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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
  • 本調査の趣旨および注意点については調査の概要をご参照ください
  • 調査条件
    • データベース：PubMed
    • 検索キーワード：(Cerebral OR Brain) AND ("Blood Flow" OR Hemodynamics OR WSS OR Rupture) AND (CFD OR "Computational Fluid Dynamics")
    • 検索期間：2012-01-01 - 2012-12-31
    • 要約用 AI/LLM：o3-mini-2025-01-31 (OpenAI, 2025-01)
    • データ更新日：2025-02-04

(001) Bordás[11]

📕 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

💬 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、脳動脈瘤の治療における複雑な非定常血流パターンの理解を深めるために、CFD (Computational Fluid Dynamics) を用いた数値シミュレーションの精度を検証することである。
  • 実験方法として、1:1スケールの透明シリコン製ファントムモデルを用い、実際の血液に類似した物性を持ち屈折率が一致した液体混合物を流体媒体とし、複雑なパルス流波形と流量を再現しながら、CFDシミュレーションとレーザードップラ速度測定 (LDV) による実測を比較した。
  • 結果として、実験とシミュレーションの間で直接的かつ定量的な比較が可能となり、数値モデルが実際の複雑な血流条件下において正確に再現できることが示された。
  • 結論として、本研究は、現実的な条件下でのファントムモデルを用いた実験検証により、CFDシミュレーションの信頼性を裏付け、今後の脳動脈瘤治療の改善に向けた科学的貢献を果たすことを示している。

(002) Kojima[53]

📕 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Enterprise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フロー・ダイバーション効果の研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤における血流力学に対する複数のEnterpriseステント及び2種類の[flow diverter]の効果を解析することである。
  • 方法として、コンピュータシミュレーションを用い、三種類の市販の頭蓋内ステント（Enterprise, Silk, Pipeline）を仮想モデル化し、IC-ophthalmic動脈瘤の頸部に配置して、単独モードで複数のEnterpriseステントと2種類のフローダイバータの違いを比較検証した。
  • 数値解析の結果、壁面せん断応力および圧力はメッシュサイズに比例して特に流入口領域で低下することが示されたが、複数のEnterpriseステントによる動脈瘤内の流速低下はフローダイバータに比べて顕著ではなかった。
  • 結論として、本研究は小メッシュステントの配置が動脈瘤内の流体移動を劇的に低下させる一方で、フローダイバータは動脈瘤内の流速低減においてより効果的であることを初めて示した。

(003) Yiallourou[69]

📕 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

頸部脊髄における髄液運動に対する4D位相差MRI流れ測定と計算流体力学（CFD）シミュレーションとの比較

💬 AI 要約

  • 本研究は、頸部脊髄くも膜下腔における髄液運動の評価において、4D phase-contrast MRI（4D PC MRI）による測定値と、被検者特異的な3次元computational fluid dynamics（CFD）シミュレーションを比較することを目的としている。
  • 本研究では、健常被験者3名およびChiari I奇形（CM）患者4名を対象に、時間分解能付き3方向速度エンコード4D PC MRIを用いて髄液の動態を取得し、ジオメトリを剛性壁と仮定し神経根、denticate ligamentsおよびarachnoid trabeculaeなどの小さな解剖学的構造を除外したCFDシミュレーションと比較検討した。
  • その結果、4D PC MRIにより得られた髄液のピーク速度はCFDシミュレーションにおけるピーク速度より一貫して高く、特にCM患者では上部頸部くも膜下腔において強い流体ジェットが観察され、解剖学的部位による速度の変動が認められた。
  • これらの結果は、複雑な髄液動態の評価における4D PC MRIの有用性を示すとともに、より正確なCFDモデリングのために細部の解剖学的構造および脳や脊髄の大局的運動の統合が必要であることを明らかにしており、今後の研究が期待される。

(004) Wake-Buck[27]

📕 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ベースモデルを用いた椎骨脳底動脈系の血行動態の解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、後部脳循環に血液を供給する独特の脳動脈連合である椎骨脳底動脈系（VBS）の血行動態を解析し、動脈硬化の発症および重篤な合併症につながるリスクを評価する要因を明らかにすることを目的とした。
  • 高磁場MRIと[computational fluid dynamics (CFD)]モデリングを組み合わせ、個別交合モデル（n = 5）と健常成人被験者12例に基づいた幾何学的分類を用いて、血管の曲率や相対配置が流体パラメータに与える影響を検証した。
  • その結果、血管の曲率および相対配置が流体パラメータに顕著な影響を及ぼし、特に脳底動脈の形状が速度プロファイルの偏りおよび[wall shear stress]分布に大きく影響すること、また被験者間で椎骨の非対称性や螺旋流の存在が観察された。
  • これらの予備的知見は、MRイメージングに基づく個別CFDモデルがVBSの血行動態を評価する上で有用であることを示し、動脈硬化の発症および進展に関する今後の研究の基盤を形成する重要な初期段階である。

(005) Cebral[84]

📕 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

脳内動脈瘤の危険因子間の関連性の示唆：レビュー

💬 AI 要約

  • 本研究は、動脈瘤の危険因子に関する先行研究と、それらの危険因子および動脈瘤の自然歴を支配する基礎機構との関連性を示唆する仮説をレビューすることを目的としている。
  • 文献レビューを通じて、各種危険因子とそれらに起因するメカニズムとの相互作用が検証された。
  • その結果、動脈瘤の進展は、変化する[hemodynamic]負荷および[biomechanic]ストレスに応答して血管壁の劣化と弱体化が進行するサイクルによって推進されることが示唆された。
  • また、位置、遺伝、喫煙、併存疾患、および高血圧といった危険因子がこのサイクルの各要素に影響を与える可能性があるものの、その詳細な相互作用や相対的重要性は依然として明確に解明されていない。

(006) Miura[159]

📕 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

低壁面剪断応力は中大脳動脈瘤の破裂状態と独立して関連している

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、[CFD]（計算流体力学）解析を用いて、中大脳動脈瘤の破裂状態を独立して特徴付ける血行力学的パラメータを明らかにすることであった。
  • 手法として、43例の破裂例と63例の非破裂例を含む106例の患者個別中大脳動脈瘤幾何形状において、形態学的および血行力学的パラメータが比較された。
  • 一変量解析では、アスペクト比、壁面剪断応力（WSS）、正規化WSS、振動剪断指標、WSS勾配、ならびに瘤形成指数が有意であったが、多変量ロジスティック回帰解析により、低いWSSのみが破裂状態と有意に関連することが示された。
  • 結論として、低いWSSは中大脳動脈瘤の破裂状態を特徴付ける最も信頼性の高いパラメータであり、破裂リスク評価の向上に寄与することが示唆された。

(007) Gasteiger[24]

📕 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力学的特徴の自動検出および可視化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤における破裂リスク評価に関連する定性的血行力学的特徴、特にinflow jetとimpingement zoneの自動かつ堅牢な検出と表現豊かな可視化手法を提案することである。
  • 本手法では、局所的なstreamline特性を利用してinflow jetとimpingement zoneを定式化し、ostium上の特徴的なseeding curveを抽出してinflow jetの境界コンターを構築し、そこからimpingement zoneを同定するという方法論を採用している。
  • 実験結果として、提案手法はシミュレーション結果や異なる治療オプションの比較に利用可能な精度の高い、視覚的な混乱や遮蔽が少ない定性的血行力学的パラメータの抽出に成功した。
  • 最終的に、6名のドメイン専門家による評価により、本手法が脳動脈瘤の定性的血行力学的特徴を合理的に検出できることが確認され、科学的および臨床的評価のサポートに貢献することが示された。

(008) Menon[24]

📕 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

新生児大動脈カニューレのジェット流状態の特性評価による心肺バイパスの改善

💬 AI 要約

  • 本研究は、新生児および小児の心肺バイパス中に用いられる小径大動脈カニューレからのジェット流状態を詳細に特徴付け、血液損傷や高剪断応力のリスク低減を目指した優れた大動脈カニューレの設計に貢献することを目的とする。
  • 研究方法として、直接数値シミュレーション（DNS）を用いたComputational Fluid Dynamics (CFD)解析により、生理学的条件下（laminarおよびturbulent Reynolds数650～2150）でのカニューレ先端からのジェットウェイクの挙動を評価し、time-resolved flow visualizationおよびParticle Image Velocimetry (PIV)を用いて定性的かつ定量的に検証した。
  • 解析結果から、標準的なエンドホールカニューレ設計では高血流速度と血液損傷指数の増加が確認され、被写体特異的な新生児大動脈モデル上で異なるカニューレ挿入配置の評価が行われた上で、新たなディフューザー型カニューレ先端が提案された。
  • 以上の結果は、低い出口力で高血流量を維持するとともに、カニューレの出流角度や挿入深度といった外科的配置パラメータが血流力学的性能の改善に寄与する可能性を示唆し、本研究は将来の心肺バイパス装置の設計に向けた新たな流体制御パラダイムを提案するものである。

(009) Endres[14]

📕 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

  • 本研究は、脳動脈瘤の破裂リスク分類および治療計画の改善を目的として、CFDシミュレーションに基づく患者個別の仮想血管造影生成ワークフローを開発することを目的としている。
  • 本手法では、壁せん断応力 [wall shear stress]、圧力 [pressure]、血流速度 [blood flow velocity]などの血行力学パラメータを計算するために、計算流体力学 [CFD] を用いた数値シミュレーションが行われた。
  • 生成された仮想血管造影は、実際に取得された血管造影画像と比較することで検証され、患者個別パラメータの導入が高い一致性をもたらすことが示された。
  • 複数のファントムおよび患者症例を用いた実証により、本ワークフローが臨床での治療計画および破裂リスク分類の改善に貢献する可能性を示した。

(010) Valen-Sendstad[63]

📕 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により分岐型、しかし側壁型動脈瘤においては検出されない高周波速度変動を検出

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、超高解像度直接数値シミュレーションを用いることで、十分な解像度を持つCFDモデルにおいて高周波の流れの変動がより広範に存在するかどうかを検討することである。
  • 方法として、CTアンジオグラムからデジタルにセグメント化された12件の解剖学的にリアルな中大脳動脈(MCA)動脈瘤（うち未破裂5件、破裂7件）を対象に、0.1[ms]の時間解像度および0.1[mm]の空間解像度で、定常流入速度0.5[m/s]を仮定した一過性CFDシミュレーションを実施した。
  • 結果として、12件中5件の動脈瘤（全て破裂した分岐型）が高頻度の一過性流動応答を示し、エネルギー的な変動は最大100[Hz]、一例では最大900[Hz]に達したのに対し、側壁動脈瘤（破裂例を1件含む）は速やかに安定した定常状態に至った。
  • 結論として、CFDモデルにおいては十分な時間的および空間的解像度を確保しないと、分岐型動脈瘤で臨床的に報告される高周波のエネルギッシュな変動が見逃される可能性があり、これらの変動は動脈瘤破裂のメカノバイオロジーおよび分岐型と側壁型動脈瘤の破裂予測因子の相違に関連する可能性が示唆される。

(011) Kannan[24]

📕 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

脳血行動態のための近赤外分光法計算モデル

💬 AI 要約

  • 本研究は、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測定することにより、非侵襲的に脳出血を検出・定量するための新規な計算近赤外分光法（NIRS）モデルを提案するものである。
  • 本手法では、CFD Research Corporation の有限体積計算生物学コードを用いて、脳組織内における近赤外光の伝播を数値的に模擬し、水、酸素化血液および脱酸素化血液の光学的特性を再構成する。
  • 2次元および3次元シミュレーションを通じて、本手法が脳出血の範囲および重症度を正確に予測できることが示された。
  • 結論として、本計算モデルは脳血行動態の評価および脳出血の重症度推定における有望な非侵襲的計算ツールを提供し、将来的な診断応用の基盤となり得る。

(012) Savitz[113]

📕 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

炎症および神経疾患関連遺伝子は、気分障害を呈するうつ病患者において差異発現し、形態学的および機能的画像異常と相関する

💬 AI 要約

  • 本研究は、気分障害を呈するうつ病患者における炎症及び神経疾患関連遺伝子の発現変動と、扁桃体、海馬、腹内側前頭前野（vmPFC）における神経画像異常との関連性を明らかにすることを目的とした。
  • 末梢血単核球を用いた全ゲノム発現解析により、治療未投与の患者と健常対照間で12のタンパク質コード遺伝子の発現変動が検出され、さらにfMRIを用いた後方マスキング課題により感情偏向顔刺激に対する血行動態応答が評価された。
  • 解析の結果、神経疾患やアポトーシスに関与するとされる遺伝子群が特定され、Ingenuity Pathway AnalysisによってTNFを中心とするネットワークや細胞周期・キナーゼシグナル異常に関連するネットワークが明らかになり、複数の遺伝子のmRNAレベルが扁桃体、vmPFC、海馬の血行動態応答および左下縁前帯状皮質の厚さ、海馬、尾状核の容積と有意に相関した。
  • これらの結果は、分子的な免疫機能不全が大脳の画像上のマクロな異常と関連づけられる可能性を示唆し、炎症がうつ病に至るメカニズムの解明に寄与することを提案している。

(013) Hodis[26]

📕 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

患者特異的脳動脈瘤における血行動力学解法のグリッド収束誤差

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者特異的脳動脈瘤の異なる形態において得られる血管内血流のCFD解析結果に対する包括的な解検証を提示することである。
  • 研究では、5つの患者特異的脳動脈瘤モデルを選定し、各モデルに対してグリッドの精度差に基づくRichardson extrapolation法を用いながらグリッド収束誤差を推定した。
  • その結果、4つのモデルでは、6か所で算出された速度、圧力および壁せん断応力の値が単調に収束し、最も高精度なグリッドにおける不確かさは12%から16%の範囲に収まったが、5番目のモデルでは幾何学的複雑性により収束誤差が振動的な挙動を示した。
  • 結論として、各患者特異的モデルごとに固有のグリッド収束検証が必要であり、本研究はCFDを用いた血行動力学解析の精度向上に寄与する知見を提供している。

(014) Morales[37]

📕 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

動的経路計画による画像ベースの動脈瘤モデルのための仮想コイリング技術

💬 AI 要約

  • 本研究は、臨床医が血管内血行動態を理解し治療結果を予測するための支援技術として、画像ベースの動脈瘤モデル治療用の新たな仮想コイリング技術を提案することを目的とする。
  • 本技術は、動的経路計画を用いて、動脈瘤内におけるコイルの構造および分布を模擬し、高いパッキング密度を達成することを目指し、理想化モデルおよび画像ベースモデルで複数のテストを実施し、臨床データに基づいて検証された。
  • その結果、提案された仮想コイリング技術は、挿入されたコイルの巨視的挙動を再現し、動脈瘤内でのコイルの密度、形状および分布を正確に捉えることに成功した。
  • さらに、CFD（Computational Fluid Dynamics）解析により、コイリング後の壁面剪断応力および動脈瘤内速度が減少し、造影剤の流入が抑制され滞留時間が延長されるなど、臨床的に有望な血行動態改善効果が示された。

(015) Omodaka[85]

📕 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され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、計算流体力学 (CFD) 解析を用いて脳動脈瘤の破裂点における局所血行動態特性を明らかにし、破裂リスクの理解を深めることを目的とした。
  • 中大脳動脈の破裂した6例の脳動脈瘤を対象に、術中に破裂点が確認された三次元回転血管造影画像から計算モデルを作成し、患者固有の入口流量条件下で脈動流を用いたCFD解析を実施した。
  • 結果として、破裂点における時平均壁剪断応力 (TAWSS) は非破裂領域と比較して有意に低く（1.10 Pa対4.96 Pa, p = 0.031）、振動剪断指数 (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；さらに、ブレップ除去シミュレーションにおいては、除去部位でTAWSSが増加していることが確認された。
  • 結論として、本研究は脳動脈瘤の破裂点における低WSSを中心とした局所血行動態が破裂の自然歴に重要な影響を及ぼす可能性を示唆しており、さらなる詳細な検討が必要であることを示している。

(016) Jiang[11]

📕 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

ハーモニック関数を用いた嚢状脳動脈瘤のインタラクティブ分解およびマッピング：患者固有の計算流体力学 (CFD) シミュレーションへの初適用

💬 AI 要約

  • 本研究は、ハーモニック関数を用いて嚢状脳動脈瘤の表面を分解およびマッピングする統一的手法を開発することを目的とし、患者固有の血行動態パラメータの客観的比較を容易にする点で科学に貢献する。
  • この手法は、血管幾何学を対象動脈瘤と親動脈（および隣接枝）に分解するため、管状構造 (cylindrical structure) からの空間的偏差、局所的曲率および凹面情報という三種類の形状データを活用し、形状に敏感な重み付けを施したラプラシアン方程式の線形システムを解くことで、動脈瘤表面をユニットディスクにマッピングする方法を採用している。
  • 内部データベースから得られた患者固有の動脈瘤幾何学を用いた定量的解析により、分岐型、末梢型および側方型など、広範な形状を有する動脈瘤において本手法の頑健性が実証された。
  • 本研究は、提案された手法が大規模かつ多施設間のCFDベースの血行動態パラメータ比較において、信頼性が高く再現性のあるモデル間比較を実現する有望なツールであると結論づけている。

(017) Kono[26]

📕 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

くも膜下出血を呈する両側椎骨動脈解離性動脈瘤に対するステント補助コイル塞栓術およびComputational Fluid Dynamics (CFD) シミュレーション：症例報告

💬 AI 要約

  • 本症例報告は、くも膜下出血を引き起こす両側椎骨動脈解離性動脈瘤の症例を提示するとともに、術前のComputational Fluid Dynamics (CFD) シミュレーションが治療戦略の選択に果たす役割を評価することを目的とした。
  • 術前にComputational Fluid Dynamics (CFD) シミュレーションを実施し、破裂側の動脈瘤を予測するとともに、他方の動脈瘤をトラッピングした場合に生じる可能性のある壁面せん断応力の増加を評価した。
  • 両側動脈瘤は単一セッションでステント補助コイル塞栓術により成功裏に治療され、手術後14ヶ月にわたり患者は神経学的に良好な状態を維持した。
  • 本研究は、Computational Fluid Dynamics (CFD) シミュレーションに基づくステント補助コイル塞栓術が再出血を防止し両側椎骨動脈の保存を実現し、血行力学的ストレスの増加を伴わない合理的な治療法であることを示し、くも膜下出血を呈する両側椎骨動脈解離性動脈瘤に対するこの治療の最初の報告であると結論付けた。

(018) Kulcsár[82]

📕 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

フローディバーション治療：動脈瘤内血流速度および壁面剪断応力（WSS）の低下が動脈瘤血栓形成予測のパラメーター

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤においてフローディバーション治療によって誘発される血行動態の変化が、血栓形成または動脈瘤の血行再開存につながるかを評価することである。
  • 方法として、内頸動脈のpara-ophthalmic segmentに位置する動脈瘤を有する8人の患者がフローディバーション治療のみを受け、治療前後の状態に対してCFD（Computational Fluid Dynamics）解析が実施された。
  • 結果、全ての動脈瘤で平均血流速度および壁面剪断応力（WSS）が有意に減少し、流れのパターン変化は1例のみで観察されたが、追跡期間中に7例で完全閉塞が認められた一方、1例では1年後も血行再開存が確認され、また1例では治療後5日で破裂し最大流入速度にも変化が見られなかった。
  • 結論として、動脈瘤内の相対的な血流速度およびWSSの低下自体が大多数の症例で血栓形成を引き起こす可能性がある一方、動脈瘤特有の閾値以下への血流低下が、一部の動脈瘤が完全または部分的に血行再開存する要因となると示唆される。

(019) Kono[42]

📕 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

脳動脈瘤破裂部の血行動態特性：症例研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、動脈瘤の形成、成長および破裂において重要な役割を果たす血行動態の中で、破裂部特有のパラメータの解明を目的とした。
  • 症例において、再出血前および再出血直後の3次元画像を偶発的に取得し、精密に破裂部を同定した後、[Computational Fluid Dynamics (CFD)]シミュレーションを用いて解析を行った。
  • 解析の結果、破裂部は心周期中に拡張期末で低い壁面剪断応力 (Wall Shear Stress, WSS) と収縮期ピークで高い圧力の組み合わせにより著しく特徴付けられ、周囲の流れパターンも心周期に伴って独自に変動していた。
  • 以上の結果から、拡張期末の低いWSSが動脈瘤壁の変性および薄化を引き起こし、収縮期ピーク時の高い圧力（インピンジメントゾーン）が薄化した壁の破裂を誘発する可能性が示唆された。

(020) Schneiders[39]

📕 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

３Ｄ回転血管造影による頭蓄内動脈瘤頸部サイズ過大評価：計算流体力学[CFD]を用いた瘤内血流力学への影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、3D回転血管造影（3DRA）における頭蓄内動脈瘤頸部サイズの過大評価が、計算流体力学[CFD]による瘤内血流力学評価に与える影響を明らかにすることを目的とした。
  • 20例の患者における20個の頭蓄内動脈瘤を対象に、3DRAおよび2Dデジタルサブトラクション血管造影（2D DSA）による評価を比較し、3DRA由来の血管モデルを2D DSAと整合するよう修正して、幾何学的および血流力学的変数を解析した。
  • 解析の結果、評価対象の8例で3DRAモデルが頸部サイズを過大評価しており、修正後は平均で19%（約0.85 mm±0.32 mm）の頸径縮小が認められ、流入ジェットの位置、当接領域、および低せん断応力領域に変化が生じたほか、1例では最大せん断応力が98%増加し、2例では当接領域の位置変化により分類が変動した。
  • 以上の結果は、3DRAによる頸部サイズの過大評価が瘤内血流力学評価に重大な影響を及ぼす可能性を示唆しており、血管モデル構築における画像評価の精度向上の必要性を強調するものである。

(021) Reymond[33]

📕 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

患者個別の全身動脈系における平均圧力低下：1次元モデルと3次元モデルの比較

💬 AI 要約

  • 本研究は、1次元モデルを用いた全身動脈系における平均圧力低下の推定における誤差を評価することを目的とした。
  • 患者個別モデルを用い、ニュートンおよび非ニュートン血液特性を考慮した標準CFDコードによる定常流シミュレーションを実施し、主要な3つの動脈経路に沿った圧力変動を1次元モデルの予測と比較した。
  • 結果として、大血管（大動脈根から腸骨分岐及び遠位上腕動脈に至る）では圧力低下が1 mmHg未満と正確に予測された一方で、小型血管（前脳及び脳動脈など）では圧力低下が平均10 mmHgを超え、1次元モデルにより一貫して過小評価された。
  • これにより、本研究は1次元モデルが大血管に関しては十分に機能するものの、末梢動脈、特に脳循環において平均圧力を過大評価するため、より正確なモデル表現が必要であることを示唆した。

(022) Kaufmann[14]

📕 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への脳自己調節機構の実装

💬 AI 要約

  • 本研究は、心肺バイパス中の脳血流（CBF）に対する脳自己調節機構の影響をCFD（Computational Fluid Dynamics）シミュレーションに組み込むことを目的としている。
  • 本研究では、血液循環系の3次元モデルにおいて4.5～6 L/minの流量変動を模擬し、脳出口における脳灌流圧（CPP）に基づいてCBFを算出する方程式を用いた数学的モデルを構築した。
  • シミュレーションの結果、CPPが80～120 mmHgの範囲では完全な自己調節下でCBFが一定に保たれる一方、CPPが55～80 mmHgおよび120～145 mmHgではCBFが20%変動し、自己調節機構の障害や高血圧症患者ではCPB中のCBFがさらに低下することが確認された。
  • 本研究は、CPB中のCBFに対して脳自己調節機構が果たす重要な役割を明らかにするとともに、患者個々の自己調節パラメータに基づくCPBサポート条件の改善を図るために、CFD解析への本機構の導入が不可欠であることを示している。

(023) Omodaka[15]

📕 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

表面モデル抽出パラメータが脳動脈瘤のCFD（Computational Fluid Dynamics）モデリングに与える影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者依存性血管モデル再構築における閾値画像輝度抽出パラメータ、特に閾値係数（C(thre)）の変動が脳動脈瘤のCFD（Computational Fluid Dynamics）解析に与える影響を評価することである。
  • 方法として、2009年4月から2010年3月までに後ろ向きに収集された内頸動脈動脈瘤患者11例の3次元回転血管造影画像データにおいて、内頸動脈の冠状断面に直線プローブを設置し、画像輝度のプロファイル曲線を算出し、閾値係数（C(thre)）を用いて閾値画像輝度を客観的に決定した。
  • その結果、C(thre)値の増加に伴い閾値画像輝度が上昇し、C(thre)値が低い場合には手動編集の頻度が高く、C(thre)値が高い場合には後交通動脈の断絶が多発、さらに血管モデルの体積が減少し壁せん断応力（WSS）が上昇することが明らかとなった。
  • これらの知見は、閾値画像輝度設定の差異がCFD解析に著しい影響を及ぼすことを示し、客観的なCFD解析のためには一定のC(thre)値の設定が極めて重要であることを示唆している。

(024) Ma[97]

📕 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

患者特異的頭蓋内動脈瘤における神経血管フローダイバ―ターの展開および機械的拡張のコンピュータモデリング

💬 AI 要約

  • 本研究は、患者特異的頭蓋内動脈瘤において完全展開されたフローダイバ―ター（FD）の正確な表現を提供し、CFD解析に必要な血行動態の洞察を得るためのシミュレーションワークフローを開発することを目的とした。
  • 方法として、FEA（有限要素解析）に基づくワークフローを開発し、Pipeline Embolization Deviceを模倣する相互に絡み合ったワイヤーからなるFDモデルを3D有限梁要素を用いて構築し、ステントストランド間やその他の構成要素間の相互作用を考慮した。
  • 結果として、提案ワークフローは二例の患者特異的動脈瘤に適用され、パラメトリックスタディにより各種摩擦条件下でも展開結果の一貫性が確認されたが、過度な内部ステント摩擦は避けるべきであることが示された。
  • 結論として、本研究は初めて脳血管内における編組FDステントの機械的展開を現実的にモデリングすることに成功し、信頼性の高い治療結果の予測と最適化を目指した正確なCFD解析への道を切り開いた。

(025) Sforza[45]

📕 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

  • 本研究の目的は、幾何学的制約に柔軟に対応可能な画像に基づく[image-based]計算流体力学(CFD)を用いて、脳動脈瘤の自然歴を規定する根底的メカニズムにおける血行力学的役割を明らかにすることである。
  • 方法として、本稿は患者固有[patient-specific]データを活用したCFDモデルに基づく多くの研究と、これに関連する高度な方法論の進展を概観している。
  • 結果として、方法論の大幅な進歩があったにも関わらず、正確な制御プロセスに関する議論の相違や、見かけ上矛盾する結果から導かれる結論の相違が依然として存在する。
  • 結論として、これらの課題を解決するためには先進的知見の統合と統一的なアプローチが必要であり、患者固有CFDモデルは動脈瘤破裂リスクの評価や患者管理において臨床応用の大きな可能性を秘めている。

(026) Ramalho[23]

📕 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

💬 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の感受性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、数学的モデル、すなわち流入/流出境界条件および境界幾何学の詳細が計算された流体力学（CFD）解析にどのような影響を与えるかを評価することである。
  • 方法として、解剖学的に現実的な部分の脳血管構造に存在する嚢状動脈瘤と、その幾何学的理想化モデルを用い、側枝を含む詳細な記述と主要血管における穴としてのモデル化の違いを検討した。
  • 結果、側枝に対するトラクションフリー条件、ゼロ速度条件（側枝を無視する場合）、およびゼロ次元（zero-dimensional）と一次元（one-dimensional）モデルとの連成など、複数の流出境界条件手法が計算された血行動態パラメータに大きな影響を及ぼすことが示された。
  • 結論として、ゼロ次元・一次元モデルはクリップ処理された幾何学モデルにおける側枝の表現に有効であることが確認され、患者特異的計算血行動態における流出境界モデル選択と幾何学的詳細レベルに起因する誤差範囲の推定結果は、将来の研究への示唆となり得る。

(027) de Zélicourt[10]

📕 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大動脈弓再建のためのカニュレーション戦略

💬 AI 要約

  • 本研究は、深低体温循環停止下で行われる新生児の大動脈弓再建に伴う潜在的な神経学的副作用に懸念があるため、脳灌流と効果的な全身低温管理を実現するための最適な動脈カニュレーション戦略を検討することを目的とした。
  • 本研究では、現実的な低形成新生児大動脈のテンプレートを基に、右無名動脈、無名動脈根部、特許動脈管 (PDA)、および無名動脈根部とPDAの4つのカニュレーションオプションに対し、計算流体力学 ([Computational Fluid Dynamics]) を用いて解析を行った。
  • 解析の結果、各カニュレーション戦略により局所的な血行力学は異なっていたものの、数値的に予測された脳および全身の血流分布に有意な差は見られず、最大の違いは無名動脈において心拍出量の0.8%（オプション3で23.2%対オプション4で24%）に留まった。
  • 新生児の非常に高い血管抵抗により、血流分布はカニュレーション戦略よりも下流の血管抵抗によって決定されるため、外科医は好みの方法を選択できるが、大動脈縮窄症の患者ではさらなる検討が必要であり、2カニュレーション法（オプション4）が有益である可能性が示唆された。

(028) Schneiders[23]

📕 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

位相差コントラストMRイメージングと血管内超音波検査による頭蓋内血流速度測定の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、PC-MRイメージングによって測定された血流速度(BFV)と、血管内ドップラー超音波検査によって得られたBFVを比較し、頭蓋内BFVの患者間変動を評価することである。
  • 研究方法として、未破裂頭蓋内動脈瘤患者10例において、意識下でのPC-MRイメージングを用いて海綿部内頸動脈におけるBFVを測定し、その後、患者がプロポフォール(6例)またはセボフルラン(4例)による麻酔下において、血管内ドップラー超音波ワイヤーを用いて同部位のBFVが測定された。
  • 結果として、両手法ともに脈動性の血流パターンを検出し、患者間で最大50 cm/s以上のピーク収縮期速度(PSV)の差が認められ、PC-MRイメージングでは平均41.3 cm/s、プロポフォール下では平均29.3 cm/s、セボフルラン下では平均44.9 cm/sが測定された。
  • 結論として、患者間でのBFVに大きなばらつきが存在することが示され、CFD[Computational Fluid Dynamics]解析においては患者固有の血行境界条件を使用する重要性が強調され、意識下でのPC-MRイメージングによる測定値はセボフルラン下での血管内ドップラー超音波検査の値と比較可能であることが明らかとなった。

(029) Jou[13]

📕 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

脳血管造影による脳動脈瘤内血流の解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、flow-diverterを対象とした高フレームレート[cerebral angiography]に基づく脳動脈瘤内血流の効果的評価のための新技術を評価することである。
  • 方法として、6名の患者において7件の破裂していない内頚動脈[ICA]動脈瘤を、3D DSAおよび30フレーム/秒で取得される2D DSAを用いた特別設計のDSAプロトコルで撮影し、さらに患者個別の動脈瘤モデルを用いてCFD計算を実施した。
  • 結果として、30フレーム/秒の高フレームレート[cerebral angiography]により得られた脳動脈瘤内血流比とCFD計算による値との間に（R = 0.99）の線形関係が認められ、低フレームレート（7.5および15フレーム/秒）に比べ優れた評価が可能であることが示された。
  • 結論として、CFD計算はcerebral angiographyによる脳動脈瘤内血流力学評価を検証し、この2つの技術の線形関係により臨床において脳動脈瘤内血流力学のリアルタイム評価が可能であることが明らかとなった。

(030) Schirmer[24]

📕 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

患者ベース幾何学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

  • 本研究は、高度頸動脈狭窄症における複雑な空間的および時間的血行動態変化と、これらが内皮細胞表現型や血管リモデリングに及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。
  • 8例の患者から得られた高解像度三次元[3D]回転血管造影データセットを用い、計算メッシュを生成し、現実的な剪断依存性[blood viscosity]を実装した計算流体力学[CFD]解析を実施した。
  • CFD解析の結果、狭窄部では平均壁面せん断応力[WSS]が著しく高く、その直後に再循環領域で急速な方向転換と低い振動値が観察され、さらに狭窄部喉元では顕著な空間勾配が示された。
  • これらの成果は、患者ベースのCFD解析が頸動脈狭窄症における血流変化と血管壁に働く力の推定精度を向上させ、血行動態の変化と狭窄病理生理との関連性の理解に貢献することを示している。

(031) Mut[62]

📕 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・ダイバーティングデバイスの過大サイズ化が脳動脈瘤の血行力学変化に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、過大サイズのフロー・ダイバーティングデバイスが脳動脈瘤内の血流を変化させ、血栓形成および動脈瘤閉塞に適した血行力学環境を創出する効果を解析することである。
  • 患者固有の3次元血管造影画像から構築した3例の脳動脈瘤に対する計算流体力学（CFD）モデルを用い、サイズを増したステントを配置後の血行力学シミュレーションを実施した。
  • その結果、過大サイズのデバイスでは、ステントセルが血管軸方向に伸展しセル角が変化することでセルサイズが大きくなり、動脈瘤への流入率、平均速度、剪断速度、および壁面剪断応力が非過大サイズ化の場合よりも高い値を示した。
  • 結論として、フロー・ダイバーティングデバイスの過大サイズ化は動脈瘤内の血流修正効果を顕著に低下させ、デバイスのサイズが過大化するにつれて血行力学的変数への影響が著しく減少することが示された。

(032) 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
  • PubMed
  • Google Scholar: NA
  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

成長する脳内動脈瘤における血液流体力学のCFDおよびPIV解析

💬 AI 要約

  • 本研究は，血液流体力学（hemodynamics）が脳動脈瘤の形成，進展および破裂の基本的な要因であるとの仮説の下，成長中の脳動脈瘤における血流場の解析を通じて破裂リスク評価と治療戦略の向上を目的とした。
  • 実験的粒子画像流速計測法（PIV）と数値流体力学（CFD）技術を用い，1年間隔で取得された3次元[computed tomography angiography]画像から作成した患者固有のモデルに基づいて解析を実施した。
  • 得られた結果は，PIVとCFDの両技法で主要な瘤内流構造とその幾何学的進展に伴う変化が一貫して表現されるなど，両流場が良好に一致していることを示した。
  • 各技法の固有の限界や主に近壁領域で見られる相違があったものの，得られたデータの整合性は，脳内動脈瘤の自然歴における血液流体力学の役割の解明に有用な知見を提供することを示唆している。

(033) Zhang[12]

📕 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）静脈バイパスの流動抵抗解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）に基づく流動抵抗解析を通じて、脳の頭蓋外〜頭蓋内（EC-IC）静脈バイパス手術の定量的評価のための革新的な手法を提案することである。
  • 方法として、7例の患者から高解像度コンピューテッドトモグラフィー血管造影（CTA）を用いて再構築された三次元ジオメトリをCFD計算領域として用い、カラー・ドプラ超音波（CDU）により共通頸動脈（CCA）の血流速度を測定して流入条件を決定した。
  • CFD解析の結果、健康な内頚動脈（ICA）において得られた流動抵抗係数AおよびBの平均値とほぼ同等の値が静脈バイパスでも確認されたが、大型の静脈弁やサイズ変動を有する場合には流動抵抗が増加することが示された。
  • これにより、流動抵抗の不均衡が血行動態の不全や遠位部動脈瘤の発生リスクを高める可能性が示唆され、バイパス手術の定量的評価の重要性が強調された。

(034) 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
  • PubMed
  • Google Scholar: NA
  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤クリップの血行力学に関する数値解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、Computational Fluid Dynamics [CFD]を用いて、術前および術後の脳動脈瘤クリップの3次元モデルにおける血流の血行力学を数値解析し、その計算された血行動力学パラメーターにより外科手術の実施可能性を評価することを目的としている。
  • この目的を達成するために、CT血管造影画像からMimicsソフトウェアを使用して個別の3次元モデルを再構築し、心周期中の異なる時点での血流の数値シミュレーションを実施した。
  • 比較解析では、血流速度分布、壁面せん断応力（WSS）分布および圧力分布に関して3つのモデル間で検討が行われ、血流速度およびWSSが顕著に増加し、圧力が明らかに低下する結果が得られた。
  • これらの結果は、CFDシミュレーションが脳動脈瘤クリップ施行時の血行動力学的変化を明確に評価できることを示しており、外科的手術の実施可能性の評価に寄与することを示唆している。

(035) Naito[27]

📕 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

脳内動脈瘤における磁気共鳴流体力学：計算流体力学との比較

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤の成長および破裂に関連する血行動態の解析において、従来の計算流体力学（CFD）と新たな磁気共鳴流体力学（MRFD）との比較を目的とした。
  • 研究方法として、15人の患者における15の動脈瘤（内2例は破裂例）を対象に、MR画像および3D-CT血管造影を用いて、MRFDとCFDから得られる3Dストリームライン、流速プロファイル、壁面せん断応力（WSS）のデータを再構築し比較検討した。
  • 結果として、両手法ともに類似した3次元流動パターンとWSSマップを示したが、最大WSSの計算値には大きな相違が認められ、統計的に有意な相関は得られなかった。また、1例の破裂例ではCFDによる動脈瘤内流動の評価が困難であり、さらに遅発性破裂例においては破裂リスクを示唆する底部での異常な二次流動が観察された。
  • 結論として、MRFDは造影剤や放射線被曝を伴わず通常のMRI検査から得られる有用かつ低侵襲な動脈瘤内血流動態評価法であり、WSSの絶対値に関する一貫性の課題はあるものの、WSS分布と流動パターンの情報に基づき動脈瘤の拡大または破裂リスクの予測に活用できる可能性が示唆された。

(036) Kaufmann[16]

📕 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倣：実現可能性の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、心肺バイパス( [CPB] )中の生理制御及びロータリ血液ポンプの管理改善のため、脳自己調節( [CAR] )機構をCFD、PIV、及びMCL研究に組み込む必要性を明らかにすることである。
  • 方法として、磁気共鳴画像( [MRI] )から作成された三次元ヒト血管系モデルを用い、MCLおよびPIVで検証済みのCFDモデルにCARを模倣する数理モデルを実装し、生理状態とCPB条件下での数値流体シミュレーションを実施した。
  • 結果、流量依存性脳血管抵抗( [CVR] )のパラメータ変動により、脳血流( [CBF] )が生理状態の0〜80％に調整可能であり、CARを考慮しない場合には一部のカニュラ位置で後方血流が発生することが示された。
  • 結論として、流量依存性CVRによるCARのモデル化は実現可能な結果を示し、異なる患者のCARレベルを反映した補助装置の生理制御最適化に役立つ可能性があることが確認された。

(037) Shimogonya[13]

📕 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

Gradient Oscillatory Numberのフロー入力波形形状に対する感度

💬 AI 要約

  • 本研究では、脳動脈瘤発生の潜在的血行動態指標であるGradient Oscillatory Number (GON)の、フロー入力波形形状に対する感度を検討した。
  • ヒト内頸動脈の解剖学的モデルを用い、3種類の異なる波形形状条件下で計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施し、局所的な絶対変動（標準偏差）および相対変動（変動係数）を算出してGONの変動を定量化した。
  • すべての波形形状において、既知の動脈瘤部位及びその他の部位でGONの上昇が認められたものの、三種類の波形形状による定性的なGON分布には有意な差が認められなかった。
  • これらの結果は、GONがフロー入力波形形状のばらつきに対して大きな感度を示さないことを示唆しており、相対的に高いGON値が主要な関心対象となる大規模研究において、個々の実際の波形形状の代替として仮定された波形形状を用いることが合理的であると結論づけた。

(038) Sun[29]

📕 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in-vivo血流の計算流体力学シミュレーションの包括的検証

💬 AI 要約

  • 本研究は、臨床リスク評価および治療判断を支援するために、患者特異的な脳動脈瘤内のin-vivo血流を対象とした画像ベースのCFD（Computational Fluid Dynamics）シミュレーションの包括的検証を目的とした。
  • 実験室内（in-vitro）で提案された[virtual angiography]を用いた定量評価手法を拡張し、経頭蓋カラードプラ測定から得られた患者特異的血流速度を境界条件としてCFDシミュレーションに適用し、臨床的に得られた[angiogram]に近似する仮想血管造影画像（VA）を作成した。
  • その結果、6例の患者データにおいて、特徴的な血管部位における時間強度曲線の相対二乗平均平方根誤差が患者#1～#5で11%未満、患者#6では境界条件として直接抽出不可能なため約20%の乖離に留まり、仮想血管造影画像と実際の血管造影画像との間で空間的・時間的変動において高い一致が確認された。
  • 以上のことから、提案されたCFDシミュレーションパイプラインは脳動脈瘤領域における血流再現において信頼性が十分に確認され、シミュレーションの精度は入力される患者特異的境界条件に密接に依存することが示された。

(039) Sforza[19]

📕 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

脳動脈瘤の増殖過程における周囲環境の影響：症例研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤の幾何学的進展および血流力学に対する周囲環境（perianeurysmal environment）との接触の影響を明らかにすることを目的とした。
  • 研究対象として、骨と接触している基底動脈の大動脈瘤が4年間の追跡期間中に成長した症例を選定し、縦断的CTA画像から解剖学的モデルを構築し、脈動流条件下でCFD（Computational Fluid Dynamics）シミュレーションを実施して解析を行った。
  • 結果として、骨に向かって成長することにより近位親動脈の幾何学的変化が生じ、流入ストリームによって生成された高いWSS（Wall Shear Stress）領域が変位したほか、骨から離れた遠位側に一時的に増大した「notch」が最終的に完全に消失する現象が認められた。
  • これらの結果は、各症例における脳内動脈瘤の幾何学的進展および血流力学に対して、周囲構造との接触が有意な影響を及ぼす可能性があるため、その解析と評価が必要であることを示している。

(040) Baharoglu[74]

📕 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

側壁型および分岐型脳内動脈瘤における破裂状態予測因子の形態学的指標の二分法の同定

💬 AI 要約

  • 本研究は、側壁型および分岐型動脈瘤の幾何学的および血行力学的特性の相違を踏まえ、破裂状態の識別における形態学的パラメータの相対的有用性を評価することを目的とした。
  • 271例の連続動脈瘤（101例が破裂、135例が分岐型）のカテーテル3D回転血管造影画像を用い、3次元で最大径 (D(max))、高さ、高さ/幅比、アスペクト比、サイズ比、非球形指数、流入口角を評価し、単変量および多変量解析による受信者動作特性曲線下面積（AUC）解析とCFD ([Computational Fluid Dynamics]) 解析を実施した。
  • 結果として、側壁型動脈瘤では破裂群が非破裂群に比べて平均D(max)、高さ、流入口角が有意に大きかったのに対し、分岐型ではこれらの差異は認められず、さらに多変量解析では分岐型では非球形指数 (AUC = 0.67) が唯一の破裂識別因子、側壁型では高さ/幅比、サイズ比、流入口角 (AUC = 0.87)、全体解析では中間的な識別力 (AUC = 0.76) を示した。
  • これらの形態学的および血行力学的解析は、側壁型と分岐型動脈瘤間で破裂状態を識別するための形状およびサイズパラメータの性能に二分法的な差異が存在することを示唆しており、今後の研究では瘤のタイプに基づく解析が必要であるとともに、臨床で広く用いられているD(max)は分岐型瘤の破裂判別に有用ではないことが明らかとなった。

(041) Babiker[51]

📕 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

ステント配置が脳動脈瘤の流体力学に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、理想化された広頚型基底動脈先端動脈瘤モデルを用いて、ステント構成が脳動脈瘤内の流体力学に与える影響を解明することである。
  • 実験では、particle image velocimetryを用いてハーフY、Y、およびクロスバーという3種類のステント配置における動脈瘤内の流体挙動を定量化し、さらにその結果を補完するためにcomputational fluid dynamics (CFD)シミュレーションを実施した。
  • 実験結果は、Y型ステント構成がクロスネック流を最も大幅に低減し、クロスバー構成が動脈瘤嚢内の速度大きさを最も顕著に低下させ、ハーフY構成は親血管流量が高い条件で速度大きさを増加させることを示した。
  • シミュレーション結果により、各ステント構成間の流体力学的性能の違いは主に分岐領域に突き出たストラットによるものであることが確認され、本研究は脳動脈瘤に対する血管内治療戦略の最適化に貢献する。

(042) Schirmer[11]

📕 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

患者ベースのCFD解析による頚動脈分岐部狭窄の血行力学的評価：血管内再建術前後の比較

💬 AI 要約

  • 本研究は、重症頚動脈狭窄症患者において頚動脈ステント留置 (CAS) を施行する前後の血行力学的変化を明らかにするため、病変ベースのComputational Fluid Dynamics (CFD) モデリング手法を用いて血管内の血行パターンを評価することを目的とした。
  • 高解像度三次元回転血管造影による体積データセットを8例の患者から治療前後に取得し、境界層の精密なメッシュ細分化を行った構造化六面体計算メッシュを生成、その後、非ニュートン流体としての現実的血液粘性を組み込んだ時間依存層流モデルを用いてCFD解析を実施し、血管壁剪断応力 (WSS) とその勾配 (WSSG) を計算した。
  • 解析の結果、全例においてCASが完全またはほぼ層流状態を回復させ、ステント留置部位でのWSSが低下し、治療前の極端なWSSGが1000 dyn/cm³未満まで有意に低減したことが示された。
  • これらの結果から、患者ベースのCFDシミュレーションはCASの血行力学的効果を推定し、異常な血流パターンと血管壁剪断力の正常化をもたらすことが確認され、血管内皮細胞機能障害に関連する病態生理の理解に寄与することが示唆された。

(043) Kuroda[20]

📕 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関連体積変化：4次元CT血管造影を用いた詳細な体積定量研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、4次元CT [CT angiography]を用いて心周期に伴う非破裂脳動脈瘤の体積変化を定量化することを目的とした。
  • 18人の患者を対象に4次元CT血管造影を実施し、1心周期を10段階に分割して各段階における動脈瘤の体積を定量化した。
  • その結果、脳内動脈瘤の心周期関連体積変化（5.40%±4.17%）と正常脳内動脈の体積変化（4.20%±2.04%）には統計的有意差が認められず、観察された変化は動脈瘤および血管のサイズと良好に一致した。
  • これらの結果は、非破裂動脈瘤の壁の全体的な完全性が正常脳内動脈と同等であることを示唆し、動脈瘤の血行力学的挙動の理解に寄与するものである。

(044) Larrabide[95]

📕 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治療のための方法およびin vitro評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤治療において、事前にステント適用の代替案を評価するためのツールとして、Fast Virtual Stenting (FVS)手法を提案することを目的としている。
  • 本手法は、ステントのデザインなどの要因を反映するために、制約付きsimplex変形モデルを用い、計算実装のアルゴリズムを開発した上で、現実のジオメトリにおけるステント配置を推定する方法である。
  • 提案手法の性能は、シリコーンファントム上で実施されたin vitro実験により評価され、in vitro実験と対応するCFD（Computational Fluid Dynamics）解析により得られたコントラスト時間密度曲線が非常に良好に一致する結果が得られた。
  • これらの結果から、FVS手法は臨床環境での治療前評価に有用な追加情報を提供し、患者に最適な治療法選択を支援する可能性が示唆される。