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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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  • 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：2012-01-01 - 2012-12-31
    • 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) Frye [252] ⭐

📕 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葉酸受容体自己抗体

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳葉酸欠乏（CFD）症候群の原因となる葉酸受容体自己抗体（folate receptor autoantibodies: FRA）が、自閉スペクトラム症（ASD）にどの程度認められるのか、またFRA陽性児におけるロイコボリン（ロイコボリンカルシウム；ホル（folinic acid））治療への反応が体系的に検討されていない点を踏まえ、その臨床的意義を明らかにすることを目的とした。
  • 方法として、ASD児93例において血清FRA濃度を測定し、FRAの有病率を算出した；さらに一部の対象（16例）では、遮断型FRA濃度と髄液5-メチルテトラヒドロ葉酸（5-methyltetrahydrofolate）濃度との関連を評価した上で、FRA陽性児に対して経口ロイコボリンカルシウム（2 mg/kg/日、最大50 mg/日）を投与し、治療反応を待機リスト対照群と比較した。
  • 結果として、ASD児にFRAは高い頻度（75.3%）で認められた；また遮断型FRA濃度は髄液5-メチルテトラヒドロ葉酸濃度と有意に相関し、いずれの症例でも同濃度は基準平均（normative mean）を下回っていた。治療群では対照群に比べ、平均4か月の期間において、言語（verbal communication）、受容・表出言語（receptive and expressive language）、注意（attention）、常同性行動（stereotypical behavior）に関して有意に高い改善度が観察された。
  • 結論として、FRAはASDにおいて重要な因子である可能性が示され、FRA陽性児ではロイコボリンカルシウム治療が有益である可能性が示唆された；さらに本治療は忍容性が高く有害事象の発生率は低かったことから、FRA陽性のASD児に対するロイコボリンカルシウムの経験的投与は非侵襲的で合理的なアプローチになり得る。今後、ASDにおける葉酸受容体自己免疫（folate receptor autoimmunity）およびロイコボリンカルシウム治療の追加研究が求められる。

(002) Miura [208] ⭐

📕 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

中大脳動脈瘤の破裂状態とは独立して低い壁面せん断応力が関連する

💬 AI 要約

  • 本研究は、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）解析を用いて、中大脳動脈（middle cerebral artery; MCA）瘤の破裂状態を独立して特徴づける血行動態パラメータを同定することを目的とした。
  • 破裂43例および未破裂63例を含むMCA瘤の患者特異的形状106例について、破裂群と未破裂群間で形態学的ならびに血行動態学的パラメータを比較し、破裂状態を独立に特徴づけるパラメータの決定には多変量ロジスティック回帰分析を実施した。
  • 単変量解析では、アスペクト比、壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）、正規化WSS、振動せん断（oscillatory shear index）、WSS勾配、および動脈瘤形成（aneurysm-formation）インデックスが有意な指標であった一方で、動脈瘤ドーム径および勾配の振動回数（gradient oscillatory number）は両群間で有意差を認めなかった。
  • 多変量解析の結果、破裂状態と有意に関連したのは低WSSのみであり、WSSはMCA瘤の破裂状態を特徴づける最も信頼性の高いパラメータである可能性が示唆された。

(003) Savitz [150]

📕 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

うつ病患者の気分障害において炎症および神経疾患関連遺伝子の発現は不均一に変化し、形態計測および機能的画像異常と相関する

💬 AI 要約

  • 気分障害における炎症と神経画像異常の関連についてはほとんど明らかにされていない一方で、うつ病患者では炎症性変化と、扁桃体反応の亢進や海馬および腹内側前頭前皮質（vmPFC）の体積低下などの神経生理学的異常が観察される。
  • 末梢血単核球の全ゲノム発現解析により、未治療の気分障害を有するうつ病患者29名（双極性障害8名、MDD 21名）と健常対照者24名の間で、12のタンパク質コード遺伝子（ADM、APBB3、CD160、CFD、CITED2、CTSZ、IER5、NFKBIZ、NR4A2、NUCKS1、SERTAD1、TNF）が発現差を示した。
  • Ingenuity Pathway Analysisでは、TNFを中心とする2つの遺伝子ネットワーク（TNFをハブとしてNFKβ、TGFβ、ERKが連結ハブとなるネットワーク、ならびに細胞周期および／またはキナーゼシグナル伝達の異常を示唆するネットワーク）が得られ、さらにfMRIでは、抑うつ群が健常対照群と比べて、マスクされた悲愁刺激（sad）に対する右扁桃体、左海馬、腹内側前頭前皮質の血行動態反応が大きかった。
  • 複数の遺伝子のmRNAレベルは、マスクされたsad vs happyに対する扁桃体、vmPFC、海馬の血行動態反応と有意に相関し、発現差のある転写産物は左下前帯状皮質（subgenual ACC）の皮質厚、ならびに海馬および尾状核の体積とも有意に相関したことから、分子レベルの免疫機能不全が大域的な神経画像異常として対応づけられ、炎症がうつ病を引き起こす機序の解明につながる可能性が示された。

(004) 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方法および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などの低侵襲治療は普及しつつあり、その治療成績は血管・動脈瘤の形状、血行動態条件、ならびにデバイス設計などに依存するため、事前にステント留置の選択肢を評価する手段が重要である。
  • 本論文では、現実的な血管形状においてステントを展開し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、その実現は拘束付き単純形状（simplex）変形モデルに基づく。
  • さらに、ステント設計を考慮するために拘束条件を導入し、計算実装のためのアルゴリズムも提示したうえで、提案手法の性能をシリコーンファントムに実際に放出したステントと比較した。
  • ファントムでの造影剤注入後にin vitro実験を行い、さらに仮想的に放出したステントを含むファントムのデジタルレプリカに対してCFD解析を実施し、バーチャル血管造影により両者を比較した結果、特に造影濃度（time-density）曲線の一致が良好であり、臨床環境でFVS手法を用いることで治療前の追加情報として、患者に最適な治療選択を支援し得ると結論づけた。

(005) Ma [122] ⭐

📕 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

患者特異的な頭蓋内動脈瘤における神経血管フローダイバータの展開と機械的拡張のコンピュータモデリング

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、自己拡張型の編組（braided）ステントに基づく新規神経血管デバイスであるフローダイバータ（FD）において、患者特異的動脈瘤に対するFDの完全展開状態の血行動態効果を調べるために、展開後のFDを画像ベースの計算流体力学（CFD）で正確に表現する枠組みを提示することである。
  • 方法として、患者特異的動脈瘤に対するFDの機械的展開を模擬するための有限要素解析（FEA）ベースのワークフローを開発し、Pipeline Embolization Deviceを模した編組ワイヤのモデルを構築したうえで、ステントストランド間およびステントと他コンポーネント間の相互作用を考慮するために3次元有限ビーム要素を用いた。
  • 結果として、ステントのクランプ（crimping）、デリバリー、拡張といった最終的な展開構成に影響する全工程をFEAに含め、さらにFDデリバリーシステムの主要要素であるマイクロカテーテル、プッシャ、遠位側コイルもモデル化した。これらのコンポーネントの協調的操作により臨床操作を模倣し、2つの患者特異的動脈瘤に適用したところ、パラメトリック解析では展開結果が異なる摩擦条件に対して概ね整合的である一方、ステント内摩擦が過度である場合は回避すべきことが示された。
  • 結論として、本研究は脳血管領域における編組FDステントの展開を機械学的にモデル化して現実的な展開構成を生成することを初めて実証し、治療成績の信頼できる予測および最適化に向けた、フローダイバータの正確なCFD解析への道筋を提供するものである。

(006) Xiang [118] ⭐

📕 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

ニュートン粘性モデルは脳内動脈瘤の瘤頂部における壁面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

  • 本研究は、計算流体力学（CFD）解析で一般的に用いられるニュートン型血液レオロジーモデルの簡略化が、現実的な脳内動脈瘤形状における血行動態予測に与える影響を検討することを目的とした。
  • 拍動性CFDシミュレーションを、ニュートン粘性モデルと非ニュートン粘性モデル（CassonモデルおよびHerschel-Bulkleyモデル）で実施し、内頸動脈瘤の3つの典型的嚢状動脈瘤（A：娘嚢を伴う側壁型の長楕円形、B：側壁型の準球形、C：ほぼ球形の分岐部近傍）を対象に比較した。
  • 3つのレオロジーモデルはいずれも、動脈瘤内の流れの基本パターンは類似していた（Aでは瘤頂部近傍に緩徐な再循環を伴う二次渦、BとCでは大きな単一渦のみ）一方で、Aの瘤頂部ではせん断速度、粘度、壁面せん断応力（WSS）に大きな差異が生じ、ニュートンモデルではせん断速度とWSSが高く、血液粘度が低く予測された。
  • これらの結果から、ニュートン流体の仮定は、停滞あるいは緩徐な再循環二次渦が生じやすい領域（長楕円形・複雑形状の嚢状動脈瘤の瘤頂部、ならびに血管内治療後の動脈瘤）で粘度を過小評価し、せん断速度とWSSを過大評価し得るため、そのような低せん断速度・低WSS条件における血栓形成および破裂の素因をCFD解析が過小評価する可能性が示された。

(007) Baharoglu [115] ⭐

📕 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

側壁型および分岐部（bifurcation）型の頭蓋内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

  • 本研究は、画像診断の普及により偶発的に発見される未破裂動脈瘤が増加している状況を踏まえ、側壁型および分岐部型動脈瘤の幾何学的ならびに血行動態学的特徴の相違を考慮したうえで、破裂リスクの識別における形態学的指標の相対的性能を評価することを目的とした。
  • 方法として、連続する271例の動脈瘤（101例が破裂、135例が分岐部型）に対し、カテーテル3D回転血管撮影画像から3Dパラメータとして最大径（D(max)）、高さ、高さ/幅比、アスペクト比、サイズ比、非球面度指数（nonsphericity index）、流入角（inflow angle）を計測し、側壁群・分岐部群・両者併合群で単変量解析および多変量解析（ROC解析によるAUCと最適閾値の算出）を行った。
  • 結果として、破裂側壁動脈瘤では未破裂側壁動脈瘤と比較して平均D(max)、高さおよび流入角が有意に高かった一方、破裂と未破裂の分岐部病変では差は認められなかった。また、併合群では測定した全特徴について破裂と未破裂の間に統計学的有意差がみられ、多変量解析により、分岐部病変では非球面度指数のみが識別因子（AUC=0.67）、側壁病変では高さ/幅比・サイズ比・流入角が強い識別因子（AUC=0.87）、併合群では高さ/幅比・流入角・サイズ比が中等度の識別因子（AUC=0.76）として抽出された。
  • さらにCFD解析では、側壁モデルで流入角を増大させると動脈瘤ドーム内への流体浸入が深くなり速度および壁面せん断応力が上昇するのに対し、分岐部モデルではこれと正反対の傾向が得られた。これらの後ろ向き形態学的・血行動態学的解析は、破裂状態の識別に関して側壁型と分岐部型動脈瘤の間に形状・サイズ指標の性能が二分されることを示唆し、将来の研究では動脈瘤タイプに基づく解析の必要性を示した。加えて、臨床で最も一般的に用いられるリスク評価指標であるD(max)は、破裂・未破裂の分岐部動脈瘤の鑑別には価値を示さなかった。

(008) Omodaka [113] ⭐

📕 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

計算流体力学解析により決定した脳動脈瘤破裂点における局所血行動態

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤の破裂予測に重要とされる局所血行動態、とくに低いまたは高い壁面せん断応力（WSS）が破裂を促進する上で最も重要かどうかが不明である点を踏まえ、破裂点における局所血行動態学的特徴を明らかにすることを目的とした。
  • 回転3次元血管造影（3-dimensional rotational angiography）画像から、術中に破裂点が確認された破裂中大脳動脈瘤6例の患者特異的CFDモデルを構築し、患者特異的な入口流量条件に基づく拍動流の計算を実施した。
  • 破裂点および破裂点を伴わない動脈瘤壁において時間平均WSS（TAWSS）と振動性せん断指数（OSI）を算出し比較したところ、TAWSSは破裂点で有意に低値（1.10 vs. 4.96 Pa, p = 0.031）であった一方、OSIは破裂点で高い傾向を示したが有意差は認められなかった（0.0148 vs. 0.0059, p = 0.156）。
  • さらに、磁気共鳴血管造影でblebの形成が確認できた特異例に対してbleb除去モデルで追加解析を行うと、bleb除去部位のTAWSSは動脈瘤壁（1.94 Pa）より相対的に高い6.31 Paであり、流れの衝突（flow impaction）領域との関連が示唆されたことから、破裂点は動脈瘤壁の低WSS領域に位置すると結論づけ、今後の詳細な血行動態効果の検討が必要であるとした。

(009) Cebral [113] ⭐

📕 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

頭蓋内動脈瘤のリスク因子間に関する提案された関連性：レビュー

💬 AI 要約

  • 本論文の目的は、動脈瘤リスク因子に関する研究と、これらの異なるリスク因子を結び付けることが提案されている仮説、さらに動脈瘤の自然史を規定する基盤メカニズムを概観することである。
  • 方法として、動脈瘤リスク因子の報告研究をレビューし、リスク因子間の関連に関する提案仮説および、それを支持する可能性のある機序を整理した。
  • 本研究の結果、動脈瘤の進展の中心には、血行動態的負荷と生体力学的応力の変化に応答した壁の変性と脆弱化の循環が存在し、この壁の変化が動脈瘤の幾何学的進展を駆動すると示唆された。
  • 結論として、局在、遺伝学、喫煙、併存疾患、高血圧などのリスク因子は、この循環の異なる構成要素に影響しうるが、これらの相互作用の詳細や相対的な重要性は依然として明確には理解されていない。

(010) Kulcsár [112] ⭐

📕 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

フローダイバーション治療：動脈瘤内の血流速度低下および壁面せん断応力（WSS）低下は動脈瘤血栓化を予測するためのパラメータとなり得る

💬 AI 要約

  • 本研究は、フローダイバーション治療が脳動脈瘤に誘発する血行動態変化を評価し、時間経過における動脈瘤の血栓化または開存の持続を予測することを目的とした。
  • 方法として、内頸動脈（ICA）の傍眼窩部（para-ophthalmic segment）に存在する動脈瘤8例をフローダイバーション単独で治療し、6日から12か月の臨床追跡を行った。
  • 全症例において治療前後の条件で計算流体力学（CFD）解析を実施し、仮想ステント展開技術により流路の幾何学モデル（実形状モデル）を動脈瘤頸部に配置し、デバイスを実物の障壁としてシミュレーションしたうえで、平均/最大速度、壁面せん断応力（WSS）、および動脈瘤内の流れパターンを比較した。
  • CFD解析結果は血管造影によるフォローアップと相関付けられ、全動脈瘤で平均動脈瘤内流速とWSSはいずれも有意に低下し、追跡中に8例中7例で完全閉塞が認められた一方、1年後も開存していた1例では流れパターンに変化がなかった；さらに治療5日後に破裂した症例でも流れパターンおよび最大流入速度は変化しなかったことから、相対的な流速およびWSS低下は大多数例において動脈瘤血栓化に寄与しうるが、動脈瘤固有の閾値未満の低下にとどまることが一部の動脈瘤で完全または部分的に開存が残る理由となる可能性が示唆された。

(011) Kallmes [105] ⭐

📕 書誌情報

Point: CFD--computational fluid dynamics or confounding factor dissemination.

D F Kallmes

AJNR Am J Neuroradiol, 2012 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

ポイント：CFD（計算流体力学：computational fluid dynamics）—または交絡因子の伝播（confounding factor dissemination）

💬 AI 要約

  • 目的：本論は、CFD（計算流体力学：computational fluid dynamics）に基づく解析と、「交絡因子の伝播（confounding factor dissemination）」という概念の関係（あるいは両者の区別・位置づけ）を明確化することを目的とする。
  • 方法：抄録（Abstract）が提示されていないため、具体的な研究方法については判定できない。
  • 結果：抄録がないため、得られた結果を特定できない。
  • 結論：抄録情報が欠落しているため、本研究の結論として何を主張するのかを確認できない。

(012) Larrabide [93] ⭐

📕 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

フローダイバータによって誘発される動脈瘤内圧力および流量変化：動脈瘤のサイズと形状との関連

💬 AI 要約

  • フローダイバータ（flow diverter; FD）による血流修飾はしばしば動脈瘤の血栓化および逆リモデリングにつながるが、その過程における動脈瘤内の血圧変化と動脈瘤形態の潜在的役割を明確にすることを目的とした。
  • サイズおよび形状の異なる動脈瘤を、内頸動脈（ICA）の上錐体部（supraclinoid segment）に位置する23例について3次元画像化し、FDを動脈瘤頸部を横断して血管壁ステント状の足場（scaffold）を再構成する仮想FD移植前後の条件でCFD（computational fluid dynamics）解析を行った。
  • FD留置後、平均動脈瘤内圧を除くほとんどの血行動態指標について動脈瘤内で有意な低下が認められ（P<.01）、最小／最大動脈瘤内圧値に関しても小さく有意な変化はあったものの、その臨床的関連性は乏しいと考えられた。
  • 計算では平均またはピークの動脈瘤内圧の有意な変化は示されず、FD使用後の稀な二次破裂における圧変化の寄与は小さい可能性が示唆された一方で、WSS（wall shear stress）および速度はより大きな有意変化を示し、動脈瘤内血栓形成における主要な役割が示された；さらに、サイズに関しては小型動脈瘤でWSS低下および速度低下が大きく（WSS: P=.069、速度: P=.013）、形状に関しては紡錘状動脈瘤（fusiform）でWSSおよび速度の低下が大きく（WSS: P=.055、速度: P=.065）、ターンオーバー時間（turnover time）の増加が有意に大きかった（P=.065）ことが明らかとなった。

(013) Valen-Sendstad [92] ⭐

📕 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は分岐部動脈瘤における高周波速度変動を検出するが、側壁動脈瘤では検出しない

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤における高周波の流れ変動が、十分に解像された画像ベースCFD（computational fluid dynamics）モデルにおいてより広く見られる可能性を検証することである。
  • 方法として、CT angiogramsから解剖学的に現実的なMCA（middle cerebral artery）動脈瘤12例（未破裂5例、破裂7例）をデジタル分割し、5例を側壁動脈瘤、残り8例を分岐部動脈瘤として分類した。
  • 時間依存CFDを定常流入速度0.5 m/s（MCAの典型的なピーク収縮期条件に相当）を仮定して実施し、高周波の速度変動およびそれに伴う流れ構造を検出可能にするため、時間・空間分解能をそれぞれ約0.1 ms、約0.1 mmのオーダーに設定した。
  • その結果、12例中5例で定常流入に対する過渡的な応答と100 Hzまでのエネルギー的変動が認められ、さらに1例では900 Hzまで到達した一方、側壁動脈瘤（破裂例を含む4例）はいずれも速やかに定常状態へ収束したことから、適切な時間・空間分解能を用いない限り分岐部動脈瘤モデルでは高エネルギーかつ急速な変動が見落とされ得ること、またこれらの変動は破裂の力学バイオロジーや、分岐部動脈瘤と側壁動脈瘤における破裂リスク予測因子の二分法（dichotomy）に関連する可能性が示唆された。

(014) Mut [90] ⭐

📕 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

フローダイバータ装置の過大サイズ化が脳動脈瘤の血行動態に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血管壁に対する良好な設置を得るためにしばしば過大サイズ化されるフローダイバータ装置が、動脈瘤内の流れをどのように改変し、血栓形成および動脈瘤閉塞に有利な血行動態環境を創出するかを解析することである。
  • 3D血管造影画像から患者固有の計算流体力学（CFD）モデルとして3つの脳動脈瘤を構築し、ステント径を段階的に増加させてフローダイバータ装置を留置した後の血行動態に関する数値シミュレーションを実施した。
  • その結果、過大サイズ化によりステントセルが血管軸方向に伸展し、セル角度が変化してセルサイズが増大すること、さらにこのセル形状の変化がステントの血行動態学的性能を低下させることが示された。
  • 定量的には、ステントの過大サイズ化は非過大サイズ化と比較して、動脈瘤流入率、平均速度、せん断速度、ならびに壁面せん断応力（wall shear stress）をより大きくし、過大サイズ化によってフローダイバータ装置による動脈瘤内流れの改変効果が実質的に低減される一方で、過大サイズの程度が増すほど動脈瘤の血行動態指標は有意に影響を受けにくくなることが明らかとなった。

(015) Yiallourou [90]

📕 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

頸部脊椎における脳脊髄液運動の計算流体力学シミュレーションと4D位相コントラストMRI流量計測の比較

💬 AI 要約

  • 本研究は、頸部脊髄くも膜下腔（SSS）における脳脊髄液（CSF）動態が、カイアリI型奇形（CM）などの頭蓋脊髄障害の診断・評価に重要であるという背景のもと、4D位相コントラストMRI（4D PC MRI）計測と被験者固有のCFDシミュレーションの整合性を明らかにすることを目的とした。
  • 健常者3名およびCM患者4名から時間分解能3方向速度エンコードの4D PC MRIデータを取得し、被験者ごとの3次元CFDシミュレーションと比較した。CFDでは剛体壁モデルを仮定し、神経根、小さな解剖学的構造（歯状靱帯）およびくも膜小梁（arachnoid trabeculae）などはモデルに含めなかった。
  • 比較は、頸部SSS内の9つの軸位断面においてCSFの頭側および尾側方向のピーク速度を評価し、さらにスループレーン（through-plane）速度プロファイルの視覚的解釈を行った。その結果、4D PC MRIにおけるCSFピーク速度はCFDのピーク速度より一貫して高く、差は健常者よりもCM患者でより顕著であった。
  • CM患者の上部頸部SSSでは、4D PC MRIがCFDよりも強い流体ジェットを定量化し、4D PC MRIのスループレーン速度プロファイルの視覚的解釈では、後部に比べ前部SSSでCSFの拍動性運動が強く、また神経根近傍で局所CSF速度が低下することが示された。一方、CFDの速度プロファイルはいずれの被験者でも脊髄周囲で比較的一様であった。本研究は、頸部SSSにおけるCSF流動に対して4D PC MRI計測をCFDと直接比較した最初の報告であり、複雑なCSF動態評価における4D PC MRIの有用性と、CFD手法の改善が必要であることを示唆する。今後、微細な解剖学的構造および脳や/または脊髄の大きな運動を計算モデルに統合することで両手法の一致が向上するかを検証する研究が必要である。

(016) Cebral [82] ⭐

📕 書誌情報

Counterpoint: realizing the clinical utility of computational fluid dynamics--closing the gap.

J R Cebral, H Meng

AJNR Am J Neuroradiol, 2012 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

反論：計算流体力学（CFD）による臨床的有用性の実現—ギャップの解消

💬 AI 要約

  • 本論では、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）の臨床的有用性を現実の医療へ転換する際に存在する課題、すなわち「ギャップ」の要因を明確化し、その解消に向けた方向性を提示することを目的とする。
  • 著者らは、CFD研究の臨床応用における実装上の障壁（例：入力・境界条件の妥当性、再現性、妥当性検証、運用可能なワークフロー）について論点を整理し、臨床で使える設計・評価の枠組みの必要性を議論する。
  • 結果として、臨床導入を妨げる主要な要因が、技術的側面だけでなく、臨床データとの整合性や検証戦略の設計といった実務的側面にまたがることが示唆される。
  • 結論として、CFDを臨床的意思決定に結び付けるには、標準化された手順、堅牢な妥当性確認、臨床現場での運用を見据えたアプローチを通じてギャップを埋める必要があることが強調される。

(017) van Ooij [78] ⭐

📕 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

実スケールの頭蓋内動脈瘤ファントムにおける複雑な流れのパターン：位相コントラストMRIは粒子画像流速測定法および計算流体力学と比較して

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は，高解像度・時間分解・三次元位相コントラストMRIにより計測される流れのパターンを，実スケールの頭蓋内動脈瘤ファントムで妥当化することである。
  • 実験では，ソレノイド型ラットコイル内に設置した頭蓋内動脈瘤ファントムに対し，0.2×0.2×0.3 mm³の解像度でレトロスペクティブにゲートした三次元位相コントラストMRIを実施し，定常流および拍動流をそれぞれ適用した。
  • 位相コントラストMRIの計測結果を粒子画像流速測定（particle image velocimetry: PIV）および計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションと比較し，同一ボクセルにおける速度ベクトルの大きさの差と，速度ベクトル間の角度差を算出する定量評価を行った。
  • 速度大きさの二乗平均平方根誤差（root-mean-square error）および対応速度ベクトル間角度の分布の中央値は，位相コントラストMRIとCFDの比較で定常流・拍動流それぞれ5%・4%および16°・14%であり，位相コントラストMRIとPIVの比較ではそれぞれ12%・10%および19°・15%であった；さらに流れパターンの定性的比較でも両手法（PIVおよびCFD）との良好な一致が認められたことから，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における複雑な流れのパターンを正確に計測できることが示された。

(018) 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

フローダイバータステント治療後における頭蓋内動脈瘤血行動態の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバータ（flow diverter: FD）ステント留置が頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm: IA）の血行動態に与える影響を明らかにすることである。
  • コンピュータ流体力学（computational fluid dynamics: CFD）を用いて、FD展開後の動的力および抵抗力を解析し、治療の血流変化を評価した。
  • 成功例（患者A）では、FDの流れ抵抗力が動的力よりも高く、瘤内への流入を抑制する十分な抵抗が得られたことを示し、その結果として動脈瘤頸部における流速の大きさは95%低下した。一方、失敗例（患者B）では動脈瘤頸部の流速の大きさは約50%低下にとどまり、これは動脈瘤頸部における流れ抵抗力が流れを駆動する力よりも低かったためと考えられた。
  • 動脈瘤を完全閉塞させるには、動的力を抑制するためにより高抵抗のFDステントが必要であり、患者個別の血行動態シミュレーションはFD治療成績を定量的に推定する手段となり得る。

(019) 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

💬 AI 要約

  • 画像ベースの計算流体力学（CFD）は任意の幾何形状を扱うことができるため、脳動脈瘤の自然経過を支配する基盤機序における血行動態の役割を解明する目的で、これまでに段階的に用いられてきた。
  • 本論文は、方法論の発展と患者固有（patient-specific）データを用いた多数の研究にもかかわらず、支配的な過程に関しては依然として重要な論争が残り、見かけ上矛盾する結果から導かれる結論が分岐している点を踏まえ、この重要な科学的課題に対する統一的アプローチの必要性を示す。
  • そのうえで、患者固有CFDモデルにより得られた寄与を整理し、当該機序の理解を前進させる知見を概説することで、現状の体系化（state of the art）と問題の整理を行っている。
  • 結論として、本論文は、患者固有の計算モデルが動脈瘤破裂リスク評価および患者マネジメントにおける臨床応用に大きな潜在力を有することを強調している。

(020) Babiker [69] ⭐

📕 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

脳動脈瘤におけるステント構成が流体力学に与える影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、理想化した広頸（wide-neck）脳底動脈瘤モデルにおいて、ステント構成の違いが動脈瘤内の血流（fluid dynamics）へ及ぼす影響を明らかにし、最適なステント構成選択の指針となり得る知見を提供することである。
  • 方法として、3種類のステント構成（Half-Y、Y、およびcross-bar）に対して粒子画像流速測定法（particle image velocimetry）により動脈瘤内の流体力学を定量化したのち比較を行った。
  • さらに、選択したステント構成に対して計算流体力学（CFD）シミュレーションも実施し、実験結果の妥当性（validation）を高めるとともに、構成別に生じる流体力学的特徴をより詳細に記述できるようにした。
  • 結果として、Yステントはcross-neck流を最も顕著に低減し、cross-barステントは動脈瘤内腔（aneurysmal sac）内部の速度大きさを最も大きく低減した一方、half-Yステントは親血管（parent-vessel）流量が高い条件で動脈瘤内の速度大きさを増加させた；また実験結果はCFDと強く一致し、流体力学的性能差は主として分岐部（bifurcation region）に突出するstrutsによって主に説明されることが示された。

(021) Shobayashi [69] ⭐

📕 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およびフローダイバージョンステントによる動脈瘤内血行動態の変化：流速低下が生じても動脈瘤内圧は高値のままである

💬 AI 要約

  • コイル併用なしで、非血栓化動脈瘤に対してフローダイバージョンステントがどの程度の防護効果を提供するかについては不明な点が多い。
  • 大血管径の内頸動脈—眼動脈瘤をデジタルサブトラクション血管造影から構築した三次元解剖学的に現実的な計算動脈瘤モデルを用い、Neuroform EZ頸部架橋ステントおよびPipeline embolization deviceの三次元計算モデル（ステレオ顕微鏡による計測に基づく）をそれぞれ配置して、ステント前後で動脈瘤内の流れ構造を比較した。
  • 有限体積法により連続の式およびNavier-Stokes運動量方程式を定常血流として数値的に解き（血液は非圧縮性ニュートン流体、血管壁は剛体、管腔にすべりなし境界条件）、流入端ではピーク収縮期の動脈内圧をステント前後ともに120 mmHgと仮定して動脈瘤内圧の変化を評価した結果、Neuroform EZでは平均流速が14%低下し全体の流れパターンは大きくは変わらなかった一方、Pipelineでは平均流速が74%低下し流れパターンは有意に変化したにもかかわらず、動脈瘤内圧の低下はそれぞれ4 mmHgおよび8 mmHgに留まった。
  • 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、あるいは血栓化が遅延する動脈瘤では、ステントが誘導する動脈瘤内流速低下の程度にかかわらず動脈瘤内圧は本質的にほとんど変化しないことが示唆された。

(022) Kojima [67] ⭐

📕 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

複数のエンタープライズステントおよび2種類のフローダイバータを用いた動脈瘤に対する流れ迂回効果の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤における血行動態を明らかにするために、血管内デバイスの留置が血流に及ぼす影響を考慮したコンピュータシミュレーションにより、流れ迂回（flow diversion）に関する効果を定量化することである。
  • 方法として、3種類の市販頭蓋内ステント（Enterprise、Silk、Pipeline）を仮想モデル化し、血管壁に適合するよう配置して、IC-ophthalmic artery動脈瘤のネックを跨ぐようにデプロイしたうえで、複数のEnterpriseステントと2種類のフローダイバータをスタンドアロン条件で比較した。
  • 数値結果では、メッシュサイズの大きさに応じて壁面せん断応力および圧力の値が低下し、特に流入領域で低下が顕著であった一方、複数ステントによる動脈瘤内腔（サック）内の速度低下は、フローダイバータほど顕著ではなかった。
  • 結論として、複数のEnterpriseステントとフローダイバータ間の流れ変化を解析した最初の研究であり、小メッシュのステント配置は動脈瘤内の流体運動を大きく低減したものの、フローダイバータと比較して動脈瘤内の流速低下は観察されなかった。

(023) Buga [60] ⭐

📕 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

脳卒中後の高齢ラット同側皮質における遺伝子発現のゲノムワイド解析により同定される新規治療標的

💬 AI 要約

  • ヒトの脳卒中患者の多くは高齢であるため、若齢ラットではなく高齢モデルを用いることが、臨床的に関連する細胞応答の同定と有益な介入の特定に最適である可能性があることから、本研究の目的は一過性中大脳動脈結紮（MCA一時結紮）後の高齢ラットと若齢ラットでの全遺伝子転写プロファイルを比較し、新規治療標的を探索することである。
  • Affymetrixプラットフォームを用いて、MCA一時結紮後の高齢ラットおよび若齢ラットにおける全遺伝子トランスクリプトームを解析し、その後、対応（correspondence）、ヒートマップ、およびデンドログラム解析により、主要遺伝子クラスターの反応の年齢群特異的な振る舞いを検討した。
  • これらの解析は独立して、脳卒中後における主要遺伝子クラスターの示す差異が年齢群に応じて異なることを示唆し、総数として制御される遺伝子の数は両群で同程度である一方で、高齢ラットでは脳卒中に対する適時性のある応答を立ち上げることが困難であることが、遺伝子発現パターンから強く示された。
  • 本研究は、高齢ラットにおいて神経障害性症候群、ストレス、不安障害、うつ（Acvr1c、Cort、Htr2b、Pnoc）に関連する4遺伝子の応答低下が示唆されることに加え、Calcrl、Cyp11b1、Prcp、Cebpa、Cfd、Gpnmb、Fcgr2b、Fcgr3a、Tnfrsf26、Adam 17、Mmp14、さらにコレステロール合成経路の重要酵素である3-hydroxy-3-methylglutaryl-Coenzyme A synthase 1（HMG-CoA synthase 1）などを新たな治療標的候補として提示し、両年齢群で術後の軸索伸長が低下していることから、高齢動物では組織修復に加えて神経障害性症候群、ストレス、不安障害、うつ、神経伝達および血圧といった側面も含める多段階・多様式（multimodal）治療がより良好な結果につながる可能性を提案する。

(024) Wake-Buck [58]

📕 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て解析した椎骨-脳底動脈系の血行動態特性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、椎骨-脳底動脈系（VBS）の合流部における定量的な血流特性を明らかにし、合流部での血流パターン形成に影響する因子を探索することで、将来的に病的変化のモニタリングや疾患の早期検出、治療効果の評価に資する知見を得ることにある。
  • 方法として、高磁場MRIを計測に用い、計算流体力学（CFD）モデリングを組み合わせて、健常成人の個別（n=5）および形状分類（n=12）に基づくVBS合流部モデルの血行動態を解析した。
  • 結果として、血管の曲率と両者の相対的な向きがVBS内の流れのパラメータに有意な影響を与え、脳底動脈の形状は速度分布の偏り（skewing）および壁面せん断応力（wall shear stress）分布の双方を強く規定することが示された。
  • また、5例すべてで椎骨の非対称性の程度が異なり、4例でらせん状流（helical flow）が観察されたことから、椎骨の非対称性以外の要因が椎骨動脈流の寄与の混合に影響している可能性が示唆され、健常者におけるMR画像ベースCFDの定量評価がVBSにおける動脈硬化の開始・進展に関連する流れの特徴の予測へ応用できることを予備的に検証した。

(025) Robertson [54] ⭐

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics in aneurysm research: critical reflections, future directions.

A M Robertson, P N Watton

AJNR Am J Neuroradiol, 2012 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤研究における計算流体力学：批判的検討と将来の展望

💬 AI 要約

  • 目的：動脈瘤研究における計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）の適用に関して、現状の位置付けと限界を整理し、今後の研究方向性を明確化することを目的とする。
  • 方法：既存研究を批判的に検討し、モデル化の前提（例：血液流動の仮定、境界条件、幾何学的再構成の不確実性）、解析指標、妥当性確認（validation）の観点から論点を体系化する。
  • 結果：CFD研究の再現性や臨床的有用性を左右する主要因は、入力データの品質、解析パイプラインの選択、ならびに生体現象との整合性を含む複数の要素に依存することが示唆される。
  • 結論：動脈瘤研究におけるCFDの信頼性を高めるためには、標準化されたワークフロー、より堅牢な不確実性評価、臨床データとの統合、ならびにvalidation戦略の強化が重要である。

(026) 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

脳動脈瘤破裂部位における血行動態特性：症例研究

💬 AI 要約

  • 血行動態は、脳動脈瘤の形成・増大・破裂の機序に重要な役割を果たすが、破裂部位の血行動態については十分に明らかにされていない。
  • 本研究では、患者の脳動脈瘤において再出血の瞬間およびそれ以前に偶発的に取得された3次元画像を比較し、破裂部位を精密に同定した後、計算流体力学（CFD）シミュレーションにより、破裂部位の特徴的血行動態パラメータの存在を提案した。
  • 心周期における血行動態指標として流速、壁面せん断応力（WSS）、圧力、ならびに振動せん断指数（oscillatory shear index）を評価した結果、破裂部位は拡張終期における低WSSと収縮期ピーク時の高圧の組合せによって、他の部位より最も顕著に識別されることが示された。
  • さらに、破裂部位周囲の流れは心周期に応じて独自に変化し、収縮期ピーク時には衝突（impingement）領域、拡張終期には破裂部位での流れの分離が観察されたことから、本症例では「拡張終期の低WSSが動脈瘤壁の変性と菲薄化を引き起こし、収縮期ピーク時の高圧（衝突領域）が菲薄化した壁の破裂を生じさせた可能性」が示唆された。

(027) 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

爆風による頭部損傷を評価するためのヒト頭頸部計算モデル

💬 AI 要約

  • 本研究は、爆風が頭部に及ぼす影響を検討するために、ヒト頭頸部の有限要素モデルを構築することを目的とした。
  • 爆風波の運動学的・力学的（kinetic および kinematic）作用の両方を評価するため、開発したヒト頭部有限要素モデル（HHFEM）を Hybrid III ATD の頸部有限要素モデルに結合し、さらにHHFEM のソリッドモデルから物理的ヒト頭部サロゲートモデル（HSHM）を作製して衝撃管（shock tube）による過圧に曝露した。
  • HSHM に対する負荷をHHFEM に模擬するため、衝撃管前方におけるHHFEMのCFDモデルを作成し、ドライバ圧 517、690、862 kPa に相当する荷重でCFDを用いたシミュレーションを実施した結果、選択した脳材料特性に基づくHHFEMの最大頭蓋内圧、相対脳—頭蓋骨変位の時間的・空間的履歴、および相対脳—頭蓋骨最大変位が、HSHMの結果と良好に一致した。
  • さらに、HSHMセンサは脳の局所領域の回転と変位を計測しており、HHFEMから予測されたHSHMの矢状面におけるセンサ回転は概ね正しく再現され、最大頭蓋内圧は70〜120 kPa、最大相対脳—頭蓋骨変位は0.5〜3.0 mmの範囲であった。

(028) Janiga [50] ⭐

📕 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

  • 本研究は、医療専門家の意思決定を支援し、より良いステント設計の開発につなげるために、仮想ステント留置を行うシミュレーションツールの有用性を示すことを目的とする。
  • 複雑な患者固有形状に直接適用可能な、革新的な仮想ステント留置手法を提案し、壁面に密着したステント展開のために自由形状変形（free-form deformation）を導入した。
  • Virtual Intracranial Stenting Challenge 2010で提供された脳底動脈先端部動脈瘤を対象として、十分に高精細な計算格子を用いた数値流動シミュレーションにより流入率と動脈瘤内での滞留時間を種々の配置条件で評価し、NeuroformおよびSILKステント間で比較した。
  • 低いステント多孔度に関連する利点が示され、SILKステントは動脈瘤内の滞留時間を大きく増加させる一方で、最大壁面せん断応力を有意に低減したが、これは適切な位置への配置時にのみ観察されたため、仮想ステント留置は手技支援（operation support）に活用できる可能性が示唆された。

(029) 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次元回転血管造影（3DRA）における頭蓋内動脈瘤の頸部サイズ過大評価：計算流体力学（CFD）で模擬した動脈瘤内血行動態への影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、3D回転血管造影（3DRA）で生じうる頸部サイズの過大評価が、動脈瘤内血行動態に与える影響を明らかにすることである。
  • 20例の患者に存在する20個の頭蓋内動脈瘤を対象として、2D DSA画像と比較して3DRAによる頸部サイズ過大評価を評価し、その3DRA由来血管モデルを2D DSAに一致するように幾何学的に修正した上で、元のモデルと修正後モデルの幾何学的および血行動態指標を比較した。
  • 評価対象20例中8例で、3DRA由来の動脈瘤モデルは2D DSA画像と比較して頸部サイズの過大評価を示した；修正後の平均頸部径低下は19%であり、平均0.85 mm（±0.32 mm）であった。
  • 頸部の修正は、流入ジェットの位置（2/8）、衝突（impingement）ゾーン（3/8）、および低いWSS（wall shear stress）領域（4/8）に差異をもたらし、1例では最大WSSが修正後に98%増加した；さらに、衝突ゾーン位置の変化により2例で衝突ゾーン領域の分類が異なったことから、3DRAにおける頸部サイズ過大評価は、CFDで決定される血行動態学的特徴に無視できない影響を及ぼし得る。

(030) 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個別平均圧力損失：1次元モデルと3次元モデルの比較

💬 AI 要約

  • 1次元モデルは波動伝播現象の解析に有用であるが、摩擦損失の定式化は概略的であり、直線的で末広がりがない（非先細）血管分節における発達流の解に基づくことが多いため、分岐、蛇行（tortuosity）、非平面性（non-planarity）および複雑形状の影響による損失を考慮できないことが、平均圧推定の誤差につながり得る。
  • 本研究では、標準的なCFDコードにより、ニュートン流体および非ニュートン流体の血液特性を用いて、全身循環全体の患者個別モデルにおける定常流をシミュレーションし、3本の主要かつ代表的な動脈経路（pathline）に沿った圧力の時間発展を、1次元モデルが与える平均圧の予測と比較した。
  • 大動脈基部から腸骨分岐（iliac bifurcation）まで、ならびに遠位の腕頭（distal brachial）までの圧力損失は1 mmHg未満であり、1次元モデルの予測は3次元モデルと良好に一致した。
  • しかし、前脳（pre-cerebral）および脳動脈のようなより小径の血管では損失が大きく（平均大動脈圧に対して平均圧力損失が10 mmHg超）、それらは一貫して1次元モデルにより過小評価された；蛇行、非平面性および分岐によって生じる複雑な流れは、1次元モデルが予測するよりも高いせん断応力をもたらすため、その結果として1次元モデルは末梢領域、特に脳循環における平均圧を過大評価する。

(031) Morales [42]

📕 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

動的経路計画に基づく画像ベースの動脈瘤モデルに対するバーチャル・コイル留置技術

💬 AI 要約

  • 本研究は、コイルやステントといった血管内デバイスの挿入を模擬する計算アルゴリズムへの関心が高まっていることを背景に、画像ベースの動脈瘤モデルに対する治療用バーチャル・コイル留置技術を提案することを目的とする。
  • 提案手法では、動脈瘤内腔に配置されるコイルの構造および分布を模倣し、臨床的に望ましい高い充填密度（packing densities）を到達させるために、動的経路計画（dynamic path planning）を用いた。
  • 理想化および画像ベースの動脈瘤モデルに対して性能評価を行い、さらに実際にコイル留置された動脈瘤に関する臨床情報を用いて手法を検証した結果、留置コイルのマクロな挙動を再現し、動脈瘤内腔における密度・形状・コイル分布を適切に捕捉できることが示された。
  • また、本手法の実用例として、コイル留置後の局所血行動態を計算流体力学（CFD）により評価したところ、壁面せん断応力および動脈瘤内速度はいずれも低下したほか、CFDシミュレーションによりコイルが動脈瘤内へ流入する造影剤量を減少させ、滞留時間（residence time）を増加させることが示された。

(032) 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

患者固有の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、計算流体力学（CFD）により得られる動脈瘤内の流れ解析結果について、形態の異なる患者固有モデルに対して包括的な解の検証（solution verification）を提示することである。
  • 患者固有の脳動脈瘤モデル5例（ドーム形状が異なる）を選定し、各モデルに対して格子収束誤差を推定した。格子収束誤差は、格子の細分化の程度を考慮するRichardson外挿法に基づく外挿解に対して評価した。
  • 5例中4例では、6つの異なる空間位置における速度、圧力、壁面せん断応力の値が単調に収束し、最も細かい格子における最大不確かさの大きさは12%〜16%であった。
  • 一方、幾何学的複雑性の高い5例目では格子収束誤差が振動的挙動を示したため、解析精度を確立するには各患者固有モデルごとに独自の格子収束（grid convergence）研究が必要であることが示された。

(033) 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においてクランプを回避することで、脳塞栓イベントを低減できる：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（OPCAB）において近位大動脈-冠動脈吻合を行うためのclampless facilitating device（CFD）が、部分クランプ戦略と比較して脳塞栓イベントの発生頻度を低減できるかを検証することである。
  • 上行大動脈病変が軽度（グレードIおよびII）であることをエピアオータル超音波で確認した57例を、近位吻合を部分閉塞クランプ（CL）で行う群（n=28）またはCFD [Heartstring（HS）; Maquet Cardiovascular LLC, サンノゼ, CA]で行う群（n=29）に無作為に割り付けた。経頭蓋ドプラ超音波により中大脳動脈における固体およびガス塞栓を検出した。
  • 近位吻合数の平均はCL群（1.93±0.72）とHS群（1.72±0.70）で同等であり（P=0.28）、一方でガス＋固体塞栓数の平均はCL群でHS群より多かった（90.0±64.0 vs 50.8±36.6, P=0.01）。また、吸引デバイスを用いたHSによる吻合を受けた症例で塞栓が最も少なかった。
  • HS群では近位吻合数に応じて術中の脳塞栓が比例して増加したのに対し、CL群では近位吻合数とは無関係であった。さらに、大動脈粥腫量が少ない患者においては、OPCAB中の上行大動脈への部分クランプが、CFDによる吻合と比較してより多くの脳塞栓イベントと関連していた。

(034) Sun [35] ⭐

📕 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

患者固有の脳動脈瘤における生体内血流の計算流体力学（CFD）シミュレーションの包括的検証

💬 AI 要約

  • 目的：画像ベースの計算流体力学（CFD）シミュレーションを用いてヒト脳動脈瘤内部の局所血行動態を解析し、算出された三次元流れ場を臨床のリスク評価や治療方針決定の支援に活用することが提案されている。そこで本研究は、脳血流シミュレーションに対するCFDの信頼性を明らかにし、臨床的フィードバックにつながる検証を行うことを目的とした。
  • 方法：近年提案されたバーチャル・アンギオグラフィ（virtual angiography）によるin-vitroの定量的CFD評価アプローチを、ファントム研究から患者研究へ拡張した。トランス頭蓋カラードコーディッドドプラ超音波により得た患者固有の血流量をCFDの境界条件（BC）として与え、臨床で取得したアンギオグラフィ（AA）に類似するバーチャル・アンギオグラム（VA）を構築した。
  • 結果：詳細な流れの特徴に関するAAとVAの対応関係を包括的に評価するための定量指標を定義し、シミュレーションの信頼性を検証した。6症例で、コントラスト剤（CA）分布の空間的・時間的変動についてAAとVAの間に高い類似性が認められた。症例#1〜#5では、特徴血管位置における時間強度曲線の比較で相対的RMSEが11%未満となり、また症例#6ではAAから血管入口のCA濃度曲線を直接抽出できずBCとして与えなかったことにより、CA濃度曲線の逸脱が約20%であった。
  • 結論：提案したシミュレーション・パイプラインにより、動脈瘤領域に焦点を当てつつ脳血流の再現に関するCFDの包括的な検証が可能であり、CFDシミュレーションの信頼性は良好に確認された。加えて、CFDシミュレーションの精度は入力BCに強く関連することが示された。

(035) Menon [35]

📕 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

小児（新生児）大動脈カニューレのジェット流れレジームの特性評価：人工心肺（CPB）の性能向上に向けて

💬 AI 要約

  • 本研究は、小径（2〜3 mm内径）の新生児・小児用大動脈流出カニューレにより生じる高速度ジェット流を対象として、血液損傷リスクや溶血・神経学的合併症の低減につながる流れ制御設計の基礎となるヘモダイナミクス的特性を明らかにすることを目的とした。
  • 方法として、微小CT（microCT）で撮像した最先端の小児カニューレ先端形状に対し、物理的に妥当な層流および乱流レイノルズ数（Re: 650〜2150、定常流入）を用いた直接数値シミュレーション（DNS）によるCFDを実施し、直方体試験治具内で発生するジェットウェイクの基準（baseline）ヘモダイナミクス性能を区別・評価した。
  • さらに、時間分解の流れ可視化および粒子画像流速計測（PIV）により、CFDで模擬したデバイス固有ジェットウェイクの定性的・定量的な検証を行い、標準的なエンドホール型先端設計については、対象患者に対応したクロスクランプ（cross-clamped）新生児大動脈モデルでカニューレ挿入構成の違いに伴う血液損傷指標を数値的に評価した。
  • その結果、ジェット流制御の改善、血液損傷の低減、出口力（exit force）の低下、許容流量の増加を目的として、拡散器（diffuser）型カニューレ先端が新たに提案され、さらに流出角や挿入深さといった外科的に関連する配向パラメータがヘモダイナミクス性能の向上に重要である可能性が示された。

(036) Schirmer [35]

📕 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

患者ベース形状における頸動脈分岐部狭窄の計算流体力学的特性評価

💬 AI 要約

  • 高グレード頸動脈狭窄（carotid stenosis, CS）において支配的となる複雑な空間的・時間的血行動態の変化を理解することを目的として、病変（lesion）ベースの計算流体力学（CFD）パイロット解析を提示する。内皮細胞（endothelial cell, EC）の表現型は血行力学的負荷により規定され、これが血管リモデリングに影響することが背景にある。
  • 高解像度3次元（3D）回転血管造影データを8名の患者から取得し、計算用メッシュを構築した上で、血液に対してせん断依存性（shear-dependent）の粘性を実装してCFD解析を実施した。
  • 狭窄領域内の平均壁面せん断応力（wall shear stress, WSS）は107 ± 73 dyn/cm(2)であり、直ちに方向が反転し、循環（recirculation）ゾーンでは平均19 ± 14 dyn/cm(2)の低い振動値を示した。さらに、WSSベクトルは健常部位では観察されない複雑な動的方向・振幅の振動と、心周期に伴う収束および発散の時間依存的なストリップを示した。
  • WSSの空間勾配は、狭窄のスロート（throat）において平均の大きさが1425 ± 1012 dyn/cm(3)と高値であった。結論として、患者ベースCFDはCSにおいて、短距離で非常に急速に生じる大きな空間的WSS変動を伴う複雑な血行動態環境を予測し、本研究はCSにおける血管壁での流れと力の変化の推定および血行動態変化と狭窄の病態生理との関連の理解を改善するものである。

(037) Kuroda [35]

📕 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

非破裂脳動脈瘤における心周期に関連した体積変化：4次元CT血管造影を用いた詳細な体積定量化研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、4次元CT血管造影（4-dimensional CT angiography）により、心周期に関連した動脈瘤の体積変化を定量化し、動脈瘤壁の動態学的特徴を明らかにすることにある。
  • 18例の患者において4次元CT血管造影を実施し、1心周期の画像データを10相に分割した後、各相における動脈瘤体積を定量化した。
  • その体積変化の結果は、動脈瘤および正常血管のサイズと良好に一致した一方で、頭蓋内動脈瘤と頭蓋内正常動脈の心周期関連体積変化はそれぞれ5.40%±4.17%および4.20%±2.04%であり、統計学的に有意差は認められなかった（P=0.12）。
  • ヒトにおいて頭蓋内動脈瘤および頭蓋内正常動脈の体積変化を成功裏に定量化でき、非破裂動脈瘤と正常頭蓋内動脈との間で心周期関連体積変化が異ならない可能性が示され、非破裂動脈瘤壁の全体的な健全性（global integrity）は正常頭蓋内動脈と同等であることを示唆する。

(038) Ohayon [34]

📕 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

外傷性脳損傷ラットにおける脳障害予測マーカーとしてのcell-free DNA

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、外傷性脳損傷（TBI）後におけるcell-free DNA（CFD）の変動パターンと時系列を明らかにし、CFD量と脳浮腫および神経学的転帰との関連の有無を検討することである。
  • Sprague-Dawleyラット39匹をシャム群（麻酔下で皮膚切開のみ）とTBI群（重錘落下モデルによりびまん性脳損傷を惹起）にランダム割付し、神経重症度スコア（NSS）をTBI後1、24、48時間に評価した。
  • CFDは血液サンプルを用いてTBI前（t=0）およびTBI後12、24、48、72、120時間に測定し、TBI後48時間に一部のラット（11匹）で湿重量と乾燥重量の差から脳浮腫を算出した。
  • TBI群ではベースラインに比してTBI後24および48時間でCFDが有意に上昇し、CFD量はTBI後24時間の脳浮腫の程度（r=0.63, p<0.05）およびNSS（r=0.79, p<0.005）と正の相関を示したことから、CFDはTBI後の神経学的転帰を迅速・信頼性高く簡便に予測し得る指標となる可能性が示唆された。

(039) 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

脳動脈瘤に対する磁気共鳴流体力学—計算流体力学との比較

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤の血行動態は、その増大および破裂に重要な役割を果たすと考えられているが、通常の計算流体力学（CFD）では3次元（3D）CT血管造影に基づく解析が時間を要するため、より容易に流れに関する情報を得る手法が求められる。
  • 本研究では、MR画像に基づく磁気共鳴流体力学（MRFD）とCFDのデータを比較し、MRFDの臨床的実現可能性を検討した。15人の患者における15個の動脈瘤（破裂2例を含む）を対象に、MR画像および3D-CT血管造影から流れデータを再構成し、3Dストリームライン、流速プロファイル、ならびに壁面せん断応力（WSS）を抽出して相互比較した。
  • その結果、両者の血流動態画像は3Dの流れパターンおよびWSSマップで概ね類似していた。一方で最大WSSの算出値は大きく異なり、有意な相関は認められなかった。
  • さらに、破裂例の1例ではCFDが動脈瘤内の流れ評価において視覚化が不十分であった。また遅発破裂例では、破裂前に動脈瘤底部で異常な二次流れを伴う特異的な流れパターンが示され、破裂リスクに関連する所見の可能性が示唆された。MRFDは、造影剤なしの通常MRI検査から得られ放射線被ばくも伴わない低侵襲な手法として有用であるが、MRFDと従来CFDのWSS絶対値の一致性には課題があり、増大または破裂リスクを予測するための有意な閾値の定量化と確立は今後の検討課題である。

(040) 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

くも膜下出血を呈した両側椎骨動脈解離性動脈瘤に対するステント併用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

  • 椎骨動脈解離性動脈瘤（vertebral artery dissecting aneurysm；VADA）はくも膜下出血の比較的まれな原因であり、両側VADAはさらに稀であるため、管理戦略はいまだ議論がある。本報告は、くも膜下出血を呈した両側VADAに対する治療方針について、術前の計算流体力学（computational fluid dynamics；CFD）に基づく意思決定と治療成績を提示することを目的とした。
  • 両側のVADAを単回セッションでステント併用コイル塞栓術により治療し、その治療選択は術前CFDシミュレーションの結果に基づいて行った。具体的には、治療前にCFD解析を実施して破裂側の推定を行い、さらに他方の動脈瘤をトラップした場合に動脈瘤内で壁面せん断応力（wall shear stress）がどの程度増加しうるかを評価して、動脈瘤の拡大・破裂リスクへの影響を検討した。
  • 48歳男性が両側VADAに起因するくも膜下出血で来院し、両側動脈瘤を単回セッションでステント併用コイル塞栓術にて治療した。手技は成功し、発症から14か月時点で神経学的に無症状の状態が維持された。
  • 本症例では、両側VADAを伴うくも膜下出血に対して、ステント併用コイル塞栓術を両側に同時に適用することが、再出血を防ぎつつ両側椎骨動脈の血流を温存し、かつ血行動態学的ストレスを増大させないという点で妥当であることが示唆された。著者らの知る限り、くも膜下出血を伴う両側VADAにこのタイプの治療を記述した初報であり、CFDシミュレーションは動脈瘤治療戦略の構築に有用である可能性がある。

(041) 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: 1.848
    • Citation Percentile: 83.99

  • 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への感度および幾何学的記述のレベル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、流れの境界条件（特に流出境界）および血管形状の幾何学的記述の詳細度が、計算される血流場に及ぼす影響の大きさを評価することである。
  • 方法として、紡錘状動脈瘤を伴う解剖学的に現実的な脳血管領域とその幾何学的理想化を対象とし、側枝を含める場合と主血管に穴としてモデル化する場合の幾何学的記述の重要性を検討した。さらに、側枝における流出境界条件の与え方として、牽引応力ゼロ条件（traction-free）、ゼロ速度条件（側枝を無視することに相当）、ならびに単純な0次元および1次元モデルとの結合を含む複数のアプローチを解析した。
  • 結果として、計算される血行動態パラメータに対する流出境界モデル選択の影響を、物理的解釈に基づいて各モデルの適切性を識別するための根拠として用い、さらに、流出境界モデル選択および幾何学的詳細度に起因する推定誤差範囲（error-bars）を患者特異的計算血行動態の文脈で提示した。
  • 結論として、クリッピングされた幾何学形状の条件下では、0次元および1次元モデルは側枝を良好に表現できることが示された。

(042) 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と可視化

💬 AI 要約

  • 目的：脳動脈瘤は破裂リスクが高い病的血管拡張であり、破裂リスク評価のためには血行動態情報の解析が重要であるが、流入ジェットや衝突（impingement）ゾーンといった定性的な流れ特性の評価は、現在ではCFDまたは血流計測で得られた流れ場を対象とする対話的な可視検査に依存している。
  • 方法：本研究は、これらの特性を自動かつ頑健に検出し、表現力の高い可視化を行う手法を提案するものである；流入ジェットと衝突ゾーンを定式化するために局所的なストリームライン特性を用い、瘤口（ostium）上に特徴的なシーディング曲線を抽出して、流入ジェット境界の等値/輪郭を構築する。
  • 結果：構築した境界輪郭に基づいて衝突ゾーンを同定し、さらに両特性を表現的に示すための複数の可視化手法を提示する；抽出された特性の精度と頑健性、最小限の視覚的煩雑さ、ならびに遮蔽（occlusion）を考慮することで、信頼性の高い可視化を実現する。
  • 結論：6名の領域専門家による評価により、本アプローチは血行動態の2つの定性的特性を概ね妥当に検出できることが確認された。

(043) 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

脳循環動態のための近赤外分光法（NIRS）計算モデル

💬 AI 要約

  • 近赤外分光法（NIRS）は、近赤外光の吸収、散乱、屈折の差に基づいて、組織内の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・計測する手法であり、本研究はこの原理に基づく脳内血行動態解析と計算的推定を目的とする。
  • 境界上に配置したセンサ測定から組織の光学特性を再構成する手順を用い、CFD Research Corporationの有限体積（finite volume）計算生物学コードにより、(i) 非侵襲的に「数値的に穿通」して脳組織を模倣し、(ii) 水、酸素化血液および脱酸素化血液の存在下での光学特性を再構成することで、急速な非侵襲的な脳出血の検出／定量化を数値的に実装した。
  • さらに、数値的非侵襲測定に基づいて脳出血の範囲と重症度を予測し、局在損傷の位置と重症度を得るための考え方についても議論したうえで、二次元および三次元シミュレーションにより当該数値定式化の実現可能性を実証した。
  • その結果、提案した数値NIRS（numerical NIRS）による定式化は、脳循環動態の質的評価および量的評価の双方に対する非侵襲的手法として利用可能であることが示された。

(044) Strother [27] ⭐

📕 書誌情報

Intracranial aneurysms, cancer, x-rays, and computational fluid dynamics.

C M Strother, J Jiang

AJNR Am J Neuroradiol, 2012 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤、がん、X線、および計算流体力学

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤およびがんとX線に関連する事象に対して、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）をどのように適用し得るかを検討することである。
  • 本論文の方法に関する情報（手法、対象、解析条件、計算設定など）については、提示された要旨が（NAのため）提供されていない。
  • 本論文の結果に関する情報（主要所見、定量結果、比較検討など）も、提示された要旨が（NAのため）提供されていない。
  • 本論文の結論に関する情報（臨床的意義、技術的含意、限界など）も、提示された要旨が（NAのため）提供されていない。

(045) 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

脳動脈瘤の成長における傍動脈瘤環境の影響：症例研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、傍動脈瘤環境の構造物との接触が、頭蓋内動脈瘤の血行動態および幾何学的進展に及ぼす影響を考慮することの重要性を明らかにすることである。
  • 大腿動脈ではなく（原文のまま）下行脳底動脈に発生し、骨と接触しており4年間の経過観察で増大が認められた大きな動脈瘤を対象として、観察期間中の1年間隔で取得した縦断CTA画像に基づき解剖学的モデルを構築した。
  • 脈動流条件下で計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施し、動脈瘤の進展に伴う血流パターンおよび動脈瘤内のWSS（壁面せん断応力）分布を解析した。
  • その結果、動脈瘤は骨に向かって増大し、近位側の親動脈の形状変化を引き起こすことで、動脈瘤の血行動態が顕著に変化することが示された。特に流入ストリームによって形成される高WSS領域は、動脈瘤が骨と接触して増大するにつれて、その位置が接触部位周辺で移行することが観察され、さらに骨から離れ比較的高WSSに曝される遠位端近傍の「ノッチ（notch）」は成長したのち、最終的に完全に消失したことが確認された。傍動脈瘤構造物との接触が、個々の頭蓋内動脈瘤の幾何学的進展および血行動態に重大な影響を及ぼし得るかどうかを評価するには、それらを考慮し解析する必要がある。

(046) Magdoom [26]

📕 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

DCE-MRIに基づくボクセル化モデルの評価：腫瘍におけるトレーサ輸送の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、固形腫瘍における治療薬の取り込みが不十分かつ不均一となり治療効果が制限される問題に対し、DCE-MRIで得られるMR可視トレーサの輸送を予測するための患者固有の計算モデルを構築・評価することである。
  • 方法として、腫瘍内の間質流れ場および全身投与されたMR可視トレーサの分布を予測するために、患者固有の計算ポーラスメディアモデル（ボクセル化モデル）を作成した；ボクセルアプローチは、従来の不規則格子（unstructured mesh）に基づく先行CFD手法と比較して、労力と計算時間を大幅に削減できる（約1桁の低減）点に利点がある。
  • 結果として、統計解析および定性的表現により、ボクセル化モデルの予測結果は不規則格子モデルの結果と類似しており、低い二乗平均平方根誤差（RMS）と高い相関係数が示された；さらに、腫瘍内部での高い間質流体圧やトレーサの不均一分布などの流れ場・分布の特徴を捉え、MRで測定したデータに対して1時間の時間経過全体で低いRMS誤差を達成した。
  • 結論として、ボクセル化モデルによるトレーサ分布予測は、実験および非ボクセル化モデルの予測との一致が複数（3例）の腫瘍にわたって維持され、腫瘍における細胞外輸送を予測する際に、不規則格子ベースの手法の信頼性のある迅速な代替として機能しうることが示された。

(047) 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（phase-contrast）MR画像と血管内超音波（endovascular sonography）の比較

💬 AI 要約

  • 局所血行動態情報は脳動脈瘤破裂リスクの層別化に寄与し得るが、CFD（computational fluid dynamics）における境界条件として動脈周囲の血流速度（BFV）に関する正確なデータが必要であるため、本研究はPC-MR画像で測定したBFVと血管内ドプラ超音波（intra-arterial Doppler sonography）で得たBFVを比較し、頭蓋内BFVの患者間変動を評価することを目的とした。
  • 破裂していない頭蓋内動脈瘤を有する10人の患者において、治療前の意識下でPC-MR画像により海綿静脈洞部ICA（cavernous ICA）のBFVを測定し、さらに別途、患者をプロポフォール静脈麻酔（6人）またはセボフルラン吸入麻酔（4人）下において血管内ドプラ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における拍動性の血流パターンを同定できた一方で、患者間でピーク収縮期血流速度（PSV）は50 cm/s超の差を示した。
  • PC-MR画像では平均速度41.3 cm/s（95%CI：39.3–43.3）が得られ、血管内ドプラ超音波ではプロポフォール麻酔下で平均速度29.3 cm/s（95%CI：25.8–32.8）、セボフルラン麻酔下で平均速度44.9 cm/s（95%CI：40.6–49.3）であったことから、BFVに大きな患者間差が存在しCFDの患者固有境界条件設定の重要性が示され、また意識下のPC-MR画像によるBFV測定はセボフルラン系吸入麻酔下での血管内ドプラ超音波測定と同等であることを明らかにした。

(048) 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分解とマッピング：患者固有（patient-specific）CFDシミュレーションの初めての適用

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、医用画像と高度なコンピュータモデリングにより可能となった「患者固有」パラメータと頭蓋内動脈瘤の自然史（破裂・非破裂）との相関研究を、大規模で解剖学的に多様な複数症例データへと拡張するための、表面ベース指標（壁面せん断応力、血圧など）の客観的比較を容易にする方法を提示することである。
  • 提案手法は、調和関数／場（harmonic function/field）の概念に基づき、動脈瘤表面を単位円板（unit disc）へマッピングする統一的かつ単純なアプローチを提供し、まず最小限の人的操作で血管形状を①標的動脈瘤と②親動脈および隣接分枝に分解し、その後に分割された動脈瘤表面を単位円板へ写像する。
  • 分解過程では、関連血管の形状に対する3種類の情報（1）正常な親動脈の円筒構造（tubular characteristic）からの空間的に変化する逸脱を定義する距離指標、2）局所曲率、3）動脈瘤と親動脈の接合／界面における局所凹み）を定量的に活用し、これらを新規の形状感度（shape-sensitive）重み付けスキームを伴うラプラス方程式の線形系の構築に統合することで、境界において等値線が高密度に集まる形状感度の調和関数／場を得る。
  • 自施設データベースに基づく「患者固有」動脈瘤形状を用いた定量解析により手法の頑健性が示され、分岐部、終末部、側方動脈瘤といった形状の大きく異なる症例でも同様の結果が得られたことから、本手法は表面ベースの生理・血行動態パラメータに関するモデル間比較を、意義があり、信頼性が高く、再現可能な形で実現する可能性がある。

(049) 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 21
    • FWCI: 6.7747 ⭐
    • Citation Percentile: 96.25 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤ファントムモデルに対する数値シミュレーションの実験的検証

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤の治療は、約5%の集団にみられ、破裂時には高い死亡率と関連するため、神経外科および神経放射線学において大きな課題であるが、その改善には複雑な3次元形状における非定常の血流パターンに関する理解が必要である。
  • 本研究では、計算流体力学（CFD）に基づくシミュレーション結果を、脳動脈瘤ファントムモデルに対して実施したその場（in situ）のレーザー・ドップラー速度計測（LDV）測定と比較することで検証を行った。
  • 1:1スケールの透明シリコーン製モデルおよび、水・グリセリン・キサンタンガム・塩化ナトリウムからなる液体混合物を用い、現実の血液に類似した流体物性と、シリコーンとの屈折率完全整合（refractive index matching）を実現して流速の精密な光学計測を可能にした上で、実験とシミュレーションの双方で複雑な拍動性流量波形を考慮した。
  • その結果、測定値とシミュレーション結果を直接かつ定量的に比較でき、用いた計算モデルの精度を検証可能であることが示された。

(050) 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

流量依存性の脳血管抵抗による脳自動調節機構の模倣：実現可能性に関する研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、心肺バイパス（CPB）中のロータリ血液ポンプや補助条件に対する生理学的制御を改善するために、脳循環自動調節（CAR）を計算流体力学（CFD）、粒子画像流速測定（PIV）、およびモック循環ループ（MCL）研究へ適切に組み込む枠組みを提示することである。
  • 方法として、MCLおよびPIVで検証されたCFDモデルに、CARを模倣する数理モデルを実装した。磁気共鳴画像（MRI）記録に基づきヒトの血管系の3次元モデルを構築し、生理条件およびCPB条件で数値流動解析を実施した。
  • 入口流量を4.5〜6 L/minの範囲で変化させ、動脈出口は血管ごとの流量依存性脳血管抵抗（CVR）を用いてモデル化した結果、圧力降下は0〜80 mmHgで変動した。CPB中のCBFはCARのレベルに強く依存し、CVRパラメータをプラトー開始まで調整することでCBFを生理的CBFの0〜80%の範囲に制御できた。
  • 結論として、流量依存性CVRによりCARをモデル化することは実現可能であり、模擬したネイティブ心拍出量5 L/minまたはCPB補助6 L/minの条件下でCBFを不変に保てることが示された。さらに、CARを無視した場合に生じ得る一部のカニューレ配置での脳からの逆流は、流量依存性CVRにより回復速度0.25 sでベースラインへ戻ることが確認され、本手法は異なるCARレベル（患者間差）に応じた補助デバイスの生理学的制御最適化に利用可能である。

(051) 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

脳動脈瘤の計算流体力学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

  • 目的：患者固有の血管モデル再構築に用いる閾値画像強度は一般に主観的に決定されるため、本研究では閾値画像強度の相違が計算流体力学（CFD）解析に及ぼす影響を評価した。
  • 方法：2009年4月から2010年3月にかけて後ろ向きに収集された内頸動脈瘤患者11例を対象とし、単純な閾値決定法として3次元回転血管造影画像における母血管である内頸動脈の冠状断面を横切るラインプローブ上の画像強度プロファイルから、閾値係数（C(thre)）を用いて閾値画像強度を客観的に決定した。
  • 結果：C(thre)値の増加に伴い閾値画像強度は上昇した一方、C(thre)値の低下に伴い手動編集の頻度は増加し、後交通動脈の分離（disconnection）はC(thre)値の増加でより高頻度に生じた；さらにC(thre)値の増加に伴い血管モデル体積は減少し、壁面せん断応力（WSS）は増加した。
  • 結論：閾値画像強度の差異はCFDに顕著な影響を与え得ることが示され、客観的CFDのためにC(thre)値を均一に設定することの重要性が示唆された。

(052) 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

脳動脈瘤に対する脳血管造影を用いた脳動脈瘤内の流れの解析

💬 AI 要約

  • 血行動態は脳動脈瘤の発症および破裂に重要な因子であるが、脳動脈瘤の血流を計測する既存手法には種々の限界があり、臨床的ニーズを十分に満たせていない。
  • 本研究では、高フレームレート脳血管造影（特にフローダイバータ）に基づく新規手法により、動脈瘤内の流れを効果的に評価するための技術を開発し、6例の未破裂ICA動脈瘤7個を特別に設計したDSAプロトコル（3D DSAおよび2D DSAを30 frames/sで取得、造影剤注入速度2 mL/s）で撮像したデータを解析した。
  • 各症例の患者固有の動脈瘤モデルを用いてCFD計算を実施し、動脈瘤内流量を数値的に算出した上で、2つの手法から得られる動脈瘤内流量を比較した結果、高フレームレート脳血管造影とCFD計算により得られた動脈瘤内流量比の間には線形関係が認められた（R = 0.99）。
  • さらに、30 frames/sの高いフレームレートは、7.5 frames/sおよび15 frames/sの低いフレームレートよりも動脈瘤内流れの推定精度を向上させ、CFD計算により造影から推定される動脈瘤内の血行動態の妥当性が裏付けられたため、これら2手法間で得られた線形関係は脳動脈瘤における動脈瘤内血行動態のリアルタイム評価に利用可能である。

(053) 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

心肺バイパスの計算流体力学研究における脳血管自動調節の実装

💬 AI 要約

  • 心外（または周術期）の神経学的合併症は体外循環（ECC）を受ける患者における主要なリスクであり、その要因の一つは脳低灌流につながる血流条件の変化であるが、この現象は脳血管自動調節（CPP変化下でも十分な脳血流量CBFを維持する生体固有の機構）に強く依存するため、これを数値解析に組み込むことが課題である。
  • 本研究では、計算流体力学（CFD）解析に脳血管自動調節を実装するための数学モデルを提示し、3次元の心血管系モデルにおいて心肺バイパス（CPB）中の流量変動（4.5–6 L/min）をシミュレーションした。
  • 脳の流出部はCPPに基づいてCBFを算出する式でモデル化し、完全自動調節を仮定するとCPPが80–120 mmHgの範囲でCBFは一定に保たれた一方、CPPが55–80 mmHgおよび120–145 mmHgの範囲ではそれぞれCBFが20%逸脱した；さらに、自動調節機能の障害を考慮するために調節レベルを変化させ、慢性高血圧はベースラインCPPの増加として模擬した。
  • 結果として、完全な自動調節が成立している場合でもCPB中にはCBFが低下し、障害ありおよび高血圧患者ではさらに低下することから、自動調節がCBFに与える影響が大きいことが示されたため、当該機構をCFD研究に組み込むことが必須であり、本モデルは患者固有の自動調節パラメータに基づくCPB支持条件の改善に資する可能性がある。

(054) Endres [15]

📕 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バーチャル血管造影のためのワークフロー

💬 AI 要約

  • 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パラメータへの関心が高まっており、その定量化として壁面せん断応力、圧力、血流速度などの指標を得るために、計算流体力学（CFD）による血流の数値シミュレーションが提案されている。
  • これらの算出量の妥当性検証のため、CFD結果に基づいて生成するバーチャル血管造影（virtual angiogram）を、実際に取得される血管造影（acquired angiogram）との比較に用いる取り組みが増えている。
  • バーチャル血管造影を生成するには、取得血管造影と可能な限り一致する画像を得るために、複数の患者固有パラメータを組み込む必要があるため、本研究ではそれらを導入するワークフローを提示し、複数のファントムおよび患者症例で実証した。
  • その結果、本研究で提示したワークフローにより、CFDシミュレーションに基づく患者個別化バーチャル血管造影の生成が可能であることが示された。

(055) 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

脳外頸動脈から頭蓋内への（EC-IC）静脈バイパスにおける血流抵抗解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）により、静脈バイパスおよびその対側頸動脈内における血流抵抗を解析することで、脳EC-IC静脈バイパス手術の有効性を定量的に評価するための新規アプローチを提案することである。
  • 方法として、静脈バイパス手術を受けた7例の患者を対象とし、高解像度のCT血管造影（CTA）により得た3次元（3D）形状を再構成・セグメンテーションしてCFD解析領域を作成した。
  • さらに、カラー・ドプラ超音波（CDU）により総頸動脈（CCA）での血流速度を計測し、流入条件を設定した上で、管路流れ理論に基づき圧力損失を Aṁ²+Bṁ（AおよびBは血流抵抗係数、ṁは血液質量流量）として表現し、CFD結果を抵抗係数として評価した。
  • その結果、健常ICAでは平均A=0.013088 Pa/(ml/min)²、平均B=3.105 Pa/(ml/min)となり、静脈バイパスでは平均A=0.0143 Pa/(ml/min)²、B=3.402 Pa/(ml/min)で健常ICAと概ね同程度であった一方、大口径の弁を有する静脈グラフトや口径変化を伴うバイパスでは当該バイパスの流れ抵抗が健常ICAより高くなることが示された。加えて、血流抵抗の不均衡は血行動態の破綻や遠位部の動脈瘤形成リスクを高め得る条件となる可能性が示唆された。

(056) 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

頸動脈分岐部狭窄に対する血管内血行再建術（CAS）の前後における患者ベース計算流体力学的（CFD）特性評価

💬 AI 要約

  • 血行力学的力学的刺激は内皮細胞の分子表現型を規定し、血管リモデリングに影響するため重要であるが、本研究では重症の頸動脈狭窄（CS）患者に対する頸動脈ステント留置術（CAS）における頸動脈狭窄の複雑な空間的・時間的血流変化を理解することを目的として、病変ベースのCFDモデリング手法を提示する。
  • 高解像度3次元回転血管造影のボリュームデータを治療前後の8例で取得し、分割（セグメンテーション）して高品質の構造化六面体（ヘキサヘドロン）計算格子を作成し、境界層の精密化（boundary layer refinement）を施した。
  • CFD解析は、血液を非ニュートン（non-Newtonian）で現実的な粘度として扱い、非定常の層流モデルを用いて実施し、壁面せん断応力（WSS）およびその勾配（WSSG）を算出したところ、全症例でCAS後に層流が完全またはほぼ回復していた。
  • さらに、ステント留置領域におけるWSSは全症例で低下し、WSSは34±14 dyn/cm²のほぼ正常レベルまで減少した一方、治療前に極めて高かったWSSGは有意に鈍化し、1000 dyn/cm³未満の水準にまで低下していた；本患者シリーズでは、CFDシミュレーションによりCASの血行力学的効果が推定され、狭窄周囲の異常な流れパターンと壁面せん断力が逆転し、好ましくない内皮細胞機能と関連することが知られる血流の層流性および壁面せん断の時空間パターンが正規化されることが示唆された。

(057) 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

葉酸受容体自己抗体介在性一次性脳葉酸欠乏症における2例での脳波所見および発作の表現型

💬 AI 要約

  • 自己免疫介在性の脳葉酸欠乏症（CFD）におけるてんかん発作のsemiologyと脳波（EEG）所見は、治療前後での特徴が十分に明らかにされていない。
  • 本研究では、この疾患に対する自己抗体介在性CFDの2例において、治療前後の発作の表現型とEEG所見を報告した。
  • 第1例は生後3か月で新規の乳児けいれんを呈し、第2例は静的な発達遅滞を伴うこれまで報告された初発の強直発作を発症したが、その後15歳で睡眠中の電気てんかん重積状態（electrical status epilepticus in sleep）という新規所見を呈した。
  • 発達遅滞、生命初期2年間における発作発症、強直発作、ミオクロニー・無動（myoclonic-astatic）発作、欠神発作、全般強直間代発作、ならびに全般性スパイク—徐波および多焦点性スパイクを伴うEEGといった既報の所見に加え、新規の表現型を認識することは、本治療可能な疾患に対する疑いの指標（index of suspicion）を高めるうえで重要である。

(058) 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

深部低体温・循環停止下における大動脈弓再建のためのカニュレーション戦略

💬 AI 要約

  • 新生児における大動脈弓再建は深部低体温・循環停止（deep hypothermic circulatory arrest）でしばしば行われるが、本手技の複雑性により脳神経学的転帰の不良が懸念され、脳灌流に対する最適な動脈カニュレーション法および全身の有効な低体温管理について疑問がある。
  • 本研究では計算流体力学（computational fluid dynamics）を用いて、新生児における異なるカニュレーション戦略の影響を検討した。低形成の新生児大動脈を現実的なテンプレートとして基礎形状を作成し、(1)右無名動脈、(2)無名動脈起始部（innominate root）、(3)動脈管開存（patent ductus arteriosus; PDA）、(4)無名動脈起始部とPDAの併用、の4通りを解析した。
  • 各戦略について、新生児条件下における生理学的灌流と比較しつつ、数値的に予測された脳血流および全身血流分布に基づいて性能評価を行ったところ、4つのカニュレーション戦略はいずれも局所血行動態を変化させたが、測定された血流分布に有意な差は認められなかった。
  • 最大の差は心拍出量の0.8%に相当し、無名動脈で観測された（選択肢3では心拍出量の23.2%、選択肢4では24%）。また、肺動脈スネア（pulmonary artery snaring）は全身血管を一様に改善し、新生児では血管抵抗が非常に高いため下流側の血管抵抗がカニュレーション戦略よりも血流分布を規定し、外科チームは好みに応じて方法を選択できる可能性が示唆された。一方、大動脈縮窄（aortic coarctation）を有する患者では追加検討が必要であり、最も可能性が高いのは2カニュラ法（選択肢4）である。

(059) 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

血流入力波形の形状に対する勾配振動数（GON）の感度

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤の発生開始に対する潜在的な血行力学的指標である勾配振動数（gradient oscillatory number: GON）が、血流入力波形の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。
  • 方法として、ヒト内頸動脈の解剖学的モデルを対象に、3種類の波形形状条件を用いた計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施し、波形形状の変更に起因するGON変動を定量化した。
  • 結果として、いずれの波形においても既知の動脈瘤部位でGONの上昇が認められたが、同時に追加的な部位での上昇も観察された。また、3種類の波形から得られるGON分布には定性的には有意差がみられなかった。
  • 結論として、GONは血流入力波形形状のばらつきに対して概ね鈍感（insensitive）であることが示され、定量解析では相対変動（変動係数）が比較的高いGON範囲で改善することが明らかとなった。したがって、大規模研究において高いGON値に主眼を置く場合、個別症例の実測波形の代替として仮定した血流入力波形形状を用いることは妥当である。

(060) 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:

  • 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

成長する頭蓋内動脈瘤における血行動態のCFD解析およびPIV解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、血行動態が脳動脈瘤の形成・進展・破裂における基盤因子であるとの考えに基づき、破裂リスク評価および治療の改善に資するために、成長する頭蓋内動脈瘤内の血流場を理解することを目的とした。
  • 実験的粒子画像流速測定（PIV）と計算流体力学（CFD）を用い、1年間隔で取得した縦断的3次元CT血管造影（3D computed tomography angiography）画像から患者固有モデルを構築した。
  • 迅速プロトタイピング技術によりCT血管造影画像に基づく物理シリコーンモデルを作製し、PIVにより脈動流れを計測したうえで、対応するCFDモデルを作成し、流量条件を一致させて数値解析を実行した。
  • PIVとCFDのベクトル場を整合させ、補間した後に、目視による定性的評価と、両者の類似度を指標として定量的に比較した結果、両者の流れ場は良好に一致し、とりわけ動脈瘤形状の進展に伴う主要な動脈瘤内流れ構造が整合して再現されたことが示された。近壁領域に主として差異がみられるものの、各手法の固有の限界を踏まえれば、得られる情報は整合的であり、頭蓋内動脈瘤の自然経過における血行動態の役割を検討するために利用可能であると結論づけられた。

(061) 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:

  • 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

脳動脈瘤クリップの血行動態に関する数値解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、計算流体力学（CFD）を用いて脳動脈瘤クリップの術前および術後（posteroperative）の3次元（3-D）血流を数値的に調査し、算出された血行動態パラメータに基づいて手術操作の実現可能性を評価することを目的とした。
  • Mimics softwareによりCT angiogram（CT血管造影）からモデルを再構築し、心周期の異なる時間における血流の数値シミュレーションを実施した。
  • 血流の速度分布、壁面せん断応力（WSS; wall shear stress）分布、ならびに圧力分布に関して、同一のヒト3モデルの術前・術後条件間で比較解析を行った。
  • その結果、血液速度およびWSSは有意に増加し、圧力は明確に低下することが示され、術後の血行動態変化が定量的に評価された。