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脳 CFD血流解析 学術文献調査 PubMed 2013

  • 『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：2013-01-01 - 2013-12-31
    • 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) Meng [932] 🌟

📕 書誌情報

High WSS or low WSS? Complex interactions of hemodynamics with intracranial aneurysm initiation, growth, and rupture: toward a unifying hypothesis.

H Meng, V M Tutino, J Xiang, A Siddiqui

AJNR Am J Neuroradiol, 2014 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

高WSSか低WSSか？ 血行動態と頭蓋内動脈瘤の形成・成長・破裂の相互作用：統一的仮説に向けて

💬 AI 要約

  • 未破裂頭蓋内動脈瘤の検出増加ならびにくも膜下出血による壊滅的転帰、治療に伴うリスクと費用を背景として、動脈瘤破裂リスクを客観的に予測するパラメータの確立が求められる。
  • 画像ベースの計算流体力学（CFD）モデルは血行動態と動脈瘤破裂との関連を示唆している一方で、血管壁せん断応力（wall shear stress: WSS）に関する知見は相反しているため、本研究ではこの「高WSS対低WSS」論争が動脈瘤の病態生理の複雑性の表れであるという統一仮説を提案した。
  • 本仮説では、低WSSおよび高い振動せん断指数（oscillatory shear index: OSI）が炎症細胞を介した経路を誘導し、大きくアテローム性動脈瘤（atherosclerotic aneurysm）に特徴的な表現型の成長と破裂に関連し得ることを述べ、一方で高WSSと正のWSS勾配（wall shear stress gradient）が平滑筋/壁細胞（mural cell）を介した経路を誘導し、小型または二次的なブレブ（secondary bleb）表現型の成長と破裂に関連し得るとしている。
  • 以上の仮説は、CFDにより得られた結果をより信頼性の高いリスク予測因子へ結び付けることを目的として、頭蓋内動脈瘤の多様な病態生理を統合的に関連付けるものである。

(002) Prabhakarpandian [333] ⭐

📕 書誌情報

SyM-BBB: a microfluidic Blood Brain Barrier model.

Balabhaskar Prabhakarpandian, Ming-Che Shen, Joseph B Nichols, Ivy R Mills, Marta Sidoryk-Wegrzynowicz, Michael Aschner, Kapil Pant

Lab Chip, 2013 Mar 21

💬 AI 翻訳タイトル

SyM-BBB：血液脳関門（BBB）微小流体モデル

💬 AI 要約

  • 血液脳関門（BBB）を模倣する既存手法は主にインキュベーションチャンバー（トランスウェル）を用い、フィルターおよびマトリクス被覆によりバリア透過性を評価しているが、解剖学的スケールや血行動態によるせん断応力などの重要な微小環境パラメータを再現できない、リアルタイム可視化が困難である、ならびに大量の消耗品を要するという課題がある。
  • これらの限界を克服するために、血液脳関門を対象とした微小循環サイズの2区画チャンバーを備える、プラスチック製で使い捨て可能かつ光学的に透明なマイクロ流体型合成微小血管モデル（SyM-BBB）を開発し、側方に並列した管腔側（apical）および基底側（basolateral）区画を同時に実現できる設計とした。さらに、管腔側には内皮細胞を播種し、基底側には神経細胞または培養上清（条件培地）を導入可能とした。
  • 本研究では、不死化ラット脳内皮細胞系（RBE4）を、アストロサイト条件培地（Astrocyte Conditioned Media; ACM）を灌流液としてSyM-BBBで培養し、バイオケミカル解析によりタイトジャンクション関連分子の発現上方制御を確認した。加えて、透過性評価によりBBBが保たれていることを示した。
  • 最後に、SyM-BBBにおいてトランスポーターアッセイが成功裏に実施でき、機能的なBBBモデルであることを実証した。

(003) 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内葉酸受容体自己抗体

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、自閉スペクトラム症（ASD）児における葉酸受容体自己抗体（folate receptor autoantibodies: FRAs）の有病率およびFRAs陽性児に対するロイコボリン（ホスホリノール酸）治療への反応を系統的に評価することである。
  • 方法として、ASD児93例の血清中FRAs濃度を測定し、血清中の阻害性FRA濃度と髄液中5-メチルテトラヒドロ葉酸（5-methyltetrahydrofolate）濃度との関連を検討した。
  • 結果として、FRAsは75.3%の高頻度で認められ、16例では阻害性FRA濃度が髄液5-メチルテトラヒドロ葉酸濃度と有意に相関し、いずれも基準平均を下回っていた。
  • 結論として、FRAs陽性児に経口ロイコボリンカルシウム（2 mg/kg/日、最大50 mg/日）を投与すると、待機リスト対照群と比較して、4か月の平均観察期間における言語的コミュニケーション、受容・表出言語、注意、常同的行動で有意な改善が示され、治療による有害事象の発生頻度は低かったことから、FRA陽性ASD児ではロイコボリンカルシウムの経験的治療が合理的で非侵襲的な選択肢となり得る。

(004) 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ステータスとは独立して関連する低い壁面せん断応力

💬 AI 要約

  • 本研究は、計算流体力学（CFD）解析により中大脳動脈（MCA）瘤の破裂ステータスを独立に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。
  • 患者別のMCA瘤形状106例（破裂43例、未破裂63例）を対象として、破裂群と未破裂群の間で形態学的および血行動態学的パラメータを比較した。
  • 単変量解析では、アスペクト比、壁面せん断応力（WSS）、正規化WSS、振動性せん断（oscillatory shear index）、WSS勾配、および動脈瘤形成指数が有意なパラメータであった一方、動脈瘤ドーム径および勾配振動数は両群間で有意差を認めなかった。
  • 多変量ロジスティック回帰分析の結果、破裂ステータスと有意に関連したのはWSS低値のみであり、WSSがMCA瘤の破裂ステータスを特徴づける最も信頼できる指標である可能性が示唆された。

(005) Xiang [204] ⭐

📕 書誌情報

CFD: computational fluid dynamics or confounding factor dissemination? The role of hemodynamics in intracranial aneurysm rupture risk assessment.

J Xiang, V M Tutino, K V Snyder, H Meng

AJNR Am J Neuroradiol, 2014 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

CFD（計算流体力学）か、それとも交絡因子の拡散か？ 構成血行動態が頭蓋内動脈瘤破裂リスク評価に果たす役割

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、画像ベースの計算流体力学（CFD）が頭蓋内動脈瘤の破裂リスク層別化に有望である一方で、高いおよび低い壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）と増大・破裂との相関が矛盾して報告されている点を踏まえ、その機序的理解と予測モデルの精度向上に向けた整理を行うことである。
  • 方法として、2部構成レビューの第2報では、WSSパラメータの定義の相違に焦点を当て、機械論的な異質性を考慮したうえで、近年のCFD研究を概観し、第1報で提案した統一仮説（高WSSと低WSSがそれぞれ、血管壁細胞介在および炎症性細胞介在の破壊的リモデリング経路を介して増大・破裂を促進する）との整合性を検討する。
  • 結果として、WSSの指標定義が研究ごとに異なることが、観察される相関の方向性の食い違いを生み得る要因であることが示唆され、加えて症例規模の小ささや頭蓋内動脈瘤の増大・破裂に内在する複雑性も、既報の不一致に寄与し得ることが論じられる。
  • 結論として、将来的にはより大規模なデータセット、より適切な解析手法、および血行動態—生物学的機序の理解の深化によって、CFDから頭蓋内動脈瘤リスクをより正確に予測するモデル構築が可能になると期待される。

(006) Valen-Sendstad [167] ⭐

📕 書誌情報

Mind the gap: impact of computational fluid dynamics solution strategy on prediction of intracranial aneurysm hemodynamics and rupture status indicators.

K Valen-Sendstad, D A Steinman

AJNR Am J Neuroradiol, 2014 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

注意すべきギャップ：計算流体力学の解法戦略が脳内動脈瘤の血行動態予測および破裂状態指標に与える影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）における解法戦略の違いが、脳内動脈瘤の血行動態および破裂状態の識別に関する予測へ及ぼす影響を明らかにすることである。
  • 12例の現実的なMCA動脈瘤について、拍動流を高解像度戦略および通常（normal）解像度戦略の双方で数値シミュレーションし、ドメイン平均誤差により選択した時刻で速度場を比較した。
  • 壁面せん断応力（wall shear stress）場および、周期平均・最大壁面せん断応力、振動せん断係数（oscillatory shear index）、低せん断面積（low shear area）、粘性散逸比（viscous dissipation ratio）、運動エネルギー比（kinetic energy ratio）などの複数の低減血行動態指標を比較した結果、特に分岐部動脈瘤では流れおよび壁面せん断応力パターンの同時刻差が顕著であった。
  • 線形回帰により、運動エネルギー比（R(2)=0.25）および振動せん断係数（R(2)=0.23）を除く全ての指標で高解像度と通常解像度の間に強い相関（R(2)>0.9）が認められたが、多くの指標では傾きが1未満であり通常解像度による過小評価が示唆された；さらに、高解像度シミュレーションの一部は不安定であり、振動せん断係数の相関不良に反映されるような壁面せん断応力の変動がみられた。これらより、通常のCFD解法は特定の高度に低減された指標に基づく破裂リスク評価の補助には最終的に有用となり得る一方で、動脈瘤壁が曝される複雑な生体力学的刺激の大きさと性状を予測する目的では信頼できない可能性が高く、この影響は他のモデル化仮定や不確実性よりも大きい可能性がある。

(007) 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

気分障害におけるうつ病患者では、炎症関連および神経疾患関連遺伝子の発現が差次的に変化し、形態計測および機能的画像異常と相関する

💬 AI 要約

  • 本研究は、気分障害における炎症と神経画像異常との関連がほとんど明らかにされていないことを背景に、うつ病患者での末梢血における炎症関連遺伝子の発現変化が、脳の形態計測および機能的異常とどのように対応するかを検討することを目的とした。
  • 未治療の気分障害患者29名（双極性障害8名、うつ病性障害21名）と健常対照者24名において、末梢血単核球の全ゲノム発現解析により差次的に発現するタンパク質コード遺伝子12個（ADM、APBB3、CD160、CFD、CITED2、CTSZ、IER5、NFKBIZ、NR4A2、NUCKS1、SERTAD1、TNF）を同定したうえで、Ingenuity Pathway Analysisにより遺伝子ネットワークを推定し、さらに扁桃体反応やvmPFC、海馬の機能的MRI（fMRI）応答との相関を解析した。
  • fMRIでは、健常対照者と比較してうつ病群で、後マスキング課題におけるマスクされた「悲しい顔」対「うれしい顔」に対する右扁桃体、左海馬、腹内側前頭前野（vmPFC）の血行動態反応が亢進していた一方、複数の遺伝子のmRNA発現量が、扁桃体、vmPFC、海馬の血行動態反応と有意に相関した。
  • また、差次的に発現する転写産物は、左舌下性ACC（subgenual ACC）の皮質厚、および海馬と尾状核の体積と有意に相関しており、分子レベルの免疫機能不全がマクロな神経画像異常として対応づけられる可能性を示すことで、炎症がうつ病に至る機序の解明につながることが示唆された。

(008) Hetts [146] ⭐

📕 書誌情報

Stent-assisted coiling versus coiling alone in unruptured intracranial aneurysms in the matrix and platinum science trial: safety, efficacy, and mid-term outcomes.

S W Hetts, A Turk, J D English, C F Dowd, J Mocco, C Prestigiacomo, G Nesbit, S G Ge, J N Jin, K Carroll, Y Murayama, A Gholkar, S Barnwell, D Lopes, S C Johnston, C McDougall

AJNR Am J Neuroradiol, 2014 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

MatrixおよびPlatinum Science Trialにおける未破裂頭蓋内動脈瘤でのステント併用コイル治療とコイル単独治療：安全性、有効性、ならびに中期成績

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ステント併用コイル治療が動脈瘤の再開通を減少させ得る一方で合併症を増やす可能性があることを踏まえ、未破裂頭蓋内動脈瘤に対するステント併用の有無による転帰を多施設試験で比較することである。
  • 方法として、MatrixおよびPlatinum Science Trialにおけるプロトコルに従って治療された未破裂頭蓋内動脈瘤の全患者を対象とし、ベースラインの患者・動脈瘤特性、手技の詳細、神経学的転帰、血管造影学的転帰、および安全性データを解析した。
  • 結果として、361例中137例（38%）がステント併用治療を受けた。ステント併用動脈瘤は、頸部が広い（4 mm以上がステント群62%・非ステント群33%）ことや、ドーム/頸部比が低い（1.3対1.8）ことが示された一方で、周術期の重篤な有害事象の頻度は両群で低く、かつ有意差は認められなかった（6.6%対4.5%、P=0.39）。一方、1年時点では主要な有害事象、死亡率、mRS悪化は同程度であったが、虚血性脳卒中はステント併用群でより多く（8.8%対2.2%、P=0.005）、多変量解析では2年後の虚血性脳卒中の独立予測因子は、既往の脳血管障害（OR 4.7、P=0.0089）および動脈瘤頸部幅4 mm以上（OR 4.5、P=0.02）に限られ、ステント使用自体は独立因子ではなかった（OR 1.1、P=0.94）。
  • 結論として、ステント併用コイルは、より困難な形態学的特徴を有する動脈瘤にもかかわらず、コイル単独と同様の転帰を示したが、虚血性イベントの増加はベースラインのリスク因子および動脈瘤形態に起因することが示唆された。

(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

頭蓋内動脈瘤の危険因子間に関する示唆的な関連：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、異なるリスク因子を結び付け動脈瘤の自然史を規定する基盤メカニズムに関する仮説をレビューすることである。
  • 方法として、動脈瘤リスク因子とそれらの相互連関に関する既報研究を整理し、提案されている連結仮説の妥当性を総合した。
  • 結果として、動脈瘤の進展の中心には、血行動態負荷と生体力学的ストレスの変化に応答した壁の変性および脆弱化が駆動するサイクルが存在することが示唆された。
  • 結論として、この進行性の壁劣化は、動脈瘤の形状発達（幾何学的進化）を駆動し、最終的に安定化するか破裂に至ると考えられる一方で、位置、遺伝、喫煙、併存疾患、高血圧といったリスク因子が当該サイクルのどの構成要素にどの程度影響するか、ならびに相互作用の詳細は依然として十分に明らかにされていない。

(010) Morales [112] ⭐

📕 書誌情報

Newtonian and non-Newtonian blood flow in coiled cerebral aneurysms.

Hernán G Morales, Ignacio Larrabide, Arjan J Geers, Martha L Aguilar, Alejandro F Frangi

J Biomech, 2013 Sep 03

  • Keywords: CFD, Cerebral aneurysms, Endovascular coiling, Hemodynamics, Non-Newtonian fluid flow

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2013.06.034

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 112
    • FWCI: 3.0985 ⭐
    • Citation Percentile: 91.45 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

コイル塞栓術を施した脳動脈瘤におけるニュートン流体および非ニュートン流体の血流解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、コイル塞栓術を施した動脈瘤における血液粘度が血行動態に与える影響を明らかにすることである。
  • 画像ベースの動脈瘤モデル3例を用い、各症例に対して充填密度約30%で仮想的にコイルを配置し、未治療形状およびコイル併置形状に対してCFDシミュレーションをニュートン流体モデルと非ニュートン流体モデルで実施した。
  • ニュートン流体は、コイル前後において動脈瘤内の速度をわずかに過大評価する一方、コイル併置シミュレーションでは速度の大きさに関して流体モデル間で数値的な差異が認められた。
  • さらに非ニュートン流体モデルでは、コイル後の動脈瘤底部において高粘度（>0.007 [Pa·s]）が生じるものの、これらの局所的差異および高粘度領域は、コイル前後における主要な流れパターンと速度の大域的な大きさを変えるほどではなかった; 動脈瘤内血行動態に対するコイルの影響評価では、ニュートン流体の仮定が使用可能である。

(011) Fukazawa [107] ⭐

📕 書誌情報

Using computational fluid dynamics analysis to characterize local hemodynamic features of middle cerebral artery aneurysm rupture points.

Keiji Fukazawa, Fujimaro Ishida, Yasuyuki Umeda, Yoichi Miura, Shinichi Shimosaka, Satoshi Matsushima, Waro Taki, Hidenori Suzuki

World Neurosurg, 2015 Jan

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Local hemodynamics, Rupture point, Ruptured cerebral aneurysm, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2013.02.012

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 107
    • FWCI: 3.7183 ⭐
    • Citation Percentile: 93.08 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学（CFD）解析を用いた中大脳動脈瘤破裂点における局所血行動態学的特徴の特性評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）解析によって、脳動脈瘤の破裂点と血行動態学的特徴との関連性を明らかにすることである。
  • 3次元CT血管撮影（3D-CTA）およびCFDを用いて破裂した中大脳動脈分岐部動脈瘤12例を解析し、破裂点は術中ビデオを3名の独立した神経外科医で評価した。
  • 破裂点、動脈瘤ドーム、ならびに親動脈における壁面せん断応力（WSS）を算出し、破裂点を含む断面速度ベクトル平面により動脈瘤内の流れパターンを評価したところ、破裂点の平均WSS（0.29 Pa）はドーム（2.27 Pa）および親動脈（8.19 Pa）より有意に低かった（P < .01）。
  • さらに、全ての破裂点は親動脈WSSの11.2%以下の領域に位置し、破裂点のWSSはドームにおける最小WSSと相関したが（r = 0.64, P < .05）、動脈瘤サイズやアスペクト比とは相関しなかった（それぞれr = 0.26、r = 0.16）；流れパターン解析では破裂点が低速度領域に存在し、複雑な流れおよび/または逸脱した頸部と関連していたことから、本研究は局所血行動態学的特徴と顕微鏡下クリッピング中に観察される破裂点との関係を示し、CFDが著明に低いWSSの特徴により破裂点を推定し得る可能性を示唆した。

(012) Byrne [102] ⭐

📕 書誌情報

Quantifying the large-scale hemodynamics of intracranial aneurysms.

G Byrne, F Mut, J Cebral

AJNR Am J Neuroradiol, 2014 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における大規模血行動態の定量化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤の発生、増大、ならびに破裂の可能性を規定する機序に関与する血行動態を、客観的に記述・分類し、さらに破裂と関連づけることである。
  • 画像に基づく計算流体力学（CFD）シミュレーションを用いて、210例の患者に固有な頭蓋内動脈瘤形状における血行動態を再構成した。
  • 渦核（vortex core）ラインと固有直交分解（proper orthogonal decomposition）から得られる量を用いて、血行動態を空間的複雑性および時間的安定性に基づき分類し、この定量的分類を、視覚的な観察により行われた先行の定性的分類と比較した。
  • 受信者動作特性（ROC）曲線により、空間的複雑性（AUC=0.905）および時間的安定性（AUC=0.85）について推定したところ両分類は一致しており、破裂例と未破裂例の血行動態を記述する指標に統計学的に有意な差が認められた；すなわち破裂動脈瘤では複雑で不安定な流れのパターンが多く、破裂との関連は時間的安定性よりも空間的複雑性が強かった。長いコアライン長と高いエントロピーを特徴とする複雑-不安定の血流動態は、破裂を起こしやすくする生物学的過程を誘導しうる。

(013) Alfano [101] ⭐

📕 書誌情報

Intracranial aneurysms occur more frequently at bifurcation sites that typically experience higher hemodynamic stresses.

Jaclyn M Alfano, John Kolega, Sabareesh K Natarajan, Jianping Xiang, Rocco A Paluch, Elad I Levy, Adnan H Siddiqui, Hui Meng

Neurosurgery, 2013 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤は分岐部位により多く発生し、これらの部位は一般に高い血行力学的ストレスを受ける

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（IA）は、他の分岐部位よりも特定の分岐部位で高頻度に発生するが、その理由として血行力学的ストレスが関与する可能性が示唆されている。本研究の目的は、IA形成リスクが高い分岐部位が、動脈瘤感受性に寄与しうる異なる血行力学的微小環境を有するかどうかを検討することである。
  • ウィリス動脈輪（circle of Willis）周辺のIAが生じやすい10か所の部位について血行力学的微小環境を特徴付け、血行力学因子と各部位がIAを形成する傾向との統計学的関係を解析した。各部位におけるIA形成傾向は、19報を含む系統的文献解析（合計26,418個の動脈瘤）に基づく部位分布から定量化した。
  • これらの部位に対応する血行力学的パラメータは、31名から得た114の脳分岐の画像ベース計算流体力学（image-based computational fluid dynamics）により算出した。分岐頂部（apex）周囲の血行力学的インパクトゾーン（impact zone）において、壁面せん断応力（wall shear stress）とその空間勾配を算定し、IA形成傾向と部位の典型的血行力学との相関を線形および指数回帰分析で評価した。
  • IA感受性は、各部位で算出したインパクトゾーン内の壁面せん断応力の大きさおよび正の壁面せん断応力勾配と有意に相関した。すなわち、IAは一般により高い血行力学的せん断応力と強い流れ加速を典型的に受ける脳分岐部でより高頻度に発生し、これらの条件は動物モデルで動脈瘤の開始を促進することが既に示されている。

(014) Kono [94] ⭐

📕 書誌情報

Hemodynamics of 8 different configurations of stenting for bifurcation aneurysms.

K Kono, T Terada

AJNR Am J Neuroradiol, 2013 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

分岐動脈瘤に対するステント留置の8つの異なる構成における血流動態

💬 AI 要約

  • 目的：複雑な動脈瘤に対してSACE（ステント支援下動脈瘤塞栓術）が実施されているが、分岐動脈瘤ではステント留置構成に複数の選択肢が存在する。本研究は、再開通（recanalization）率との関連が示唆されるため、8種類のステント留置構成間の血流動態を比較検討することを目的とした。
  • 方法：患者個別の非対称な分岐動脈瘤を模したシリコンブロックモデルを作製し、Enterpriseの閉鎖セル型（closed-cell）ステントを種々の構成としてデプロイした。ステントの3D形状はmicro-CTにより取得し、CFD解析として無ステントモデルに加え8種類のステントモデル（近位血管から左右どちらかの遠位血管への単独ステント、水平ステント、均一に狭窄したキッシングYステント、非重複Yステント、狭窄構造を伴わない仮想Yステント＝単独ステント2本の融合、局所的に狭窄した2種類の交差Yステント）を構築した。
  • 結果：ステント留置により、動脈瘤内のサイクル平均速度およびWSSは、単独ステント（サイクル平均速度19%低下）＜非重複Yステント（29%低下）＜仮想Yステント（32%低下）＜水平ステント（39%低下）＜キッシングYステント（48%低下）＜交差Yステント（54%低下）の順に低減した。さらに、キッシングおよび交差Yステントでは、狭窄構造によるステント孔率（porosity）の低下に起因して、衝突（impingement）流が遠位血管へ再導流されることが示された。
  • 結論：8種類の構成のうち、キッシングおよび交差Yステントは、ステント孔率の低下と衝突流の再導流の効果により、動脈瘤内の流速を最も強く低減した。これらの構成は血流動態の再構築として望ましい可能性があり、SACEにおける再開通率の低減につながる可能性が示唆された。

(015) 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導される動脈瘤内の圧力および流れの変化：動脈瘤のサイズと形状との関連

💬 AI 要約

  • フローダイバータによる血流改変が動脈瘤の血栓化およびリモデリングの逆行に至る過程において、動脈瘤内圧の変化と動脈瘤形態（サイズ・形状）が果たし得る役割を、数値シミュレーションにより明らかにすることを目的とした。
  • ICA（内頸動脈）眼上節（supraclinoid segment）に位置する動脈瘤23例について、異なるサイズおよび形状の3D画像を作成し、仮想的なFD（flow diverter）植込みにより動脈瘤頸部を介して血管壁ステント（scaffold）を再構成した条件のCFD解析を実施した。
  • FD配置後、平均動脈瘤内圧を除く大部分の血行動態指標（WSS、速度、滞留時間、ターンオーバー時間、ならびに動脈瘤内圧を含む）で動脈瘤内の有意な低下が観察された（P<.01）。一方で、動脈瘤内圧の最小/最大値に対しては小さいながらも有意な変化がみられたが、その臨床的関連性は乏しいと考えられた。
  • 23例の計算では平均または最大の動脈瘤内圧の有意な変化は認められず、FD使用後に二次破裂が稀に起こる事象における圧力変化の寄与は小さいことが示唆された。対照的にWSSおよび速度の変化はより顕著であり、動脈瘤内血栓形成における主要な役割が示されたほか、サイズに関しては小型動脈瘤でWSS（P=.069）および速度（P=.013）の低下が有意に大きく、形状に関しては紡錘状動脈瘤（fusiform）でWSS（P=.055）および速度（P=.065）の低下がより大きく、ターンオーバー時間の増加が有意であった。

(016) Sugiyama [93]

📕 書誌情報

Relative residence time prolongation in intracranial aneurysms: a possible association with atherosclerosis.

Shin-ichiro Sugiyama, Kuniyasu Niizuma, Toshio Nakayama, Hiroaki Shimizu, Hidenori Endo, Takashi Inoue, Miki Fujimura, Makoto Ohta, Akira Takahashi, Teiji Tominaga

Neurosurgery, 2013 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における滞留時間（residence time）の延長：動脈硬化との関連の可能性

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤の壁における動脈硬化性の特性が、動脈瘤の経時的履歴の予測や外科的治療に伴う潜在的リスク推定に重要となり得ることを踏まえ、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）により動脈硬化性病変の血行動態学的特徴を明らかにすることを目的とした。
  • 未破裂中大脳動脈瘤患者連続30例に対する術中ビデオ記録を用いて、動脈瘤壁上の動脈硬化性病変を同定し、3次元回転血管撮影（3-dimensional rotational angiography）から動脈瘤および隣接血管の幾何学モデルを再構築した。
  • CFD解析では、位相差コントラスト磁気共鳴血流計測（phase-contrast magnetic resonance velocimetry）により得られた患者特異的な脈動流入条件の下で過渡（transient）シミュレーションを実施し、時間平均壁面せん断応力（time-averaged wall shear stress）、振動性せん断指数（oscillatory shear index）、および相対的滞留時間（relative residence time: RRT）の3つの壁面血行動態パラメータを算出した。
  • 30例中5例の動脈瘤に、顕著な黄色脂質沈着を伴う動脈硬化性病変が計7個同定され、これらはすべてRRT延長領域と空間的に一致した；単変量解析では男性（P = .03）、喫煙（P = .047）、最大RRT（P = .02）が動脈瘤壁上の動脈硬化性病変と有意に関連し、多変量回帰モデルでも男性（P = .005）および最大RRT（P = .004）が独立したリスク因子として残存したことから、RRT延長領域と動脈瘤壁の動脈硬化性変化が共局在し、男性および最大RRTが頭蓋内動脈瘤における動脈硬化形成（atherogenesis）の独立リスク因子であることが示された。

(017) 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（bifurcation）動脈瘤に高周波速度変動を検出するが、側壁（sidewall）動脈瘤では検出しない

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、画像ベースの計算流体力学（CFD）モデルにおいて高周波の血流変動がどの程度広範に生じ得るかを検討し、分岐部動脈瘤と側壁動脈瘤でその挙動が異なる可能性を評価することである。
  • 方法として、CTアンギオグラムから解剖学的に現実的な中大脳動脈（MCA）動脈瘤N=12例（未破裂5例、破裂7例）をデジタル・セグメンテーションし、4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。
  • 定常流入を0.5 m/sとして過渡CFD（transient CFD）を実施し、臨床的に報告される高周波速度変動とそれに伴う流れ構造を検出するため、時間・空間解像度をそれぞれ約0.1 msおよび0.1 mmのオーダーに設定した。
  • その結果、12例中5例で高いエネルギーを伴う変動（最大100 Hz、さらに1例では最大900 Hz）が観察されたが、これら5例はいずれも破裂した分岐部動脈瘤であり、一方で側壁動脈瘤4例（破裂例を含む）は速やかに安定な定常解へ到達したことから、分岐部動脈瘤のCFDでは十分な時間・空間解像度がない場合に急速でエネルギーの高い変動が見落とされ得ることが示唆された。

(018) Chong [89] ⭐

📕 書誌情報

Computational hemodynamics analysis of intracranial aneurysms treated with flow diverters: correlation with clinical outcomes.

W Chong, Y Zhang, Y Qian, L Lai, G Parker, K Mitchell

AJNR Am J Neuroradiol, 2014 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータによって治療された頭蓋内動脈瘤に対する計算血行動態解析：臨床転帰との相関

💬 AI 要約

  • フローダイバータ（flow diverter）治療は頭蓋内動脈瘤に対して有望な成績が報告されている一方で、動脈瘤の閉塞遅延、術後症状および破裂などの有害事象も問題となっているため、本研究は治療成否に関連する血行動態プロファイルを同定することを目的とした。
  • 患者個別の計算流体力学（computational fluid dynamics；CFD）により、フローダイバータ留置後のヘモダイナミクス（ジャット流の存在、エネルギー損失、体積流量、壁面せん断応力）を、4例の成功的閉塞例および4例の不成功例についてシミュレーションした。
  • 不成功の4例では、失敗したフローダイバータを仮想的に最適配置したフローダイバータへ置換する、または第一のフローダイバータ内に第二のフローダイバータを仮想的に追加配置する（double hypothetic optimally deployed）といった仮想介入後にも血行動態プロファイルを再評価した。
  • 成功例では、ジャット流の顕著な消失が認められ、動脈瘤内へ流入する流れはフローダイバータの中心を介して迂回され、動脈瘤から親動脈へと続く流れへ円滑に合流していた；さらに他の血行動態指標も低減しており、動脈瘤頸部形状がフローダイバータの有効性に影響しうることが示された。これらの結果は、CFDで算出される血行動態指標がフローダイバータ治療転帰と密接に相関することを支持し、手技前に最適化した留置戦略をシミュレーションして術後転帰を評価する計画支援ツールとしてのCFDの有用性を示唆した。

(019) Kadasi [87] ⭐

📕 書誌情報

Colocalization of thin-walled dome regions with low hemodynamic wall shear stress in unruptured cerebral aneurysms.

Laith M Kadasi, Walter C Dent, Adel M Malek

J Neurosurg, 2013 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

未破裂脳動脈瘤における低ヘモダイナミクス壁面せん断応力領域との薄壁ドーム部の共局在

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈瘤ドーム部の局所的な菲薄化と推定ヘモダイナミクス因子との空間的関係を評価し、低いWSSが動脈瘤壁の変性と相関するという仮説を検証することである。
  • 回転血管造影（rotational angiographic）ボリュームに基づき、14人の患者に存在する16個の動脈瘤を対象として定常状態の計算流体力学（CFD）解析を実施し、WSS、WSSの空間勾配（WSSG）、および圧力のマップを算出した。
  • 高解像度の術中顕微鏡所見に基づく組織透過性からドーム局所厚をカテゴリカルに推定し、各計算モデルを対応する術中視野に整合させた上で、薄壁領域と隣接する正常厚領域を数値サンプリングし、対照として頸部および親血管を設定した；マッチドペア解析では薄壁領域でWSSが有意に低く（0.381 Pa vs 0.816 Pa; p<0.0001）、さらにlog WSSGおよびlog WSS×WSSGもいずれも薄壁領域で低かった（ともにp<0.0001）。
  • 多変量ロジスティック回帰では、WSSの低値および圧力差の高値が、壁厚低下の独立した相関因子として同定され、AUCは0.80であった；この関連は定常解析ならびに7例で実施した拍動時間依存解析の両方で観察されたことから、未破裂脳動脈瘤における薄壁ドーム部は低WSS領域と共局在し、流れの停滞領域と動脈瘤壁の菲薄化を結ぶ細胞機械感受（mechanotransduction）的関連が示唆される。

(020) van Ooij [85] ⭐

📕 書誌情報

Wall shear stress estimated with phase contrast MRI in an in vitro and in vivo intracranial aneurysm.

Pim van Ooij, Wouter V Potters, Annetje Guédon, Joppe J Schneiders, Henk A Marquering, Charles B Majoie, Ed vanBavel, Aart J Nederveen

J Magn Reson Imaging, 2013 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

位相コントラストMRIにより推定した壁面せん断応力の評価：in vitroおよびin vivoの頭蓋内動脈瘤モデル

💬 AI 要約

  • 本研究は、位相コントラスト磁気共鳴画像（PC-MRI）から得られる壁面せん断応力（WSS）推定の妥当性をin vitroおよびin vivoの頭蓋内動脈瘤において評価し、計算流体力学（CFD）に基づくWSS推定と比較することを目的とした。
  • まず、高解像度のin vitro PC-MRI計測により定常および拍動流条件下でWSSを推定し、CFDシミュレーションと比較した。次に、異なる空間分解能で取得した定常PC-MRIデータからWSSを推定した。さらに、拍動性のin vivoデータに対してもWSS推定を行い、CFDとの比較を実施した。
  • PC-MRIとCFDに基づくWSS推定の定量的な一致度はファントムにおいて中等度であり（Spearman ρ = 0.69）、WSSベクトルの方向と大きさの両面で評価した結果、PC-MRI由来のWSS大きさはin vitroおよびin vivoのいずれの条件でもCFDより低かった。
  • 一方で、PC-MRIとCFDの間には質的な一致が認められ、すなわち両モダリティでWSSベクトルの方向が類似していた。さらに、in vitroおよびin vivoのいずれにおいても円環状のWSSパターンがPC-MRIとCFDの双方で観察され、PC-MRIの分解能を高めることで平均WSS大きさが増加し、複雑なWSSパターンが明瞭化した。これらより、in vitroおよびin vivoの動脈瘤形状においてPC-MRIデータからWSSパターンを推定でき、CFDと同様のWSS方向を識別可能であることが示された。

(021) Ramaekers [79] ⭐

📕 書誌情報

Clinical recognition and aspects of the cerebral folate deficiency syndromes.

Vincent Ramaekers, Jeffrey M Sequeira, Edward V Quadros

Clin Chem Lab Med, 2013 Mar 01

💬 AI 翻訳タイトル

脳葉酸欠乏症候群（CFD）の臨床的認識とその諸相

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、髄液中のN5-メチルテトラヒドロ葉酸（MTHF）が低値であるにもかかわらず、中枢神経系（CNS）外では葉酸状態が正常であることに関連する神経精神症状を「脳葉酸欠乏症候群（CFD）」として特徴づけ、その臨床像の多様性と成因を整理することである。
  • 方法として、CFDに関連する病因を免疫学的および遺伝学的観点から検討し、特に脈絡叢上皮細胞の血漿側に結合する葉酸受容体α（FRα）に対する阻害型血清自己抗体の関与、ならびにより頻度の低いFOLR-1変異、ミトコンドリア疾患、葉酸代謝に影響する先天性代謝異常を比較した。
  • 結果として、CFD症候群の最も一般的な原因は、阻害型のFRα抗体が脈絡叢を介したMTHFの輸送を阻害することであり、FR抗体価は時間的に変動し得た；また、母体のFR抗体は神経管欠損と関連し、親のいずれか一方または両方にFR抗体が存在する場合は、児が乳児期の自閉スペクトラム症を発症するリスクが高まることが示された。
  • 結論として、CFDの臨床表現型の不均一性は、FR自己抗体が産生される時期や発症年齢の違いにより、CNSの葉酸欠乏が脳の臨界期に影響することによって規定され得るため、CFD症候群の認知は早期の検出・診断と、治療可能である可能性のある自己免疫性および遺伝的要因による疾患群の予後改善につながるべきである。

(022) Evju [78] ⭐

📕 書誌情報

A study of wall shear stress in 12 aneurysms with respect to different viscosity models and flow conditions.

Øyvind Evju, Kristian Valen-Sendstad, Kent-André Mardal

J Biomech, 2013 Nov 15

  • Keywords: Boundary conditions, Cerebral aneurysms, Computational fluid dynamics, Non-Newtonian fluid, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2013.09.004

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 78
    • FWCI: 5.5773 ⭐
    • Citation Percentile: 96.21 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

12個の脳動脈瘤における粘度モデルおよび流動条件の違いに関する壁面せん断応力の検討

💬 AI 要約

  • 目的：近年の計算流体力学（CFD）研究では、異常な血流が脳動脈瘤の破裂と関連するとされているが、血流を十分な精度でどのようにモデル化するかは依然として議論があるため、本研究では粘度モデルと境界条件の仮定が壁面せん断応力（WSS）に与える影響を明らかにすることを目的とした。
  • 方法：中大脳動脈瘤12例に対し、4種類の粘度モデル、2種類の流入（inflow）条件、2種類の流出（outflow）条件を設定し、それらの違いをWSSの3つの指標、すなわち最大WSS、平均WSS、および低WSSとなる動脈瘤嚢内面積割合として定量化した。
  • 結果：異なる粘度モデルおよび境界条件の組合せにより、WSS指標間には強い相関が認められた一方で、WSS指標同士の相関は弱〜中等度の範囲にとどまった。
  • 結論：本研究では、WSSの指標は粘度モデルと境界条件の選択に強く影響されるものの、WSS指標と体積、扁平率（aspect ratio）、サイズ比（size ratio）、親血管径などの幾何学的指標、ならびに性別や動脈瘤タイプによる分類との間には強い相関は見出されなかった。

(023) 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

  • 本研究の目的は、フローダイバーターステント（flow diverter: FD）留置が頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm: IA）の血行動態に及ぼす影響を明らかにすることである。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）により、FD展開後の動的（dynamic）力および抵抗（resistance）力を解析し、IA周囲の力学的条件を評価した。
  • 成功症例（患者A）では、FDの流れ抵抗力が動的力よりも高く、これにより動脈瘤への流入を抑制できることが示され、動脈瘤頸部での流速の大きさは95%低下した。一方で、不成功症例（患者B）では頸部流速の大きさは約50%低下に留まり、その理由として頸部領域で算出された流れ抵抗力が駆動力よりも低かったことが挙げられた。
  • 動脈瘤を完全閉塞（完全に血栓化）させるには、動的力を抑制するためにより高い抵抗特性を有するFDステントが必要であり、患者特異的な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を提供する。

(024) Levitt [74] ⭐

📕 書誌情報

Cerebral aneurysms treated with flow-diverting stents: computational models with intravascular blood flow measurements.

M R Levitt, P M McGah, A Aliseda, P D Mourad, J D Nerva, S S Vaidya, R P Morton, B V Ghodke, L J Kim

AJNR Am J Neuroradiol, 2014 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーティングステントで治療した脳動脈瘤：血管内血流計測を組み込んだ計算モデル

💬 AI 要約

  • 計算流体力学（CFD）モデリングは脳動脈瘤の血行動態環境の研究に有用であるが、血流速度や圧力などの境界条件に関して患者特異的な計測をフローダイバーティングステントの研究へ適用した報告はこれまでなかった。
  • 本研究では、フローダイバーティングステント治療前後の脳動脈瘤を対象として、患者特異的な血管内血流速度および圧力計測を計算モデルに統合し、ステントが動脈瘤の血行動態へ与える影響を評価した。
  • 未破裂脳動脈瘤4例において、血管内デュアルセンサ圧力・ドップラー速度ガイドワイヤを用い、動脈瘤周囲の血管内で治療前後の血流速度と圧力を計測し、計算モデルにおける流入および流出の境界条件を規定した；動脈瘤内の流量、壁面せん断応力（wall shear stress）、および壁面せん断応力勾配を計算した。
  • 流入速度および流出圧の計測は全4例で成功し、これらの計測値を用いた計算モデルでは、動脈瘤内の壁面せん断応力および壁面せん断応力勾配が有意に低下し、動脈瘤内血流の低下傾向も観察された；血管内デュアルセンサガイドワイヤによる血流速度・血圧の統合により、患者特異的な脳動脈瘤モデルが構築され、フローダイバーティングステント治療は動脈瘤ドーム部の血流と血行動態的せん断ストレスを低減することが示された。

(025) 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：流速低減が生じても動脈瘤内圧は高値のまま残存する

💬 AI 要約

  • 目的：コイル併用なしで血栓化していない動脈瘤に対し、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与えるかは十分に明らかでないため、本研究ではステントによる動脈瘤内圧の変化を評価した。
  • 方法：3次元解剖学的に現実的な計算動脈瘤モデルを、治療対象となり得る大内頸動脈-眼動脈動脈瘤のデジタルサブトラクション血管造影像から作成し、Neuroform EZ（頸部架橋ステント）とPipeline embolization device（フローダイバージョンステント）の3次元計算モデルをステレオ顕微鏡による計測に基づいて構築した。各ステント配置前後で動脈瘤内の流れ構造を比較し、連続の式およびNavier-Stokes運動量方程式を有限体積法により定常血流として数値的に解いた。
  • 結果：ステント未留置では、血流は動脈瘤ドームへ中部〜近位の頸部領域から流入し、遠位壁に沿って上行後、動脈瘤ドーム近位壁に沿って前方へ方向転換した。加えて、動脈瘤ドーム内に反時計回りの渦が観察された。Neuroform EZの留置は平均流速を14%低下させ、全体の動脈瘤内流れパターンの変化は小さかった一方、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 mm Hgおよび8 mm Hgにとどまった。
  • 結論：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減に限定され、血栓化していない動脈瘤、また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減の程度にかかわらず、動脈瘤内圧は本質的にほぼ変化しないことが示された。

(026) Xu [68] ⭐

📕 書誌情報

Morphological and hemodynamic analysis of mirror posterior communicating artery aneurysms.

Jinyu Xu, Ying Yu, Xi Wu, Yongfa Wu, Che Jiang, Shengzhang Wang, Qinghai Huang, Jianmin Liu

PLoS One, 2013

💬 AI 翻訳タイトル

ミラー後交通動脈瘤に対する形態学的および血行動態学的解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、3次元血管造影および計算流体力学（CFD）技術を用いて、頭蓋内動脈瘤の破裂状態を識別するうえで重要となる血行動態学的ならびに形態学的パラメータを同定することを目的とした。
  • ミラー後交通動脈瘤（Pcom-MANs）を有する8例に対して3D-DSAを実施し、各ペアを破裂群と未破裂群に分類したうえで、形態学的5項目および血行動態学的3項目の計パラメータについて破裂との関連を検討した。
  • 破裂群では、動脈瘤嚢の正規化平均壁面せん断応力（WSS）が未破裂群より有意に低かった（0.52±0.20 vs 0.81±0.21, P=.012）。さらに破裂群では低WSS領域の割合が未破裂群より高く（4.11±4.66% vs 0.02±0.06%, P=.018）、ARも破裂群で有意に高かった（1.04±0.21 vs 0.70±0.17, P=.012）。一方、OSI（P=.674）、動脈瘤サイズ（P=.327）、サイズ比（P=.779）、血管角（P=1.000）、動脈瘤の傾斜角（P=1.000）では両群間に有意差は認められなかった。
  • ミラー後交通動脈瘤は、動脈瘤破裂の潜在的原因を検討するための有用な疾患モデルとなり得ることが示された。すなわち、破裂動脈瘤は未破裂動脈瘤と比べて低WSSの発現が多く、ARが高いことが特徴であり、動脈瘤破裂の識別には形態だけでなく血行動態が同等に重要であることが示唆された。

(027) Osorio [64] ⭐

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics analysis of surgical adjustment of left ventricular assist device implantation to minimise stroke risk.

Andres F Osorio, Ruben Osorio, Andres Ceballos, Reginald Tran, William Clark, Eduardo A Divo, I Ricardo Argueta-Morales, Alain J Kassab, William M DeCampli

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2013

💬 AI 翻訳タイトル

左心室補助人工心臓（LVAD）植込みの外科的調整による脳卒中リスク最小化を目的とした計算流体力学（CFD）解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、左心室補助人工心臓（LVAD）流出導管の最適な位置決め（および上行大動脈と腕頭（無名）動脈，あるいは左総頸動脈を連結する大動脈バイパスの追加の有無）によって、頸動脈および椎骨動脈へ流入する血栓数を減少させ、脳塞栓の発生リスクを低減できる可能性を検証することである。
  • 代表的なヒト大動脈弓形状を用い、大動脈弓の血行動態に対する計算流体力学（CFD）解析を実施し、Fluent 6.3 により流れ場を解き、LVAD 流入側（カニューレ入口）からランダムに放出した血栓粒子についてラグランジュ的粒子追跡を行った。
  • 血栓径 2〜5 mm の条件において、LVAD 流出導管の配置と大動脈バイパスの植込みの違いに応じた、頸動脈および椎骨動脈へ流入する血栓（個別径および集合径）の割合を算出した結果、予測される脳塞栓率は約50%の変動を示した。
  • 血栓塞栓の程度は、LVAD 流出カニューレ吻合部の位置および入射角に大きく依存することが示され、吻合角を浅く調整した構成では、基準となる通常の入射角に比べて脳塞栓を約50%低減できる可能性が示唆された。さらに、モデルの限界内ではあるが、VAD 植込み形状は重要な因子であり術前画像に基づく患者特異的な最適構成推定へつながり得ることが結論づけられた。

(028) Valencia [63]

📕 書誌情報

Fluid structural analysis of human cerebral aneurysm using their own wall mechanical properties.

Alvaro Valencia, Patricio Burdiles, Miguel Ignat, Jorge Mura, Eduardo Bravo, Rodrigo Rivera, Juan Sordo

Comput Math Methods Med, 2013

💬 AI 翻訳タイトル

自己の壁面力学特性に基づくヒト脳動脈瘤の流体—構造解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、解剖学的に現実的な嚢状脳動脈瘤モデルに対して、計算構造力学（CSD）、計算流体力学（CFD）、および流体—構造相互作用（FSI）解析を実施し、シミュレーション手法の違いが主要な流体力学的・固体力学的結果に与える影響を定量化することを目的とした。
  • 解析では、嚢状脳動脈瘤モデルに対して8件のCSD、1件のCFD、および4件のFSIシミュレーションを行い、固体領域における材料要素の種類、動脈瘤壁厚、ならびにシミュレーション方式の違いがモデリング結果に及ぼす影響を評価した。
  • 結果として、動脈瘤壁の自己の力学特性（本動脈瘤の壁面力学特性）を用いたシミュレーションにより、材料要素、壁厚、および解析方式の差異が、流体および構造応答の再現に重要な影響を与えることが示された。
  • さらに、双方向完全連成のFSIで、双曲線弾性（hyperelastic）Mooney-Rivlin材料、法線方向の内部圧、ならびに法線方向に変化する壁厚を用いた場合が最も複雑な条件であった一方、双方向完全連成FSIと比較して片方向連成のFSI（hyperelastic Mooney-Rivlin材料、法線方向内部圧、法線方向可変壁厚）では最も類似した結果が得られ、計算時間は1/4で済むことが示された。

(029) Geers [62] ⭐

📕 書誌情報

Approximating hemodynamics of cerebral aneurysms with steady flow simulations.

A J Geers, I Larrabide, H G Morales, A F Frangi

J Biomech, 2014 Jan 03

💬 AI 翻訳タイトル

定常流（steady flow）シミュレーションによる脳動脈瘤の血行動態の近似

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤における壁面せん断応力（WSS）場を近似するために、計算コストの低い定常流シミュレーションの有用性を評価することである。
  • 2つの実験を行い、実験1では、流入条件として心拍数、脈動指標、および平均流量（TA flow rate）の変動を反映するように流量波形を調整し、定常流および拍動流シミュレーション間で平均収縮期（TA）、収縮期ピーク（PS）、拡張終期（ED）のWSS場を比較した。
  • その結果、すべての流量波形において定常流シミュレーションはTAのWSS場を一貫して良好に近似したが、PSおよびEDのWSS場は正確に再現できなかった。
  • 実験2では、動脈瘤体積および形状の幅広い20症例に対してTA WSS場の妥当性を検証し、定常流シミュレーションは空間平均WSSを平均誤差4.3%で近似し、表面メッシュ各ノードでの局所比較ではノード間のRMSEの変動係数が平均7.1%であったため、定常流シミュレーションは動脈瘤のTA WSS場を精度良く近似可能であり、1シミュレーションあたり約6分（64プロセッサ）という高速計算が臨床実装の促進に寄与し得ると結論づけられた。

(030) Lee [59]

📕 書誌情報

A fluid-structure interaction study using patient-specific ruptured and unruptured aneurysm: the effect of aneurysm morphology, hypertension and elasticity.

C J Lee, Y Zhang, H Takao, Y Murayama, Y Qian

J Biomech, 2013 Sep 27

💬 AI 翻訳タイトル

破裂および未破裂脳動脈瘤に対する患者特異的流体-構造相互作用研究：動脈瘤形態、高血圧、および弾性率の影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、患者特異的な5種類の動脈瘤形状を用いた流体-構造相互作用（FSI）シミュレーションにより、破裂動脈瘤（RA）と未破裂動脈瘤（URA）の相違を検討することを目的とした。
  • 血圧条件として正常および高血圧（全症例共通）を設定し、さらに弾性率として1および2MPa（2症例）を用いることで、破裂・未破裂に関連する血行力学的・力学的な差異を比較した。
  • RAは、弾性率や血圧条件にかかわらず、動脈瘤頂部（dome）での変位が一般に大きく、面積平均壁面せん断応力（area-average WSS）が低く、von Mises応力が高いことを示した。
  • また、RAは縦方向の拡張を示すのに対し、URAは横断方向の拡張を示し、この拡張様式の違いが2群の主要な相違点であったため、破裂の説明に資する可能性が示唆され、当該仮説の確認には今後の追加解析が必要である。

(031) Pereira [58] ⭐

📕 書誌情報

Evaluation of the influence of inlet boundary conditions on computational fluid dynamics for intracranial aneurysms: a virtual experiment.

V M Pereira, O Brina, A Marcos Gonzales, A P Narata, P Bijlenga, K Schaller, K O Lovblad, R Ouared

J Biomech, 2013 May 31

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤に対する計算流体力学（CFD）における流入口境界条件の影響評価：バーチャル実験

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤（intracranial aneurysms; IAs）における計算流体力学（CFD）の重要な入力である流入口境界条件（boundary conditions; BCs）が、解析結果に与える影響を検討することを目的とした。
  • 模式的な患者固有の動脈瘤—血管形状に対して、流入口長の異なる3つの頸動脈—眼動脈瘤（carotid ophthalmic aneurysm）モデルに、汎用および患者固有の拍動流（pulsatile flow）曲線に対応するBCを適用し、CFDの感度分析（sensibility analysis）を実施した。
  • CFDのアウトカムを高フレームレートのデジタルサブトラクション血管撮影（Digital Subtraction Angiography; DSA）シーケンスと比較したところ、流入口血管を切断せず非トランケート（non-truncated）としたモデルで、汎用Womersley BC解と結合した場合に、血管内コントラスト剤（contrast agent; CA）の運動パターンとの一致が認められた。
  • 動的圧力損失（55%）は全モデルおよび異なるBC間で同等であったにもかかわらず、最速速度場の壁面までの最小距離は非トランケートモデルで有意に大きく（p=0.002）、平均渦度（vorticity）の符号も異なった；さらに、動脈瘤内の壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）および振動性せん断応力インデックス（oscillating shear stress index; OSI）の空間分布は、WomersleyとPlugflow BC条件の間でのみ有意差が観察されたため、頸動脈—眼動脈瘤に対する信頼性の高いCFDには、流入口血管の切断（truncation）を回避し、CFD生成に用いる解に依存しない条件設定が必要であることが示唆された。

(032) Babiker [57] ⭐

📕 書誌情報

Finite element modeling of embolic coil deployment: multifactor characterization of treatment effects on cerebral aneurysm hemodynamics.

M Haithem Babiker, Brian Chong, L Fernando Gonzalez, Sachmanik Cheema, David H Frakes

J Biomech, 2013 Nov 15

  • Keywords: Cerebral aneurysm, Computational fluid dynamics, Embolic coil, Finite element model, Packing density

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2013.08.021

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 57
    • FWCI: 3.0614 ⭐
    • Citation Percentile: 90.93 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

塞栓コイル留置の有限要素モデリング：脳動脈瘤血行動態に対する治療効果の多因子特性解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤に対する血管内治療であるコイル塞栓術において、コイル充填密度だけでなく、コイル形状、動脈瘤頸部サイズ、および親血管の流量が瘤内血行動態に及ぼす影響を明らかにすることである。
  • 方法として、有限要素法（finite element）と計算流体力学（CFD）を統合した新規アプローチにより、充填密度・コイル形状・動脈瘤頸部径・親血管流量を系統的に変化させた理想化バジラ―先端部動脈瘤モデルの術後流れを対象とする80通りのCFDシミュレーションを構築し、コイル留置の計算結果をin vitroおよびin vivoでの留置実験により検証した。
  • 結果として、検討因子の中で充填密度が瘤内速度に対して最も大きな影響を示した一方、多因子分散分析では充填密度および頸部サイズに依存してコイル形状も無視できない影響を有することが示された。
  • さらに線形回帰解析により、動脈瘤内の平均ボイド径と瘤内の平均速度の間に逆相関が観察され、コイル分布、すなわちコイル形状の重要性が裏づけられたため、本研究は充填密度が術後血行動態を規定する主要因であると同時に、コイル形状、動脈瘤形態、および親血管流量といった他の因子も治療効果に重要である可能性を示唆している。

(033) Sequeira [54] ⭐

📕 書誌情報

The diagnostic utility of folate receptor autoantibodies in blood.

Jeffrey M Sequeira, Vincent Th Ramaekers, Edward V Quadros

Clin Chem Lab Med, 2013 Mar 01

💬 AI 翻訳タイトル

血液における葉酸受容体自己抗体の診断的有用性

💬 AI 要約

  • 本論文は、全身性の葉酸欠乏が存在しない状況でも、葉酸受容体α（FRα）に対する自己抗体（AuAbs）が葉酸の取り込みを阻害することで、葉酸補充への反応性や脳発達・機能障害の機序を説明しうる可能性を検討し、その診断的有用性を整理することを目的とする。
  • 方法として、患者血清中に同定されるFRα AuAbsの種類（機能的阻害抗体と結合抗体）を、論文中で提示される特異的アッセイにより測定し、抗体の結合特性、親和性、交差反応性に加えて、葉酸療法が作用しうる潜在的機序を検討している。
  • 結果として、これらの病態ではIgGおよびIgMのAuAbsが確認され、NTD関連の妊娠女性に優位なアイソタイプはIgG1およびIgG2であり、CFD小児ではIgG1およびIgG4が優位であることが要約される。
  • 結論として、妊娠期および新生児期の発達に関わる多様な病態とこれらのAuAbsの関連が示唆されるため、早期検出と介入はAuAbsへの曝露による結果を予防または（可能であれば）回復させうる可能性があると述べられている。

(034) 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

実環境に即した仮想頭蓋内ステント留置および治療評価のための計算流体力学

💬 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資するため、仮想ステント留置を可能にするシミュレーションツールの有用性を背景として、患者固有の複雑形状に直接適用可能な革新的手法を提示することを目的とする。
  • 方法として、壁面に密着したステント留置を実現するために自由形式変形（free-form deformation）を導入し、Virtual Intracranial Stenting Challenge 2010で提供された脳底部先端動脈瘤モデルを対象に、流入量および動脈瘤内腔（瘤嚢）における滞留時間を評価するための高解像度計算格子に基づく数値流体シミュレーションを行った。
  • 結果として、NeuroformおよびSILKステントを異なる留置位置に配置して滞留時間を計算・比較したところ、ステントの孔率（porosity）が低いことに関連する利点が示された。また、SILKステントでは滞留時間の大きな増加と、瘤嚢内の最大壁面せん断応力の顕著な低減が認められた。
  • 結論として、これらの効果は適切な留置位置でのみ観察されることが示され、仮想ステント留置は手技のサポート（operation support）に用い得る可能性が示唆された。

(035) Russell [50]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamic analysis of intracranial aneurysmal bleb formation.

Jeremy H Russell, Neil Kelson, Mark Barry, Mark Pearcy, David F Fletcher, Craig D Winter

Neurosurgery, 2013 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤性ブレブ形成に関する計算流体力学（CFD）解析

💬 AI 要約

  • 未破裂動脈瘤の管理は議論の多い課題であり、治療方針は動脈瘤のサイズや形態などの特徴に影響されるが、動脈瘤性ブレブ形成は破裂リスクの増大と関連すると考えられているため、CFD指標とブレブ形成との関連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）データから、単一のブレブを有する脳動脈瘤27例の解剖学的モデルを構築し、さらにブレブ形成前の状態を表すモデルとしてブレブ領域をデジタル的に除去した追加モデルを作成した。
  • CFDにより、流れ構造、壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）、圧力、振動せん断指数（oscillatory shear index: OSI）を、ブレブ有りおよび無しのモデルで解析した結果、破裂の有無にかかわらず、ブレブが最大WSS点（またはその近傍）に位置することと有意な関連が認められた（74%、P=.019）。また、ブレブは89%の症例で流入または流出ジェットに関連していた（P<.001）が、11%では関連が見られなかった。
  • さらに、ブレブ形成後には96%の症例でブレブ領域のWSSが低下し（P<.001）、かつ86%の症例でブレブ領域のWSSは動脈瘤全体の平均WSSよりも低かった（P<.001）一方、最大壁圧およびOSIはブレブの位置と有意な関連を示さなかった。以上より、脳動脈瘤性ブレブは一般に最大WSS点（またはその近傍）で形成され主要な流れ構造と整列すること、壁圧とOSIはブレブ位置の規定に寄与しない可能性が示唆され、CFDによるWSS評価は未破裂動脈瘤におけるブレブ形成ひいては破裂リスク評価の予測に有用となり得る。

(036) Liu [49]

📕 書誌情報

Morphologic and hemodynamic analysis of paraclinoid aneurysms: ruptured versus unruptured.

Jian Liu, Jianping Xiang, Ying Zhang, Yang Wang, Haiyun Li, Hui Meng, Xinjian Yang

J Neurointerv Surg, 2014 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

傍鞍部動脈瘤（paraclinoid aneurysms）における形態学的および血行動態学的解析：破裂例と非破裂例の比較

💬 AI 要約

  • 内頸動脈傍鞍部セグメントの動脈瘤について，破裂に関連する危険因子を明らかにすることを目的として，形態学的ならびに血行動態学的数値解析を実施した。
  • 患者固有の3次元形状モデルに基づく計算流体力学（computational fluid dynamics）を用い，107例の110個の傍鞍部動脈瘤（破裂26，非破裂84）を対象に，破裂の潜在的指標となり得る一連の形態学的・血行動態学的パラメータを評価した。
  • 破裂群では不整形状の動脈瘤が23.1%を占めたのに対し，非破裂群では8.3%にとどまり（p=0.042，χ(2)検定），統計学的に有意な差を認めた；また破裂傍鞍部動脈瘤は非破裂動脈瘤より有意に小さく（p=0.041），さらにエネルギー損失（energy loss; EL）および流入集中（inflow concentration）は破裂リスク評価において統計学的有意性を示した。
  • 多変量ロジスティック回帰分析により，不整形状（regular/irregular），EL，および流入集中が独立して有意なパラメータとして保持され，破裂のオッズはELの10%増加で1.65倍，不整形状で4.88倍，流入ジャットの集中で2.91倍に増加したため，不整形状，より大きいEL，および流入ジャットの集中が傍鞍部動脈瘤の破裂状態に独立して関連することが示された。

(037) 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

3D回転血管造影（3DRA）による頭蓋内動脈瘤頸部サイズの過大評価：計算流体力学（CFD）による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）における頸部サイズ過大評価が、動脈瘤内の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、20個の頭蓋内動脈瘤を対象として、3DRAと2D DSAとの比較により頸部サイズの過大評価を評価し、3DRA由来の血管モデルを2D DSAに一致するように修正した。
  • 評価した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、平均で0.85 mm（±0.32 mm）であった。
  • 頸部の修正により、流入ジェットの位置（2/8）、衝突（impingement）ゾーン（3/8）、低ずり応力（WSS; wall shear stress）領域（4/8）に差異が生じ、1例では最大WSSが修正後に98%増加した；さらに、衝突ゾーンの位置変化により2例で衝突ゾーン領域の分類が異なった。以上より、3DRAにおける頸部サイズの過大評価は、CFDで同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ことが示された。

(038) Huang [45] ⭐

📕 書誌情報

Hemodynamic changes by flow diverters in rabbit aneurysm models: a computational fluid dynamic study based on micro-computed tomography reconstruction.

Qinghai Huang, Jinyu Xu, Jiyong Cheng, Shengzhang Wang, Kuizhong Wang, Jian-Min Liu

Stroke, 2013 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

ウサギ動脈瘤モデルにおけるフローディバータによる血行動態変化：マイクロCT再構成に基づく計算流体力学的研究

💬 AI 要約

  • 目的：フローディバータ（FD）が動脈瘤内の血行動態に及ぼす影響は、留置されたFDの実際の構造配置によって不可避的に変化する。本研究は、マイクロコンピュータ断層撮影（micro-computed tomography）再構成に基づく計算流体力学（CFD）解析により、ウサギ動脈瘤モデルでFD留置後に生じる血行動態変化を明らかにすることを目的とした。
  • 方法：micro-computed tomography画像からFDを再構成し、さらにウサギ特異的アンギオグラムに基づく血管モデルを作成した。14匹のウサギ動脈瘤モデルを対象としてCFD解析を実施し、ウサギごとの流入流量波形を境界条件として用いた。追跡アンギオグラフィにより閉塞群（n=10）および非閉塞群（n=4）に層別し、FD留置および治癒に関して血行動態パラメータを個別に有意性検定した。
  • 結果：FD留置後、動脈瘤囊の正規化平均壁面せん断応力（normalized mean wall shear stress）および流入量（inflow volume）は有意に低下し、相対滞留時間（relative residence time）は有意に増加した。一方で、動脈瘤囊内の平均圧（mean pressure）には有意差は認められなかった。また、閉塞群では、非閉塞群と比較して相対滞留時間の増分の平均値および流入量低下率が高かった。さらに、閉塞群におけるFD留置後の流入ストリームの入口は動脈瘤頸部の中央領域に多く現れ、非閉塞群ではより近位側の頸部に生じやすかった。
  • 結論：本研究は、生体内で完全展開したFDの実構造配置を実際の幾何学として取り込み得ることを示した。FD留置により、壁面せん断応力の低下、流入量の減少、相対滞留時間の増加、および流入ストリームの流入位置の変化が生じることを明らかにした。加えて、相対滞留時間の増分や流入量低下率が高く、ストリーム入口が頸部中央に位置することは、治癒と密接に関連している可能性が示された。

(039) 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

画像に基づく動脈瘤モデルに対する動的経路計画による仮想コイル留置技術

💬 AI 要約

  • 本研究は、画像ベースの動脈瘤モデルに対するコイル（またはステント）挿入を模擬する計算アルゴリズムに関し、治療支援に資する血管内血行動態の理解および治療成績の予測という臨床的意義に基づき、仮想コイル留置技術を提案することを目的とする。
  • 具体的には、動的経路計画を用いて動脈瘤腔内におけるコイルの構造と分布を模倣し、臨床医がコイル治療で望む高い充填密度（packing density）を達成するための手法を構築した。
  • 理想化したモデルおよび画像ベースの動脈瘤モデルを対象に性能評価を行い、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提案手法を検証した結果、留置コイルの巨視的挙動を再現し、動脈瘤腔内における密度、形状、ならびにコイル分布を適切に捉えることが示された。
  • さらに、計算流体力学（CFD）によってコイル留置後の局所血行動態を評価し、壁面せん断応力および動脈瘤内速度が低下したことに加え、CFDシミュレーションではコイルが動脈瘤内へ流入する造影剤量を減少させ、かつ造影剤の滞留時間を増大させることが示された。

(040) Otani [41]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics of blood flow in coil-embolized aneurysms: effect of packing density on flow stagnation in an idealized geometry.

Tomohiro Otani, Masanori Nakamura, Toshiyuki Fujinaka, Masayuki Hirata, Junko Kuroda, Katsuhiko Shibano, Shigeo Wada

Med Biol Eng Comput, 2013 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

コイル塞栓された脳動脈瘤における血流の計算流体力学：理想化幾何学における流れの停滞に対する充填密度の影響

💬 AI 要約

  • コイル塞栓術は脳動脈瘤内における血流の停滞を誘導し血栓形成を促進することで、破裂およびその後の増大を防ぐことを目的としているため、本研究は流れの停滞に基づく有効な充填密度を特定することを目的とした。
  • 異なる位置にある動脈瘤を種々の充填密度でコイル化した条件を想定し、まず末梢側（terminal-type）および側壁型（sidewall-type）の動脈瘤について理想化幾何学モデルで血行動態シミュレーションを実施した。
  • コイル塞栓された動脈瘤内の血流は多孔質（porous media）モデリングにより記述し、停滞体積比（stagnant volume ratio: SVR）を解析して塞栓術の有効性を定量化したところ、動脈瘤の種類および角度に関わらずSVRは充填密度の増加に伴って上昇したが、その上昇の度合いは種類に依存した。
  • 側壁型動脈瘤ではSVR 60 %を達成するのに必要な充填密度が20 %であり、動脈瘤角度にほぼ依存せず、低い充填密度で流れの停滞が得られた。一方、末梢側動脈瘤ではSVR 60 %に必要な充填密度が動脈瘤角度に大きく依存し、低角度の場合にのみ充填密度20 %で達成できたことから、親動脈に対して傾いている場合には特に比較的高い充填密度が必要となる可能性が示された。

(041) Galarza [39]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics of ventricular catheters used for the treatment of hydrocephalus: a 3D analysis.

Marcelo Galarza, Ángel Giménez, José Valero, Olga Porcar Pellicer, José María Amigó

Childs Nerv Syst, 2014 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

水頭症治療に用いる脳室カテーテルの計算流体力学：3次元解析

💬 AI 要約

  • 目的：水頭症の最も一般的な治療である脳室腹腔短絡術において、留置後の最頻合併症である脳室カテーテル閉塞は新規導入シャントの50–80%を占め得るが、その主因は水頭症脳内におけるカテーテル周りの流れの特性に関連するため、現行市販設計の流動特性を3次元CFDにより評価することを目的とした。
  • 方法：市販されている5種類の脳室カテーテル設計について、物理寸法を仮想ワイヤーフレームモデルに組み込み、形状・特徴を計算空間へ座標化したうえでCFD計算格子（メッシュ）を生成し、流体物性および運動を各格子点で算定した後、境界条件を付与して保存則に基づく連成した非線形偏微分方程式を数値的に解いた。
  • 結果：総流体質量の大部分はカテーテルの最も近位側ホールへ流入することが示され、12–32ホール型の現行市販カテーテルでは、50–75%が近位側の2つの入口セットへ流入した；また、Rivulet（小流路）タイプのカテーテルでは一部の流量一様性が明らかにされた。
  • 結論：大部分の現行市販脳室カテーテルは流量分布が異常に増大するパターンを示すため、カテーテル先端に沿って孔径を可変とする新規設計により、長手方向により均一に流体を導入でき、閉塞リスクの低減につながる可能性が示唆された。

(042) Kono [38]

📕 書誌情報

De novo cerebral aneurysm formation associated with proximal stenosis.

Kenichi Kono, Osamu Masuo, Naoyuki Nakao, Hui Meng

Neurosurgery, 2013 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

近位狭窄に関連する新規発生（de novo）脳動脈瘤の形成

💬 AI 要約

  • 高い壁面せん断応力（WSS）と高い正のWSS勾配（WSSG）といった血行力学的負荷が、脳動脈瘤の開始に関与する可能性が提案されている。本研究は、近位狭窄に伴って生じた動脈瘤、特に新規発生（de novo）動脈瘤を含む症例群を通じて、近位狭窄が血行力学的負荷を惹起し得ることを報告することを目的とした。
  • 近位狭窄を有する4例の動脈瘤症例を臨床的に評価し、狭窄径（37%〜49%、平均42%）および動脈瘤頂部（apex）からの距離（2.7〜4.7 mm、平均3.7 mm）を整理した。さらに計算流体力学（CFD）シミュレーションを2例に対して実施し、(1)近位狭窄を伴う破裂基底動脈終末部動脈瘤（15年前の血管造影で動脈瘤および狭窄が認められなかった症例）と、(2)近位狭窄を伴う海綿静脈洞部内頸動脈（ICA）動脈瘤について解析した。
  • CFD解析では、狭窄により動脈瘤頂部で生理学的に不適切な高WSS（>7 Pa）が生じ、WSSおよびWSSGの値がほぼ2倍に増加した。狭窄の程度および位置を変化させた一連のT字型血管モデルにより検討した結果、頂部から10 mm以内において径狭窄率が40%を超える場合に、WSSおよびWSSGが不適切に高値となることが示された。
  • 臨床4症例はいずれもこの条件（頂部近傍10 mm以内での径狭窄率>40%）を満たし、近位狭窄が動脈瘤頂部で高いWSSおよび正の高いWSSGを誘発し得ることから、新規発生（de novo）動脈瘤の形成に潜在的に寄与し得ると結論づけられた。

(043) Baker [37]

📕 書誌情報

Effects of pulmonary artery banding and retrograde aortic arch obstruction on the hybrid palliation of hypoplastic left heart syndrome.

Catriona E Baker, Chiara Corsini, Daria Cosentino, Gabriele Dubini, Giancarlo Pennati, Francesco Migliavacca, Tain-Yen Hsia

J Thorac Cardiovasc Surg, 2013 Dec

  • Keywords: 17, 20, 3-dimensional, 3D, CFD, HLHS, LPN, PA, Qp, Qs, RAAO, computational fluid dynamics, hypoplastic left heart syndrome, lumped parameter network, pulmonary artery, pulmonary flow, retrograde aortic arch obstruction, systemic flow

  • DOI: 10.1016/j.jtcvs.2013.01.038

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 37
    • FWCI: 2.8538
    • Citation Percentile: 91.02 ⭐

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  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

肺動脈絞扼および逆行性大動脈弓閉塞が低形成左心症に対するハイブリッド姑息術へ及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 低形成左心症のハイブリッド（hybrid）による第1段階姑息術は、外科的ノーウッド（Norwood）手術循環とは異なる血流および生理学的特性を示すため、その機序を明らかにすることを目的とした。
  • 本研究では、分枝肺動脈の絞扼径による肺血流と体循環血流のバランス制御に加え、大動脈閉鎖が存在する場合の逆行性大動脈弓を介した冠動脈および脳灌流への依存を考慮し、肺動脈絞扼径および逆行性大動脈弓の低形成または狭窄（閉塞）の影響を計算モデリングにより評価した。
  • 多尺度の計算手法として、ハイブリッド姑息術の3次元形状を、段階的治療前（stage 2前）血行動態に基づく全循環の水力学的ネットワークと結合し、血流、圧力、駆出率、酸素供給といった臨床的に関連するアウトカムを予測することを検証した。
  • 肺動脈絞扼径を1.5〜3.5 mmで変化させ、絞扼を2 mmとした場合に肺血流と体循環血流が1:1に最も近づき、混合静脈血酸素飽和度および体循環の酸素供給が最も高かった一方で、逆行性大動脈弓低形成または大動脈縮窄が径3 mm未満では脳および冠動脈灌流が著しく低下し、全モデルで頸動脈に拡張期の血流逆流が観察された。

(044) 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

新生児用大動脈カニューレのジェット流れレジームの特性評価：心肺バイパス（CPB）改善に向けて

💬 AI 要約

  • 小児および新生児の心肺バイパス（CPB）では、内径2〜3 mmの微小な大動脈流出カニューレが比較的大きな血流量（0.3〜1.0 L/min）を輸送するため、強い血流速度（2〜5 m/s）が血小板活性化や炎症性サイトカイン放出、ならびに血管および血液損傷を助長し得ることが懸念される。さらに、血液損傷リスクや術後の神経学的合併症、発達障害を低減しつつ小児患者の脳灌流を改善するには、低い出口推力で高い流量を実現する血行力学的に効率のよいカニューレ設計と、大動脈への最適挿入戦略が必要である。本研究の目的は、微小カニューレ先端から生じるジェット後流の基礎的な血行動態性能を定量的に把握し、改良設計の設計指針を与えることである。
  • 本研究では、微小CT（microCT）でスキャンした最先端の小児用カニューレ先端形状を用い、物理的に妥当な層流および乱流のレイノルズ数範囲（Re: 650〜2150、定常流入）で作動する直方体テストリグにおいて、直接数値シミュレーション（DNS）を伴う計算流体力学（CFD）によりジェット後流の基準（baseline）性能を描出した。さらに、時間分解流れ可視化と粒子画像流速測定（PIV）により、CFDでシミュレーションした装置固有のジェット後流を質的および量的に検証した。標準的なエンドホール形状のカニューレ先端については、カニューレ挿入構成の違いを対象に、個体特異的な大動脈クロス遮断モデルを用いた数値評価で血液損傷（blood damage）指標も算定した。
  • 標準エンドホール先端に関する評価に基づき、ジェット制御、血液損傷および出口推力の低減、ならびに許容可能な流量の増加を同時に目指す新規ディフューザ（diffuser）型カニューレ先端を提案した。加えて、流出角（outflow angle）や挿入深さ（insertion depth）といった外科的に関連するカニューレ配向パラメータが、血行力学的性能の向上に重要となり得ることが示唆された。さらに、本研究は、圧力損失（pressure-drop）と流量（outflow rate）の望ましい関係を実現するためのカニューレ流れ制御という観点への、設計パラダイムの転換を提示した。
  • 本研究で示したジェット流れ設計の枠組みは、血流制御によって圧力損失と流出流量のトレードオフを有利にするという新しい方針を与えるものである。CFD/DNSを用いた検証付きの基準性能評価と、個体特異的モデルに基づく血液損傷指標の数値評価により、改良された大動脈流出カニューレの設計のための基盤データと論理が確立された。これらの成果は、若年患者における脳灌流の改善を含む、CPBの安全性・有効性の向上に向けたカニューレ設計の指針として位置づけられる。

(045) Janiga [32]

📕 書誌情報

Recommendations for accurate numerical blood flow simulations of stented intracranial aneurysms.

Gábor Janiga, Philipp Berg, Oliver Beuing, Mathias Neugebauer, Rocco Gasteiger, Bernhard Preim, Georg Rose, Martin Skalej, Dominique Thévenin

Biomed Tech (Berl), 2013 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

ステント留置を施した脳動脈瘤に対する高精度な数値血流シミュレーションのための提言

💬 AI 要約

  • 本論文は、ステント留置脳動脈瘤に関する急増する研究動向の中で、患者固有形状における血行動態の高精度な計算モデリングが依然として求められていること、また治療支援に適切に計算すべき指標や解析法に一般的合意がないことを背景として、良質な計算流体力学（CFD）計算の重要手順を整理することを目的とした。
  • 患者幾何形状の正確な表現について、段階的な改良を含む検討を行い、次に、微細なワイヤ構造を有するステントを展開する際に数値シミュレーションに必要なメッシュ生成が特に困難となる点を扱った。
  • さらに、流体物性の記述が主要な課題であることを示し、加えてシミュレーション結果に対して根拠に基づく定量的解析を行うことが介入判断を支えるために必要であると述べた。
  • 以上を踏まえ、ほぼステント留置された脳動脈瘤を対象とする高品質CFD計算のための最重要ステップを概観し、その品質評価の観点に基づく具体的提言を提示した結果として、患者固有形状におけるステント留置を対象とする今後の研究に資する可能性が示唆された。

(046) Zhang [31]

📕 書誌情報

Propose a wall shear stress divergence to estimate the risks of intracranial aneurysm rupture.

Y Zhang, H Takao, Y Murayama, Y Qian

ScientificWorldJournal, 2013

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤破裂リスク推定のための壁面せん断応力発散の提案

💬 AI 要約

  • 壁面せん断応力（WSS）は脳動脈瘤破裂の重要指標とされてきたが、高WSSと低WSSのいずれが破裂と関連するかについては未だ明確な結論が得られていないため、本研究はWSS方向の影響が十分に考慮されていないことに起因する可能性を示す。
  • 本研究の目的は、動脈瘤表面におけるWSSの大きさ（|WSS|）およびその発散（wall shear stress divergence：WSSD）を評価し、両者が動脈瘤破裂に関連するかどうかを検証することである。
  • 患者ごとの計算流体力学（CFD）を用いて19例の患者の動脈瘤表面上のWSSおよびWSSDを算出した結果、高い|WSS|が動脈瘤内腔の表面を伸展させ、その伸展領域が局在化している場合に、動脈瘤は破裂リスクが高いことが示された。
  • したがって、WSSの方向と大きさの両方を考慮することで、WSSDは動脈瘤破裂リスク推定のより良い指標となり得ることが示唆された。

(047) Menon [29]

📕 書誌情報

Aortic outflow cannula tip design and orientation impacts cerebral perfusion during pediatric cardiopulmonary bypass procedures.

Prahlad G Menon, James F Antaki, Akif Undar, Kerem Pekkan

Ann Biomed Eng, 2013 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

大動脈流出カニューレの先端形状およびオリエンテーションが、小児体外循環（CPB）における脳灌流に与える影響

💬 AI 要約

  • 体外循環（CPB）に関連する周術期および術後の神経学的合併症の原因として、大動脈弓の不十分な灌流が疑われているため、本研究はカニュレーション戦略の工学的最適化の重要性を示し、再設計した大動脈カニューレ先端によってCPB灌流を改善できる可能性を検証することを目的とした。
  • 計算流体力学（CFD）を用い、固定した流出抵抗を持つ大動脈弓のin silico（架橋）モデルにおいて、拡散器（diffuser）付き先端を有する新規大動脈カニューレについて形状感度と脳灌流への影響を解析した。
  • 8FRのエンドホール先端で血流1 L/minを横行大動脈弓に向けて供給すると、選択した上行大動脈への挿入位置では、角度の違いにかかわらず腕頭動脈（BCA）からの逆流が生じた。一方、カニューレ先端に拡散器円錐角（試験は最大7°）を組み込むことで、ジェット入射角のいかなる試験条件でもBCA逆流が消失した。さらに、実験的な圧力-流量特性では、長さ1 cmの10°拡散器円錐先端が、エンドホール先端や10°を超える円錐角と比較して最も良好な圧力-流量性能の改善を示し、拡散器の前段に4葉式渦誘起具（expanded four-lobe swirl inducer attachment）を付加すると性能がさらに向上した。
  • 以上より、頭部頸部（head-neck）灌流の正味流量は大動脈カニューレのオリエンテーションに強く依存する一方、実臨床では先端の角度や挿入深さを精密に合わせることが困難であることが示唆された。BCAにおける正味の前向き流出を確保する上で、拡散器円錐角を備えたカニューレ先端設計が初めて有望であることが示された。さらに、BCA入口からの挿入距離を確保することでベンチュリ効果により逆流を回避しうるが、拡散器先端カニューレは生体内における先端オリエンテーションに依存せず本課題を軽減しうる有望な解決策であると結論づけられた。

(048) Vardakis [29]

📕 書誌情報

Exploring the efficacy of endoscopic ventriculostomy for hydrocephalus treatment via a multicompartmental poroelastic model of CSF transport: a computational perspective.

John C Vardakis, Brett J Tully, Yiannis Ventikos

PLoS One, 2013

💬 AI 翻訳タイトル

脳脊髄液（CSF）輸送の多コンパートメント・ポロ弾性モデルに基づく計算的観点からの水頭症治療における内視鏡的脳室開窓術の有効性の検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、解剖学的に妥当な脳環境においてCSF輸送の閉塞がもたらす影響を詳細に解析することを目的として、Multiple-Network Poroelastic Theory（MPET）モデルを有限体積法に基づく計算流体力学（CFD）と結合して実装する枠組みを提案した。
  • MPET表現により、CSF、脳実質、ならびに脳血流の間の流体輸送を統合的かつ包括的に評価できるようにし、モデルの重要な新規性として、脈絡叢をその栄養動脈とともに解剖学的に正確に組み込み、さらにCSFコンパートメントの透過性の一意性という制約を緩和する単純な関係式を導入した。
  • この透過性を変化させるコンパートメントは、アクアポリン4（Aquaporin-4）を介した膨潤特性（swelling characteristics）を考慮するために導入され、脳室拡大およびそれに続くCSF圧上昇の効果に対して、血液系への過剰CSF排出によるフィードバック機構がどのように相殺し得るかを明らかにすることを意図した。
  • アクエダクト狭窄および第4脳室出口閉塞（FVOO）の影響を計算により示し、健康条件でのアクエダクト内のピークCSF速度は約15.6 cm/s、軽症・重症ではそれぞれ45.4 cm/sおよび72.8 cm/sであったのに対し、内視鏡的第三脳室開窓術（ETV）により速度は概ね16–17 cm/sへ低減した; さらに、狭窄を適用すると脳室変位、CSF圧、壁面せん断応力（WSS）、および側脳室と第4脳室間の圧力差（ΔP）が増加し、その後ETVにより基準的なレベルへ低下したことから、より複雑なEFVよりもETVを選択することが閉塞の効果を最も大きく逆転させ得ることが示唆された。

(049) Kono [28] ⭐

📕 書誌情報

Changes in wall shear stress magnitude after aneurysm rupture.

Kenichi Kono, Nagatsuki Tomura, Ryo Yoshimura, Tomoaki Terada

Acta Neurochir (Wien), 2013 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤破裂後における壁面せん断応力（WSS）大きさの変化

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤の破裂リスク予測に向けて代替的血行力学指標を同定しようとするCFD研究の文脈において、破裂後の壁面せん断応力（WSS）に及ぼす影響を検討することを目的とした。
  • 画像撮影後まもなく破裂した一方の両側性の鏡像動脈瘤を症例として提示し、破裂の前後で動脈瘤形状の変化に伴うWSS値の変動をCFDにより評価した。
  • 破裂した動脈瘤では、動脈瘤形状の変化によりWSSの大きさが20〜30%変化したことが示された。
  • 本症例の知見は、未破裂動脈瘤と破裂動脈瘤を比較するCFD研究が、破裂後の動脈瘤形状の変化によって破裂リスクの妥当な推定を与えない可能性を示唆し、破裂後の動脈瘤形状変化をCFD研究で考慮すべきである。

(050) Kaufmann [28]

📕 書誌情報

Implementation of intrinsic lumped parameter modeling into computational fluid dynamics studies of cardiopulmonary bypass.

Tim A S Kaufmann, Michael Neidlin, Martin Büsen, Simon J Sonntag, Ulrich Steinseifer

J Biomech, 2014 Feb 07

  • Keywords: Baroreflex, Cannulation, Cardiopulmonary bypass, Cerebral autoregulation, Computational Fluid Dynamics, Lumped parameter

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2013.11.005

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 28
    • FWCI: 2.044
    • Citation Percentile: 86.31

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💬 AI 翻訳タイトル

心肺バイパスに関する計算流体力学研究への固有（intrinsic）な集中定数モデル化の実装

💬 AI 要約

  • 心肺バイパス（cardiopulmonary bypass: CPB）中に生じる脳卒中および脳低酸素は主要な合併症であり、その原因としてカニュラジェットによる流れ条件の変化とサンドブラスト効果、さらに高齢者でしばしばみられる脳循環自動調節の障害が挙げられるが、本研究は集中定数モデル化と計算流体力学（CFD）を統合し、それらが血流解析に与える影響を明らかにすることを目的とした。
  • 本研究では、CPB中の血流に対する集中定数モデル化（lumped parameter modeling）の効果を評価するため、CFD解析に集中定数モデルを組み合わせ、さらに脳循環自動調節は圧受容器反射（Baroreflex）として実装して、脳灌流圧に基づき脳血管抵抗およびコンプライアンスを適応的に変化させた。
  • その結果、脳循環自動調節を考慮しないCFDと集中定数モデルの組合せは、生理学的な流れ条件としては成立する一方で、CPBに伴う脳血流の低下を過大評価することが示された。
  • この過大評価は、Baroreflexによって脳血流がネイティブ（native）レベルに回復することで相殺されたが、臨床ではCPB中の脳血流が通常10–20%低下するため、CPB中にはBaroreflexが十分に機能していない、または目標値が完全なネイティブ脳血流ではなく、約80%のネイティブ流量から開始する脳循環自動調節のプラトー相（plateau phase）である可能性が示唆された。

(051) Hodis [27]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics simulation of an anterior communicating artery ruptured during angiography.

Simona Hodis, Susheil Uthamaraj, Giuseppe Lanzino, David F Kallmes, Dan Dragomir-Daescu

J Neurointerv Surg, 2014 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

三次元回転血管造影中に破裂した前交通動脈瘤に対する計算流体力学シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究は、三次元回転血管造影直後に自然破裂した前交通動脈の血行動態環境について、計算流体力学（CFD）により検討することを目的とした。
  • 瘤内の破裂点は、その後に施行したデジタルサブトラクション血管造影により瘤ドーム部位で局在化し、同局在に基づいてCFD解析を実施した。
  • CFD解析の結果、破裂部位へ直接に衝突する集中ジェット（concentrated jet）が認められた。
  • さらに、収縮期最大圧（peak systolic pressure）および壁面せん断応力（wall shear stress）のいずれも、破裂部位近傍で最大となり、破裂との関連を示唆した。

(052) Pereira [23]

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Biology and hemodynamics of aneurismal vasculopathies.

Vitor Mendes Pereira, Olivier Brina, Ana Marcos Gonzalez, Ana Paula Narata, Rafik Ouared, Lovblad Karl-Olof

Eur J Radiol, 2013 Oct

  • Keywords: ACA, CFD, CT, Cerebral vasculopathy, Hemodynamics, Intracranial aneurysm, MCA, MRI, Rupture, SAH, Wall disease and angiography, anterior communicating artery, computational flow dynamics, computed tomography, magnetic resonance imaging, middle cerebral artery, subarachnoid hemorrhage

  • DOI: 10.1016/j.ejrad.2012.12.012

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 23
    • FWCI: 2.0409
    • Citation Percentile: 86.50

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💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤性血管障害の生物学と血行動態

💬 AI 要約

  • 動脈瘤性血管障害は、動脈瘤という共通の形態学的診断を有する一群の血管疾患であり、同一の病因をもつ場合もあれば異なる臨床像や形態を呈する場合がある、または異なる病因にもかかわらず解剖学的幾何学が非常に類似する場合もある点を背景として、その形成と破裂に関わる生物学的機序と髄内（頭蓋内）血行動態の関与を記述することを目的とする。
  • 本論文では、嚢状動脈瘤（saccular aneurysms）の生物学、成長および破裂の過程を概説するとともに、患者固有血管モデルへの計算流体力学（computational flow dynamics）の適用により導かれてきた血行動態に関する現在の概念を整理している。
  • 動脈瘤形成の生物学は、内因性の素因（endogenous predisposition）および後続のエピジェネティック因子（epigenetic factors）に加え、頭蓋内血行動態が複雑に関与して生じる結果であることが示され、さらに動脈瘤フェノタイプ（aneurysm phenotypes）が形態学的ならびに病因学的な点で極めて多様であることが述べられている。
  • 以上より、本論文は、嚢状動脈瘤の成長・破裂に至る生物学的理解と、計算流体力学に基づく血行動態概念の双方を統合的に提示し、動脈瘤の形態と病因における多様性を踏まえた病態理解の枠組みを提供する。

(053) Mut [22]

📕 書誌情報

Effects of changing physiologic conditions on the in vivo quantification of hemodynamic variables in cerebral aneurysms treated with flow diverting devices.

Fernando Mut, Danny Ruijters, Drazenko Babic, Carlos Bleise, Pedro Lylyk, Juan R Cebral

Int J Numer Method Biomed Eng, 2014 Jan

  • Keywords: X-ray angiography, cerebral aneurysm, computational fluid dynamics, flow diversion, flow quantification, hemodynamics

  • DOI: 10.1002/cnm.2594

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 22
    • FWCI: 1.5737
    • Citation Percentile: 82.15

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💬 AI 翻訳タイトル

流量分流デバイスによって治療された脳動脈瘤における血行動態指標のin vivo定量に対する生理学的条件変更の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤に対するフローディバーティングデバイス（flow diverting devices）治療中に、生理学的な血流条件が変化することに起因して、血行動態変数の相対変化量の定量がどの程度逸脱するかを推定することである。
  • 患者固有形状3例について計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）解析を実施し、各形状に対して3種類のフローディバーティングデバイスを仮想的に留置したうえで、5つの拍動性流動条件下でシミュレーションを行った。
  • 動脈瘤流入量、平均速度、せん断速度、ならびに壁面せん断応力（wall shear stress）を、ステント留置前後で定量化し、流量条件の違いによるこれら指標の相対変化の逸脱を算出した。
  • その結果、親動脈の平均流量が約30〜50%変化すると、血行動態指標の相対変化において30〜80%の範囲で大きな逸脱が生じうることが示されたため、フローディバージョン治療における血行動態変化の定量は慎重に行う必要があることが結論づけられた。

(054) 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

高調波関数による嚢状脳動脈瘤のインタラクティブ分解とマッピング：患者特異的（patient-specific）CFDシミュレーションへの初めての適用

💬 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特異的（patient-specific）パラメータと頭蓋内動脈瘤の自然経過（破裂／非破裂）との関連解析を、壁面せん断応力や血圧などの表面ベース指標について大規模・多施設データ間で客観的に比較できるようにすることである。
  • 方法として、調和（harmonic）関数・場の概念に基づき、動脈瘤表面を単位円盤へ写像する統一的で単純な手法を提案する；最小限の人手を用いて、対象動脈瘤と親動脈および近傍の分枝へ血管形状を分解し、その後、分割した動脈瘤表面を単位円盤へマッピングする。
  • 分解は、親動脈が有する筒状（円筒）構造からの空間的に変化する偏差を定義する距離指標、局所曲率、ならびに動脈瘤と親動脈の接合／境界における局所凹みの3種類の情報を定量的に活用し、それらを組み合わせてラプラシアン方程式の線形系を構成する；新規の形状感受的（shape-sensitive）重み付けにより、境界で等高線が密に集まる形状感受的な高調波関数・場が得られる。
  • 内部データベースから取得した患者特異的動脈瘤形状による定量評価では本手法の頑健性が示され、分岐部、終末部、側壁部など形状が大きく異なる動脈瘤でも同様の結果が得られたことから、表面ベースの生理学的・血行力学的パラメータに関するモデル間比較を有意で信頼性が高く再現可能な形で可能にすると結論づけられる。

(055) Karmonik [18]

📕 書誌情報

Hemodynamics at the ostium of cerebral aneurysms with relation to post-treatment changes by a virtual flow diverter: a computational fluid dynamics study.

Christof Karmonik, Gouthami Chintalapani, Thomas Redel, Y Jonathan Zhang, Orlando Diaz, Richard Klucznik, Robert G Grossman

Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc, 2013

💬 AI 翻訳タイトル

仮想フローディバータによる治療後変化との関連における脳動脈瘤口部（ostium）での血行動態：計算流体力学研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローディバータ（FD；動脈瘤口部を横切って高密度の金属メッシュを配置し、大部分の流れを動脈瘤から逸らすステント）による治療が、動脈瘤口部の圧力および速度分布を介して動脈瘤内の術後血行動態へ及ぼす影響を明らかにすることである。
  • そのため、術前から術後へとおける動脈瘤内の速度・圧力・壁面せん断応力（WSS）と、治療前の動脈瘤口部における血行動態条件との関連を、患者固有形状に統合した仮想FDをDarcyの法則によりモデル化可能な専用CFDプロトタイプを用いた計算流体力学（CFD）解析により検討した。
  • FD治療後には全症例で速度およびWSSが低下し、1例では口部圧が上昇した；また口部では速度マグニチュードの不均一な分布が認められ、動脈瘤内への残存流入（remnant inflow jets）の潜在的リスク領域を示唆する限局的な最大値が観察された。
  • さらに、口部圧は動脈瘤内の圧変化と相関し得ることが示され、これによりFD治療の適合性評価における術前指標（pre-treatment indicator）としての可能性が示唆された。

(056) Goubergrits [16]

📕 書誌情報

Reproducibility of image-based analysis of cerebral aneurysm geometry and hemodynamics: an in-vitro study of magnetic resonance imaging, computed tomography, and three-dimensional rotational angiography.

L Goubergrits, J Schaller, U Kertzscher, Ch Petz, H-Ch Hege, A Spuler

J Neurol Surg A Cent Eur Neurosurg, 2013 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の画像ベース解析における再現性：磁気共鳴画像法、計算機断層撮影、および三次元回転血管造影によるin vitro研究

💬 AI 要約

  • 画像ベースの計算流体力学（CFD）は、脳動脈瘤のバイオフルイドに対する力学的パラメータを解析する手段となり得ることから、患者個別の破裂リスク解析や治療方針決定の支援が期待されるが、異なる画像法の適用はこれらの研究の幾何学的基盤を変化させ得る。
  • 本研究では、磁気共鳴画像法（MRI）、計算機断層撮影（CT）、および三次元回転血管造影（3DRA）によって取得した動脈瘤ファントムモデルについて、幾何学および血行動態を比較した。
  • 当該ファントム（基底動脈瘤）はCT血管造影データから作製し、CT、MRI、3DRAの各手法で画像化し、元データおよび各画像法から得られた再構成による幾何学的復元を比較したのに加え、3DRA、MRI、CT、ならびに元データの4つの再構成に基づくCFD解析も実施した。
  • MRIおよび3DRAベースの再構成では平均再構成誤差がそれぞれ0.097 mmおよび0.1 mmであり、CT再構成より2.5倍良好であった；動脈瘤半径（7.11 mm）測定における最大誤差は3DRA再構成で3.8%（0.28 mm）であった；さらに平均壁面せん断応力（WSS）では、全表面および動脈瘤嚢部表面に対して良好な相関が示され、CT再構成では全表面の平均WSS推定における最大誤差が8%であった一方、MRI再構成から算出した動脈瘤嚢部の平均WSSでは最大誤差7%と推定された；以上より、CT、MRI、3DRAのいずれの画像技術も動脈瘤形状を十分に再現し、有意義なCFD解析を可能にすることが示された。

(057) Keshavarzi [15]

📕 書誌情報

Two-dimensional computational analysis of microbubbles in hemodialysis.

Gholamreza Keshavarzi, Tracie J Barber, Guan Yeoh, Anne Simmons, John A Reizes

Artif Organs, 2013 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

血液透析におけるマイクロバブルの二次元計算流体力学解析

💬 AI 要約

  • 目的：末期腎疾患患者では血液透析（HD）が週3〜4回、1回4〜5時間行われるため、体外循環システムの小さな不完全性が治療に重大な影響を及ぼし得る。本研究の目的は、透析システムの安全機構であるエアトラップがマイクロバブルの検出に不十分である可能性、さらにはマイクロバブルを生成し得る可能性を踏まえ、マイクロバブル動態の主要機序を明らかにすることである。
  • 方法：計算流体力学（CFD）を用いてエアトラップ内の血流をモデル化し、マイクロバブルの力学（動態）に関する起こり得る機序を推定した。
  • 結果：直径50 μm未満のほぼ全てのバブル、ならびに50〜200 μmのバブルの大部分がエアトラップを通過した。
  • 結論：一般的なエアトラップは、直径200 μm未満のバブルを除去する効果が低いことが示され、血液透析におけるマイクロバブル低減策の見直しが必要である。

(058) Xu [15]

📕 書誌情報

Hemodynamic Changes Caused by Flow Diverters in Rabbit Aneurysm Models: Comparison of Virtual and Realistic FD Deployments Based on Micro-CT Reconstruction.

Jinyu Xu, Benqiang Deng, Yibin Fang, Ying Yu, Jiyong Cheng, Shengzhang Wang, Kuizhong Wang, Jian-Min Liu, Qinghai Huang

PLoS One, 2013

💬 AI 翻訳タイトル

ウサギ動脈瘤モデルにおけるフローダイバータが誘発する血行動態変化：マイクロCT再構成に基づくバーチャルFDと現実的（リアリスティック）FD展開の比較

💬 AI 要約

  • フローダイバータ（FD）を介した血行動態の調整は脳動脈瘤治療の新規手段として注目されているが、既存のFD関連血行動態研究の多くはバーチャルFD展開に基づいており、実際の（in vivo）FD展開と異なる血行動態結果をもたらし得る点が課題である。
  • 本研究では、ウサギ動脈瘤モデルにおいて計算流体力学（CFD）シミュレーションを用い、バーチャルFDと現実的FDの血行動態を比較した。
  • FDは14匹のウサギの動脈瘤に対して植え込み、ウサギ固有のアンギオグラムに基づいて血管モデルをCFD用に再構成した；現実的FDは犠牲後のマイクロCTスキャンに基づきFD配置を再構成し、バーチャルFDはSolidWorksソフトウェアで作成したうえで、FD展開前後の血行動態パラメータを解析した。
  • マイクロCT再構成から算出した金属被覆率（metal coverage: MC）に基づき14匹をMC>35%の群AとMC<35%の群Bに分けたところ、群Aでは正規化平均壁面せん断応力（WSS）や相対滞留時間（relative residence time: RRT）、流入速度、流入量がバーチャルFD展開と有意に異なった（P<0.05）が圧力は有意差を認めなかった（P>0.05）；また、群Aにおける現実的FD後の正規化平均WSSは群Bより有意に低く、群Bではいずれのパラメータも現実的FDとバーチャルFDの間で有意差を認めなかった。以上より、血行動態パラメータの差異はMCと相関することが本研究で確認された。

(059) Graziano [14]

📕 書誌情報

3D computational fluid dynamics of a treated vertebrobasilar giant aneurysm: a multistage analysis.

F Graziano, V M Russo, W Wang, D Khismatullin, A J Ulm

AJNR Am J Neuroradiol, 2013 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

治療を施した椎骨脳底動脈分岐部巨大動脈瘤に対する3次元計算流体力学：マルチステージ解析

💬 AI 要約

  • 椎骨脳底動脈分岐部（vertebrobasilar junction; VBJ）に生じる巨大動脈瘤の治療は神経外科臨床において依然として困難であり、標準的治療（reference standard therapy）については議論が続いている。
  • 死後標本を用いた詳細な検討により、本部位に発生した動脈瘤の形成および再開通（recanalization）に関与する血行動態学的因子と解剖学的構成を、既知のVBJ巨大動脈瘤（GA）を有し放射線学的に評価された成人固定死体標本を対象として解析した。
  • 同標本の個別の血管走行（angioarchitecture）に基づく3次元計算流体力学（3D CFD）モデルを構築し、血管内治療の各段階をシミュレーションした結果、動脈瘤頸部領域において高い壁面せん断応力、高い静圧、高い流速から成る血行動態ストレス領域が認められ、治療期間中に観察された再開通部位と一致した。
  • VBJ巨大動脈瘤のマネジメントにおいては、動脈瘤の形態的特徴、位置、および患者固有のangioarchitectureが主要な考慮因子であり、部分的コイルまたはOnyx（Onyx）塞栓によって動脈瘤内に形成される環境が頸部領域の血行動態ストレスを増大させ、再開通を促進し得ることを、3D CFD解析は示唆した。

(060) Avrahami [13]

📕 書誌情報

Investigation of risks for cerebral embolism associated with the hemodynamics of cardiopulmonary bypass cannula: a numerical model.

Idit Avrahami, Benny Dilmoney, Aliza Azuri, Moshe Brand, Oved Cohen, Liran Shani, Rony-Reuven Nir, Gil Bolotin

Artif Organs, 2013 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

心肺バイパス・カニューレの血行動態に関連する脳塞栓リスクの検討：数値モデルによる解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、心肺バイパス中に用いる大動脈カニューレの設計と向きが、脳塞栓（cerebral embolism）発症リスクに及ぼす影響を検討するため、包括的な数値解析を行うことである。
  • 方法として、6種類のカニューレ配向、4種類の大動脈解剖、3種類のカニューレ設計からなる27症例の数値モデルを構築し、血行動態解析を比較した。
  • 評価指標には、噴流（emanating jet）速度、噴流速度低下、最大せん断応力、大動脈壁の反応、塞栓のパスラインと上部/下部血管間の分布、ならびに停滞領域などを含め、血栓溶血（hemolysis）、粥腫塞栓（atheroembolism）、および脳塞栓リスクを同等の枠組みで推定・比較した。
  • 結果として、ストレートチップ（ST）カニューレでは大動脈壁で大きなせん断応力が生じて粥腫由来デブリの侵食・分布を惹起する可能性がある一方、クランプ部から下行大動脈への塞栓流入を増やし、脳塞栓リスクを低減し得た；TIP1では大動脈壁のせん断応力が小さく上部血管への塞栓分流が増え、TIP2ではカニューレ内の噴流が強くせん断応力が高く流れが高度に乱れ、クランプ近傍で停滞が顕著であった。以上より、カニューレの設計と配向が塞栓の生成と分布に与える影響は大きく、特にSTカニューレは脳塞栓リスクが低いことが示唆され、臨床的意義を持つ可能性がある。

(061) Weichert [12]

📕 書誌情報

Simulation of intra-aneurysmal blood flow by different numerical methods.

Frank Weichert, Lars Walczak, Denis Fisseler, Tobias Opfermann, Mudassar Razzaq, Raphael Münster, Stefan Turek, Iris Grunwald, Christian Roth, Christian Veith, Mathias Wagner

Comput Math Methods Med, 2013

💬 AI 翻訳タイトル

異なる数値計算法による脳動脈瘤内血流のシミュレーション

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤に対する単独の内腔内ステント留置の閉塞（occlusional）性能は、文献において議論が分かれているため、血流シミュレーションを用いた因果的寄与の解明が試みられてきたが、その結果は数値計算法および種々の自由パラメータに大きく依存することが問題となっている。
  • 本研究では、有限要素法（FEM）および格子ボルツマン法（LBM）を用いて膨大なパラメータ空間を効率的に探索しつつ、パラメータの定義方法を提示することを目的として、計算流体力学（CFD）結果に対する各パラメータの影響と、数値手法ごとの利点・欠点の双方を特定しようとした。
  • 血流および動脈瘤内渦度（aneurysmal vorticity）を2次元および3次元モデルで評価するためにCFDを適用し、初期のシミュレーション結果を検証・比較する段階では、実形状の主要特徴と医療専門家の知見に基づく簡略化2D/3Dモデルを用いた。
  • 解析の結果、異なる数値計算法を組み合わせ、LBMにより高速に探索しFEMによりより詳細に検討することで、血流理解が促進され、さらに内腔内ステント留置に関する条件へ影響を与える因子に関してより正確な情報を得られる可能性が示唆された。

(062) Lee [12]

📕 書誌情報

The influence of elastic upstream artery length on fluid-structure interaction modeling: a comparative study using patient-specific cerebral aneurysm.

C J Lee, Y Zhang, H Takao, Y Murayama, Y Qian

Med Eng Phys, 2013 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

弾性上流動脈長が流体・構造相互作用モデリングに及ぼす影響：患者固有の脳動脈瘤を用いた比較研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者固有形状に基づく流体・構造相互作用（fluid-structure interaction: FSI）シミュレーションにおいて、弾性の親動脈（parent artery）の長さおよび固体領域における拘束（constraint）の位置が、患者固有FSI解析の精度に与える影響を検討することである。
  • 方法として、弾性親動脈長に基づきLong、Moderate、Shortの3モデルを作成し、いずれも壁厚0.5 mmおよび弾性率5 MPaを共通に設定して比較FSI計算を実施した。
  • 結果として、最大メッシュ変位はLongモデルで0.491 mmと最大であり、Moderateモデル（0.3 mm）およびShortモデル（0.132 mm）より大きかった一方、血行動態学的ならびに力学的変数、動脈瘤体積、断面積における3モデル間の差はいずれも軽微であった。
  • さらに、計算時間はShortモデルが最短で11時間であり、Longモデルの21時間およびModerateモデルの19時間より短かったことから、短い弾性上流動脈の設定は、結果全体の精度を損なうことなく患者固有FSIシミュレーションに要する時間を短縮し得ることが示された。

(063) Jeong [11]

📕 書誌情報

Effects of framing coil shape, orientation, and thickness on intra-aneurysmal flow.

Woowon Jeong, Moon Hee Han, Kyehan Rhee

Med Biol Eng Comput, 2013 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

フレーミングコイルの形状、配向、および厚さが動脈瘤内の流れに及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、動脈瘤内血栓塞栓（thromboembolization）に対するフレーミングコイルの幾何学的特性（形状、配向、厚さ）の影響を明らかにすることを目的とした。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）を用いて、異なる形状・配向・厚さのコイルを充填した側方動脈瘤の血行動態を解析し、渦（vortex）型およびメッシュ状（cage-shaped）コイルを対象に、配向を横断（transverse）、平行（parallel）、直交（orthogonal）の3条件でモデル化した。
  • 渦型コイルの直交配向、ならびにメッシュ状コイルの平行配向では、動脈瘤ドーム領域における流入、渦度（vorticity）、および壁面せん断応力（wall shear stress）が高くなり、血栓塞栓に不利な血行動態環境が形成されることが示された。
  • さらに、同一の形状・配向・総コイル体積でも、厚いコイルは通常コイルよりも不利な血行動態条件をもたらした一方で、動脈瘤中央横断面の遠位半分における開放面積が、ドーム領域への流れおよびドーム領域の平均渦度と有意な正の相関を示したため、遠位中央横断面をコイルで遮断することが動脈瘤内の流れの活動性を低減し、血栓塞栓により効率的な血行動態環境を提供し得ると結論づけた。

(064) Shi [10]

📕 書誌情報

In vitro strain measurements in cerebral aneurysm models for cyber-physical diagnosis.

Chaoyang Shi, Masahiro Kojima, Hitomi Anzai, Carlos Tercero, Seiichi Ikeda, Makoto Ohta, Toshio Fukuda, Fumihito Arai, Zoran Najdovski, Makoto Negoro, Keiko Irie

Int J Med Robot, 2013 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤モデルにおけるサイバーフィジカル診断のためのin vitroひずみ計測

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤の成長および破裂の機序を理解することにより、脳血管疾患の新規診断技術の開発に資することを目的とし、医用画像情報に基づいて動脈瘤領域の壁面せん断応力、圧力、変形、ならびにひずみを総合的に評価することの重要性を述べた。
  • その達成のため、in vitroの動的ひずみ実験計測と計算流体力学（CFD）シミュレーションを統合した新規サイバーフィジカルシステムを提案し、2008年8月に記録された患者特異データに基づいてCFD解析と拡大した膜状シリコーン製脳動脈瘤モデルを構築した。
  • さらに、専用ポンプを用いてin vitro血流シミュレーションを実現し、拍動血流をモデル内で循環させることでモデル上の異なる領域におけるひずみを計測するビジョンシステムも開発した結果、距離ひずみおよび面積ひずみの最大値は動脈瘤頸部近傍で最大（0.042および0.052）となり、次いで動脈瘤頂部（0.023および0.04）、最後に主血管部（0.01および0.014）であった。
  • これらの実験結果を、壁面せん断応力、振動性せん断指数（oscillatory shear index）、および動脈瘤形成指数（aneurysm formation index）を追加するためのCFD解析で補完し、2008年8月に得られた画像に基づく診断結果が2011年に観測された動脈瘤の成長と整合したことから、本研究は脳動脈瘤内部の動的ひずみを計測する新たな実験プラットフォームと、血管内治療における成長傾向の高度診断・予測のためのCFD統合手法を示した。

(065) Mut [10]

📕 書誌情報

Hemodynamics in two tandem aneurysms treated with flow diverters.

Fernando Mut, Esteban Scrivano, Carlos Bleise, Pedro Lylyk, Juan Cebral

Int J Numer Method Biomed Eng, 2014 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータによって治療されたタンデム状脳動脈瘤2個における血行動態

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバータで治療した脳動脈瘤の閉塞（血栓化）までの時間が、治療直後に形成される血行動態条件に依存するかどうかを検討することである。
  • フローダイバータ治療を受け、異なる時間で閉塞した2個の頭蓋内タンデム動脈瘤に関する症例解析を行い、3次元回転血管撮影画像から患者固有の計算流体力学（CFD）モデルを構築した。
  • 拍動性の生理学的条件下で血流シミュレーションを実施し、フローダイバータ留置前後の血行動態指標を定量化して比較した結果、フローダイバータは動脈瘤への流入率、動脈瘤内の流速、せん断速度、および壁面せん断応力を低減した。
  • さらに、フローダイバータによる流れの調整後の流動パターンは、渦流（swirling）が少なくより滑らかであり、血行動態指標の低減の程度は動脈瘤と親血管に依存して大きく、より速く閉塞した動脈瘤で低減が顕著であった；本症例研究の結果は、検討した血行動態指標の低減が大きいほど動脈瘤の血栓化までの時間が短いことを示唆し、これらの介入の目標設定をより適切に定義するうえで有用となりうる。

(066) Karmonik [9]

📕 書誌情報

Quantification of speed-up and accuracy of multi-CPU computational flow dynamics simulations of hemodynamics in a posterior communicating artery aneurysm of complex geometry.

Christof Karmonik, Christopher Yen, Edgar Gabriel, Sasan Partovi, Marc Horner, Yi J Zhang, Richard P Klucznik, Orlando Diaz, Robert G Grossman

J Neurointerv Surg, 2013 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

複雑形状の後交通動脈瘤における血行動態の計算流体力学（CFD）シミュレーションの多CPU並列化による計算時間短縮（speed-up）と精度の定量評価

💬 AI 要約

  • 計算流体力学（CFD）技術を臨床ワークフローへ導入することを目指し、患者由来の二葉性後交通動脈瘤モデルに対して、並列マルチCPUによる拍動流CFDシミュレーションの性能向上が解の精度に与える影響を同時に評価することを目的とした。
  • シミュレーションは2、4、6、8、10および12プロセッサで実施し、臨床画像ワークステーションと同程度の計算能力を有するデュアルコア・デュアルCPU計算機によるベースライン計算も併せて取得した。
  • 並列性能指標として計算速度向上（speed-up）、効率（speed-upをプロセッサ数で除した値）、計算コスト（計算時間×プロセッサ数）、ならびに精度（動脈瘤の近位・遠位、動脈瘤の入口部（ostium）、およびドーム部における速度）を求め、各条件間で比較した。
  • 総計算時間はベースラインの9時間10分から10 CPUで2時間34分へと減少し、ベースラインに対するspeed-upは2 CPUで1.35から最大10 CPUで3.57へ増大した一方、効率は0.65から0.35へ低下し、コストは33.013から92.535へ増加した；速度成分の相対偏差は0.0073%未満で、12 CPUでは2 CPUより大きい傾向がみられた（平均0.004±0.002%、統計学的有意性なし、p=0.07）。精度を損なうことなく、並列マルチCPUシミュレーションは計算時間を最大因子3.57（10 CPU）まで、臨床画像ワークステーション相当の計算能力を有する計算機と比較して2時間34分まで短縮できることが示された。

(067) Park [9]

📕 書誌情報

Computational modeling with fluid-structure interaction of the severe m1 stenosis before and after stenting.

Soonchan Park, Sang-Wook Lee, Ok Kyun Lim, Inki Min, Minhtuan Nguyen, Young Bae Ko, Kyunghwan Yoon, Dae Chul Suh

Neurointervention, 2013 Feb

  • Keywords: Atherosclerosis, Cerebral artery, Computational modeling, Fluid structure interaction, Stenting

  • DOI: 10.5469/neuroint.2013.8.1.23

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 9
    • FWCI: 0.87
    • Citation Percentile: 75.12

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

重度M1狭窄に対するステント留置前後の流体-構造間相互作用を用いた計算モデリング

💬 AI 要約

  • 本研究は、画像ベースの流体-構造間相互作用（FSI）計算モデルによって、頭蓋内動脈狭窄におけるプラークの力学的解析を行うための手順を提示することを目的とし、症候性の重度頭蓋内（M1）狭窄に対するステント留置前後での適用可能性を検討した。
  • 方法として、3DアンギオグラフィをSTL形式で再構築し、血管表面の平滑化および分枝血管のトリミングのためにMagicsへ転送したのち、HyperMeshを用いて三角形メッシュ化された3Dアンギオグラムから四面体の体積メッシュを生成した。
  • 血管内の血流は商用有限要素ソフトウェアADINA Ver 8.5により計算し、ステント留置前後で壁面せん断応力（WSS）、最大速度、圧力の分布を評価した；さらに、剛体壁仮定によるCFD解析とFSI解析のWSS分布を比較した。
  • その結果、ステント留置前後いずれにおいても、剛体壁モデルとコンプライアント（弾性）壁モデルのWSSの差は狭窄部を除きわずかであり、WSS値はCFDにおいて収縮期に15〜20 Pa、拡張終期に3〜5 Paへ大きく低下し、FSIでも同様の傾向が得られた；本研究は、血管壁寸法が限られていてもステント留置前後のFSIシミュレーションが実行可能であり、WSSならびに流速および壁圧の変化を明らかにし得ることを示した。

(068) Hodis [6]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics simulation of an anterior communicating artery ruptured during angiography.

Simona Hodis, Susheil Uthamaraj, Giuseppe Lanzino, David F Kallmes, Dan Dragomir-Daescu

BMJ Case Rep, 2013 Mar 07

💬 AI 翻訳タイトル

3次元回転血管撮影中に破裂を来した前交通動脈瘤の破裂に関する計算流体力学シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究は、3次元回転血管撮影直後に自然破裂した前交通動脈瘤における血行動態環境を計算流体力学（CFD）により解析することを目的とした。
  • まず、デジタル・サブトラクション血管撮影により、瘤頂部内の破裂点の位置を特定した上で、CFD解析を実施した。
  • CFD解析の結果、破裂点に直接衝突する集中ジェットが形成されることが示された。
  • さらに、破裂部位近傍で収縮期最大圧および壁面せん断応力（wall shear stress）がともに最大となったことから、破裂部位での局所的な力学的負荷が破裂に関与した可能性が示唆された。

(069) Sugiyama [6]

📕 書誌情報

Computational simulation of convection-enhanced drug delivery in the non-human primate brainstem: a simple model predicting the drug distribution.

Shin-Ichiro Sugiyama, Ryuta Saito, Kenichi Funamoto, Toshio Nakayama, Yukihiko Sonoda, Yoji Yamashita, Tomoo Inoue, Toshihiro Kumabe, Toshiyuki Hayase, Teiji Tominaga

Neurol Res, 2013 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

霊長類の脳幹における対流促進型薬物送達の計算シミュレーション：薬物分布を予測する単純モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、対流促進型薬物送達（convection-enhanced delivery: CED）において脳幹病変を標的とする際に必要となる、事前の薬物分布予測を可能にするため、簡略化したモデルを用いた霊長類脳幹でのCEDの計算シミュレーションを評価することである。
  • 方法として、非ヒト霊長類の脳幹へガドリニウム溶液を注入した3件のin vivo実験を解析し、注入総量300 μlにおけるT1強調磁気共鳴（MR）画像を取得して脳幹表面形状を再構成したのち、グリッド生成ソフトウェアにより全体容積をメッシュ化した。
  • さらに、脳幹表面を剛体とし内部は脳脊髄液（CSF）で充填されているという仮定のもと、連続の方程式およびDarcyの法則を有限体積法により計算流体力学（CFD）パッケージ内で解き、計算結果をin vivo実験と比較した。
  • 結果として、シミュレーションにおける分布体積（distribution volume: Vd）はin vivo実験と良好に一致し、「カテーテル逆流（catheter back flow）」が大規模に生じない条件では、計算シミュレーションがin vivoのVdの約70%を予測できたことから、簡略化した計算アプローチがin vivoで整合的であることが示された。

(070) Park [6]

📕 書誌情報

Computational Fluid Dynamics of Intracranial and Extracranal Arteries using 3-Dimensional Angiography: Technical Considerations with Physician's Point of View.

Sung-Tae Park, Kyunghwan Yoon, Young Bae Ko, Dae Chul Suh

Neurointervention, 2013 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

3次元血管造影を用いた頭蓋内および頭蓋外動脈の計算流体力学：医師の観点から見た技術的考慮事項

💬 AI 要約

  • 本研究は、3次元血管造影（3-D angiography）から構築した患者固有モデルに対する計算流体力学（CFD）解析の可能性と限界を検討することを目的とする。
  • 具体的には、適切な血管モデルを取得する際の多くの技術的課題、2次元表面および3次元体積メッシュを作成するための前処理、ならびにCFD解析結果を表示するための後処理に関する問題点を扱う。
  • これらの工程に内在する制約や不確実性が、解析の再現性および結果解釈に影響し得ることを整理した。
  • 以上より、本研究は他のツールやCFD結果の妥当性（validation）を行う際の技術的リファレンスとして寄与し得ることを結論づけた。

(071) Wang [5]

📕 書誌情報

Giant intracranial aneurysm embolization with a yield stress fluid material: insights from CFD analysis.

Weixiong Wang, Francesca Graziano, Vittorio Russo, Arthur J Ulm, Daniel De Kee, Damir B Khismatullin

Biorheology, 2013

💬 AI 翻訳タイトル

降伏応力流体材料を用いた巨大脳動脈瘤の塞栓術：CFD解析からの洞察

💬 AI 要約

  • 目的：巨大で不規則かつ非球形の形状を有する脳動脈瘤では、血管内治療が依然として困難であるため、本研究では降伏応力流体材料の有効性を計算流体力学（CFD）により検討することを目的とした。
  • 方法：計算では、椎骨—脳底動脈分岐部の巨大動脈瘤における血流を3症例としてシミュレーションした；(1)空の動脈瘤、(2)プラチナコイルで充填した動脈瘤、(3)降伏応力流体材料で充填した動脈瘤である。
  • 結果：計算モデルでは、血液およびコイル充填領域をそれぞれ非ニュートン流体および等方性ポーラス媒体として扱った。その結果、降伏応力流体は降伏応力が20 Pa以上であれば動脈瘤塞栓に利用可能であり、特に動脈瘤内の循環流（再循環）および動脈瘤壁に対する流入ジェット衝突領域のサイズが、降伏応力流体処理により有意に低減した。
  • 結論：本研究は、大容量の巨大頭蓋内動脈瘤に対する有効な塞栓術として、降伏応力流体の利用可能性を示すものである。

(072) Shojima [2]

📕 書誌情報

Translation of computational fluid dynamics study to neurosurgery.

Masaaki Shojima, Nobuhito Saito

World Neurosurg, 2015 Jan

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Local hemodynamics, Rupture point, Ruptured cerebral aneurysm, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2013.07.085

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 14.59

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

脳神経外科への計算流体力学（CFD）研究の翻訳

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）に基づく知見を脳神経外科の臨床応用に結び付けることにある。
  • 方法についての具体的な記載は、提示された抄録情報（Abstract）がNAであるため確認できない。
  • 結果についての具体的な記載は、提示された抄録情報（Abstract）がNAであるため確認できない。
  • 結論についての具体的な記載は、提示された抄録情報（Abstract）がNAであるため確認できない。

(073) van Ooij [1]

📕 書誌情報

3D cine phase-contrast MRI at 3T in intracranial aneurysms compared with patient-specific computational fluid dynamics.

P van Ooij, J J Schneiders, H A Marquering, C B Majoie, E van Bavel, A J Nederveen

AJNR Am J Neuroradiol, 2013 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における3Tでの3次元シネ位相コントラストMRIと、患者個別計算流体力学の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、3次元位相コントラストMRI（3D PC-MR）に基づく血流パターンを、計算流体力学（CFD）の推定結果と比較し、CFDの臨床応用に向けた整合性を検証することである。
  • 8例の頭蓋内動脈瘤において3D PC-MRを実施し、CFDの患者個別流入境界条件として、別手法の2次元PC-MRから得たデータ（2D CFD）および3D PC-MRデータ（3D CFD）からそれぞれ2種類を作成した。
  • 3D PC-MRとCFDを、速度ベクトルの大きさおよび角度の差の計算により比較し、さらに渦の存在と強度として表される流れの差異を特異流体エネルギー（singular flow energy）の算出により評価した。
  • 収縮期では3D PC-MRとCFDの間で渦を含む流れの可視化および特異流体エネルギーによる評価が概ね一致した一方、拡張期では3D PC-MRの計測値が低い速度対雑音比（velocity-to-noise ratio）によりCFD結果と不一致となることが示された。

(074) Chiu [1]

📕 書誌情報

Relationships between local geometrical features and hemodynamic flow properties.

Bernard Chiu, Yimin Chen, Gador Canton, William S Kerwin

Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc, 2013

💬 AI 翻訳タイトル

局所的な幾何学的特徴と血行動態の流動特性との関係

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頸動脈プラーク形成・進展と関連がある血管壁面せん断応力（WSS）を、局所幾何学的パラメータから推定できるようにすることである。
  • 具体的には、WSSと相関する局所的幾何学的パラメータ群を同定し、これらのパラメータからWSSを予測する回帰モデルを構築した。
  • 回帰モデルはRMSE（root mean squared error）、調整済みR（2）、AIC（Akaike information criterion）を用いて検証され、6本の頸動脈（内頸動脈ICAと外頸動脈ECA）を枝ごとに別々に解析した結果、12枝中9枝で調整済みR（2）が0.8を超えた。
  • 提案した局所幾何学的パラメータは効率的に取得可能であるため、脳卒中リスクの高い対象者をより費用対効果の高い方法で同定するための頸動脈疾患フェノタイプとして利用できる可能性が示された。

(075) Hodis

📕 書誌情報

Adaptive grid generation in a patient-specific cerebral aneurysm.

Simona Hodis, David F Kallmes, Dan Dragomir-Daescu

Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys, 2013 Nov

  • 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

患者特異的脳動脈瘤における適応的グリッド生成（Adaptive grid generation in a patient-specific cerebral aneurysm）

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、流れ挙動に応じてグリッド密度を適応させることで、計算精度を高めつつ計算領域内の格子要素数を減らし、計算時間の短縮につなげる適応グリッド生成手法を複雑な患者特異的脳動脈瘤形状に対して構築することである。
  • 方法として、速度場から算出した運動学的（kinematic）曲率およびねじれ（torsion）に基づき、計算流体力学（CFD）シミュレーション用の適応グリッドにおける格子サイズ分布を決定する手法を提案し、運動学的特性と要素サイズの関係から領域ごとの格子サイズを計算する数式を導出した。
  • 結果として、運動学的曲率・ねじれから得られる流れの複雑さを反映して、複雑な流れ領域では局所的に小さい格子サイズを割り当て、比較的単純な流れ領域では大きい格子サイズを割り当てることで、速度場から計算される曲率・ねじれが複雑な流れの位置（＝グリッド細分化が必要な位置）を同定できることを示した。
  • 結論として、脳動脈瘤における流れの複雑さは速度・渦度（vorticity）および両ベクトル間の角度によって十分に記述でき、例えば動脈瘤瘤内のブレブ、分岐部、主要な動脈湾曲部では管腔内の要素サイズを動脈半径の10%未満、境界層では1%未満とする必要があり、相対誤差0.5%以内の精度を得るために有効であることから、本適応リメッシング手法は患者特異的血行動態評価（CFD計算に基づく流れパターンから動脈瘤破裂リスクを推定）において精度向上と計算時間削減の両立に資する可能性がある。

(076) Tanemura

📕 書誌情報

Changes in hemodynamics after placing intracranial stents.

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

Neurol Med Chir (Tokyo), 2013

  • 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

頭蓋内ステント留置後における血行動態の変化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内ステント留置が局所血行動態に及ぼす影響を、ステント併用コイル塞栓術（stent-assisted coil embolization）の併用効果の一因として計算流体力学（CFD）により明らかにすることである。
  • 方法として、頭蓋内ステントである Enterprise(TM) VRD の形状をマイクロCTで取得し、患者特異的3次元（3D）回転血管撮影データから構築した嚢状動脈瘤モデル（saccular model）およびブリスター様動脈瘤モデル（blister-like model）の動脈瘤口（orifice）を横断するように仮想留置した条件（ステントあり／なし）で過渡CFD解析を実施した。
  • 結果として、ステント留置は嚢状モデルでは3Dストリームラインに有意な変化を与えず、ブリスター様モデルではわずかな変化にとどまった一方、両モデルにおいてステントあり条件は壁面せん断応力（WSS）および血流速度の低下、ならびに振動せん断指数（oscillatory shear index）、WSS勾配（WSS gradient）、相対滞留時間（relative residence time）の上昇を示し、ステント留置により血流が停滞し攪乱される可能性が示唆された。
  • 結論として、ステントストラット周囲の断面ベクトル速度は方向および速度の変動を伴う複雑な血流パターンを呈したことから、本研究は限定条件下のシミュレーションに留まるものの、ステント併用コイル塞栓術で治療された頸部遺残部においても同様の血行動態変化が生じうることが示された。

(077) Masoumi

📕 書誌情報

2D Computational Fluid Dynamic Modeling of Human Ventricle System Based on Fluid-Solid Interaction and Pulsatile Flow.

Nafiseh Masoumi, F Framanzad, Behnam Zamanian, A S Seddighi, M H Moosavi, S Najarian, Dariush Bastani

Basic Clin Neurosci, 2013

  • Keywords: Cerebrospinal Fluid, Computational Fluid Dynamics (CFD), FSI modeling, Hydrodynamics, Pulsatile

  • 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

流体—構造間相互作用および拍動流に基づくヒト脳室系の2次元計算流体力学モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、髄液（CSF）循環の血行力学および頭蓋内圧の理解を通じて病態の深層理解と治療の改善に資すること、ならびに汎用的な薬剤開発に不可欠なin vitroモデルを構築するための信頼性の高い計算手法を確立することである。
  • 方法として、CSF流動を模擬するために流体—構造間相互作用（FSI）モデルを構築し、CSF流動モデル化における重要課題である拡張期の逆流（diastolic back flow）に着目した上で、脳組織の影響を評価するために脳室系を剛体条件および柔軟（flexible）条件の両方で検討した。
  • 具体的には、脳室は弾性壁とし境界条件として拍動性CSF入力を与え、得られた結果を実験データと比較した結果、柔軟モデルは臨床研究で報告されている拡張期逆流を再現できるため、より良好な一致を示した。
  • 結論として、従来の剛体モデルはCSFに対する脳実質（brain parenchyma）との相互作用を無視しており拡張期における逆流を報告できなかったのに対し、本CFD解析ではCSFの圧力および種々の領域における流速が実験データと整合することが示された。