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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 (OpenAI, 2025-10)
    • データ更新日：2025-10-31

(001) Vardakis [28]

📕 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

CSF輸送の多区画多孔弾性モデルによる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：計算的観点から

💬 AI 要約

  • 本研究は、解剖学的に忠実な頭蓋内環境における脳脊髄液(CSF)輸送の閉塞が脳に与える影響を解明し、水頭症治療としての内視鏡的脳室開窓術の効果を検証することを目的とした。
  • Multiple-Network Poroelastic Theory(MPET)に基づく多区画表現によりCSF・脳実質・脳血液間の流体輸送を統合的に扱い、脈絡叢とその供給動脈を解剖学的にモデル化するとともに、Aquaporin-4(AQP4)媒介の腫脹特性を反映してCSFコンパートメントの透過率(Permeability)を可変とする関係式を導入し、有限体積法による数値流体力学(CFD)と連成して中脳水道狭窄および第四脳室出口閉塞(FVOO)を模擬し、内視鏡的第三脳室開窓術(ETV)および内視鏡的第四脳室開窓術(EFV)の介入効果を評価した。
  • その結果、健常例の中脳水道におけるCSFピーク流速は約15.6 cm/sであり、狭窄の軽度および重度例ではそれぞれ45.4 cm/s、72.8 cm/sに増加したが、ETVの施行により約16〜17 cm/sへと低下し、さらに脳室変位、CSF圧、壁面せん断応力(WSS)、側脳室と第四脳室間の圧力差(ΔP)はいずれも狭窄で上昇しETV後に基準レベルへ低下した。
  • 本計算モデルはAQP4に起因する透過率のフィードバック機構により過剰CSFの血液系への流出を介して脳室拡大と圧上昇を緩衝し得ることを示し、閉塞性病態の是正効果はEFVよりもETVで最大であることから、ETVがより有望な治療選択肢であることを支持する。

(002) Kaufmann [27]

📕 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: 27
    • FWCI: 2.076
    • Citation Percentile: 84.23

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

心肺バイパスに関する計算流体力学（CFD）研究への内在的（intrinsic）集中定数モデリング（lumped parameter modeling: LPM）の実装

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、心肺バイパス（CPB）における血流解析において、計算流体力学（CFD）と集中定数モデル（lumped parameter modeling: LPM）を内在的に統合し、さらに脳血流自己調節を表現するバロレフレックス（圧受容体反射）を導入することで、この統合モデリングが脳血流評価に与える影響を明らかにすることである。
  • 具体的には、脳灌流圧に応じて脳血管抵抗およびコンプライアンスを適応させるバロレフレックス機構をLPMに実装し、それをCFDに結合して、生理的条件およびCPB条件下の流れ場と脳血流量を解析した。
  • オートレギュレーションを含まないCFD–LPM結合は生理的流況の再現性は良好である一方、CPB中の脳血流低下を過大評価したが、バロレフレックスを導入すると脳血流量は本来（native）のレベルまで回復した。
  • しかし臨床ではCPB中の脳血流は通常10–20%低下するため、本結果はCPB中にバロレフレックスが十分に機能していないか、あるいはその目標値が本来の脳血流量ではなく、約80%の流量から始まる脳血流自己調節のプラトー相に設定されている可能性を示唆し、自己調節機構の取り込みとその標的設定の較正がCFDベースのCPB解析に不可欠であることを示す。

(003) 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

フローダイバータで治療された二つのタンデム動脈瘤における血行動態

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバータ（flow diverter）治療直後に生じる血行動態が脳動脈瘤の閉塞時間に影響するかを検討することであった。
  • フローダイバータを留置し閉塞時期が異なった一対のタンデム頭蓋内動脈瘤を対象に、3次元回転血管造影から患者個別の数値流体力学（CFD）モデルを構築し、拍動性生理条件下で血流シミュレーションを行い、デバイス留置前後の血行力学指標を定量化して比較した。
  • フローダイバータは動脈瘤への流入量、動脈瘤内流速、せん断速度、壁せん断応力を低下させ、流れパターンを平滑化し渦を減少させ、これらの低下度は動脈瘤および親動脈に依存し、より早期に閉塞した動脈瘤で大きかった。
  • 本症例研究は、検討した血行力学変数の低下が大きいほど血栓化までの時間が短縮することを示唆し、この知見はフローダイバータ治療の最適な介入目標の明確化に資する可能性がある。

(004) 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: NA

  • DOI: NA

  • Article: NA

  • OpenAlex: NA

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

  • PubMed

  • Google Scholar: NA
  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

患者特異的脳動脈瘤における適応格子生成

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、速度場から算出した運動学的曲率および捩率に基づき、複雑な脳動脈瘤幾何に対する数値流体力学（CFD）の適応格子の格子サイズ分布を決定し、従来の逐次格子細分化（refinement）に頼らずに解精度の向上と計算コストの低減を両立させる手法を提示することである。
  • 速度ベクトル場から運動学的曲率・捩率を計算し、それらの流れの運動学的特性と要素サイズとの対応関係を数式化して、流れの複雑度に応じて局所的に格子密度を増減させる適応格子を自動生成した。
  • その結果、運動学的曲率と捩率は計算格子の精緻化が必要な複雑流動領域の同定に有効であり、流れの複雑度は速度・渦度および両ベクトル間の角度で適切に表現でき、動脈瘤ブレブ（bleb）内、分岐部、大きな血管屈曲部の内腔では要素サイズを動脈半径の10%未満、境界層では1%未満とすることで相対近似誤差0.5%以内の精度が得られた。
  • 流れの複雑度を定量化して適応再メッシュ化（remeshing）を行う本手法は、患者特異的血行力学シミュレーションにおける結果の精度向上と計算時間の短縮に資する可能性があり、CFDによる流れパターンを用いた脳動脈瘤破裂リスク評価の高度化に寄与し得る。

(005) 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

フローダイバーターで治療された頭蓋内動脈瘤の計算血行力学解析：臨床転帰との相関

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバーター治療後の頭蓋内動脈瘤において、血行力学指標が治療成功および失敗とどのように関連するかを明らかにすることである。
  • 患者固有の計算流体力学（Computational Fluid Dynamics; CFD）を用い、完全閉塞に至った4例と失敗例4例におけるジェットフロー、エネルギー損失、体積流量、壁せん断応力（Wall Shear Stress; WSS）などの血行力学プロファイルを解析し、失敗例では失敗したデバイスを仮想的に最適配置のフローダイバーターに置換する、あるいは第一デバイス内に第二のフローダイバーターを最適配置で二重留置する（double）という仮想再介入を追加して再評価した。
  • 成功閉塞例ではジェットフローが著明に消失し、瘤嚢への流入はフローダイバーター中央部を介して再配向されて親動脈への流出と滑らかに連続し、これに伴い他の血行力学指標も低下し、さらに瘤頸部形状がデバイス有効性に影響しうることが示唆された。
  • CFDにより算出される血行力学指標はフローダイバーター治療の転帰と強く相関し、術前の最適なデバイス配置戦略のシミュレーションおよび術後転帰の評価に有用な計画ツールとなり得ることが示された。

(006) Geers [60] ⭐

📕 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

定常流シミュレーションを用いた脳動脈瘤における血行動態の近似

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、臨床導入を見据えて計算コストの低い定常流の計算流体力学（Computational Fluid Dynamics; CFD）シミュレーションが、脳動脈瘤における壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）場をどの程度近似できるかを評価することである。
  • 2つの実験を実施し、実験1では2症例に対して心拍数・脈動指数（pulsatility index）・時間平均（time-averaged; TA）流量を変化させた流入流量波形の下で、定常流と拍動流シミュレーション間のTA、収縮期ピーク（peak systole; PS）、拡張末期（end diastole; ED）のWSS場を比較し、実験2では体積および形状の多様な20症例に拡張してTA WSSの近似性能を検証し、空間平均WSSの誤差に加えて表面メッシュ各ノードの絶対誤差から算出した二乗平均平方根誤差（root-mean-square error; RMSE）の変動係数を評価した。
  • 定常流シミュレーションは全ての流量波形にわたりTA WSS場を良好に再現した一方でPSおよびEDのWSS場は再現できず、20症例の検証では空間平均WSSの平均誤差が4.3%、ノード単位のRMSEの変動係数が平均7.1%であり、1計算あたりの計算時間は64プロセッサで約6分であった。
  • 以上より、定常流CFDは脳動脈瘤におけるTA WSS場を高精度に近似可能であり、短時間での計算がCFDの臨床現場への導入を促進し得ることが示唆される。

(007) Valen-Sendstad [161] ⭐

📕 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

計算流体力学（CFD）の解法戦略の差異が頭蓋内動脈瘤の血行力学および破裂状態指標の予測に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤の血行力学および破裂状態関連指標の予測に対して、文献で一般的に用いられてきた計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）の解法戦略に存在するギャップ（欠陥）がどの程度影響するかを明らかにすることであった。
  • 12例の実形状の中大脳動脈（MCA）動脈瘤における拍動流を高解像度および通常解像度の両戦略で数値解析し、選択時刻における速度場を領域平均誤差（domain-averaged error）で比較するとともに、壁せん断応力（wall shear stress; WSS）場およびサイクル平均の平均・最大WSS、振動性せん断指数（oscillatory shear index; OSI）、低せん断領域、粘性散逸比（viscous dissipation ratio）、運動エネルギー比（kinetic energy ratio）といった縮約血行力学指標を評価した。
  • 流れおよびWSSパターンの瞬時的な差異は顕著であり、とくに分岐部動脈瘤で大きかったが、回帰分析では運動エネルギー比（R^2=0.25）とOSI（R^2=0.23）を除く全指標で高解像度と通常解像度の間に強い相関（R^2>0.9）が得られた一方、多くの指標で回帰直線の傾きが1より有意に小さく通常解像度による体系的な過小評価が示唆され、さらに一部の高解像度計算は著しい不安定性を示しWSSの大きな変動がOSIの相関不良に寄与した。
  • したがって、標準的なCFD解法戦略は一部の縮約指標に基づく破裂リスク評価を補助する目的には有用である可能性があるものの、動脈瘤壁が曝露される複雑な生体力学的刺激の大きさや特性の予測には信頼できず、また解法戦略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高い。

(008) Liu [48]

📕 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

内頸動脈傍前床突起部動脈瘤の形態学的・血行力学的解析：破裂例と未破裂例の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、内頸動脈傍前床突起部（paraclinoid）動脈瘤の破裂関連因子を明らかにするため、形態学的および血行力学的数値解析（computational fluid dynamics; CFD）を適用して評価することであった。
  • 患者固有の三次元幾何学モデルに基づくCFDを用いて、107例の患者における110個の傍前床突起部動脈瘤（破裂26、未破裂84）を解析し、形態学的および血行力学的諸指標を網羅的に評価して破裂の指標候補を探索した。
  • 結果として、破裂群では不整形が23.1%で未破裂群の8.3%より有意に高く（p=0.042）、また動脈瘤径は破裂群の方が有意に小さかった（p=0.041；従来報告と異なる所見）; さらにエネルギー損失（energy loss; EL）および流入集中（inflow concentration）が破裂リスク評価に有意であり、多変量ロジスティック回帰では形状（整形/不整形）、EL、集中した流入ジェットが独立して残存し、ELが10%増加すると破裂オッズが1.65倍、不整形で4.88倍、集中流入で2.91倍に増加した。
  • 以上より、内頸動脈傍前床突起部動脈瘤の破裂状態には不整形、大きなEL、集中した流入ジェットが独立して関連することが示され、今後は多施設・多集団の大規模データに基づく検証が必要である。

(009) Zhang [27]

📕 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（WSSD）の提案

💬 AI 要約

  • 本研究は、壁面せん断応力（Wall Shear Stress; WSS）の方向性が十分に考慮されていない可能性に着目し、脳動脈瘤表面におけるWSSの大きさ（|WSS|）とその発散（壁面せん断応力発散; WSSD）を解析して破裂との関連を評価することを目的とした。
  • 19例の患者個別（patient-specific）形状に対して数値流体力学（Computational Fluid Dynamics; CFD）解析を実施し、動脈瘤表面のWSSおよびWSSDを算出した。
  • 解析の結果、高い|WSS|が動脈瘤内腔表面を伸張させ（WSSDが正）、かつその伸張領域が空間的に集中している場合に、動脈瘤は高い破裂リスクにあることが示唆された。
  • 以上より、WSSの大きさと方向の両方を考慮できるWSSDは、脳動脈瘤破裂リスクの推定において従来のWSS指標よりも優れた指標となり得る。

(010) Hetts [134] ⭐

📕 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 and Platinum Science試験（Matrix and Platinum Science Trial）における未破裂脳動脈瘤に対するステント支援下コイル塞栓術とコイル塞栓術単独の比較：安全性、有効性および中期成績

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、Matrix and Platinum Science試験（Matrix and Platinum Science Trial）において、未破裂脳動脈瘤に対するステント支援下コイル塞栓術とコイル塞栓術単独の安全性・有効性・中期成績を比較評価することである。
  • プロトコールに従い治療された全患者を対象に、ベースライン患者背景と動脈瘤形態、手技詳細、神経学的および血管造影転帰、安全性データを解析し、361例中137例（38%）がステント併用で、群間比較に加えて多変量解析を実施した。
  • ステント併用群は広頚部（ネック径≥4 mm：62%対33%、P<.0001）かつ低いドーム対ネック比（1.3対1.8、P<.0001）を呈したが、周術期の重篤有害事象はまれ（6.6%対4.5%、P=.39）で、1年時の重大有害事象、死亡、修正Rankinスケール（mRS）の悪化は両群で同程度であった一方、虚血性脳卒中はステント併用群で多かった（8.8%対2.2%、P=.005）；しかし2年時の多変量解析では、虚血性脳卒中の独立予測因子は脳血管障害既往（オッズ比[OR] 4.7、P=.0089）とネック径≥4 mm（OR 4.5、P=.02）であり、ステント使用自体は独立予測因子ではなく（OR 1.1、P=.94）、標的動脈瘤再発もステント使用ではなくドーム径≥10 mm（OR 9.94、P<.0001）が予測した。
  • より不利な形態をもつ動脈瘤に対しても、ステント支援下コイル塞栓術はコイル塞栓術単独と同等の成績を示し、ステント併用群で観察された虚血性事象の増加はベースラインリスクおよび動脈瘤形態に起因することが示唆された。

(011) Valencia [62]

📕 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

動脈瘤壁の固有機械特性を用いたヒト脳動脈瘤の流体-構造連成解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、実解剖形状の嚢状脳動脈瘤モデルにおいて、シミュレーション手法の違いが流体力学および固体力学の主要指標に及ぼす影響を定量化することである。
  • 8件の計算構造動力学 (CSD)、1件の計算流体力学 (CFD)、4件の流体-構造連成 (FSI) 計算を実施し、動脈瘤壁の固有機械特性を用いた条件下で、固体側の要素種別、壁厚、および連成様式の影響を比較検討した。
  • 最も複雑な設定は、ハイパーエラスティックなMooney–Rivlin材料、標準的内圧、壁厚の空間変動を用いた完全連成FSIであり、同条件の一方向連成FSIはこれと最も近い流体・構造応答を示し、計算時間は約4分の1であった。
  • 本研究は、要素種別・壁厚・連成様式が脳動脈瘤モデリングに与える影響を系統的に明らかにするとともに、壁特性と可変壁厚を考慮した一方向連成FSIが完全連成に匹敵する精度を保ちながら計算負荷を大幅に低減しうる有効な代替手法であることを示した。

(012) Avrahami [12]

📕 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

心肺バイパス用大動脈カニューレの血行力学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られる大動脈送血カニューレの設計および方向が脳塞栓発生リスクに与える影響を、数値モデルにより精査することである。
  • 6種類のカニューレ方向、4種類の大動脈解剖、3種類のカニューレ設計（ストレートチップ（ST）、中等度湾曲チップ（TIP1）、鋭角湾曲チップ（TIP2））を組み合わせた27症例モデルを比較し、噴流速度とその減衰、最大壁せん断応力、大動脈壁反力（wall reaction）、塞栓子の軌跡と上部分枝（頭頸部血管）・下行大動脈への分配、ならびに停滞領域といった血行力学指標に基づいて溶血、アテローム塞栓症、脳塞栓のリスクを評価した。
  • STは上行大動脈壁に大きな壁せん断応力を生じてアーチ部アテロームの侵食・遊離を惹起しうる一方、より多くの塞栓子を大動脈遮断部（clamp region）から下行大動脈へ逸らして脳循環への到達を減少させ、TIP1は壁せん断応力が小さい反面に遮断部由来の塞栓子を上部分枝へ導きやすく、TIP2はより強い噴流と高いカニューレ内せん断応力、著しく乱れた流れおよび遮断部近傍での流れの停滞を示した。
  • 以上より、送血カニューレの設計と方向は塞栓生成と分配に大きく影響し、体系的な数値比較によりその機序とリスク差を定量的に示した；とくにストレートチップは脳塞栓リスクを低減し得ることが示され、臨床戦略の最適化に資する重要な知見を提供する。

(013) Babiker [56]

📕 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: 56
    • FWCI: 2.906
    • Citation Percentile: 92.73 ⭐

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

塞栓コイル展開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評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、有限要素法と計算流体力学を統合した新規手法により、充填率、コイル形状、動脈瘤頸部径、親血管流量が脳動脈瘤血行動態、とりわけ術後の瘤内流れに及ぼす影響を多因子的に定量評価することである。
  • 理想化した脳底動脈先端部動脈瘤モデルに対して有限要素モデルで塞栓コイルの展開を再現し、生体外および生体内の展開データで妥当性を検証したうえで、術後血流を対象に80通りの計算流体力学シミュレーションを実施し、多因子分散分析および線形回帰解析で因子効果を評価した。
  • 検討因子の中では充填率が瘤内流速に最大の影響を与えたが、多因子分散分析によりその効果は頸部径および充填率に依存してコイル形状の寄与も無視できないことが示され、さらに線形回帰解析では瘤内の平均空隙径と平均瘤内流速の間に逆相関が確認され、コイル分布すなわちコイル形状の重要性が裏付けられた。
  • 以上より、充填率は術後血行動態を規定する主要因であるものの、コイル形状、動脈瘤幾何学、ならびに親血管の流量も治療成否に大きく影響し得ることが示唆された。

(014) 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

仮想フローダイバータによる治療後変化と関連づけた脳動脈瘤開口部（ostium）の血流力学：計算流体力学的研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、治療前の脳動脈瘤開口部（ostium）における血流力学的条件と、フローダイバータ（flow diverter: FD）留置後の動脈瘤内の速度・圧力・壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）の変化との関係を明らかにすることである。
  • ダルシーの法則（Darcy's law）を用いて仮想FDを患者固有形状に統合できる専用CFDプロトタイプを用い、治療前後の流れ場を数値計算し、速度・圧力・WSSおよび開口部での分布を評価した。
  • FD留置後には全症例で速度とWSSが低下し1症例で圧力が上昇したほか、開口部では速度大きさの分布が不均一で局所的極大が観察され残存流入ジェットのリスク領域を示唆し、さらに開口部圧は動脈瘤内の圧力変化と相関した。
  • これらの結果は、治療前の開口部圧がFD治療の適応および期待される血流力学的応答を予測する事前指標になり得ることを示し、治療最適化に資する可能性を示唆する。

(015) 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

局所幾何学的特徴と血行動態特性の関係

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頸動脈における壁面せん断応力（WSS）と相関する局所幾何学的パラメータを同定し、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て、計算流体力学（CFD）による時間のかかる計算やin vivo測定の困難さを補完することである。
  • 6本の頸動脈を対象に内頸動脈（ICA）と外頸動脈（ECA）を個別に解析し、効率的に取得可能な局所幾何学的パラメータを説明変数とする回帰モデルを作成し、その妥当性を二乗平均平方根誤差（RMSE）、自由度調整済み決定係数（adjusted R^2）、赤池情報量規準（AIC）で評価した。
  • その結果、12枝のうち9枝で自由度調整済み決定係数が0.8を超え、提案モデルがWSSを高精度に予測できることが示された。
  • 本研究で提示した局所幾何学的パラメータは迅速に取得可能で、頸動脈疾患の表現型として用いることで、脳卒中リスクの高い被験者を費用対効果よくスクリーニングする手法への発展が期待される。

(016) Evju [76] ⭐

📕 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: 76
    • FWCI: 5.605 ⭐
    • Citation Percentile: 92.73 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

異なる粘性モデルおよび流入・流出条件を考慮した12例の動脈瘤における壁面せん断応力の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血液の粘性モデルおよび流入・流出境界条件に関する仮定が、脳動脈瘤におけるCFD（computational fluid dynamics）計算の壁面せん断応力（wall shear stress, WSS）に及ぼす影響を明らかにすることである。
  • 12例の中大脳動脈瘤を対象に、4種類の粘性モデルと2種類の流入条件および2種類の流出条件を用いて数値解析を行い、最大WSS、平均WSS、動脈瘤嚢の低WSS領域割合の3指標で差異を定量化し、さらに体積、アスペクト比、サイズ比、親血管径といった幾何学的指標および性別・動脈瘤タイプの分類と比較した。
  • 異なる粘性モデル間および境界条件間で得られたWSSの結果は相互に強い相関を示した一方、3つのWSS指標間の相関は弱い〜中等度にとどまり、いずれのWSS指標も幾何学的指標や各分類との強い相関を示さなかった。
  • 以上より、モデリング選択にかかわらずWSSの相対的傾向は概ね一貫するものの、WSS指標はそれぞれ異なる流体力学的特性を捉え単純な幾何学的記述子からは良好に予測できないことが示され、脳動脈瘤のCFD評価における指標選択の重要性が示唆された。

(017) Mut [23]

📕 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: 23
    • FWCI: 1.661
    • Citation Percentile: 80.53

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💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーターで治療された脳動脈瘤における血行動態変数の生体内定量に及ぼす生理学的条件変動の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバーター治療における脳動脈瘤内の血行動態指標の相対変化の定量が、生理学的流れ条件の変動によりどの程度偏差を生じるかを推定することである。
  • 3例の患者固有幾何を対象に計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）解析を行い、各幾何に3つのフローダイバーターを仮想留置したうえで5つの拍動流条件でシミュレーションし、留置前後の瘤内流入流量・平均速度・せん断速度・壁面せん断応力を算出し、流入条件の違いによるこれらの相対変化の偏差を評価した。
  • その結果、親動脈の平均流量が約30–50%変化すると、これら指標の相対変化に30–80%に及ぶ大きな偏差が生じうることが示された。
  • したがって、フローダイバーター治療における血行動態変化の定量は流入条件の変動を考慮して慎重に実施すべきであり、手技中の流入条件の変動が定量結果に大きなばらつきをもたらしうることが示唆される。

(018) Xiang [191]

📕 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：計算流体力学か交絡因子の蔓延か？頭蓋内動脈瘤の破裂リスク評価における血行動態の役割

💬 AI 要約

  • 本総説の目的は、画像ベースの計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）による頭蓋内動脈瘤の破裂リスク層別化における血行動態の役割を明確化し、高い壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）と低いWSSの双方が成長・破裂と関連づけられてきた相反する知見を整理することである。
  • 第1部で提示した「高WSSは壁在細胞（mural cell）媒介性、低WSSは炎症細胞媒介性の破壊的リモデリング（remodeling）を駆動する」という統一仮説を踏まえ、本稿（第2部）ではWSS指標の定義を精査し、機序の不均一性を考慮して最近のCFD研究を概観した。
  • その整理により、相反する結果の一因としてパラメータ定義の不整合、小規模データセット、ならびに頭蓋内動脈瘤の成長・破裂過程に内在する複雑性が示唆され、さらに各研究を前記二つの経路枠組みに位置づけることで所見の解釈可能性が高まることを示した。
  • 今後は、より大規模なデータセットの整備、解析手法の高度化、および血行動態—生物学的機序の理解の深化により、CFDに基づく頭蓋内動脈瘤リスク評価の予測モデルの精度向上が期待される。

(019) Park [5]

📕 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・頭蓋外動脈の数値流体力学（CFD）：臨床医の視点からの技術的考察

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、3次元血管造影に基づく患者固有モデルを用いた頭蓋内および頭蓋外動脈の数値流体力学（CFD）解析の有用性と限界を、臨床医の視点から明らかにすることである。
  • 方法として、適切な血管モデルの取得、2D表面および3Dボリュームメッシュ作成のための前処理、さらにCFD解析結果の表示に関わる後処理における技術的課題を体系的に検討した。
  • その結果、各工程において多くの技術的問題点が存在し、モデル取得、メッシング、可視化の各段階がモデルの妥当性、解析精度、結果の信頼性に影響しうることを整理・指摘した。
  • 結論として、本研究は他のツールおよびCFD結果の検証に資する技術的リファレンスとなることを目指し、実務上の留意点を提示することでCFD解析の標準化と妥当性確認に貢献する。

(020) Lee [55]

📕 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

患者固有の破裂および未破裂動脈瘤を用いた流体-構造連成（FSI）解析：動脈瘤形態、高血圧および弾性率の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者固有の5例の動脈瘤幾何形状に対する流体-構造連成（FSI）解析を通じて、破裂（RA）と未破裂（URA）動脈瘤の力学的差異を、動脈瘤形態、高血圧の有無、および弾性率の違いが及ぼす影響の観点から明らかにすることである。
  • 方法として、全症例で正常血圧と高血圧の2条件を設定し、さらに2症例では弾性率1および2 MPaを付与してFSIシミュレーションを実施し、頂部変位、面積平均壁面せん断応力（WSS）、ミーゼス応力（von Mises stress）および拡大様式（縦方向対半径方向）を評価した。
  • 結果として、弾性率や血圧条件に依存せず、RAはURAに比べて頂部変位が大きく、面積平均WSSが低く、ミーゼス応力が高いことに加え、RAでは縦方向の拡大、URAでは半径方向の拡大という明確な拡大様式の相違が示された。
  • 結論として、拡大様式の差異は動脈瘤破裂機序を説明し得る重要な機械的手掛かりであり、破裂リスク評価の指標となる可能性が示唆されたが、その検証には今後のさらなる解析が必要である。

(021) Russell [46]

📕 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

頭蓋内動脈瘤におけるブレブ形成の計算流体力学的解析

💬 AI 要約

  • 未破裂動脈瘤の治療適応は議論があり、ブレブ（bleb）形成は破裂リスク増大と関連すると考えられていることから、本研究の目的は計算流体力学（CFD）指標とブレブ形成との相関を検討することである。
  • 単一のブレブを有する脳動脈瘤27例の3次元回転血管撮影データから解剖学的モデルを構築し、ブレブをデジタルに除去した前ブレブモデルも作成して、ブレブ有無の両モデルでCFD解析を行い、流れ構造、壁面せん断応力（WSS）、壁面圧、振動せん断指数（OSI）を評価した。
  • その結果、破裂の有無にかかわらずブレブの位置は最大WSSの点またはその近傍に有意に一致し（74%、P = 0.019）、さらにブレブは流入・流出ジェットと関連する例が大多数であった（89%、P < 0.001）一方で、最大壁面圧およびOSIはブレブ位置と有意な関連を示さず、ブレブ領域のWSSは形成後に低下し（96%、P < 0.001）、かつ動脈瘤平均WSSより低値となることが多かった（86%、P < 0.001）。
  • 以上より、脳動脈瘤のブレブは概して最大WSS部位（またはその隣接部）に主要な流れ構造と整合して形成され、壁面圧やOSIは位置決定に寄与せず、CFDを用いたWSSの評価はブレブ形成の予測ひいては未破裂動脈瘤の破裂リスク評価の高度化に資する可能性がある。

(022) Byrne [101] ⭐

📕 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、頭蓋内動脈瘤における大規模血行動態を客観的に特徴づけ、分類し、その特性を破裂の有無と関連づけることである。
  • 医用画像ベースの数値流体力学（CFD）シミュレーションにより210例の患者特異的頭蓋内動脈瘤形状の血行動態を再現し、渦芯線および固有直交分解に由来する量を用いて空間的複雑性と時間的安定性に基づく定量分類を行い、受信者動作特性（ROC）曲線により既報の視覚的（定性的）分類との整合性を検証した。
  • その結果、空間的複雑性と時間的安定性のAUCはそれぞれ0.905および0.85となり定量分類が定性分類と良好に一致し、さらに破裂例は非破裂例に比べてより複雑かつ不安定な流れを示し、破裂との関連は時間的安定性よりも空間的複雑性の方が強かった。
  • 渦芯線長の増大やエントロピーの上昇に特徴づけられる複雑・不安定な血流は動脈瘤の破裂素因となる生物学的過程を誘発し得ることを示すとともに、本研究は頭蓋内動脈瘤の血行動態を定量的に記述・分類し臨床的破裂の有無と結びつける客観的枠組みを提示した。

(024) Morales [100] ⭐

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

コイル塞栓脳動脈瘤におけるニュートンおよび非ニュートン血流

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血液粘性のモデル化がコイル塞栓脳動脈瘤内の血行動態に及ぼす影響を、計算流体力学（CFD）を用いて検討することである。
  • 3例の画像ベース動脈瘤モデルを用い、各症例で約30%の充填率で仮想的にコイル塞栓を施し、コイル塞栓後および未治療の幾何形状に対して、ニュートン流体モデルと非ニュートン流体モデルを用いたCFDシミュレーションを実行した。
  • ニュートン流体モデルはコイル塞栓の前後を通じて動脈瘤内流速をわずかに過大評価し、非ニュートンモデルでは流速の大きさに数値的差異がみられるとともに、塞栓後の動脈瘤囊底で高粘度（>0.007 Pa・s）の局所領域が生成した。
  • しかし、これらの局所的差異は主たる流れパターンや流速の大きさを変えるほどではなく、コイル塞栓の動脈瘤内血行動態への影響評価にはニュートン流体の仮定が使用可能であることが示唆された。

(025) Galarza [36]

📕 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

水頭症治療用脳室カテーテルの数値流体力学（CFD）：三次元解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、水頭症治療に用いられる脳室腹腔シャントにおける主要な合併症である脳室カテーテル閉塞の要因とされる流れ特性を解明するため、市販脳室カテーテル内の流動を三次元の数値流体力学（CFD）で定量的に評価することである。
  • 先行するLinらの二次元検討に対し、本研究では三次元CFD自動設計を用いて5種類の現行市販カテーテルをモデル化し、幾何形状の仮想化とメッシュ生成、境界条件設定および流体の熱力学・輸送特性の付与を行い、強結合非線形の偏微分保存方程式系を数値的に解いて各側孔への質量流量分布を算出した。
  • 解析の結果、総質量流量の大部分はカテーテルの最も近位の孔から流入し、12～32孔の現行カテーテルでは最も近位の2群の側孔から50～75%が流入し、Rivulet型カテーテル（Rivulet-type）では一部に流れの一様性が確認された。
  • 以上より、多くの市販脳室カテーテルは異常に偏った流量分布パターンを示し、先端部に沿って孔径を可変とする新規設計によりカテーテル長手方向により一様な流入を実現することで、閉塞リスクの低減が期待される。

(026) Levitt [70] ⭐

📕 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

フローダイバーターステントで治療された脳動脈瘤：血管内血流測定を統合した計算流体力学モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血管内で実測した患者特異的な境界条件（血流速度・血圧）を計算流体力学（CFD）モデルに統合し、従来適用例の少ないフローダイバーターステントが脳動脈瘤の血行力学に及ぼす影響を定量的に明らかにすることである。
  • 未破裂脳動脈瘤4例に対し、治療前後で血管内デュアルセンサー（圧力およびドプラ血流速度）ガイドワイヤを用いて瘤周囲の流入血流速度と流出側圧力を測定し、これらを流入・流出境界条件としてCFDモデルを構築して瘤内流量、壁せん断応力（wall shear stress: WSS）、壁せん断応力勾配（wall shear stress gradient: WSSG）を算出した。
  • 4例すべてで流入速度および流出圧力の測定に成功し、実測境界条件を組み込んだ計算モデルでは治療後に瘤内WSSとWSSGが有意に低下し、瘤内血流の低下傾向が認められた。
  • 血流速度と血圧のデュアルセンサー計測を統合した患者特異的CFDモデルの有用性が示され、フローダイバーターステント治療が瘤頂部の血流および血行力学的せん断応力を低下させることが実証された。

(027) Sugiyama [88]

📕 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相対滞留時間の延長：動脈硬化との関連の可能性

💬 AI 要約

  • 未破裂中大脳動脈瘤を対象に、手術所見で確認される動脈硬化性病変の血行力学的特徴を計算流体力学（CFD）により解明することを目的とした。
  • 未破裂中大脳動脈瘤の連続30例で手術中ビデオにより瘤壁の動脈硬化性病変を同定し、3次元回転血管造影から瘤および隣接血管の幾何形状を再構築して、位相コントラストMRIによる患者固有の拍動性流入条件下で非定常計算を行い、時間平均壁せん断応力（TAWSS）、振動性せん断指数（OSI）、相対滞留時間（Relative Residence Time, RRT）を算出し、危険因子を識別するための統計解析を実施した。
  • 30動脈瘤中、5動脈瘤に計7カ所の黄色脂質沈着を伴う動脈硬化性病変を認め、これらは全てRRT延長領域と空間的に一致し、単変量解析では男性（P=0.03）、喫煙（P=0.047）、最大RRT（P=0.02）が有意に関連し、多変量回帰では男性（P=0.005）と最大RRT（P=0.004）が独立因子として残存した。
  • RRTの延長領域は瘤壁の動脈硬化性変化と共局在し、男性および最大RRTが頭蓋内動脈瘤におけるアテローム形成（atherogenesis）の独立した危険因子である可能性が示され、RRTに基づく血行力学的評価が病変リスクの予測・層別化に寄与し得る。

(028) Wang [6]

📕 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

降伏応力流体材料による巨大頭蓋内動脈瘤の塞栓術：CFD解析からの示唆

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、椎骨‐脳底動脈移行部に発生した巨大動脈瘤に対し、降伏応力流体材料による塞栓術の有効性を、計算流体力学（CFD）解析を用いて評価することである。
  • 空洞のままの動脈瘤、白金コイル充填動脈瘤、降伏応力流体充填動脈瘤の3条件を比較し、血液は非ニュートン流体、コイル充填域は等方性多孔質媒体としてモデル化して数値解析を実施した。
  • 解析の結果、降伏応力が20 Pa以上の降伏応力流体であれば塞栓への適用が可能であり、動脈瘤内の再循環流ならびに瘤壁への流入ジェット衝突領域の大きさが大幅に減少した。
  • 以上より、降伏応力流体は大容積の頭蓋内動脈瘤に対する効果的な塞栓治療の選択肢となり得ることが示唆された。

(029) Kono [36]

📕 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

近位狭窄に関連したde novo脳動脈瘤の形成

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、近位狭窄が分岐部頂部（アペックス）において高い壁面せん断応力（WSS）と高い正の壁面せん断応力勾配（WSSG）という血行力学的ストレスを惹起し、脳動脈瘤の発生、とりわけde novo形成に関与する可能性を検証することである。
  • 近位狭窄を伴う動脈瘤4例（直径狭窄率37–49%、平均42%、狭窄はアペックスから2.7–4.7 mm、平均3.7 mmに位置；うち1例はde novo）を報告し、2例（破裂脳底動脈終末部動脈瘤［15年前の血管造影では動脈瘤・狭窄ともに認めず］および海綿部内頸動脈動脈瘤）に対して計算流体力学（CFD）解析を行うとともに、狭窄率と位置を系統的に変えたT字型血管モデルでパラメトリック検討を行った。
  • 実臨床の2例では近位狭窄によりアペックスのWSSが7 Paを超えてWSSおよびWSSGがほぼ2倍に上昇し、モデル解析ではアペックスから10 mm以内に位置する直径狭窄率40%以上で非生理学的に高いWSS/WSSGが生じ、4例すべてがこの条件を満たしていた。
  • 以上より、近位狭窄はアペックスにおける高WSSおよび高正WSSGを惹起しうる血行力学的機序を介してde novo脳動脈瘤形成を誘発し得ることが示され、狭窄の重症度とアペックスからの距離に関するリスク閾値が示唆された。

(030) 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

血液透析における微小気泡の二次元数値流体解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血液透析（HD）回路の安全機構であるエアトラップにおける微小気泡の動態を、数値流体力学（CFD）を用いた二次元解析により解明し、その検出・除去性能の妥当性を再評価することである。
  • エアトラップ内の血流場をCFDでモデル化し、直径の異なる微小気泡の移動・通過挙動を追跡することで、気泡動態の主要機序を推定した（とくに直径<50 μmおよび50–200 μmに着目）。
  • 解析の結果、直径50 μm未満の気泡のほぼすべて、ならびに直径50–200 μmの大半がエアトラップを通過することが示された。
  • したがって、一般的なエアトラップは直径200 μm未満の気泡の除去に有効ではなく、HD患者の累積曝露を考慮すると微小気泡対策の設計改善が必要であることを数値的に示した。

(031) Xu [18]

📕 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

家兎動脈瘤モデルにおけるフローダイバータによる血行動態変化：マイクロCT再構成に基づく仮想展開と実際の展開の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、家兎動脈瘤モデルにおいてフローダイバータ（FD）植込み後の血行動態を仮想FD展開と実際（in vivo）のFD展開で比較し、金属被覆率（MC）が両者の差異に与える影響を明らかにすることである。
  • 14匹の家兎にFDを植込み、家兎ごとの血管造影から血管モデルを再構成して計算流体力学（CFD）解析を行い、犠牲後のマイクロCT（micro-CT）に基づく実FD形状とSolidWorksで作成した仮想FD形状を用いて展開前後の血行動態指標を評価し、MCにより群A（MC>35%）と群B（MC<35%）に層別化した。
  • 群Aでは、正規化平均壁面せん断応力（WSS）、相対滞留時間（RRT）、流入速度および流入量が仮想展開と比べ実展開で有意に異なったが（P<0.05）、圧力には差がなく（P>0.05）、さらに実展開後の正規化平均WSSは群Bより有意に低かった一方、群Bでは全指標で仮想と実展開の差は認められなかった。
  • 以上より、実際と仮想のFD展開間の血行動態パラメータの不一致はMCに依存しており、MCが高い場合には仮想展開のみを用いた予測が偏る可能性が示され、FD治療のCFD評価において実FD形状の再構成の重要性が確認された。

(032) 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

大動脈送血カニューレの先端設計および方向は小児心肺バイパス手術中の脳灌流に影響を及ぼす

💬 AI 要約

  • 大動脈弓の低灌流が小児心肺バイパス（cardiopulmonary bypass, CPB）周術期の神経合併症に関与しうることから、カニュレーション戦略の重要性を踏まえ、拡大型ディフューザ（diffuser）先端を有する大動脈送血カニューレの再設計により頭頸部（脳）灌流を改善できるとの仮説を検証することを目的とした。
  • 数値流体力学（computational fluid dynamics, CFD）解析を用い、固定流出抵抗をもつin silicoの大動脈弓遮断モデルにおいて、8Frエンドホール先端と複数のディフューザコーン角度を組み合わせ、ジェットを頭頸部血管に向ける/背ける条件を含む計17構成を系統的に比較し、さらに各先端設計の圧力–流量特性を実験的に評価した。
  • CFDでは、上行大動脈の所定の挿入位置から大動脈弓横走部に沿って1 L/minを送血する8Frエンドホールでは角度設定に依らず腕頭動脈（brachiocephalic artery, BCA）への逆流が生じた一方、先端に最大7°までのディフューザコーンを付加するといずれの入射角でもBCA逆流が消失し、実験では長さ1 cm・コーン角10°のディフューザがエンドホールや10°超のコーン角よりも優れた圧力–流量性能を示し、さらに拡大型の4葉型スワール誘起器（swirl inducer）をディフューザ前段に付加することで性能が一層向上した。
  • 以上より、大動脈送血カニューレの向きは頭頸部灌流の正味量を左右するが臨床で精緻に制御するのは困難であり、先端にディフューザコーンを組み込む設計はBCAへの正味順行流を確保しうることを初めて示し、BCA入口から距離をとることでベンチュリ効果に起因する逆流を回避できる可能性もあるが、ディフューザ先端設計はin vivoの向きに依存せず逆流抑制に有望である。

(033) Alfano [93]

📕 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、典型的に高い血行力学的ストレスを受ける脳動脈分岐部でより頻繁に発生する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤（intracranial aneurysm: IA）の発生傾向が高い分岐部位が、感受性の上昇に寄与し得る異なる血行力学的ストレスを経験しているかを検証することである。
  • ウィリス動脈輪内外のIA好発10部位について、19報（26,418例の動脈瘤）の系統的文献解析から各部位のIA発生傾向を定量化し、31名由来114箇所の脳動脈分岐部に対する画像ベース計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）で分岐頂点周囲の衝突域（impact zone）における壁せん断応力（wall shear stress: WSS）および正のWSS勾配（positive WSSG）を算出して、これらの典型的血行力学と発生傾向の関連を線形・指数回帰解析で評価した。
  • その結果、各部位のIA感受性は、衝突域におけるWSSおよび正のWSS勾配の大きさと統計学的に有意に相関した。
  • 以上より、典型的に高いせん断応力と強い流れの加速を受ける脳動脈分岐部では脳動脈瘤がより頻繁に発生することが示され、部位別の疫学的発生傾向と画像ベースCFDで得た血行力学指標との関連を数量的に実証した。

(034) Janiga [30]

📕 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

ステント留置頭蓋内動脈瘤の正確な数値血流シミュレーションに向けた推奨事項

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者固有形状に対する仮想ステント留置頭蓋内動脈瘤の血行動態を高品質に数値流体力学（CFD）解析するための要点を整理し、実務的な推奨事項を提示することである。
  • 方法として、幾何学取得と形状再構成、ステントの微細ワイヤを含むメッシュ生成、血液の流体物性の記述、シミュレーション結果の定量的評価という主要工程について最新知見を概観し、各工程における課題と改善策を系統的に検討した。
  • その結果、患者幾何形状の段階的精緻化、ステント近傍の解像度要件、非ニュートン性や脈動流条件の取り扱い、信頼性ある評価指標の選定と解析手順など、再現性と精度を担保するための具体的推奨事項が提示された。
  • 結論として、本研究は医療的有効性の解釈ではなく計算モデルと解析の品質評価に焦点を当てた指針を提供し、患者固有形状におけるステント留置のCFDモデル化と解析設計の標準化に資する。

(035) 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

脳動脈瘤破裂後における壁面せん断応力（WSS）の大きさの変化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤破裂後の形態変化が壁面せん断応力（WSS）の大きさに及ぼす影響を明らかにし、計算流体力学（CFD）に基づく破裂リスク推定の妥当性に関する示唆を得ることである。
  • 撮像後まもなく片側が破裂した両側鏡像脳動脈瘤の一例を対象に、破裂前後の動脈瘤形状に基づいてCFD解析を実施し、WSSの大きさを比較検討した。
  • その結果、破裂した動脈瘤では、破裂に伴う形状変化によりWSSの大きさが20～30%変化していた。
  • 本症例から、未破裂と破裂動脈瘤を比較するCFD研究は、破裂後の形状変化を考慮しない場合には破裂リスクの推定に対して妥当な評価を与えない可能性が示唆され、CFD研究においては破裂後の形状変化を考慮すべきである。

(036) Goubergrits [15]

📕 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

脳動脈瘤の形状および血行力学の画像ベース解析の再現性：磁気共鳴画像（MRI）、コンピュータ断層撮影（CT）、三次元回転血管撮影（3DRA）を用いたin vitro（試験管内）研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳底動脈瘤ファントムを用いて、MRI、CT、3DRAに基づく画像ベースの幾何学および血行力学（CFD）解析の再現性と測定誤差を比較し、患者特異的破裂リスク評価への適用可能性を検証することである。
  • CTAデータから作製したファントムをCT、MRI、3DRAで撮像し、元のCTAデータセットと各モダリティからの幾何学再構成を比較するとともに、4種類の再構成（3DRA、MRI、CT、元データ）それぞれに対して計算流体力学（CFD）解析を行い、形状誤差と時間平均壁せん断応力（WSS）の指標（全表面および瘤嚢）を評価した。
  • MRIおよび3DRAの平均再構成誤差はそれぞれ0.097 mmと0.10 mmでCTより約2.5倍良好であり、瘤半径（7.11 mm）測定の最大誤差は3DRAで3.8％（0.28 mm）であった；計算された時間平均WSSは全表面ならびに瘤嚢で良好に一致し、全表面の平均WSSの最大誤差はCTで8％、瘤嚢平均WSSの最大誤差はMRIで7％であった。
  • 以上より、CT、MRI、3DRAはいずれも脳動脈瘤形状を十分に再現し有意義なCFD血行力学解析を可能にすることが示され、特に幾何学精度の観点ではMRIと3DRAが優れており、画像ベースの患者特異的評価の信頼性向上に寄与する。

(037) 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

非ヒト霊長類脳幹における対流強化送達（convection-enhanced delivery; CED）の計算機シミュレーション：薬剤分布を予測する簡易モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳幹病変を対象とした対流強化送達（convection-enhanced delivery; CED）において、投与前に薬剤分布を予測するための簡略化した計算モデルの妥当性を非ヒト霊長類脳幹で検証することである。
  • ガドリニウム溶液300 μlを非ヒト霊長類脳幹に注入した3件のin vivo実験に対し、注入中に取得したT1強調磁気共鳴（MR）画像から脳幹表面形状を再構築して全体をメッシュ化し、脳幹表面を剛体、内部を脳脊髄液（CSF）で充満していると仮定して、連続の式とダルシーの法則を数値流体力学（computational fluid dynamics; CFD）パッケージの有限体積法で解き、実験と分布体積（Vd）を比較した。
  • シミュレーションのVdはin vivo実験と良好に一致し、大きなカテーテル逆流（backflow）が生じない条件では実験で得られたVdの約70%を予測した。
  • この簡略化した計算シミュレーションはin vivo所見と整合し、霊長類脳幹における対流性薬剤分布の事前予測に適用可能であることを示し、CEDの計画・最適化に資する実用的なモデリング手法を提示した。

(038) Lee [13]

📕 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

流体–構造連成解析における上流側弾性親動脈長の影響：患者特異的脳動脈瘤を用いた比較研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者特異的脳動脈瘤モデルに対して、上流側の弾性親動脈の長さおよび固体領域における拘束条件の位置が、患者特異的な流体–構造連成（FSI）解析の精度に及ぼす影響を検討することである。
  • 弾性親動脈の長さのみを変化させた3種類のモデル（Long、Moderate、Short）を構築し、壁厚0.5 mmおよびヤング率（弾性率）5 MPaを共通条件として患者特異的FSIシミュレーションを実施し、血行力学的・力学的指標、動脈瘤体積および断面積、ならびにメッシュ最大変位を比較した。
  • Longモデルはメッシュ最大変位が最も大きく（0.491 mm；Moderate 0.300 mm、Short 0.132 mm）、一方で血行力学的・力学的変数、動脈瘤体積および断面積の差異はいずれも軽微であり、計算時間はShortモデルが最短であった（11時間；Long 21時間、Moderate 19時間）。
  • 以上より、患者特異的FSI解析においては、上流側の弾性親動脈区間を短く設定しても全体的な精度を損なうことなく計算コストを大幅に削減できることが示唆される。

(039) Weichert [13]

📕 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

異なる数値手法を用いた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ステント単独治療の閉塞成績には議論があり、本研究は動脈瘤内血流の計算流体力学（CFD）解析におけるパラメータ設定の方策と広大なパラメータ空間を効率的に探索する手法を確立し、有限要素法（FEM）とラティス・ボルツマン法（LBM）を比較してCFD結果への各パラメータの影響と手法固有の利点・欠点を明らかにすることを目的とした。
  • 現実形状の主要特徴と医療専門家の知見に基づく簡略化した2次元（2D）および3次元（3D）モデルに対してCFDを適用し、血流と動脈瘤内渦度を評価するとともに、LBMによる高速なパラメータ空間探索とFEMによる詳細解析を組み合わせて初期結果の比較検討を行った。
  • 解析結果から、数値手法およびパラメータの違いが流動場および渦度の予測に大きく影響することが確認され、LBMは探索効率に優れ、FEMは詳細な力学の解明に適していることが示された。
  • したがって、LBMによる迅速な探索とFEMによる精緻な解析を併用するという方法論的指針は、動脈瘤内血流の理解を深め、頭蓋内動脈瘤に対するステント留置条件に影響する因子に関するより正確な知見の獲得に資することが示された。

(040) Huang [42] ⭐

📕 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ダイバーターによる血行力学的変化：マイクロCT再構築に基づく計算流体力学的研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、in vivo での実際の展開形状を反映したフローダイバーター（FD）が動脈瘤内血行力学に及ぼす影響を定量化し、これらの変化が追跡血管造影で確認される閉塞所見とどのように関連するかをウサギ動脈瘤モデルで検討することである。
  • 方法として、14匹のウサギにおいてマイクロコンピュータ断層撮影（micro-CT）像から完全展開FDの形状を、個体別血管造影から血管モデルを再構築し、個体別の入口流量波形（flow waveform）を境界条件として与えて計算流体力学（CFD）解析を行い、フォローアップ血管造影で定義した閉塞群（n=10）と非閉塞群（n=4）およびFD留置前後で血行力学パラメータを比較した。
  • FD留置により動脈瘤嚢の正規化平均壁せん断応力（wall shear stress, WSS）と流入体積が有意に低下し、相対滞留時間（relative residence time, RRT）が有意に延長した一方、嚢内平均圧には有意差を認めず、さらに閉塞群では非閉塞群に比べてRRTの増加幅と流入体積の減少率が大きく、流入ジェットの入射位置はネック中央部に多く、非閉塞群ではネック近位側に偏在した。
  • in vivo で完全展開されたFDの実構造をmicro-CT再構築して個体別境界条件下でCFD評価した本研究は、有効なflow diversionに特徴的な血行力学的指標を明示し、FD留置後のRRTのより大きな増加、流入体積のより大きな減少、ならびにネック中央部への流入ジェット入射が治癒（閉塞）と関連する可能性を示した。

(041) 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

頭蓋内動脈瘤における流入境界条件が計算流体力学（CFD）解析に及ぼす影響の評価：仮想実験

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤（IA）に対する計算流体力学（CFD）の流入境界条件（boundary condition; BC）に対する感度解析（sensitivity analysis）を行い、その影響を患者固有幾何を用いた仮想実験で定量化し、高フレームレートのデジタルサブトラクション血管造影（DSA）で検証することである。
  • 流入長の異なる3種類の内頚動脈眼動脈部の血管幾何モデルに対して、汎用および患者特異的な拍動流曲線に基づくBC（汎用Womersley解およびプラグフロー（Plug flow）を含む）を適用し、得られたCFD結果をDSAシーケンスと比較するとともに、流線と造影剤（contrast agent; CA）運動の一致、動的圧力損失、最速速度場の壁までの最小距離、平均渦度の符号、壁せん断応力（WSS）およびOscillatory Shear Index（OSI）の空間分布を評価した。
  • 非切断（トランケーションなし）の流入血管を有するモデルに汎用Womersley BCを適用した場合に流線がCAの運動パターンと一致し、動的圧力損失は全モデル・全BCで同等（55%）であった一方、非切断モデルでは最速速度場の壁までの最小距離が有意に大きく（p=0.002）平均渦度の符号も異なり、さらにWomersley BCとプラグフロー（Plug flow）BCの間でのみWSSおよびOSIの空間分布に有意差がみられた。
  • したがって、内頚動脈眼動脈部動脈瘤に対する信頼性の高いCFD解析には流入血管の切断（トランケーション）を避けてBC由来の解の影響から独立させることが必要であり、流入部の幾何・BC設定が血行動態指標の推定に本質的な影響を及ぼすことを示した。

(042) Meng [863] ⭐

📕 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

壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）は高いのか低いのか？頭蓋内動脈瘤の発生・増大・破裂における血行力学の複雑な相互作用：統一仮説に向けて

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、未破裂頭蓋内動脈瘤の発見頻度の増加、くも膜下出血の壊滅的転帰、ならびに治療のリスクと費用を踏まえ、破裂リスクの客観的予測指標を定義するとともに、特に壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）に関する相反する知見を統合的に解釈することである。
  • 著者らは、画像ベースの数値流体力学（computational fluid dynamics; CFD）研究の所見と頭蓋内動脈瘤の病態生理を総合的に検討し、WSSの大きさ、振動性せん断指数（oscillatory shear index; OSI）、および正の壁面せん断応力勾配といった血行力学指標を生物学的経路にマッピングする統一仮説を構築した。
  • その結果、低WSSと高OSIは炎症細胞媒介性経路を惹起し大きく動脈硬化（atherosclerosis）を伴う動脈瘤表現型の増大・破裂に関連しうる一方で、高WSSに正の壁面せん断応力勾配が加わると血管壁細胞（mural cell）媒介性経路を惹起し小型または二次的ブレブ（bleb）を有する動脈瘤表現型の増大・破裂に関連しうる、という二元的メカニズムが提示された。
  • 本仮説は、これまで乖離していた頭蓋内動脈瘤の病態生理像とCFD所見を対応づけることで、WSS高低論争を統合し、より信頼性の高い破裂リスク予測指標の同定に向けた研究の指針を提供する。

(043) van Ooij [43]

📕 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3テスラ（3T）3次元シネ位相コントラストMRIと患者特異的計算流体力学の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤における3次元位相コントラストMRI（3D PC-MR）で得られる血流パターンを患者特異的計算流体力学（CFD）推定と比較し、両者の一致度と臨床応用上の有用性を評価することである。
  • 8例の頭蓋内動脈瘤に対して3D PC-MR撮像を実施し、別途取得した2次元位相コントラストMR（2D PC-MR）由来の流入境界条件を用いたCFD（2D CFD）と、3D PC-MR由来の流入境界条件を用いたCFD（3D CFD）を構築し、速度ベクトルの大きさおよび角度の差と、渦の存在と強度を定量化する特異流れエネルギー（singular flow energy）により比較した。
  • 収縮期では渦パターンなどの流れ特徴は類似し、速度大きさの相対差は2D CFDで67.6±51.4%、3D CFDで27.1±24.9%（拡張期ではそれぞれ33.7±21.5%、17.7±10.2%）で、特異流れエネルギーに基づく差は収縮期15.5±13.9%、拡張期19.4±17.6%と小さかった一方、拡張期には3D PC-MRの速度対雑音比（velocity-to-noise ratio, VNR）が低いため計測が不安定となりCFDとの不一致が増大した。
  • 収縮期において3D PC-MRは患者特異的CFDと良好に一致する流れパターン可視化と特異流れエネルギー評価を提供し、3D PC-MR由来の流入境界条件の採用は一致度を改善する一方、拡張期のVNR低下が臨床的活用に向けた改良課題である。

(044) 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

分岐部動脈瘤における8種のステント留置構成の血行動態

💬 AI 要約

  • 複雑動脈瘤に対して実施されるステント補助下コイル塞栓術（SACE）において、分岐部動脈瘤のステント留置構成の違いが血行動態および再開通に関連し得るかを明らかにするため、8種類の構成間で比較検討した。
  • 患者特異的な非対称分岐部動脈瘤のシリコンブロックモデルを作製し、Enterpriseクローズドセルステントを各構成（近位から右または左の遠位血管への単一ステント、水平ステント、均一に狭小化した構造のキッシングY［kissing‑Y］、非重複Y［nonoverlapping‑Y］、狭小化のない2本の単一ステントの融合である仮想Y［virtual‑Y］、および局所的狭小化を伴う2種類のクロッシングY［crossing‑Y］）で留置してマイクロCTで3D形状を取得し、非ステントモデルとともにCFD（computational fluid dynamics）解析により血行動態指標を評価した。
  • ステント留置により動脈瘤内の周期平均速度と壁面せん断応力（WSS）は単一ステント（19%低下）＜非重複Y（29%）＜仮想Y（32%）＜水平（39%）＜キッシングY（48%）＜クロッシングY（54%）の順に低下し、キッシングYおよびクロッシングYでは狭小化に伴う孔隙率低下により衝突流が遠位血管へ偏向した。
  • 8構成の比較において、キッシングYおよびクロッシングYは孔隙率低下と衝突流の偏向により瘤内流速を最も大きく抑制し、これは望ましい血行動態再構築となりSACE後の再開通率低減に寄与し得ることが示唆された。

(045) 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・線径が瘤内血流に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フレーミングコイルの幾何学的特性（形状・配向・線径）が、側壁型動脈瘤における血栓塞栓化の効率に関与する瘤内血行力学に与える影響を解明することである。
  • 計算流体力学（CFD）により、渦型（vortex）およびケージ状（cage-shaped）のコイルで充填した側壁型動脈瘤モデルを、横方向（transverse）・平行（parallel）・直交（orthogonal）の3配向で比較し、ドーム部への流入、渦度、壁せん断応力に加え、瘤の中間横断面遠位半部の開口面積との相関を評価した。
  • その結果、渦型コイルの直交配向およびケージ状コイルの平行配向ではドーム部の流入・渦度・壁せん断応力が高く血栓塞栓化に不利な血行力学環境を呈し、さらに線径の大きいコイルは同形状・同配向・同体積の通常線径コイルに比べて不利であり、一方で形状・配向の効果は一様ではないものの中間横断面遠位半部の開口面積はドーム部への流入およびドーム部平均渦度と有意な正の相関を示した。
  • したがって、コイルにより動脈瘤の中間横断面の遠位半部を遮断することは、瘤内の流動活動を効果的に低減し、血栓塞栓化により適した血行力学環境を提供し得る。

(046) Kadasi [83] ⭐

📕 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薄壁化ドーム領域と低血行動態的壁面せん断応力の共局在

💬 AI 要約

  • WSSが内皮機能の調節に関与し破裂にも関与が疑われることから、本研究は動脈瘤ドームの局所的薄壁化と推定血行力学因子との空間的関係を評価し、低WSSが瘤壁の変性と相関するという仮説を検証した。
  • 回転血管撮影ボリュームに基づき14例16動脈瘤に対して定常状態の数値流体力学(CFD)解析を実施し、WSS、WSSの空間勾配(WSSG)、圧力のマップを作成、術中高解像度顕微鏡の組織透過性所見からドーム局所の壁厚をカテゴリ化したうえで、各計算モデルを術中視野に整合させて薄壁部と隣接正常厚部を数値サンプリングし、頸部および母血管を対照とし、ドーム各点と頸部平均圧との差を圧力差として算出し、さらに7例で拍動性時間依存解析により検証した。
  • 対応のある解析では薄壁部のWSSは隣接部より有意に低値（0.381 vs 0.816 Pa, p<0.0001）であり、対数変換したWSSGおよびWSSとWSSGの積（WSS×WSSG）も薄壁部で低く（いずれもp<0.0001）、多変量ロジスティック回帰では低WSSと高圧力差が独立に壁厚減少と関連しROC曲線下面積(AUC)は0.80で、この関係は定常解析および時間依存拍動解析の双方で確認された。
  • 未破裂脳動脈瘤の薄壁ドーム領域は低WSSと共局在しており、血流停滞領域と瘤壁薄化との間に細胞メカノトランスダクション(mechanotransduction)に基づく連関が存在することを示唆する。

(047) 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

コイル塞栓脳動脈瘤における血流の計算流体力学解析：理想化幾何形状における充填率が血流停滞に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、異なる位置とタイプ（終末型・側壁型）の脳動脈瘤において、コイル塞栓の充填率が血流停滞に与える影響を停滞体積比（stagnant volume ratio; SVR）に基づいて定量化し、流れの停滞を得るための有効な充填率を明らかにすることである。
  • 理想化した終末型および側壁型脳動脈瘤幾何形状に対し、コイル塞栓領域を多孔質媒体モデルで表現した血行動態の計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）シミュレーションを実施し、瘤の角度と充填率を系統的に変化させてSVRを算出した。
  • その結果、瘤型や角度にかかわらずSVRは充填率の増加とともに上昇したが、その上昇の度合いはタイプにより異なり、側壁型では瘤角度にほぼ依存せず充填率20%でSVR 60%に到達した一方、終末型ではSVR 60%に必要な充填率は角度に強く依存し、低角度でのみ20%で達成された。
  • 以上より、血流停滞を得るために必要な充填率は瘤のタイプと親動脈に対する相対位置（角度）に依存し、特に親動脈に対向する角度をもつ終末型では相対的に高い充填率が必要であることが示され、コイル塞栓術の充填戦略に対する定量的指針を提供する。

(048) 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: NA

  • DOI: NA

  • Article: NA

  • OpenAlex: NA

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

  • PubMed

  • Google Scholar: NA
  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内ステント留置による血行動態の変化

💬 AI 要約

  • ステント併用コイル塞栓術はコイル塞栓後脳動脈瘤の血管造影再発の低減と関連しており、その付加的効果の機序として頭蓋内ステント留置による局所血行動態変化が示唆されているため、本研究は数値流体力学（computational fluid dynamics; CFD）解析によりその影響を明らかにすることを目的とした。
  • Enterprise（TM）VRDステントの幾何形状をマイクロCTで取得し、患者固有の三次元（3D）回転血管造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）の瘤口部に仮想留置したうえで、ステント有無の条件で非定常CFD解析を実施した。
  • ステント留置により、嚢状モデルでは三次元流線に有意な変化は認めずブリスター様モデルでは軽微な変化にとどまったが、両モデルともステント留置下で壁せん断応力（wall shear stress; WSS）と流速が低下し、振動性せん断指数（oscillatory shear index; OSI）、WSS勾配（WSS gradient）、および相対滞在時間（relative residence time; RRT）が上昇し、さらにステントストラット周囲の断面ベクトル速度は方向と速度が可変の複雑な流動を示した。
  • 本シミュレーションは限定的条件下での検討であるものの、ステント留置は血流のうっ滞および乱れを惹起しうることを示唆し、ステント併用コイル塞栓術で治療された頸部残存（neck remnant）においても同様の血行動態変化が生じる可能性が示された。

(049) 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: 0.896
    • Citation Percentile: 84.36

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

ステント留置前後の重度中大脳動脈M1部狭窄に対する流体–構造連成（FSI）を用いた計算モデリング

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、症候性の重度中大脳動脈M1部狭窄に対し、ステント留置前後で流体–構造連成（fluid–structure interaction: FSI）を用いた画像ベースの計算モデルを構築し、壁せん断応力（wall shear stress: WSS）を含む血行力学指標の評価手順を提示することである。
  • 3次元血管造影データ（STL）をMagicsで血管表面の平滑化および分枝のトリミングに用い、HyperMeshで三角形表面メッシュから四面体体積メッシュを作成し、有限要素法ソフトウェアADINA v8.5により血流解析を実施して、ステント前後で剛体壁（rigid wall）仮定の計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）と血管壁のコンプライアンスを考慮したFSIを用いてWSS、ピーク流速、壁面圧力の分布を評価・比較した。
  • 剛体壁モデルと弾性壁モデルとの間のWSSの差は狭窄部を除いて小さく、ステント留置後にはCFD解析で収縮期15～20 Pa、拡張末期3～5 PaへとWSSが大幅に低下し、FSIでも同程度の値が得られた。
  • 以上より、血管壁寸法の情報が限られていても頭蓋内ステント治療前後におけるFSIシミュレーションは実施可能であり、WSSに加えて流速および壁面圧力の変化を評価し得ること、さらに剛体壁仮定とFSIの差異が主として狭窄部で顕在化することを示した。

(050) 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

血管造影中に破裂した前交通動脈瘤の計算流体力学（CFD）シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、三次元回転血管造影直後に自然破裂した前交通動脈瘤の血行動態環境を計算流体力学（CFD）により解析することである。
  • デジタルサブトラクション血管造影（DSA）により動脈瘤ドーム内の破裂部位を同定し、CFD解析によりジェットの衝突様式、収縮期ピーク圧力、および壁せん断応力の分布を評価して破裂部位と比較した。
  • CFD解析では、集中したジェットが破裂部位に直接衝突しており、収縮期ピーク圧力と壁せん断応力はいずれも破裂部位近傍で最大であった。
  • これらの所見は、局所的な高速ジェットの衝突と高い血行力学的ストレスが破裂部位と関連する可能性を示唆し、動脈瘤破裂機序の解明におけるCFDの有用性を示すものである。

(051) Shi [8]

📕 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

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

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤の成長・破裂機序の理解と包括的診断の高度化を目指し、in vitro動的ひずみ計測と数値流体力学（CFD）シミュレーションから構成される新規サイバーフィジカル診断システムを提案することを目的とした。
  • 2008年8月に取得された患者特異的データに基づき拡大スケールの膜状シリコン脳動脈瘤モデルを作製し、専用ポンプで脈動血流を循環させて画像計測システムにより各部位のひずみを計測するとともに、CFDにより壁せん断応力（wall shear stress; WSS）、oscillatory shear index（OSI）、aneurysm formation index（AFI）などを解析した。
  • 実験では、距離ひずみ（distance strain）と面積ひずみの最大値が動脈瘤頸部で最大（0.042、0.052）、次いで動脈瘤ドーム（0.023、0.04）、親血管部（0.01、0.014）の順であり、これらの所見はCFDにより得たWSS、OSI、AFIの分布と相補的であり、また、2008年8月の画像に基づく診断結果は2011年に観察された動脈瘤の増大と整合した。
  • 本研究は、脳動脈瘤内の動的ひずみをin vitroで計測可能な実験プラットフォームを提示し、CFDと補完的に統合することで血管内治療における動脈瘤の成長傾向の高度な診断・予測に資することを示した。

(052) Karmonik [8]

📕 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

複雑形状を有する後交通動脈瘤における血行力学のマルチCPU CFDシミュレーションの高速化と精度の定量評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、臨床導入を見据え、患者特異的な二葉性(bilobed)の複雑形状を有する後交通動脈瘤モデルに対する拍動流CFDシミュレーションにおいて、マルチCPU並列計算による計算高速化(speed-up)と解の精度変化を同時に定量評価することである。
  • 2、4、6、8、10、12プロセッサで計算を実施し、臨床用画像ワークステーション相当の計算能力を有するデュアルコア・デュアルCPU機で得たベースラインと比較して、スピードアップ比、並列効率（スピードアップ/CPU数）、計算コスト（計算時間×CPU数）、および瘤近位側・遠位側、瘤オスティウム(ostium)および瘤頂部における速度に基づく精度を指標として評価した。
  • 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分まで短縮し、スピードアップ比は2 CPUの1.35から10 CPUで最大3.57へ増加した一方、並列効率は0.65から0.35へ低下し計算コストは33.013から92.535へ増加し、さらに速度成分の相対偏差はすべて0.0073%未満で、12 CPUの方が2 CPUよりわずかに大きかったが（0.004 ± 0.002%）、統計学的有意差は認めなかった（p=0.07）。
  • 精度を損なうことなく、ベースラインに対してマルチCPU並列CFDは脳動脈瘤モデルの血行力学シミュレーションの計算時間を最大3.57倍（10 CPU）まで短縮し、2時間34分で完了し得ることを示し、臨床ワークフローへの統合可能性を支持した。

(053) 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

血管造影中に破裂した前交通動脈の数値流体力学（CFD）シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、三次元回転血管撮影（3D rotational angiography）直後に自発破裂した前交通動脈の血行動態環境を数値流体力学（CFD）で評価し、破裂部位との関連を明らかにすることである。
  • その後のデジタルサブトラクション血管撮影（DSA）により動脈瘤ドーム内の破裂点を局在化し、CFD解析によって流入ジェット、収縮期ピーク圧、ならびに壁面せん断応力（wall shear stress）の分布を評価した。
  • CFD解析では、破裂部位に直接衝突する集中したジェット流が認められ、収縮期ピーク圧と壁面せん断応力はいずれも破裂部位近傍で最大であった。
  • これらの所見は、衝突ジェットに伴う高圧および高い壁面せん断応力が破裂に関与することを支持し、血管撮影所見と統合したCFDが脆弱部位の同定に有用である可能性を示唆する。

(054) 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: 2.915
    • Citation Percentile: 93.29 ⭐

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

左心低形成症候群に対するハイブリッド姑息術における肺動脈分枝絞扼および逆行性大動脈弓低形成・狭窄の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、大動脈閉鎖を想定した左心低形成症候群（HLHS）のハイブリッド一期姑息術において、肺動脈分枝絞扼の径および逆行性大動脈弓の低形成・狭窄が全身・脳の酸素送達量（oxygen delivery）と冠灌流に及ぼす影響を定量的に評価することである。
  • 方法として、二期手術前の血行動態に基づき、ハイブリッド循環の3次元形状と全身循環の水力学ネットワークを連成した検証済みマルチスケール計算モデルを用い、肺動脈分枝絞扼径（1.5–3.5 mm）、大動脈弓径（2–5 mm）、峡部大動脈縮窄（coarctation）径（2.5–5 mm）を系統的に変化させて、流量・圧・駆出率・酸素送達量を予測した。
  • 結果として、分枝肺動脈を2 mmに絞扼すると肺血流と体血流の比が1:1に最も近づき、混合静脈酸素飽和度と全身循環の酸素送達量が最大となり、また逆行性大動脈弓または峡部の径が3 mm未満では脳還流および冠灌流が著明に低下し、全モデルで拡張期に頸動脈の逆流が観察された。
  • 結論として、肺動脈分枝絞扼のわずかな差異でもハイブリッド循環全体の性能に大きな変化を生じ、逆行性大動脈弓の低形成・閉塞は脳・冠灌流を不十分にし得ることが示され、間期の生理最適化には精緻な絞扼設定と介入前の大動脈弓および峡部の画像評価が重要である。

(055) van Ooij [80] ⭐

📕 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

位相コントラスト磁気共鳴画像法(PC-MRI)による頭蓋内動脈瘤の壁面せん断応力推定：in vitroおよびin vivoでの検証

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、位相コントラスト磁気共鳴画像法(PC-MRI)から推定される壁面せん断応力(Wall Shear Stress: WSS)の妥当性を、頭蓋内動脈瘤におけるin vitroおよびin vivo条件で計算流体力学(Computational Fluid Dynamics: CFD)と比較して評価することである。
  • 方法として、まずファントムにおいて定常流および拍動流下の高分解能PC-MRIからWSSを推定しCFDシミュレーションと比較し、次いで空間分解能の異なる定常PC-MRIデータにおけるWSS推定値の変化を評価し、さらにin vivoの拍動データに対するWSS推定をCFDと比較した；各条件でWSSベクトルの大きさと方向を算出して比較検討した。
  • その結果、ファントムではPC-MRIとCFDによるWSS推定の定量的一致は中等度であり（スピアマンの順位相関係数 ρ=0.69）、in vitroおよびin vivoのいずれでもPC-MRI由来のWSSの大きさはCFDより低値であった一方で、WSSベクトルの方向には定性的な一致が認められ、両モダリティともにin vitroおよびin vivoで円形のWSSパターンが観察された。また、PC-MRIの空間分解能を上げると平均WSSが増加し、より複雑なWSSパターンが顕在化した。
  • 以上より、PC-MRIデータに基づいてin vitroおよびin vivoの動脈瘤形状におけるWSSパターンと方向を推定でき、CFDと類似した方向情報を識別可能であることが示されたが、WSSの大きさは過小評価されやすく、推定値は空間分解能に強く依存することが示唆された。

(056) Fukazawa [101] ⭐

📕 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: 101
    • FWCI: 3.737 ⭐
    • Citation Percentile: 99.99 🌟

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💬 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の局所血行動態の特徴づけ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）解析を用いて、中大脳動脈分岐部の破裂動脈瘤における破裂点と局所血行動態特徴との関連を明確化することである。
  • 3次元CT血管撮影（3D-CTA）から再構築した12例の破裂中大脳動脈分岐部動脈瘤に対しCFDを実施し、術中ビデオを3名の独立した脳神経外科医が用いて破裂点を特定、破裂点・瘤頂（dome）・親動脈での壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）を算出し、さらに破裂点を含む断面の速度ベクトル場により動脈瘤内の流れパターンを評価した。
  • 破裂点の平均WSS（0.29 Pa）は瘤頂（2.27 Pa）および親動脈（8.19 Pa）より有意に低く（P<.01）、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WSSは瘤頂の最小WSSと相関した（r=0.64, P<.05）が、瘤サイズ（r=0.26）やアスペクト比（r=0.16）とは相関しなかった；また、流れパターン解析では全ての破裂点が低流速域に位置し、複雑な流れ（complex flow）や偏位した頸部と関連していた。
  • これらの所見は、顕微鏡下クリッピングで観察される破裂点が局所血行動態と密接に関連することを示し、著明な低WSSという特徴に基づきCFDが動脈瘤の破裂点の同定に有用となり得ることを示唆する。

(057) Xu [67] ⭐

📕 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

鏡像性後交通動脈瘤の形態学的および血行力学的解析

💬 AI 要約

  • 血行動態因子は脳動脈瘤の発生・進展・破裂に関与すると考えられており、本研究では鏡像性後交通動脈瘤（Pcom-MANs）を対象に、3次元血管撮影と数値流体力学（CFD）を用いて破裂の有無を弁別する有意な形態学的および血行力学的パラメータを同定することを目的とした。
  • 8例の鏡像性後交通動脈瘤患者に3次元デジタルサブトラクション血管撮影（3D-DSA）を施行し、各対を破裂群と未破裂群に分類したうえで、正規化平均壁せん断応力（WSS）、低WSS領域割合、交番せん断指数（OSI）などの血行力学的指標と、動脈瘤サイズ、サイズ比、血管角、動脈瘤傾斜角、アスペクト比（AR）などの形態学的指標の計8項目を評価した。
  • 破裂群では動脈瘤嚢の正規化平均WSSが未破裂群より有意に低く（0.52±0.20 vs 0.81±0.21, P=0.012）、低WSS領域割合が高く（4.11±4.66% vs 0.02±0.06%, P=0.018）、ARが高かった（1.04±0.21 vs 0.70±0.17, P=0.012）のに対し、OSI（P=0.674）、動脈瘤サイズ（P=0.327）、サイズ比（P=0.779）、血管角（P=1.000）、動脈瘤傾斜角（P=1.000）には有意差を認めなかった。
  • Pcom-MANsは破裂要因の検討に有用な疾患モデルとなり得、破裂動脈瘤は低いWSS、広い低WSS領域、より高いARを呈し、破裂の弁別には形態だけでなく血行動態も同等に重要であることが示唆された。

(058) Pereira [23]

📕 書誌情報

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: 0.606
    • Citation Percentile: 61.38

  • PubMed

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  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤性血管病態の生物学と血行力学

💬 AI 要約

  • 本論文の目的は、動脈瘤の形成・増大・破裂の生物学的基盤を概説し、患者特異的血管モデルに基づく数値流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析から導かれた頭蓋内血行力学の最新概念を総説するとともに、動脈瘤性血管病態の表現型の多様性を整理することである。
  • 方法として、血管拡張（動脈瘤）という共通の形態学的診断を共有する疾患群に関する文献を対象に、内因性素因とエピジェネティック因子、特に頭蓋内血行動態の役割に焦点を当て、患者特異的血管モデルを用いたCFD研究の知見を統合する叙述的レビューを実施した。
  • その結果、動脈瘤の発生は内因性素因と後天的エピジェネティック因子（頭蓋内血行動態を含む）の相互作用に起因し、同一の病因であっても臨床像や形態に多様性が生じうる一方、異なる病因でも類似した解剖学的幾何形状を取りうること、さらに患者特異的CFDにより動脈瘤の成長および破裂に関与する血行力学的機序に関する理解が深化していることを示した。
  • 結論として、本総説は動脈瘤性血管病態の生物学と血行力学の統合的理解および表現型の形態学的・病因的多様性の認識が、病態解明とリスク層別化・管理戦略の高度化に資することを強調し、患者特異的CFDの応用が重要な研究・臨床的資源であることを示唆する。

(059) Prabhakarpandian [321] ⭐

📕 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：マイクロ流体式血液脳関門（BBB）モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、従来のトランスウェル(Transwell)ベースの血液脳関門（BBB）モデルが抱える、微小環境パラメータ（とくに解剖学的スケールおよび血行力学的せん断応力）の再現性、リアルタイム可視化の欠如、消耗品の大量消費といった限界を克服するため、マイクロ流体に基づく合成微小血管（Synthetic Microvasculature）型BBBモデル（SyM-BBB）を開発することである。
  • 本プラットフォームは、光学的に透明な使い捨てマイクロ流体チップ上に微小循環スケールの二室チャンバーを設け、側壁を挟んだ並列配置の管腔側（apical）と基底側（basolateral）を実現した設計で、管腔側に内皮細胞を播種し、基底側には神経細胞または条件培地を支持し、さらに管腔側を独立にアクセス可能とした；本研究では不死化ラット脳内皮細胞株RBE4をアストロサイト条件培地（ACM）を灌流液として培養し、生化学的解析、透過性試験、およびトランスポーターアッセイを実施した。
  • 生化学的解析ではタイトジャンクション分子の発現上昇が認められ、透過性試験は関門の完全性を示し、さらにトランスポーターアッセイも良好に実施でき、SyM-BBBがBBBの機能特性を有することが示された。
  • 以上より、SyM-BBBは並列二室構造と灌流機能を備えた微小血管模倣幾何構造を統合した機能的in vitro BBBモデルとして確立され、生理学的妥当性の向上、リアルタイム観察、標準機器との容易な統合を可能にしつつ試薬消費を低減する有用なプラットフォームである。

(060) Sequeira [48]

📕 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

血中葉酸受容体自己抗体の診断的有用性

💬 AI 要約

  • 本総説は、神経管閉鎖障害（NTD）妊娠、脳葉酸欠乏症（cerebral folate deficiency: CFD）、自閉スペクトラム症に関連する葉酸受容体α（FRα）自己抗体の診断学的有用性と、葉酸療法との関連機序を明らかにすることを目的とした。
  • 血清中に存在するFRα自己抗体の二型（葉酸取り込みを阻害する阻害抗体と、受容体に結合する結合抗体）について、特異的アッセイによる測定法、その結合特性・親和性・交差反応性、およびIgG/IgMのアイソタイプ分布を体系的にレビューした。
  • これらの自己抗体は妊娠関連合併症、CFD症候群、自閉スペクトラム症と関連し、NTD妊娠女性ではIgG1/IgG2、CFD児ではIgG1/IgG4が優位であり、機能的には葉酸輸送の阻害や抗原抗体反応に伴う炎症性機序を介してFR機能を障害し得ること、さらに葉酸（フォリン酸（folinic acid））療法への臨床応答がこれらの経路の関与を支持することが示された。
  • 以上より、血中FRα自己抗体の検出は発達期の病態の診断とリスク層別化に有用であり、早期のスクリーニングと葉酸（フォリン酸）による介入により、自己抗体曝露の有害影響を予防または反転し得る可能性があると結論づけられる。

(061) Ramaekers [77]

📕 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

脳内葉酸欠乏症候群の臨床的認識とその諸側面

💬 AI 要約

  • 本研究は、末梢の葉酸状態が正常であるにもかかわらず脳脊髄液（CSF）中の5-メチルテトラヒドロ葉酸（5-MTHF）が低下する病態を脳内葉酸欠乏（cerebral folate deficiency, CFD）と定義し、その病因、関連する自己抗体、臨床表現型および家族内関連を概説することを目的とした。
  • 臨床所見、血清学的所見（葉酸受容体α〔FRα〕に対する遮断型自己抗体）および遺伝学的所見（FOLR1変異など）を統合的に検討し、CSF 5-MTHF低値と中枢神経系（CNS）外の葉酸正常という操作的基準に基づきCFD症候群を整理した。
  • 最も一般的な原因は脈絡叢上皮細胞の血液側膜に発現するFRαに対する遮断型自己抗体であり、これがMTHFの脈絡叢通過輸送を阻害し、抗体価は経時的に大きく変動しうること、より稀な原因としてFOLR1変異、ミトコンドリア病、葉酸代謝の先天性異常があること、母体FR抗体は神経管欠損と関連し、いずれかの親のFR抗体保有は子の乳児期自閉症リスクを高め、さらにFR自己抗体は自閉スペクトラム症（ASD）、Aicardi-Goutières変異型、Rett症候群で高頻度に認められること、並びにFR抗体に起因する小児期の識別可能なCFD像として生後4–6か月発症の乳児期CFD、神経学的欠落症状を伴う乳児期自閉症、1歳以降の痙性運動失調（spastic ataxic）症候群、思春期の進行性ジストニアまたは統合失調様症候群が挙げられることを示した。
  • 結論として、CFDの多様な表現型はFR自己抗体が産生されCNS葉酸欠乏が生じる時期の違いに規定され、胎児期・乳児期という臨界期の葉酸欠乏は脳の構造的・機能的成熟を阻害しうるため、CFD症候群への認識を高め早期検出・診断につなげることが、自己免疫性および遺伝性という潜在的に治療可能な疾患群の予後改善に資する。

(062) Graziano [13]

📕 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

治療が施行された椎骨脳底動脈移行部巨大動脈瘤の三次元計算流体力学（CFD）解析：多段階解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、椎骨脳底動脈移行部（vertebrobasilar junction, VBJ）巨大動脈瘤の形成および再開通に関与する血行力学的因子を解剖学的構成と関連づけて解明し、患者特異的血管構築に基づく多段階の三次元計算流体力学（CFD）解析により血管内治療各段階の影響を評価することである。
  • 放射線学的に評価され血管内塞栓術で治療された成人の固定献体VBJ巨大動脈瘤症例を対象として、症例特異的な血管構築に基づく三次元CFDモデルを構築し、血管内治療の各ステップを順次シミュレーションした。
  • 三次元CFDでは、瘤頸部に壁せん断応力の上昇、静圧の上昇、流速の増加が重なる血行力学的ストレス高領域が示され、これは治療経過中に観察された再開通部位と一致した。
  • VBJ巨大動脈瘤の管理においては、動脈瘤の形態学的特徴、部位、および患者特異的血管構築が主要な検討要素であり、三次元CFD解析は、部分的コイル塞栓または液体塞栓材Onyx（Onyx）による塞栓が瘤内環境を変化させ、頸部での血行力学的ストレスを増大させて再開通を助長し得ることを示唆した。

(063) 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−構造連成（FSI）および拍動性流れに基づくヒト脳室系の2次元計算流体力学（CFD）モデル化

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳室系における脳脊髄液（CSF）流れの流体力学、とくに臨床で報告される拡張期逆流の再現性と、周囲脳実質の力学的特性がCSF動態に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
  • 流体−構造連成（FSI）を導入した2次元CFDモデルを構築し、脳室壁を弾性壁と仮定して拍動性のCSF流入を境界条件に与える柔軟（弾性）モデルと、脳室壁を剛体とするモデルを比較し、結果を実験データと照合した。
  • 柔軟（弾性）モデルは臨床研究で示される拡張期逆流を再現し、各領域のCSF圧および流速が実験データと良好に一致した一方、剛体モデルでは拡張期の逆流は観察されなかった。
  • 脳実質とCSFの相互作用を取り込むFSIモデル化は生理学的に妥当なCSF動態の再現に不可欠であり、剛体モデルでは見落とされる重要現象の把握を可能にするとともに、将来的なin vitroモデル設計の基盤となり得ることが示唆された。

(064) Cebral [110]

📕 書誌情報

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

Juan R Cebral, Marcelo Raschi

Ann Biomed Eng, 2013 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の危険因子間の関連に関する示唆：総説

💬 AI 要約

  • 本稿の目的は、頭蓋内動脈瘤の危険因子に関する研究を概説し、これらの異なる危険因子を相互に結び付ける仮説と、動脈瘤の自然史を規定する基盤機序を検討することである。
  • 文献レビューにより、危険因子に関するエビデンスと、それらの間の機序的連関に関する提案仮説を統合的に整理した。
  • その結果、動脈瘤の進展の中心には血行力学的負荷および生体力学的ストレスの変化に応答して生じる壁の変性・脆弱化のサイクルが存在し、この進行性の壁劣化が動脈瘤の幾何学的進展を駆動して安定化または破裂に至らしめ、さらに部位、遺伝因子、喫煙、併存疾患、高血圧といった危険因子がこのサイクルの異なる構成要素に影響することが示唆された。
  • しかし、これらの相互作用の詳細や相対的重要性については依然として不明瞭であり、さらなる解明が必要である。

(065) Miura [201] ⭐

📕 書誌情報

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

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

Stroke, 2013 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

低壁面せん断応力は中大脳動脈瘤の破裂状態と独立に関連する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析を用いて、中大脳動脈瘤における破裂状態（破裂の有無）を独立して特徴づける血行力学的パラメータを同定することである。
  • 106例の患者個別形状の中大脳動脈瘤（破裂43例、未破裂63例）を対象に形態学的および血行力学的指標を群間比較し、さらに多変量ロジスティック回帰分析により破裂状態と独立に関連するパラメータを特定した。
  • 単変量解析では、アスペクト比、壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）、正規化壁面せん断応力（normalized WSS）、oscillatory shear index（OSI）、WSS勾配（WSS gradient）、およびaneurysm-formation index（AFI）が有意であった一方、瘤頂部サイズとgradient oscillatory number（GON）は有意差を示さず、多変量解析では低いWSSのみが破裂状態と有意に関連した。
  • これらの結果から、WSSは中大脳動脈瘤の破裂状態を特徴づけるうえで最も信頼性の高い指標であり、低WSSの独立関連性を示した本研究は破裂リスク層別化に資する重要な知見を提供する。

(066) Menon [32]

📕 書誌情報

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

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

J Biomech, 2013 Jan 18

💬 AI 翻訳タイトル

新生児体外循環の改善に向けた大動脈送血カニューレのジェット流動様式の特性評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、小児・新生児の体外循環(CPB)に用いる大動脈送血カニューレにおいて、高速ジェットが誘発する血液損傷と過大な出口反力(exit force)のリスクを低減しつつ高流量を確保するため、最先端カニューレのジェット流動様式を系統的に特性化し、改良設計および挿入戦略の基盤知見を提供することを目的とした。
  • マイクロCT(microCT)で幾何形状を取得した最新小児カニューレ先端について、直方体試験リグにおける定常流入、Re数650–2150（層流〜乱流域）条件下で直接数値計算(DNS)による計算流体力学(CFD)解析を実施し、時系列流れ可視化および粒子画像流速測定法(PIV)によりデバイス固有のジェット後流の質的・量的妥当性検証を行い、さらに標準的なエンドホール先端では患者特異的(subject-specific)な新生児大動脈遮断下(cross-clamped)モデルを用いて挿入条件の違いによる血液損傷指標を数値評価した。
  • 解析と実験の一致により各カニューレのジェット後流特性が明確化され、その知見に基づき、ジェット制御を強化し血液損傷および出口反力(exit force)を低減しつつ許容流量を増大させるディフューザ型(diffuser type)カニューレ先端が提案された。
  • 流出角(outflow angle)や挿入深さといった術式に依存する配向パラメータが血行力学性能の改善に重要であり、本研究で示したジェット流れ設計パラダイムは、圧力損失と流出量のトレードオフを有利にする能動的な流れ制御への転換を示すとともに、優れた大動脈送血カニューレ開発のためのベースラインを提供する。

(067) Valen-Sendstad [85] ⭐

📕 書誌情報

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

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

J Biomech, 2013 Jan 18

💬 AI 翻訳タイトル

高解像度CFDは分岐部型脳動脈瘤における高周波速度変動を検出するが、側壁型脳動脈瘤では検出されない

💬 AI 要約

  • 既報のin vitroおよびin vivo研究で報告された高周波流動変動に対し、画像ベースCFDは多くが周期的な層流のみを示すが、我々は以前、中大脳動脈(MCA)分岐部動脈瘤で超高解像度の直接数値計算(Direct Numerical Simulation; DNS)により遷移流を示したことから、本研究では十分に解像したCFDモデルにおいて同様の高周波変動がより広範に存在するかを検証した。
  • CTアンギオグラフィからデジタルセグメンテーションした解剖学的に忠実なMCA脳動脈瘤12例（未破裂5、破裂7；側壁型4、分岐部型8）を対象に、流入速度0.5 m/sの定常境界条件（MCAの収縮期ピークに相当）下で非定常CFDを実施し、高周波変動と流れ構造を捉えるため時間・空間解像度をそれぞれ約0.1 ms、0.1 mmとした。
  • 定常流入にもかかわらず12例中5例で非定常な応答を示し、高強度の速度変動は最大100 Hz（1例では900 Hz）に達し、これら5例はいずれも破裂した分岐部型であった一方、側壁型4例（破裂1例を含む）は速やかに安定な定常解に収束した。
  • 十分な時間・空間解像度を用いなければ、分岐部型動脈瘤における強い高速変動はCFDで見逃され得ることが示され、これらの変動は動脈瘤破裂のメカノバイオロジー(mechanobiology)や、分岐部型と側壁型で破裂予測因子が二分されるという近年の報告の理解に資する可能性がある。

(068) Savitz [137] ⭐

📕 書誌情報

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

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

Brain Behav Immun, 2013 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

炎症および神経疾患関連遺伝子は気分障害における抑うつ患者で差次的発現を示し、脳の形態計測および機能画像の異常と相関する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、炎症関連を含む末梢免疫遺伝子発現と、扁桃体反応性の増大や海馬・腹内側前頭前野(vmPFC)の容積減少などの神経画像学的異常との関係を、気分障害の抑うつ患者において明らかにすることである。
  • 未治療の抑うつ患者29名（双極性障害8名、うつ病21名）と健常対照24名を対象に、末梢血単核球の全ゲノム発現解析により差次的発現遺伝子を同定し、Ingenuity Pathway Analysisを用いてネットワーク解析を行ったうえで、バックワードマスキング課題中のfMRIによりマスクされた悲しい顔と幸福な顔に対する反応を測定し、さらに構造MRIで左側の前帯状皮質亜膝部(subgenual ACC)の皮質厚および海馬・尾状核の体積を算出し、遺伝子発現量との相関を評価した。
  • その結果、ADM、APBB3、CD160、CFD、CITED2、CTSZ、IER5、NFKBIZ、NR4A2、NUCKS1、SERTAD1、TNFの12遺伝子が差次的に発現しており、Ingenuity Pathway AnalysisはTNFを中心としNF-κB、TGFβ、ERKをハブとするネットワークと、細胞周期/キナーゼシグナル異常を示す第2のネットワークを示したほか、患者群は右扁桃体、左海馬、および腹内側前頭前野において悲しい顔＞幸福な顔に対する血行動態反応が増大し、複数のmRNA発現量がこれら領域の反応や左側の前帯状皮質亜膝部の皮質厚、海馬および尾状核体積と有意に相関した。
  • これらの知見は、分子レベルの免疫機能障害がマクロレベルの神経画像学的異常へと写像されうることを示唆し、炎症が抑うつ病態に寄与する機序解明に新たな手がかりを与える。

(069) Janiga [48]

📕 書誌情報

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

Gábor Janiga, Christian Rössl, Martin Skalej, Dominique Thévenin

J Biomech, 2013 Jan 04

💬 AI 翻訳タイトル

治療解析のための現実的仮想頭蓋内ステンティングと計算流体力学（CFD）

💬 AI 要約

  • 医療意思決定支援とステント設計改良を目的に、複雑な患者特異的幾何形状に直接適用可能な革新的仮想ステンティング手法を提案し、その有用性を実証するためにVirtual Intracranial Stenting Challenge 2010の脳底動脈先端部動脈瘤症例を題材とした。
  • 壁面密着のステント展開を実現する自由形状変形（free-form deformation）を導入し、十分に細かい計算格子上で各種配置条件に対する数値流体力学（CFD）解析を実施して、動脈瘤への流入量と瘤内の滞留時間（residence time）を算出し、NeuroformおよびSILKステントを複数位置に展開して比較した。
  • 解析の結果、孔率（porosity）の低いSILKステントは適切に配置された場合に動脈瘤内の滞留時間を大きく延長し、瘤内の最大壁せん断応力（wall shear stress）を有意に低下させることが示され、低孔率の利点が定量的に確認された。
  • 以上より、仮想ステンティングとCFDの統合は、ステント種類および配置の最適化に資する治療解析・術前計画の有用な意思決定支援となり得ることが示唆された。

(070) Shobayashi [67]

📕 書誌情報

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

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

J Neurointerv Surg, 2013 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

自己拡張型頭蓋内ステントおよびフローダイバータステントによる動脈瘤内血行動態の変化：血流速度低下にもかかわらず高い動脈瘤内圧は持続する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、コイル非併用下におけるフローダイバータ（flow diverter）が非血栓化動脈瘤に提供し得る保護効果を、自己拡張型ネックブリッジングステントと比較しつつ、動脈瘤内の血行動態（とくに圧と速度）に与える影響を定量的に明らかにすることである。
  • デジタルサブトラクション血管造影に基づく大きな内頸動脈—眼動脈部動脈瘤の解剖学的に忠実な三次元モデルを作成し、ステレオ顕微鏡計測に基づくNeuroform EZ（ネックブリッジング）およびPipeline Embolization Device（フローダイバータ）の三次元モデルを挿入して、有限体積法により定常流の連続の式とナビエ–ストークス方程式を解くCFD解析を実施した（血液は非圧縮性ニュートン流体、血管壁は剛体、すべりなし境界条件、入口圧はステント留置前後とも収縮期最大120 mmHgに設定）。
  • Neuroform EZは動脈瘤内平均血流速度を14%低下させるのみで流れパターンの変化は小さかったのに対し、Pipelineは平均速度を74%低下させ流れパターンを大きく変化させたが、動脈瘤内圧の低下はそれぞれ4 mmHgおよび8 mmHgにとどまった。
  • 以上より、これらのステントのフローダイバーション効果は主として速度低下に限定され、非血栓化動脈瘤や血栓化が遅延する動脈瘤では、ステントによる血流速度低下の程度にかかわらず動脈瘤内圧は実質的に不変であることが示唆される。

(071) Larrabide [91] ⭐

📕 書誌情報

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

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

AJNR Am J Neuroradiol, 2013 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーター（FD）により誘起される動脈瘤内圧および血流の変化：動脈瘤の大きさと形状との関連

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバーター（FD）による血流改変が動脈瘤内圧および血流に及ぼす影響を定量化し、それらの変化と動脈瘤のサイズおよび形状との関係を明らかにして、血栓化と逆リモデリングの機序における圧変化の寄与を評価することである。
  • 内頸動脈前床突起上部（supraclinoid）部に位置する大小・形状の異なる動脈瘤23例の3次元画像からCFD（計算流体力学）解析を実施し、動脈瘤頸部を横断するFDを仮想留置する前後で、壁せん断応力（wall shear stress, WSS）、流速、滞留時間、ターンオーバー時間、動脈瘤内圧を算出して統計学的に比較した。
  • FD留置後、平均動脈瘤内圧を除く多くの血行動態指標は動脈瘤内で有意に低下（P<.01）し、最小/最大内圧にも小さいながら有意な変化がみられたが臨床的意義は乏しいと判断され、23例全体として平均圧・ピーク圧の有意な変化は認められなかった一方で、WSSと流速の減少は顕著で血栓形成への関与が示唆され、さらに小型動脈瘤では大型よりもWSS（P=.069）と流速（P=.013）の低下が有意に大きく、紡錘状動脈瘤では囊状動脈瘤に比べWSS（P=.055）と流速（P=.065）の低下およびターンオーバー時間の増加が有意に大きかった。
  • したがって、FD留置後の遅発性破裂における圧変化の役割は小さく、代わってWSS・流速の低下とターンオーバー時間の延長が動脈瘤内血栓形成の主要機序であり、その効果は動脈瘤のサイズおよび形状に依存することが示唆された。

(072) Morales [41]

📕 書誌情報

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

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

IEEE Trans Med Imaging, 2013 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

動的経路計画を用いた画像ベース動脈瘤モデル向け仮想コイル塞栓技術

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、画像ベースの動脈瘤モデルに対して血管内コイル挿入（コイル塞栓）を仮想的に再現し、治療後の血行動態を予測して臨床支援に資する仮想コイル塞栓技術を提案することである。
  • 動的経路計画を用いて動脈瘤腔内のコイルの構造と分布を模擬し高い充填率を達成するアルゴリズムを構築し、理想化モデルおよび画像ベースモデルで性能評価を行い、実際のコイル塞栓症例の臨床情報によって検証し、さらに計算流体力学（CFD）によりコイル塞栓後の局所血行動態を解析した。
  • 提案手法は挿入コイルの巨視的挙動を再現し、動脈瘤腔内の密度・形状・分布を適切に捕捉するとともに、コイル塞栓後には壁面せん断応力および動脈瘤内流速が低下し、コイルにより動脈瘤内へ流入する造影剤量が減少しその滞留時間が延長することがCFDで示された。
  • 以上より、本仮想コイル塞栓技術は動脈瘤コイル治療の計画および治療後血行動態の予測に資する実用的な計算ツールであり、臨床意思決定の支援に有望である。

(073) Jiang [22]

📕 書誌情報

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

Jingfeng Jiang, Charles M Strother

IEEE Trans Med Imaging, 2013 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

調和関数を用いた囊状脳動脈瘤のインタラクティブな分割および写像：患者固有（patient-specific）CFDシミュレーションへの初の応用

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者固有（patient-specific）CFD解析で得られる壁面せん断応力や圧力などの表面指標を多数症例間で客観的に比較可能とするため、親動脈から囊状脳動脈瘤を自動性の高い手法で分離し、その表面を単位円板へ写像する統一的アプローチを開発することである。
  • 提案手法は調和関数（harmonic function）／場（field）に基づき、(1) 正常親動脈の円筒的特徴からの空間的偏差を表す距離指標、(2) 局所曲率、(3) 瘤―親動脈接合部の局所的凹性、の三種の形状情報を形状感度重み付けを施したラプラシアン方程式の線形系に統合して調和場を解き、その等値線が親動脈―瘤境界で高密に集積する性質を利用して最適等値線をランキング手法で選択し、分割後の瘤表面を単位円板に写像するものであり、ユーザインタラクションを最小化している。
  • 自施設のデータベースから得た患者固有の動脈瘤形状に対する定量解析により、本手法はロバストであり、分岐型・終末型・側壁型など幾何学的に多様な瘤に対しても一貫した分割と写像結果が得られた。
  • 本手法の適用により、多施設・多症例データセットにおける表面生理・血行動態指標のモデル間比較が有意で信頼性・再現性高く実施可能となり、脳動脈瘤の自然歴と患者固有指標との関連解析を促進しうることが示され、患者固有CFDと組み合わせた初の応用として学術的有用性を示した。

(074) 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

三次元回転血管造影における頭蓋内動脈瘤ネック径の過大評価：数値流体力学（CFD）による瘤内血行動態への影響

💬 AI 要約

  • 三次元回転血管造影（3DRA）は頭蓋内動脈瘤の形態評価の基準とされるが、二次元デジタル・サブトラクション血管造影（2D DSA）と比較してネック径を過大評価する可能性が報告されているため、本研究は3DRAにおけるネック径の過大評価が数値流体力学（computational fluid dynamics: CFD）により評価される瘤内血行動態に及ぼす影響を検討することを目的とした。
  • 20例の患者から得られた20個の頭蓋内動脈瘤を対象に、3DRAと2D DSAにおけるネック径の差を評価し、3DRA由来の血管モデルを2D DSAの計測に一致するよう修正したうえで、原モデルと修正モデルの幾何学的および血行力学的指標をCFDで比較した。
  • 20例中8例で3DRAモデルは2D DSAと比べてネック径を過大評価しており、修正後の平均ネック径は19%（0.85±0.32 mm）減少した、さらにネック修正により流入ジェットの位置（2/8）、衝突域（impingement zone）の位置（3/8）、低壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）領域（4/8）が変化し、1例では最大WSSが98%増加したほか、衝突域の位置変化に伴い衝突域領域の分類が2例で変更された。
  • 以上より、3DRAにおけるネック径の過大評価は、CFDにより決定される瘤内血行動態指標に対して無視できない影響を及ぼし得ることが示された。

(075) Zhang [74] ⭐

📕 書誌情報

Investigation of intracranial aneurysm hemodynamics following flow diverter stent treatment.

Y Zhang, W Chong, Y Qian

Med Eng Phys, 2013 May

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーターステント治療後における頭蓋内動脈瘤の血行動態の検討

💬 AI 要約

  • フローダイバーター（Flow Diverter, FD）は頭蓋内動脈瘤への血流を低減する高密度メッシュステントであるが、残存瘤の増大や破裂を来す可能性もあるため、本研究ではFD留置が頭蓋内動脈瘤の血流力学に及ぼす影響を検討した。
  • FD留置後の動的力と抵抗力を評価するため、患者別の数値流体力学（CFD）解析により血流力学的指標を定量化した。
  • シミュレーションでは、成功例（患者A）でFDの流動抵抗力が流れの動的（駆動）力を上回り動脈瘤頸部の流速の大きさが95%低下した一方、不成功例（患者B）では頸部の流速低下が約50%にとどまり、頸部断面における抵抗力が駆動力を下回っていた。
  • 動脈瘤の完全閉塞には動的力を抑制し得るより高抵抗のFDステントが必要であり、患者固有の血流力学シミュレーションはFD治療成績を定量的に予測する手段を提供し得る。

(076) Frye [235] ⭐

📕 書誌情報

Cerebral folate receptor autoantibodies in autism spectrum disorder.

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

Mol Psychiatry, 2013 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

自閉スペクトラム症における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（FRA）の有病率を系統的に評価し、遮断型FRA（blocking FRA）濃度と髄液5-メチルテトラヒドロ葉酸との関連を検証するとともに、FRA陽性児に対するロイコボリンカルシウム（フォリニック酸）治療の有効性を検討することである。
  • ASD児93例の血清FRA濃度を測定し、このうち16例で遮断型FRAと髄液5-メチルテトラヒドロ葉酸濃度の相関を解析したうえで、FRA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）を投与し、平均4カ月の期間にわたり待機リスト対照群と比較して治療反応を評価した。
  • FRAの有病率は75.3%と高く、16例では遮断型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、後者は全例で基準平均を下回っていた；さらに、治療群は対照群に比べて言語的コミュニケーション、受容・表出言語、注意、常同的行動の改善評価が有意に高く、およそ3分の1の児で中等度以上の改善が認められ、有害事象の発現頻度は低かった。
  • これらの所見は、FRAがASDの病態に関与する可能性と、FRA陽性のASD児においてロイコボリンカルシウム治療が有益となり得ることを示唆し、実地臨床においては侵襲性の低い経験的投与の妥当性を支持するとともに、葉酸受容体自己免疫およびロイコボリンカルシウム治療に関するさらなる検証研究の必要性を示す。

(077) Osorio [63] ⭐

📕 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

脳卒中リスクを最小化するための左室補助人工心臓（LVAD）植込みの外科的調整に関する計算流体力学解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、LVADの流出導管の最適な留置位置および角度、ならびに上行大動脈—腕頭動脈（innominate artery, IA）または左総頸動脈を連結する大動脈バイパスの付加により、頸動脈・椎骨動脈へ流入する血栓を最小化できるかを計算流体力学（CFD）で検証することである。
  • 方法として、代表的な大動脈弓形状を用い、大動脈バイパスの有無およびLVAD流出カニューレ（流出導管）の留置条件を変化させ、CFDコードFluent 6.3で血流場を解くとともに、LVADカニューレ入口から無作為に放出した直径2–5 mmの血栓のラグランジュ粒子追跡を実施し、各径別および総計で頸動脈・椎骨動脈へ到達する割合を算出した。
  • 結果として、流出導管の留置およびバイパスの有無は予測される脳塞栓率に最大約50%の変動をもたらし、吻合部位とカニューレの取り付け角の調整が塞栓出現に大きく影響し、基準とした（壁面に対してほぼ直交する）取り付けに比べて浅い取り付け角の構成では脳塞栓が約50%低減した。
  • 結論として、LVAD植込み幾何は脳塞栓リスクに重要であり、吻合位置・角度の外科的調整という簡便な手技により脳卒中リスクを最大50%低減できる可能性が示唆され、加えて腕頭動脈起始部までの距離など他因子の寄与や術前画像に基づく患者別最適化の有用性が示された。