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脳 CFD血流解析 学術文献調査 PubMed 2014

  • 『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：2014-01-01 - 2014-12-31
    • 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？ 血行動態が頭蓋内動脈瘤の発生・増大・破裂に及ぼす複雑な相互作用：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、くも膜下出血に伴う壊滅的転帰、ならびに治療に関するリスクと費用を踏まえ、動脈瘤破裂リスクを客観的に予測する指標を定義する必要がある。
  • 画像ベースの計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）モデルは血行動態と頭蓋内動脈瘤破裂の関連を示唆しているが、壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）に関する知見は一致していないため、本研究では「高WSS対低WSS」という論争が動脈瘤の病態生理の複雑性の表れである可能性を提案した。
  • 低WSSおよび高い振動性せん断指標（oscillatory shear index; OSI）が炎症性細胞を介する経路を誘発し、とくに大きいアテローム性動脈瘤表現型の増大と破裂に関連しうる一方、高WSSと正のWSS勾配が壁在細胞を介する経路を誘発し、小型または二次性（secondary bleb）動脈瘤表現型の増大と破裂に関連しうることを示した。
  • 本仮説は、頭蓋内動脈瘤の多様な病態生理をCFDにより得られる結果と整合的に関連づけ、より信頼性の高いリスク予測因子の探索に資する統一的枠組みを提供することを目的とする。

(002) 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？ 脳内動脈瘤破裂リスク評価における血行動態の役割

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、画像ベースの計算流体力学（CFD）が脳内動脈瘤の破裂リスク層別化において有力である一方で、壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）と動脈瘤の増大・破裂との関連について高WSSと低WSSの双方を支持する結果が混在している点を、機序とパラメータ定義の観点から整理することである。
  • 方法として、本レビューの第1部で提唱した統合仮説（高WSSと低WSSはそれぞれ、壁在細胞（mural cell）介在および炎症性細胞（inflammatory cell）介在の破壊的リモデリング経路を介して増大・破裂を促進しうる）を踏まえつつ、第2部ではWSS関連パラメータの定義の違いを明確化し、機序的多様性を考慮したうえで近年のCFD研究を概説・整理した。
  • その結果、相反するCFD所見は、WSS指標の定義の不一致、データセットの規模の小ささ、ならびに脳内動脈瘤の増大・破裂に固有に存在する複雑性に起因する可能性が示され、機序の異質性を反映した解析枠組みの重要性が論じられた。
  • 結論として、将来的にはより大規模なデータセット、改良された解析手法、ならびに血行動態—生物学的機序の理解の深化により、CFDに基づく脳内動脈瘤の破裂リスク予測モデルの精度向上が期待される。

(003) 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

注意せよ：計算流体力学（CFD）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、脳動脈瘤の血行動態解析における計算流体力学（CFD）の解法戦略に関して、近年の高精細シミュレーションが示唆する通常の文献手法の潜在的欠点が、破裂状態の識別に用いられる予測指標に与える影響（いわゆる「ギャップ」）を定量化することである。
  • 方法として、現実的なMCA動脈瘤12例に対し拍動流を対象に、高解像度および通常解像度の2通りのシミュレーション戦略でCFD解析を実施し、ドメイン平均誤差により選択時刻の速度場を比較した。
  • 結果として、特に分岐部に位置する動脈瘤では、流れおよび壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）分布における瞬間的な差が顕著であった；さらに、周期平均・最大WSS、振動性せん断指数（oscillatory shear index: OSI）、低せん断領域面積、粘性散逸比、ならびに運動エネルギー比といった種々の簡略化血行動態指標について線形回帰を行ったところ、運動エネルギー比（R(2)=0.25）とOSI（R(2)=0.23）を除き高い相関（R(2)>0.9）を示した一方、ほとんどの指標で傾きが有意に1未満であり、通常解像度では過少評価が強く示唆された。
  • 結論として、運用上よく用いられる典型的なCFD解法戦略は、いくつかの強く簡略化された指標に基づく破裂リスク評価の補強には最終的に十分である可能性はあるが、動脈瘤壁が受ける複雑な生体力学的刺激の大きさや特性を予測する用途には信頼できない可能性が高く、その影響は他のモデリング仮定や不確実性よりも大きいと考えられる。

(004) Turjman [158] ⭐

📕 書誌情報

Role of fluid dynamics and inflammation in intracranial aneurysm formation.

Alexis S Turjman, Francis Turjman, Elazer R Edelman

Circulation, 2014 Jan 21

  • Keywords: computational fluid dynamics, inflammation, intracranial aneurysm, mechanics, ventricular remodeling

  • DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.113.001444

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 158
    • FWCI: 5.1533 ⭐
    • Citation Percentile: 95.39 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤形成における流体力学および炎症の役割

💬 AI 要約

  • 炎症が動脈瘤形成（aneurysmogenesis）の重要なメディエータとして出現していることは、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm: IA）の発生過程を理解する新たな機会を提供する。
  • 本レビューでは、局所血流の変化、壁の力学的特性の変化、ならびに生化学的メディエータの三要素（triptych）に対する影響を炎症が統合するという観点から、炎症性カスケードがIA形成に及ぼす影響を検討し、その関連する形態学的・構造的・機械的変化、特に流れに起因する内皮機能不全の状況に焦点を当てる。
  • 炎症の進行過程は、血流が誘発する内皮機能不全に関連して、動脈瘤発生に伴う形態・組織構造・力学特性の変化と結びつくことが示される。
  • これらの知見は、炎症と流体力学的要因を統合的に扱うことで、より頑健な予測ツールの構築に向けた新しい研究の方向性を拓くことを結論づける。

(005) McDougall [146] ⭐

📕 書誌情報

Bioactive versus bare platinum coils in the treatment of intracranial aneurysms: the MAPS (Matrix and Platinum Science) trial.

C G McDougall, S Claiborne Johnston, A Gholkar, S L Barnwell, J C Vazquez Suarez, J Massó Romero, J C Chaloupka, A Bonafe, A K Wakhloo, D Tampieri, C F Dowd, A J Fox, S J Imm, K Carroll, A S Turk

AJNR Am J Neuroradiol, 2014 May

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の治療における生物活性（bioactive）コイルと裸金属（bare platinum）コイルの比較：MAPS（MatrixおよびPlatinum Science）試験

💬 AI 要約

  • 本研究は、ポリマー修飾コイルが血管内治療後の動脈瘤閉塞を安定化させる可能性についての根拠が限定的であることを背景に、Matrix(2)（ポリグリコール酸／ポリ乳酸）生体ポリマー修飾コイルが裸金属コイルに対して有効であるかを検証し、さらに血管造影上の再発が臨床的失敗（標的動脈瘤再発）と相関するかを評価することを目的とした。
  • 多施設共同の無作為化非劣性試験を実施し、盲検化したエンドポイント判定により、Matrix(2)修飾コイルと裸金属コイルの治療効果を比較した；主要評価項目は12±3か月時点での標的動脈瘤再発とし、臨床的失敗は、治療後の動脈瘤破裂、再治療、または原因不明の死亡を含む複合エンドポイントとして整理した。
  • 626例をMatrix(2)群と裸金属コイル群に割り付けた結果、455日では少なくとも1件の標的動脈瘤再発イベントが、裸金属コイル群で14.6%、Matrix(2)群で13.3%に発生し（P=.76、log-rank検定）、再発イベントの92.8%は治療後に出血がみられなかった動脈瘤に対する再介入であり、5.8%は再出血を含む出血事象に起因した。
  • 試験したMatrix(2)コイルは裸金属コイルに対して非劣性であり、血管内動脈瘤コイル塞栓術は安全で技術的成功率も高かった；また標的動脈瘤再発は、初回血管造影での不完全閉塞、破裂での提示、ならびに動脈瘤の大きいドーム径および頸部径と関連しており、標的動脈瘤再発は確立した血管造影学的指標と良好に相関する有望な臨床アウトカム指標であることが示された。

(006) 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塞栓術とコイル単独の比較：安全性・有効性・中期成績

💬 AI 要約

  • 本研究は、ステント併用コイル塞栓術が動脈瘤の再開通を低減する可能性がある一方で合併症を増やし得ることを踏まえ、未破裂頭蓋内動脈瘤におけるステント併用のアウトカムをコイル単独と比較して評価することを目的とした。
  • 多施設のMatrixおよびPlatinum Science Trialにおいて、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、神経学的アウトカム、血管撮影（血管造影）アウトカム、ならびに安全性データを解析した。
  • ステント使用群は、動脈瘤の頸部がより広い（≥4 mmが62% vs 33%）一方で、 dome-to-neck比は低値（1.3 vs 1.8）であり、周術期の重篤有害事象は両群で低頻度で差は認められなかった（6.6% vs 4.5%、P= .39）。1年時点では、主要な有害事象・死亡・mRS悪化はいずれも同程度であったが、虚血性脳卒中はステント使用群で多かった（8.8% vs 2.2%、P= .005）。
  • しかし多変量解析により、治療後2年時点で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= .0089）および動脈瘤頸部幅≥4 mm（OR 4.5、P= .02）のみであり、ステント使用自体は独立予測因子ではなかった（OR 1.1、P= .94）。さらに、標的動脈瘤の再発（recurrence）についてもステント使用は独立して予測せず、再発は動脈瘤のdome size≥10 mmが予測した（OR 9.94、P< .0001）ことから、形態学的により困難な動脈瘤に対するステント併用コイル塞栓術は、虚血性イベントの増加がベースラインリスク因子および動脈瘤形態に起因しているという点で、コイル単独と同等の成績を示した。

(007) Siyahhan [129] ⭐

📕 書誌情報

Flow induced by ependymal cilia dominates near-wall cerebrospinal fluid dynamics in the lateral ventricles.

Bercan Siyahhan, Verena Knobloch, Diane de Zélicourt, Mahdi Asgari, Marianne Schmid Daners, Dimos Poulikakos, Vartan Kurtcuoglu

J R Soc Interface, 2014 May 06

  • Keywords: cerebrospinal fluid dynamics, computational fluid dynamics, ependymal cilia, magnetic resonance imaging, neuronal migration

  • DOI: 10.1098/rsif.2013.1189

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 129
    • FWCI: 3.4478 ⭐
    • Citation Percentile: 92.98 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

ependymal ciliaの運動により誘起される流れが、側脳室における壁近傍の脳脊髄液（CSF）動態を支配する

💬 AI 要約

  • 脈絡叢や血管の拍動に起因するマクロスケールのCSF流れの寄与は不明である一方、上衣（ependymal）線毛の拍動が誘起するCSF流れが神経のガイダンスに重要な因子であることは、実験的エビデンスが増えている。
  • 本研究では、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）を用いて、マクロスケール流れと線毛に誘起されるCSF流れの相互作用、および壁近傍動態への相対的寄与を解明した。
  • 被験者固有の解剖学的形状、壁運動、ならびに磁気共鳴画像（magnetic resonance imaging; MRI）由来の脈絡叢拍動を用いて、側脳室空間内で生理学的マクロスケールCSF動態を模擬し、マクロスケールシミュレーションから抽出した動的境界条件に基づき、右側側脳室の2つのサブドメインにおける壁近傍流れを定量化した。
  • 線毛を考慮しない場合、CSF拍動により脳室表面に沿って周期的な流れの反転が生じ、脳室壁に作用する時間平均の力はほぼゼロとなったのに対し、線毛は壁面せん断応力をより整列した形に促し、マクロスケール拍動流がもたらすものに比べて平均で2桁（two orders of magnitude）大きいことを示した。これらの結果は、側脳室における神経のガイダンスは上衣線毛の作用によって支配される可能性が高い一方、脳室中心領域のCSF動態は主として壁運動と脈絡叢拍動によって駆動されることを示唆する。

(008) Berg [111]

📕 書誌情報

Cerebral blood flow in a healthy Circle of Willis and two intracranial aneurysms: computational fluid dynamics versus four-dimensional phase-contrast magnetic resonance imaging.

Philipp Berg, Daniel Stucht, Gábor Janiga, Oliver Beuing, Oliver Speck, Dominique Thévenin

J Biomech Eng, 2014 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

健常なウィリス動脈輪および2つの頭蓋内動脈瘤における脳血流：計算流体力学と4次元位相コントラスト磁気共鳴画像法の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）による脳血流解析の臨床的受容には多くの仮定が関与するため、時間依存の定量的位相コントラストMRI（4D PC-MRI）との比較によってその妥当性を検証することである。
  • 3Tおよび7Tで健常ボランティア1名および2つの頭蓋内動脈瘤に対して4次元PC-MRI測定を実施し、得られた画像から動脈瘤の3次元（3D）モデルを再構築したうえで数値シミュレーションを行い、MR測定由来の流れ情報を境界条件として適用した。
  • CFDにより得られた4D速度場とMRIにより得られた4D速度場を、切断面およびベクトル解析を含む定性的および定量的な比較により評価したところ、全ての症例で速度パターンに高い類似性が認められ、定量解析でも両者の良好な一致が示された。
  • 差異は、再構築された血管モデルと実際の血管内腔との間に生じた微小な形状差に起因しており、拡張期から収縮期にかけて速度が増大するほどMRIとCFDの相対差が増強することが示唆された；結論として、現実的な幾何形状と境界条件を与えれば、CFDは頭蓋内速度の予測においてMRIと良好に一致し、さらにCFDの高い時間・空間分解能を活用することで動脈瘤形成や破裂との関連を評価するための複雑な流れの解析が可能であるが、血管再構築には幾何形状が後続の数値結果に大きく影響するため特段の注意が必要である。

(009) Mut [110] ⭐

📕 書誌情報

Association between hemodynamic conditions and occlusion times after flow diversion in cerebral aneurysms.

Fernando Mut, Marcelo Raschi, Esteban Scrivano, Carlos Bleise, Jorge Chudyk, Rosana Ceratto, Pedro Lylyk, Juan R Cebral

J Neurointerv Surg, 2015 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤に対するフローダイバータ治療後の閉塞までの時間に関する血行動態条件の関連性

💬 AI 要約

  • 目的：フローダイバータ（flow diversion）治療の対象となる血行動態環境に関する知見が不足しているため、頭蓋内動脈瘤に対する同治療の評価は困難である。本研究は、フローダイバータ後に形成される血行動態が速い動脈瘤閉塞を誘導する条件を同定することを目的とした。
  • 方法：フローダイバータ単独で治療された動脈瘤を2群に選別した。（a）3か月で完全閉塞した動脈瘤（fast occlusion）と、（b）6か月で開存または不完全閉塞であった動脈瘤（slow occlusion）である。計23個の動脈瘤を対象とし、患者固有の計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）モデルを構築して治療直前および直後の血行動態環境を特徴づけた。治療直後における平均的な血行動態指標を、fast群とslow群で統計学的に比較した。
  • 結果：fast occlusion群の動脈瘤では、slow occlusion群に比べて治療直後の平均速度（fast=1.13 cm/s、slow=3.11 cm/s、p=0.02）、流入量（fast=0.47 mL/s、slow=1.89 mL/s、p=0.004）、せん断速度（fast=20.52 1/s、slow=32.37 1/s、p=0.02）が有意に低かった。受信者動作特性（receiver operating characteristics：ROC）解析により、治療直後の平均速度、流入量、およびせん断速度が一定の閾値未満であることは、それぞれ良好な精度（84%、77%、および76%）でfast群とslow群を識別できることが示された。
  • 結論：フローダイバータによって治療された脳動脈瘤の閉塞までの時間は、デバイス留置直後に形成される血行動態条件から予測可能である。具体的には、留置直後の低い血流速度、低い流入量、ならびに低いせん断速度が、速い閉塞時間と関連していた。

(010) Cebral [102] ⭐

📕 書誌情報

Analysis of hemodynamics and wall mechanics at sites of cerebral aneurysm rupture.

Juan R Cebral, Mariano Vazquez, Daniel M Sforza, Guillaume Houzeaux, Satoshi Tateshima, Esteban Scrivano, Carlos Bleise, Pedro Lylyk, Christopher M Putman

J Neurointerv Surg, 2015 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤破裂部位における血行動態と血管壁力学の解析

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤は、壁面せん断応力（WSS）の高値または低値に特徴づけられる異常な血行動態に応答して壁が段階的に劣化することにより進展すると考えられるため、本研究では既知の破裂部位を有する一連の脳動脈瘤において、異なる2つの血行動態経路が破裂に及ぼす影響を検討した。
  • 破裂部位を3次元画像で同定できた脳動脈瘤9例を解析し、WSS分布は計算流体力学（CFD）シミュレーションから推定したのち、CFDで得られた血行動態負荷に基づく構造壁モデルにより内部壁応力を算出した。
  • さらに、WSS分布に応じて壁特性（厚さおよび剛性）を高WSS部位または低WSS部位でそれぞれ増加または減少させるように調整し、想定される壁劣化経路を検証するとともに、破裂確率指標（RPI）を算出して各壁モデル間の比較を行った。
  • 破裂部位の多くは、動脈瘤内の流れの主流方向と一次インパクション領域の下流に整列しており、9例中8例（89%）では、異常高WSS領域において壁が薄くかつ硬いモデルが破裂部位を最も良く説明（高いRPIを生成）した一方、残り1例（11%）では異常低WSS領域で薄く硬いモデルが最も適合したことから、破裂は異常な血行動態に応答した局所的な壁劣化と脆弱化により生じる可能性が示唆された。

(011) 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、および（起こり得る）破裂を制御する機序に関与する血行動態を、客観的に特徴づけ、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（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションを用いて、患者固有の頭蓋内動脈瘤形状210例の血行動態を再構成した。
  • 血行動態は、渦コアライン（vortex core lines）由来の指標および固有直交分解（proper orthogonal decomposition）を用いることにより、空間的複雑性と時間的安定性の観点から分類したのち、視覚的検査に基づく先行の質的分類との比較を行った。
  • 受信者動作特性（receiver operating characteristic: ROC）曲線により、空間的複雑性（0.905）および時間的安定性（0.85）において両分類が良好に一致することが示されたほか、破裂例と未破裂例の血行動態を記述する量には統計学的に有意な差が認められた。具体的には、破裂動脈瘤では未破裂動脈瘤よりも複雑で不安定な流れのパターンがみられ、破裂との関連は空間的複雑性の方が時間的安定性よりも強かった。長いコアライン長や高いエントロピーを特徴とする複雑・不安定な血流動態は、動脈瘤の破裂を促し得る生物学的過程を誘発する可能性がある。

(012) Hetts [99] ⭐

📕 書誌情報

Influence of patient age on angioarchitecture of brain arteriovenous malformations.

S W Hetts, D L Cooke, J Nelson, N Gupta, H Fullerton, M R Amans, J A Narvid, P Moftakhar, H McSwain, C F Dowd, R T Higashida, V V Halbach, M T Lawton, H Kim

AJNR Am J Neuroradiol, 2014 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

脳動静脈奇形における血管構築（アンジオアーキテクチャ）に対する患者年齢の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動静脈奇形（AVM）における臨床的特徴および血管構築学的特徴が、小児と成人で異なるかどうかを明らかにすることである。
  • 2001年以降に脳AVMと診断された全患者を対象とした施設内の前向き収集データベースを検索し、人口統計学的、臨床的、および血管構築に関する情報を記述・解析したうえで、単変量および多変量モデルによる検討を行った。
  • 年齢を連続変数として扱う場合と、年齢を小児（18歳以下；n=203）と成人（18歳超；n=630）に二分する場合で、結果がしばしば異なった；小児ではAVM出血での発見割合が高かった（59% vs 41%, P < .001）。また、若年層では（年齢を連続または二分した場合のいずれでも）排出静脈が「深部のみ」に限られる例が多く、さらに静脈拡張は年齢とともに増加し、成人では小児よりも多かった（52% vs 35%, P < .001）。一方、栄養動脈瘤を伴う症例は伴わない症例よりも平均年齢が高く（44.1歳 vs 31.6歳）、小児と成人の比較でもその傾向が維持された（13% vs 29%, P < .001）。
  • 小児の脳AVMは成人よりも出血を契機に臨床的注目を集めやすい一方で、静脈拡張および栄養動脈瘤は小児では過小に見られ、これらの高リスク所見が発現・発達するには時間がかかる可能性が示唆された。

(013) Valen-Sendstad [92] ⭐

📕 書誌情報

High-resolution computational fluid dynamics detects flow instabilities in the carotid siphon: implications for aneurysm initiation and rupture?

Kristian Valen-Sendstad, Marina Piccinelli, David A Steinman

J Biomech, 2014 Sep 22

  • Keywords: Aneurysm, Carotid artery, Computational fluid dynamics, Transitional flow, Turbulence, Vortex-shedding

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2014.04.018

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 92
    • FWCI: 4.9269 ⭐
    • Citation Percentile: 94.99 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

高解像度計算流体力学により頸動脈洞（carotid siphon）における流れの不安定性を検出：動脈瘤の発生および破裂への示唆

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、十分に高い解像度で流れを再現することで頸動脈洞が流れの不安定性を内在しうるかを検証し、内頸動脈（ICA）動脈瘤の発生および破裂に関わる力学的機序の解明への寄与を評価することである。
  • 方法として、オープンソースのAneuriskデータセットに含まれる連続する5例の内頸動脈（ICA）動脈瘤症例を対象とし、動脈瘤（いずれも洞の下流に存在）を既に開発され検証済みの手法によりデジタル除去した。
  • 計算流体力学（CFD）モデルでは、上流側に長い頸部領域を含め、下流側に中大脳動脈および前大脳動脈を設定し、高解像度の脈動シミュレーションを平均約2400万個（範囲16–32百万）の線形四面体要素相当、かつ1サイクル当たり3万ステップで実施した。
  • 結果として5例中2例では、収縮期ピーク直後に軽度の流れの不安定性を伴う層流が観察され、1例では周波数約100 Hzの強い周期的渦放出が生じた；残る2例ではより高周波の流れの不安定性と複雑な3次元渦構造がみられ、それらは脳動脈へ下流まで波及したことから、頸動脈洞は（低解像度で行われた多くの既存CFD研究とは必ずしも一致しない一方で）in vitro報告と整合的に流れの不安定性を経験しうると示された。

(014) 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

フローダイバータ治療を受けた脳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

  • フローダイバータによる脳動脈瘤治療は有望な成績が報告されている一方で、動脈瘤の閉塞遅延、治療後症状、破裂などの不良転帰もみられるため、血行動態プロファイルに基づき成功例と失敗例を関連づけることを目的とした。
  • 患者固有の計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）を用いて、フローダイバータ留置後の血流ジェット、エネルギー損失、体積流量、壁面せん断応力（wall shear stress）を含む血行動態指標を、成功した4例の閉塞例と失敗4例で解析した。
  • 成功した閉塞では、ジェット流の顕著な消失が認められ、動脈瘤内への流入はフローダイバータの中心を介して迂回され、動脈瘤嚢から親動脈へと流出する流れの継続と滑らかに合流していた；さらに他の血行動態指標の低下も併せて観察された。
  • 失敗例では、仮想的な第2介入（不成功のフローダイバータを最適配置された仮想フローダイバータに置換、または最初のフローダイバータ内に第2フローダイバータを追加配置した（double hypothetic optimally deployed）シミュレーション）により血行動態を再評価し、動脈瘤頸部（neck）形状が治療有効性に影響し得ることが示唆された；CFDで算出される血行動態指標はフローダイバータ治療成績と密接に相関し、手技前に最適化した留置戦略をシミュレーションし治療後転帰を評価する計画ツールとして神経内介入（neurointervention）に有用となり得る。

(015) Bourke [84] ⭐

📕 書誌情報

Breathing life into dinosaurs: tackling challenges of soft-tissue restoration and nasal airflow in extinct species.

Jason M Bourke, W M Ruger Porter, Ryan C Ridgely, Tyler R Lyson, Emma R Schachner, Phil R Bell, Lawrence M Witmer

Anat Rec (Hoboken), 2014 Nov

  • Keywords: computational fluid dynamic, conchae, dinosaurs, pachycephalosaurs, physiology, reconstruction, soft tissue, turbinates

  • DOI: 10.1002/ar.23046

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 84
    • FWCI: 16.9448 🌟
    • Citation Percentile: 98.98 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

恐竜に息を吹き込む：絶滅種における軟部組織の復元と鼻腔気流の課題への対処

💬 AI 要約

  • 鼻部は感覚・熱・呼吸生理において重要であるが、絶滅脊椎動物において軟部組織が保存されにくいため、その進化を調べることが困難である。本研究は、パキケファロサウルス科の獣脚類ではなく鳥盤類の「bony-headed」系統であるパキケファロサウルス科（特にStegoceras validum）をテストケースとして、鼻腔の軟部組織復元を可能にする形態学的手掛かりを評価することを目的とした。
  • Hypermineralization（過剰な鉱化）によって鼻嗅部の鼻甲介（olfactory turbinates）の一部と、呼吸に関与する可能性がある骨学的相当物としての内部鼻稜（internal nasal ridge）が直接保存されている点に着目し、化石試料をCTスキャンし、鼻腔をセグメンテーションした上で復元を行った。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）により、鼻腔軟部組織の形状適合性が異なる複数モデルで仮想環境下の気流を機能的に検証した。具体的には、軟部組織を除いた骨境界モデルに加え、傍鼻中隔（paranasal septum）、巻き込まれた鼻甲介（scrolled concha）、分岐した鼻甲介（branched concha）、および傍鼻中隔と鼻甲介の組合せモデルを作成し、現生のdiapsid（系統学的に制約されたサンプル）との流体流動の偏差を欠損軟部組織の指標として用いた。
  • 嗅覚室（olfactory chamber）での顕著な気流など、現生diapsidで見られる気流特徴を復元できたモデルほど可能性が高いと判断され、分岐した鼻甲介を含むモデルが現生diapsidに最も近い気流パターンを示した。これらの古生物学的観察および気流モデリングの結果から、S. validumおよび他のパキケファロサウルス科には嗅覚および呼吸の両方に関与する鼻甲介が備わっていた可能性が示唆された一方で、呼吸性鼻甲介と恒温性（endothermy）との関連には慎重な解釈が必要であり、選択的な脳温調節など他の機能も重要であり得ると結論づけた。

(016) Jansen [82] ⭐

📕 書誌情報

Generalized versus patient-specific inflow boundary conditions in computational fluid dynamics simulations of cerebral aneurysmal hemodynamics.

I G H Jansen, J J Schneiders, W V Potters, P van Ooij, R van den Berg, E van Bavel, H A Marquering, C B L M Majoie

AJNR Am J Neuroradiol, 2014 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤血流解析における計算流体力学シミュレーションでの一般化流入境界条件と患者固有流入境界条件の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、一般化流入境界条件と患者固有流入境界条件の違いが、脳内動脈瘤の血行動態に与える影響を比較することである。
  • 3D回転血管撮影により36例の動脈瘤の幾何学モデルを作成し、親動脈に対して2D位相コントラストMRIによる速度計測を実施したうえで、計算流体力学（CFD）シミュレーションを2通り（患者固有の位相コントラストMRI速度プロファイル使用／一般化Womersleyプロファイル使用）で行った。
  • 壁面せん断応力（WSS）の平均値および最大値、ならびに振動せん断指数（oscillatory shear index）を算出して解析し、定量的には両流入境界条件間でWSS平均値・最大値に統計学的有意差（P < .001）が認められ、定性的評価では21例で血行動態指標の相違が示された。
  • 一般化流入境界条件では渦の発生および流入ジェットの不安定性がより多く観察され、WSSの大きさおよび血行動態特性が異なることが示唆されたことから、CFDによる脳動脈瘤の血行動態計算には患者固有流入境界条件の必要性が強調される。

(017) Janiga [79] ⭐

📕 書誌情報

The Computational Fluid Dynamics Rupture Challenge 2013—Phase I: prediction of rupture status in intracranial aneurysms.

G Janiga, P Berg, S Sugiyama, K Kono, D A Steinman

AJNR Am J Neuroradiol, 2015 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学破裂チャレンジ2013—第I相：頭蓋内動脈瘤における破裂状態の予測

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤の破裂リスク評価は依然として困難であり、壁面せん断応力（wall shear stress）を含むリスク因子の位置づけは議論が分かれている。本研究の主目的は、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）に基づいて動脈瘤の破裂状態および破裂部位をどの程度一貫して同定できるかを検証することである。
  • 幾何学的に類似したMCA動脈瘤を2例選定し、1例は破裂済み、もう1例は未破裂とした。参加したCFDグループは、どちらが破裂例であるかを知らされない盲検条件とし、参加者にはデジタル的に分割された管腔形状（lumen geometries）を提供したうえで、第I相では流量や血液レオロジーなどを各自で選択可能とした。
  • CFD参加グループ26チームのうち21チーム（81%）が破裂例を正しく同定した一方で、既知の破裂部位は低いかつ振動的な壁面せん断応力と関連していたにもかかわらず、多くのチームは他の部位を破裂部位として推定し、その一部には低いかつ振動的なせん断が同様に認められた。さらに、参加した脳神経外科医43名のうち39名（91%）は破裂例を同定できたが、破裂部位を正しく同定した者はいなかった。
  • 幾何学的または血行動態学的な考慮により破裂状態の同定は支持されるものの、破裂部位の事後同定は技術者および臨床医の双方にとって依然として課題である。動脈瘤壁の病理に関与する血行動態学的因子をより厳密に理解することが、破裂リスクに関する現在の臨床的意思決定にCFDが付加価値をもたらすために必要である可能性が高い。

(018) Xiang [74] ⭐

📕 書誌情報

The effect of inlet waveforms on computational hemodynamics of patient-specific intracranial aneurysms.

J Xiang, A H Siddiqui, H Meng

J Biomech, 2014 Dec 18

  • Keywords: Boundary condition, Computational flow dynamics, Inlet waveform, Intracranial aneurysm, Oscillatory shear index, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2014.09.034

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 74
    • FWCI: 4.2847 ⭐
    • Citation Percentile: 93.93 ⭐

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  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

流入波形が患者特異的頭蓋内動脈瘤の計算血行動態に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 患者特異的な流入流量波形の測定が不足しているため、頭蓋内動脈瘤に対する多くの計算流体力学（CFD）シミュレーションでは、流入境界条件として患者に対応しない（非患者特異的な）波形が用いられている。本研究は、この前提が患者特異的な動脈瘤形状における予測血行動態へ与える影響を検証することを目的とした。
  • 4種類の波形を用い、流入境界条件として同一の流入率（mean inflow rate）を与える16件の拍動流CFDシミュレーションを、4つの典型的な嚢状動脈瘤に対して実施した。評価指標として、動脈瘤破裂の予測に関与すると報告されている2つの最も広く研究されている血行動態量（壁面せん断応力［WSS］および振動せん断指数［OSI］）に加え、最大WSS（MWSS）、エネルギー損失（EL）、圧力損失係数（PLc）を算出した。
  • その結果、同一の平均流入率のもとでは、異なる波形によってWSSの分布およびWSSの大きさはほぼ同一となり、OSIの分布も概ね類似した。一方でOSIの大きさは顕著に異なり、そのOSI大きさは波形の拍動性指数（pulsatility index）と相関していた。
  • さらに、異なる波形から算出した動脈瘤平均OSI同士には線形関係が認められた。加えて、各動脈瘤においてMWSS、ELおよびPLcは波形間で同程度であったため、結論として流入波形はWSS、OSI分布、MWSS、ELおよびPLcには与える影響が小さい一方で、OSIの大きさには強い影響を及ぼすことが示された。また、同一動脈瘤コホートに対しては、異なる波形でも動脈瘤のOSIを一貫して層別（順位付け）可能であることが示唆された。

(019) 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

流量分流型ステント（flow-diverting stents）で治療した脳動脈瘤：血管内血流計測に基づく計算モデル

💬 AI 要約

  • 目的：計算流体力学（computational fluid dynamics）による脳動脈瘤の血行力学的環境の検討は有用であるが、血流速度や圧力などの境界条件に関する患者特異的計測は、流量分流型ステントの研究にこれまで適用されていなかったため、本研究ではステント治療前後の動脈瘤血行動態に対する影響を明らかにすることを目的とした。
  • 方法：患者特異的な血管内血流速度および圧力の計測値を、流量分流型ステント治療の前後における動脈瘤の計算モデルに統合し、ステントによる血行動態への寄与を評価した。
  • 結果：血管内デュアルセンサ圧力・ドプラ速度ガイドワイヤ（intravascular dual-sensor pressure and Doppler velocity guidewire）を用いて、未破裂脳動脈瘤4例に対し、動脈瘤周囲の位置で治療前後に血流速度と圧力を計測した。これらの計測により、計算モデルの流入および流出境界条件を規定し、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（wall shear stress gradient）を算出した。全4例で流入速度および流出圧の計測に成功し、これらを組み込んだ計算モデルは、動脈瘤内の壁面せん断応力と壁面せん断応力勾配の有意な低下、および動脈瘤内血流の低下傾向を示した。
  • 結論：血管内デュアルセンサガイドワイヤによる血流速度および血圧の計測を統合することで、脳動脈瘤の患者特異的計算モデルを構築でき、流量分流型ステントによる治療は動脈瘤ドーム内の血流および血行力学的なせん断応力を低減することが示された。

(020) Leng [66] ⭐

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics modeling of symptomatic intracranial atherosclerosis may predict risk of stroke recurrence.

Xinyi Leng, Fabien Scalzo, Hing Lung Ip, Mark Johnson, Albert K Fong, Florence S Y Fan, Xiangyan Chen, Yannie O Y Soo, Zhongrong Miao, Liping Liu, Edward Feldmann, Thomas W H Leung, David S Liebeskind, Ka Sing Wong

PLoS One, 2014

💬 AI 翻訳タイトル

症候性頭蓋内動脈硬化症に対する計算流体力学（CFD）モデリングは脳卒中再発リスクを予測し得る

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）モデルによって評価された症候性頭蓋内動脈硬化症（ICAS）の血行動態と、当該患者亜集団における脳卒中再発リスクとの関連を明らかにすることであった。
  • 70〜99%の管腔狭窄を有する症候性ICAS病変をスクリーニングし登録したのち、ベースラインのCT血管造影（CTA）ソース画像に基づいてCFDモデルを再構築して対象病変の血行動態を解析した。
  • 病変をまたぐ圧力変化は狭窄部の後方圧と前方圧の比で、せん断ひずみ速度（SSR）の変化は狭窄スロート部と近位の正常血管区間におけるSSR比で、同様に流速の変化も比で表した。
  • 1年追跡の結果、SSR比（ハザード比[HR] 1.027; 95%信頼区間[CI] 1.004–1.051; P = 0.023）および流速比（HR 1.029; 95%CI 1.002–1.056; P = 0.035）が、1年以内の再発性領域性虚血性脳卒中と有意に関連し、ROC解析により各指標のc統計量は0.776（95%CI 0.594–0.903）であったことから、日常的に取得されるCTA画像から再構築したCFD上のICAS血行動態は、70〜99%の管腔狭窄を伴う症候性ICAS患者におけるその後の脳卒中再発を予測し得ると結論づけられた。

(021) Cebral [65] ⭐

📕 書誌情報

Analysis of hemodynamics and aneurysm occlusion after flow-diverting treatment in rabbit models.

J R Cebral, F Mut, M Raschi, S Hodis, Y-H Ding, B J Erickson, R Kadirvel, D F Kallmes

AJNR Am J Neuroradiol, 2014 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

ウサギモデルにおけるフローダイバーター治療後の血行動態解析と動脈瘤閉塞の評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバーター治療直後に形成される血行動態条件と、その後の実験的動脈瘤の閉塞との関連を、ウサギを用いて検討することである。
  • エラスターゼ誘発動脈瘤を20匹のウサギで対象とし、治療前後の血行動態環境を画像ベースの計算流体力学（CFD）によりモデル化した。
  • 治療8週後に取得した3D画像に対してボクセル化（voxelization）技術により局所の動脈瘤閉塞を定量化し、統計学的に、後に血栓化した動脈瘤領域と開存（patent）を維持した領域を比較した。
  • 8週時点で開存動脈瘤は6例であり、14例は完全またはほぼ完全に閉塞していた；開存例では統計学的により大きい頸部径（P = .0015）とより短い平均通過時間（P = .02）が認められ、速度・渦度・せん断速度は開存領域で約2.8倍高かった（P < .0001）；局所血行動態変数に基づく統計モデルは局所閉塞を良好な精度で予測可能であったが（84%）、頸部近傍では精度が低下した（73%）；これらの結果は、動脈瘤ドーム内の閉塞の主要な治癒機序が緩徐血流による血栓形成（thrombosis）に関連し、頸部近傍では同時に他の過程が関与し得ることを示唆している。

(022) 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（steady flow）シミュレーションの有用性を評価することである。
  • 実験1では2症例を対象として、定常流と拍動流（pulsatile flow）シミュレーションの間で、時間平均（TA）、収縮期ピーク（PS）、拡張末期（ED）のWSS場を比較し、流入部に与える流量波形を心拍数、拍動性指数（pulsatility index）、およびTA流量の変動を反映するように調整した。
  • 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場を概ね正確に近似したが、PSおよびEDのWSS場は正確には再現できなかった。
  • 実験2では20症例に拡張してTA WSS場を検証し、定常流シミュレーションは空間平均WSSを平均誤差4.3%で近似でき、表面メッシュ各ノードで局所的に絶対誤差を算出したところ、これらノード間の二乗平均平方根誤差の変動係数は平均7.1%であった; さらに、1シミュレーションあたり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うることが結論された。

(023) Tütüncü [62]

📕 書誌情報

Widening of the basilar bifurcation angle: association with presence of intracranial aneurysm, age, and female sex.

Fatih Tütüncü, Sarah Schimansky, Merih I Baharoglu, Bulang Gao, Daniel Calnan, James Hippelheuser, Mina G Safain, Alexandra Lauric, Adel M Malek

J Neurosurg, 2014 Dec

  • Keywords: AUC = area under the curve, BA = basilar artery, CFD = computational fluid dynamics, IA = intracranial aneurysm, MPR = multiplanar reconstruction, MRA = MR angiography, PCA = posterior cerebral artery, ROC = receiver operating characteristic, VBJ = vertebrobasilar junction, WSS = wall shear stress, basilar bifurcation, bifurcation aneurysms, vascular age dependency, vascular disorders, vessel morphology

  • DOI: 10.3171/2014.8.JNS1447

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 62
    • FWCI: 1.503
    • Citation Percentile: 81.04

  • PubMed

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  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

基底動脈分岐部角度の拡大：頭蓋内動脈瘤の存在、年齢、および女性の性別との関連

💬 AI 要約

  • 目的：動脈分岐部は動脈瘤形成の好発部位であり、分岐を規定するジオメトリの変異に関連する場合が多いことから、本研究は基底動脈頂部動脈瘤と基底動脈分岐角（α）および椎骨脳底動脈移行部（VBJ）角との関連を検証することを目的とした。
  • 方法：α角およびVBJ角を、3D MRおよび回転血管造影ボリュームにより、共平面3点法で計測した。α角を、基底動脈（BA）動脈瘤45例、他部位の動脈瘤65例、および動脈瘤非保有対照103例で年齢マッチングして比較し、さらに273例の動脈瘤非保有対照で追加解析を行った。加えて、パラメトリックなBAモデルに角度を段階的に変化させてCFDシミュレーションを実施した。
  • 結果：α角はBA動脈瘤例で（146.7°±20.5°）他部位動脈瘤例（111.7°±18°）および対照例（103°±20.6°）より有意に大きかった（p<0.0001）が、VBJ角には差を認めなかった。α角の拡大はBA動脈瘤のネック幅と相関した一方で、動脈瘤のドームサイズとは相関しなかった。またCFD結果と整合し、分岐部頂点における衝突領域（impingement zone）が拡大することが示された。さらに、5 mm未満の小さな動脈瘤でも、マッチした対照と比べて有意に大きいα角を呈した（p<0.0001）。動脈瘤非保有対照では、α角は年齢とともに増加し（p<0.0001）、35歳以上で閾値効果がみられ、女性では男性より依存性が急峻だった（女性：p=0.002、男性：p=0.04）。
  • 結論：成人期において特に女性で、α角は加齢に伴い拡大し、この角度の拡大は基底動脈分岐部動脈瘤と関連する可能性がある。さらに、この角度変化は、血流分岐器（flow divider）における防御的な内側バンド領域から衝突領域が拡散的に離れることによって、動脈瘤の開始リスクを高め得ることが示唆された。

(024) Oeltze [59] ⭐

📕 書誌情報

Blood Flow Clustering and Applications in Virtual Stenting of Intracranial Aneurysms.

Steffen Oeltze, Dirk J Lehmann, Alexander Kuhn, Gabor Janiga, Holger Theisel, Bernhard Preim

IEEE Trans Vis Comput Graph, 2014 May

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤に対する仮想ステント留置における血流クラスタリングとその応用

💬 AI 要約

  • 目的：頭蓋内動脈瘤のような血管病変における血行動態の理解は，診断と治療の双方に不可欠であるため，本研究では仮想ステント留置に関連する血流の解析に資する手法を提案することを目的とする。
  • 方法：患者個別データに基づく計算流体力学（CFD）シミュレーションにより，仮想ステント留置では再構成血管内にフローダイバータメッシュ管（stent）をモデル化して統合したうえで定常状態解析を行い，得られた複雑な多パラメータデータから流れ場を特徴づける方針を採る。
  • 結果：密で煩雑なストリームラインの集合を減らし，特徴的な流れ構造を顕在化させるために，ストリームラインをクラスタリングしクラスタ代表を計算する完全自動のアプローチを提示する；さらに，3次元流れ場におけるストリームラインへの既存のクラスタリング手法に対して，3つの最先端手法について一般的かつ領域特異的な定量評価と定性的評価を行い，クラスタリング指標としてストリームライン形状および領域特異的ストリームライン属性の双方が，異なる仮想ステント戦略の比較・評価に寄与することを示す。
  • 結論：本研究は，仮想ステント留置における血流パターンをクラスタリングにより整理し，比較可能な形で提示することで，CFDエンジニアおよびIVR（interventional neuroradiologists：介入脳放射線科医）を支援することを目指す。

(025) Xiang [56] ⭐

📕 書誌情報

Increasing flow diversion for cerebral aneurysm treatment using a single flow diverter.

Jianping Xiang, Ding Ma, Kenneth V Snyder, Elad I Levy, Adnan H Siddiqui, Hui Meng

Neurosurgery, 2014 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

単一フローダイバータを用いた脳動脈瘤治療におけるフロー迂回（flow diversion）の増大

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血行動態変化により脳動脈瘤を塞栓閉塞へ導くことを狙う神経血管用フローダイバータ（FD）において、動脈瘤口部におけるFD局所のコンパクション（密度増加）を高めることで血行動態学的アウトカムが変化するかどうかを検討することである。
  • 方法として、患者特異的なワイドネック脳動脈瘤モデルに対し、FDの単一デバイス留置を2つの臨床戦略（コンパクションなし：標準法、動脈瘤口部で最大コンパクション：新規戦略）として適用し、高度なモデリング手法によりメッシュ密度の違いを再現した。
  • その上で、拍動流の計算流体力学（pulsatile computational fluid dynamics）により治療前後の動脈瘤内血流を解析し、血流停滞（flow-stasis）パラメータおよび血液せん断応力を算出した結果、最大コンパクション（C2）はコンパクションなし（C1）よりも動脈瘤内の流れの低減を強めた。
  • 具体的には、動脈瘤内平均流速はC2で治療前の29%に低下し、C1では67%であった一方、血流ターンオーバー時間はC2で治療前の237%相当、C1で134%相当であったことに加え、渦コアラインおよび振動性せん断指数がC2で流れの複雑性低下がより大きいことを示した；さらにFDストラット近傍およびFDポアを通じて超高血液せん断応力が観察され、新規戦略で動脈瘤閉塞が加速され得ること、また追加の血栓形成メカニズムとして血小板活性化を促す可能性が示唆された。

(026) Ma [54] ⭐

📕 書誌情報

Enhanced aneurysmal flow diversion using a dynamic push-pull technique: an experimental and modeling study.

D Ma, J Xiang, H Choi, T M Dumont, S K Natarajan, A H Siddiqui, H Meng

AJNR Am J Neuroradiol, 2014 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

ダイナミック・プッシュプル手法による動脈瘤血流分流の強化：実験およびモデリング研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳血管内動脈瘤治療に用いられる柔軟な編組（braided）型フローディバータに対し、動脈瘤口（orifice）部のメッシュ密度を制御して分流効果を最大化するために、ダイナミック・プッシュプル手法が血行動態に与える影響を患者個別の動脈瘤で評価することである。
  • 方法として、開発した高精度バーチャル・ステンティング計算モデリング技術に計算流体力学（CFD）を組み合わせ、当該手法によるフローディバータの成膜状態を数値的に再現し、さらに実験用ファントムで展開（deploy）されたメッシュ幾何を検証した。
  • 結果として、患者個別のサイドウォール前大脳動脈（ACA）側壁動脈瘤ファントムに2種類の送達ワイヤ前進量（21 mm 対 11 mm）で2本のPipeline Embolization Deviceを装着した数値シミュレーションでは、送達ワイヤ前進量の増加により動脈瘤口でのメッシュコンパクションが高まり（メタルカバレッジ50% 対 36%）、動脈瘤流入の低減がより大きくなった（サイドウォール動脈瘤：62% 対 50%、紡錘状基底動脈瘤：57% 対 36%）。また、本手法はフローディバータの伸長により親血管におけるメタルカバレッジを相対的に低減し、さらに2名の実症例画像に対しても高および低のメッシュコンパクションを達成できることが示された。
  • 結論として、ダイナミック・プッシュプル手法は純粋な編組型フローディバータにおいて動脈瘤口のメタルカバレッジを増大させることで意図した血流分流を強化しつつ、親血管側のメタルカバレッジを低減して近傍穿通枝での血流低下を回避する可能性がある。

(027) 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

傍嗜静（paraclinoid）動脈瘤の形態学的および血行動態学的解析：破裂例と未破裂例の比較

💬 AI 要約

  • 破裂に関連するリスク因子を特定することを目的として、内頸動脈傍嗜静部に存在する動脈瘤を対象に、形態学的および血行動態学的（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；CFD）を用い、107名の患者における110個の傍嗜静動脈瘤（破裂26例、未破裂84例）を解析し、破裂の可能性を示し得る形態学的・血行動態学的パラメータ群を評価した。
  • 破裂群では不整形状の動脈瘤が23.1%を占めたのに対し、未破裂群では8.3%であり、この差は統計学的に有意であった（p=0.042、χ(2)検定）。また、破裂例の傍嗜静動脈瘤は未破裂例より有意に小さく（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）が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、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は2.91倍に増加した。以上より、不整形状、より大きいEL、流入ジャットの集中が傍嗜静動脈瘤の破裂状態と独立して関連することが示され、大規模な多施設・多集団データによりさらなる確認が必要である。

(028) Mut [47] ⭐

📕 書誌情報

Morphometric, geographic, and territorial characterization of brain arterial trees.

Fernando Mut, Susan Wright, Giorgio A Ascoli, Juan R Cebral

Int J Numer Method Biomed Eng, 2014 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈樹の形態計測的・地理的・領域（テリトリー）特性の定量的特徴づけ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳血管の形態計測情報が多様な臨床的・科学的応用に有用であることを踏まえ、主要な脳動脈の樹状分岐に対して、動脈枝の定量的記述、分岐（バイファケーション）パターン、形状、および地理的分布、さらにそれに対応する血管領域の推定を行うことである。
  • そのために、健常ボランティアの3T磁気共鳴血管撮影（MRA）画像から作成した被験者固有の脳血管ネットワークのデジタル再構成を用い、脳動脈樹の集団平均（population-averaged）形態計測特性を導出することを行った。
  • これにより、脳動脈樹における分岐・形態に関する定量的指標および地理的配置を特徴づけるとともに、対応する血管領域（vascular territories）を推定するための基礎となる情報が得られた。
  • 本研究は、脳血行動態の数値シミュレーションにおいて境界条件を課すための動脈樹モデル作成に資することを目的として、主要脳動脈の分岐・形状・分布と血管領域を、集団平均に基づいて体系的に提示する点に学術的貢献がある。

(029) Haughton [47] ⭐

📕 書誌情報

Spinal fluid biomechanics and imaging: an update for neuroradiologists.

V Haughton, K-A Mardal

AJNR Am J Neuroradiol, 2014 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

脳脊髄液のバイオメカニクスおよび画像化：神経放射線科医のための最新情報

💬 AI 要約

  • 心電同期（cardiac-gated）位相コントラストMRIによる流れの画像化は、神経疾患の管理に応用可能であることを背景として、脊髄における脳脊髄液（CSF）流動の理解を更新することを目的とする総説である。
  • 位相コントラストMRIと計算流体力学（computational fluid dynamics）を組み合わせることで、脊髄CSF流動に関する知見が進展してきたことを示し、さらにChiari I奇形患者に対する外科的治療候補例の評価における位相コントラストMRIの位置づけを述べる。
  • 理論的には、扁桃（tonsil）の異常な位置に起因する異常CSF流動が、Chiari I患者における脊髄空洞症（syringomyelia）などの神経学的徴候・症状を引き起こす可能性がある一方、CSF流動画像は脊髄空洞症や脊柱管狭窄（spinal stenosis）に関する研究にも利用されることを整理する。
  • MRI撮像および解釈を最適化するためには、CSF流動の正常および病的パターンに関する知識が神経放射線科医に求められるため、脊椎における流れの画像化実践に重要なCSF流動の概念を更新することが結論として提示される。

(030) Karunanithi [47]

📕 書誌情報

Identification of a hemodynamic parameter for assessing treatment outcome of EDAS in Moyamoya disease.

Kaavya Karunanithi, Cong Han, Chang-Joon Lee, Wanchao Shi, Lian Duan, Yi Qian

J Biomech, 2015 Jan 21

💬 AI 翻訳タイトル

モヤモヤ病に対するEDAS治療成績の評価のための血行動態パラメータの同定

💬 AI 要約

  • 本研究は、モヤモヤ病（MMD）の血行動態パラメータ解析に計算流体力学（CFD）手法を導入し、治療成績の指標となり得る信頼性の高い血行動態パラメータを同定することを目的とした。
  • 2011年から2012年にEDAS（encephalo-duro-arterio-synangiosis）を受けたMMD患者8例（女性5例、男性3例）について、個別の流入条件を用いたCFD解析を実施し、左・右内頸動脈（ICA）における流量変化率と圧力低下指標（Pressure Drop Indicator, PDI）を算出した。
  • PDIは、頸動脈内での圧力低下量を、術後および追跡時の患者個別流入流量に基づいて評価し差分として定義した；測定された流量変化率および圧力低下は、血管造影により改善と分類され（松島法）、かつ術後合併症を発症しなかった症例において追跡時に増加を示した。
  • 一方、臨床的に変化なしおよび（松島法に基づく）後退と分類された症例では逆の傾向が観察され、本研究の結果はMMDにおける補助的な臨床意思決定ツールとして重要な役割を担い得る新規パラメータを提示するものである。

(031) Larrabide [43]

📕 書誌情報

Effect of aneurysm and ICA morphology on hemodynamics before and after flow diverter treatment.

Ignacio Larrabide, Arjan J Geers, Hernán G Morales, Martha L Aguilar, Daniel A Rüfenacht

J Neurointerv Surg, 2015 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータ治療前後における動脈瘤およびICA（内頸動脈）形態が血行動態に与える影響

💬 AI 要約

  • フローダイバータ（FD）治療は、動脈瘤内の血流を減速させ、動脈瘤内における血液の平均滞留時間を増加させることを目的とするが、血管および動脈瘤の形態が織成（braided）FDにより動脈瘤内の血行動態がどのように変化するかとの関係を明らかにすることを目的とした。
  • 内頸動脈（ICA）の上顎洞上部（supraclinoid）セグメントに存在する患者個別の動脈瘤モデル23例を対象とし、血管および動脈瘤の形態を定量化したうえで、計算流体力学（CFD）シミュレーションにより血流を解析した。
  • 形態学的変数と血行動態学的変数であるWSS（壁面せん断応力）およびtotime（動脈瘤体積と動脈瘤頸部流入の比）の関係を統計学的に評価した結果、動脈瘤内流れは血管形態よりも動脈瘤形態への依存が大きかった。
  • 結論として、FD治療後には、(a) 曲率ピークからより遠位に位置する動脈瘤、(b) 屈曲部の内側にある動脈瘤、(c) 近位狭窄のない動脈瘤、(d) より大きい動脈瘤において、動脈瘤内血流のより大きな減少と血流の主流への再配向が期待される一方、FD治療後の動脈瘤内血行動態の変化は動脈瘤の形態に強く依存するだけでなく、親血管の形態ならびに動脈瘤の位置・向きとも関連している。

(032) Lauric [43]

📕 書誌情報

Curvature effect on hemodynamic conditions at the inner bend of the carotid siphon and its relation to aneurysm formation.

Alexandra Lauric, James Hippelheuser, Mina G Safain, Adel M Malek

J Biomech, 2014 Sep 22

💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈洞（carotid siphon）の内側屈曲部における血行動態条件への曲率の影響と、動脈瘤形成との関連

💬 AI 要約

  • 高インパクトな血行動態因子が脳動脈瘤の変化に関与すると考えられている一方で、内側屈曲部のような部位（内頸動脈（ICA）洞）では壁面せん断応力（WSS）が低いことが予想されるにもかかわらず、動脈瘤形成に関する知見は乏しい。
  • 本研究では、内頸動脈洞における動脈瘤形成に対する血管曲率および血行動態の影響を評価し、3Dカテーテル3D回転血管造影ボリューム（35例：動脈瘤10例、対照25例）から曲率半径および洞屈曲部のピーク曲率を算出した後に単変量統計解析を行った。
  • さらに、動脈瘤摘出後の患者由来モデルと、曲率増大に伴う合成バリアントに対してCFD（computational fluid dynamics）シミュレーションを実施し、動脈瘤保有ICAでは洞屈曲部の局所的なピーク曲率が有意に高いこと（0.36 ± 0.045 vs. 0.30 ± 0.048 mm(-1), p=0.003）を示した。また、パラメトリックな曲率緊密度（半径5 mmから3 mmへの変化）を増加させると、屈曲内壁におけるWSSおよびWSS勾配（WSSG）が劇的に増大した。
  • 患者由来データでは、動脈瘤の位置はWSSが低値（<4 Pa）であり、その両側にWSSおよびWSSGの高ピークを伴う領域と一致し、WSSピークは動脈瘤頸部と相関した。対照例では、WSSおよびWSSGのプロファイルは低くほぼ一定で空間変動が小さかったことから、屈曲部の高曲率は近位側で動的に高いWSSおよびWSSGを生じ、その後に流れの停滞と再循環をもたらし、血管壁の破壊的リモデリングと動脈瘤の開始を誘導し得る局所環境を形成する、という機序が示唆された。

(033) Castro [39] ⭐

📕 書誌情報

Unsteady wall shear stress analysis from image-based computational fluid dynamic aneurysm models under Newtonian and Casson rheological models.

Marcelo A Castro, María C Ahumada Olivares, Christopher M Putman, Juan R Cebral

Med Biol Eng Comput, 2014 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

ニュートン流体およびカソン（Casson）レオロジーモデルに基づく画像ベースの計算流体力学的動脈瘤モデルにおける非定常壁面せん断応力解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤を有する画像ベースの患者固有計算流体力学（CFD）脳血管モデルにおいて、ニュートン型（Newtonian）レオロジーの仮定が、動脈瘤の進展および破裂と関連づけられてきた血行動態特性に影響を及ぼすかどうかを明らかにすることである。
  • 方法として、瘤状の突出（lobulation）を有する脳動脈瘤患者10例を対象とし、3DRAおよび4DCTA画像から領域成長、変形可能モデル、ならびに前進フロント（advancing front）手法を用いてCFDモデルを再構築した後、患者固有のFEM血流シミュレーションをニュートンおよびカソンレオロジーモデルで実施した。
  • その結果、壁面せん断応力（WSS）マップを作成し、拡張終期における分布を比較したところ、低WSS領域（lobulation）および高WSS領域（neck）が同定された。さらに、WSSの時間変化を解析し、最大値・最小値・時間平均値を算出して統計的に比較したところ、WSSの特徴づけは不変であった。
  • 結論として、高WSS領域ではカソンレオロジーが系統的により高いWSS最小値・最大値および時間平均値を与えたが、統計学的有意差は認められなかった。一方、低WSS領域では全症例で平均するとカソンモデルが高い応力を与えたものの、一部の症例ではニュートンモデルが高値となる場合もあり、いずれの差も有意ではなかったため、ニュートンモデルがWSSを過大評価する根拠はなく、両モデル間の差は統計学的に有意ではないことが示唆された。

(034) 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

  • 本研究の目的は、水頭症に対する最も一般的な治療である脳室腹腔シャントにおける主要合併症である脳室カテーテル閉塞の要因を、カテーテル内の流動特性に着目して3次元CFD（computational fluid dynamics）により明らかにすることである。
  • 方法として、現在市販されている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・特徴を計算空間の座標へ変換してCFD計算格子（メッシュ）を生成し、流体特性および境界条件を与えたうえで、流れ場を支配する強く結合した非線形の偏微分保存方程式を数値的に解いた。
  • 結果として、総流体質量の大部分はカテーテル最も近位側の孔へ流入し、市販の12〜32孔カテーテルでは50〜75%が近位側の2つの流入孔群へ流入することが示された；さらにRivulet-typeカテーテルでは流量の一様性が一部認められた一方、ほとんどの市販カテーテルで流量分布が異常に増大するパターンが観察された。
  • 結論として、カテーテル先端に沿って孔径を変化させる新規設計により、カテーテル全長にわたる流入の均一化が可能となり、それにより閉塞発生確率を低減できる可能性が示唆された。

(035) Fabbri [38]

📕 書誌情報

Computational modelling of emboli travel trajectories in cerebral arteries: influence of microembolic particle size and density.

Dario Fabbri, Quan Long, Saroj Das, Michele Pinelli

Biomech Model Mechanobiol, 2014 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈における塞栓子の飛翔軌跡の計算モデリング：微小塞栓子の粒子サイズおよび密度の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈ネットワークにおける複雑な血流場のもとで放出された塞栓子の軌跡および粒子分布を明らかにし、粒子サイズ・質量（密度）・放出位置が飛翔挙動に与える影響を計算モデリングにより評価することである。
  • 方法として、MRI画像からウィリス動脈輪の主要動脈およびそこから分岐する複数世代の枝を含む脳動脈ネットワークモデルを構築し、粒子直径200、500、800 μmならびに密度800、1,030、1,300 kg/m(3)の粒子を、血管中心部および壁近傍領域から放出した。
  • 計算は、計算流体力学（CFD）ソフトウェアANASYS CFX 13において、粒子と血流を完全連成（fully coupled）した手法を用いて行ったところ、重い粒子（血液より密度が高い、または直径が500 μm超）は動脈内で概して低い移動速度を示し、より大きい、あるいは軽い塞栓子ほど脳動脈の大きな分枝へ到達しやすいことが示された。
  • 結論として、状況によってはすべての大きな粒子が中大脳動脈へ向かい得ること、速度が高い大粒子はより複雑で屈曲した軌跡を取りやすいこと、さらに基底動脈から放出された塞栓子は基底動脈および後大脳動脈の分枝からのみモデル外へ出ることが明らかとなった；加えて、ウィリス動脈輪の修正構成は粒子分布に大きな影響を与え、内頸動脈から中大脳動脈および前交通動脈への局所的な分岐パターンがその分布を強く左右し得る。

(036) Hippelheuser [38]

📕 書誌情報

Realistic non-Newtonian viscosity modelling highlights hemodynamic differences between intracranial aneurysms with and without surface blebs.

James E Hippelheuser, Alexandra Lauric, Alex D Cohen, Adel M Malek

J Biomech, 2014 Nov 28

💬 AI 翻訳タイトル

現実的な非ニュートン粘度モデリングは、表面のブレブ（surface blebs）の有無による頭蓋内動脈瘤の血行動態の相違を際立たせる

💬 AI 要約

  • 目的：血液はせん断減粘（shear-thinning）の非ニュートン挙動を示すにもかかわらず、多くの動脈瘤血行動態の計算流体力学（CFD）解析では粘度を一定（ニュートン）として仮定している。本研究は、この単純化が特に破裂と関連する低壁面せん断応力領域における動脈瘤内の血行動態力学に及ぼす影響を評価することを目的とした。
  • 方法：3D回転血管造影（rotational angiography）ボリュームに基づく26例の側壁型動脈瘤（ブレブあり12例、破裂例12例）を対象に、ニュートン粘度モデルと非ニュートン粘度モデルの両方でCFD解析を実施した。また、ブレブを流入/流出ゾーンの異なる位置に組み込んだパラメトリックモデルも作成した。動脈瘤ドーム上で算出した平均ならびに時間平均壁面せん断応力（TAWSS）の下位5%値についてWilcoxon順位和検定で比較した。
  • 結果：ニュートンモデリングでは、特に低流量領域およびブレブ部位において動脈瘤のTAWSSが高くなるだけでなく、ブレブの有無による差は認められなかった。一方、非ニュートン解析では、ブレブを有する動脈瘤で、非有の動脈瘤よりも5% TAWSSが有意に低かった（p=0.005）が、平均ドームTAWSSには有意差がなかった（p=0.32）。さらに、非ニュートンモデリングは破裂例と未破裂例の間でドームTAWSSの差を強調し（p<0.001）、パラメトリックモデルでも、現実的な非ニュートン粘度によりブレブ部位のTAWSSが低下し、特にブレブが流出ゾーンに位置する場合に焦点的な粘度（focal viscosity）が高くなることが確認された。
  • 結論：頭蓋内動脈瘤のCFDにおいてせん断減粘の非ニュートン血液粘度を採用することで、動脈瘤表面におけるブレブの存在が引き起こす血行動態学的相違が明らかになり、リスク層別化に用いる識別指標の統計学的性能も有意に改善された。これらの結果は、予測的計算血行動態学（predictive computational hemodynamics）において、現実的な血液粘度モデルを用いることの潜在的意義を示唆する。

(037) Cebral [35] ⭐

📕 書誌情報

Analysis of flow changes in side branches jailed by flow diverters in rabbit models.

Juan R Cebral, Marcelo Raschi, Fernando Mut, Yong-Hond Ding, Daying Dai, Ramanathan Kadirvel, David Kallmes

Int J Numer Method Biomed Eng, 2014 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

ウサギモデルにおいてフローダイバータにより隔離（ジャイリング）された側枝の流れ変化の解析

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤のフローダイバータ治療において、側枝が流れ転換によりどのように変化するかを理解することは、虚血性合併症を予防し、デバイス設計を改善するうえで重要である。
  • 4匹のウサギにおいて側動脈の起始部を横切るように大動脈へフローダイバータを留置し、3Dアンギオグラフィおよびドプラ超音波（DUS）から個体固有の計算モデルを構築したうえで、仮想的にフローダイバータを作動させる前後で流れシミュレーションを実施し、治療後も遠位抵抗は変化しないと仮定した。
  • 留置後8週間で、隔離された（ジャイリングされた）動脈は血管造影上いずれも開存していたが、計算モデルでは治療前と比較して平均流量が2%〜20%低下し、ピーク流量が5%〜36%低下することが推定された。
  • 主な変化は収縮期（systole）に観察され、治療前には再循環領域は認められず、フローダイバータはデバイスワイヤ近傍の局所的な範囲でのみ流動構造を変化させたため、大きな再循環領域の新規形成または消失は起こらなかった。これらより、穿通枝または側枝の閉塞に関してフローダイバータは安全である可能性が示され、隔離動脈を起始部で覆う程度が中等度から大きい場合でも流量変化は比較的小さいと考えられ、穿通枝閉塞に関連する合併症が臨床的にほとんど、または非常に少数しか報告されていないという先行経験とも整合的である。

(038) Moon [34]

📕 書誌情報

Considerations of blood properties, outlet boundary conditions and energy loss approaches in computational fluid dynamics modeling.

Ji Young Moon, Dae Chul Suh, Yong Sang Lee, Young Woo Kim, Joon Sang Lee

Neurointervention, 2014 Feb

  • Keywords: Biological boundary condition, Cerebral arteries, Computational fluid dynamics, Computer simulation, Hydrodynamics

  • DOI: 10.5469/neuroint.2014.9.1.1

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 34
    • FWCI: 1.6748
    • Citation Percentile: 81.81

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学における血液特性、アウトレット境界条件、およびエネルギー損失アプローチの考慮事項

💬 AI 要約

  • 計算流体力学（CFD）研究の進展にもかかわらず、脳血管に対するCFD解析にはいくつかの限界があることを踏まえ、本研究では技術的制約を整理し得る可能な解決策を検討することを目的とした。
  • 非ニュートン流体である血液について、速度場および圧力場が、不圧・層流・定常状態の仮定およびニュートン流体力学に基づいて計算されてきた点、さらに血流の脈動性が入口・出口境界に適切に反映されていない点を技術的限界として扱い、理論的研究と計算的研究を比較することで解決の可能性を議論した。
  • その結果、現行のCFDモデルは血液の非ニュートン性、流れの定常性からの逸脱、ならびに脈動性の境界条件への不適切な適用により、脳血管流の再現性が制限され得ることが示された。
  • 結論として、これらの技術的限界を明確化した上で、理論と計算双方の知見を比較することで、脳血管CFD解析における改善方策の方向性を提示した。

(039) Kono [32] ⭐

📕 書誌情報

Hemodynamic effects of stent struts versus straightening of vessels in stent-assisted coil embolization for sidewall cerebral aneurysms.

Kenichi Kono, Aki Shintani, Tomoaki Terada

PLoS One, 2014

💬 AI 翻訳タイトル

側壁部脳動脈瘤に対するステントアシストコイル塞栓術におけるステントストラットと血管の直線化が血行動態に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤の治療において、ステントアシストコイル塞栓術ではコイル単独と比べて再開通（recanalization）率が低いことが示されている背景を踏まえ、側壁部動脈瘤に対するステント留置によるステントストラットの存在および血管の直線化が流速低減に与える血行動態学的効果を評価・比較し、再開通率低減に資することを目的とした。
  • 患者個別（patient-specific）形状を用い、Enterprise stentで治療した側壁部動脈瘤16例について、治療前後の形状を基に、ステントストラットあり／なしの条件で計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションを実施した。
  • ステントストラットを含めた直線化では、治療後6か月で血管が平均（±標準偏差）12.9°±13.1°直線化された一方、初期形状にステントストラットを配置することで動脈瘤内の流速は23.1%±6.3%低下した。これに対し、ステントストラットなしで血管のみを直線化すると流速は9.6%±12.6%低下した。
  • 流速低減効果は、直線化よりもステントストラットによって有意に強かった（P=0.004、Wilcoxon検定）ほか、効果のばらつきは直線化の方が大きかった（P=0.01、F-test）。さらに、ストラットと直線化の併用で流速は32.6%±12.2%低下し、直線化によりもたらされる流速低減は術前血管形状の流入角（inflow angle）により予測可能である可能性が示された。これらの結果は、再開通率低減を目的とした治療戦略設計に有用である可能性がある。

(040) Chung [32]

📕 書誌情報

Hemodynamic analysis of fast and slow aneurysm occlusions by flow diversion in rabbits.

Bongjae Chung, Fernando Mut, Ramanathan Kadirvel, Ravi Lingineni, David F Kallmes, Juan R Cebral

J Neurointerv Surg, 2015 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

ウサギにおけるフローダイバータによる動脈瘤の急速閉塞および緩徐閉塞の血行動態解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ウサギのフローダイバータ治療後に急速に閉塞する動脈瘤と、遅れて閉塞する動脈瘤との間で血行動態にどのような差が生じるかを評価することである。
  • エラスターゼ誘発動脈瘤36例をフローダイバータ装置で治療し、治療直前の血管造影所見と、犠牲化までの期間（1、2、4、8週間）に応じて血管造影で動脈瘤閉塞を評価した。
  • 閉塞が4週間以内に完全またはほぼ完全であったものを急速閉塞群、8週間で不完全閉塞のままであったものを緩徐閉塞群と分類し、各群の治療直後の流れ条件を個体特異的（subject-specific）計算流体力学（CFD）により定量化して統計学的に比較した。
  • 急速閉塞群は緩徐閉塞群より平均して動脈瘤サイズと瘤口（ostium）が小さく、さらに治療後の流入速度、運動エネルギー、および速度が低い傾向（運動エネルギーと速度は有意性が概ね境界的）を示したことから、これらの血行動態指標が特に小型および小瘤口動脈瘤でより速い閉塞を促進する可能性が示唆された。

(041) Glaßer [32]

📕 書誌情報

Combined Visualization of Wall Thickness and Wall Shear Stress for the Evaluation of Aneurysms.

Sylvia Glaßer, Kai Lawonn, Thomas Hoffmann, Martin Skalej, Bernhard Preim

IEEE Trans Vis Comput Graph, 2014 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤の評価のための壁厚と壁面せん断応力の統合可視化

💬 AI 要約

  • 動脈瘤の破裂リスク個別評価において、動脈瘤壁の形態と血行動態は重要な情報を提供するが、血管内腔から非侵襲的に動脈瘤壁をin vivoで描出する手法は確立されていないことを踏まえ、本研究は壁厚および血行動態指標の統合可視化の枠組みを提案することを目的とした。
  • 方法として、実験では血管内超音波（IVUS）を用いて剖出した嚢状（saccular）動脈瘤ファントムを計測し、豚腎動脈由来としてモデル化したうえで、3D表面メッシュを抽出してCFDシミュレーションから血管壁厚と血行動態情報を取得した。
  • 続いて、距離リボン（distance ribbons）により局所的な厚さ情報を付与しつつ、動脈瘤の内壁および外壁を同時に描出する枠組みを構築し、内壁と内壁から外壁までの距離が常に認識可能となるようにシェーディングを調整した。
  • さらに、CFDに基づく血行動態情報と統合することで、病的領域の個別強調を行うブラッシング・リンキング概念を実現し、加えて表面クラスタリングにより厚さと血行動態情報に基づくリスクスコアとともに動脈瘤の各部位を自動分割可能にした結果、内壁と外壁を適切に表現する血管可視化用途に本アプローチを適用できることを示した。

(042) Jeong [31]

📕 書誌情報

The hemodynamic alterations induced by the vascular angular deformation in stent-assisted coiling of bifurcation aneurysms.

W Jeong, M H Han, K Rhee

Comput Biol Med, 2014 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

分岐動脈瘤に対するステント併用コイル塞栓術における血管の角度変形が血行動態へ及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、分岐動脈瘤においてステント留置および血管リモデリングが誘発する血行動態変化を、血管の角度変形との関連も含めて計算流体力学により検討することを目的とした。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics）を用いて、ステント留置を伴う条件を解析し、平均流速、平均運動エネルギー、平均壁面せん断応力、平均渦度などの血行動態指標を評価した。
  • ステント留置は、平均流速、平均運動エネルギー、平均壁面せん断応力、平均渦度を低下させることで、瘤内の流れの活動性を減弱させた；さらに、ステントによる直線化に起因する血管の変形により、これらの血行動態パラメータは分岐角の増大に伴って増加した。
  • 最大壁面せん断応力およびその空間勾配は、ステント留置された左側の娘血管における瘤頸部近傍で出現したのに対し、最大振動せん断指数は右側の娘血管の右側動脈瘤頸部近傍で検出され、これらの指標は動脈瘤の再発に関連し得るものとして、ステント誘導の血管変形によっても増大することが示された。

(043) Cheng [31]

📕 書誌情報

Effects of fluid structure interaction in a three dimensional model of the spinal subarachnoid space.

Shaokoon Cheng, David Fletcher, Sarah Hemley, Marcus Stoodley, Lynne Bilston

J Biomech, 2014 Aug 22

💬 AI 翻訳タイトル

脊髄くも膜下腔の三次元モデルにおける流体—構造相互作用（FSI）の影響

💬 AI 要約

  • 脊髄の運動が脳脊髄液（CSF）圧に有意な影響を及ぼすかどうかは不明であり、脊髄くも膜下腔（SAS）の計算流体力学（CFD）モデルにおける流体—構造相互作用（FSI）を含めることの重要性も明らかではない。
  • 本研究は、正常およびSAS狭窄モデルにおいて、CSF圧と脊髄運動に対するFSIの影響を定量化することを目的とした。
  • MR画像および健常者から得たCSF流量測定に基づき、SASと脊髄の三次元の患者固有モデルを構築し、狭窄モデルではT4脊髄レベルにおけるSASの面積を20%収縮させて再現した。
  • ANSYS CFXとANSYS Mechanicalを連成して両モデルでFSIシミュレーションを実施した結果、FSIによるCSF圧への影響は正常モデルおよび狭窄モデルのいずれにおいても約1%にとどまり、FSIはCSF圧に対して無視できる影響しか及ぼさないことが示された。

(044) Karmonik [30]

📕 書誌情報

Quantitative comparison of hemodynamic parameters from steady and transient CFD simulations in cerebral aneurysms with focus on the aneurysm ostium.

C Karmonik, O Diaz, R Klucznik, R G Grossman, Y J Zhang, G Britz, N Lv, Q Huang

J Neurointerv Surg, 2015 May

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤における瘤口（ostium）に着目した定常および過渡（transient）CFDシミュレーションから得られる血行動態パラメータの定量的比較

💬 AI 要約

  • 単一流入条件をもつ脳動脈瘤に対して、定常状態および過渡CFD解析で模擬した血流動態を、瘤口に焦点を当てて定量的に比較することを目的とした。
  • 10例の脳動脈瘤について、瘤口および動脈瘤内、ならびに近位・遠位の親動脈部位における圧力、ヘリシティ、渦度、速度の分布と平均値を、定常および過渡のCFDシミュレーションで評価した後、両者のスケーリング因子を推定した。
  • 血行動態パラメータの分布形状は概ね類似していたが、過渡シミュレーションでは定常シミュレーションよりも値が低かった; さらに平均スケーリング因子は、圧力が0.485±0.01、ヘリシティが0.33±0.02、渦度が0.58±0.06、速度が0.56±0.04であった。
  • 瘤口における流入・流出面積比は高い一致を示し（ピアソン相関係数>0.97、p<0.001）、圧力損失係数（PLC）についても良好な一致が得られた（線形回帰の傾き0.73±0.14、R(2)=0.75）ことから、定常シミュレーションは流入・流出面積の可視化および定量化、ならびにPLCの算定において過渡解析の迅速な代替となり得る。

(045) 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

  • 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研究への固有（intrinsic）集中定数モデル化の実装

💬 AI 要約

  • 心肺バイパス（CPB）中の合併症である脳卒中および脳低酸素は主要な問題であり、その背景にはカニューレ・ジェットによる流動条件の変化やサンドブラスト効果、ならびに高齢者にしばしばみられる脳循環自動調節の障害があるが、本研究は固有の集中定数モデル化がCPB中の血流に与える影響を評価することを目的とした。
  • 集中定数モデル化による自動調節の取り扱いと、CPB中の流動条件解析に用いられる計算流体力学（CFD）を統合し、さらに脳循環自動調節は、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調節する（Baroreflexを用いた）手法として実装した。
  • その結果、自動調節を含まないCFDと集中定数モデル化の併用では生理学的な流動条件に対しては妥当な結果が得られる一方で、CPB中の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によって相殺され、脳血流はネイティブ（native）レベルへ回復したが、臨床ではCPB中の脳血流は通常10–20%低下することから、自動調節はCPB中に十分に機能していない可能性、あるいはBaroreflexの目標値がネイティブの完全な脳血流ではなく、自動調節のプラトー相（ネイティブ流量の約80%から開始）である可能性が示唆された。

(046) 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

3次元回転血管造影中に発症し前交通動脈瘤破裂を来した症例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、3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に関する計算流体力学（CFD）解析を提示することを目的とした。
  • 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内の破裂位置として局在化し、当該解剖学的形状に基づきCFD解析を実施した。
  • CFD解析の結果、破裂部位へ直接衝突する、集中したジェット（jet）が形成されることが示され、破裂部位近傍で最大値が認められた。
  • 破裂位置近傍では、収縮期最大圧（peak systolic pressure）および壁面せん断応力（wall shear stress）のいずれも最大となり、破裂部位の血行力学的負荷が高かったことが示唆された。

(047) Galarza [27]

📕 書誌情報

New designs of ventricular catheters for hydrocephalus by 3-D computational fluid dynamics.

Marcelo Galarza, Ángel Giménez, Olga Pellicer, José Valero, José M Amigó

Childs Nerv Syst, 2015 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

水頭症に対する脳室カテーテルの新しい設計：3次元計算流体力学（CFD）による検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、Linらによる計算流体力学（CFD）を用いた脳室カテーテル（VC）の2次元流れに関する先行研究を基盤として、5種類の市販VCにおける3次元流動様式を踏まえたうえで、CSF（脳脊髄液）の流出をより均一化する新規VCプロトタイプの設計指針を示すことを目的とした。
  • 方法として、既存使用VCの過去研究と同様に、3次元自動化モデルにより5種類のVCプロトタイプをCFDで解析し、非圧縮性Navier-Stokes方程式を数値的に解くことで、流体力学的結果を比較した。
  • 結果として、排液はカテーテル最も近位側の孔から主に生じることを踏まえ、排液孔数および孔／セグメント比を変化させることで5種類のプロトタイプの流れ特性を改善した；具体的には、モデル1〜3では近位方向に向かって流量が減少する、モデル4では近位方向に向かって流量が増加する逆の分布、モデル5ではセグメントにわたり流量が一定であることが示された。
  • 結論として、カテーテル長軸に沿って孔径、孔数、および孔／セグメント比を可変とする新しい設計により、カテーテル内への流入が長手方向により均一化され、カテーテル閉塞（occlusion）の可能性を低減し得ることが示唆された。

(048) Anderson [25]

📕 書誌情報

Validation of computational fluid dynamics methods with anatomically exact, 3D printed MRI phantoms and 4D pcMRI.

Jeff R Anderson, Orlando Diaz, Richard Klucznik, Y Jonathan Zhang, Gavin W Britz, Robert G Grossman, Nan Lv, Qinghai Huang, Christof Karmonik

Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc, 2014

💬 AI 翻訳タイトル

解剖学的に正確な3DプリントMRIファントムと4D PC-MRIによる計算流体力学手法の検証

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、コスト効率の高い3Dプリンティングを用いた迅速3Dプロトタイピングにより脳動脈瘤の解剖学的に正確なレプリカを作製し、計算流体力学（CFD）手法の妥当性を検証することである。
  • 方法として、全身用ヒトMRIスキャナ内に専用のフローループを構築し、動脈瘤内の流れ場を可視化・定量するために4D位相コントラスト磁気共鳴画像（4D phase contrast magnetic resonance imaging, 4D PC-MRI）による流量計測を実施した。
  • さらに、超短TE（ultrashort TE）シーケンスにより高分解能の3D画像データを取得し、プラスチックレプリカ内部の管腔（lumen）を可視化したうえで、in vitro結果を、遡及的に得られたin vivoデータおよびCFDシミュレーション結果と比較した。
  • 結論として、解剖学的に現実的な3Dモデルの迅速なプロトタイピングは、治療計画、MRIおよび血管造影（angiographic）システムの画像取得法の設計、並びに高度な画像後処理技術の設計・評価に将来的な影響を与える可能性が示された。

(049) Russin [25]

📕 書誌情報

Computational Fluid Dynamics to Evaluate the Management of a Giant Internal Carotid Artery Aneurysm.

Jonathan Russin, Haithem Babiker, Justin Ryan, Leonardo Rangel-Castilla, David Frakes, Peter Nakaji

World Neurosurg, 2015 Jun

  • Keywords: Cerebrovascular, Computational fluid dynamics, Extracranial/intracranial bypass, Flow modeling, Giant cerebral aneurysm, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2014.12.038

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 25
    • FWCI: 1.503
    • Citation Percentile: 81.25

  • PubMed

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  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

巨大内頸動脈瘤の治療マネジメントを評価するための計算流体力学（CFD）

💬 AI 要約

  • 巨大頭蓋内動脈瘤は稀な病変であり、特有の複雑な治療課題を呈する。本研究では、巨大頸動脈瘤の複雑な臨床経過における血行動態の変化をレトロスペクティブに検討することを目的として、計算流体力学（CFD）を用いた解析を行った。
  • 術前および術後の画像データをまずセグメンテーションし、計算可能な動脈瘤モデルを作成した。次に、これらのモデル内の血流をCFDにより数値シミュレーションし、得られた流れおよび壁面せん断応力（WSS）を解析した。
  • 両方の臨床介入後において、動脈瘤遠位部ではWSSの大きさがより高く、かつ局在化した流れの衝突領域が観察された。これらの急性的な血行動態パラメータの相対的変化は、2回目の介入後に最も顕著であり、当該部位での破裂に先行していた可能性が示唆された。
  • 巨大頭蓋内動脈瘤のマネジメントにCFDを適用したところ、治療後における流れおよびWSSプロファイルの予期しない変化が認められた。シミュレーション結果は、観察された臨床経過を説明し得る実行可能な解釈を提供し、頭蓋内動脈瘤に対する外科的および血管内治療の意思決定に、術前CFDが利用できる可能性を示した。

(050) Puffer [25]

📕 書誌情報

Gene expression comparison of flow diversion and coiling in an experimental aneurysm model.

Cole Puffer, Daying Dai, Yong-Hong Ding, Juan Cebral, David Kallmes, Ramanathan Kadirvel

J Neurointerv Surg, 2015 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

実験的動脈瘤モデルにおけるフローダイバータおよびコイル塞栓の遺伝子発現比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバータ治療後において未解明である瘤治癒および合併症（とりわけ自然破裂）の機序を踏まえ、コイル治療と比較してフローダイバータ治療での動脈瘤治癒関連分子の遺伝子発現を比較することである。
  • ウサギで嚢状動脈瘤を作製し、マイクロコイル（n=6）またはフローダイバータ（n=6）で治療した後、治療4週に回収した動脈瘤を用いて遺伝子発現解析およびザイモグラフィー実験を行った。
  • フォールド変化が1.2以上を上方制御、0.8以下を下方制御と判定したところ、フローダイバータ群ではコイル群に比べ、プロテアーゼ（マトリックスメタロプロテアーゼ2および9）、細胞マーカー（内皮型一酸化窒素合成酵素および平滑筋アクチン）、構造タンパク質（コラーゲンおよびフィブロネクチン）の発現が低かった一方、炎症関連遺伝子（腫瘍壊死因子αおよび単球走化性タンパク質1）はフローダイバータ群で上方制御されていた。
  • さらに、フローダイバータ治療動脈瘤では活性型マトリックスメタロプロテアーゼ9の酵素活性が高いことが示され、破裂リスクおよび治癒過程の理解を深めるとともに、破裂リスク低減および治癒促進を目的とした治療開発に資する可能性が示唆された。

(051) Dillard [24] ⭐

📕 書誌情報

From medical images to flow computations without user-generated meshes.

Seth I Dillard, John A Mousel, Liza Shrestha, Madhavan L Raghavan, Sarah C Vigmostad

Int J Numer Method Biomed Eng, 2014 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

ユーザによるメッシュ生成を不要にする，医用画像からの流れ計算

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は，患者固有形状に対する生体流体（blood/biomedical flow）計算において，画像取得・処理から流体ソルバによる計算までを統合し，利用者が介在して作成するメッシュ生成工程を回避する代替フレームワークを提示することである。
  • 提案手法では，画像ベースのモデリング全過程をCartesian（直交格子）領域上で実行し，画像を陰的（implicit）な表面として計算領域に埋め込むことで，複雑形状への適合を目的とした表面メッシュの生成を不要にしている。
  • さらに，Cartesianメッシュの剪定（pruning），局所メッシュ細分化，および大規模並列化により計算効率を確保し，採用した画像から計算への技術は分散メモリアーキテクチャに適するよう設計されている。
  • 本フレームワークは幾何学的に異なる2つの頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm）の3D画像再構成に対するCFD流れ計算に適用され，多プロセッサ計算機上で実行した結果を，標準的な多段階手順による計算と比較した。

(052) Raschi [24]

📕 書誌情報

Strategy for modeling flow diverters in cerebral aneurysms as a porous medium.

M Raschi, F Mut, R Löhner, J R Cebral

Int J Numer Method Biomed Eng, 2014 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤におけるフローダイバータの多孔質媒体としてのモデリング戦略

💬 AI 要約

  • 患者固有の動脈瘤形状を用いたシミュレーションは治療計画の向上および関連リスク低減に寄与し得るため，本研究では，椎間孔周辺にフローダイバータ（FD）デバイスを多孔質媒体法（PMM）によりシミュレーションする手法を提案し，評価し，実装した。
  • 本手法は，複雑なFDを模擬するために用いられる没入法（IMM）と比較して計算コストを大幅に低減することを目的としており，多孔質媒体パラメータはワイヤスクリーンにおける実験観察から得られた経験的相関に基づき設定し，その妥当性はCFDシミュレーション結果と整合する形で検討した。
  • PMM戦略の検証は，異なる患者固有形状および異なるFDに対するシミュレーション結果を，同一条件下でIMMから得られた結果と比較することにより実施した。
  • 局所多孔率が頸部（neck）全体で概ね一様に保たれる場合には，IMMとPMMの間で定量的および定性的結果が概ね一致し，観測量の低減に関する差は10%未満であった; さらに本PMM戦略はIMMより最大10倍高速であり，実行時間を数日から数時間へ短縮できるため，臨床応用により近づくことが示された。

(053) Zhu [23]

📕 書誌情報

Haemodynamic analysis of vessel remodelling in STA-MCA bypass for Moyamoya disease and its impact on bypass patency.

Feng-Ping Zhu, Yu Zhang, Masakazu Higurashi, Bin Xu, Yu-Xiang Gu, Ying Mao, Michael Kerin Morgan, Yi Qian

J Biomech, 2014 Jun 03

💬 AI 翻訳タイトル

モヤモヤ病におけるSTA-MCAバイパスの血行動態解析：血管リモデリングの評価とバイパス開存性への影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）技術を用いてSTA-MCAバイパスのリモデリング特性を推定し、それがバイパス開存性に及ぼす影響を明らかにすることである。
  • MRAから再構築した3次元形状をセグメンテーションし、CFDシミュレーションのための計算領域を作成した；対象は術直後および術後6か月の定期的MRAが得られた11例である。
  • STAにおける流速は定量的MRA（QMRA）により測定し、シミュレーション結果の妥当性を検証した；また各症例で術直後のバイパス開存性は確認された。
  • シミュレーションでは、11例中9例で動脈脚部のリモデリングがバイパスを介した流れに対する抵抗低下と関連し、術後6か月時点でバイパスに10mmHgの駆動圧を与えた場合、術直後に比べて血流が50%増加した一方、残る2例では術直後に高い湾曲を示したバイパスが進行し、6か月時点でバイパス抵抗が増大して、モデル化血流量がそれぞれ50%および25%低下した；本研究は、STA-MCAバイパスが通常は流れの抵抗を減少させる特性を有すること、さらに初期形態が血管リモデリングの転帰に重要な影響を及ぼし得ることを示した。

(054) Lee [22]

📕 書誌情報

Three-dimensional hemodynamic design optimization of stents for cerebral aneurysms.

Chang-Joon Lee, Karkenahalli Srinivas, Yi Qian

Proc Inst Mech Eng H, 2014 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤に対するステントの3次元血行動態設計最適化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ステントの血行動態を出発点として、設計最適化手法を用いた効率的なステント設計のための一般的な枠組みを提示することである。
  • 流れ分流型ステントは動脈瘤内への血流流入を迂回させることで動脈瘤を閉塞し、その有効性は血栓形成速度に依存するが、血栓形成速度はステント設計に大きく左右されるため、Kriging（クリギング）法を用いて設計最適化を行った。
  • 理想化したステントの3症例を対象とし、各症例につき40〜60サンプルを計算流体力学（CFD）により評価して、目的関数として最大速度および渦度（vorticity）の低減を設定することで、サンプル群から最適化設計を同定した。
  • 最適化により複数のステント設計が得られ、高いポア密度と薄いストラット（struts）の組合せが望ましいことが示されたほか、動脈瘤頸部の近位端付近にストラットを分布させることが有効であることが明らかになった。

(055) Ricardo Argueta-Morales [22]

📕 書誌情報

Mathematical modeling of patient-specific ventricular assist device implantation to reduce particulate embolization rate to cerebral vessels.

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

J Biomech Eng, 2014 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

脳血管への粒子塞栓（particulate embolization）率を低減するための、患者個別の補助人工心臓（VAD）植込み（インプラント）を対象とした数学的モデリング

💬 AI 要約

  • 補助人工心臓（VAD）植込み後の最も重篤な合併症である脳卒中は、デバイス設計や抗凝固療法の改善にもかかわらず発生率14%–47%と高く、VAD治療の広範な実施を制限しているため、本研究ではそのリスク低減に資する患者個別の計算流体力学（CFD）解析の有用性を検討することを目的とした。
  • CT（computed tomography）から大動脈弓の患者個別3次元モデルを生成し、径12 mmのVAD流出グラフト（VAD-OG）を大動脈に吻合（anastomosed）した形状を作成した上で、血流パターンをCFDにより解析した。
  • さらに、VADに由来する粒子をラグランジュ（Lagrangian）相モデルで追跡し、粒子が脳血管へ流入する割合（percentage of particles entering the cerebral vessels）を算出したところ、粒子流入割合は下行大動脈への吻合では6%から、上行大動脈で90 degのVAD-OG吻合では14%までの範囲を示し、全ての構成間で有意差が認められた（X(2)=3925, p<0.0001）。
  • 上行大動脈における再循環（recirculation）領域の形成は、より浅い（shallower）かつより頭側（cephalad）への吻合によって抑制され、検討した解剖学的パラメータ範囲内では、流出グラフト構成の最適化により脳血管流入粒子割合はVAD-OG起因で約60%低減可能であった；また、血栓原性の可能性がある上行大動脈の再循環ゾーンも除去し得ることが示唆され、患者個別解剖に基づくCFDは脳卒中リスクを最小化するVAD-OG吻合の最適な位置と角度の同定に寄与し得ると結論づけた。

(056) 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

  • PubMed

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  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

フロ―ディバーティングデバイス治療を受け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―ディバージョン治療中に生理学的な流れの条件が変化することが、血行動態指標の相対変化（relative change）の定量に与える偏差を推定することである。
  • 患者固有形状3例を用いて計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）計算を実施し、各幾何形状に対して3種類のフロ―ディバ―タ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、壁面せん断応力（wall shear stress）をステント留置前後で定量し、流動条件を変化させた場合にこれら指標の相対変化に生じる偏差を算出した。
  • 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は30–80%の範囲で大きく逸脱しうることが示されたため、フロ―ディバージョン中の血行動態変化の定量は慎重に行う必要があり、手技中の流入条件の変動が大きな偏差を生じさせうることが結論された。

(057) Rayz [22]

📕 書誌情報

Computational modeling of flow-altering surgeries in basilar aneurysms.

V L Rayz, A Abla, L Boussel, J R Leach, G Acevedo-Bolton, D Saloner, M T Lawton

Ann Biomed Eng, 2015 May

💬 AI 翻訳タイトル

基底動脈瘤に対する流れを変化させる手術の計算モデリング

💬 AI 要約

  • 病的な基底動脈血行動態を背景として流れを変化させる介入の選択肢が検討される場合、各オプションにより生じる血流場を示すバーチャルモデルは臨床判断を支援しうるが、その有用性を検証することを目的とした。
  • 本研究では、4例の基底動脈瘤に対して画像ベースの計算流体力学（CFD）モデルを構築し、介入前の患者固有形状をMRアンギオグラフィおよび速度計測（velocimetry）データから作成したうえで、手術前の血流条件に対するCFDシミュレーション結果を、介入前に取得した心位相コントラストMRI（4D Flow MRI）のin vivo計測値と比較した。
  • その後、各患者で想定した手技に従ってモデルを修正し、血流およびバーチャルなコントラスト輸送を数値的に解析することで、術後の血流場を評価するとともに、瘤内での血栓沈着が生じる可能性を推定した；可能な場合には術後画像データを用いて計算予測を検証した。
  • 2例では、瘤が基底動脈から分岐する重要な橋穿通動脈を含むため、これら穿通血管の理想化形状をCFDモデルに組み込み、穿通血管内でのコントラスト輸送をシミュレーションして介入の影響を評価したところ、計算結果はMRIデータと良好に一致した；さらにCFDにより、基底動脈幹の血流を温存しつつ瘤への流入を低減しうる手術オプションを選別できる場合があること、そして画像ベースの計算モデリングが、手技前に合併症の可能性と病的瘤内血流改善の成功見込みを示すことで臨床的ガイダンスとなり得ることを示した。

(058) Sui [22]

📕 書誌情報

Hemodynamic parameters distribution of upstream, stenosis center, and downstream sides of plaques in carotid artery with different stenosis: a MRI and CFD study.

Binbin Sui, Peiyi Gao, Yan Lin, Lina Jing, Shengjun Sun, Haiqiang Qin

Acta Radiol, 2015 Mar

  • Keywords: Carotid artery, atherosclerotic plaques, computational fluid dynamics, hemodynamic, magnetic resonance imaging

  • DOI: 10.1177/0284185114526713

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 22
    • FWCI: 1.4544
    • Citation Percentile: 82.31

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💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈プラークの上流部、狭窄中心部、下流部における血行動態パラメータの分布：狭窄度の異なる頸動脈に対するMRIおよびCFD研究

💬 AI 要約

  • 狭窄部位の上流と下流ではプラーク構成成分や表面状態が大きく異なることが病理学的に示されており、プラーク近傍の流れの状態が上流、狭窄中心部、あるいは下流部で異なることが示唆されるため、頸動脈アテローム性動脈硬化プラーク近傍における血行動態パラメータの分布を狭窄度ごと・位置ごとに検討することを目的とした。
  • 本研究では11名の患者を対象に、CE-MRAにより頸動脈の3次元表面データを取得し、狭窄度を算出した。さらにCFD（computational fluid dynamics）法により、プラーク近傍の壁面せん断応力（WSS）、圧力、速度といった血行動態パラメータを推定した。
  • 14本の頸動脈（軽度4例、中等度6例、重度4例）を解析し、3つの狭窄群間でPressure max（P = 0.025）、Pressure mean（P = 0.020）、Pressure min（P = 0.026）に有意差を認めた。また位置（上流、狭窄中心部、下流）間ではVmin（P < 0.001）およびWSSmin（P < 0.001）に有意差が示された。
  • さらに、WSSmaxおよびWSSmeanの上流対下流比は軽度群と中等度/重度群で有意差を示し（それぞれP = 0.034、P = 0.042）、圧力については、上流対狭窄中心比および狭窄中心対下流比でPressure max、Pressure mean、Pressure minにそれぞれ有意差が認められた。速度、WSS、圧力、ならびにそれらの相対比は、頸動脈におけるプラーク周囲で一定の分布傾向を有することが明らかとなった。

(059) Lauric [22]

📕 書誌情報

Benefit of cone-beam CT angiography in visualizing aneurysm shape and identification of exact rupture site.

Alexandra Lauric, Robert S Heller, Sarah Schimansky, Adel M Malek

J Neuroimaging, 2015

  • Keywords: Intracranial aneurysm, computational fluid dynamics, cone-beam computed tomography, rupture site, subarachnoid hemorrhage, wall shear stress

  • DOI: 10.1111/jon.12120

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 22
    • FWCI: 0.8568
    • Citation Percentile: 73.28

  • PubMed

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  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

破裂部位の正確な同定と動脈瘤形状の可視化におけるコンビームCT（CBCT）血管造影の有用性

💬 AI 要約

  • 本症例報告は、高解像度コンビームCT（cone-beam computed tomographic; CBCT）血管造影が頭蓋内動脈瘤画像化においてどのような付加価値を有するかを明らかにすることを目的とした。
  • くも膜下出血で来院した54歳男性に対し、従来の血管造影で破裂前交通動脈瘤が確認されたのち、2種類の3次元血管造影モデル（2D-DSAおよび3D-rotational angiography; 3D-RA）とCBCTモデルを比較する形で評価を行った。
  • 造影剤の充満が撮像法により異なったため、動脈瘤形状に顕著な相違が2D-DSA/3D-RAとCBCTの間で観察され、CBCTでは動脈瘤の頂部における破裂の正確な部位が、離散的で不整かつ細長いblebとして明瞭に描出された（3D-RAまたはDSAでは確認できなかった）。
  • 高解像度CBCTは、より従来的な2D-DSAおよび3D-RAよりも標的動脈瘤の形状を詳細に可視化し、より精密な計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）シミュレーションを可能にする可能性が示された。さらに、動脈瘤は破裂直前または破裂時に形状変化を起こし得るため、計算再構成を用いた流体動態評価では各画像モダリティにより得られる解像度の差異を考慮すべきである。

(060) Cito [21]

📕 書誌情報

Accuracy and reproducibility of patient-specific hemodynamic models of stented intracranial aneurysms: report on the Virtual Intracranial Stenting Challenge 2011.

S Cito, A J Geers, M P Arroyo, V R Palero, J Pallarés, A Vernet, J Blasco, L San Román, W Fu, A Qiao, G Janiga, Y Miura, M Ohta, M Mendina, G Usera, A F Frangi

Ann Biomed Eng, 2015 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

ステント留置内頚動脈瘤（stented intracranial aneurysm）に対する患者特異的血行力学モデルの精度と再現性：Virtual Intracranial Stenting Challenge 2011の報告

💬 AI 要約

  • 本研究は、計算流体力学（CFD）シミュレーションを臨床意思決定に組み込むための前提条件である妥当性確認（validation）に資することを目的として、2011年版Virtual Intracranial Stenting Challengeの結果を報告する。
  • 本チャレンジでは、研究グループが未治療および高多孔度ステント5種類の異なる治療構成に対して、頭蓋内動脈瘤内の速度場をどの程度再現可能かを評価し、PIV（particle imaging velocimetry）によって未治療条件の速度場を検証した。
  • 参加者6名（CFDソルバ3種類）に対し、血管形状と留置ステントの表面メッシュおよび全流入・流出境界条件として流量を提供し、CFD解を収集して解析した結果、CFDとPIVの間でNRMSE 7.28%により良好な一致が得られ、また未治療および治療条件のCFD間でも速度場の一致は良好であった（最大差4.0 mm/s、未治療最大速度の4.1%；平均NRMSE 0.47%、範囲0.28–1.03%）。
  • 結論として、幾何形状および流量が与えられれば、研究グループは血管内動脈瘤内の速度場をin vitro計測と比較して精度良く再現でき、さらに異なるステント構成に対する血行力学的影響についても優れた一致が得られることが示された。

(061) Hodis [21]

📕 書誌情報

Relationship between aneurysm occlusion and flow diverting device oversizing in a rabbit model.

Simona Hodis, Yong-Hong Ding, Daying Dai, Ravi Lingineni, Fernando Mut, Juan Cebral, David Kallmes, Ramanathan Kadirvel

J Neurointerv Surg, 2016 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

ウサギモデルにおける動脈瘤閉塞とフローダイバータデバイス過大サイズ化の関係

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、デバイスのサイズ設定が金属被覆（metal coverage）および結果として得られる動脈瘤閉塞とどのように関連するかを、フローダイバータ治療後のウサギ動脈瘤モデルにおいて明らかにすることである。
  • ウサギ嚢状動脈瘤に対してフローダイバータを移植し、デバイス径を近位の親動脈径に対して同サイズ（iso-sized）、0.5 mm過大、または1.0 mm過大の3群で設定した（各群n=6）。移植8週後に血管撮影により動脈瘤閉塞度（完全、ほぼ完全、不完全）を評価し、摘出した動脈瘤の動脈瘤口（ostium）をデバイスストラットで被覆した状態を撮影した上で、金属被覆率および動脈瘤口における孔密度（pore density）を算出し、閉塞度との相関を解析した。
  • 血管撮影の結果では、群間で動脈瘤の形状および閉塞度に統計学的有意差は認められなかった。また、親動脈径とフローダイバータ径の比は、1.0 mm過大群が他群より高かったものの、金属被覆率および孔密度はいずれも群間で統計学的有意差を示さなかった。
  • 動脈瘤閉塞は、移植したデバイスのサイズにかかわらず、動脈瘤口径（ostium diameter）と負の相関を示した。したがって、デバイスのサイズ設定のみでは本ウサギ動脈瘤モデルにおける移植後の孔密度や金属被覆を予測できず、金属被覆および孔密度は閉塞に影響しなかった一方で、閉塞は動脈瘤口径により逆相関的に規定されることが示された。

(062) Kaufmann [20]

📕 書誌情報

Development of a hemodynamically optimized outflow cannula for cardiopulmonary bypass.

Tim A S Kaufmann, Peter Schlanstein, Anton Moritz, Ulrich Steinseifer

Artif Organs, 2014 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

心肺バイパス（CPB）用の血行動態に最適化した送出（アウトフロー）カニューレの開発

💬 AI 要約

  • 本研究は、心肺バイパス（CPB）中のアウトフローカニューレ・ジェットが高い速度により流れ場を変化させ、石灰化した大動脈からアテローム性プラークを遊離させ得るリスクとなることに着目し、ジェット効果を低減して脳血流を増加させる新規カニューレを開発することを目的とした。
  • 既報の妥当化済み計算流体力学（CFD）モデルを、カニューレ留置や補助（支持）モダリティに依存するCPB中の流動条件解析に用い、ジェット低減と脳血流改善を目標としたCPBアウトフロー・カニューレの設計に適用した。
  • Multi-Module Cannula（MMC）は汎用エルボーカニューレを反復的に改良した構造であり、血液を滑らかに導く内壁と楕円形状のアウトレット拡散器（diffuser）を備える；標準的なCPB条件（5 L/min）ではMMCの圧力損失は61 mmHgで、標準カニューレの68 mmHgに比べて低く、最大速度は3.7 m/sから3.3 m/sへ低減された。
  • さらにMMCのカニューレ・ジェットでは速度が1.6 m/sまで低下し、MMCを用いることでCPB中に通常は低下する脳血流が715 mL/minにおいてほぼ生理的値に到達することが示され、MMCが標準CPBカニューレよりも優れた性能を有する可能性が示唆された。

(063) Karmonik [20]

📕 書誌情報

Toward improving fidelity of computational fluid dynamics simulations: boundary conditions matter.

Christof Karmonik

AJNR Am J Neuroradiol, 2014 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学シミュレーションの忠実度向上に向けて：境界条件が重要である

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳血管領域を含む計算流体力学（CFD）シミュレーションにおいて、境界条件の設定が解析の忠実度（fidelity）に与える影響を明確化することである。
  • 方法として、計算流体力学シミュレーションの入力となる境界条件（例：流量や圧力の与え方、流入・流出条件、壁境界の扱い）を変更し、その結果を比較・評価した。
  • 結果として、境界条件の選択・定義が血流場の再現性および算出される血行動態指標に顕著な差を生じ得ることが示された。
  • 結論として、CFDシミュレーションの高い信頼性を得るためには、境界条件の妥当な設定が不可欠であり、シミュレーション設計時に特に注意を払うべきである。

(064) Brina [20]

📕 書誌情報

Intra-aneurysmal flow patterns: illustrative comparison among digital subtraction angiography, optical flow, and computational fluid dynamics.

O Brina, R Ouared, O Bonnefous, F van Nijnatten, P Bouillot, P Bijlenga, K Schaller, K-O Lovblad, T Grünhagen, D Ruijters, V Mendes Pereira

AJNR Am J Neuroradiol, 2014 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤内の血流パターン：デジタルサブトラクション血管造影、オプティカルフロー、および計算流体力学の視覚的比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤において血管造影中に計測される血流パターンを、オプティカルフロー法で得られた結果と計算流体力学（Computational Fluid Dynamics; CFD）で得られた結果とで比較し、その整合性を検証することである。
  • 未破裂の嚢状（saccular）脳動脈瘤を有し治療前に診断的血管造影を受けた21例の連続症例を対象とし、高フレームレートDSAを用いて心拍変調された造影剤波の追跡により動脈瘤内速度場をオプティカルフロー原理で推定した。
  • さらに各症例について、オプティカルフロー法から得たDSAおよび3D回転血管造影（3D rotational angiography）データに基づく患者特異的な流入境界条件を用いてCFDモデル化を実施し、3名の独立した観察者が流入方向と見かけ上の再循環（recirculation）を定性的に比較してκ統計を算出した。
  • 21例中14例では、同一投影視野内でオプティカルフロー画像とCFDの血流パターンが一致し（κ＝0.91）、一方で同14例のうち8例でのみオプティカルフローは通常のDSA画像とも一致した（観察者κ＝0.87）ことから、DSAベースのオプティカルフロー法は動脈瘤内の流入方向および見かけ上の再循環の評価においてCFD結果と定性的整合性を示し、DSAで造影剤運動が明瞭でない場合の血流パターン視認性改善に向けた新たな解決の前提となり得る診断手法であると結論づけた。

(065) Kono [20]

📕 書誌情報

Proximal stenosis may induce initiation of cerebral aneurysms by increasing wall shear stress and wall shear stress gradient.

Kenichi Kono, Takeshi Fujimoto, Tomoaki Terada

Int J Numer Method Biomed Eng, 2014 Oct

  • Keywords: aneurysm initiation, computational fluid dynamics simulations, hemodynamic stress, stenosis, wall shear stress, wall shear stress gradient

  • DOI: 10.1002/cnm.2637

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 20
    • FWCI: 1.0319
    • Citation Percentile: 75.38

  • PubMed

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  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

近位狭窄は、壁面せん断応力と壁面せん断応力勾配の増大により、脳動脈瘤の形成開始を誘発しうる

💬 AI 要約

  • 壁面せん断応力（WSS）、WSS勾配（WSSG）、動脈瘤形成指標（AFI）、または勾配振動数（GON）などの血行動態パラメータが、脳動脈瘤の形成開始（initiation）と関連する可能性が提案されているが、ヒトにおいてそれらの条件がどのように生じるかは不明である。
  • 本研究ではこの点を明らかにするため、近位狭窄を伴う新生動脈瘤症例を対象とし、連続画像で形成開始を確認した上で、狭窄あり／なしの2つの術前（pre-aneurysm）モデルを作成して計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施した。
  • 狭窄により生じるジャット流のため、動脈瘤形成開始部位における最大WSSおよび最大WSSGは、それぞれ約2倍および約3倍に増大した一方で、振動性せん断指標（OSI）、AFI、およびGONは大きくは変化しなかった。
  • さらに、異なる距離における近位狭窄の程度を変えた人工血管モデルを用いたコンピュータシミュレーションでも、OSI、AFI、GONはいずれも大きくは変化しないことが示され、近位狭窄がWSSおよびWSSGを増大させることで、特定クラスの脳動脈瘤の形成開始を誘発する可能性が示唆された。

(066) Goubergrits [20]

📕 書誌情報

Hemodynamic impact of cerebral aneurysm endovascular treatment devices: coils and flow diverters.

Leonid Goubergrits, Jens Schaller, Ulrich Kertzscher, Thies Woelken, Moritz Ringelstein, Andreas Spuler

Expert Rev Med Devices, 2014 Jul

  • Keywords: cerebral aneurysms, coils, computational fluid dynamics, endovascular treatment, flow diverters, flow visualization, stents, wall shear stress

  • DOI: 10.1586/17434440.2014.925395

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 20
    • FWCI: 0.4128
    • Citation Percentile: 65.69

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤内血管内治療デバイスが血行動態に及ぼす影響：コイルとフローダイバータ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、コイルおよびフローダイバータ（ステント）による脳動脈瘤内血管内治療が瘤内血行動態に与える変化を明らかにし、長期的な治療成功に向けた治療後血行動態の理解を促進することである。
  • 方法として、本論文は文献レビューと著者らによる独自研究を統合し、血管内治療デバイスに起因する動脈瘤内の血行動態変化を解析することを行った。
  • 結果として、コイル塞栓術およびステント留置は治療後の瘤内圧に大きな影響を与えない一方で、血流の低減および流れ構造の変化を通じて瘤内血行動態を有意に変化させることが示された。
  • 結論として、治療デバイスが動脈瘤の血流に及ぼす影響は、デバイスの幾何学的形状、留置経路、親血管の形状、ならびに動脈瘤の幾何学的形状といった複数のパラメータに依存することが明らかにされた。

(067) Leisser [19]

📕 書誌情報

Distribution of internal carotid artery plaque locations among patients with central retinal artery occlusion in the Eagle study population.

C Leisser, T A Kaufmann, N Feltgen, M Schumacher, C Schmoor, S Meckel

Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol, 2015 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

中枢網膜動脈閉塞患者における内頸動脈プラークの位置分布：EAGLE研究集団

💬 AI 要約

  • 内頸動脈（ICA）の動脈塞栓は主として脳虚血を引き起こすが、塞栓のうち網膜動脈へ到達するのはわずか10%であるため、ICAサイフォンに存在するプラークが眼動脈（OA）への塞栓源となり得る可能性が、計算流体力学（CFD）研究で示唆されている。そこで、本研究は中枢網膜動脈閉塞（CRAO）患者において、計算で推定された確率を実患者データで検証することを目的とした。
  • EAGLE（Multicenter Study of the European Assessment Group for Lysis in the Eye）研究の非動脈炎性CRAO患者を対象とする多施設ランダム化試験のうち、介入群から得られたデジタルサブトラクション血管造影（DSA）画像を再解析し、34例のDSAについて、ICAサイフォンの特定部位における動脈プラーク分布およびICA狭窄を評価した。
  • 眼動脈起始部付近のICAプラークの大部分は海綿静脈洞部（cavernous ICA portion）に位置し（31.3%）、そのうち12.5%はOA起始部と反対側の曲率にプラークを有していた（本CFDモデルではOAへの塞栓化確率12.6–13.2%とされる最もリスクの高い位置）。さらに、15.6%はOA起始部より遠位の傍蝶形骨部（paraclinoid ICA portion）にプラークを有していた。
  • 海綿静脈洞部および鞍上部（clinoid ICA portions）にプラークを有する患者は40.6%であり、CRAO発症の原因となり得る塞栓性物質の供給源として、これらのICA部位が重要である可能性が示された。

(068) Sarrami-Foroushani [18]

📕 書誌情報

Modeling of the acute effects of primary hypertension and hypotension on the hemodynamics of intracranial aneurysms.

Ali Sarrami-Foroushani, Maria-Cruz Villa-Uriol, Mohsen Nasr Esfahany, Stuart C Coley, Luigi Yuri Di Marco, Alejandro F Frangi, Alberto Marzo

Ann Biomed Eng, 2015 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

原発性高血圧および低血圧の急性影響が頭蓋内動脈瘤の血行動態に及ぼす作用のモデリング

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）におけるリスク因子として血行動態が重要であり、高血圧および薬理学的に誘導された低血圧はIA患者で一般的であることから、本研究は高血圧と低血圧が動脈瘤の血行動態へ及ぼし得る影響を検討することを目的とした。
  • 典型的な部位に存在する23個のIAsの画像を用いて患者固有の計算流体力学（Computational Fluid Dynamics: CFD）モデルを構築し、1次元全身血管モデル（1D systemic vascular model）で生成した正血圧（normotensive）の流量波形と圧力波形をそれぞれ調節することで、境界条件により低血圧および高血圧の影響を模擬した。
  • 血流変数（速度、圧力、壁面せん断応力）に対する低血圧・高血圧の影響は、動脈瘤の部位および流れパターンのタイプに基づいて分類し、その結果、他の部位と比べて椎骨脳底部動脈瘤（vertebrobasilar aneurysms: VBA）が血流変化に対してより高い感度を示した。
  • VBAでは、高血圧における収縮期ピーク時の空間平均速度が30%増加した（他部位では16〜21%）一方、低血圧ではVBAの流れが20%低下した（他部位では10〜13%）ことに加え、運動量駆動型（momentum-driven）の血行動態は、せん断駆動型（shear-driven）よりも低血圧および高血圧の影響をより受けることが示された；これにより、患者固有モデリングが臨床的に関連する研究において部位特異的な流れパターンを同定するために有効に利用できることが示され、心血管疾患理解の深化と将来のヘルスケアへの応用可能性が補強された。

(069) Alexander [16]

📕 書誌情報

Symptom differences and pretreatment asymptomatic interval affect outcomes of stenting for intracranial atherosclerotic disease.

M D Alexander, P M Meyers, J D English, T R Stradford, S Sung, W S Smith, V V Halbach, R T Higashida, C F Dowd, D L Cooke, S W Hetts

AJNR Am J Neuroradiol, 2014 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

症候の違いおよび前治療の無症候期間が、頭蓋内動脈硬化性疾患に対するステント留置の転帰に与える影響

💬 AI 要約

  • 頭蓋内の動脈狭窄においては、症候性病変のタイプによって介入治療への反応が異なり得るため、本研究はステント治療を受けた頭蓋内動脈硬化性疾患患者の臨床転帰に影響しうる症候学的および病態生理学的因子を検討することを目的とした。
  • 4施設において頭蓋内動脈硬化に対してステントを留置された患者を後ろ向きに解析し、患者背景・併存疾患、病変の特徴、治療の特徴、ならびに術前および術後の機能状態を記録した。
  • 合計131名の患者に対する142病変を解析し、χ2の単変量および多変量ロジスティック回帰分析により技術的成績と臨床転帰を評価したところ、低灌流（hypoperfusion）による虚血症状を呈する病変は最終接触時の脳卒中が少なかった（χ2（1, n=63）=5.41, P=.019）。一方、非低灌流性で治療前14日以内に症状がみられた病変では、最終接触時の脳卒中が多かった（χ2（1, n=136）=4.21, P=.047）。さらに、頭蓋内デリバリー（intracranial deployment）向けに設計されたステントは最終接触時の脳卒中と関連し（OR, 4.63; P=.032）、自己拡張型ステント留置に加えて経皮的バルーン血管形成術を行った場合は最終接触時に脳卒中がない可能性が低かった（OR, 0.60; P=.034）。
  • より良好な転帰は、低灌流症状を呈する病変でステント留置後に得られやすく、また塞栓（embolic）疾患または穿通枝虚血（perforator ischemia）が疑われる病変では、直近の症状から7〜14日後にステント留置を遅らせることで生じ得ることが示唆された。加えて、自己拡張型ステント留置に併用するバルーン血管形成術は転帰を悪化させ得るほか、バルーンマウント型ステントよりも自己拡張型ステントの使用が不利となり得ることが示された。

(070) Cebral [14]

📕 書誌情報

Strategy for analysis of flow diverting devices based on multi-modality image-based modeling.

Juan R Cebral, Fernando Mut, Marcelo Raschi, Yong-Hong Ding, Ramanathan Kadirvel, David Kallmes

Int J Numer Method Biomed Eng, 2014 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

多モダリティ画像に基づく個体別モデリングにより流れ迂回（フローダイバーティング）デバイスの解析戦略を構築する

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤に対する流れ迂回治療（flow diversion）後に形成される血行動態環境を定量化・特徴付けし、フローダイバーハ（flow diverter）と動脈瘤壁の生物学的相互作用、ならびにその後に生じる血栓形成過程の効果を理解することを目的とした。
  • 方法として、ウサギで実験的に作製した動脈瘤に対し、流れ迂回デバイサーで処置したのち、3D回転血管造影（3D rotational angiography）画像から解剖学的モデルを構築し、ドプラー超音波計測から血流条件を導出し、ステントモデルを作成して仮想的にデプロイした多モダリティの個体別CFDモデルを構築した。
  • その結果、親動脈で計測された速度波形、動脈瘤内で計測された最大速度、ならびにデジタルサブトラクション血管造影（digital subtraction angiography）で観察されるフローパターンを、ステントデプロイ前後にわたってin vivo観察と再現可能であった。
  • 以上より、動脈瘤閉塞が生じた領域は、緩慢で滑らかな流れパターンと一致する一方、動物犠牲時点で依然として透過性を有する領域では、より大きな血流活動（すなわち高い速度、より強い渦流、より複雑な流れ構造）に曝されている部分が観察されたことが示された。

(071) Vuong [14]

📕 書誌情報

Evaluation of flow velocities after carotid artery stenting through split spectrum Doppler optical coherence tomography and computational fluid dynamics modeling.

Barry Vuong, Helen Genis, Ronnie Wong, Joel Ramjist, Jamil Jivraj, Hamza Farooq, Cuiru Sun, Victor X D Yang

Biomed Opt Express, 2014 Dec 01

  • Keywords: (120.5050) Phase measurement, (170.3880) Medical and biological imaging, (170.4500) Optical coherence tomography

  • DOI: 10.1364/BOE.5.004405

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 14
    • FWCI: 0.9423
    • Citation Percentile: 76.56

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈ステント留置後の流速評価：スプリットスペクトルドップラー光コヒーレンストモグラフィ（ssDOCT）と計算流体力学（CFD）モデリングによる検討

💬 AI 要約

  • 血行動態は、分岐部などの屈曲した血管領域における不規則な血流プロファイルの出現とともに、動脈硬化の発症に重要な役割を果たすが、頸動脈アテローム硬化性疾患に対するステント留置は局所の血流をより大きく変化させ、さらなる合併症につながり得る。
  • 本研究では、ドップラー光コヒーレンストモグラフィ（DOCT）の変法であるスプリットスペクトルDOCT（ssDOCT）を用いて、内頸動脈（ICA）の分岐部接合部におけるステント留置前後の血行動態パターンを評価した。
  • さらに、血液速度プロファイルを模擬するための計算流体力学（CFD）モデルを構築し、ssDOCT画像から得られた所見と比較したところ、両手法でステント留置後の血行動態パターンの明瞭な変化が認められた。
  • 具体的には、分岐部頸部での低速領域や、ステントストラット周囲での再循環（recirculation）領域などが確認され、CFDモデルとssDOCT画像の間に強い相関が得られたことから、ssDOCTによる画像化が臨床におけるステント留置の最適化に資する可能性が示された。

(072) Ip [13]

📕 書誌情報

The future of ischemic stroke: flow from prehospital neuroprotection to definitive reperfusion.

Hing Lung Ip, David S Liebeskind

Interv Neurol, 2014 May

💬 AI 翻訳タイトル

虚血性脳卒中の未来：救護前（prehospital）神経保護から確定的再灌流（definitive reperfusion）への血流の連続性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、虚血性脳卒中における治療段階を「時間のみ」に基づいて恣意的に分断することなく、救護前から確定的再灌流までをシームレスに連結するための血流病態の理解枠組みを提示することである。
  • 方法として、個々の症例における虚血の時間経過や進展を規定する脳血流の病態生理を捉える概念枠組みを踏まえ、側副血行（collaterals）による脳灌流のホメオスタシスをシリアル画像で評価し、血管造影（angiographic）および組織（tissue）の虚血バイオマーカーを大規模に計測するための画像コアラボ（imaging core laboratory）活動を含む統合的アプローチを論じている。
  • 結果として、救護前神経保護は現実のものとなり得て再血行再建（revascularization）治療と組み合わせ可能であり、画像ガイド下の血栓溶解が厳格な時間窓に依存せず実現し得ること、ベースライン画像パターンが治療反応を予測し、シリアル画像が再開通（recanalization）と再灌流（reperfusion）を識別し得ることが示される。
  • 結論として、シリアルな側副血行と再灌流の評価により、無作為な「有効な再開通」の定義を課すのではなく良好な臨床転帰に結びつく確定的再灌流を同定でき、さらに再灌流障害や出血性変化（hemorrhagic transformation）を含む転帰要因の説明枠組みが整備されること、ならびに計算流体力学（computational fluid dynamics）による血流評価（fractional flow）や灌流勾配（cerebral blood volume gradients）の経時評価を内頸動脈内（intracranial atherosclerosis）へも応用し得ることから、側副灌流の包括的理解が虚血性脳卒中の将来像の基盤を与えると結論づけている。

(073) Neidlin [13]

📕 書誌情報

A multiscale 0-D/3-D approach to patient-specific adaptation of a cerebral autoregulation model for computational fluid dynamics studies of cardiopulmonary bypass.

Michael Neidlin, Ulrich Steinseifer, Tim A S Kaufmann

J Biomech, 2014 Jun 03

  • Keywords: Baroreflex, Cardiopulmonary bypass, Cerebral autoregulation, Computational fluid dynamics, Lumped parameter

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2014.03.039

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 13
    • FWCI: 1.4995
    • Citation Percentile: 81.19

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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学研究のための心肺バイパスにおける脳循環自己調節モデルの患者固有適応を可能にする多尺度0-D/3-Dアプローチ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、心肺バイパス（cardiopulmonary bypass: CPB）中に生じる神経学的合併症の主要因である脳組織灌流低下と、自己調節能低下の影響を考慮しつつ、計算流体力学（CFD）における脳循環自己調節（cerebral autoregulation: CA）モデルを患者固有に適応させるための多尺度0-D/3-D手法を構築することである。
  • 方法として、脳自己調節の主要機序の一つであるバロレフレックス機構を0次元（0-D）の制御回路として表現し、パラメータを生理学的意味の観点から評価したのち、これらのパラメータを3次元（3-D）CFDへ移送して、脳自己調節の静的および動的挙動を検討した。
  • 結果として、提案したバロレフレックス機構のパラメータは、正常血圧、高血圧、および自己調節障害に相当する挙動を再現でき、さらに麻酔薬などの動的CAを制御する要因の効果も模倣可能であった。
  • 結論として、0-D制御回路と3-D CFDは静的および動的な脳血流（cerebral blood flow: CBF）について整合した結果を示し、患者固有の脳自己調節をCFD研究に組み込む多尺度0-D/3-Dアプローチの実現可能性が示された。

(074) Karmonik [11]

📕 書誌情報

Magnetic resonance imaging as a tool to assess reliability in simulating hemodynamics in cerebral aneurysms with a dedicated computational fluid dynamics prototype: preliminary results.

Christof Karmonik, Y Jonathan Zhang, Orlando Diaz, Richard Klucznik, Sasan Partovi, Robert G Grossman, Gavin W Britz

Cardiovasc Diagn Ther, 2014 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

専用の計算流体力学プロトタイプを用いた脳動脈瘤の血行動態シミュレーションにおける信頼性評価のための磁気共鳴画像法：予備的結果

💬 AI 要約

  • 目的：臨床画像データに対して計算手法により情報を付加する試みとして、計算流体力学（CFD）を用いた脳動脈瘤の血行動態シミュレーションの有用性が活発に研究されており、本研究では工学技術を臨床研究へ橋渡しするための検証と、得られる結果の潜在的な臨床価値に資することを目的とする。
  • 方法：本予備研究では、位相コントラスト磁気共鳴画像法（phase contrast magnetic resonance imaging；pcMRI）を用いてCFD結果の信頼性を評価する方法を提示する。2D pcMRIにより動脈瘤内の速度情報が得られた6例の脳動脈瘤に対し、一定の流入条件を用いた定常CFDシミュレーションを専用のCFDプロトタイプシステムで実施した。
  • 結果：2D pcMRIから抽出した速度パターンの主要な特徴を、CFDで得られた対応する特徴と比較したところ、動脈瘤内速度パターンに関して、測定（2D pcMRI）とシミュレーション（CFD）の特徴間で良好な定性的整合が得られた。
  • 結論：計算シミュレーションは脳動脈瘤の計測された速度パターンの主要な特徴を再現できることが示された。今後は、臨床研究における具体的な適用に向けてこれらのシミュレーションを精緻化する必要がある。

(075) Yu [10]

📕 書誌情報

Study of parameters for evaluating flow reduction with stents in a sidewall aneurysm phantom model.

Chang Ho Yu, Tae Kyu Kwon

Biomed Mater Eng, 2014

💬 AI 翻訳タイトル

側壁動脈瘤ファントムモデルにおけるステントによる流量低減を評価するためのパラメータに関する研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ポロシティ（多孔度）、孔密度、ストランド数、ならびにストラット角（親動脈に対する角度）といったステント設計パラメータが、側壁動脈瘤内の流れ低減効果に与える影響を、in vitroで検討することである。
  • 方法として、側壁動脈瘤シリコーンファントムモデルにReynolds数300で5種類のメッシュステントを留置し、粒子画像流速測定（particle image velocimetry: PIV）によって流動特性を解析した。
  • 結果として、最も低いポロシティのステントが、動脈瘤ポケット内における速度および渦度（vorticity）の低減において最良の値を示した。また、孔密度が高いステントは平均および最大速度を低下させる傾向を示したが、その効果はポロシティの影響に優越するものではなかった。
  • さらに、評価システムの検討により、親動脈に対するストラット角が大きいほどPIVおよびCFD（computational fluid dynamics）で平均速度が低下する傾向が確認されたが、その効果はポロシティおよび孔密度と比較すると相対的に小さかった。本研究は、理想的ステント開発に向けた最適なパラメータ組合せとして低ポロシティ、高孔密度、および高ストラット角が有望であること、ならびに本評価システムが血管内治療デバイスの評価に広く有用であることを示唆した。

(076) 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

フローディバイターにより治療したタンデム2連脳動脈瘤における血行動態

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローディバイターで治療した脳動脈瘤の閉塞（血栓化）までの時間が、治療直後に生じ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。
  • タンデム状に存在する頭蓋内動脈瘤2個をフローディバイターで治療し、閉塞までの時間が異なった症例を対象としたケーススタディを実施した。
  • 3次元回転血管撮影画像から患者個別の計算流体力学（CFD）モデルを構築し、拍動的な生理条件下で血流シミュレーションを行ったうえで、フローディバイター留置前後の血行動態指標を定量化し比較した。
  • フローディバイター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、その結果として渦巻きの少ないより滑らかな流動様式が得られた；低下の程度は動脈瘤および親動脈に依存し、より速く閉塞した動脈瘤で低下が大きかったことから、本検討で対象とした血行動態量の低下が大きいほど動脈瘤の血栓化までの時間が短くなることが示唆され、これらの介入目標のより適切な定義に資する可能性がある。

(077) Ugron [10]

📕 書誌情報

Measurement of flow diverter hydraulic resistance to model flow modification in and around intracranial aneurysms.

Adám Ugron, István Szikora, György Paál

Interv Med Appl Sci, 2014 Jun

  • Keywords: computational fluid dynamics, flow diversion, intracranial aneurysm, pressure, wall shear stress

  • DOI: 10.1556/IMAS.6.2014.2.2

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 10
    • FWCI: 0.4278
    • Citation Percentile: 66.84

  • PubMed

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  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤周辺および動脈瘤内の流れの変化をモデル化するためのフローダイバータの油圧抵抗の測定

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバータ（FD）の存在によって親動脈および動脈瘤周囲ならびに動脈瘤内に生じる流れの変化を追跡するための、単純かつ精度の高い計算手法を確立することである。
  • 方法として、FDの複雑なワイヤ構造を詳細に模擬する高計算コストおよび熟練を要する計算格子作成といった欠点、ならびに妥当性（バリデーション）の不足による負担を回避するため、FDの1層または複数層の油圧抵抗（hydraulic resistance; HR）を多孔質層（porous layer）法でモデル化する提案を行った。
  • 結果として、簡便な装置によりHRを測定する手法を開発し、その測定結果を提示するとともに、これらのHRパラメータを用いることで患者固有の動脈瘤シミュレーションにおける数値計算の有用性を示した。
  • 結論として、FDの機能を特徴づける主要パラメータであるHRに着目した多孔質層モデルと、その簡易測定法の組合せが、FDによる動脈瘤周辺の流体挙動変化を再現するための実用的計算手段となり得ることが示された。

(078) Morales [8]

📕 書誌情報

Peak systolic or maximum intra-aneurysmal hemodynamic condition? Implications on normalized flow variables.

Hernán G Morales, Odile Bonnefous

J Biomech, 2014 Jul 18

💬 AI 翻訳タイトル

最大収縮期（ピーク収縮期）または最大瘤内血行動態条件？ 正規化流量変数に関する含意

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、瘤内および動脈内血行動態が異なる生理学的流量条件を与えた場合に時間的にどのように変化するかを明らかにし、正規化に用いる流量変数の妥当性に関する知見を得ることである。
  • 画像ベースの11例の動脈瘤モデルを用い、拍動流条件下でCFD（計算流体力学）シミュレーションを実施し、1心周期にわたり速度の大きさと壁面せん断応力（WSS）を算出した。
  • 最大の血行動態条件は必ずしも収縮期ピークに一致せず、その最大条件が瘤内で生じる時刻のピーク収縮期からのシフト量は、動脈瘤サイズ、流量、周囲の血管構造、および流れパターンの安定性に依存した；また、シフト量は瘤サイズの増大および流量の低下に伴って大きくなることが示された。
  • さらに、親動脈の流れパターンが変化する場合には最大WSSがピーク収縮期よりも早期に生じ得ること、ピーク収縮期WSSと最大WSSの差が最大65%に達し得ること、ならびに速度とWSSが親動脈の選択セグメントに依存し、収縮期ピーク近傍でより大きなばらつきを示すことが明らかとなった；これらより、瘤内の最大ストレスを評価する際はピーク収縮期WSSではなく最大WSSが生じる時間相を用いることが望ましく、さらに親動脈の任意セグメントに依存しない変数で瘤内血行動態を正規化すべきであると結論づけた。

(079) Kaufmann [8]

📕 書誌情報

Development of a numerical pump testing framework.

Tim A S Kaufmann, Shaun D Gregory, Martin R Büsen, Geoff D Tansley, Ulrich Steinseifer

Artif Organs, 2014 Sep

  • Keywords: Cannulation, Computational fluid dynamics, Lumped parameter, Mock circulation loops, Validation, Ventricular assist devices

  • DOI: 10.1111/aor.12395

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 8
    • FWCI: 0.9616
    • Citation Percentile: 74.52

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💬 AI 翻訳タイトル

数値ポンプ試験フレームワークの開発

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、左室補助人工心臓（LVAD）が終末期心不全患者の生存率を向上させる一方で、生活の質の向上や有害事象の低減、より生理学的なデバイス開発に向けて設計段階で有効な新しい評価アプローチを提示することである。
  • 本研究では、計算流体力学（CFD）、ラップドパラメータ（LP）モデリング、モック循環ループ（MCL）、粒子画像流速測定（PIV）を統合し、LVADの局所流動パターンと全身（システム）応答を解析可能な数値ポンプ試験フレームワーク（nPTF）を構築した。
  • 具体的には、大動脈弓にLVAD排出側カニューレ（outflow graft）を含めたCFDモデルを、循環系のLPモデルへ接続してnPTFを作成し、同一形状の3次元シリコーンモデルをラピッドプロトタイピングで作製してMCLへ接続した；その後、PIVにより局所流動場とMCLによりシステム応答の妥当性を検証し、妥当性確認後に排出側カニューレの位置の違いをnPTFで比較した。
  • その結果、抵抗および全身コンプライアンスを調整することで、回転数2200–3050 rpmにおける大動脈平均圧72.2–132.6 mmHgの生理学的応答が数値および実験の両手法で得られ、LVAD作動時には遠位分枝（脳および鎖骨下）への流量として平均24%が実験およびnPTFで一致して観察され、PIVとCFDの流れ場は良好に一致した；これらより、nPTFは設計過程においてLVADの局所流動場およびシステム応答を解析するために用いることができ、開発初期段階で生理学的制御パラメータの評価を可能にすることで患者アウトカムの改善に寄与し得る。

(080) Kono [6]

📕 書誌情報

Flow visualization of recurrent aneurysms after coil embolization by 3D phase-contrast MRI.

Kenichi Kono, Tomoaki Terada

Acta Neurochir (Wien), 2014 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

コイル塞栓術後の再発動脈瘤に対する3次元位相コントラストMRIによる血流可視化

💬 AI 要約

  • 目的：脳動脈瘤内の血流パターンは臨床的に重要であり、特にコイル塞栓術後の再発予防に有用な流入パターンに関する情報を得ることが求められる。
  • 方法：患者固有の脳動脈瘤に対するCFDシミュレーションは実行可能であるが、再発動脈瘤ではコイルが形状の精密化を困難にするため血流可視化が難しいという課題を踏まえ、本研究では3次元位相コントラスト磁気共鳴画像（3D phase-contrast MRI：3D PC-MRI）を用いた再発動脈瘤の血流可視化の実現可能性を評価した。
  • 結果：コイル塞栓術後の再発動脈瘤8例において、3D PC-MRIデータから動脈瘤内の流入を可視化する試みを行い評価したところ、全8例（100%）で動脈瘤への流入が可視化され、動脈瘤内部の血流パターンは6例（75%）で可視化された；可視化できた群では再発動脈瘤のサイズが大きく（可視化群：平均10.3 mm、非可視化群：平均4.8 mm、p = 0.046、Mann-Whitney検定）、さらにPC-MRIで得られた血流パターンは、1例で実施したCFDシミュレーション結果と類似していた。
  • 結論：3D PC-MRIによる再発動脈瘤の血流可視化は実行可能であり、CFDシミュレーションよりも流入パターンの観察が迅速かつ容易である可能性が示された。本手法は、再発動脈瘤に対する臨床的に有用な情報を提供しうる。

(081) Kono [5]

📕 書誌情報

Treatment strategy and follow-up evaluation for an unruptured anterior communicating artery aneurysm associated with pseudo-occlusion of the internal carotid artery using computational fluid dynamics simulations.

Kenichi Kono, Tomoaki Terada

Turk Neurosurg, 2014

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学（CFD）シミュレーションにより内頸動脈（ICA）の偽閉塞を伴う破裂未破裂前交通動脈瘤に対する治療戦略とフォローアップ評価

💬 AI 要約

  • 目的：計算流体力学（CFD）シミュレーションに基づく脳動脈瘤治療の臨床的意義を示すことを目的として、内頸動脈（ICA）の偽閉塞を伴う破裂未破裂前交通動脈瘤の症例を報告する。
  • 方法：76歳女性の破裂未破裂前交通動脈瘤とICA偽閉塞を対象に術前CFDシミュレーションを実施し、内頸動脈ステント留置（carotid artery stenting: CAS）が動脈瘤への血行動態ストレスを低減し破裂リスクを低下させ得るかを評価したうえでCASを施行し、術前およびCAS後7か月の患者固有の両側ICA流量波形を用いて再度CFD解析を行った。
  • 結果：術前CFDでは動脈瘤の最大時間平均壁面せん断応力（maximum time-averaged wall shear stress）が8.3 Paから4.4 Paへ低下した一方、破裂リスク評価のために提案される血行動態指標である動脈瘤の圧力損失係数（pressure loss coefficient）は1.83から2.75へ増加した。
  • 結論：CASはCFD研究の既報に基づく破裂リスク低減の可能性を示し、CAS後14か月時点まで動脈瘤は未破裂のままであった。本研究は、CFDシミュレーションによる流れの変調（flow alteration）により破裂未破裂動脈瘤の破裂リスク低減を試みた最初の報告である。

(082) Lee [2]

📕 書誌情報

Validation of compliance zone at cerebral arterial bifurcation using phantom and computational fluid dynamics simulation.

Young-Jun Lee, Yoon-Chul Rhim, Moonho Choi, Tae-Sub Chung

J Comput Assist Tomogr, 2014

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈分岐部におけるコンプライアンスゾーンのファントムおよび計算流体力学シミュレーションによる検証

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、心電図同期（ECG-gated）CTおよびMRAで以前に報告した脳動脈分岐部尖部の膨出（evagination）と平坦化（flattening）として観察された、脈動流に応答するコンプライアンスゾーンの存在を検証し、局所の薄い弾性壁との関連を検討することである。
  • 方法として、分岐形状の異なる血管モデルを用い、尖部に薄い弾性領域を有するファントムと、分岐尖部に弾性領域または剛性領域のいずれかを設定した計算流体力学（CFD）モデルを作製・解析した。
  • その結果、ファントムでは分岐尖部の弾性領域が脈動性の循環流に時間的に同期して膨出と平坦化を示し、さらに流れを生成するポンプより下方へアウトレット側を傾けると膨出の大きさが増大した；CFDでは、分岐尖部に弾性領域を設けることで脈動性の膨出を再現でき、ピーク収縮期において膨出した尖部で圧力勾配が最大となった。
  • 結論として、圧力勾配に応答するコンプライアンスゾーンを、動脈分岐部における薄い弾性領域として実験的に実証でき、CFD解析とも整合することが示された。

(083) Wu [1]

📕 書誌情報

AneuSearch: a software prototype for intracranial aneurysm searching and clinical decision support.

Jian Wu, Harvey Ho, Peter Hunter, Ping Liu

Int J Comput Assist Radiol Surg, 2014 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

AneuSearch：頭蓋内動脈瘤（IA）探索および臨床意思決定支援のためのソフトウェア試作

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IA）の治療に関する臨床的意思決定では、複数の情報源および多様な形式の情報を統合することが必要である。本研究では、IA管理に関連する情報を統合し、設計された基準に基づいて効率的にIAを探索可能とする枠組みとしてAneuSearchを確立することを目的とした。
  • AneuSearchの中核は、PACS向けのJava実装であるオープンソースの三層型DICOM画像管理システムDCM4Cheeである。さらに、形態学的特徴、血行動態データ、および（関連する）組織学的データを格納する補助データベースAneuSearchDBを開発した。
  • AneuSearchDBのリレーショナル・テーブルは、IA治療に際して脳神経外科医が最も基本的に投げかける問いに対応づけられている。試作ソフトウェアはバイオエンジニアと脳神経外科医の共同により開発され、中国・綿陽（Mianyang）市の中央病院のコンピュータに導入されており、現在105名のIA患者データ、7件の血行動態シミュレーション結果、9枚の組織学的切片画像を含む。
  • 本システムは与えられた基準に従って照会でき、外部の計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）ソフトウェアを実行することで血流データも提供可能である。IA管理のための新規なツールとしての有用性が示され、今後はIA破裂リスク評価におけるIA治療基準の組み込みを検討する。

(084) Peach

📕 書誌情報

The 'Sphere': A Dedicated Bifurcation Aneurysm Flow-Diverter Device.

Thomas Peach, J Frederick Cornhill, Anh Nguyen, Howard Riina, Yiannis Ventikos

Cardiovasc Eng Technol, 2014

  • Keywords: CFD, Medical devices, Minimally invasive, Neurovascular, PED, SILK, Shear stress, Stent, Thrombosis, WEB, WSS

  • 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

「スフィア（Sphere）」：分岐部脳動脈瘤向けの専用バイフォーカーション（bifurcation）フローダイバーターデバイス

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳血管の分岐部動脈瘤を対象とするフローダイバーターデバイス「スフィア（Sphere）」の試作段階における設計サイクルの早期段階として、計算モデリングに基づく血流解析（CFD）による流体力学的有効性を提示することを目的とした。
  • デバイスは複数径・複数形状に対応可能で、NITINOL（ニチノール）ワイヤーの単一ループから構成されるとともに、動脈瘤頸部を部分的に遮る高密度のパターン化楕円表面により動脈瘤への流入を低減する設計である; また、開ループ状の2つのアーマチャーにより健常な親血管に固定され、親血管および分枝血管への流れの攪乱が極めて小さいことを想定している。
  • 解剖学的に正確な6つの分岐部動脈瘤（脳底動脈先端部3例、内頸動脈終末部で中大脳動脈と前大脳動脈の分岐部3例）へ、デバイスを仮想的に留置し、定常および非定常流れシミュレーションを実施した結果、動脈瘤への流入低減率は幾何学的条件間で30.6〜71.8%の範囲に及ぶことが示された。
  • さらに全6例において、動脈瘤内腔（サック内）のWSS（壁面せん断応力）大きさが低減され、健常血管により近い血行動態環境が形成されることが確認された; 定常解析では捕捉されない再循環領域がある1つの形状で定常と非定常の間に顕著な差異も認められ、本CFDの包括的解析により「スフィア」デバイスは複数の動脈瘤サイズ・部位において大きな流量低減効果を示し、既存の臨床的な円筒型フローダイバータ設計に対して多くの利点を有することが結論づけられた。

(085) Wu

📕 書誌情報

[Hemodynamic analyses of large intracranial aneurysms].

Jing Wu, Aihua Liu, Ceji Fu, Yi Zhao, Zenghui Qian, Huibin Kang, Tangming Peng, Zhongxue Wu

Zhonghua Yi Xue Za Zhi, 2014 Jul 01

  • 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

大型頭蓋内動脈瘤における血行動態解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、大型頭蓋内動脈瘤の計算流体力学（CFD）による血行動態をシミュレーションし、3種類の大型頭蓋内動脈瘤における血行動態の相違を解析することである。
  • 方法として、DSA（digital subtraction angiography；デジタルサブトラクション血管造影）データに基づき、大型頭蓋内動脈瘤患者特異的モデル32例を構築した。さらに、流出血管の位置、主渦の平面、ならびに衝突（impact）領域に基づき、動脈瘤をtype A（主渦平面内に流出血管）、type B1（主渦平面外で衝突領域が動脈瘤側壁）、type B2（主渦平面外で衝突領域が動脈瘤ドーム）に分類した。
  • 血液は層流・非圧縮・ニュートン流体と仮定し、入口には時間依存性の拍動境界条件を課して、ICEMおよびFluentを用いて血行動態を計算した。心周期における壁面せん断応力、速度、ストリームラインの分布を解析し、速度比（動脈瘤内流速／親動脈流速）がそれぞれtype A, B1, B2で0.186±0.019、0.706±0.077、0.208±0.041であり、壁面せん断応力比（動脈瘤壁面せん断応力／親動脈壁面せん断応力）が0.081±0.029、1.019±0.139、0.103±0.031であった。
  • 結論として、血流速度と壁面せん断応力はtype B1群で最も高く、次いでtype B2群、最も低いのはtype A群であった。衝突領域の位置を反映して、流出血管位置および流入角（inflow-angle）が動脈瘤瘤内（aneurysm sac）における血流のレベルに影響し得ることが示された。

(086) Neidlin

📕 書誌情報

Design modifications and computational fluid dynamic analysis of an outflow cannula for cardiopulmonary bypass.

Michael Neidlin, Sebastian Jansen, Anton Moritz, Ulrich Steinseifer, Tim A S Kaufmann

Ann Biomed Eng, 2014 Oct

  • 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

補助循環（心肺バイパス）用アウトフローカニューレに対する設計改良と計算流体力学解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、心肺バイパス中に生じ得る脳灌流不全に起因する神経学的合併症に着目し、腋窩カニュレーション時の血流特性を規定するカニューレ設計要因を、計算流体力学（CFD）と実験的検証により明らかにすることである。
  • 方法として、カニューレ形状に対して2種類の設計改良を行い、CFDによる流動解析を実施するとともに、粒子画像流速測定法（PIV）による実験でシミュレーションを検証した。
  • 結果として、カニューレ断面内にヘリカル表面を設けて血流に回転（スピン）を付与するアプローチは、標準カニューレで観察される右椎骨動脈における血液吸引を抑制し、脳血管の灌流を改善した；また、カニューレ全長にわたりヘリックスを設けた設計では、非改良設計と比較して流量予測が2124から32 mL/minに変化し、血液損傷（blood damage）の予測が最も低かった。
  • 結論として、流れを分離するために絞り付きカニューレ先端へ放射状のボアを設ける手法では満足のいく結果は得られなかった一方で、PIV計測はシミュレーションを妥当化し、速度分布および渦（vortex）の位置の整合が確認された。

(087) Retarekar

📕 書誌情報

Stratification of a population of intracranial aneurysms using blood flow metrics.

Rohini Retarekar, Manasi Ramachandran, Benjamin Berkowitz, Robert E Harbaugh, David Hasan, Robert H Rosenwasser, Christopher S Ogilvy, Madhavan L Raghavan

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2015 Aug

  • Keywords: computational fluid dynamics, intracranial aneurysms, wall shear stress

  • 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

血流指標に基づく頭蓋内動脈瘤集団の層別化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈瘤内血行動態環境を表す指標が縦断的転帰の予測に資する可能性があるため、それらを大規模集団へ適用して既知の転帰と照合可能な層別化に用いる基盤を整えることである。
  • 方法として、文献に報告された多様な血行動態指標を収集し、必要に応じて改良したうえで、患者特異的モデル198例および理想化モデル30例の動脈瘤集団に対して、拍動流シミュレーションの近似として定常流シミュレーションを用いた場合と拍動流シミュレーションを用いた場合で、提案した各指標の推定値および動脈瘤の順位付けを比較した。
  • 結果として、定常流と拍動流のシミュレーションは、14指標で相関係数r≥0.99、他2指標でr≥0.97と強い線形依存を示し、また14指標で順位相関ρ≥0.99、残り2指標でρ≥0.96と、ほぼ同一の方法で動脈瘤を層別化した。
  • 結論として、形態が唯一の患者固有情報として利用可能な場合、血行動態指標に基づく動脈瘤の層別化は、形態に基づく層別化の物理学的に裏付けられた代替となり得ること、さらに現在文献で報告される主要指標の多くの推定において定常流シミュレーションは拍動流シミュレーションと同等に有効である可能性が示された。