • 異なるドーム形態を有する5例の患者固有脳動脈瘤モデルを対象に、格子の精細化度を考慮するリチャードソン外挿法に基づき、速度・圧力・壁面せん断応力の格子収束誤差を6地点で評価した。
  • 5例中4例では、6地点での速度・圧力・壁面せん断応力が単調に収束し、最も細かい格子における不確かさは最大12〜16%であった。
  • 一方、幾何学的に複雑な1例では収束が振動的となり、解析精度を確立するには各患者固有モデルごとに個別の格子収束性の検討が必要であることが示された。

(016) Shobayashi [67]

📕 書誌情報

Intra-aneurysmal hemodynamic alterations by a self-expandable intracranial stent and flow diversion stent: high intra-aneurysmal pressure remains regardless of flow velocity reduction.

Yasuhiro Shobayashi, Satoshi Tateshima, Ryuichi Kakizaki, Ryo Sudo, Kazuo Tanishita, Fernando Viñuela

J Neurointerv Surg, 2013 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

自己拡張型頭蓋内ステントとフローダイバータステントによる動脈瘤内血行動態の変化：流速低下にもかかわらず動脈瘤内圧は高値のままである

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、コイルを併用しないフローダイバータステントが非血栓化脳動脈瘤に与える保護効果を検討し、自己拡張型ネックブリッジングステントと比較して動脈瘤内の流れおよび圧力をどのように変化させるかを定量評価することである。
  • ディジタルサブトラクション血管造影から内頸動脈‐眼動脈分岐部の大型動脈瘤の解剖学的に実在的な三次元モデルを作成し、ステレオ顕微鏡計測に基づくNeuroform EZネックブリッジングステントおよびPipeline Embolization Device（PED）の三次元モデルを配置したうえで、有限体積法により定常条件下で連続方程式とNavier–Stokes方程式を解くCFDを実施した（血液は非圧縮性ニュートン流体、血管壁は剛体、内腔はノースリップ境界条件、入口の最高収縮期動脈圧は前後とも120 mmHgに設定）。
  • 無治療では頸部中〜近位側から流入し遠位壁に沿って上行する一次循環と反時計回りの渦が観察され、Neuroform EZは平均流速を14%低下させ流れパターンの変化は軽微であった一方、PEDは平均流速を74%低下させ流れパターンを大きく変化させたが、動脈瘤内圧の低下はそれぞれ4 mmHgと8 mmHgにとどまった。
  • したがって、両ステントのフローダイバージョン効果は主として流速低下に限定され、非血栓化動脈瘤や血栓化遅延例ではステントによる流速低下の程度にかかわらず動脈瘤内圧は本質的に高値のままであることが示唆された。

(017) Larrabide [91] ⭐

📕 書誌情報

Intra-aneurysmal pressure and flow changes induced by flow diverters: relation to aneurysm size and shape.

I Larrabide, M L Aguilar, H G Morales, A J Geers, Z Kulcsár, D Rüfenacht, A F Frangi

AJNR Am J Neuroradiol, 2013 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーターによって誘発される動脈瘤内圧および血流の変化：動脈瘤のサイズと形状との関連

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバーター(FD)による血流改変がしばしば惹起する動脈瘤血栓化と逆リモデリング(reverse remodeling)の過程において、動脈瘤内圧変化および動脈瘤形態の潜在的役割を明らかにすることであり、内頸動脈(ICA)床突起上部セグメントに位置する23例の動脈瘤を対象に数値シミュレーションを行った。
  • 三次元画像から各動脈瘤（サイズ・形状が多様）をモデル化し、動脈瘤頸部を横断する血管壁の足場（scaffold）を再構成する仮想FD留置の前後で、数値流体力学(CFD)により壁面せん断応力(WSS)、流速、滞留時間(residence time)、ターンオーバー時間(turnover time)、動脈瘤内圧を算出し、サイズおよび形状（囊状 vs 紡錘状）による差異も含め統計的に評価した。
  • FD留置後、平均動脈瘤内圧を除く多くの血行力学変数は動脈瘤内で有意に低下した（P<.01）が、最小・最大内圧の変化は小さいながら統計学的に有意と判定されても臨床的意義は乏しいと考えられ、23例の計算では平均またはピーク内圧に有意な変化は認められず二次破裂への圧変化の関与は小さいことが示唆された; 一方でWSSと流速はより大きく変化し血栓形成への関与が示され、小型動脈瘤では大型に比べWSS（P=.069）と流速（P=.013）の低下が大きく、形状では紡錘状動脈瘤で囊状に比べWSS（P=.055）と流速（P=.065）の低下およびturnover timeの増加がより顕著であった。
  • 以上より、FD後の稀な二次破裂における内圧変化の役割は限定的である一方、動脈瘤のサイズと形状に依存したWSSおよび流速の低下とturnover timeの増加が動脈瘤内血栓形成とリバースリモデリング（reverse remodeling）の機序に寄与し得ることが示された。

(018) Roberts [51] ⭐

📕 書誌情報

Human head-neck computational model for assessing blast injury.

J C Roberts, T P Harrigan, E E Ward, T M Taylor, M S Annett, A C Merkle

J Biomech, 2012 Nov 15

💬 AI 翻訳タイトル

爆風外傷評価のためのヒト頭頸部計算モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、爆風に対する頭部の動力学的および運動学的影響を評価するため、Hybrid III ATD頸部と結合したヒト頭部有限要素モデル（HHFEM）を構築し、数値流体力学（CFD）により衝撃波管条件を模擬した荷重を付与して検証することである。
  • HHFEMのソリッドモデルから物理ヒト頭部サロゲートモデル（HSHM）を作製して物理Hybrid III ATD頸部に接続し衝撃波管過圧に曝露（ドライバ圧力517、690、862 kPa）するとともに、HHFEMを衝撃波管前方に配置したCFDモデルで同等の時空間圧力を算出してHHFEMに適用し、選定した脳組織材料特性のもとで頭蓋内圧、脳-頭蓋相対変位（時空間履歴とピーク）、および脳局所の回転をHSHM計測と比較した。
  • その結果、選定した脳組織材料特性のもとで、HHFEMの頭蓋内圧ピーク値（70〜120 kPa）、脳-頭蓋相対変位の時空間履歴およびピーク（0.5〜3.0 mm）はHSHMの結果と良好に一致し、HSHMの矢状面センサで観測された脳局所の回転も概ね正しく予測された。
  • 以上より、CFD由来の時空間圧力を用いて爆風条件を付加するHybrid III ATD頸部結合型の頭頸部有限要素計算モデルは、衝撃波管過圧下のサロゲート応答を再現し、爆風外傷の評価と機序解明に有用な計算ツールであることが示された。

(019) Morales [41]

📕 書誌情報

A virtual coiling technique for image-based aneurysm models by dynamic path planning.

Hernán G Morales, Ignacio Larrabide, Arjan J Geers, Luis San Román, Jordi Blasco, Juan M Macho, Alejandro F Frangi

IEEE Trans Med Imaging, 2013 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

動的経路計画（dynamic path planning）による画像ベース動脈瘤モデルのための仮想コイリング手法

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、画像ベースの動脈瘤モデルに対する仮想コイリング手法を提案し、動的経路計画（dynamic path planning）により臨床的に望ましい高い充填率を達成しつつコイルの構造と分布を瘤内で模擬することである。
  • 本手法では動的経路計画を用いて瘤内でのコイル挿入経路と配置を逐次生成し、理想化モデルおよび画像ベースモデルで性能評価を行い、さらに実際にコイリングされた動脈瘤症例の臨床情報により妥当性を検証し、コイリング後の局所血行動態を計算流体力学（CFD）で評価した。
  • 提案手法は挿入コイルの巨視的挙動を再現し、瘤内の充填率、形状、コイル分布を適切に捉え、コイリング後のCFD解析では壁せん断応力および瘤内流速の低下に加え、造影剤の瘤内流入量の減少と滞留時間の延長が示された。
  • 以上より、本仮想コイリング手法は画像ベース動脈瘤モデルにおけるコイル治療の再現と術後血行動態評価に有用であり、治療計画支援と転帰予測に資する可能性が示唆された。

(020) Omodaka [110] ⭐

📕 書誌情報

Local hemodynamics at the rupture point of cerebral aneurysms determined by computational fluid dynamics analysis.

Shunsuke Omodaka, Shin-Ichirou Sugiyama, Takashi Inoue, Kenichi Funamoto, Miki Fujimura, Hiroaki Shimizu, Toshiyuki Hayase, Akira Takahashi, Teiji Tominaga

Cerebrovasc Dis, 2012

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学（CFD）解析による脳動脈瘤破裂点の局所血行動態

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤の破裂に関与する血行力学的要因、とりわけ壁せん断応力（WSS）の高低に関する議論を背景に、破裂点における局所血行動態特性を定量的に明らかにすることを目的とした。
  • 術中に破裂点が確認された6例の中大脳動脈瘤について、3次元回転血管撮影像からモデルを構築し、患者特異的な流入条件下で脈動流の計算流体力学（CFD）解析を行って時間平均壁せん断応力（TAWSS）と振動性せん断指数（OSI）を算出し、破裂点と非破裂部瘤壁で比較した、加えて磁気共鳴血管撮影でブレブ（bleb）形成が確認できた症例ではブレブ切除モデルの追加シミュレーションを実施した。
  • 全例で破裂点は瘤体またはドームに位置し、破裂点のTAWSSは非破裂部瘤壁より有意に低かった（1.10 vs 4.96 Pa, p=0.031）が、破裂点のOSIは高い傾向を示したものの有意差はなかった（0.0148 vs 0.0059, p=0.156）、さらにブレブ切除シミュレーションでは切除部位のTAWSSが6.31 Paと増加し周囲瘤壁（1.94 Pa）より高く、流れの衝突領域との関連が示唆された。
  • これらの結果から、破裂点は瘤壁の低WSS領域に位置することが示され、ブレブ切除モデルは衝突流による高WSSの分布変化を示したが、症例数は少ないものの破裂点の位置と低WSSの関連が支持され、動脈瘤破裂への血行動態の影響については今後の検討が必要である。

(021) Jiang [22]

📕 書誌情報

Interactive decomposition and mapping of saccular cerebral aneurysms using harmonic functions: its first application with "patient-specific" computational fluid dynamics (CFD) simulations.

Jingfeng Jiang, Charles M Strother

IEEE Trans Med Imaging, 2013 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

調和関数を用いた嚢状脳動脈瘤のインタラクティブな分解およびマッピング：患者特異的数値流体力学（CFD）シミュレーションへの初応用

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、調和関数に基づく嚢状脳動脈瘤表面の単位円板への写像と、瘤と親動脈・分枝の自動分解を組み合わせた手法を提示し、患者特異的CFDから得られる壁せん断応力や壁面圧力などの表面ベース指標を、形状の大きく異なる多数症例間で客観的かつ統一的に比較可能にすることで、多施設・多患者研究を支援することである。
  • 本手法は人手介入を最小限に抑え、正常親動脈の円筒性からの空間的に変動する偏差を与える距離指標、局所曲率、瘤—親動脈接合部における局所的な凹性という三種の形状情報を統合して、形状感受性の重み付けを施したラプラシアン方程式の線形系を構築し、その解として得られる調和関数（調和場）の等値線が親動脈と瘤の境界に密集する性質を利用して最適な等値線をランキングにより選択し、得られた境界でセグメンテーションした瘤表面を単位円板へ写像する。
  • 自施設データベースの患者特異的動脈瘤幾何形状を用いた定量解析により本手法のロバスト性が示され、分岐部、終末型、側壁型など幾何学的に多様な動脈瘤に対しても同様の有効性が確認された。
  • このアプローチは、患者特異的CFDを含む大規模データセットにおいて、モデル間での壁せん断応力や壁面圧力などの表面生理・血行力学パラメータの有意で信頼性が高く再現性のある比較を可能にし、脳動脈瘤の自然歴（破裂／非破裂）との相関研究を促進する学術的貢献を有する。

(022) Kono [30]

📕 書誌情報

Stent-assisted coil embolization and computational fluid dynamics simulations of bilateral vertebral artery dissecting aneurysms presenting with subarachnoid hemorrhage: case report.

Kenichi Kono, Aki Shintani, Takeshi Fujimoto, Tomoaki Terada

Neurosurgery, 2012 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

クモ膜下出血で発症した両側椎骨動脈解離性動脈瘤に対するステント支援下コイル塞栓術と計算流体力学シミュレーション：症例報告

💬 AI 要約

  • 本症例報告の目的は、クモ膜下出血で発症した両側椎骨動脈解離性動脈瘤（VADA）に対し、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションに基づく治療戦略のもと両側にステント支援下コイル塞栓術を同一セッションで施行した経過を提示し、CFDの臨床的有用性を検討することである。
  • 48歳男性の両側VADA症例に対して、破裂側の予測と、片側をトラッピングした場合に他方の動脈瘤に生じ得る壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）増大の推定を目的として術前にCFDシミュレーションを実施し、その結果を踏まえて両側動脈瘤にステント支援下コイル塞栓術を同一セッションで行った。
  • 手技は合併症なく完遂され、両側椎骨動脈の血流は温存され、発症後14カ月時点で患者は神経学的異常なく経過した。
  • 両側VADAに伴うクモ膜下出血に対する両側同時のステント支援下コイル塞栓術は、再出血予防と両側椎骨動脈の温存を達成しつつ血行力学的ストレスを増大させない合理的治療選択肢であり、本報告はその初例である可能性を示すとともに、CFDシミュレーションが動脈瘤治療の戦略立案に有用であることを示唆する。

(023) Magdoom [27]

📕 書誌情報

Evaluation of a voxelized model based on DCE-MRI for tracer transport in tumor.

K N Magdoom, Gregory L Pishko, Jung Hwan Kim, Malisa Sarntinoranont

J Biomech Eng, 2012 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

腫瘍におけるトレーサー輸送のためのDCE-MRIに基づくボクセル化モデルの評価

💬 AI 要約

  • 固形腫瘍における薬剤取り込みの不十分さと不均一性が治療効果を制限することから、本研究ではDCE-MRIに基づく患者特異的な計算論的多孔質媒体(porous media)ボクセル化モデルを開発し、腫瘍内の間質流場と全身投与されたMR可視化トレーサーの分布を予測・検証することを目的とした。
  • 本ボクセルアプローチは、従来われわれが開発した非構造格子を用いるCFD法と比べて作業負担が小さく計算時間を約1桁短縮し、モデル出力を非構造格子モデルおよび腫瘍内のMR計測トレーサー濃度と照合して、統計解析ならびに定性的評価を行った。
  • 統計解析では構造化(ボクセル)モデルと非構造格子モデルの結果が低い二乗平均平方根誤差(RMS)と高い相関係数を示し、ボクセル化モデルは腫瘍内の高い間質液圧(IFP)やトレーサーの不均一分布といった流れ場の特徴を再現し、さらに1時間の経時にわたるMR計測値に対しても低RMSで一致し、この一致性は3例の腫瘍において維持された。
  • 以上より、ボクセル化モデルは腫瘍内の細胞外(間質)輸送を予測するうえで、非構造格子を用いた手法に代わる信頼性が高く迅速なアプローチである。

(024) Kulcsár [111] ⭐

📕 書誌情報

Flow diversion treatment: intra-aneurismal blood flow velocity and WSS reduction are parameters to predict aneurysm thrombosis.

Zsolt Kulcsár, Luca Augsburger, Philippe Reymond, Vitor M Pereira, Sven Hirsch, Ajit S Mallik, John Millar, Stephan G Wetzel, Isabel Wanke, Daniel A Rüfenacht

Acta Neurochir (Wien), 2012 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバージョン治療：動脈瘤内血流速度および壁せん断応力（WSS）の低下は動脈瘤血栓化を予測するパラメータである

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、内頸動脈眼動脈近傍部の脳動脈瘤に対するフローダイバージョン治療が誘発する血行動態変化をCFDで定量化し、その変化が経時的な動脈瘤の血栓化または開存とどのように関連するかを検証することである。
  • 8例に対しフローダイバージョン単独で治療し、術前後で患者固有のCFD解析を実施、仮想ステント展開法により頸部を横断する実形状のデバイスモデルを物理的遮蔽体として配置し、平均/最大速度、壁せん断応力（WSS）、動脈瘤内フローパターンを比較し、血管造影フォローアップ（6日〜12カ月）と相関させた。
  • 全例で動脈瘤内平均流速とWSSは有意に低下し、フローパターンの変化は1例のみで認められ、8例中7例が経過中に完全閉塞した一方、1年後も開存した1例ではフローパターンの変化がなく、治療5日後に破裂した1例でもフローパターンおよび最大流入速度の変化は認められなかった。
  • これらの所見は、相対的な流速およびWSS低下のみでも多くの症例で血栓化に至り得る一方、動脈瘤固有の閾値を下回らない減少では完全あるいは部分的な開存が持続し得ることを示し、流速およびWSS低下が血栓化予測の有用なパラメータであることを示唆する。

(025) Kono [51] ⭐

📕 書誌情報

Hemodynamic characteristics at the rupture site of cerebral aneurysms: a case study.

Kenichi Kono, Takeshi Fujimoto, Aki Shintani, Tomoaki Terada

Neurosurgery, 2012 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の破裂部位における血行動態特性：症例報告

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、再出血前および再出血時に偶然取得された3次元画像を基に破裂部位を正確に同定し、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）解析により脳動脈瘤破裂部位の血行動態的特徴を明らかにすることである。
  • 単一症例において2つの3次元画像を比較して破裂部位を特定し、流速、壁せん断応力（wall shear stress; WSS）、圧力、振動せん断指数（oscillatory shear index）を心周期全体で評価した。
  • その結果、心周期の諸指標の中で破裂部位は拡張末期の低WSSと収縮期ピーク時の高圧の組み合わせによって最も顕著に識別され、当該部位は収縮期ピークで衝突域（impingement zone）となり、拡張末期には流れの剥離が認められた。
  • 以上より、拡張末期の低WSSが瘤壁の変性・菲薄化を惹起し、収縮期ピークの高圧（衝突域）が菲薄化した壁の破綻を招くという機序が示唆され、破裂部位の特徴的パラメータとして「拡張末期低WSS＋収縮期ピーク高圧」を提案する。

(026) Schneiders [48]

📕 書誌情報

Intracranial aneurysm neck size overestimation with 3D rotational angiography: the impact on intra-aneurysmal hemodynamics simulated with computational fluid dynamics.

J J Schneiders, H A Marquering, L Antiga, R van den Berg, E VanBavel, C B Majoie

AJNR Am J Neuroradiol, 2013 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

3次元回転血管撮影(3DRA)における頭蓋内動脈瘤ネック径の過大評価：計算流体力学(CFD)でシミュレートされた動脈瘤内血行動態への影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、3次元回転血管撮影(3DRA)における頭蓋内動脈瘤のネック径過大評価が、計算流体力学(CFD)でシミュレートされる動脈瘤内血行動態に与える影響を検討することである。
  • 20人の患者から得られた20個の頭蓋内動脈瘤を対象として、3DRAと二次元デジタルサブトラクション血管撮影(2D DSA)の所見を比較し、3DRA由来の血管モデルを2D DSAに整合するように修正したうえで、原モデルと修正版モデルの幾何学的および血行動態的指標（流入ジェット(inflow jet)、インピンジメントゾーン(impingement zone)、壁面せん断応力(WSS)分布など）を比較した。
  • 20例中8例で3DRAはネック径を過大評価しており、修正後のネック径は平均19%（0.85±0.32 mm）縮小したほか、ネック修正により流入ジェット位置（2/8）、インピンジメントゾーン（3/8）、低WSS領域（4/8）が変化し、1例では最大WSSが98%増加し、さらにインピンジメントゾーン位置の変化により2例で同領域の分類が異なった。
  • 以上より、3DRAにおけるネック径の過大評価はCFDで導出される血行動態特性に無視できない影響を及ぼしうることが示され、3DRAベースのモデルに基づく解析や臨床判断では、2D DSAとの整合を含む形態計測の不確かさを考慮する必要がある。

(027) Reymond [45]

📕 書誌情報

Patient-specific mean pressure drop in the systemic arterial tree, a comparison between 1-D and 3-D models.

Philippe Reymond, Fabienne Perren, François Lazeyras, Nikos Stergiopulos

J Biomech, 2012 Oct 11

💬 AI 翻訳タイトル

全身動脈樹における患者特異的平均圧降下：一次元モデルと三次元モデルの比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、一次元（1-D）動脈モデルに内在する摩擦損失の近似（発達流を仮定した直線・非テーパ管に基づく）ゆえに分岐・蛇行・非平面性・複雑形状に起因する損失を考慮できず平均圧推定に生じうる誤差を、患者特異的全身循環に対する三次元（3-D）解析と比較して定量評価することである。
  • 標準的な計算流体力学（CFD）コードを用い、血液のニュートンおよび非ニュートン特性を考慮した定常流計算を患者特異的な全身循環モデルに対して実施し、三つの主要かつ代表的な動脈経路に沿った圧力推移を、1-Dモデルが与える平均圧予測と比較した。
  • その結果、大動脈基部から腸骨動脈分岐および上腕末梢までの圧力降下は1 mmHg未満で1-Dと3-Dは良好に一致した一方、頭蓋外（precerebral）および脳動脈のような小血管では平均大動脈圧からの平均圧降下が10 mmHgを超え、蛇行・非平面性・分岐に起因する複雑な流れによりせん断応力が増大し、1-Dモデルは損失を一貫して過小評価した。
  • 以上より、1-Dモデルは末梢動脈、特に脳循環において平均圧を過大評価することが示され、患者特異的3-D解析により幾何学的複雑性に伴う損失を反映する重要性が示唆され、1-Dモデルの適用限界と補正の必要性が明確化された。

(028) Zhang [74] ⭐

📕 書誌情報

Investigation of intracranial aneurysm hemodynamics following flow diverter stent treatment.

Y Zhang, W Chong, Y Qian

Med Eng Phys, 2013 May

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーターステント治療後における頭蓋内動脈瘤の血行動態の検討

💬 AI 要約

  • フローダイバーター（FD）は動脈瘤への流入低減を目的とする高密度メッシュステントである一方、残存動脈瘤の増大や破裂も報告されており、本研究はFD留置が頭蓋内動脈瘤（IA）の血行動態に及ぼす影響を定量的に解明することを目的とした。
  • 成功症例（患者A）と不成功症例（患者B）を対象に、患者固有形状を用いた数値流体力学（computational fluid dynamics; CFD）解析により、FD留置後の流れの駆動力（dynamic force）と流れ抵抗力（flow resistance force）を評価した。
  • 成功症例ではFDによる流れ抵抗力が駆動力を上回り動脈瘤頸部の流速が95%低下したのに対し、不成功症例では抵抗力が駆動力を下回り頸部流速低下は約50%にとどまった。
  • 以上より、完全閉塞には動的力を抑制し得るより高抵抗のFDが必要であり、患者固有の血行動態シミュレーションはFD治療成績を定量的に予測・評価する有用な手段となることが示された。

(029) Kaufmann [15]

📕 書誌情報

Implementation of cerebral autoregulation into computational fluid dynamics studies of cardiopulmonary bypass.

Tim A S Kaufmann, Thomas Schmitz-Rode, Ulrich Steinseifer

Artif Organs, 2012 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

心肺バイパスの数値流体力学（CFD）解析への脳自己調節能の実装

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、これまで数値解析でほとんど考慮されてこなかった脳自己調節能を心肺バイパス（CPB）の数値流体力学（CFD）解析に実装し、脳灌流圧（CPP）変動下の脳血流（CBF）への影響を定量評価することである。
  • 三次元心血管モデルを用いたCPBのCFDシミュレーション（流量4.5–6 L/min）を実施し、脳循環の流出境界にCPPに基づきCBFを計算する方程式を課して、完全な自己調節を仮定した場合はCPP 80–120 mmHgでCBFを一定、CPP 55–80および120–145 mmHgではCBFが20%変動するよう設定し、さらに自己調節能の低下をパラメータとして変化させるとともに慢性高血圧は基準CPPの上方シフトとしてモデル化した。
  • その結果、完全な自己調節を仮定してもCPB中にはCBFが低下し、自己調節能が障害されている場合や慢性高血圧の条件ではその低下が一層顕著であることが示された。
  • 脳自己調節能はCPB中の脳灌流に強い影響を及ぼすため、CFD解析に本機構を組み込むことが不可欠であり、提示したモデルは患者特異的な自己調節パラメータに基づくCPB支援条件の最適化に資する。

(030) Omodaka [18]

📕 書誌情報

Influence of surface model extraction parameter on computational fluid dynamics modeling of cerebral aneurysms.

Shunsuke Omodaka, Takashi Inoue, Kenichi Funamoto, Shin-Ichirou Sugiyama, Hiroaki Shimizu, Toshiyuki Hayase, Akira Takahashi, Teiji Tominaga

J Biomech, 2012 Sep 21

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の数値流体力学（CFD）モデリングにおける表面モデル抽出パラメータの影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者固有の血管モデル再構築に用いるしきい値画像強度の差異が脳動脈瘤のCFD解析に及ぼす影響を、簡便なしきい値決定法を用いて評価することである。
  • 2009年4月から2010年3月に後ろ向きに収集した内頸動脈瘤11例の3次元回転血管造影（3DRA）データにおいて、母内頸動脈の冠状断を横切るラインプローブを設定して画像強度のプロファイル曲線を算出し、この曲線におけるしきい値係数（C(thre)）に基づいて客観的にしきい値画像強度を決定し、C(thre)の違いが血管モデルの形状構成と動脈瘤の壁せん断応力（wall shear stress: WSS）分布に与える影響を評価した。
  • C(thre)が増加するほどしきい値画像強度は上昇し、C(thre)が低いほど手動編集の頻度が高く、C(thre)が高いほど後交通動脈（PComA）の連続性の喪失がより頻繁に生じ、さらに血管モデル体積は減少しWSSは増加し、1例ではWSS分布パターンが著明に変化した。
  • 以上より、しきい値画像強度の設定差はCFD結果に顕著な影響を及ぼしうることが示され、客観的なCFDを実現するためにはC(thre)の一様な設定が重要であることが示唆された。

(031) Ma [120] ⭐

📕 書誌情報

Computer modeling of deployment and mechanical expansion of neurovascular flow diverter in patient-specific intracranial aneurysms.

Ding Ma, Gary F Dargush, Sabareesh K Natarajan, Elad I Levy, Adnan H Siddiqui, Hui Meng

J Biomech, 2012 Aug 31

💬 AI 翻訳タイトル

患者固有の頭蓋内動脈瘤における脳血管フローダイバータの展開と機械的拡張の計算機モデリング

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者固有の頭蓋内動脈瘤において編網型フローダイバータ（flow diverter: FD）の機械的展開と最終配置を有限要素解析（finite element analysis: FEA）に基づき再現し、CFDに必要な実形状を提供するワークフローを構築することである。
  • Pipeline Embolization Device を模擬した相互に編み込まれたワイヤFDモデルを3次元有限ビーム要素で構築し、ストランド間およびステントとマイクロカテーテル、プッシャー、遠位コイルなどデリバリー系構成要素との相互作用を考慮して、圧縮（crimping）→搬送（delivery）→拡張（expansion）の工程を連成的に解析し、2例の患者固有動脈瘤に適用するとともに摩擦条件のパラメトリック検討を行った。
  • 本ワークフローは2症例において現実的な展開後形状を再現し、摩擦条件が異なっても展開結果の一貫性が保たれる一方で、過度のステント内摩擦は回避すべきであることが示された。
  • 本研究は脳血管内での編網型FDステントの展開を機械学的にモデル化して現実的な最終配置を得た初の報告であり、フローダイバータに対する高精度なCFD解析を可能にして治療予測と最適化の信頼性向上に資する。

(032) Steele [14]

📕 書誌情報

Electroencephalographic and seizure manifestations in two patients with folate receptor autoimmune antibody-mediated primary cerebral folate deficiency.

Sonya U Steele, Sue Mei Cheah, Aravindhan Veerapandiyan, William Gallentine, Edward C Smith, Mohamad A Mikati

Epilepsy Behav, 2012 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

葉酸受容体自己免疫抗体介在性原発性脳内葉酸欠乏症2例における脳波およびてんかん発作の所見

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、葉酸受容体自己免疫抗体により介在される原発性脳内葉酸欠乏症における発作症候学と脳波（EEG）所見の特徴を明らかにすることである。
  • われわれは本疾患の2例について、発作型とEEG所見を中心に臨床経過を記述的に検討した。
  • 第1例では生後3カ月で乳児痙攣という新規の発現形態を示し、第2例では非進行性発達遅滞と強直発作で発症後、15歳時に睡眠時電気的てんかん重積状態（ESES）という新規所見を呈したほか、生後2年以内の発作発症、強直発作、ミオクロニー脱力発作、欠神発作、全般強直間代発作、およびEEGでの全般性棘徐波・多焦点性棘波といった既報の所見も確認された。
  • これらの観察は本症のてんかん・EEG表現型のスペクトラムを拡大し、治療可能な疾患として本症を早期から鑑別に挙げるための臨床的警戒度（index of suspicion）を高めることの重要性を示す。

(034) Sforza [70]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics in brain aneurysms.

Daniel M Sforza, Christopher M Putman, Juan R Cebral

Int J Numer Method Biomed Eng, 2012

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤における計算流体力学(CFD)

💬 AI 要約

  • 本総説の目的は、画像ベースの患者特異的計算流体力学(CFD)を用いた脳動脈瘤研究の最先端を統合的に整理し、脳動脈瘤の自然史を規定する血行動態の役割を明確化し、現存する論争を収斂させることである。
  • 本稿では、患者特異的CFDモデルを採用した研究の貢献を批判的に検討し、方法論的進展と各研究横断の主要知見を総括した。
  • レビューの結果、支配機構に関する重大な不一致が依然として存在し、見かけ上矛盾する結果が生じうる理由を指摘するとともに、重要な血行動態因子に関するエビデンスを統合した。
  • 結論として、患者特異的計算モデルは脳動脈瘤の破裂リスク評価および患者管理への臨床応用に大きな可能性を示しており、分野の前進には統一的アプローチが必要である。

(035) Ramalho [29]

📕 書誌情報

Sensitivity to outflow boundary conditions and level of geometry description for a cerebral aneurysm.

S Ramalho, A Moura, A M Gambaruto, A Sequeira

Int J Numer Method Biomed Eng, 2012

  • Keywords: cerebral aneurysm, computational fluid dynamics, geometrical multiscale modelling, outflow boundary conditions

  • DOI: 10.1002/cnm.2461

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 29
    • FWCI: 1.898
    • Citation Percentile: 88.78

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤における流出境界条件および幾何学的記述レベルに対する感度

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、囊状脳動脈瘤を含む解剖学的に現実的な脳血管ジオメトリとその幾何学的単純化モデルを対象に、流出境界条件と幾何学的詳細度（とくに側枝を明示的に含めるか、主幹に開口として表現するか）が計算される血流場および血行動態指標に与える影響を定量化し、適切なモデル選択の指針を示すことである。
  • 方法として、側枝に対する境界条件としてトラクションフリー(traction-free)条件、ゼロ速度条件（側枝を無視）、ならびに簡略なゼロ次元(0D)・一次元(1D)モデルとの連成を比較し、さらに側枝を明示的に含める解剖学的実形状と主幹に開口として側枝を表現する幾何学的理想化形状の双方で得られる計算血行動態を解析した。
  • 結果として、側枝の流出境界モデリングおよび幾何学的詳細度の選択は計算血行動態指標に大きく影響し、物理的解釈に基づく各手法の適否と当該選択に起因する誤差幅の推定範囲が示されるとともに、クリップされた(clipped)ジオメトリでは0Dおよび1Dモデルが側枝表現として良好に機能することが示された。
  • 本研究は、患者固有の計算血行動態解析における流出境界条件および幾何学的詳細度の感度とその誤差幅を明示し、側枝を有する脳動脈瘤モデルに対するモデル化選択の実用的指針を提供するとともに、今後の検証研究への基盤を提示する。

(036) de Zélicourt [14]

📕 書誌情報

Cannulation strategy for aortic arch reconstruction using deep hypothermic circulatory arrest.

Diane de Zélicourt, Philsub Jung, Marc Horner, Kerem Pekkan, Kirk R Kanter, Ajit P Yoganathan

Ann Thorac Surg, 2012 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

深低体温循環停止下における新生児大動脈弓再建のカニュレーション戦略

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、深低体温循環停止下に行われる新生児大動脈弓再建において、動脈カニュレーション戦略が脳および全身への血流分配に及ぼす影響を明らかにすることである。
  • 新生児低形成大動脈の実形状テンプレートを用いて、(1)右腕頭動脈、(2)腕頭動脈起始部、(3)動脈管開存（patent ductus arteriosus, PDA）、(4)腕頭動脈起始部＋PDAの4つのカニュレーション選択肢をモデル化し、計算流体力学（CFD）により新生児条件下の生理学的灌流と比較して数値的に予測された脳および全身の流量分配を評価し、あわせて肺動脈スネアリング（snaring）の影響も検討した。
  • 4戦略間で局所的血行動態は異なったものの、測定された流量分配への有意な影響は認められず、最大差は心拍出量の0.8%で腕頭動脈への配分がオプション3で23.2%、オプション4で24%であり、さらに肺動脈スネアリングは全身血管に一様な利益をもたらした。
  • 新生児では極めて高い下流血管抵抗により各血管床への流量分配が規定されるため、カニュレーション戦略の影響は小さく術式は術者の選好に基づいて選択し得る一方、大動脈縮窄合併例は追加検討を要し、2本カニューレ法（オプション4）が有益である可能性が高い。

(037) Schneiders [25]

📕 書誌情報

Comparison of phase-contrast MR imaging and endovascular sonography for intracranial blood flow velocity measurements.

J J Schneiders, S P Ferns, P van Ooij, M Siebes, A J Nederveen, R van den Berg, J van Lieshout, G Jansen, E vanBavel, C B Majoie

AJNR Am J Neuroradiol, 2012 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内血流速度測定における位相コントラストMRIと血管内ドップラー超音波法の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤の破裂リスク層別化および計算流体力学（CFD）に必要な境界条件の精度向上の観点から、位相コントラスト磁気共鳴画像法（PC-MRI）による頭蓋内血流速度（BFV）測定と血管内ドップラー超音波法による測定値を比較し、さらに患者間のBFVのばらつきを定量評価することである。
  • 未破裂脳動脈瘤患者10例において、意識下で治療前にPC-MRIを用いて海綿部内頸動脈のBFVを測定し、同一患者に対し、プロポフォール静脈麻酔（6例）またはセボフルラン吸入麻酔（4例）下で血管内ドップラー超音波ワイヤを用いてBFVを測定した。
  • 両手法はいずれも脳動脈の拍動性血流パターンを検出し、収縮期最大速度（PSV）は患者間で50 cm/sを超えて異なった；平均速度はPC-MRIで41.3 cm/s（95%信頼区間: 39.3–43.3）、血管内ドップラー超音波ではプロポフォール麻酔下で29.3 cm/s（25.8–32.8）、セボフルラン麻酔下で44.9 cm/s（40.6–49.3）であった。
  • 患者間のBFVの大きな差異は、CFDにおいて患者固有の血行動態境界条件を用いる重要性を裏づけ、さらに、意識下PC-MRIによるBFVはセボフルラン吸入麻酔下での血管内ドップラー超音波測定値と良好に一致する一方、麻酔法により測定値が変動し得ることを示した。

(038) Jou [16]

📕 書誌情報

Analysis of intra-aneurysmal flow for cerebral aneurysms with cerebral angiography.

L-D Jou, M E Mawad

AJNR Am J Neuroradiol, 2012 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

脳血管撮影を用いた脳動脈瘤の動脈瘤内血流解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、臨床的ニーズに応えるため、特にフローダイバーター治療の評価を念頭に置いた高フレームレート脳血管撮影に基づく動脈瘤内血流の評価手法を開発し、その有効性を検証することである。
  • 未破裂内頚動脈（ICA）動脈瘤7病変を有する6例に対し、30 frames/sで取得した3D DSAおよび2D DSAと造影剤注入速度2 mL/sからなる特別設計のDSAプロトコルを実施して新規手法により動脈瘤内血流を推定し、さらに患者固有モデルによるCFD計算で動脈瘤内流量を算出して両者を比較し、加えて7.5および15 frames/sとのフレームレート差の影響も評価した。
  • 高フレームレート脳血管撮影とCFD計算から得られた動脈瘤内流量比の間には強い線形関係が認められ（R=0.99）、30 frames/sは7.5および15 frames/sに比べて動脈瘤内血流推定の精度が高かった。
  • CFD計算は脳血管撮影に基づく動脈瘤内血行動態推定の妥当性を裏づけ、両手法で得られた線形関係は脳動脈瘤の動脈瘤内血行動態をリアルタイムに評価するために利用可能である。

(039) Schirmer [34]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamic characterization of carotid bifurcation stenosis in patient-based geometries.

Clemens M Schirmer, Adel M Malek

Brain Behav, 2012 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

患者個別形状に基づく頸動脈分岐部狭窄の計算流体力学的特性評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、高度頸動脈狭窄（CS）患者における病変ベースの計算流体力学（CFD）パイロット解析を通じて、空間的・時間的に複雑な血行動態変化を解明し、内皮細胞表現型および血管リモデリングに影響する力学環境を特徴づけることを目的とした。
  • 8例から高解像度の三次元回転血管造影データセットを取得して患者固有の計算格子を作成し、血液のせん断依存性（せん断率依存性）粘度を組み込んだCFD解析を実施した。
  • 狭窄部の平均壁せん断応力（WSS）は107 ± 73 dyn/cm^2であり、その直後の再循環領域では流向の反転を伴い平均19 ± 14 dyn/cm^2の低振動値を示した；さらに、WSSベクトルは健常部ではみられない方向・振幅の複雑な時間変動と心周期依存の収束・発散帯を呈し、WSSの空間勾配は狭窄最狭部（throat）で1425 ± 1012 dyn/cm^3と高値を示した。
  • 患者個別形状に基づくCSのCFD解析は、短距離で急峻に変化する大きな空間的WSSばらつきを伴う高度に複雑な血行動態環境を予測し、CSにおける血流変化と血管壁に作用する力の推定精度を高めるとともに、血行動態変化と狭窄病態生理の関連解明に資することを示した。

(040) Mut [83] ⭐

📕 書誌情報

Effects of flow-diverting device oversizing on hemodynamics alteration in cerebral aneurysms.

F Mut, J R Cebral

AJNR Am J Neuroradiol, 2012 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータのオーバーサイズ化が脳動脈瘤の血行動態変化に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、良好な壁近接を得るためにオーバーサイズ化されることの多いフローダイバータ(flow-diverter)が、瘤内血流の修飾および血栓形成・瘤閉塞に好ましい血行動態の誘導に及ぼす影響を解析することである。
  • 3例の患者特異的脳動脈瘤に対し、3D血管造影から計算流体力学(CFD)モデルを構築し、直径の異なるFDステントの留置を順次仮想的に施して数値シミュレーションを行い、瘤内流入量、平均流速、せん断速度、壁せん断応力の変化を算出・比較した。
  • その結果、オーバーサイズ化によりステントのセルは血管軸方向に伸展しセル角が変化して開口が拡大し、このセル幾何の変化が血行動態的性能を低下させ、非オーバーサイズの場合に比べて瘤内流入量、平均流速、せん断速度および壁せん断応力が有意に増大することを定量的に示した。
  • したがって、フローダイバータによる瘤内血流修飾の有効性はオーバーサイズ化によって大きく損なわれ、オーバーサイズの程度が増すほど血行動態指標に対する介入効果は著明に減弱する。

(042) Raschi

📕 書誌情報

CFD and PIV analysis of hemodynamics in a growing intracranial aneurysm.

Marcelo Raschi, Fernando Mut, Greg Byrne, Christopher M Putman, Satoshi Tateshima, Fernando Viñuela, Tetsuya Tanoue, Kazuo Tanishita, Juan R Cebral

Int J Numer Method Biomed Eng, 2012 Feb

  • 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

成長過程にある頭蓋内動脈瘤における血行力学のCFDおよびPIV解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤の形成・進展・破裂に関与する血行力学的機序の理解を深めるため、成長過程にある頭蓋内動脈瘤の血流場を粒子画像流速測定法（PIV）と数値流体力学（CFD）により解析することである。
  • 患者固有モデルを、1年間隔で取得した縦断的三次元CT血管造影（3D-CTA）から構築し、ラピッドプロトタイピングによりシリコーン製実体モデルを作製して拍動流下でPIV計測を行うとともに、対応するCFDモデルを作成して同一条件で計算し、両者の流れ場を位置合わせ・補間したうえで、ベクトル場の類似度指標に基づく定性的および定量的比較を実施した。
  • その結果、PIVとCFDの流れ場は良好に一致し、両手法とも動脈瘤腔内の主要な流れ構造と、動脈瘤の形態進展に伴うそれらの変化を一貫して捉えた。
  • 壁近傍領域を中心とした差異と各手法固有の限界は存在したものの、得られた情報は整合的であり、頭蓋内動脈瘤の自然史における血行力学の役割解明および破裂リスク評価・治療戦略の高度化に資する基盤となりうることを示した。

(043) Zhang [15]

📕 書誌情報

Flow resistance analysis of extracranial-to-intracranial (EC-IC) vein bypass.

Y Zhang, S F Sia, M K Morgan, Y Qian

J Biomech, 2012 May 11

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋外—頭蓋内（EC–IC）静脈バイパスの流体抵抗解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は，定量的評価が未確立である脳EC–IC静脈バイパス術について，計算流体力学（CFD）に基づき静脈バイパスおよび対側頸動脈内の流体抵抗を解析し，評価手法を提示することである。
  • 静脈バイパス術を受けた7例に高分解能CTAを施行して3次元形状を再構築・セグメンテーションしCFD計算領域を作成し，総頸動脈（CCA）でのカラードプラ超音波（CDU）計測から流入条件を設定し，管内流理論（pipe flow theory）に基づき圧力損失をAṁ²＋Bṁ（A,Bは流体抵抗係数，ṁは質量流量）として表現・同定した。
  • CFDの結果，健常ICAにおけるAおよびBの平均はそれぞれ0.013088 Pa/(ml/min)²と3.105 Pa/(ml/min)であり，静脈バイパスではA=0.0143 Pa/(ml/min)²，B=3.402 Pa/(ml/min)と健常ICAと同程度であったが，大型の静脈弁や口径変化を有する静脈グラフトでは健常ICAより高い流体抵抗を示した。
  • 以上より，圧力損失をAṁ²＋Bṁの係数（A,B）として同定するCFDアプローチはEC–IC静脈バイパスの定量的評価枠組みを提供し，流体抵抗の不均衡が血行力学的破綻や末梢側動脈瘤形成の素地となり得ることを示唆した。

(044) Qiu

📕 書誌情報

[Numerical analysis on hemodynamics of cerebral aneurysm clip].

Xiaoning Qiu, Zhimin Fei, Weizhe Wang, Zhaomin Cao

Sheng Wu Yi Xue Gong Cheng Xue Za Zhi, 2012 Feb

  • 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

脳動脈瘤クリッピングの血行動態に関する数値解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者固有の三次元モデルに基づく数値流体力学(CFD)により脳動脈瘤クリッピング前後の血行動態変化を定量化し、計算された血行力学的指標から術式の妥当性を評価することである。
  • CTアンギオグラフィ(CTA)画像からMimicsソフトウェアで血管の三次元形状を再構築し、心周期内の異なる時相に対して時間依存性の血流シミュレーションを実施し、術前および術後を含む3モデル間で速度分布、壁せん断応力(WSS)分布、圧力分布を比較した。
  • その結果、術後モデルでは血流速度およびWSSが有意に増加し、圧力は明らかに低下した。
  • これらの所見は、計算血行力学指標が脳動脈瘤クリッピングの術式の妥当性評価および術後効果の予測に有用であることを示唆する。

(045) Naito [33]

📕 書誌情報

Magnetic resonance fluid dynamics for intracranial aneurysms--comparison with computed fluid dynamics.

Takehiro Naito, Shigeru Miyachi, Noriaki Matsubara, Haruo Isoda, Takashi Izumi, Kenichi Haraguchi, Ichiro Takahashi, Katsuya Ishii, Toshihiko Wakabayashi

Acta Neurochir (Wien), 2012 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における磁気共鳴流体力学（MRFD）：計算流体力学（CFD）との比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、3次元CT血管撮影に基づく従来の計算流体力学（CFD）が煩雑で時間を要するという課題を踏まえ、磁気共鳴画像（MRI）ベースの磁気共鳴流体力学（MRFD）の臨床的有用性を検証し、両者の血行動態評価を比較することである。
  • 15例15病変（破裂2例を含む）の頭蓋内動脈瘤に対し、MRIおよび3次元CT血管撮影を施行し、MRFDとCFDから再構成した3次元流線、流速分布、壁面せん断応力（WSS）を抽出して相互に比較した。
  • 両手法は3次元流れパターンおよびWSS分布図において概ね類似した所見を示した一方、最大WSS値は大きく異なり有意な相関を認めなかった；さらに破裂例の一つではCFDによる瘤内流れの可視化が不十分であり、別の遅発破裂例では破裂前に瘤底部で異常な二次流が観察され、破裂リスクを示唆する特徴所見の可能性が示された。
  • MRFDは造影剤や放射線を要さない通常のMRI検査から得られる低侵襲な血行動態評価法であり、絶対的なWSS値の整合性に課題はあるものの、WSS分布や流れパターンの類似性に基づいて動脈瘤の増大・破裂リスクの予測に資する可能性がある；今後は定量解析の高度化と高リスクを規定する閾値の確立が求められる。

(046) Kaufmann [19]

📕 書誌情報

Mimicking of cerebral autoregulation by flow-dependent cerebrovascular resistance: a feasibility study.

Tim A S Kaufmann, Kai C Wong, Thomas Schmitz-Rode, Ulrich Steinseifer

Artif Organs, 2012 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

流量依存性脳血管抵抗による脳自己調節の模擬：実現可能性の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、心肺バイパス（cardiopulmonary bypass; CPB）などの条件下での脳血流（cerebral blood flow; CBF）評価に不可欠な脳自己調節（cerebral autoregulation; CAR）機構を、流量依存性の脳血管抵抗（cerebrovascular resistance; CVR）として数理的に表現し、模擬循環回路（mock circulation loop; MCL）および粒子画像流速測定（particle image velocimetry; PIV）で検証された数値流体力学（computational fluid dynamics; CFD）モデルに組み込むことで、その影響と有用性を検証することである。
  • 磁気共鳴画像（magnetic resonance imaging; MRI）からヒト血管系の三次元モデルを構築し、生理的条件とCPB条件で入口流量を4.5〜6 L/minに変化させて数値流れ解析を行い、動脈出口には血管別の流量依存性CVRを設定して圧力降下を0〜80 mmHgの範囲で制御した。
  • CARを流量依存性CVRとして導入すると、プラトー相開始までCVRパラメータを調整することでCBFを生理的CBFの0〜80%に調節でき、5 L/minの模擬自然心拍出量や6 L/minのCPB補助時にもCBFは不変に維持され、CARを無視すると一部のカニュラ位置で脳からの持続的逆流が観察される一方、流量依存性CVRの適用下ではCBFは回復時間0.25 sで基線に復帰した。
  • これらの結果から、流量依存性CVRによるCARの実装はCFDにおいて実行可能であり、MCLおよびPIVで検証された枠組みによりCBF低下の過大評価を回避しつつ、患者ごとに異なるCARレベルを想定した補助循環デバイスの生理学的制御最適化に寄与することが示された。

(047) Shimogonya [14]

📕 書誌情報

Sensitivity of the gradient oscillatory number to flow input waveform shapes.

Yuji Shimogonya, Hiroshige Kumamaru, Kazuhiro Itoh

J Biomech, 2012 Apr 05

💬 AI 翻訳タイトル

流入波形形状に対する勾配振動数（gradient oscillatory number: GON）の感度

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤の発症指標候補である勾配振動数（gradient oscillatory number: GON）が、流入波形形状の違いにどの程度影響を受けるかを評価することである。
  • 人内頸動脈の解剖学的モデルを用い、3種類の流入波形形状条件下で数値流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析を実施し、波形形状の違いによるGONの変動を定量化するために局所的な絶対変動（標準偏差）および相対変動（変動係数）を算出した。
  • 結果として、全ての波形形状で既知の動脈瘤部位におけるGON上昇が確認される一方で追加の部位にも上昇が認められ、3種類の波形形状から得られたGONの定性的分布に有意な差はなく、さらに定量解析では高GON領域で相対変動（変動係数）が低減することが示された。
  • 結論として、GONは流入波形形状の変動に対して概ね不感であり、高いGON値の検出を主目的とする大規模研究においては、個々の実測波形の代替として仮定した流入波形形状を用いることが妥当である。

(048) Sun [38] ⭐

📕 書誌情報

Comprehensive validation of computational fluid dynamics simulations of in-vivo blood flow in patient-specific cerebral aneurysms.

Qi Sun, Alexandra Groth, Til Aach

Med Phys, 2012 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

患者特異的脳動脈瘤における生体内血流の数値流体力学（CFD）シミュレーションの包括的検証

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、仮想血管造影（virtual angiography: VA）によるin vitro定量評価を患者研究へ拡張し、臨床で取得された血管造影像（angiograms: AAs）との定量比較と患者特異的な境界条件（boundary conditions: BCs）を用いて、脳動脈瘤内血行動態の数値流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションを包括的に検証することである。
  • 方法として、経頭蓋カラードプラ超音波（transcranial color-coded Doppler ultrasound）により得た患者特異的血流量をCFDのBCとして付与し、シミュレーション結果からAAsに類似したVAを構築したうえで、造影剤（contrast agent: CA）分布の空間的・時間的特性および特徴的血管部位における時間-強度曲線（time-intensity curve: TIC）の相対二乗平均平方根誤差（relative root mean square error: RRMSE）などの指標により、6症例で詳細に比較評価した。
  • その結果、動脈瘤領域に焦点を当てた提案したシミュレーションパイプラインはVAとAAsの間で高い対応を示し、患者1〜5では特徴的血管部位におけるTIC比較のRRMSEが11%未満であり、AAsから血管入口のCA濃度曲線を直接抽出してBCとして与えられなかった患者6では乖離が約20%であった。
  • 結論として、患者特異的CFDは生体内の脳血流（とりわけ動脈瘤領域）の再現に関して良好な信頼性が確認され、さらに再現精度は入力BCの質に強く依存することが示された。

(049) Sforza [27]

📕 書誌情報

Effects of perianeurysmal environment during the growth of cerebral aneurysms: a case study.

D M Sforza, C M Putman, S Tateshima, F Viñuela, J R Cebral

AJNR Am J Neuroradiol, 2012 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の増大過程における動脈瘤周囲環境の影響：症例研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤の幾何学的進展および血行力学に対して、動脈瘤周囲構造物（骨など）との接触が及ぼす影響を考慮する重要性を明らかにすることである。
  • 骨と接触し4年間の経過で増大が観察された大型の脳底動脈瘤を対象に、年1回取得した経時的CT angiography（CTA）から解剖学モデルを構築し、拍動流条件下で数値流体力学（computational fluid dynamics; CFD）解析を実施して、進展過程における血流パターンと壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）分布を評価した。
  • 本動脈瘤は骨に向かって増大して近位側の親動脈形状を変化させ、結果として瘤内血行動態が大きく変化し、流入ジェットにより形成される高WSS領域が骨と接する増大型位の周囲を推移していったほか、骨から離れ相対的に高WSSに曝されていた遠位端近傍の「ノッチ」（notch; 切れ込み）がいったん増大した後に最終的に消失した。
  • 以上より、個々の頭蓋内動脈瘤の幾何学的進展と血行力学を適切に評価するためには、動脈瘤周囲構造物との接触という動脈瘤周囲環境（perianeurysmal environment）を系統的に考慮・解析する必要がある。

(052) Baharoglu [108] ⭐

📕 書誌情報

Identification of a dichotomy in morphological predictors of rupture status between sidewall- and bifurcation-type intracranial aneurysms.

Merih I Baharoglu, Alexandra Lauric, Bu-Lang Gao, Adel M Malek

J Neurosurg, 2012 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

側壁型と分岐部型脳動脈瘤における破裂状態の形態学的予測因子の二分性の同定

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、側壁型（sidewall）と分岐部型（bifurcation）脳動脈瘤の幾何学的・血行力学的相違を踏まえ、破裂状態の識別における形態学的特徴の相対的性能を評価し、両者間に二分性が存在するかを明らかにすることである。
  • 271例の連続脳動脈瘤（破裂101、分岐部型135）に対し、カテーテル3D回転血管造影に基づき最大径D(max)、高さ、高さ/幅比、アスペクト比、サイズ比、非球状性指数（nonsphericity index）、流入角（inflow angle）を3Dで算出し、単変量解析で選択した指標を用いて多変量解析（ROC解析による曲線下面積［AUC］と最適閾値の算出）を行い、さらに側壁型・分岐部型モデルにおいて異なる流入角での流れ場と壁せん断応力（WSS）を評価する数値流体力学（Computational Fluid Dynamics; CFD）解析を実施した。
  • 結果として、側壁型では破裂群で平均D(max)、高さ、流入角が未破裂群より有意に大きかった一方、分岐部型ではこれらに差は認められず、結合データ集合では全指標が有意差を示した；多変量解析では、分岐部型では非球状性指数のみが破裂識別因子（AUC=0.67）であり、側壁型では高さ/幅比・サイズ比・流入角が強力な識別因子（AUC=0.87）で、結合群では高さ/幅比・流入角・サイズ比が中等度の識別能（AUC=0.76）を示した；CFD解析では、流入角の増加が側壁モデルでは動脈瘤ドーム内への流れの深部侵入、高速度、WSS上昇をもたらしたのに対し、分岐部モデルでは逆の効果を示した。
  • 後ろ向きの形態学的・血行力学的解析は、破裂状態の識別における形状・サイズ指標の有効性が側壁型と分岐部型で二分することを示し、今後の研究では動脈瘤タイプ別の解析が必要であることを示唆するとともに、臨床で広く用いられるリスク評価指標である最大径D(max)は分岐部型における破裂・未破裂の鑑別には有用でないことが明らかになった。

(053) Frye [235] ⭐

📕 書誌情報

Cerebral folate receptor autoantibodies in autism spectrum disorder.

R E Frye, J M Sequeira, E V Quadros, S J James, D A Rossignol

Mol Psychiatry, 2013 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

自閉スペクトラム症における脳内葉酸受容体自己抗体

💬 AI 要約

  • 脳内葉酸欠乏症（CFD）の主因である葉酸受容体自己抗体（FRA）が血液脳関門での葉酸輸送を阻害し、一部のCFD児では自閉スペクトラム症（ASD）およびロイコボリン（フォリン酸）治療による症状改善が報告されていることから、本研究はASD児におけるFRAの陽性率とFRA陽性児のロイコボリンカルシウム治療反応を体系的に評価し、さらに阻害性FRA濃度と髄液5-メチルテトラヒドロ葉酸（5-MTHF）濃度との関連を検討することを目的とした。
  • ASD児93例で血清FRA濃度を測定し、そのうち16例では阻害性FRAと髄液5-MTHF濃度の相関を解析したうえで、FRA陽性児にロイコボリンカルシウム（2 mg/kg/日、最大50 mg/日）を経口投与し、平均4カ月の観察期間における治療反応を待機リスト対照群と比較した。
  • FRAの陽性率は75.3%と高く、16例すべてで髄液5-MTHF濃度は基準平均値を下回り、阻害性FRA濃度と5-MTHF濃度に有意な相関が認められ、治療群では対照群と比べて口頭コミュニケーション、受容言語・表出言語、注意、常同的行動における改善評価が有意に高く、約3分の1の患児が中等度以上の改善を示し、有害事象の発生率は低かった。
  • これらの所見は、FRAがASDの病態に重要であり得ること、ならびにFRA陽性のASD児がロイコボリンカルシウム治療から利益を得る可能性を示唆し、経験的なロイコボリンカルシウム投与は非侵襲的で妥当な選択肢となり得る一方、この自己免疫機序と治療効果を検証する追加研究が必要である。

(054) Babiker [68] ⭐

📕 書誌情報

Influence of stent configuration on cerebral aneurysm fluid dynamics.

M Haithem Babiker, L Fernando Gonzalez, Justin Ryan, Felipe Albuquerque, Daniel Collins, Arius Elvikis, David H Frakes

J Biomech, 2012 Feb 02

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤内血行動態に及ぼすステント配置の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、広頸脳動脈瘤に対する治療において最適なステント配置が不明確である現状を踏まえ、理想化した脳底動脈先端部広頸動脈瘤モデルを用いて、ステント配置が動脈瘤内血行動態に及ぼす影響を解明することである。
  • 粒子画像流速測定法（particle image velocimetry, PIV）により、ハーフY（half-Y）、Y（Y）、クロスバー（cross-bar）の3種のステント配置における動脈瘤内の流れを定量化し相互比較するとともに、選択した配置については数値流体力学（computational fluid dynamics, CFD）シミュレーションを実施して実験結果の検証と詳細な流体力学的特性の解析を行った。
  • In vitroの結果では、Y配置が頸部を横切る流れ（cross-neck flow）を最も顕著に低減し、クロスバー配置が動脈瘤嚢内の速度を最も大きく低下させ、ハーフY配置は高い親血管流量条件で動脈瘤嚢内速度を増加させた；これらの所見はCFDシミュレーションと強く一致した。
  • シミュレーション解析から、各配置の血行動態的性能差は主として分岐部内に突出するステントストラットに起因することが示され、この知見は広頸脳底動脈先端部動脈瘤に対するステント支援治療における配置選択の合理化に寄与する。

(055) Ohayon [32]

📕 書誌情報

Cell-free DNA as a marker for prediction of brain damage in traumatic brain injury in rats.

Sharon Ohayon, Matthew Boyko, Amit Saad, Amos Douvdevani, Benjamin F Gruenbaum, Israel Melamed, Yoram Shapira, Vivian I Teichberg, Alexander Zlotnik

J Neurotrauma, 2012 Jan 20

💬 AI 翻訳タイトル

ラット外傷性脳損傷における脳障害予測マーカーとしての無細胞DNA

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、外傷性脳損傷（TBI）後の無細胞DNA（cell-free DNA; CFD）濃度の経時的変化パターンを明らかにし、CFDレベルが脳浮腫および神経学的転帰と関連するかを検証することである。
  • Sprague-Dawleyラット39匹をシャム群（麻酔と皮膚切開のみ）と重錘落下モデルによるびまん性TBI群に無作為割付し、神経学的重症度スコア（NSS）をTBI後1、24、48時間に評価、CFDをベースラインおよび12、24、48、72、120時間に採血測定し、TBI後48時間には11匹で湿乾重量法により脳浮腫（脳水分量）を算定し、群間・群内比較にはKruskal–Wallis検定、Mann–Whitney検定、Studentのt検定、相関解析にはSpearman検定およびPearson検定を用いた。
  • TBI群ではCFDレベルがベースラインと比較して24時間および48時間で有意に上昇し（それぞれp<0.01、p<0.05）、24時間のCFDレベルは脳浮腫の程度と正の相関（r=0.63, p<0.05）を示し、さらにCFDレベルとNSSとの間にも正の相関（r=0.79, p<0.005）が認められた。
  • 以上より、TBI後にCFDレベルが上昇し脳浮腫および神経学的重症度（NSS）と関連することが示され、CFDは動物における神経学的転帰の迅速・信頼性・簡便な予後指標となり得る一方、そのヒトでの有用性は未解明であり臨床的検証が必要である。

(056) El Zayat [37] ⭐

📕 書誌情報

Avoiding the clamp during off-pump coronary artery bypass reduces cerebral embolic events: results of a prospective randomized trial.

Hisham El Zayat, John D Puskas, Scott Hwang, Vinod H Thourani, Omar M Lattouf, Patrick Kilgo, Michael E Halkos

Interact Cardiovasc Thorac Surg, 2012 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

オフポンプ冠動脈バイパス術におけるクランプ回避は脳塞栓事象を減少させる：前向き無作為化試験の結果

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、オフポンプ冠動脈バイパス術における近位大動脈–冠動脈吻合時に、部分遮断クランプ使用と比較して無遮断補助デバイス（clampless facilitating device; CFD）を用いることで脳塞栓事象が低減するかを検証することであった。
  • 心外大動脈超音波で軽度大動脈病変（グレードI〜II）を確認した57例を、部分遮断クランプ群（CL, n=28）とHeartstring（HS）を用いるCFD群（n=29）に無作為割付し、中大脳動脈における気体および固体の塞栓を経頭蓋ドプラ超音波で術中計測した；近位吻合数は群間で同程度であった（CL 1.93±0.72 vs HS 1.72±0.70, P=0.28）。
  • 総塞栓数（気体＋固体）はCL群でHS群より有意に多く（90.0±64.0 vs 50.8±36.6, P=0.01）、吸引デバイス併用のHS吻合で最も少なかった；HS群では塞栓数は近位吻合数に比例した一方、CL群では近位吻合数と独立であった。
  • 軽度の大動脈粥状硬化負荷を有する患者において、OPCAB時の上行大動脈部分遮断はCFDを用いた吻合に比べて術中脳塞栓事象が多く、クランプ回避が脳塞栓リスク低減に寄与することが前向き無作為化試験により示された。

(057) Schirmer [15]

📕 書誌情報

Patient based computational fluid dynamic characterization of carotid bifurcation stenosis before and after endovascular revascularization.

Clemens M Schirmer, Adel M Malek

J Neurointerv Surg, 2012 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

患者個別化計算流体力学による頸動脈分岐部狭窄の血管内再血行再建前後の特性解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、重度の頸動脈狭窄（CS）に対して頸動脈ステンティング（CAS）を受ける患者を対象に、病変ベースの患者個別化計算流体力学（CFD）モデリングを用いて、CS部位における複雑な時空間的血行動態の変化を定量的に明らかにすることである。
  • 8例の患者において治療前後に取得した高解像度三次元回転血管造影の体積データセットをセグメンテーションし、境界層を精緻化した高品質な構造化六面体メッシュを生成したうえで、非ニュートン性の現実的な血液粘度を実装した時間依存層流モデルによりCFD解析を実施し、壁せん断応力（WSS）およびその勾配（WSSG）を算出した。
  • CAS後、全例で血流は完全またはほぼ層流に回復し、ステント留置部のWSSは全例で低下してほぼ正常域の34±14 dyn/cm^2に近づき、極端であった治療前のWSSGは著明に鈍化して1000 dyn/cm^3未満となった。
  • 症候性CS患者の本コホートにおいて、CFDシミュレーションはCASの血行力学的効果を推定し、狭窄周囲の異常な流れパターンおよび壁せん断力の是正、ならびに内皮機能障害と関連する壁せん断の時空間パターンの正常化と流れの層流化を示した。

(058) Kuroda [33]

📕 書誌情報

Cardiac cycle-related volume change in unruptured cerebral aneurysms: a detailed volume quantification study using 4-dimensional CT angiography.

Junko Kuroda, Manabu Kinoshita, Hisashi Tanaka, Takeo Nishida, Hajime Nakamura, Yoshiyuki Watanabe, Noriyuki Tomiyama, Toshiyuki Fujinaka, Toshiki Yoshimine

Stroke, 2012 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

未破裂脳動脈瘤における心周期関連容積変化：4次元CT血管撮影（4D-CTA）を用いた詳細な容積定量研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、心周期に伴う動脈瘤壁の動的運動に関する知見の不足を踏まえ、4次元CT血管撮影（4D-CTA）により未破裂脳動脈瘤の心周期関連容積変化を定量化し、正常脳内動脈と比較検討することである。
  • 18例に対して4D-CTAを施行し、1心周期の画像データを10位相に分割して各位相の動脈瘤容積を算出し、外見上正常な脳内血管の容積変化と比較した。
  • 観察された心周期関連容積変化は動脈瘤および正常血管のサイズと良好な一致を示し、容積変化率は動脈瘤で5.40%±4.17%、正常脳動脈で4.20%±2.04%であり、両群間に統計学的有意差は認められなかった（P=0.12）。
  • 4D-CTAによりヒトの未破裂脳動脈瘤と正常脳動脈の心周期関連容積変化を定量化でき、未破裂動脈瘤の全体的な壁の健全性（integrity）は正常脳動脈と大きくは異ならない可能性が示唆された。

(059) Xiang [116] ⭐

📕 書誌情報

Newtonian viscosity model could overestimate wall shear stress in intracranial aneurysm domes and underestimate rupture risk.

Jianping Xiang, Markus Tremmel, John Kolega, Elad I Levy, Sabareesh K Natarajan, Hui Meng

J Neurointerv Surg, 2012 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

ニュートン粘度モデルは脳動脈瘤ドームの壁せん断応力を過大評価し破裂リスクを過小評価し得る

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、現実的な内頚動脈の嚢状脳動脈瘤幾何形状において、血液をニュートン流体とみなすレオロジーモデルの採用が、CFD（計算流体力学）による血行力学的予測、特にせん断速度・粘度・壁せん断応力（WSS）に及ぼす影響を検証することである。
  • ニュートン粘度モデルと二つの非ニュートンモデル（CassonおよびHerschel–Bulkley）を用いて脈動流のCFDシミュレーションを実施し、三つの代表的な内頚動脈嚢状動脈瘤（A：側壁型・細長形・娘嚢あり、B：側壁型・準球形、C：分岐部型・ほぼ球形）について表面せん断速度・血液粘度・WSSの分布を比較した。
  • 三モデルはいずれも嚢内流れとしてAでドーム近傍の緩慢な再循環を伴う二次渦、BおよびCで大きな単一渦を示し、母血管およびBとCの嚢内ではせん断速度・粘度・WSSの予測値も類似したが、流れが相対的に停滞するAのドーム領域では差異が大きく、ニュートンモデルは非ニュートンモデルに比べて高いせん断速度とWSS、低い粘度を予測した。
  • したがって、伸長あるいは複雑形状の嚢状動脈瘤のドーム部や血管内治療後にみられる停滞・緩慢再循環領域では、ニュートン仮定は粘度を過小評価しWSSを過大評価して低せん断・低WSSに伴う血栓形成および破裂素因を過小評価し得るため、CFD解析において非ニュートン性を考慮することが破裂リスク推定の精緻化に資する。

(060) van Ooij [81] ⭐

📕 書誌情報

Complex flow patterns in a real-size intracranial aneurysm phantom: phase contrast MRI compared with particle image velocimetry and computational fluid dynamics.

P van Ooij, A Guédon, C Poelma, J Schneiders, M C M Rutten, H A Marquering, C B Majoie, E VanBavel, A J Nederveen

NMR Biomed, 2012 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

実寸大の頭蓋内動脈瘤ファントムにおける複雑な流動パターン：位相コントラストMRIと粒子画像流速測定および計算流体力学との比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、実寸大の頭蓋内動脈瘤ファントムにおいて、高解像度・時間分解・三次元位相コントラストMRIが計測する流動パターンの妥当性を検証することである。
  • ファントムに対し後向きゲーティング（retrospective gating）による三次元位相コントラストMRI（空間分解能0.2×0.2×0.3 mm^3、ソレノイド型ラット用コイル）を用いて定常流および拍動流を測定し、粒子画像流速測定（particle image velocimetry; PIV）および計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）と比較した；定量比較は対応ボクセルにおける速度ベクトルの大きさの差およびベクトル間角度により、定性的比較は可視化された流動パターンの視覚的検討により行った。
  • CFDとの比較では速度大きさの二乗平均平方根誤差は定常流/拍動流でそれぞれ位相コントラストMRI最大速度の5%/4%、角度分布の中央値は16°/14°であり、PIVとの比較では二乗平均平方根誤差が12%/10%、角度分布の中央値が19°/15°で、いずれの場合も流動パターンの定性的整合性は良好であった。
  • 以上より、高解像度・時間分解・三次元位相コントラストMRIは頭蓋内動脈瘤ファントム内の複雑な流動パターンを正確に計測し得ることが実証され、PIVおよびCFDに対する体系的検証により血行動態研究の信頼性の高い計測基盤としての有用性が裏づけられた。

(061) 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迅速な仮想展開：頭蓋内動脈瘤ステント治療に向けた手法とin vitro評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤の治療におけるステント配置の選択肢を事前に評価するため、実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）手法を提示し、その有用性を検討することである。
  • FVSは拘束付きシンプレックス変形モデル（constrained simplex deformable models）に基づきステント設計を拘束条件として組み込み、計算実装アルゴリズムを構築したうえで、シリコンファントム内への実ステント展開と造影剤注入によるin vitro実験を行い、さらに仮想展開ステントを付与したファントムのデジタルレプリカに対する数値流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）解析を実施し、仮想血管造影および造影剤時間-濃度曲線により両者を比較した。
  • in vitro実験とCFD解析の結果はよく一致し、とくに造影剤時間-濃度曲線で高い類似性が確認され、仮想展開により得られた血行動態の推定が妥当であることが示された。
  • 以上より、FVSは臨床において治療前に追加情報を提供し、患者ごとに最適なステント治療戦略の選択を支援し得る有望な計画支援ツールであると結論づけられる。