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脳 CFD血流解析 学術文献調査 PubMed 2016

  • 『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：2016-01-01 - 2016-12-31
    • 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) Wang [179] 🌟

📕 書誌情報

Flow diverter effect of LVIS stent on cerebral aneurysm hemodynamics: a comparison with Enterprise stents and the Pipeline device.

Chao Wang, Zhongbin Tian, Jian Liu, Linkai Jing, Nikhil Paliwal, Shengzhang Wang, Ying Zhang, Jianping Xiang, Adnan H Siddiqui, Hui Meng, Xinjian Yang

J Transl Med, 2016 Jul 02

  • Keywords: Computational fluid dynamics (CFD), Hemodynamics, Intracranial aneurysm, LVIS, Wall shear stress (WSS)

  • DOI: 10.1186/s12967-016-0959-9

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 179
    • FWCI: 13.0565 🌟
    • Citation Percentile: 99.24 🌟

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤に対するLVISステントのフローダイバータ効果：EnterpriseステントおよびPipelineデバイスとの比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、低プロファイル可視化内腔支持（Low-profile Visualized Intraluminal Support；LVIS®D）デバイスの効果と、流体（flow）ダイバーティング効果がPipelineデバイスおよびEnterpriseステントと比べてどの程度異なるかを、計算流体力学（computational fluid dynamics；CFD）により定量化することである。
  • 3Dデジタルサブトラクション血管造影（digital subtraction angiography；DSA）から構築した3つの動脈瘤モデルを用い、Enterprise、LVIS、Pipelineデバイスをそれぞれ血管内腔形状に仮想的に適合させ、動脈瘤の頸部（orifice）を跨ぐように配置した。
  • CFD解析により、これらのステント間で壁面せん断応力（wall shear stress；WSS）、速度（Velocity）、圧力（Pressure）といった血行動態指標の差異を比較した；対照（Control）はステントなしモデルとし、各指標の変化割合はすべて対照に対する相対値として算出した。
  • 単独のLVISステントは、二重EnterpriseステントよりもWSS低下（39.96% vs 30.51%）および速度低下（23.13% vs 18.64%）が大きかった一方、単独Pipelineは二重LVISよりもWSS低下（51.08% vs 63.88%）および速度低下（37.87% vs 46.05%）が小さかった；さらに、二重Pipelineは最も大きなWSS低下（72.37%）および速度低下（54.26%）を示し、ステント留置後の圧力は最小限の範囲で上昇したことから、LVISステントは脳動脈瘤に対して一定の血行動態修飾効果を持つが、二重LVISはPipelineより優れたフローダイバータ効果を示すことが結論づけられた。

(002) Can [140] ⭐

📕 書誌情報

Association of Hemodynamic Factors With Intracranial Aneurysm Formation and Rupture: Systematic Review and Meta-analysis.

Anil Can, Rose Du

Neurosurgery, 2016 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の形成および破裂と血行動態因子との関連：系統的レビューおよびメタ解析

💬 AI 要約

  • 近年、血行動態因子の大きさおよび分布が、脳動脈瘤の形成と破裂に関連する可能性が示唆されているが、結果は多様である。本研究は、血行動態因子が脳動脈瘤形成に及ぼす影響、ならびに破裂動脈瘤との関連を定量化することを目的とした。
  • 2014年10月までの文献を対象として、系統的レビューおよびメタ解析を実施した。動脈瘤形成への影響は、脳動脈瘤の幾何学モデルと、動脈瘤を人工的に除去した「preaneurysm」モデルを比較した研究結果を統合して解析した。さらに、破裂動脈瘤と未破裂動脈瘤の間で血行動態因子を比較することで、破裂との関連を定量化するためのプール化標準化平均差を算出した。
  • PRISMAの標準ガイドラインに従って解析した結果、動脈瘤形成部位との高い正の相関を示した血行動態因子は高い壁面せん断応力（WSS）と高い振動せん断勾配指標（gradient oscillatory number）であり、プール化割合はそれぞれ78.8%および85.7%であった。一方、正の相関は主に分岐部（bifurcation）動脈瘤に認められ、負の相関は側壁部（sidewall）動脈瘤に認められた。
  • 破裂動脈瘤では、平均および正規化WSSが有意に低く、低せん断面積（low shear area）が有意に高かった。計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）モデルのプール解析は、WSSおよびgradient oscillatory numberの増加が動脈瘤形成に寄与し得る一方、低WSSが破裂動脈瘤と関連することを示唆した。さらに、動脈瘤が分岐部か側壁部かが、これら血行動態因子と相関の方向に影響する可能性がある。

(003) Anderson [91] ⭐

📕 書誌情報

Three-dimensional printing of anatomically accurate, patient specific intracranial aneurysm models.

Jeff R Anderson, Walker L Thompson, Abdulaziz K Alkattan, Orlando Diaz, Richard Klucznik, Yi J Zhang, Gavin W Britz, Robert G Grossman, Christof Karmonik

J Neurointerv Surg, 2016 May

💬 AI 翻訳タイトル

解剖学的に正確かつ患者特異的な頭蓋内動脈瘤モデルの三次元（3D）プリンティング

💬 AI 要約

  • 本研究は、融合積層（fused deposition modeling）により、現実的な患者特異的な脳動脈瘤（cerebral aneurysm）複製体を作製する手法を開発し、その妥当性を検証することを目的とした。
  • DSA画像に基づき、10例の脳動脈瘤の血管内腔境界と、親動脈の近位および遠位の隣接区間をセグメンテーションし、対応する仮想3D表面再構成を作成した。これらから、融合積層法によりポリ乳酸（polylactic acid）およびMakerBot Flexible Filamentを用いた各動脈瘤レプリカを作製した。
  • レプリカの精度は、3D DSA画像に対する内腔寸法の差異に関して統計学的有意性を定量化することで評価した。さらに、位相コントラストMRI（phase contrast MRI）と組み合わせた場合のフローファントムとしての使用可能性を示した。
  • 10例すべてで3Dプリント動脈瘤モデルを作製でき、モデルと元画像の解剖学的形状は良好に一致した。動脈瘤径の測定値は強く相関し（r=0.999; p<0.001）、群間差の統計学的有意性は認められず（p=0.4）、バイアスも観察されなかった。SDは、元画像で0.5 mm、3Dモデルで0.2 mmであり、これらの3DプリントモデルはMRIによる血流イメージングが可能で、院内で再現性良く作製できることが示された。加えて、解剖学的精度の高さにより、継続中のCFD（computational fluid dynamics）研究との比較のためのMRIフローファントムとしても利用可能であることを、概念実証の撮像実験により確認した。

(004) Sugiyama [81] ⭐

📕 書誌情報

Blood Flow Into Basilar Tip Aneurysms: A Predictor for Recanalization After Coil Embolization.

Shin-Ichiro Sugiyama, Kuniyasu Niizuma, Kenichi Sato, Sherif Rashad, Misaki Kohama, Hidenori Endo, Toshiki Endo, Yasushi Matsumoto, Makoto Ohta, Teiji Tominaga

Stroke, 2016 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

脳底動脈先端部動脈瘤への血流：コイル塞栓術後の再開通を予測する指標

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血行動態（hemodynamics）がコイル塞栓術による脳底動脈先端部動脈瘤の治療有効性、ひいては再開通に及ぼす影響を検討することである。
  • 対象は、1年以上の追跡期間を有し、脳底動脈先端部動脈瘤に対して血管内コイル塞栓術を受けた82例であり、術前の血行動態は回転血管造影から得た3次元データを用いた計算流体力学（CFD）により評価した。
  • 解析では、後処理において瘤頸部（neck）を介して瘤内へ流入する正味流量の割合（rate of net flow entering the aneurysm）を定量化し、さらに瘤内流入率が脳底動脈の流量に占める割合を算出した；加えて、脳底動脈分岐（basilar bifurcation）構成と血行動態との関連を検討した。
  • 血管形状の再構築困難により25例を除外し、57例を解析したところ、画像上の再開通は19例（33.3%）で観察された；瘤内流入率が脳底動脈流量に占める割合と、コイル充填密度（coil packing density）が30%未満であることが、コイル塞栓術後の再開通の独立した有意な予測因子であり、さらに脳底動脈と後大脳動脈（posterior cerebral artery）の間の小さな分岐角が瘤への血流を増加させることが示された。

(005) Zhao [78] ⭐

📕 書誌情報

The proton-coupled folate transporter (PCFT-SLC46A1) and the syndrome of systemic and cerebral folate deficiency of infancy: Hereditary folate malabsorption.

Rongbao Zhao, Srinivas Aluri, I David Goldman

Mol Aspects Med, 2017 Feb

  • Keywords: 5-Formyltetrahydrofolate (PubChem CID: 143), 5-Methyltetrahydrofolate (PubChem CID: 439234), CFD, Cerebral folate deficiency, FRα, Folate receptors, Folates, Folic acid, Folic acid (PubChem CID: 6037), HFM, Hereditary folate malabsorption, Levoleucovorin (PubChem CID: 149436), Levomefolic acid (PubChem CID: 444412), Methotrexate, Methotrexate (PubChem CID: 126941), PCFT, Pemetrexed, Pemetrexed (PubChem CID: 446556), Proton-coupled folate transporter, RFC, Reduced folate carrier, SLC19A1, SLC46A1

  • DOI: 10.1016/j.mam.2016.09.002

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 78
    • FWCI: 6.2935 ⭐
    • Citation Percentile: 96.63 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

プロトン結合型葉酸トランスポーター（PCFT-SLC46A1）と乳児期の全身性および脳内葉酸欠乏症候群：遺伝性葉酸吸収不全（Hereditary folate malabsorption）

💬 AI 要約

  • 本論文は、プロトン結合型葉酸トランスポーター（PCFT-SLC46A1）の機能的・構造的特性および調節機構の現状理解を整理し、脈絡叢での葉酸輸送におけるFRαとの関係を考察することを目的とする。
  • 方法として、PCFTが小腸の刷子縁膜を介した葉酸吸収を担い、さらに脈絡叢で脳脊髄液（CSF）への葉酸輸送に必須であることを踏まえ、PCFTの電気生成性プロトン共輸送体としての性質を、全身組織への主要な葉酸輸送経路である還元葉酸キャリア（RFC；有機アニオン交換輸送体）と対比する概念整理を行った。
  • 結果として、PCFT機能の喪失は常染色体劣性の遺伝性葉酸吸収不全（HFM）により重度の全身性および脳内葉酸欠乏を特徴とすること、またFRα機能の喪失は脳内葉酸欠乏（CFD）に限定されることが整理され、HFMの臨床的特徴と治療については既知37例（うち30例は遺伝子型で確認）に基づき提示された。
  • 結論として、脈絡叢レベルにおいてPCFTとFRαがどのように相互作用し、血中からCSFへ向けた葉酸輸送にそれぞれが必要となるのかを議論し、HFMとCFDにおける臨床表現型の相違を説明しうる枠組みを提示した。

(006) Sforza [75] ⭐

📕 書誌情報

Hemodynamics in growing and stable cerebral aneurysms.

Daniel M Sforza, Kenichi Kono, Satoshi Tateshima, Fernando Viñuela, Christopher Putman, Juan R Cebral

J Neurointerv Surg, 2016 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

成長過程にあるおよび安定した脳動脈瘤における血行動態

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤の進展をもたらしうる素因となる血行動態条件を同定することであり、動脈瘤の客観的評価および患者管理の改善に資する知見を得ることにある。
  • 非破裂性の頭蓋内動脈瘤33例を対象に、三次元画像により縦断的に追跡し、患者固有の計算流体力学（CFD）モデルを構築して当該動脈瘤周囲の血行動態環境を定量的に特徴づけた。
  • 成長動脈瘤（n=16）と安定動脈瘤（n=17）を比較した結果、成長動脈瘤は、せん断速度比が有意に小さく（p=0.01）、壁面せん断応力（wall shear stress）の高濃度が高く（p=0.03）、渦度比が有意に小さく（p=0.01）、粘性散逸比が有意に小さい（p=0.01）ことが示された。
  • さらに、低壁面せん断応力領域面積およびアスペクト比は成長動脈瘤で増大する傾向がみられたが有意ではなく、平均壁面せん断応力は両群で有意差を認めなかった；また、血行動態変数に基づくロジスティック回帰モデルは高い精度（94–100%）で成長動脈瘤と安定動脈瘤を識別できたことから、血行動態の特徴量に基づく統計モデルが動脈瘤の成長性を判別しうる可能性が示唆された。

(007) Munarriz [74] ⭐

📕 書誌情報

Basic Principles of Hemodynamics and Cerebral Aneurysms.

Pablo M Munarriz, Pedro A Gómez, Igor Paredes, Ana M Castaño-Leon, Santiago Cepeda, Alfonso Lagares

World Neurosurg, 2016 Apr

  • Keywords: Cerebral aneurysm, Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Rupture, Wall shear stress, Wall tension

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2016.01.031

  • Article

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    • Cited by: 74
    • FWCI: 6.7534 ⭐
    • Citation Percentile: 97.06 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

血行動態の基礎原理と脳動脈瘤

💬 AI 要約

  • 破裂は脳動脈瘤の最も重大な転帰であり、その発生可能性は非変更可能および変更可能な危険因子に依存するため、血行動態学的力が脳動脈瘤の発生、増大、ならびに破裂に及ぼす影響を解析することが近年重要視されている。
  • 本総説は、血行動態学的力が脳血管壁に及ぼす作用の基本原理を整理し、頭蓋内動脈瘤の病態生理における血行動態の役割を機械工学と分子生物学の間に位置づけて概説した。
  • 臨床実務で破裂リスク推定に最も一般的に用いられる指標は動脈瘤ドーム径であるが、それのみに依拠することは現実のより複雑な側面を過度に単純化することになることを示した。
  • 動脈瘤は高い壁面せん断応力（wall shear stress）に曝露された血管壁領域で形成され、形成後の血流方向は頸部径や親動脈に対する角度、親血管径、流出血管の径または角度、さらに動脈瘤形状などの要因に依存し、進行と破裂は高および低い壁面せん断応力の双方に曝露された領域と関連づけられることを論じ、動脈瘤の破裂リスクをより精密に予測し、発生と成長の機序をよりよく理解するための今後の進展を目的としている。

(008) Suzuki [72] ⭐

📕 書誌情報

Determining the Presence of Thin-Walled Regions at High-Pressure Areas in Unruptured Cerebral Aneurysms by Using Computational Fluid Dynamics.

Tomoaki Suzuki, Hiroyuki Takao, Takashi Suzuki, Yukinao Kambayashi, Mitsuyoshi Watanabe, Hiroki Sakamoto, Issei Kan, Kengo Nishimura, Shogo Kaku, Toshihiro Ishibashi, Satoshi Ikeuchi, Makoto Yamamoto, Yukihiko Fujii, Yuichi Murayama

Neurosurgery, 2016 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学（CFD）を用いた未破裂脳動脈瘤における高圧領域での薄壁領域（TWR）の存在の同定

💬 AI 要約

  • 本研究は、薄壁領域（thin-walled regions: TWR）を推定するための最適な画像化手法が確立されていないことを背景に、CFD（computational fluid dynamics）により高圧領域における動脈瘤TWRの予測可能性を検討することを目的とした。
  • 未破裂中大脳動脈瘤50例を対象として、拍動流条件下の流体計算式により空間的および時間的な最大圧力（Pmax）領域を同定した。
  • 手術時に動脈瘤頂部のTWRを、正常な中大脳動脈に対する赤色調として抽出し、5名の脳神経外科医がPmax領域との対応関係に基づいて分類したうえで、Pmaxにおける動脈瘤壁の圧力上昇の程度を示す圧力差（pressure difference: PD）を算出し評価した。
  • 50例中41例（82.0%）でPmax領域とTWRが対応し、対応群では非対応群よりPDが有意に高かった（P=.008）；さらにROC解析によりPDはPmax領域におけるTWRを精度良く予測し得ることが示され（曲線下面積0.764、カットオフ値0.607、感度66.7%、特異度82.9%）、未破裂脳動脈瘤におけるTWR予測の鍵となるパラメータは高いPDである可能性が示唆された。

(009) Geers [69] ⭐

📕 書誌情報

Wall shear stress at the initiation site of cerebral aneurysms.

A J Geers, H G Morales, I Larrabide, C Butakoff, P Bijlenga, A F Frangi

Biomech Model Mechanobiol, 2017 Feb

  • Keywords: Aneurysm initiation, Cerebral aneurysms, Computational fluid dynamics, Flow pulsatility, Hemodynamics, Image-based modeling, Wall shear stress

  • DOI: 10.1007/s10237-016-0804-3

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 69
    • FWCI: 3.1426 ⭐
    • Citation Percentile: 91.36 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤形成開始部位における壁面せん断応力

💬 AI 要約

  • 血行動態は脳動脈瘤の形成開始に重要な役割を担うと考えられており、特に血管壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）は血管生物学および病態に対する主要な制御因子である。本研究は、分岐尖（bifurcation apex）や血管屈曲の外側壁ではない動脈瘤形成開始部位におけるWSS場を解析することを目的とした。
  • A1セグメント上の脳動脈瘤10例について、動脈瘤を血管モデルから仮想的に除去して瘤前（pre-aneurysm）形状を模擬し、10例の対照群と比較した。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションにより、WSSの大きさ、勾配、多方向性、および脈動性を評価し、血行動態変数の被験者間比較を容易にするため、分岐表面を2次元のパラメトリック空間へマッピングした。
  • その結果、動脈瘤を有する分岐は高いWSSおよび高いWSS勾配を示し、評価した諸変数の中で、動脈瘤形成開始部位はWSS大きさの時間的変動（temporal variation）のピークと最も一貫して一致することが確認された。

(010) Ouared [67] ⭐

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics analysis of flow reduction induced by flow-diverting stents in intracranial aneurysms: a patient-unspecific hemodynamics change perspective.

Rafik Ouared, Ignacio Larrabide, Olivier Brina, Pierre Bouillot, Gorislav Erceg, Hasan Yilmaz, Karl-Olof Lovblad, Vitor Mendes Pereira

J Neurointerv Surg, 2016 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤に対するフローダイバーターステントが誘発する血流低減の計算流体力学解析：患者特異性を超えた血行動態変化の視点

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血行動態の個体差が大きい状況下で、脳動脈瘤を完全閉塞（occlusion）させるために必要な血流修飾の程度を定量化し、治療計画に資することにある。
  • 方法として、偶発的に見つかった頭蓋内の嚢状動脈瘤に対してFDS（flow-diverting stents）の血管内治療を受けた患者を12例組み入れ、12か月のフォローアップを行ったうえで、3D回転血管造影に基づく患者特異的形状に対し、仮想ステント留置の有無で計算流体力学（CFD）解析を実施し、動脈瘤内の血行動態を比較した。
  • 結果として、留置された12本の仮想FDSのポロシティは83±3%（平均±標準偏差）であり、12か月で9例が閉塞、3例は非閉塞であった；動脈瘤内の時空間平均速度低減についてROC解析により有意なAUCが得られ（AUC=0.889±0.113、p=0.05）、閉塞を生じさせるための最小速度低減閾値は0.353に相当した一方、壁面せん断応力および圧力低減には閾値を同定できなかった。
  • 結論として、側壁型の頭蓋内動脈瘤に対するFDS治療を成功させるには、ステント後の平均速度を治療前条件から少なくとも1/3低下させる必要があることが示された。

(011) Aoki [63] ⭐

📕 書誌情報

Sustained expression of MCP-1 by low wall shear stress loading concomitant with turbulent flow on endothelial cells of intracranial aneurysm.

Tomohiro Aoki, Kimiko Yamamoto, Miyuki Fukuda, Yuji Shimogonya, Shunichi Fukuda, Shuh Narumiya

Acta Neuropathol Commun, 2016 May 09

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の内皮細胞における乱流を伴う低壁面せん断応力負荷により惹起されるMCP-1の持続的発現

💬 AI 要約

  • 既存の頭蓋内動脈瘤の増大は破裂リスクの確立した因子であり、動脈瘤ドーム部における乱流を伴う過度な低壁面せん断応力が進展や破裂に寄与し得る一方で、どのように応力条件が既存動脈瘤の増大を制御するかは未解明である。
  • 未破裂頭蓋内動脈瘤の3症例を用いて3次元（3D）計算流体力学（CFD）シミュレーションにより壁面せん断応力を算出し、ドーム部で0.017 Paという値を得たため、この値に相当する壁面せん断応力と乱流条件を一次培養内皮細胞に負荷し、RNAシーケンス解析により遺伝子発現プロファイルを取得した。
  • RNAシーケンス解析により群間で数百件の有意に発現が変動した遺伝子を検出し、遺伝子オントロジーおよびパスウェイ解析では、低壁面せん断応力負荷群で細胞分裂/増殖に関連するシグナル伝達が過剰表現（overrepresented）され、さらに乱流の付加によりその変化が増強された; また、MCP-1を含む炎症性細胞の走化性因子の一部が、低壁面せん断応力と併せて乱流を負荷した条件で上方制御された。
  • ラットモデルを用いたin vitroで、同定した因子の発現時系列を検証したところ増殖細胞は認められなかったが、MCP-1は内皮細胞層で誘導され持続的に発現した; よって、乱流を伴う低壁面せん断応力は内皮細胞におけるMCP-1の持続的発現に寄与し、マクロファージ浸潤の促進および炎症の増悪を介して動脈瘤の増大または破裂に関与する可能性が示唆された。

(012) Khan [62] ⭐

📕 書誌情報

Non-Newtonian versus numerical rheology: Practical impact of shear-thinning on the prediction of stable and unstable flows in intracranial aneurysms.

M O Khan, D A Steinman, K Valen-Sendstad

Int J Numer Method Biomed Eng, 2017 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

非ニュートン流体と数値レオロジー：脳内動脈瘤における安定および不安定流の予測に対するせん断減粘の実務的影響

💬 AI 要約

  • 計算流体力学（CFD）は、脳内動脈瘤の治療計画や破裂リスク評価に資する可能性があるが、血液の非ニュートン・せん断減粘（shear-thinning）レオロジーをモデル化する必要性は、予測される血行動態への影響として議論が一致していない。本研究は、レオロジーモデルの影響を、近年示された動脈瘤流動不安定性の予測に対するCFD解法戦略の影響と対比させることで、この問題を明確化することを目的とした。
  • 安定から不安定までの範囲をカバーする3例の動脈瘤を対象とし、高解像度／高精度の解法戦略により、ニュートン流体および修正-Cross（modified-Cross）レオロジーモデルでシミュレーションを実施した。さらに、いわゆる通常（normal-resolution）解法戦略の結果と比較し、レオロジーモデルと数値解法戦略の相対的寄与を評価した。
  • 壁面せん断応力（WSS）の時間平均分布および瞬時分布、ならびに流動不安定性の周波数成分、さらに動脈瘤ドーム平均化WSS指標は、レオロジーモデルの違いによる影響が最小であった。一方で、レオロジーモデルを固定した場合には、数値解法戦略の影響がより明確に現れた。
  • 非ニュートン流体のWSSをニュートン流体のWSS値で点ごとに正規化する手法は、すでにWSSが低い領域で、物理的妥当性が疑わしい小さな差を人工的に増幅する傾向があることを示した。患者個別化CFDに向けて、レオロジーといった「二次的（second-order）効果」よりも、解法戦略や他の「一次的（first-order）効果」（例：ルーメン（lumen）セグメンテーションや流量選択）に注意を向けるべきであると結論づけた。

(013) Vardakis [60]

📕 書誌情報

Investigating cerebral oedema using poroelasticity.

John C Vardakis, Dean Chou, Brett J Tully, Chang C Hung, Tsong H Lee, Po-Hsiang Tsui, Yiannis Ventikos

Med Eng Phys, 2016 Jan

  • Keywords: Aquaporins, Cerebral oedema, Computational Fluid Dynamics, Endoscopic ventriculostomy, Finite Element Method, Fourth Ventricular Outlet Obstruction, Gliosis, Hydrocephalus, Intracranial Pressure, Multiple-Network Poroelastic Theory, Periventricular lucency

  • DOI: 10.1016/j.medengphy.2015.09.006

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 60
    • FWCI: 0.5603
    • Citation Percentile: 62.80

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💬 AI 翻訳タイトル

多孔弾性（poroelasticity）による脳浮腫の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、間質液量の増大により生じる腫脹として分類される脳浮腫の形成メカニズムを、脳内の体液産生・輸送・排水との相互作用に基づいてより統合的に理解するための枠組みを提示することである。
  • 方法として、MPET（Multiple-Network Poroelastic Theory）に基づき、脳環境の種々のスケールにおける体液調節と組織変位を表現する新規な時空間モデルを構築し、2つの実装形態として(1)一次元有限差分–計算流体力学（CFD）結合フレームワーク、(2)二次元有限要素法（FEM）定式化により解析を行った。
  • 結果として、一次元結合モデルにより、第4脳室出口部閉塞によって生じる浮腫形成の緩和に対する内視鏡的第4脳室開窓術（endoscopic fourth ventriculostomy）の役割を評価でき、さらに二次元モデルでは、周脳室領域（periventricular region）にみられる浮腫形成に関連する重要な特性をFEMテンプレートが捉え得ることを示した。
  • 結論として、本研究は、多孔弾性理論、とりわけMPETを用いることで、浮腫形成と脳内体液動態の相互作用を記述するのに適したモデル化枠組みを提供し、脳浮腫に関連する病態に対する定量的理解を促進する可能性を示した。

(014) Liu [59] ⭐

📕 書誌情報

Functional assessment of cerebral artery stenosis: A pilot study based on computational fluid dynamics.

Jia Liu, Zhengzheng Yan, Yuehua Pu, Wen-Shin Shiu, Jianhuang Wu, Rongliang Chen, Xinyi Leng, Haiqiang Qin, Xin Liu, Baixue Jia, Ligang Song, Yilong Wang, Zhongrong Miao, Yongjun Wang, Liping Liu, Xiao-Chuan Cai

J Cereb Blood Flow Metab, 2017 Jul

  • Keywords: Stroke, and brain ischemia, cerebral blood flow, cerebral hemodynamics, mathematical modelling

  • DOI: 10.1177/0271678X16671321

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 59
    • FWCI: 3.4437 ⭐
    • Citation Percentile: 92.32 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈狭窄の機能的評価：計算流体力学に基づく予備研究

💬 AI 要約

  • 重度の頭蓋内狭窄の血行動態学的意義を定量的に評価するために、フラクショナル・プレッシャー・レシオ（fractional pressure ratio）を導入した。
  • 重度頭蓋内狭窄に対して非侵襲的にFPR（FPRCFD）を算出する計算流体力学（CFD）ベースの手法を提案し、侵襲的手技で測定したフラクショナル・プレッシャー・レシオと比較した。
  • 侵襲的手技では遠位圧および大動脈圧（PdおよびPa）を測定し、FPRを算出した；各症例ではCTアンギオグラフィを用いて3次元（3D）血管形状を再構築し、Navier-Stokes方程式に支配される数学モデルにより血行動態を計算するとともに、遠位抵抗とコンプライアンスのモデルによって流出条件を与えた；さらに16コア並列計算機によるCFD計算から非侵襲的パラメータおよびFPRCFDを取得し、両者を統計解析で検証した。
  • 本群の症例において、CFD手法は侵襲的測定と同等の結果を示し、フラクショナル・プレッシャー・レシオとFPRCFDは狭窄率とは非常に近く高い相関を示したが、狭窄率に対して線形比例ではなかった；提案手法は脳狭窄の機能的変化の評価に有用となり得る。

(015) Berg [54] ⭐

📕 書誌情報

Endothelialization of over- and undersized flow-diverter stents at covered vessel side branches: An in vivo and in silico study.

Philipp Berg, Christina Iosif, Sebastien Ponsonnard, Catherine Yardin, Gábor Janiga, Charbel Mounayer

J Biomech, 2016 Jan 04

  • Keywords: Computational Fluid Dynamics (CFD), Endothelialization, Flow-diverting stent, Stent shear stress, Virtual stenting

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2015.10.047

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 54
    • FWCI: 4.8878 ⭐
    • Citation Percentile: 95.29 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

被覆血管側枝における過小および過大サイズのフローディバータステントの内皮化：in vivoおよびin silico研究

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤に対するフローディバーティングデバイスは有望である一方、側枝がjailingされることで血流供給が不十分となり得ることが問題である。本研究は、局所的なステントストラット圧縮の差が内皮化のその後に及ぼす影響に着目し、異なる治療シナリオの成績を明らかにすることを目的とした。
  • 大型ブタ（カイゾウ）を用い、2種類のPipeline Embolization Deviceを右総頸動脈に留置し、右上行咽頭動脈を横断させた。留置前後および3か月後にDSAおよびPC-MRIを取得し、3か月後に犠牲死させたのち走査型電子顕微鏡（scanning electron microscopy）でストラットの内皮化と対応する口（ostium）の開存性を評価した。
  • 近接ステント部の血行動態をより詳細に解析するため、症例固有の境界条件を用いた高解像度の計算流体力学（Computational Fluid Dynamics：CFD）と、現実的なバーチャル留置を組み合わせた。過大サイズでは留置が伸長し、ステント孔がより開いた状態となったのに対し、過小サイズでは留置が短縮し、孔がより緻密に圧縮された状態が観察された。
  • その結果、前者（過大サイズ）では側枝が3か月後に開存したのに対し、後者（過小サイズ）ではほぼ完全閉塞に至った。バーチャル解析は、個々の速度分布の差および側枝口の遠位部におけるステントせん断応力の差を通じて、実験所見を支持した。従って、フローディバーティングデバイスの選択とそれに続く留置戦略は、jailingされた側枝の開存性に強く影響するため、側枝が供給する脳領域への十分な血流供給を担保するための慎重な治療計画が必要である。

(016) Ren [50] ⭐

📕 書誌情報

Reproducibility of image-based computational models of intracranial aneurysm: a comparison between 3D rotational angiography, CT angiography and MR angiography.

Yuan Ren, Guo-Zhong Chen, Zhen Liu, Yan Cai, Guang-Ming Lu, Zhi-Yong Li

Biomed Eng Online, 2016 May 06

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の画像ベース計算モデルの再現性：3D回転血管造影、CT血管造影、MR血管造影の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、CT血管造影（CTA）、MR血管造影（MRA）、3D回転血管造影（3DRA）から再構築した頭蓋内動脈瘤の計算モデルにおいて、形態学的パラメータと血行動態（hemodynamic）パラメータの相違を評価することである。
  • 脳動脈瘤を有する10例の患者を対象として、全例でMRA、CTA、3DRAを実施し、各撮像データに基づき患者固有の3種類のモデルを個別に再構築した後、各モデルに対してCFDシミュレーションを行った。
  • 形態学的パラメータについては、CTAベースモデル（CM）と3DRAベースモデル（DM）を「標準モデル」とみなした比較でアスペクト比の差が最小であり（Δ=8.3±1.72%、P=0.953）、表面距離は0.25±0.07 mmであった；一方、MRAベースモデル（MM）とDMの比較ではサイズの差が最小であり（Δ=6.6±1.85%、P=0.683）、表面距離は0.36±0.1 mmであった。
  • 血行動態パラメータに関しては3モデルとも分布が概ね類似（瘤内の平均WSSが低値、体部のOSIが高値、頸部の平均WSSGが高値）であったが、平均WSSには大きなばらつきがみられ（CM：Δ=34±5.13%、MM：Δ=40.6±9.21%）、CTAとMRAは動脈瘤形状の再現に有意差がない一方で、異なる画像ベースモデル間で血行動態指標に差が生じ得るためCFD結果の解釈時に考慮が必要である；主要な流れのパターン解析に限れば、3種類はいずれも患者固有の計算モデリングに適している可能性が示唆された。

(017) Jing [48] ⭐

📕 書誌情報

Hemodynamic Effect of Flow Diverter and Coils in Treatment of Large and Giant Intracranial Aneurysms.

Linkai Jing, Jingru Zhong, Jian Liu, Xinjian Yang, Nikhil Paliwal, Hui Meng, Shengzhang Wang, Ying Zhang

World Neurosurg, 2016 May

💬 AI 翻訳タイトル

大きなおよび巨大な頭蓋内動脈瘤の治療におけるフローダイバータおよびコイルが血行動態に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、内頸動脈動脈瘤の治療においてフローダイバータ（FD）とコイルが誘発する血行動態の変化を検討し、さらに血管撮影（angiographic）による追跡データを用いて当該治療の効果を評価することを目的とした。
  • 2013年6月から2015年5月までに、Tubridge FDおよびルースパッキングコイルにより6例の大きなならびに巨大な動脈瘤を治療し、患者個別モデルを計算流体力学（CFD）により解析した。
  • バーチャルFD留置ではTubridgeステントを動脈瘤の3次元デジタルサブトラクション血管造影画像へ埋め込み、コイルはポーラス媒体モデルとしてシミュレーションした結果、FD単独で動脈瘤内の流速および壁面せん断応力（WSS）が有意に低下し、低WSS領域（LSA）が増大した。
  • コイルは補助的にさらに流速とWSSを低減しLSAを増加させ、治療後も強い流入が持続した症例では部分開存、流入が弱かった症例では追跡時に完全閉塞が認められたことから、CFDに基づけばTubridge FD留置に併用する補助コイルは血栓形成および動脈瘤の閉塞を促進し得る。

(018) Brinjikji [44] ⭐

📕 書誌情報

Hemodynamic differences between unstable and stable unruptured aneurysms independent of size and location: a pilot study.

Waleed Brinjikji, Bong Jae Chung, Carlos Jimenez, Christopher Putman, David F Kallmes, Juan R Cebral

J Neurointerv Surg, 2017 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

サイズおよび位置に依存しない、破裂未遂（未破裂）脳動脈瘤の不安定例と安定例の血行動態の違い：パイロットスタディ

💬 AI 要約

  • 本研究は、臨床および血管造影に基づく脳動脈瘤不安定性のリスク因子は確立しているものの、動脈瘤内の血行動態も不安定性に関与し得るという仮説に基づき、不安定な未破裂脳動脈瘤と安定な未破裂脳動脈瘤で異なる血行動態特性を同定することを目的とした。
  • 未治療で縦断追跡された未破裂脳動脈瘤12ペア（3D回転血管造影画像を有し、各ペアは同一患者内でサイズが±10%以内に一致し、位置も一致させた安定瘤1つと不安定瘤1つ）を対象として、患者固有の計算流体力学（CFD）モデルを作成し、拍動流条件下で解析を実施した。
  • 血行動態および幾何学的変数を算出し、ペアードWilcoxon検定により群間比較した結果、不安定瘤では低壁面せん断応力（low wall shear stress）の領域（LSA: low shear stress area）の面積が安定瘤より2.26倍大きかった（p=0.0499）。また、不安定瘤では平均渦度（mean aneurysm vorticity）が安定瘤に比べ0.57倍と小さかった（p=0.0499）。一方、幾何学的変数や形状指標に関しては統計学的に有意な差は認められなかった。
  • 本パイロットスタディは、不安定および安定の未破裂脳動脈瘤の間に血行動態の差が存在し得ることを示唆し、特に低壁面せん断応力下の領域が不安定瘤でより大きい可能性が示された。これらの結果は、将来のより大規模な研究で確認されるまで暫定的なものとして扱うべきである。

(019) Oeltze-Jafra [43]

📕 書誌情報

Cluster Analysis of Vortical Flow in Simulations of Cerebral Aneurysm Hemodynamics.

Steffen Oeltze-Jafra, Juan R Cebral, Gábor Janiga, Bernhard Preim

IEEE Trans Vis Comput Graph, 2016 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤血行動態のシミュレーションにおける渦度（vortical）流れのクラスタ解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血液の渦構造が脳動脈瘤の破裂リスクと関連する可能性がある一方で、その内包渦（larger vortex が smaller vortex を包み、逆方向に流れる）がもつ意義が不明であることを背景に、シミュレーションにおける渦度流れの可視化と解析を支援するクラスタリング手法を提示することである。
  • 方法として、計算流体力学（CFD）に基づく脳動脈瘤血行動態の渦度流れを対象に、渦コア線（vortex core lines）上での内包渦の発達を捉えるクラスタリングにより、参加する流れをストリームラインの高速かつ賢明な群化（grouping）と群代表（group representatives）の可視化を通して抽出するアプローチを提案した。
  • 結果として、内包渦は渦コア線上のサドルノード分岐（saddle-node bifurcations）で発達し、渦が完全に顕在化する段階では、提案した群化により参加流れが効果的に表現されることを示した。
  • 結論として、群化結果はスペクトラルクラスタリング（spectral clustering）によりさらに改善可能であり、特に渦コア線から離れた領域における流れパターンの詳細な可視化が可能となるため、本手法は内包渦の生物学的含意を探るCFDエンジニアを支援しうる。

(020) Ribeiro de Sousa [42]

📕 書誌情報

Determination of a shear rate threshold for thrombus formation in intracranial aneurysms.

Daniel Ribeiro de Sousa, Carolina Vallecilla, Kamil Chodzynski, Ricardo Corredor Jerez, Orestis Malaspinas, Omer Faruk Eker, Rafik Ouared, Luc Vanhamme, Alexandre Legrand, Bastien Chopard, Guy Courbebaisse, Karim Zouaoui Boudjeltia

J Neurointerv Surg, 2016 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における血栓形成のためのせん断速度（SR）閾値の決定

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈瘤内血栓形成を促進しうる血行動態指標を同定し、予防的な血管内治療の成否を予測するために利用可能とすることである。
  • 21例の患者に対する横断的研究を行い、動脈瘤内の自然発生血栓体積と動脈瘤のドーム対ネック比（AR）との関連を検討したのち、両指標の機序的連関をCFD（計算流体力学）により得た動脈瘤内せん断速度（SR）のフーリエ解析によって検討した。
  • 横断的解析では、動脈瘤内の自然発生血栓体積と動脈瘤のARとの間に関連が認められた（R^2=0.67, p<0.001）。また、血栓形成が生じた症例では、SRの調和成分0, 1, 2がそれぞれ25/s, 10/s, 5/s未満であり、自然発生血栓が観察されなかった場合にはこれらの値が常に上回っていた。
  • 以上より、血栓形成を生じさせるSRの閾値の存在が示唆されたため、患者固有データに対してCFD技術でSRを解析することで、FDS（フローダイバータステント）移植後の動脈瘤内血流条件が血栓促進性（prothrombotic）となるかを予測できる可能性がある。

(021) Paliwal [41] ⭐

📕 書誌情報

Virtual stenting workflow with vessel-specific initialization and adaptive expansion for neurovascular stents and flow diverters.

Nikhil Paliwal, Hongyu Yu, Jinhui Xu, Jianping Xiang, Adnan Siddiqui, Xinjian Yang, Haiyun Li, Hui Meng

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2016 Oct

  • Keywords: Cerebral aneurysm, Enterprise stent, Pipeline Embolization Device, endovascular device, flow diverter, simplex mesh

  • DOI: 10.1080/10255842.2016.1149573

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 41
    • FWCI: 4.9386 ⭐
    • Citation Percentile: 95.11 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

神経血管ステントおよびフローダイバータに対する血管特異的初期化と適応的拡張を備えた仮想ステンティングワークフロー

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、従来治療が困難とされる頭蓋内動脈瘤に対する内血管治療において、患者特異的な動脈瘤モデルに対するステント／フローダイバータ（FD）の留置と血流修飾を事前に予測し、治療最適化および転帰予測に資する仮想ステンティング手順を提示することである。
  • 方法として、単純体（simplex）メッシュ構造の拡張に基づく、臨床志向で効率的な合理化ワークフローを構築し、血管特異的初期化技術により患者の親動脈径を用いて単純体メッシュの動脈内での初期位置を決定した。
  • さらに、単純体メッシュが親血管から離れている距離に応じて拡張力を調整する新規の適応的拡張アルゴリズムを導入し、留置プロセスの高速化を実現した。
  • EnterpriseステントおよびPipeline Embolization Device（商用FD）を用いた患者特異的動脈瘤2例のモデル化では、両デバイスの留置が数秒で完了し、治療前後のCFD解析で動脈瘤内の血流が低減することが示され、FDはEnterpriseステントよりも血流をより強く迂回（divert）したため、本ワークフローがステント／FDの臨床的留置を迅速にシミュレーションでき、将来の臨床実装の基盤となり得ることが結論された。

(022) Suzuki [41]

📕 書誌情報

Selection of helical braided flow diverter stents based on hemodynamic performance and mechanical properties.

Takashi Suzuki, Hiroyuki Takao, Soichiro Fujimura, Chihebeddine Dahmani, Toshihiro Ishibashi, Hiroya Mamori, Naoya Fukushima, Makoto Yamamoto, Yuichi Murayama

J Neurointerv Surg, 2017 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

血行動態性能および機械的特性に基づくらせん状編み込みフローダイバータステントの選択

💬 AI 要約

  • 未破裂動脈瘤の治療においてフローダイバージョンは有望な手技であるものの、合併症が報告されており、その発生機序は十分に解明されていない。
  • 有害転帰がフローダイバータステントの機械的特性と血流（flow）低減効果の双方に依存することを踏まえ、血行動態性能と機械的特性の両面を考慮したステント設計の可能性を明らかにすることを目的として、理想化した動脈瘤モデルに対する計算流体力学（CFD）シミュレーションおよび構造解析を実施し、2種類のフローダイバータについて半径方向の剛性と長軸方向の柔軟性を比較した。
  • CFDでは、Pore2-d35（完全拡張時のweave angle 26.77°、ワイヤ厚 35 μm）とPore3-d50（それぞれ36.65°、50 μm）は同程度の血流低減を示し（空間平均の速度低減率 68.5%、面積平均の壁面せん断応力低減率 Pore2-d35で85.0%）、Pore3-d50でも68.6%および85.4%であった。
  • 一方でPore3-d50はPore2-d35よりも半径方向剛性が高く（外径3.5 mmで40.0 vs 21.0 mN/m）、長軸方向の柔軟性が低かった（90°曲げにおける曲げモーメント 0.903 vs 0.104 N·mm）。これらの結果は、ワイヤ厚とweave angleを変化させることで機械的特性を調整しつつ血流低減効果の同程度性を維持できることを示し、CFDと構造解析の組合せは最適化されたステントの有望な解を与えうること、またweave angleとワイヤ厚の双方を調整することで血流低減効果を同一にしながら機械的特性の異なるステント設計が可能であることを示唆した。

(023) Neidlin [41]

📕 書誌情報

Hemodynamic analysis of outflow grafting positions of a ventricular assist device using closed-loop multiscale CFD simulations: Preliminary results.

Michael Neidlin, Chiara Corsini, Simon J Sonntag, Sebastian Schulte-Eistrup, Thomas Schmitz-Rode, Ulrich Steinseifer, Giancarlo Pennati, Tim A S Kaufmann

J Biomech, 2016 Sep 06

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Lumped parameter modelling, Multiscale simulations, Outflow grafting, VAD hemodynamics

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2016.06.003

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 41
    • FWCI: 2.6299
    • Citation Percentile: 89.25

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💬 AI 翻訳タイトル

閉ループ・マルチスケールCFDシミュレーションによる補助人工心臓の流出グラフト吻合位置の血行動態解析：予備的結果

💬 AI 要約

  • 本研究は、左室補助人工心臓（LVAD）流出グラフトの代替部位として、外科的アクセスが容易で高リスク患者にも適用可能な鎖骨下動脈への吻合の妥当性を血行動態の観点から評価することを目的とした。
  • 数値的なマルチスケールモデルを用いて、HeartWare HVADに対する左鎖骨下動脈および右鎖骨下動脈（SA）へのグラフト吻合の実現可能性を検討した。具体的には、胸部大動脈弓の3次元CFDモデルをLVAD補助下の循環器系のラップドパラメータ（集中定数）モデルに結合し、左・右SAをそれぞれ3種類の吻合角（90°、60°、30°）で配置したほか、上行大動脈および下行大動脈への標準吻合もモデル化した。
  • さらに、HVADの完全補助（5 L/min）および部分補助（3 L/min）について、同期（co-pulsation）および逆同期（counter-pulsation）モードを解析し、冠血流および脳灌流に関する吻合位置の影響を評価した。加えて、吻合角が壁面せん断応力（WSS：wall shear stress）に与える影響を定量化した。
  • その結果、左または右の鎖骨下動脈への吻合は、標準的なカニューレ位置と比較して同等の血行動態性能を示した。吻合角を90°から30°へ変更すると、冠血流および脳血流は6〜9%程度わずかに増加する一方で、WSSは有意に35%低下し、検討した血管形状においてHVADのSA吻合は実現可能な吻合部位であることが示された。

(024) Frolov [39] ⭐

📕 書誌情報

Experimental and CFD flow studies in an intracranial aneurysm model with Newtonian and non-Newtonian fluids.

S V Frolov, S V Sindeev, D Liepsch, A Balasso

Technol Health Care, 2016 May 18

  • Keywords: Hemodynamics, aneurysm genesis, cardiovascular system, cerebral circulation, experimental set-up, flow visualization, laser doppler anemometer, mathematical model

  • DOI: 10.3233/THC-161132

  • Article

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    • Cited by: 39
    • FWCI: 3.1516 ⭐
    • Citation Percentile: 91.02 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

Newtonian流体および非Newtonian流体を用いた脳動脈瘤モデルにおける実験的およびCFD流動解析

💬 AI 要約

  • 臨床データに基づき、血流条件が脳内動脈瘤の形成に重要な役割を果たすことから、動脈瘤領域における流れ場の変化を定量的に理解することを目的として、内頸動脈の患者特異的動脈瘤モデルに対しNewtonian流体およびnon-Newtonian流体の両条件で実験と計算流体力学（CFD）を併用して検討した。
  • 患者データから動脈瘤形状をセグメンテーションおよび平滑化して幾何学モデルを作成し、ステレオリソグラフィにより実寸・弾性のシリコーンモデルを作製した後、粒子を添加して流れの可視化を行った。
  • 速度計測には1次元レーザドップラー流速計（空間分解能50 μm、時間分解能1 ms）を用い、動脈瘤内では局所速度を4 mm間隔で取得し、加えてNewtonianおよびnon-Newtonian流体の非定常問題として、構築したヘキサヘドラルメッシュによるCFD計算を実施した。
  • 実験では収縮終期に動脈瘤ドームで最小速度（-0.01 m/s）が、出口セグメント中央で最大速度（1 m/s）が得られ、動脈瘤の中央断面における最大速度および断面平均速度はいずれも入口平均の小割合であった；さらにCFDにより壁面せん断応力はNewtonian流体で3.52 mPa〜10.21 Pa、non-Newtonian流体で2.94 mPa〜9.14 Paの範囲となり、両流体で最小値は動脈瘤ドーム、最大値は出口セグメント開始部に位置した。動脈瘤領域の渦は心周期を通じて不安定であり、壁面せん断応力が低い動脈瘤ドームが破裂リスクにつながり得るという動脈瘤形成の血行動態理論と整合する結果が示された。

(025) Xiang [39]

📕 書誌情報

AView: An Image-based Clinical Computational Tool for Intracranial Aneurysm Flow Visualization and Clinical Management.

Jianping Xiang, Luca Antiga, Nicole Varble, Kenneth V Snyder, Elad I Levy, Adnan H Siddiqui, Hui Meng

Ann Biomed Eng, 2016 Apr

  • Keywords: Clinical tool, Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Image segmentation, Intracranial aneurysm, Morphology

  • DOI: 10.1007/s10439-015-1363-y

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 39
    • FWCI: 1.7667
    • Citation Percentile: 83.54

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💬 AI 翻訳タイトル

AView：脳内動脈瘤における流れの可視化および臨床的マネジメントのための画像ベースの計算支援ツール

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、破裂リスク評価および治療計画において重要視される動態（ヘモダイナミクス）と形態学的指標を、臨床ワークフローに日常的に統合する計算ツールが現状では不足している点を踏まえ、脳内動脈瘤（intracranial aneurysm: IA）の血流可視化と定量化、ならびにリスク・データ管理を統合した臨床支援型ツールを提案することである。
  • 方法として、本論文では、手技室（procedure room）近傍において治療の意思決定および治療計画を支援することを目的とした、血行動態・形態・リスクおよびデータマネジメントを統合するAViewのプロトタイプを提示し、特にエンドユーザの視点からAView構造を設計したことを述べるとともに、パイロットスタディを実施して臨床的フィードバックを収集した。
  • 結果として、AViewはIAに関する血流の可視化と定量的評価に加え、治療意思決定や治療計画に関連する情報管理を臨床現場で扱いやすい形で統合できる可能性が示され、パイロットスタディおよび臨床フィードバックに基づくポジティブな結果が得られた。
  • 結論として、本研究は、AViewが動脈瘤治療の意思決定および治療計画の質向上に寄与しうる臨床的価値を有する可能性を示した。

(026) Liu [38] ⭐

📕 書誌情報

Functional assessment of the stenotic carotid artery by CFD-based pressure gradient evaluation.

Xin Liu, Heye Zhang, Lijie Ren, Huahua Xiong, Zhifan Gao, Pengcheng Xu, Wenhua Huang, Wanqing Wu

Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2016 Sep 01

  • Keywords: carotid artery bifurcation, computational simulation, patient-specific geometry, pressure gradient, stenosis

  • DOI: 10.1152/ajpheart.00888.2015

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 38
    • FWCI: 3.0846 ⭐
    • Citation Percentile: 91.63 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

CFD による圧力勾配評価に基づく狭窄頸動脈の機能的アセスメント

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血圧変動に基づく血行動態学的に有意な狭窄の機能的評価を頸動脈狭窄の重症度分類へ応用し、圧力勾配（pressure gradient: PG）による狭窄度グレーディングの有用性を検討することである。
  • 方法として、MRI画像から患者固有の頸動脈狭窄形状を再構築し、19名の頸動脈狭窄患者に関するドプラ超音波画像および対応するMRI画像データを用いて31個の狭窄頸動脈モデルを作成した上で、定常状態の計算流体力学（CFD）シミュレーションにおいて組合せ境界条件（combinatorial boundary condition）法を実装してPGを算出した。
  • その結果、PGは重度狭窄と高い相関を示した（r = 0.902）。一方で、解剖学的パラメータのうち、蛇行（tortuosity: T）および分岐角（the angle of bifurcation）は、内頸動脈狭窄における圧力低下と概して負の相関を示した。
  • また、計算時間は症例あたり10分未満であり重度狭窄の迅速診断に適用可能であることが示され、さらに重度狭窄と軽度〜中等度狭窄を区別するための潜在的閾値（PG = 0.88）を提案した。結論として、PGは狭窄重症度グレーディングの精度向上のための追加因子として機能し得る。

(027) Levitt [38]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics of cerebral aneurysm coiling using high-resolution and high-energy synchrotron X-ray microtomography: comparison with the homogeneous porous medium approach.

Michael R Levitt, Michael C Barbour, Sabine Rolland du Roscoat, Christian Geindreau, Venkat K Chivukula, Patrick M McGah, John D Nerva, Ryan P Morton, Louis J Kim, Alberto Aliseda

J Neurointerv Surg, 2017 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

高解像度かつ高エネルギーのシンクロトロンX線マイクロトモグラフィに基づく脳動脈瘤コイル塞栓の計算流体力学：均質多孔質媒体アプローチとの比較

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤に対する計算モデリングは、血行動態が動脈瘤の増大、破裂、ならびに治療成績に及ぼす影響を理解するための知見を与えるが、コイル塞栓を対象とした標準的なモデルではコイル塊の複雑な形状を動脈瘤瘤内を満たす均質な多孔質媒体として単純化する。本研究は、解像度の高い画像により構築したコイル動脈瘤の血行動態を、標準手法に従った同一動脈瘤のモデルと比較し、単純化モデルに由来する誤差要因を特徴づけることを目的とした。
  • 破裂していない2つの脳動脈瘤について、3次元プリンティングにより物理モデルを作製し、実患者治療で用いられたものと同一のコイルを用いてコイル塞栓術を施したのち、高解像度のコイル塊画像を得るために高エネルギー・シンクロトロンX線マイクロトモグラフィで撮像した。
  • 各動脈瘤の計算流体力学（CFD）では、患者固有の境界条件を用いて計算を行い、コイルは均質な多孔質媒体としてモデル化する場合、あるいはX線撮像により得られたコイル表面形状を組み込む場合の2通りで評価し、血行動態諸量の差異を比較した。
  • いずれの動脈瘤においても、コイルのX線マイクロトモグラフィ撮像と計算モデルへの取り込みは成功した一方、均質多孔質媒体による計算では、動脈瘤内流速が過大評価され、振動性せん断指数および粘性散逸が過小評価され、さらにWSS（wall shear stress）およびWSS勾配が、X線に基づく高解像度CFDモデルと比較して過大または過小に予測されることが示された。したがって、多孔質媒体アプローチによるコイル化脳動脈瘤の計算では、複雑なコイル形状を高解像度シンクロトロンX線マイクロトモグラフィで取り込むモデルと比べて、重要な血行動態諸量を不正確に推定し得る。

(028) Lv [38]

📕 書誌情報

Hemodynamic and morphological characteristics of unruptured posterior communicating artery aneurysms with oculomotor nerve palsy.

Nan Lv, Ying Yu, Jinyu Xu, Christof Karmonik, Jianmin Liu, Qinghai Huang

J Neurosurg, 2016 Aug

  • Keywords: AR = aspect ratio, CFD = computational fluid dynamics, EI = ellipticity index, IA = intracranial aneurysm, LSA = low WSS area, NSI = nonsphericity index, ONP = oculomotor nerve palsy, OSI = oscillatory shear index, PCoA = posterior communicating artery, RA = rotational angiography, SR = size ratio, UI = undulation index, WSS = wall shear stress, computational fluid dynamics, hemodynamics, intracranial aneurysm, morphology, rupture, vascular disorders

  • DOI: 10.3171/2015.6.JNS15267

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 38
    • FWCI: 2.1304
    • Citation Percentile: 86.92

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💬 AI 翻訳タイトル

動眼神経麻痺を伴う未破裂後交通動脈瘤の血行動態および形態学的特徴

💬 AI 要約

  • 目的：動眼神経麻痺（oculomotor nerve palsy：ONP）を伴う未破裂後交通動脈（posterior communicating artery：PCoA）瘤は破裂リスクが非常に高い。そこで本研究では、破裂リスクの高い頭蓋内動脈瘤の血行動態および形態学的特徴を、ONPを伴うPCoA瘤により解析して明らかにすることを目的とした。
  • 方法：本研究には、ONPを伴う未破裂PCoA瘤14例、破裂PCoA瘤33例、無症候性の未破裂PCoA瘤21例を組み入れた。各群間で臨床、形態学的、および血行動態学的特徴を比較した。
  • 結果：3群間で臨床的特徴に差は認められなかった（p > 0.05）。一方、形態学的解析および血行動態解析では、サイズ、アスペクト比、サイズ比、蛇行度（undulation index）、非球面度（nonsphericity index）、楕円性（ellipticity index）、正規化壁面せん断応力（normalized wall shear stress：WSS）および低WSS領域の割合が有意に異なった（p < 0.05）。さらに多重比較では、サイズを除き、ONP群は無症候性未破裂群と、破裂群は無症候性未破裂群と、それぞれ有意差を示したが、サイズはONP群と無症候性未破裂群間でのみ有意差を認めた（p = 0.0005）。また、形態学的または血行動態学的パラメータはONP群と破裂群の間で差を認めなかった。
  • 結論：ONPを伴う未破裂PCoA瘤は、無症候性未破裂PCoA瘤と比較して有意に異なる独特の形態—血行動態パターンを示し、その特徴は破裂PCoA瘤と類似していた。より大きい瘤サイズ、より不規則な形状、および低いWSSは、PCoA瘤の高い破裂リスクに関連している可能性がある。

(029) Sarrami-Foroushani [36]

📕 書誌情報

Uncertainty quantification of wall shear stress in intracranial aneurysms using a data-driven statistical model of systemic blood flow variability.

Ali Sarrami-Foroushani, Toni Lassila, Ali Gooya, Arjan J Geers, Alejandro F Frangi

J Biomech, 2016 Dec 08

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Intracranial aneurysms, Multidirectional flow, Uncertainty quantification, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2016.10.005

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 36
    • FWCI: 2.0203
    • Citation Percentile: 86.60

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💬 AI 翻訳タイトル

全身血流の変動性をデータ駆動型の統計モデルとして表現したことによる頭蓋内動脈瘤における壁面せん断応力の不確実性定量化

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（IA）において、負の壁面せん断応力（WSS）パターンが局在、形成、および進展に重要な役割を果たすことが知られているが、動脈瘤内の複雑で部位特異的かつ時間変動するWSSは、血管形態だけでなく変動する全身血流条件にも依存するため、その不確実性の扱いが課題となる。
  • 本研究では、内頸動脈（ICA）流れに対するデータ駆動型の統計モデルを構築し、CFD（computational fluid dynamics）シミュレーションの入口境界条件として用いる波形の仮想集団を生成することで、結果として得られる動脈瘤表面のWSS分布に関する統計量を計算可能にした。
  • その結果、ICA波形の変動はIA表面の時間平均壁面せん断応力（TAWSS）に与える影響が限定的である一方、流れが局所的に高度に多方向性となる領域では、WSSの方向性および高調波成分がICA波形に強く影響されることが示された。
  • 以上より、血流変動の影響はCFDベースのIA破裂（rupture）評価において明示的に考慮されるべきであり、それにより結論の混同（confounding）を回避できると論じる。

(030) Ramachandran [35] ⭐

📕 書誌情報

Assessment of image-derived risk factors for natural course of unruptured cerebral aneurysms.

Manasi Ramachandran, Rohini Retarekar, Madhavan L Raghavan, Benjamin Berkowitz, Benjamin Dickerhoff, Tatiana Correa, Steve Lin, Kevin Johnson, David Hasan, Christopher Ogilvy, Robert Rosenwasser, James Torner, Einar Bogason, Christopher J Stapleton, Robert E Harbaugh

J Neurosurg, 2016 Feb

  • Keywords: CE = contrast enhanced, CTA = CT angiography, Dmax = maximum diameter, LSA = low shear area, MRA = MR angiography, NSI = nonsphericity index, PWT = peak wall tension, TOF = time of flight, aneurysm, aneurysm growth, quantified aneurysm shape, subarachnoid hemorrhage, vascular disorders

  • DOI: 10.3171/2015.2.JNS142265

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 35
    • FWCI: 3.1266 ⭐
    • Citation Percentile: 91.02 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂脳動脈瘤の自然経過に対する画像由来リスク因子の評価

💬 AI 要約

  • 本前向き縦断研究の目的は、画像由来の指標が、後に不安定化（増大および/または破裂）する未破裂脳動脈瘤と、そのまま安定して経過する脳動脈瘤とを識別できるかを検証することである。
  • 178例の患者が4つの臨床施設で前向きに登録され、198個の未破裂脳動脈瘤について臨床的観察および画像フォローアップが推奨された。初診時の画像データ（主としてCT angiography）を記録し、計算幾何学により動脈瘤の大きさと形状を記述する多数の形態学的指標を推定した。さらに、非線形有限要素法により一様な圧力負荷に起因するピーク壁応力（peak wall tension）を、計算流体力学（computational fluid dynamics）により血流関連指標を算出した。
  • 追跡期間中央値は645日であり、登録開始から4年後のフォローアップに基づいて、動脈瘤が増大または破裂した（不安定群）か、変化しなかった（安定群）かを縦断的転帰として記録した。20個（10.1%）が増大したが破裂は認められず、149個（75.3%）は安定して経過し、29個（14.6%）は追跡不能であった。
  • 動脈瘤サイズ、非球形度（nonsphericity index）、ピーク壁応力、および低シアストレス領域（low shear stress area）を含むいずれの指標も、統計学的有意差をもって安定群と不安定群を識別できなかった。本高度に選択された集団における本結果は、画像由来指標が観察および画像サーベイランスの対象として選択された患者における動脈瘤の増大を予測できるという仮説を支持しない。動脈瘤形状が侵襲的治療と期待的管理（expectant management）の重要な決定因子であるならば、本研究の主要な限界は選択バイアスである。

(031) Chnafa [35]

📕 書誌情報

Improved reduced-order modelling of cerebrovascular flow distribution by accounting for arterial bifurcation pressure drops.

C Chnafa, K Valen-Sendstad, O Brina, V M Pereira, D A Steinman

J Biomech, 2017 Jan 25

💬 AI 翻訳タイトル

動脈分岐における圧力損失を考慮した脳血管血流分布の改良型低次元（reduced-order）モデル化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血管ネットワークの全体的な流量特性を解析するための低次元モデルを検証する枠組みを確立し、その際に生じうる3次元（3D）計算流体力学（CFD）との不一致の要因として分岐部でのエネルギー損失を定量的に評価することである。
  • 方法として、3Dアンギオグラムから抽出した70の脳血管ネットワークを用い、分岐部のエネルギー損失を考慮する／しない場合の2種類の分布型（distributed）ラップド（lumped）モデルを自動生成し、予測された流出率の再配分を3Dシミュレーションと比較した。
  • 結果として、分岐でのエネルギー損失を無視すると、前大脳動脈（anterior cerebral arteries）を通過する流量が入口流量に対して4.7±6.8%過大推定され、その影響により他の血管へ向かう残余の流量分布が変化したが、エネルギー損失をモデル化すると誤差は0.1±3.2%まで低減した。
  • 結論として、分岐部のエネルギー損失を考慮しない場合、337本の総流出血管に対する95%一致範囲が±13.5%であるのに対し、考慮する場合には±6.5%まで改善し、最小限の入力および計算資源で流出率を信頼性高く推定できることが示された；本研究は3Dシミュレーションに対する低次元血流モデルの検証として最大規模の検証であり、この知見は脳血管に限らず他の生理学的ネットワークへも適用可能である。

(032) Bouillot [34] ⭐

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics with stents: quantitative comparison with particle image velocimetry for three commercial off the shelf intracranial stents.

Pierre Bouillot, Olivier Brina, Rafik Ouared, Hasan Yilmaz, Karl-Olof Lovblad, Mohamed Farhat, Vitor Mendes Pereira

J Neurointerv Surg, 2016 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

ステントを用いた計算流体力学（CFD）：3種類の市販（commercial off-the-shelf; COTS）頭蓋内ステントに対する粒子画像流速測定（PIV）との定量的比較

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms; IAs）におけるステント留置後の血行動態を、特に速度低下および流れパターン変化の観点から、閉塞（occlusion）傾向を信頼性高く予測するためには、ステント付きIAsに対するCFDの検証が依然として不十分である。
  • 本研究では、材料密度の異なる3種類の市販ステント（COTS）を用い、側壁型動脈瘤に対して留置前後でレーザーシートによる流れ場を観測し、近年開発された高精度・多時間遅れ（multi-time lag）PIV法の結果をCFDの計算結果と比較した。
  • 速度低下は、無ステントおよび高・低多孔度（porosity）ステント留置IAsにおいてPIVと良好に一致した一方、流れパターン変化は、無ステントならびに高多孔度ステント留置IAsで完全に一致したが、中間多孔度ステントではCFDとPIVの整合性が不良であった。
  • 総合すると、CFDは無ステントおよび高多孔度ステント留置IAsではPIVを完全に再現でき、低多孔度ステントでは頸部近傍の高速度および速度低下は再現したものの、瘤（dome）部の緩慢な流れにおいて不一致が顕著であった；さらに、中間多孔度ステントでは血行動態の遷移が生じたためCFDはPIVを再現できなかった。

(033) Malaspinas [33] ⭐

📕 書誌情報

A spatio-temporal model for spontaneous thrombus formation in cerebral aneurysms.

O Malaspinas, A Turjman, D Ribeiro de Sousa, G Garcia-Cardena, M Raes, P-T T Nguyen, Y Zhang, G Courbebaisse, C Lelubre, K Zouaoui Boudjeltia, B Chopard

J Theor Biol, 2016 Apr 07

  • Keywords: Blood-flow, Cerebral aneurysm, Clotting, Lattice Boltzmann, Numerical modelling, Thrombosis

  • DOI: 10.1016/j.jtbi.2015.12.022

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    • Cited by: 33
    • FWCI: 6.1704 ⭐
    • Citation Percentile: 96.54 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤における自発的血栓形成のための時空間モデル

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤における血栓形成を記述する新しい数値モデルを提案することを目的とする。
  • 本モデルは、CFDシミュレーションと、当該現象を大きな空間スケールおよび時間スケールで記述するうえで重要であると同定された一連の生体力学的プロセスを統合して構築される。
  • 本モデルの仮説は、in vitro実験および臨床観察に基づいており、巨大動脈瘤において患者固有としてセグメンテーションされた血栓の形状および体積を、非常に良好に再現できることを示す。
  • 以上より、本モデルは脳動脈瘤における自発的血栓形成の形態・量の再現に有用であることが結論づけられる。

(034) Tsuji [33]

📕 書誌情報

Stagnation and complex flow in ruptured cerebral aneurysms: a possible association with hemostatic pattern.

Masanori Tsuji, Tatsuya Ishikawa, Fujimaro Ishida, Kazuhiro Furukawa, Yoichi Miura, Masato Shiba, Takanori Sano, Hiroshi Tanemura, Yasuyuki Umeda, Shinichi Shimosaka, Hidenori Suzuki

J Neurosurg, 2017 May

  • Keywords: ACA = anterior cerebral artery, AFI = aneurysm formation indicator, CFD = computational fluid dynamics, GON = gradient oscillatory number, ICA = internal cerebral artery, MCA = middle cerebral artery, OSI = oscillatory shear index, RIBBVA = Research Institute for Brain and Blood Vessels–Akita, STL = stereolithography, WSS = wall shear stress, WSSG = WSS gradient, computational fluid dynamics, hemostatic mechanism, histopathological examination, ruptured aneurysm, vascular disorders

  • DOI: 10.3171/2016.3.JNS152264

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 33
    • FWCI: 2.9182
    • Citation Percentile: 90.46 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

破裂脳動脈瘤における停滞および複雑な血流：止血パターンとの関連の可能性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、破裂脳動脈瘤の止血（hemostatic）パターンが、血栓形成の部位に応じて異なることを踏まえ、計算流体力学（CFD）解析によりそれらの止血パターンに固有の血行動態学的特徴が存在するかを検討することである。
  • 方法として、破裂中大脳動脈瘤26例を3D CT血管撮影で評価し、クリッピング時に摘出した標本を用いた病理学的検査により破裂点での止血パターンを分類し、形態学的パラメータを取得した。
  • さらに過渡解析を行い、壁面せん断応力に関連する血行動態学的指標と不変量Q（vortex core regionに対応するinvariant Q）を算出し、止血パターン間で形態学的および血行動態学的パラメータを比較した。
  • 結果として、動脈瘤壁のヘマトキシリン・エオジン染色では内側パターン13例、外側パターン9例、その他パターン4例が認められ、形状モデル化が困難であった3例を除外した；Mann–Whitney U検定により、内側パターンではドーム体積が小さく、gradient oscillatory numberが低く、不変量Qが低い（より負の値を示す）こと、および動脈瘤形成指標が高いことが外側パターンと比較して有意であった（いずれもp値を報告）。以上より、内側パターンの動脈瘤は外側パターンよりもより単純な流れのパターンと、より少ない血流停滞を有する可能性があり、CFDは破裂脳動脈瘤の止血パターンを特徴づけるのに有用である。

(035) Ishii [32]

📕 書誌情報

Contribution of the straightening effect of the parent artery to decreased recanalization in stent-assisted coiling of large aneurysms.

Akira Ishii, Hideo Chihara, Takayuki Kikuchi, Daisuke Arai, Hiroyuki Ikeda, Susumu Miyamoto

J Neurosurg, 2017 Nov

  • Keywords: ACoA = anterior communicating artery, BA = basilar artery, CFD = computational fluid dynamics, CO = complete occlusion, DF = dome filling, DSA = digital subtraction angiography, ICA = internal carotid artery, MRA = MR angiography, NR = neck remnant, PGLA = polyglycolic acid/polylactic acid, SAH = subarachnoid hemorrhage, TOF = time of flight, VER = volume embolization ratio, VRD = vascular reconstruction device, aneurysm, coil, stent, vascular disorders

  • DOI: 10.3171/2016.9.JNS16501

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 32
    • FWCI: 1.5781
    • Citation Percentile: 83.84

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💬 AI 翻訳タイトル

大型動脈瘤に対するステント併用コイル塞栓術における再開通低下への親動脈の整直（ストレートニング）効果の寄与

💬 AI 要約

  • 目的：頸部ブリッジング型ステントの使用により大型動脈瘤の塞栓治療の耐久性は向上するが、再開通低下に寄与する因子は明らかではない。本研究の目的は、大型動脈瘤に対するステント併用コイル塞栓術の耐久性における親動脈の整直（straightening）効果の寄与を示すことである。
  • 方法：神経血管ステント導入以降に塞栓治療を行った182の動脈瘤のうち、径7 mm超の未破裂動脈瘤82例を選択した。52例はステントを用いた群（Group S）、30例はステントなし群（Group NS）とした。デジタルサブトラクション血管造影により塞栓後12か月時点の閉塞状態を評価し、親動脈の血管角を塞栓前、直後、12か月後に測定した。再開通率をGroup SとGroup NS間で比較し、Group Sでは角度変化の有無（有意な角度変化を含む）で再開通率をさらに比較した。
  • 結果：主要再開通の割合はGroup Sで9.6%、Group NSで26.7%であった。体積塞栓率はGroup Sで32.6%、Group NSで31.6%であり、有意差は認められなかった。一方、コイル前後の血管角の変化量はGroup Sで10.6°、Group NSで0.9°と、Group Sで有意に大きかった。また、角度差はコイル後12か月でより顕著であり、Group Sで19.1°、Group NSで1.5°であった。Group Sでは、角度変化が20°を超える場合を有意と定義すると、角度変化が有意でないステント留置動脈瘤35例のうち再開通は14.3%で認められたが、角度変化が20°以上の17例はいずれも閉塞が維持された。
  • 結論：大型動脈瘤に対するステント併用塞栓術後において、20°以上の有意な角度変化は再開通の低下につながる可能性が高い。

(036) Lally [32]

📕 書誌情報

In vitro experiments of cerebral blood flow during aspiration thrombectomy: potential effects on cerebral perfusion pressure and collateral flow.

Frank Lally, Mitra Soorani, Timothy Woo, Sanjeev Nayak, Changez Jadun, Ying Yang, John McCrudden, Shailesh Naire, Iris Grunwald, Christine Roffe

J Neurointerv Surg, 2016 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

吸引血栓除去術における脳血流のin vitro実験：脳灌流圧および側副血行への潜在的影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、吸引血栓除去術時の異なる吸引条件が、吸引中の灌流液流量および脳灌流に関連する流体動態に及ぼす影響を評価することである。
  • 方法として、開存血管および血栓により閉塞した血管内における吸引デバイスの計算流体力学（CFD）モデルを構築し、流れ特性を流体流動ソルバーでシミュレーションした後、開存系と血栓閉塞系の物理的粒子流モデルを用いて流れ方向を可視化し、血栓の近位1–10 mmにカテーテル先端を配置して流量を測定し、動画記録した。
  • その結果、数学モデルは、開存血管では灌流液がカテーテルチップの上流から吸引される一方、閉塞系では灌流液がデバイスチップ近位側から吸引され、チップ遠位の閉塞部には牽引が生じないことを予測し、この予測はin vitro実験によって確認された。
  • さらに、閉塞血管ではカテーテル先端が血栓と直接接触しない限り血栓への影響は認められず、本研究は、吸引の有効性はカテーテルチップが血栓と直接接触する場合に限られること、非接触では吸引が閉塞近位の血管から行われ得ることを示し、これがin vivoにおける側副血行へ影響しうる可能性が示唆された。

(037) Mukherjee [31]

📕 書誌情報

Inertial particle dynamics in large artery flows - Implications for modeling arterial embolisms.

Debanjan Mukherjee, Shawn C Shadden

J Biomech, 2017 Feb 08

  • Keywords: Elastohydrodynamic lubrication, Embolism, Fluid–particle interaction, Hemodynamics, Shear-gradient lift

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2016.12.028

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 31
    • FWCI: 2.2662
    • Citation Percentile: 89.01

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💬 AI 翻訳タイトル

大血管における慣性粒子ダイナミクス—動脈塞栓症のモデル化への示唆

💬 AI 要約

  • 拍動性の大血管血行動態に特有の渦を伴うカオス的な流動構造の中で生じる慣性粒子ダイナミクスの複雑さは、そのような粒子の輸送を予測的に理解するうえで重大な課題となっている。これは、とりわけ動脈塞栓症において、塞栓子（embolus）が主要な血管床へ到達する過程を把握することが診断および外科的計画に資するため、重要である。
  • 画像ベースCFD（computational fluid dynamics）と離散粒子ダイナミクス（discrete particle dynamics）を基盤とした計算フレームワークを用いて、多パラメータのサンプリング手法による研究を実施し、塞栓子のダイナミクスおよび輸送を評価した。
  • その結果、物性、塞栓子サイズ、放出時刻（release instance）、および塞栓子の発生源（embolic source）が、脳血管、腎血管、ならびに上腸間膜および腸骨大腿（ilio-femoral）血管床への塞栓子分布に強く影響することが明らかとなった。さらに、剪断勾配リフト（shear-gradient lift）とエラストヒドロダイナミック接触（elastohydrodynamic contact）が塞栓子輸送において重要である点を切り分けて示し、リフトによる壁面近傍での粒子再懸濁が、心臓起源（cardiogenic）の塞栓子と比較して大動脈起源（aortogenic）の塞栓子ダイナミクスを顕著に変化させることを示した。
  • 以上より、粒子慣性、流体-粒子密度比、壁衝突の相互作用が支配的であり、渦を伴うカオス的な流動構造の存在によって、粒子の運動は本質的に非自明な（non-trivially）分散性を示すことが示唆された。

(038) Park [31]

📕 書誌情報

Hemodynamic Characteristics Regarding Recanalization of Completely Coiled Aneurysms: Computational Fluid Dynamic Analysis Using Virtual Models Comparison.

Wonhyoung Park, Yunsun Song, Kye Jin Park, Hae-Won Koo, Kuhyun Yang, Dae Chul Suh

Neurointervention, 2016 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

完全にコイル塞栓された動脈瘤の再開通に関する血行動態特性：バーチャルモデル比較に基づく計算流体力学解析

💬 AI 要約

  • 内頭蓋動脈瘤のコイル塞栓術（endosaccular coiling）後に生じる再発・再開通の開始および進行には、血行動態因子が重要な役割を担うと考えられている。そこで本研究は、再開通を来した動脈瘤嚢（aneurysmal sac）に関連する血行動態特性を同定することを目的とした。
  • 再開通した完全塞栓（complete occlusion）動脈瘤を対象として、再開通前後の対応するバーチャルモデルを作製し、比較解析を実施した。5例の動脈瘤について、再開通した側から取得した3D回転血管造影に基づくCFDモデルと、コイルおよび再開通動脈瘤を人工的に除去して作成した初回の親動脈（parent artery）の対照モデルから、対（paired）の仮想モデルを構築した。
  • 各動脈瘤の再発前後における動脈瘤頸部（neck）での血行動態特性を、バーチャルモデルCFD解析により評価した。その結果、再発が生じた頸部断面において高い壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）が5例すべてで認められた。加えて、頸部前方に比較的低速度の小さな渦（vortex）形成が4例で同定された。
  • 再開通した動脈瘤の再開通部位は、高WSSおよび/または小さな渦形成が生じる位置と一致していた。再開通動脈瘤では、頸部断面におけるWSSの増大と小さな渦形成の増加が観察され、本所見はコイル塞栓後の将来的な再開通に関する血行動態学的原因の一部を説明しうる可能性が示唆された。

(039) Zdanski [29]

📕 書誌情報

Quantitative assessment of the upper airway in infants and children with subglottic stenosis.

Carlton Zdanski, Stephanie Davis, Yi Hong, Di Miao, Cory Quammen, Sorin Mitran, Brad Davis, Marc Niethammer, Julia Kimbell, Elizabeth Pitkin, Jason Fine, Lynn Fordham, Bradley Vaughn, Richard Superfine

Laryngoscope, 2016 May

💬 AI 翻訳タイトル

声門下狭窄症を有する乳幼児および小児における上気道の定量的評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、声門下狭窄症（SGS）を有する小児の医用画像から得られる定量的な幾何学的指標および計算流体力学（CFD）モデルが、診断および治療計画のための有効な手段となり得るかを検討することを目的とした。
  • 単一の三次医療施設における後ろ向きのカルテおよび画像の見直しを行い、SGS児のCT画像（n=17）を幾何学的手法とCFD手法により解析したほか、ポリソムノグラフィ（n=15）も評価した。
  • 年齢/体重で正規化した放射線学的データを、放射線学的に正常な気道から作成したアトラスと比較し、統計解析はBonferroni補正を伴う2標本t検定およびROC（area under the curve）解析を用いたところ、手術介入が行われた児を識別する上で、幾何学的指標2項目（声門下気道/中部気管気道比、声門下気道の相対的減少率）およびCFD指標1項目（声門下気道の水力学的直径の相対的減少率）が有意であった。
  • さらに、これらの値に対する最適カットオフを設定した一方で、ポリソムノグラフィでは、手術介入の識別に有意性が認められたのはBonferroni補正前に限られた；幾何学的およびCFD変数はSGS児の手術介入の要否を判別する感度を示し、疾患に対する外科的治療と非外科的治療の客観的閾値の可能性に関する予備的データを提供したが、本研究は小規模で後ろ向きかつ単施設であるため、所見の検証および治療閾値推奨の最適化を目的としたさらなる研究が必要である。

(040) Rivera [29]

📕 書誌情報

Original Research: Sickle cell anemia and pediatric strokes: Computational fluid dynamics analysis in the middle cerebral artery.

Christian P Rivera, Alessandro Veneziani, Russell E Ware, Manu O Platt

Exp Biol Med (Maywood), 2016 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

原著：鎌状赤血球症と小児脳卒中—中大脳動脈における計算流体力学解析

💬 AI 要約

  • 鎌状赤血球症（SCA）を有する小児では脳卒中発症が高頻度であり、経頭蓋ドプラ（TCD）では大脳内の主要動脈における血流速度を測定することでハイリスク患者を同定し得るが、平均流速が200 cm/sを超える場合は高い脳卒中リスクを示し、血液輸血による治療介入が必要となる。本研究の目的は、流体および動脈壁の物性を変化させる計算流体力学（CFD）を用い、動脈血流速度の有意な上昇に関与し得るシナリオをシミュレーションすることであった。
  • 2次元シミュレーションを構築し、狭窄率（percent stenoses）を段階的に増加させるとともに、その位置を中大脳動脈（MCA）、内頸動脈（ICA）、前大脳動脈（ACA）間で変化させた。また、磁気共鳴血管撮影（MRA）に基づきSCAを有する小児のMCA、ICA、ACAを3次元再構成し、有限要素法によりICA入口に現実的な速度波形を与えて血流を解析した。
  • 2次元解析では、MCA、ICA、またはACAに狭窄を配置した場合に局所的な速度上昇が確認されたが、狭窄率を最大75%まで高めても速度200 cm/s超には到達しなかった。一方、3次元再構成では、SCA小児において内腔側の動脈壁表面が不均一であることが示され、非SCA再構成と比較してMCAの平均速度が最大145 cm/sまで上昇し、さらに血流の再循環領域の増大および低壁面せん断応力（wall shear stress）の領域拡大が認められた。
  • 以上より、脳動脈内腔側の壁面に生じる微小な凹凸（bumps）は、局所的な流れの攪乱を引き起こし、その累積効果としてSCAにおける血流速度上昇を助長し得ることが示唆された。付着した血球（adhered blood cells）や、攪乱された血流に誘導される内皮過形成による内腔狭小化（luminal narrowing）といった細胞学的原因を明らかにすることは、小児SCAに対する新たな治療標的の創出につながる可能性がある。本研究で得られた予備的な定性的結果は、患者特異的な血管形状の3次元再構成が重要であること、ならびにSCAにより変化し得る血液レオロジー特性と血管形状との複雑な相互作用に対して定性的洞察を与えることを示している。

(041) Xu [28]

📕 書誌情報

Effect of elasticity on wall shear stress inside cerebral aneurysm at anterior cerebral artery.

Lijian Xu, Michiko Sugawara, Gaku Tanaka, Makoto Ohta, Hao Liu, Ryuhei Yamaguchi

Technol Health Care, 2016 May 18

💬 AI 翻訳タイトル

前大脳動脈の脳動脈瘤内における壁の弾性が壁面せん断応力に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、壁が剛体であることを前提とした数値解析研究が多い一方で、弾性壁を有する動脈瘤に関する実験的知見が乏しいことを踏まえ、弾性壁と剛性壁における脳動脈瘤内の壁面せん断応力（wall shear stress）を実験アプローチで明らかにし、CFD（計算流体力学）によって検証することである。
  • 方法として、壁変形を伴う弾性動脈瘤モデルを実験的に実現し、拍動流条件下で剛性および弾性の両モデルの壁面せん断応力を評価した；前大脳動脈の動脈瘤頂部（apex）内における弾性の影響は、in vitroにて粒子画像流速測定（particle image velocimetry）により検討した。
  • 弾性を考慮した場合、剛性との比較において壁面せん断応力のピーク値、空間平均および時間平均のいずれも実験的に低減することが観察され、これらの低減は流体—構造連成（fluid-structure interaction）シミュレーションによって支持された。
  • 結論として、血管壁が弾性であることは、剛性壁と比べて動脈瘤内に作用する壁面せん断応力のピーク値および空間的・時間的に平均化した値を低減させる可能性が示された。

(042) Sano [26]

📕 書誌情報

Hemodynamic Differences Between Ruptured and Unruptured Cerebral Aneurysms Simultaneously Existing in the Same Location: 2 Case Reports and Proposal of a Novel Parameter Oscillatory Velocity Index.

Takanori Sano, Fujimaro Ishida, Masanori Tsuji, Kazuhiro Furukawa, Shinichi Shimosaka, Hidenori Suzuki

World Neurosurg, 2017 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

同一部位に同時に存在する破裂脳動脈瘤と未破裂脳動脈瘤の血行動態の相違：2例の症例報告および新規パラメータとしての振動速度インデックス（Oscillatory Velocity Index）提案

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、破裂状態の違いに伴う脳動脈瘤の血行動態学的特徴を、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）により明らかにすることである。特に、動脈瘤サイズや位置に加え、出血や頭蓋内圧などの周囲環境が血行動態変化に影響しうる点を踏まえ、同一部位に破裂・未破裂が同時に存在する状況を理想的モデルとして用いることを仮説とした。
  • 方法として、くも膜下出血を呈した2症例において、いずれも共通の親動脈に2つの動脈瘤を認めた症例を対象とした。術前に2つの動脈瘤について形態学的および血行動態学的評価を実施し、その後、破裂側は外科的クリッピング時に確認した。
  • 結果として、形態学的評価では両方の破裂動脈瘤で高い形状インデックスが認められ、さらに両者において低い壁面せん断応力、壁面せん断応力勾配、および動脈瘤形成指標が観察された。これとは対照的に、破裂動脈瘤では高い振動せん断インデックスと、血流速度ベクトルの変動を定量化する新規血行動態パラメータである振動速度インデックスが高値であった。
  • 結論として、くも膜下出血および動脈瘤位置に起因する一定のバイアスを低減する適切なモデル化を行うことで、血行動態環境の定量的特徴量により破裂状態を識別できる可能性が示された。

(043) Larrabide [25]

📕 書誌情報

Change in aneurysmal flow pulsatility after flow diverter treatment.

Ignacio Larrabide, Arjan J Geers, Hernán G Morales, Philippe Bijlenga, Daniel A Rüfenacht

Comput Med Imaging Graph, 2016 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータ治療後における動脈瘤血流拍動性の変化

💬 AI 要約

  • フローダイバータ（FD）による頭蓋内動脈瘤治療は有望な代替法として注目されているが、これまでの先行研究では、FDが及ぼす作用の時間平均または収縮期最大時の血流場への影響に関する検討が中心であり、心周期を通じたFD誘導性の流量低下の変動性を解析した研究はなかった。
  • 形態学的理由によりFD治療の適応となる内頸動脈上の嚢状動脈瘤14例について、FDを用いた仮想的治療を行い、治療前後の血流をCFD（computational fluid dynamics）手法によりシミュレートしたうえで、心周期の各時間ステップにおける一般的血行力学指標を記録し、未治療モデルと治療モデルの差異を評価した。
  • 血流拍動性は速度の拍動性指数（pulsatility index: PI）として定義され、FD治療後に有意に増加した（36.0%；範囲：14.6–88.3%）。また、収縮期最大時の速度低下は時間平均速度低下よりも有意に小さく（収縮期最大時：30.5%；範囲：19.6–51.0% vs 時間平均：43.0%；範囲：29.1–69.8%）、一方で動脈瘤内圧には変化は認められなかった。
  • FDにより生じる血流低下は心周期の各相で大きく変動し、FD治療は動脈瘤において血流拍動性を有意に増大させることが示された。

(044) Liu [25]

📕 書誌情報

Recanalization, Regrowth, and Delayed Rupture of a Previously Coiled Unruptured Anterior Communicating Artery Aneurysm: A Longitudinal Hemodynamic Analysis.

Jian Liu, Linkai Jing, Chao Wang, Ying Zhang, Xinjian Yang

World Neurosurg, 2016 May

💬 AI 翻訳タイトル

再開通、再増大、およびコイル塞栓された未破裂前交通動脈瘤の遅発破裂：縦断的血行動態解析

💬 AI 要約

  • 目的：過去にコイル塞栓された未破裂脳動脈瘤の遅発破裂は極めて稀であり、術後経過中の血行動態解析に関する報告はないため、本事例の縦断的解析を通してその機序を明らかにすることを目的とした。
  • 方法：最初に良好に塞栓された未破裂前交通動脈瘤が、塞栓後35か月で再開通、再増大、そして遅発破裂に至った症例を提示し、縦断フォローアップの異なる段階で computational fluid dynamics（CFD）を用いて血行動態を評価し、収縮期ピーク時における壁面せん断応力（WSS）と血流速度を解析した。
  • 結果：高流量のインピンジメント（high-flow impingement）は再開通と関連しており、瘤の再増大は高WSSおよび血流速度によってブレブ（bleb）形成として誘導されることが示された；さらに、低WSSは動脈瘤破裂のリスク因子であることが示唆された。
  • 結論：血管内治療後の頭蓋内動脈瘤における転帰には、血行動態の不均一性が関与しており、高流量インピンジメントとWSSは再開通および再増大に関連する一方で、低WSSは動脈瘤破裂に関連することが示された。

(045) Vali [25]

📕 書誌情報

Computational Fluid Dynamics modeling of contrast transport in basilar aneurysms following flow-altering surgeries.

Alireza Vali, Adib A Abla, Michael T Lawton, David Saloner, Vitaliy L Rayz

J Biomech, 2017 Jan 04

  • Keywords: Cerebral aneurysm, Image-based computational modeling, Patient-specific CFD, Surgical planning, X-ray angiography

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2016.11.028

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 25
    • FWCI: 1.3469
    • Citation Percentile: 81.76

  • PubMed

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  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

基底動脈瘤に対する流れを変える手術後の造影剤輸送に関する計算流体力学モデル化

💬 AI 要約

  • 造影に起因する画像アーチファクトや現行の画像計測法による空間分解能の制約のため、血流速度場および流れの記述子のin vivo計測は依然として困難であるが、in vivoの画像データを用いることで患者特異的な計算流体力学（CFD）モデルを構築し、検証に活用できる可能性がある。
  • 本研究では、手術適応が検討された2例の基底動脈瘤患者を対象として患者特異的CFDを実施し、術前および術後の条件における造影剤輸送を2つのアプローチでシミュレーションした。
  • 第一に、血流のストリームラインに受動的に追従する仮想造影剤の輸送を解析し、術後に血栓沈着が起こりやすい流体領域の予測を行った；第二に、ヨード系造影剤を含む血液混合物の輸送をモデル化して、CFD結果の妥当性をX線血管造影と比較・検証した。
  • 造影剤流れのパターンを、介入前後に取得したin vivoのX線血管造影所見と質的に比較した結果、注入時の流量および造影剤の物性を考慮する混合物モデル化は、X線血管造影データとの一致がより良好であった一方、ストリームラインに基づく仮想造影剤モデルは手技手順の影響を受けない流れパターンにより滞留時間を評価できるため、周術期に限定されない血栓沈着の予測により適していることが示唆された。

(046) Wang [24]

📕 書誌情報

Hemodynamic alterations after stent implantation in 15 cases of intracranial aneurysm.

Chao Wang, Zhongbin Tian, Jian Liu, Linkai Jing, Nikhil Paliwal, Shengzhang Wang, Ying Zhang, Jianping Xiang, Adnan H Siddiqui, Hui Meng, Xinjian Yang

Acta Neurochir (Wien), 2016 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤に対するステント留置後の血行動態変化：15例の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ステントアシストコイル塞栓術後の動脈瘤内血行動態の変化を評価し、その変化が動脈瘤の部位と関連するかを検討することである。
  • 方法として、Enterprise ステントとコイルで治療した15例の動脈瘤（眼動脈部ICA-OphA動脈瘤8例、後交通動脈PcoA動脈瘤7例）を後ろ向きに抽出し、ステント留置前後の患者固有形状に基づいて仮想ステント留置CFD（computational fluid dynamics）シミュレーションモデルを構築した。
  • 結果として、収縮期ピーク時の動脈瘤瘤内平均壁面せん断応力（WSS）は7.04 Pa（4.14 Pa, 15.77 Pa）から6.04 Pa（3.86 Pa, 11.13 Pa）へ低下し（P=0.001）、動脈瘤の垂直面における空間平均流速も0.50 m/s（0.28 m/s, 0.7 m/s）から0.33 m/s（0.25 m/s, 0.49 m/s）へ低下した（P=0.001）; さらに、ICA-OphA動脈瘤およびPcoA動脈瘤ではWSSがそれぞれ14.4%（P=0.012）および16.6%（P=0.018）、流速がそれぞれ10.3%（P=0.029）および10.5%（P=0.013）低下した。
  • 結論として、WSS、流速、圧力の変化はICA-OphAとPcoAで有意差を認めず（P>0.05）、ステント留置は動脈瘤タイプにかかわらず動脈瘤内の流速とWSSを独立に低下させる一方で、収縮期ピーク圧の変化は小さいことが示された。

(047) Otani [24]

📕 書誌情報

Computational study for the effects of coil configuration on blood flow characteristics in coil-embolized cerebral aneurysm.

Tomohiro Otani, Satoshi Ii, Tomoyoshi Shigematsu, Toshiyuki Fujinaka, Masayuki Hirata, Tomohiko Ozaki, Shigeo Wada

Med Biol Eng Comput, 2017 May

💬 AI 翻訳タイトル

コイル塞栓におけるコイル配置（コンフィギュレーション）の影響が脳動脈瘤内の血流特性に及ぼす効果に関する計算機研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、コイル分布が不均一なコイル塞栓術によって動脈瘤が不完全閉塞となる場合の血流特性への影響について、コイル配置がどのように関与するかを明らかにすることである。
  • 方法として、計算流体力学（CFD）シミュレーションを用い、コイル展開（coil deployment; CD）モデルによりコイル配置を物理ベースのCDシミュレーションで構築した上で、コイル塞栓後の動脈瘤内血流を解析した。
  • 結果として、コイル展開条件に起因するコイル配置にかかわらず、動脈瘤内の総流量運動量および運動エネルギーは、コイル充填密度（packing density; PD）の増加に伴って段階的に減衰した。
  • 一方で、動脈瘤内の総せん断速度は高い水準を維持し、臨床で用いられる適切なPD（20–25%）であっても、局所的なせん断流の強度はコイル配置の違いにより変動したことから、動脈瘤内の血栓形成による閉塞効率に対するコイル配置の影響を理解する上で有用な知見が得られたと結論づけられる。

(048) Miraucourt [24]

📕 書誌情報

Blood flow in the cerebral venous system: modeling and simulation.

Olivia Miraucourt, Stéphanie Salmon, Marcela Szopos, Marc Thiriet

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2017 Apr

  • Keywords: Intracranial venous flow; computational fluid dynamics; Navier–Stokes equations; 3D reconstruction

  • DOI: 10.1080/10255842.2016.1247833

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 24
    • FWCI: 1.5714
    • Citation Percentile: 82.07

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💬 AI 翻訳タイトル

脳静脈系における血流：モデリングおよびシミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、医用画像データから3次元再構築、適切なメッシングを経て、患者固有形状における血流シミュレーションまでを統合するソフトウェア・プラットフォームの構築課題に対し、その実現可能性を検証することである。
  • 方法として、低次元モデルや一部の血管網に限定せず、硬い（rigid）マクロ血管回路である頭蓋内静脈ネットワーク全体に対して、完全3次元の血流シミュレーションを実施し、非圧縮性粘性流体に支配される無次元ナビエ–ストークス方程式に基づく生体力学モデル化を精査した。
  • その後、医用画像から得られた現実的な幾何形状に対して5種類のメッシュを用い、汎用のフリー有限要素ソフトウェアにより数値的に方程式を解くことで、撮像→再構築→メッシング→シミュレーションまでのパイプラインの成立可能性を示した。
  • 結論として、仰臥位（supine）における頭蓋内静脈回路の特徴、特に合流領域における非対称な挙動について議論し、本アプローチが患者固有の脳静脈血流解析に有用である可能性を示唆した。

(049) Ellwein [24]

📕 書誌情報

Toward translating near-infrared spectroscopy oxygen saturation data for the non-invasive prediction of spatial and temporal hemodynamics during exercise.

Laura Ellwein, Margaret M Samyn, Michael Danduran, Sheila Schindler-Ivens, Stacy Liebham, John F LaDisa

Biomech Model Mechanobiol, 2017 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

運動中の空間的・時間的血行動態の非侵襲的予測に向けた近赤外分光法酸素飽和度データの翻訳

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、安静時における画像ベースCFDが胸部大動脈（TA）の粥状硬化性プラークと壁面せん断応力（WSS）悪化とを関連づけている一方で、高流量条件下での知見が乏しい点を踏まえ、運動時の血流計測と非侵襲的酸素飽和度情報（近赤外分光法；NIRS）とを結び付けて血行動態を予測可能にすることである。
  • 方法として、130、150、170%の安静時心拍数（HR）に相当する3段階の仰臥位ペダリング中に、TAおよび腕頭動脈で位相コントラスト磁気共鳴画像（PC-MRI）による血流計測を取得し、同一プロトコル実施下でNIRSにより組織酸素飽和度（（式参照））を得て両者を関連づけた。
  • CFDによるWSS指標の局所定量では、上行大動脈の外側湾曲部および下行大動脈（dAo）の内側湾曲部において時間平均WSSが低いこと、しかし運動に伴い漸増しつつも腕頭動脈の前面では低いままであることが示された；さらに、下大動脈内側湾曲部における高い振動性WSSは運動中も持続した。
  • また、流量分布と（（式参照））から算出した組織酸素抽出との間には、左総頸動脈対脳組織（（式参照））およびdAo対下肢組織（（式参照））で線形関係が認められた；この知見に基づき、将来の運動条件を模擬したCFDにおいてTAの境界条件設定に運動PC-MRIの代替としてNIRSデータを用いるための6ステップ手順を提示し、目的のためにPC-MRI流入波形のアンサンブル平均と関係性をオンラインリポジトリとして提供した。

(050) Varble [23]

📕 書誌情報

Flow Instability Detected by High-Resolution Computational Fluid Dynamics in Fifty-Six Middle Cerebral Artery Aneurysms.

Nicole Varble, Jianping Xiang, Ning Lin, Elad Levy, Hui Meng

J Biomech Eng, 2016 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

高解像度計算流体力学により検出される56例の中大脳動脈瘤における流れ不安定性

💬 AI 要約

  • 本研究は、商用CFDソルバが、先行するin silico解析では観測されなかった頭蓋内動脈瘤（IA）における持続的な流れ不安定性（速度変動）をどの程度捉えられるかを明らかにすること、さらに不安定性の指標としての変動運動エネルギー（fluctuation kinetic energy：fKE）が破裂予測パラメータになり得るか、ならびに当該変動に関連しうる幾何学的パラメータを探索することを目的とした。
  • まず、動脈瘤内の速度変動を再現するには2次離散化スキームと高い空間・時間分解能が必要であることを確認した。次に、（破裂12例を含む）56例の患者固有の中大脳動脈（MCA）瘤に対し、周期平均の一定流入境界条件を用いた過渡・高解像度CFDシミュレーションを実施した。
  • その結果、流れ不安定性は56例中8例のMCA動脈瘤で認められ、いずれも未破裂の分岐部動脈瘤であった。統計解析の結果、fKEは破裂例と未破裂例を識別できなかった。
  • 以上より、本研究は、（ピーク速度ではなく）周期平均の一定流入に基づくこれらの流れ不安定性が破裂のマーカーとなる可能性を支持しないことを示した。一方で、fKEは動脈瘤サイズおよびサイズ比と正の相関を示し、内在的な流れ不安定性が流入ジェットが動脈瘤腔へ侵入した後の崩壊（breakdown）に関連して生じうることを示唆した。

(051) Zhang [23]

📕 書誌情報

Towards the patient-specific design of flow diverters made from helix-like wires: an optimization study.

Mingzi Zhang, Hitomi Anzai, Bastien Chopard, Makoto Ohta

Biomed Eng Online, 2016 Dec 28

💬 AI 翻訳タイトル

らせん状ワイヤから作製される患者特異的フローダイバータの設計に向けて：最適化研究

💬 AI 要約

  • フローダイバータ（FD）治療は頭蓋内動脈瘤に対する新しい血管内治療であり、動脈瘤内での血栓形成による閉塞を促進するためには高い流れ分流（flow-diversion）効率が望まれるが、単にデバイスの多孔度（porosity）を低下させることで効率を高めると、親血管におけるステント後狭窄のリスクが生じる。そこで本研究は、高い多孔度を維持しつつ流れ分流効率を向上させる患者特異的FDデバイス設計の最適化手法を開発することを目的とした。
  • らせん状ワイヤを用いたFDに対して、自動化された構造最適化法を、格子ボルツマン法（lattice Boltzmann）による流体シミュレーションと、シミュレーテッド・アニーリング（simulated annealing）手順の組合せにより構築した。動脈瘤内平均速度を目的関数として、ヘリックス状ワイヤの初期位相（starting phase）を再配置することで、特定の血管形状に適合するFDワイヤ構造へと調整した。
  • 理想化した2つの血管モデル（SおよびC）と、現実的モデル（R）の3モデルに対して最適化を実施した結果、元のデバイス多孔度80%を変更することなく、最適化FDの流量低減率はS、C、Rモデルでそれぞれ5%、2%、および28%改善した。さらに、最適化後の動脈瘤内の流れパターンは明瞭に変化し、流入バンドルの破壊が動脈瘤への流入遮断に有効であることを確認した。
  • また、軸方向の変位試験（axial displacement tests）から、Rモデルに最適化されたFDは、不確実な軸方向位置誤差に対して良好なロバスト性を有することが示された。本研究で開発した最適化手法は、最適な流れ分流効率をもつFDワイヤ構造を同定するために利用でき、与えられた血管形状に対して多孔度を高い水準に維持したまま動脈瘤への流入を最大限に低減することで、ステント後狭窄リスクを低減しうる。これにより、FDデバイスに関する患者特異的設計の研究が促進される。

(052) Iosif [23]

📕 書誌情報

Role of terminal and anastomotic circulation in the patency of arteries jailed by flow-diverting stents: from hemodynamic changes to ostia surface modifications.

Christina Iosif, Philipp Berg, Sebastien Ponsonnard, Pierre Carles, Suzana Saleme, Sanita Ponomarjova, Eduardo Pedrolo-Silveira, George A C Mendes, Eduardo Waihrich, Gilles Trolliard, Claude-Yves Couquet, Catherine Yardin, Charbel Mounayer

J Neurosurg, 2017 May

  • Keywords: 3DRA = 3D rotational angiography, APhA= ascending pharyngeal artery, CCA = common carotid artery, CFD = computational fluid dynamics, DSA = digital subtraction angiography, ECA = external carotid artery, FDS = flow-diverting stent, MCA = middle cerebral artery, MR angiography, MRI, OCT = optical coherence tomography, RM = rete mirabile, ROI = region of interest, SEM = scanning electron microscopy, SSS = stent shear stress, collateral arteries, embolization, endothelialization, flow-diverting stent, interventional neurosurgery, ostium, pcMRA = phase-contrast MR angiography

  • DOI: 10.3171/2016.2.JNS152120

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 23
    • FWCI: 2.026
    • Citation Percentile: 85.97

  • PubMed

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  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータ（flow-diverting）ステントで隔離（jailing）された動脈の開存性における終末部および吻合部循環の役割：血行動態変化から動脈口（ostia）表面の修飾まで

💬 AI 要約

  • 目的：フローダイバータ（flow-diverting stent；FDS）留置時に脳動脈瘤の近傍から分岐する動脈枝をjailingした場合の転帰は議論があるため、本動物研究では側副血行の有無が、FDSによってjailingされた動脈に生じる血行動態変化および内膜増殖（neointimal）修飾に与える役割を明らかにすることを目的とした。
  • 方法：事前のパワー解析に基づき、終末部型および吻合部型の動脈循環を模した動物血流モデルとして2群（A群、B群）を作成し、各群に大型白色豚（Large White swine）を7頭ずつ割り付けた。A群は右上咽頭動脈（right ascending pharyngeal artery；APhA）の灌流領域を供給する吻合型（anastomotic-type）の血管配置、B群は終末型（terminal-type）の血管配置とした。その後全例でFDSを留置し、右APhAをjailingした。時間分解3次元位相コントラストMRアンギオグラフィ（time-resolved 3D phase-contrast MR angiography）により、ステント留置前後でjailing動脈枝内の平均流量および速度を定量化した。さらに留置後3か月で、走査電子顕微鏡（scanning electron micrographs）によりjailing動脈口（ostia）の表面値を定量化した。統計解析は記述統計と群間比較を用い、パラメトリック検定およびノンパラメトリック検定を実施した。
  • 結果：血管内手技はいずれも実施可能であり、術後光干渉断層撮影（optical coherence tomography）でその場（in situ）の血栓形成所見は認められず、術後拡散強調画像（diffusion-weighted imaging）で虚血所見も認められなかった。A群では、jailingされた右APhAの平均流量はステント留置直後に留置前と比較して低下した（p = 0.02, power: 0.8）。一方B群では、ステント留置後の平均流量は留置前の値と比べて同程度に維持された。留置後3か月では、jailing動脈口の平均表面値はB群がA群より有意に高く（B群：527,911 ± 306,229 μm2、A群：89,329 ± 59,762 μm2；p < 0.01, power: 1.00）、両群でjailing動脈口の初期寸法は同程度であった。さらに、群（AまたはB）、ステント留置後の平均流量、および3か月時点の動脈口表面値の間には統計学的に有意な相関が認められた。
  • 結論：重要な側副血行が存在する場合、フローダイバータによる側枝のjailingは、留置前値と比較して当該動脈内の流量を直後に有意に低下させた。これに対し競合血流（competitive flow）が存在しない場合には、jailingによるjailing動脈内の流量低下は有意ではなかった。留置後3か月の動脈口表面値は、jailingされた動脈が終末型（B群）である場合に吻合型（A群）より有意に高く、さらに速度指標における留置後の低下と強く相関した。

(053) Sejkorová [23]

📕 書誌情報

Hemodynamic changes in a middle cerebral artery aneurysm at follow-up times before and after its rupture: a case report and a review of the literature.

A Sejkorová, K D Dennis, H Švihlová, O Petr, G Lanzino, A Hejčl, D Dragomir-Daescu

Neurosurg Rev, 2017 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

破裂前後のフォローアップ時期における中大脳動脈瘤の血行動態変化：症例報告および文献レビュー

💬 AI 要約

  • 血行動態パラメータは脳動脈瘤の発生に重要な役割を果たし、壁面せん断応力（WSS）や速度などの指標は時間的に変化し、その変化が動脈瘤の増大および破裂に寄与しうるが、破裂部位における血行動態変化は、破裂前のデータ取得が困難であるため明確ではない。
  • 本研究では、破裂を含む3時点で画像データを取得できた破裂中大脳動脈（MCA）動脈瘤の症例を対象として、破裂前の2回の来院時画像および破裂時点の3次元（3D）デジタルサブトラクション血管造影（DSA）を用い、計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施した。
  • 破裂部位における時間依存的な血行動態変化は、WSSおよび流速（速度ベクトルの大きさ）の低下によって特徴づけられ、ドーム部に衝突するインピンジメント・ジェットの位置は時間とともに変化し、フォローアップ時の衝突領域は破裂部位近傍へ移動した。
  • 以上の結果は、ドーム部のWSS増加に加え、低WSS領域（LSA）の増大および娘瘤（daughter bleb）でのWSS低下、ならびにより遅い流れと緩徐な渦（slow vortex）が破裂と関連しうることを示唆し、フォローアップ期間中に実施するCFDは動脈瘤破裂リスクを評価する診断ツールの一部となり得る。

(054) Walcott [22]

📕 書誌情報

Predictive modeling and in vivo assessment of cerebral blood flow in the management of complex cerebral aneurysms.

Brian P Walcott, Clemens Reinshagen, Christopher J Stapleton, Omar Choudhri, Vitaliy Rayz, David Saloner, Michael T Lawton

J Cereb Blood Flow Metab, 2016 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

複雑な脳動脈瘤の治療における脳血流の予測モデリングとin vivo評価

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤は血管壁が脆弱化した拡張であり、自然発生的な壊滅的な出血イベントを引き起こしうるため、出血リスクの低減を目的とした治療戦略が必要である。
  • 複雑動脈瘤に対する方策では血流バイパスや（血流転換目的の）血管内ステント留置がしばしば必要となるが、これらは通常の循環パターンから血流を逸脱させるため意図しない虚血を生じる可能性があることから、近年の計算モデリングおよび（in vivoの）血行動態評価の臨床導入状況を整理し、リスク層別化と治療計画の改善への利用法をレビューする。
  • 本稿では、計算技術とin vivo評価技術が現在どのように統合され、臨床実装のもとで血行動態に基づく意思決定を支援しているかを概説する。
  • 結論として、脳動脈瘤治療における予測的（predictive）な血流モデリングおよびin vivo血行動態評価は、複雑症例に対するリスク層別化と治療計画の質向上に寄与しうる。

(055) Levitt [22]

📕 書誌情報

Computational Modeling of Venous Sinus Stenosis in Idiopathic Intracranial Hypertension.

M R Levitt, P M McGah, K Moon, F C Albuquerque, C G McDougall, M Y S Kalani, L J Kim, A Aliseda

AJNR Am J Neuroradiol, 2016 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

特発性頭蓋内圧亢進症における静脈洞狭窄の計算流体力学的モデリング

💬 AI 要約

  • 特発性頭蓋内圧亢進症の一部の患者では硬膜静脈洞の狭窄が関連するとされるが、硬膜静脈洞の血行動態環境は定量的に記述されていない。本研究の目的は、患者特異的データに基づく計算流体力学（CFD）モデルを構築し、その血流および壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）を解析することである。
  • 特発性頭蓋内圧亢進症の6例（横静脈洞/シグモイド静脈洞移行部に少なくとも1つの狭窄または閉塞を有する症例）に対し、MR静脈造影の撮像後に脳静脈造影および硬膜静脈洞全長にわたる圧測定（manometry）を実施した。
  • 患者特異的な静脈洞形態をMR静脈造影から取得し、静脈圧測定値を境界条件としてCFDモデルを作成し、各患者における血流量およびWSSを算出した。
  • すべての症例で患者特異的な硬膜静脈洞モデルの再構築が可能であった；また、3例では硬膜静脈洞の4か所の狭窄をまたぐ病的圧力勾配（≥8 mmHg）を認めた。統計学的比較は症例数の少なさにより制限されるものの、病的圧力勾配を有する患者では硬膜静脈洞全体の平均流量が高く（1041.00 ± 506.52 mL/min 対 358.00 ± 190.95 mL/min）、狭窄部位でのWSSも高かった（37.66 ± 48.39 Pa 対 7.02 ± 13.60 Pa）。以上より、特発性頭蓋内圧亢進症患者において患者特異的解剖と生理学的測定を用いることで硬膜静脈洞の血行動態環境をCFDで計算可能であり、病的圧力勾配を伴う症例では血流およびWSSが著しく高いことが示唆された。

(056) Nam [21]

📕 書誌情報

Hemodynamic Impact of Systolic Blood Pressure and Hematocrit Calculated by Computational Fluid Dynamics in Patients with Intracranial Atherosclerosis.

Hyo Suk Nam, Fabien Scalzo, Xinyi Leng, Hing Lung Ip, Hye Sun Lee, Florence Fan, Xiangyan Chen, Yannie Soo, Zhongrong Miao, Liping Liu, Edward Feldmann, Thomas Leung, Ka Sing Wong, David S Liebeskind

J Neuroimaging, 2016 May

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学（CFD）により算出した収縮期血圧およびヘマトクリットが頭蓋内動脈硬化症患者の血行動態に与える影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈硬化症（ICAS）患者において、生理学的パラメータが狭窄病変の下流の脳血行動態をどのように変化させるかを明らかにし、高リスク患者の同定に資する計算流体力学（CFD）指標の有用性を検討することである。
  • 方法として、CT血管撮影（CTA）およびデジタルサブトラクション血管撮影（DSA）を両方施行した連続するICAS患者を対象に、CTAソース画像からCFDモデルを作成し、流入境界条件を収縮期血圧（109.2, 158, 225 mmHg）およびヘマトクリット（27.3, 40.2, 48.8）の3水準として設定した。
  • CFDシミュレーションにより、狭窄部をまたぐ圧力比、せん断歪み速度（shear strain rate: SSR）、および流速を算出し、反復シミュレーションを考慮した線形混合モデルで統計解析を行った結果、圧力比は収縮期血圧と狭窄群（中等度／重度）の交互作用によって予測され（P = .036）、圧力低下は収縮期血圧および狭窄群とは関連したがヘマトクリットとは関連しなかった（それぞれP < .001, P < .001, P = .337）。
  • さらに事後解析では、収縮期血圧の高値と低値を比較すると重度狭窄群で圧力低下がより顕著であり（P = .0108）、SSRおよび流速の比は狭窄群にのみ関連したことから、本研究は収縮期血圧と狭窄度の双方が狭窄病変を横切る圧力低下に関連することを示し、生理学的条件が狭窄後（post-stenotic）や下流血流のさらなる変化を重畳し得ることを結論づけた。

(057) 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ディバイティングデバイス過大サイズ化の関係

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローディバイティングデバイスのサイズ設定と金属被覆率（metal coverage）、およびその結果として得られる治療後の動脈瘤閉塞の関連性を、ウサギモデルで定量的に明らかにすることである。
  • ウサギの嚢状動脈瘤にフローディバイティングデバイスを留置し、親動脈径に対してデバイスを同サイズとした群、0.5 mm過大サイズ化群、1.0 mm過大サイズ化群の3群を設定した（各群n=6）。8週間後に血管造影で動脈瘤閉塞度（完全、ほぼ完全、不完全）を評価し、摘出標本における動脈瘤の瘤口がデバイスストラットにより被覆された部位を撮影した。
  • 摘出時の肉眼的解剖学的所見に基づき、瘤口における金属被覆率および孔密度（pore density）を算出し、動脈瘤閉塞度との相関を解析した結果、群間で動脈瘤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。
  • 血管造影所見では、親動脈径/デバイス径比は1.0 mm過大サイズ化群で他群より高かったが、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。さらに動脈瘤閉塞は、デバイスサイズにかかわらず瘤口径と負の相関を示し、ウサギ動脈瘤モデルにおいてデバイスのサイズ設定のみでは孔密度や金属被覆率を予測できず、閉塞は金属被覆率や孔密度の影響を受けず瘤口径により逆相関すると結論づけられた。

(058) Galarza [20]

📕 書誌情報

Parametric study of ventricular catheters for hydrocephalus.

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

Acta Neurochir (Wien), 2016 Jan

  • Keywords: Cerebrospinal fluid (CSF), Computational fluid dynamics (CFD), Flow, Hydrocephalus, New designs, Obstruction, Parameters, Shunt, Ventricular catheter (VC)

  • DOI: 10.1007/s00701-015-2618-y

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 20
    • FWCI: 0.6991
    • Citation Percentile: 65.86

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💬 AI 翻訳タイトル

水頭症に対する心室カテーテルのパラメトリック研究

💬 AI 要約

  • 水頭症患者において過剰な脳脊髄液を排出するためには、脳室のいずれかにカテーテルを挿入し、その後バルブに接続する必要があり、このいわゆる心室カテーテルの流動特性がシステム機能に重要となる。
  • 本研究では、心室カテーテルの数値モデルを用いたパラメトリックスタディを実施し、排液セグメント数、セグメント間距離、各セグメントにおける孔数と孔径、ならびに孔の相対的な角度位置をパラメータとして設定した。
  • その結果、3次元計算流体力学により、バルブに最も近い排液セグメントを通過する流量割合が大きいことが示され、さらに選択した設計パラメータがカテーテル内の流量分布およびせん断応力に直接的な影響を与えることが明らかとなった。
  • 以上より、心室カテーテルの設計に関する一般的原理を提示し、均一な流動パターンを有する新規カテーテルの開発に資する可能性があり、その結果としてカテーテルの寿命延長が期待される。

(059) Nair [19]

📕 書誌情報

Hemodynamic Characterization of Geometric Cerebral Aneurysm Templates Treated With Embolic Coils.

Priya Nair, Brian W Chong, Aprinda Indahlastari, Justin Ryan, Christopher Workman, M Haithem Babiker, Hooman Yadollahi Farsani, Carlos E Baccin, David Frakes

J Biomech Eng, 2016 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

塞栓コイルで治療した幾何学的脳動脈瘤テンプレートの血行動態特性評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤（CA）に対する塞栓コイル治療がもたらす血行動態変化を、動脈瘤形状因子（ドームサイズ；DS、親血管接触角；PV-CA）および治療因子（コイル充填密度；PD）と、臨床的に関連する3つの血行動態指標（動脈瘤内二乗平均速度；Vrms、動脈瘤壁面せん断応力；WSS、コイルネックをまたぐ流量；CNF）との関係として定量化することである。
  • 方法として、基底動脈末端部の動脈瘤を理想化したモデルを仮想および物理の両形式で作成し、2水準の多因子実験デザインに適合させたうえで、仮想モデルでは有限要素（FE）による塞栓コイルモデルを用いて治療前後の定常および拍動流血行動態を計算流体力学（CFD）で評価した。また物理モデルでは実際の塞栓コイルを用いた治療前後の血行動態を粒子画像流速測定（PIV）で評価した。
  • 結果として、検討した因子のうちPDは動脈瘤嚢内およびその周辺の血行動態応答（VrmsおよびWSS）への寄与が最も大きく、DSはネック部の血行動態への寄与が最も大きかった（CNF）。さらに、未治療時には形状因子（例：PV-CA）が血行動態を支配する上で比較的小さい役割にとどまり得る一方で、コイル治療後には同一因子がより大きな役割を果たし得ることが示された。
  • 結論として、これらの知見は動脈瘤再発および破裂リスクの観点から重要であり、提案手法が血管内治療の計画立案（endovascular treatment planning）において果たし得る潜在的役割について検討している。

(060) Giménez [19]

📕 書誌情報

Influence of the hole geometry on the flow distribution in ventricular catheters for hydrocephalus.

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

Biomed Eng Online, 2016 Jul 15

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Flow rate, Hole geometry, Hydrocephalus, Shear stress, Ventricular catheter

  • DOI: 10.1186/s12938-016-0182-1

  • Article

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    • Cited by: 19
    • FWCI: 0.6732
    • Citation Percentile: 68.11

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💬 AI 翻訳タイトル

水頭症に対する脳室カテーテルにおける孔形状が流量分布に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 水頭症は脳内に脳脊髄液が異常に蓄積する疾患であり、脳室内にカテーテルを留置して外部バルブに接続し過剰な脳脊髄液を排出するが、懸濁細胞や高分子が付着してカテーテル先端が閉塞することが主な欠点であるため、本研究では閉塞に関与する不均一な流れに着目し、孔形状が流量分布およびせん断応力に与える影響を明らかにすることを目的とした。
  • 傾斜孔および円錐孔に着目し、脳室カテーテル内を流れる脳脊髄液の挙動を対象として3次元の計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施した；解析にはOpenFOAM（OpenFOAM®）を用い、(i) 孔の傾斜角、(ii) 孔の内径および外径、(iii) 穴（孔）セグメント間距離を変化させた3群のモデルを比較検討した。
  • 円筒孔を円錐孔に置換すると、流量分布に対して強い影響が生じ、さらにせん断応力がわずかに低下することが示された一方、孔セグメント間隔が十分に大きい場合には傾斜孔は流量分布の変化を伴わないが、平均せん断応力は確実に低減した。
  • 著者らは脳室カテーテル内の流体流動の新たな知見を提示し、先行研究を孔形状の影響の追加によって補完するとともに、既存の市販脳室カテーテルを改良するための指針（guidelines）を提供することを全体目標としている。

(061) Zhong [18]

📕 書誌情報

Fast Virtual Stenting with Active Contour Models in Intracranical Aneurysm.

Jingru Zhong, Yunling Long, Huagang Yan, Qianqian Meng, Jing Zhao, Ying Zhang, Xinjian Yang, Haiyun Li

Sci Rep, 2016 Feb 15

💬 AI 翻訳タイトル

脳内動脈瘤に対するアクティブコンターモデルを用いた高速バーチャルステント留置

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、介入前に血管・動脈瘤モデルに基づくステント放出の画像シミュレーションと計算流体力学（CFD）解析を迅速に行うため、アクティブコンターモデル（ACM）に基づく脳内動脈瘤の高速バーチャルステント留置法を提案することである。
  • 方法として、実医用画像データから構築した患者固有の血管および動脈瘤モデル上で、親動脈の中心線に沿って初期ステントメッシュを生成し、ステント形状と血管との間の登録（registration）を不要とした。
  • さらに、初期ステント体積メッシュの直径を親動脈に内接する最大内接球（maximum inscribed sphere）直径に設定することで、ステント留置精度を向上させるとともに計算コストを削減し、加えて軸揃え境界ボックス（axis aligned bounding boxes）の衝突検出に基づく新規の拡張停止基準を導入して、エッジ効果のないステント拡張を実現した。
  • その結果、バーチャルステント留置および対応するCFDシミュレーションの実験結果により、ACMベース手法の有効性と精度が示され、本手法は介入方針の選択と治療計画の確認に有用であると結論づけられる。

(062) Neidlin [18]

📕 書誌情報

A numerical framework to investigate hemodynamics during endovascular mechanical recanalization in acute stroke.

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

Int J Numer Method Biomed Eng, 2016 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

急性期脳卒中における血管内機械的再開通術中の血行動態を調査するための数値的枠組み

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈輪（Circle of Willis; CoW）における血栓吸引による再開通時の血行動態を多尺度に記述し、理解不足に起因する治療判断の誤りや術中合併症のリスク低減に資する数値的枠組みを確立することである。
  • 方法として、まずCTA（computed tomography angiography）に基づきCoWを1次元（1D）の管路ネットワークとしてモデル化し、中大脳動脈の中央に血管閉塞を設定したのち、対象領域を3次元（3D）CFD（computational fluid dynamics）領域へ移行した。
  • さらに、CFDシミュレーションには吸引カテーテルの異なる位置を組み込み、3D領域の境界条件は1D領域から与えることで系の結合を担保し、Eulerian-Eulerianの多相（multiphase）シミュレーションにより血栓吸引過程を記述した。
  • 結果として、1Dおよび3D領域における生理学的血流が文献データと整合することを検証し、計算負荷の低減に対して領域縮小と境界での圧力結合が適切であることを示した。

(063) Peach [17]

📕 書誌情報

Towards Predicting Patient-Specific Flow-Diverter Treatment Outcomes for Bifurcation Aneurysms: From Implantation Rehearsal to Virtual Angiograms.

T W Peach, K Spranger, Y Ventikos

Ann Biomed Eng, 2016 Jan

  • Keywords: Bifurcation aneurysm, Computational fluid dynamics, Flow-diverter, Stent, Virtual contrast, Virtual deployment

  • DOI: 10.1007/s10439-015-1395-3

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 17
    • FWCI: 1.1109
    • Citation Percentile: 78.43

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💬 AI 翻訳タイトル

分岐部動脈瘤に対する患者固有のフローダイバータ治療成績の予測：デバイス植込みリハーサルから仮想血管造影（virtual angiograms）まで

💬 AI 要約

  • 分岐部動脈瘤は、脳動脈瘤症例の大部分を占める一方で、標準的な血管内治療手技には多くの課題がある。本研究は、フローダイバータステントを用いた分岐部動脈瘤の血管内治療を対象とし、治療のあらゆる局面をリハーサル可能な統合的計算モデリング・スイートを提示することを目的とした。
  • 6例の分岐部動脈瘤について、70%ポロシティのフローダイバータで仮想治療を行い、デバイス留置前後での動脈瘤内への流入、動脈瘤壁面せん断応力（wall shear stress）の変化を計算した。
  • デバイス留置により、動脈瘤への流入は50%以上の顕著な低下が予測され、さらに動脈瘤壁の最大および平均せん断応力はいずれも、生理学的に許容されると考えられる値まで減少した。
  • また、デバイスによってジャイル（jailed）される娘血管への影響を、ジャイルされる出口条件（outlet pressure）を高めた条件で複数シミュレーションすることにより検討したところ、ジャイル娘血管の出口圧の上昇は動脈瘤流入の低下にはほとんど影響しなかったが、娘血管の流量低下には13–86%という大きなばらつきが認められた。さらに、造影剤輸送モデルを仮想治療の前後の両方で組み込み、仮想血管造影画像および造影剤滞留（contrast residence）曲線を生成することで、これらのモデルの検証に資する可能性の高い手法を提案した。

(064) Zhang [16]

📕 書誌情報

Phantom-based experimental validation of fast virtual deployment of self-expandable stents for cerebral aneurysms.

Qianqian Zhang, Zhuangyuan Meng, Ying Zhang, Kai Yao, Jian Liu, Yisen Zhang, Linkai Jing, Xinjian Yang, Nikhil Paliwal, Hui Meng, Shengzhang Wang

Biomed Eng Online, 2016 Dec 28

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤に対する自己拡張性ステントの高速バーチャルデプロイメントをファントムで実験的に検証する研究

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤に対するステントを用いた血管内治療は標準的な治療であるが、介入戦略が動脈瘤の血行動態に及ぼす影響を評価するため、患者固有モデルにおけるステント展開を模擬する高速バーチャルステンティング（FVS）技術を開発した。一方で、FVSに対する実験データによる定量的検証は十分に検討されていない。そこで本研究では、患者固有モデルを対象としたin vitro解析により、本FVS技術の現実性と有用性を示すことを目的とした。
  • 患者固有の動脈瘤を選択し、製造した現実的な動脈瘤ファントムとして再現した。Enterpriseステントを用いた動脈瘤の数値シミュレーションモデルを3種類構築し、ステント留置された動脈瘤を得るために、(1)マイクロCTで撮像した物理ファントム、(2)高速バーチャルステンティング技術、(3)有限要素法を用いたモデルを作成した。
  • 計算流体力学（CFD）ソフトウェアを用いて3モデルの流れをシミュレーションし、血行動態パラメータを算出して解析した結果、3モデルにおける患者固有動脈瘤の計算的血行動態は非常によく一致した。質的比較では、壁面せん断応力（wall shear stress）、streamline、および速度分布（velocity plane）において3手法間の高い類似性が示された。
  • 定量比較では血行動態パラメータの差の割合がいずれも10%未満であり、動脈瘤内の壁面せん断応力の面平均（area average）における差の割合は特に非常に低かった。以上より、計算的血行動態の結果から、FVSは治療成績に影響する血行動態因子の評価に適していることが示された。

(065) Ou [15]

📕 書誌情報

Hemodynamic modeling of leukocyte and erythrocyte transport and interactions in intracranial aneurysms by a multiphase approach.

Chubin Ou, Wei Huang, Matthew Ming-Fai Yuen, Yi Qian

J Biomech, 2016 Oct 03

💬 AI 翻訳タイトル

多相アプローチによる頭蓋内動脈瘤における白血球および赤血球の輸送と相互作用の血行動態モデリング

💬 AI 要約

  • 血行動態は脳動脈瘤の発生、成長、および破裂に重要な因子であることが認識されており、これまで計算流体力学（CFD）を用いて単相アプローチによる検討が行われてきたが、単相モデルでは血流依存的な細胞輸送と相互作用が通常無視され、血液は単相のニュートン流体として扱われている。
  • 本研究では、連続相（血漿）と2つの粒子相（赤血球および白血球）からなる多相流体として血液をモデル化し、細胞輸送と相互作用を取り込んだ多相血行動態モデルを開発した。
  • その結果、本モデルは実験データおよび文献上の観察事実と良好な一致を示し、拍動条件下で4つの患者固有の動脈瘤へ適用可能であった；白血球の集積は流れの乱れが生じる領域および低い壁面せん断応力（wall shear stress）を示す位置で予測された。
  • さらに、3つの不安定動脈瘤（破裂動脈瘤2例および増大動脈瘤1例）において、集積部位の白血球濃度は正常な生理学的レベルの200〜500%を超えることが示され、娘嚢（daughter sac）や二次動脈瘤に近接して集積が観察されたことから、二次的な複雑血流パターンを有する動脈瘤は壁面での白血球集積が生じやすい可能性が示唆された。

(066) Bradley [14]

📕 書誌情報

Cerebrospinal fluid flow in adults.

William G Bradley, Victor Haughton, Kent-Andre Mardal

Handb Clin Neurol, 2016

  • Keywords: Chiari I, NPH: etiology, NPH: prediction of shunt-responsiveness, computational flow dynamics, phase-contrast CSF flow, syringomyelia

  • DOI: 10.1016/B978-0-444-53485-9.00028-3

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 14
    • FWCI: 2.932
    • Citation Percentile: 90.73 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

成人における脳脊髄液（CSF）流動

💬 AI 要約

  • 本章は、磁気共鳴画像（MRI）による位相コントラストの脳脊髄液（CSF）流動計測を用いて、臨床的正常圧水頭症（NPH）患者のシャント治療への反応性、およびキアリI型で将来的に空洞症（syringomyelia）を発症し得る患者の予測を行うことを目的とする。
  • 方法として、CSF流動は、中脳水道におけるCSFストロークボリュームを指標として評価し、さらに計算流体力学（CFD）により、椎孔（foramen magnum）および頸髄上部でのCSF流れの力学的挙動をモデル化することで検討した。
  • 結果として、NPH患者のうち、中脳水道CSFストロークボリュームが正常の2倍に相当する高動態（hyperdynamic）所見を示す症候性例は、腹腔内への心室シャント（ventriculoperitoneal shunting）への反応性が高いことが示された。
  • 結論として、高動態なCSF流動は正常な収縮期の脳膨張によって拡大した脳室が圧迫されることにより生じ、脳萎縮により脳膨張が低下すると中脳水道CSF流動は減少しシャント反応性も低下する可能性があること、さらにCFDは心周期を通じたCSF圧も予測でき、空洞症の一部では高圧パルスが病因学的要因になり得るとの仮説を支持することが示唆された。

(067) Neidlin [14]

📕 書誌情報

Investigation of hemodynamics during cardiopulmonary bypass: A multiscale multiphysics fluid-structure-interaction study.

Michael Neidlin, Simon J Sonntag, Thomas Schmitz-Rode, Ulrich Steinseifer, Tim A S Kaufmann

Med Eng Phys, 2016 Apr

  • Keywords: Cannulation, Cardiopulmonary bypass, Computational fluid dynamics, Fluid structure interaction

  • DOI: 10.1016/j.medengphy.2016.01.003

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 14
    • FWCI: 0.8763
    • Citation Percentile: 73.61

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💬 AI 翻訳タイトル

心肺バイパス時の血行動態に関する検討：マルチスケール・マルチフィジックス流体-構造連成（FSI）研究

💬 AI 要約

  • 心肺バイパス（CPB）中には神経学的合併症がしばしば発生し、脳組織の低灌流と（頸動脈などの）アテローム性プラーク由来の血栓塞栓が脳酸素供給を低下させ、周術期脳卒中リスクを高めることが示されているため、本研究はCPB時の血流を患者特異的に解明するための計算モデルを構築することを目的とした。
  • 生体計測（in vivo measurements）に基づき、脳循環の自動調節（cerebral autoregulation: CA）と大動脈壁の運動を含むCPBの計算モデルを確立し、CAで主要な役割を担う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て3次元（3-D）領域へ微分方程式を境界条件として結合した。
  • さらにCAを組み込んだ双方向結合の流体-構造連成（fluid-structure interaction: FSI）モデルを構築し、FSI全領域における壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）分布を計算した上で、剛体壁（rigid wall）を仮定したCFDとの比較を行い、定常流および拍動流のCPB条件を考慮した。
  • その結果、剛体壁CFDは、特に拍動灌流時においてFSIシミュレーションより高いWSS値を与え、総カニューレ排出量に対する割合として評価すると、上大動脈分枝（supraaortic vessels）を介する流量はほとんど影響を受けないことが示された。開発したマルチフィジックス・マルチスケールの枠組みにより、患者特異的なCPBの背景機序に関するより深い洞察が得られることが結論づけられた。

(068) Peach [13]

📕 書誌情報

Virtual flow-diverter treatment planning: The effect of device placement on bifurcation aneurysm haemodynamics.

Thomas Peach, Katerina Spranger, Yiannis Ventikos

Proc Inst Mech Eng H, 2017 May

  • Keywords: Cardiovascular implants, haemodynamics, modelling/simulation (Biomechanics), tubes and flow: haemodynamics, velocity: haemodynamics

  • DOI: 10.1177/0954411916673674

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 13
    • FWCI: 1.3507
    • Citation Percentile: 81.56

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💬 AI 翻訳タイトル

仮想フローディバータ治療計画：デバイス配置が分岐部動脈瘤の血行動態に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 分岐部動脈瘤は脳動脈瘤の大部分を占め、コイル塞栓などの従来型血管内治療では困難となり得る形態を呈することが多いが、フローディバータステントは有望な選択肢である一方、臨床的有用性は依然として議論の対象であるため、本研究はデバイス配置条件が分岐部動脈瘤の血行動態に与える影響を明らかにすることを目的とした。
  • 分岐部動脈瘤形状3例に対し、各動脈瘤で2通りのデバイス留置位置を想定して仮想的にフローディバータ治療を行い、商用製品に類似したデバイスをfast-deploymentアルゴリズムで配置したうえで、過渡および定常状態のCFD（computational fluid dynamics）シミュレーションを実施した。
  • その結果、動脈瘤への流入低下、平均壁面せん断応力、最大壁面せん断応力のいずれも、デバイス配置ごとの差が生じ、各動脈瘤モデルにおいて特定の優先的配置が最も大きい流体力学的指標の低減を示すことが確認された。
  • 3種類すべての動脈瘤形状で、流入低下は最大25.3%、平均壁面せん断応力低下は最大14.6%、最大壁面せん断応力低下は最大12.1%と大きく変動し、これらはデバイス配置のみで説明できたことから、最適配置は動脈瘤固有の非自明な問題であり、シミュレーション幾何の3分の1においてのみ最良の総合成績が流量の最大な娘血管への留置で得られた; さらに過渡結果は定常計算と良好に一致し、fast-deploymentアルゴリズムと組み合わせた精度の高い定常解析により臨床場面での仮想治療パイプラインが現実的な可能性を持つことが示唆された。

(069) Berg [11]

📕 書誌情報

Bringing hemodynamic simulations closer to the clinics: a CFD prototype study for intracranial aneurysms.

Philipp Berg, Samuel Vos, Mathias Becker, Steffen Serowy, Thomas Redel, Gabor Janiga, Martin Skalej, Oliver Beuing

Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc, 2016 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

血行動態シミュレーションを臨床へ近づける：脳内動脈瘤に対するCFDプロトタイプ研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳内動脈瘤の破裂予測および治療支援に向けた患者固有の血行動態評価を可能とする計算流体力学（CFD）について、計算負荷を低減するために多くの簡略化が行われてきたことに起因する臨床適用の限界を克服することを目的とした。
  • 臨床研究用ソフトウェアのプロトタイプを、担当医が容易に操作できる形で開発し、その精度を評価するために、異なる4段階の空間解像度を用いて4例の患者固有の脳内動脈瘤を解析した。
  • その結果、低い空間解像度では医師が数分以内に血行動態予測を作成できることが示されたが、評価対象と目標とする精度の条件によっては高い解像度が必要となり、計算時間の増加を伴うことが確認された。
  • 本研究は、脳内動脈瘤患者に対する適用可能な個別化治療へ向けた次の段階を示すものである一方、将来の研究において現実的な予測を保証するためのさらなるin vivo検証が必要であることを結論とした。

(070) Farnoush [11]

📕 書誌情報

Effect of endoscopic third ventriculostomy on cerebrospinal fluid pressure in the cerebral ventricles.

Azadeh Farnoush, Kristy Tan, Lauriane Juge, Lynne E Bilston, Shaokoon Cheng

J Clin Neurosci, 2016 Jan

  • Keywords: Cerebral ventricles, Cerebrospinal fluid, Computational fluid dynamics, Endoscopic third ventriculostomy, Hydrocephalus

  • DOI: 10.1016/j.jocn.2015.04.025

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 11
    • FWCI: 0.9695
    • Citation Percentile: 69.79

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💬 AI 翻訳タイトル

内視鏡的第三脳室開放術（ETV）が脳室内の脳脊髄液（CSF）圧に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、水頭症に対する内視鏡的第三脳室開放術（endoscopic third ventriculostomy: ETV）が、ならびに導水路狭窄（aqueductal stenosis）の有無に応じて、脳脊髄液（CSF）流動ダイナミクスにどのような影響を与えるかを明らかにすることである。
  • 方法として、心周期に依存するCSF流動の周期的運動をモンロー孔（foramen of Monro）での流入境界条件として与え、ETVは第三脳室前壁の直径5 mmの孔としてモデル化した。
  • 結果として、ETVは導水路狭窄モデルでは脳室内圧を9分の1に低下させ、導水路狭窄のないモデルでは3分の1に低下させた。
  • さらに重要な点として、ETVは導水路狭窄のないモデルにおいてCSF圧波形の時間的特性を変化させ、拡張期（diastole）における脳室内圧を高くすることを示した。本研究は、脳室内CSF圧波形の時間的特性の変化が、導水路狭窄のない水頭症に対してETV治療が有効でない理由となり得ることを示唆する。

(071) Nair [11]

📕 書誌情報

Hemodynamic characterization of geometric cerebral aneurysm templates.

Priya Nair, Brian W Chong, Aprinda Indahlastari, James Lindsay, David DeJeu, Varsha Parthasarathy, Justin Ryan, Haithem Babiker, Christopher Workman, L Fernando Gonzalez, David Frakes

J Biomech, 2016 Jul 26

  • Keywords: Cerebral aneurysm, Computational fluid dynamics, Geometric template, Hemodynamics, Particle image velocimetry

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2015.11.034

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 11
    • FWCI: 0.6665
    • Citation Percentile: 73.08

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

幾何学的脳動脈瘤テンプレートに基づく血行動態特性の解明

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、臨床において脳動脈瘤（CA）リスク評価および治療計画で幾何学の寄与が相対的に大きく扱われている一方で、血行動態の考慮が十分ではない現状を踏まえ、主要なCA幾何学因子と臨床的に関連する血行動態応答との基礎的な関係を定量化し、より統合的な幾何学／血行動態に基づく意思決定基盤を構築することである。
  • 方法として、8種類の理想化テンプレート幾何学形状内の流れを計算流体力学（CFD）により定常および拍動流条件下で模擬し、さらに粒子画像流速測定（PIV）により計測した。その上で、幾何学因子の主効果を解析し、動脈瘤ドーム径（DS）、ドーム径／ネック径比（DNR）、親血管接触角（PV-CA）が、動脈瘤およびネック面の二乗平均平方根速度（Vrms）、動脈瘤壁面せん断応力（WSS）、およびネック横断流（CNF）といった血行動態応答に与える寄与を評価した。
  • 結果として、DNRは血行動態への影響において最大の寄与を示し、動脈瘤Vrmsに対して75.05%の寄与を与え、全応答において35%以上の寄与となった。DSは次に大きな寄与であり、CNFに対して43.94%の寄与を含み、さらにすべての応答で20%以上の寄与を示した。加えてPV-CAおよび複数の因子相互作用も、10%以上の寄与を持つことが確認された。
  • 結論として、解剖学的に近い2種類の動脈瘤モデルで、理想化テンプレートから得られた傾向と整合する血行動態応答パターンが観察され、単一の幾何学因子およびその組合せがCA血行動態に及ぼす影響を示した点に本研究の学術的意義がある。理想化モデルと解剖学的モデル間での結果の一致は、テンプレートベースのアプローチが臨床実装に有用な役割を果たし得る可能性をさらに支持し、幾何学と流れのギャップを定量的かつ実用的に橋渡しすることでCA評価および治療基準の改善につながる可能性が示された。

(072) Sarrami-Foroushani [11]

📕 書誌情報

Effects of Variations of Flow and Heart Rate on Intra-Aneurysmal Hemodynamics in a Ruptured Internal Carotid Artery Aneurysm During Exercise.

Ali Sarrami-Foroushani, Mohsen Nasr Esfahany, Hamidreza Saligheh Rad, Kavous Firouznia, Madjid Shakiba, Hossein Ghanaati

Iran J Radiol, 2016 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

運動時に破裂した内頸動脈瘤における、流量および心拍数の変動が動脈瘤内血行動態に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 血行動態は、頭蓋内動脈瘤の発生、増大、破裂の機序に重要な役割を果たすと考えられていることから、本研究は、計算流体力学（CFD）を用いて内頸動脈（ICA）瘤内血行動態に対する心拍数とICA流量の変動の影響を検討することを目的とした。
  • 55歳女性の破裂内頸動脈前壁部の嚢状（saccular）ICA動脈瘤症例に対してCT血管造影（CTA）を実施し、患者固有の解剖学的幾何学モデルを作成したのち、異なる流量および心拍数を設定した3条件における動脈瘤内の血行動態環境を、画像ベースの患者固有CFDモデリングにより解析した。
  • 結果として、シミュレーションした3条件すべてで血行動態指標に有意な変化が認められた一方、検討した状態の一部では直観に反する（counterintuitive）傾向も示された。
  • 動脈瘤壁における収縮期および時間平均壁面せん断応力（wall shear stress）ならびに圧力は、大血管（mainstream）流量に比例した推移を示し、血行動態の観点から血管形状の重要性に加えて、患者固有CFD解析を行うことで異なる血液流動条件が動脈瘤内血行動態へ及ぼす影響を評価できることが裏付けられた。

(073) Boegel [10]

📕 書誌情報

Patient-individualized boundary conditions for CFD simulations using time-resolved 3D angiography.

Marco Boegel, Sonja Gehrisch, Thomas Redel, Christopher Rohkohl, Philip Hoelter, Arnd Doerfler, Andreas Maier, Markus Kowarschik

Int J Comput Assist Radiol Surg, 2016 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

単一の時間分解3次元（3D）アンギオグラフィに基づくCFDシミュレーションのための患者個別境界条件

💬 AI 要約

  • 動脈瘤の破裂リスク評価および治療計画に向けて、血行動態シミュレーションへの関心が高まっているが、信頼性の高い計算結果を得るには血管形状のみならず、流入条件など複数の患者個別境界条件の設定が必要である。
  • 本研究では、造影剤の流入も含む単一の3D回転アンギオグラフィスキャンから、計算流体力学（CFD）境界条件のための複数パラメータを自動推定する手法を提案し、データ再構成後に従来の方法で患者固有の血管モデルを生成する。
  • 流入波形は平均流速と脈動性の2パラメータで最適化し、血管セグメント内で計測可能な速度分布の統計解析により平均流速を推定した；さらに、CFDおよび仮想アンギオグラフィに基づく反復最適化により流入脈動性を推定した；加えて回転アンギオグラフィから抽出した時間—強度曲線により心拍数を自動決定し、患者の心拍に流入波形を同期させることで、患者個別の流入速度曲線を得た。
  • 提案手法は2つの臨床データセットで評価され、幾何学形状に基づいて合成の回転アンギオグラフィデータを生成することで、真値に対する定量検証を可能にした；平均流速の誤差および脈動性の誤差はそれぞれ一定の範囲内で、心拍数は平均誤差が小さく（心周期長に換算して約6 msの誤差に相当）、実データと患者個別シミュレーションの時間—強度曲線の定性的比較でも良好な一致が示されたことから、単一の専用回転スキャンから患者固有の境界条件を高精度に推定し得る可能性が示された。

(074) Sherif [10]

📕 書誌情報

Very large and giant microsurgical bifurcation aneurysms in rabbits: Proof of feasibility and comparability using computational fluid dynamics and biomechanical testing.

Camillo Sherif, Erwin Herbich, Roberto Plasenzotti, Helga Bergmeister, Ursula Windberger, Georg Mach, Gerhard Sommer, Gerhard A Holzapfel, Thomas Haider, Martin Krssak, Guenther Kleinpeter

J Neurosci Methods, 2016 Aug 01

  • Keywords: Aneurysm model, Cerebral aneurysms, Computational fluid dynamics, Giant aneurysms, Very large aneurysms

  • DOI: 10.1016/j.jneumeth.2016.04.020

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 10
    • FWCI: 0.9005
    • Citation Percentile: 75.61

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

ウサギにおける非常に大きなならびに巨大微小外科分岐部動脈瘤：計算流体力学およびバイオメカニカル試験による実現可能性の証明と比較可能性

💬 AI 要約

  • 本研究は、塞栓術後の動脈瘤再開通および再破裂率が高いことが課題である巨大動脈瘤に対し、より効率的な新規血管内デバイスの性能を検証するための信頼性の高いin vivoモデルを確立することを目的とした。
  • 11匹のニュージーランド白ウサギにおいて、外頸静脈から作製した長い静脈ポーチ（長さ25–30 mm）を、微小外科的に作製した両側総頸動脈間の分岐部に縫合して動脈瘤相当モデルを作製し、4週間後に3T磁気共鳴血管撮影（3T-MRA）を施行した。
  • 同時に、種（ウサギ）に関連した境界条件、特に血液粘度値を計測して用いることにより、巨大ウサギ動脈瘤とヒト動脈瘤の血流条件を比較するための代表的（exemplary）CFDシミュレーションを実施し、さらにバイアキシアル（biaxial）機械試験による力学的特性の評価と比較を行った。
  • 周術期の死亡は認められず、3T-MRAでは11例中10例（90.9%）で動脈瘤の開存が確認され、CFDではウサギおよびヒトのいずれでも複数の渦を伴う複雑な流れパターンが示された；また、ウサギの血液粘度が低いこと（3.92 mPas vs ヒト5.34 mPas）により壁面せん断応力の低下（ウサギ0.38 Pa vs ヒト1.66 Pa）が得られ、機械試験では未破裂ヒト動脈瘤よりもウサギ動脈瘤の剛性が低いことが示唆されたため、本提案モデルは開存率が良好で低い罹患（低モルビディティ）を示し、複雑な血行動態の点でヒトに対する良好な比較可能性を備えることが結論された。

(075) Jing [9]

📕 書誌情報

Analysis of Multiple Intracranial Aneurysms with Different Outcomes in the Same Patient After Endovascular Treatment.

Linkai Jing, Jian Liu, Ying Zhang, Nikhil Paliwal, Hui Meng, Shengzhang Wang, Xinjian Yang

World Neurosurg, 2016 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

血管内治療後に同一患者内で転帰が異なる複数頭蓋内動脈瘤の解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血管内治療後にコイリング（ステント併用の有無を含む）を行った際の動脈瘤再開通（recanalization）が主要な課題であることを踏まえ、同一患者内の転帰が異なる複数動脈瘤を疾患モデルとして用い、再開通に関連し得る特徴を調べることである。
  • 方法として、2010年から2015年にデジタルサブトラクション血管撮影で診断された326人の患者における763個の複数頭蓋内動脈瘤から、同一患者内で転帰（再開通または安定）を異にする13組の動脈瘤を後ろ向きに収集し、患者固有モデルを計算流体力学（CFD）手法により構築・解析した。
  • 虚模型のステント留置を仮想的に行い、コイルはポーラス（多孔質）媒体モデルとして模擬し、再開通に対して評価すべき因子を統計学的に検討したところ、動脈瘤サイズ（P=0.021）、ネック幅（P=0.027）、破裂動脈瘤（P=0.002）、平均速度の低下率（P=0.008）、ならびに壁面せん断応力（P=0.024）が再開通と有意に関連した。
  • 一方で、動脈瘤の部位、治療関連因子（packing density、フォローアップ期間、ステント使用の有無、初回血管撮影所見）および平均圧の低下率は有意な関連を示さなかった（P>0.05）；以上より、小さな動脈瘤サイズとネック幅、非破裂動脈瘤、および顕著な血行動態の低減を伴う動脈瘤周囲循環が、動脈瘤塞栓術の中期的耐久性に関連する重要な因子である可能性が示された。

(076) Abolfazli [9]

📕 書誌情報

Effects of lumbar drainage on CSF dynamics in subarachnoid hemorrhage condition: A computational study.

Ehsan Abolfazli, Nasser Fatouraee, Amir Saeed Seddighi

Comput Biol Med, 2016 Oct 01

  • Keywords: Cerebrospinal fluid, Computational fluid dynamics, Finite element method, Lumbar drainage, Subarachnoid hemorrhage

  • DOI: 10.1016/j.compbiomed.2016.08.003

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 9
    • FWCI: 0.3301
    • Citation Percentile: 60.56

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💬 AI 翻訳タイトル

くも膜下出血の条件における腰部ドレナージがCSF動態に及ぼす影響：計算（computational）研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、くも膜下出血に対する治療手段としての腰部ドレナージの有効性について、エビデンスが未だ決定的でない点を踏まえ、その効果を計算力学的に評価することである。
  • 方法として、脳脊髄液（CSF）経路および区画の被験者特異的3次元モデルを構築し、磁気共鳴画像（MRI）により脳室部と頭蓋および脊髄くも膜下腔を再構成した上で、くも膜下出血の発生をモデル化した。
  • 結果として、CSF空間に存在する血液が脳血管攣縮（vasospasm）などの合併症の原因となることが知られているため、これらの空間における血液濃度を検討し、排液速度の異なる腰部ドレーン2症例におけるCSF空間内の血液濃度の時間変動を算出した。
  • 結論として、腰部ドレナージは血液のクリアランスを促進し、それにより頭蓋および脊髄くも膜下腔に存在する攣縮誘発物質（spasmogens）の除去を加速することが示され、排液速度が高いほどクリアランス率が高い傾向が観察された。

(077) Fujimura [8]

📕 書誌情報

Hemodynamic effects from coil distribution with realistic coil models in an aneurysm.

Soichiro Fujimura, Hiroyuki Takao, Takashi Suzuki, Chihebeddine Dahmani, Hiroya Mamori, Makoto Yamamoto, Yuichi Murayama

Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc, 2016 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤における実在的コイルモデルを用いたコイル分布が血行動態へ及ぼす影響

💬 AI 要約

  • コイル塞栓術は低侵襲性のため動脈瘤治療として広く用いられているが、塞栓後の動脈瘤内血行動態の理解が不十分であることが主要な課題であるため、本研究はコイルの空間分布に対する血行動態指標の依存性を明らかにすることを目的とした。
  • 有限要素法および計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）を用い、内頸動脈瘤の基本モデルを作成し、コイル形状に関して6種類の現実的なコイルモデルを考慮して検討を行った。
  • コイルによる血流の減速は動脈瘤内におけるコイル分布と密接に関連しており、さらに頸部領域におけるコイル体積および動脈瘤壁近傍におけるコイル密度が、血流速度低下に対してより重要な因子であることが示された。
  • 以上より、コイル分布を適切に考慮することは動脈瘤の再開通（recanalization）を予防する上で有用となり得る。

(078) Sabour [7]

📕 書誌情報

Reproducibility of image-based computational models of intracranial aneurysm; methodological issue.

Siamak Sabour, Zhi-Yong Li

Biomed Eng Online, 2016 Sep 16

  • Keywords: Aneurysm, Angiography, CFD, CTA, MRA, Methodology, Misdiagnosis, Mismanagement, Reproducibility

  • DOI: 10.1186/s12938-016-0223-9

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 7
    • FWCI: 2.1822
    • Citation Percentile: 88.70

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の画像ベース計算モデルにおける再現性：方法論的課題

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤の画像ベース計算モデルにおける再現性（reproducibility）を検討し、方法論上の論点を明確化することを目的とする。
  • ただし、本論文の抄録（abstract）が提示されていないため、具体的な方法（methods）の詳細は確認できない。
  • 抄録がNAであるため、再現性に関する結果（results）の内容も特定できない。
  • 以上より、本研究の結論（conclusion）および学術的貢献については、抄録情報が欠落しているため評価できない。

(079) Suzuki [7]

📕 書誌情報

Verification of a research prototype for hemodynamic analysis of cerebral aneurysms.

Takashi Suzuki, Cosmin Ioan Nita, Saikiran Rapaka, Hiroyuki Takao, Viorel Mihalef, Soichiro Fujimura, Chihebeddine Dahmani, Puneet Sharma, Hiroya Mamori, Toshihiro Ishibashi, Thomas Redel, Makoto Yamamoto, Yuichi Murayama

Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc, 2016 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の血行動態解析のための研究用プロトタイプの検証

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤の血行動態を理解することは臨床的に重要であり、そのための研究が増加しているが、本研究は研究用プロトタイプにおける血行動態ソルバの精度を評価することを目的とした。
  • 本研究では、解剖学的モデル作成、血行動態計算、先進的可視化、定量解析を一貫して可能にするCFD研究プロトタイプ（Siemens Healthcare GmbH、診断目的ではないプロトタイプ）に実装されたソルバの精度を、商用CFDソルバであるANSYS CFX 16.0（ANSYS Inc.）と比較して、患者由来の動脈瘤モデル20例を用いて遡及的に検討した。
  • その結果、対象とした血行動態パラメータの主要な指標において、プロトタイプの計算結果はANSYS CFX 16.0の結果と良好な一致を示した。
  • 以上より、本研究プロトタイプに搭載された血行動態解析ソルバは、患者由来の脳動脈瘤モデルに対して有用な計算精度を有することが示された。

(080) Yu [6]

📕 書誌情報

An approach to quantitative assessment of hemodynamic differences between unruptured and ruptured ophthalmic artery aneurysms.

Hongyu Yu, Haiyun Li, Jian Liu, Xinjian Yang

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2016 Oct

  • Keywords: Ophthalmic artery aneurysm, computational fluid dynamics, flow field feature energy loss, hemodynamics

  • DOI: 10.1080/10255842.2016.1151009

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 6
    • FWCI: 0.6753
    • Citation Percentile: 72.21

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

未破裂および破裂眼動脈瘤における血行動態の差異を定量的に評価するためのアプローチ

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤の発症、進展、および破裂には血行動態パラメータが重要であり、近年、破裂リスク予測にエネルギー損失（energy loss: EL）が応用されている。本研究では、新規のELを提案し、動脈瘤破裂への影響を追加検討することを目的とした。
  • 臨床歴に基づき、破裂群および未破裂群に分類した患者個別の眼動脈瘤データセット64例を用い、患者固有の3D-DSAデータから現実的な血管モデルを遡及的に再構築し、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）手法により解析した。
  • 破裂例では、流れ場の特徴に基づくELが未破裂例よりも有意に高かった。さらに、破裂例では平均壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）および最大WSSも未破裂例より高値であった一方、修正圧力損失係数（modified pressure loss coefficient: PLCM）は破裂例でわずかに高いものの統計学的有意差は認められなかった。
  • 多変量ロジスティック回帰分析により、流れ場の特徴EL（p < 0.05）および最大WSS（p < 0.05）のみが眼動脈瘤の破裂を予測する独立した有意因子であることが示された。また、PLCM、最大振動せん断指数（maximum oscillatory shear index: OSI）、平均OSI、ならびにARにおいて両群間で差は認められなかった。以上より、流れ場の特徴ELは動脈瘤の破裂リスクを予測する信頼性のある指標であり得る。

(081) Song [6]

📕 書誌情報

Virtual stenting of intracranial aneurysms: application of hemodynamic modification analysis.

Yunsun Song, Jooae Choe, Hairi Liu, Kye Jin Park, HyungBin Yu, Ok Kyun Lim, Hyoweon Kim, Darlene Park, Jiajia Ge, Dae Chul Suh

Acta Radiol, 2016 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤に対する仮想ステント留置：血行動態修飾解析の応用

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤に対する計算流体力学（CFD）に基づく血行動態修飾解析の実用的適用は、いまだ検討途上である。 本研究は、仮想ステント留置によるCFDシミュレーション結果を実際のステント留置の臨床転帰と比較することで、仮想ステント留置の臨床適用可能性を明らかにすることを目的とした。
  • 3次元（3D）デジタルサブトラクション血管撮影（DSA）画像を専用の統合型試作CFDプラットフォーム（Siemens Healthcare GmbH）に取り込み、CFD解析に必要な3Dモデル作成の全工程を同プラットフォーム上で実施した。 さらに、仮想的にステントを留置した条件下でのCFDシミュレーション結果を、同一プラットフォーム上で色分け体積可視化として提示し、質的比較を可能にした。
  • 5つの小型頭蓋内動脈瘤について、仮想ステント留置の有無を含めたCFD解析を実施し、専門家による評価を行って、実ステント留置の長期フォローアップ結果との対応関係を検討した。 仮想ステント留置後のCFDシミュレーションは、位置の異なる5動脈瘤すべてで実行可能であり、血流パターンの変化を通じてステント留置動脈瘤に生じる長期的変化と整合することが示された。
  • 4動脈瘤では1例を除き、仮想ステント留置後のシミュレーションにおける血行動態変化と、実ステント後の血管撮影における変化との間に有意差は認められなかった（P=0.5）。 また、2名の評価者間で変化評価の一致度は良好であった（kappa=0.657）。 患者特異的な仮想ステント留置を用いた当該CFDプラットフォームによる解析は、流れのベクトル可視化により血流変化を解析することで、ステント留置後の動脈瘤の自然消退（involution）を予測する簡便かつ時間効率の高い検査ツールとして利用され得る。

(082) Karmonik [6]

📕 書誌情報

Relationships and redundancies of selected hemodynamic and structural parameters for characterizing virtual treatment of cerebral aneurysms with flow diverter devices.

C Karmonik, J R Anderson, J Beilner, J J Ge, S Partovi, R P Klucznik, O Diaz, Y J Zhang, G W Britz, R G Grossman, N Lv, Q Huang

J Biomech, 2016 Jul 26

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータデバイスによる脳動脈瘤の仮想治療を特徴づけるための、選択した血行動態学的および構造学的パラメータ間の関係性と冗長性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバータデバイス（FDD）による仮想治療の前後における血行動態学的パラメータと構造学的パラメータの関係性を定量化し、それらの冗長性（redundancy）を明らかにすることである。
  • 方法として、10例の脳動脈瘤に対して定常計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施し、SILKデバイスのFDD治療を動脈瘤の入口（ostium）部における多孔度（porosity）を仮想的に低減することで模擬した。
  • 動脈瘤入口の近位・遠位および動脈瘤入口ならびに動脈瘤内における速度と圧力を定量化し、さらに動脈瘤の dome-to-neck 比およびサイズ比を算出したところ、動脈瘤内の速度は平均0.14 m/s低下し、親血管内の速度と有意に相関した（p<0.05、平均相関係数0.70）；また動脈瘤内の圧力変化は親血管および動脈瘤内の圧力と有意に相関した（平均相関係数0.87）ことが示された。
  • 多変量相関分析（MCA）では速度値同士および圧力値同士にそれぞれ統計学的に有意な相関が認められ、階層クラスター分析（HCA）では速度パラメータ、圧力パラメータ、構造パラメータが異なる階層クラスターに分類された；さらに、パラメータを全て含めた場合（n=22）と非冗長なパラメータのみを用いた場合（n=2, 3, 4）のいずれでも類似した結果が得られ、仮想FDD治療前後における血行動態学的および構造学的パラメータ間の強い相互相関と、階層クラスター分析による冗長性の存在が示された。

(083) Byun [5]

📕 書誌情報

The Numerical Study of the Hemodynamic Characteristics in the Patient-Specific Intracranial Aneurysms before and after Surgery.

Jun Soo Byun, Sun-Young Choi, Taewon Seo

Comput Math Methods Med, 2016

💬 AI 翻訳タイトル

患者固有の頭蓋内動脈瘤における術前・術後の血行動態特性の数値的研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、CTA（computed tomography angiography）から再構築した患者固有の頭蓋内動脈瘤の術前・術後形状を用いて、動脈瘤手術前後における脳動脈の血行動態現象を明らかにすることである。
  • 方法として、三次元計算流体力学（CFD）モデルを構築し、動脈瘤手術の現実的条件のもとで術前・術後の血流を比較解析した。非圧縮・ニュートン流体、層流の仮定に基づき、商用ソフトウェアANSYS v15を用いたCFDシミュレーションを行い、血管壁は剛体壁として扱った。
  • 結果として、動脈瘤内に形成される複雑な渦構造を伴う流れパターンは、術前後で概ね類似していた。一方で、術前モデルでは流入ジェットが動脈瘤嚢内へ強く流入していたのに対し、術後モデルの流れパターンは術前とは大きく異なった。
  • 結論として、術後の平均壁面せん断応力（WSS）はモデル1で術前の約3倍、モデル2では約20倍に増加した。また、モデル2における娘嚢状動脈瘤領域の低WSS領域は破裂と関連すると示されたことから、動脈瘤領域におけるWSS分布は破裂リスクの有用な予測指標となり得る。

(084) Nguyen [3]

📕 書誌情報

Computational analysis of pediatric ventricular assist device implantation to decrease cerebral particulate embolization.

ThuyTien Nguyen, I Ricardo Argueta-Morales, Stephen Guimond, William Clark, Andres Ceballos, Ruben Osorio, Eduardo A Divo, William M De Campli, Alain J Kassab

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2016

  • Keywords: anastomosis, aortic arch, circulatory assist devices, computer applications, pediatric heart surgery, stroke

  • DOI: 10.1080/10255842.2015.1062478

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 3
    • FWCI: 0.1818
    • Citation Percentile: 58.05

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

小児補助人工心臓（VAD）移植の計算力学解析による脳微小塞栓（particulate embolization）低減

💬 AI 要約

  • 目的：小児における補助人工心臓（VAD）移植後の脳卒中は発症率19%・死亡率65%と最も致命的な合併症であり、現行の小児VAD技術および抗凝固戦略のみでは十分とはいえないため、CFD（computational fluid dynamics）を用いた移植支援によって脳塞栓化リスクを低減し得るかを検討することを目的とした。
  • 方法：乳児および小児の代表的な3次元大動脈弓モデルを作成し、8 mm VAD流出グラフト（VAD-OG）を大動脈に吻合した形状を再現してCFDにより血流パターンを解析した。さらに、VAD由来の粒子についてラグランジュ（Lagrangian）相モデルで粒子トラッキングを計算し、脳血管へ侵入する粒子の割合を算出した。
  • 結果：乳児モデルでは、VAD-OG吻合角度90°で大動脈に吻合した場合に脳血管へ侵入する粒子割合が15%であったのに対し、30°吻合では31%と高値を示した（全体として：X(2) = 10,852, p < 0.0001）。小児モデルでは、30°吻合で9%から、60°吻合で15%までの範囲で脳塞栓化（cerebral embolization）が変動した（全体として：χ(2) = 10,323, p < 0.0001）。
  • 結論：詳細なCFD計算により、脳卒中リスクはVAD移植の幾何学的配置（移植形状）に有意に依存すること、またその依存性は患者固有の解剖に関連する可能性が示された。したがって、CFDは脳卒中リスクを最小化するためのVAD移植形状を最適化する用途に利用できる。

(085) Kambayashi [3]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics analysis of tandem carotid artery stenoses: Investigation of neurological complications after carotid artery stenting.

Yukinao Kambayashi, Hiroyuki Takao, Kouichi Shinohara, Takashi Suzuki, Sho Takayama, Soichiro Fujimura, Shunsuke Masuda, Mituyoshi Watanabe, Tomoaki Suzuki, Chihebeddine Dahmani, Toshihiro Ishibashi, Makoto Yamamoto, Yuichi Murayama

Technol Health Care, 2016 Sep 14

  • Keywords: Carotid artery stenting, carotid stenosis, cerebral blood flow, computational fluid dynamics, neurological complication

  • DOI: 10.3233/THC-161217

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 3
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 6.57

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💬 AI 翻訳タイトル

タンデム頸動脈狭窄病変の計算流体力学解析：頸動脈ステント留置後の神経学的合併症の検討

💬 AI 要約

  • 頸動脈の外頸部および頭蓋内の狭窄が併存し、特に複数病変を含む場合には、複雑な血行動態特性を呈し治療上のジレンマとなる。本研究では、タンデム狭窄を有する70歳男性において頸動脈ステント留置（CAS）後に生じた失語および右片麻痺が、脳血流（CBF）の不足によるものかを検証することを目的とした。
  • 患者の外頸部狭窄に対するバルーン血管形成術およびCASの前後で3次元デジタルサブトラクション血管造影（3D-DSA）を実施した。頸動脈の幾何学的形状およびレオロジー条件を同定し、患者固有の3D-DSAデータから計算メッシュを作成して計算流体力学（CFD）解析を行った。
  • CFDにより質量流量、圧力、fractional flow reserve（FFR）、streamlineなどの血行動態パラメータを算出した。CAS後のシミュレーションでは、総頸動脈から内頸動脈へ流入する質量流量の割合が9%から14%へ増加した一方、CBFの改善はわずか5%にとどまった。
  • CFD解析は、神経学的合併症が塞栓イベントよりもCBF不足に起因することを示唆した。さらに、タンデム頸動脈狭窄においては外頸部病変のみをCASしても、必ずしもCBFを十分に増加させられない可能性が示された。加えて、本研究は、各狭窄区間に対するCASの影響を非侵襲的に定量推定できることを示した。

(086) Schirmer [1]

📕 書誌情報

Commentary: Determining the Presence of Thin-Walled Regions at High-Pressure Areas in Unruptured Cerebral Aneurysms by Using Computational Fluid Dynamics.

Clemens M Schirmer

Neurosurgery, 2016 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

解説：未破裂脳動脈瘤における高圧領域での薄肉領域の存在を計算流体力学（CFD）により同定すること

💬 AI 要約

  • （要旨が提示されていないため）本論文の目的は、未破裂脳動脈瘤の高圧領域における薄肉領域の存在を、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）を用いて評価・同定するための考え方を示すことである。
  • （要旨が提示されていないため）本論文では、CFD解析を高圧領域の評価に適用し、薄肉領域の検出に関連する流体力学的指標や推定の枠組みを検討している可能性がある。
  • （要旨が提示されていないため）薄肉領域が高圧領域に関連して存在することを示唆する知見、またはそれを支持する解析的検討結果が提示されている。
  • （要旨が提示されていないため）本論文は、未破裂脳動脈瘤における高圧領域と薄肉領域との関係をCFDにより見出すことの有用性を論じ、評価・診断への示唆を与えることに結論づけると考えられる。

(087) Sudhir [1]

📕 書誌情報

Computing the difference between life and death: Prerupture blood flow analysis of a fatal aneurysm bleed.

B J Sudhir, J B Reddy, Girish Menon, T Jayachandran

Neurol India, 2016

💬 AI 翻訳タイトル

生命と死の差を計算する：致死的な動脈瘤破裂に対する事前（pre-rupture）血流解析

💬 AI 要約

  • 血行動態は動脈瘤の発生、増大、および破裂において重要な役割を担うが、頭蓋内動脈瘤の破裂リスク予測に向けた比較可能な定量的血行動態指標は標準化されていない。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）を用い、患者のCT血管造影（computed tomography angiogram; CTA）画像から巨大な内頸動脈瘤を対象とした近現実的な患者特異的血流シミュレーションを実施した。
  • 致死的破裂の数時間前にCTAが取得されていたため、破裂に至る要因となった動脈瘤内の血行動態を示唆し得る解析として、壁面せん断応力、圧力分布、および流線（flow streamlines）を計算により取得した。
  • 得られた客観的結果は、シミュレーション技術を用いた動脈瘤破裂予測のための今後の研究における基準（reference）となり得る。

(088) Tian

📕 書誌情報

Rupture Risk Assessment for Mirror Aneurysms with Different Outcomes in the Same Patient.

Zhongbin Tian, Yisen Zhang, Linkai Jing, Jian Liu, Ying Zhang, Xinjian Yang

Front Neurol, 2016

  • Keywords: computational fluid dynamics, hemodynamics, intracranial mirror aneurysms, morphologic, rupture

  • 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

同一患者内における異なる転帰を示す鏡像動脈瘤の破裂リスク評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、同一患者内で一方が破裂し他方が破裂しなかった鏡像動脈瘤に対して、形態学的および血行動態学的特性が破裂に及ぼす影響を解析し、信頼性の高い破裂予測因子を同定することである。
  • 2009年1月から2015年12月までの期間に、頭蓋内鏡像動脈瘤56例に対して3次元血管造影画像を取得し、計算流体力学（CFD）解析を実施した。破裂側動脈瘤については破裂後に得られた形状を用いてシミュレーションを行った。
  • 破裂に関して形態学的パラメータと血行動態学的パラメータの有意性を解析したところ、3つの形態学的因子（動脈瘤サイズ、アスペクト比、サイズ比）と2つの血行動態学的因子［時間平均壁面せん断応力（WSS: time-averaged mean wall shear stress）および低WSS面積］が統計学的に破裂と関連していた（p < 0.05）。
  • 多変量ロジスティック回帰分析では、サイズの増大（OR 2.572, p = 0.001）および低WSS（OR 0.609, p = 0.045）が破裂の独立した有意因子であった。動脈瘤サイズの増大とWSSの低下が、動脈瘤の破裂状態と独立して関連することが示され、これらの結果は大規模な多施設および多集団研究によって確認される必要がある。

(089) Zhang

📕 書誌情報

Bifurcation Type and Larger Low Shear Area Are Associated with Rupture Status of Very Small Intracranial Aneurysms.

Yisen Zhang, Zhongbin Tian, Linkai Jing, Ying Zhang, Jian Liu, Xinjian Yang

Front Neurol, 2016

  • Keywords: aneurysm type, bifurcation type, hemodynamics, rupture, very small intracranial aneurysm, 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

分岐形状のタイプおよびより大きい低ずり応力領域は、超小型頭蓋内動脈瘤の破裂状態と関連する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、超小型頭蓋内動脈瘤（very small intracranial aneurysm: VSIA、≤3 mm）の破裂リスクを特徴づける形態学的および血行動態学的パラメータを同定し、臨床的価値の高い破裂状態の規定因子を明らかにすることである。
  • 2010年9月から2014年2月までに当施設で連続症例として扱ったVSIAについて後ろ向き研究を実施し、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）により一連の形態学的・血行動態学的指標を評価した。
  • 186例の患者に206個のVSIAを認め、内訳は破裂73例、不破裂133例であった。単変量ロジスティック回帰分析では、分岐形状タイプ、親動脈径、サイズ比、時間平均壁面せん断応力（time-averaged wall shear stress: WSS）、最大WSS、最小WSS、低ずり応力領域（low shear area: LSA）が破裂状態と関連した。
  • 多変量ロジスティック回帰分析では、分岐形状タイプとより大きいLSAがそれぞれ破裂状態と独立して関連していた（p=0.002、p=0.003）。これらの結果は、分岐形状タイプおよびより大きいLSAがVSIAの破裂状態と独立して関連することを示唆し、破裂前の患者由来形状に関して大規模・多集団データを用いた前向き検証が今後必要である。

(090) Sunderland

📕 書誌情報

Vortex Analysis of Intra-Aneurismal Flow in Cerebral Aneurysms.

Kevin Sunderland, Christopher Haferman, Gouthami Chintalapani, Jingfeng Jiang

Comput Math Methods Med, 2016

  • Keywords:

  • DOI: NA

  • Article: NA

  • OpenAlex: NA

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

  • PubMed

  • Google Scholar: NA
  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤における動脈瘤内流れの渦解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、心周期にわたって頭蓋内動脈瘤（IA）流れの渦構造を計測し、動脈瘤内流れの時間的安定性を定量化することを通して、代替的な渦解析法を確立することである。
  • 方法として、計算流体力学（CFD）シミュレーションにより患者固有（patient-specific）の血行動態モデルを構築し、既知のλ2法およびQ-criterion法の修正版によって渦領域を同定したのち、古典的なmarching cubeアルゴリズムにより渦領域を分割した。
  • 結果として、5例のterminal IAと5例のsidewall IAの間で、渦の重なり度（DVO）および心周期における渦コア数に統計学的有意差は認められず、渦コアの特性とIAの幾何学的または血行動態学的特性との間にも強い相関は示されなかった。
  • 結論として、統計学的独立性が示され、本提案法がIAに関する新規情報を提供し得る可能性が示唆された一方、渦コア領域を決定するための閾値および速度データの分解能が解析結果に影響するため、今後の検討課題として残っている。

(091) Zhang

📕 書誌情報

Low wall shear stress is associated with the rupture of intracranial aneurysm with known rupture point: case report and literature review.

Yisen Zhang, Linkai Jing, Ying Zhang, Jian Liu, Xinjian Yang

BMC Neurol, 2016 Nov 18

  • Keywords: Case report, Hemodynamics, Intracranial aneurysms, Rupture point

  • DOI: NA

  • Article: NA

  • OpenAlex: NA

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

  • PubMed

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  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

破裂点が既知である頭蓋内動脈瘤では低い壁面せん断応力が破裂と関連する：症例報告および文献レビュー

💬 AI 要約

  • 目的：頭蓋内動脈瘤の破裂点に関する詳細な血行動態学的特徴を示した既報は少なく、本研究では、血管造影中に破裂が生じた症例における破裂点周辺の血行動態を検討することを目的とした。
  • 方法：本症例として、後交通動脈（PCoA）セグメントの動脈瘤が血管造影中に破裂した64歳患者を対象とし、標準的なデジタルサブトラクション血管造影および3次元（3D）回転血管造影を実施したうえで、破裂点における血行動態をCFD（computational fluid dynamic）解析により評価した。
  • 結果：3D血管造影直後に約40秒間の発作がみられ、直ちに行った追跡血管造影で同定された動脈瘤先端からの造影剤の血管外漏出を確認し、患者のバイタルが不安定となった。CFD解析では、破裂点が明瞭な低壁面せん断応力（WSS）および高い振動せん断指標（OSI）と関連していたが、流体の衝突（flow impingement）は認められなかった。
  • 結論：血管造影中に破裂部位が特定された稀な症例において、破裂点は低WSSと高OSI（かつflow impingementなし）と関連する可能性が示された。これらの知見は当該動脈瘤に固有である可能性はあるものの、破裂点における血行動態の理解に資する示唆を与える。

(092) Asgharzadeh

📕 書誌情報

Effects of Reynolds and Womersley Numbers on the Hemodynamics of Intracranial Aneurysms.

Hafez Asgharzadeh, Iman Borazjani

Comput Math Methods Med, 2016

  • Keywords:

  • DOI: NA

  • Article: NA

  • OpenAlex: NA

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

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💬 AI 翻訳タイトル

レイノルズ数およびウォマースリー数が頭蓋内動脈瘤の血行動態に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、計算流体力学（CFD）を用いて、単純化した頭蓋内動脈瘤（IA）2種類（側壁型および分岐部型）と患者特異的IAに対するレイノルズ数（Re）およびウォマースリー数（Wo）の血行動態への影響を明らかにすることを目的とした。
  • 各IAについて、Re（145.45〜378.79）およびWo（7.4〜9.96）を変化させた条件下で数値実験を3通り実施し、渦輪（vortex ring）の形成と伝播ならびに壁面せん断に関連する指標を評価した。
  • 支配的な流れの特徴である渦輪形成は全ての条件で概ね類似していたが、側壁型、分岐部型、ならびに患者特異的IAのいずれにおいても、渦輪の伝播はReとWoの両者によって制御されることが示された。
  • 試験した全IAにおいて渦輪の位置はRe/Wo^2に比例することが確認され、さらに側壁型IAでは渦が周期の後半に遠位壁へ到達するためオシレーショナル・シア・インデックス（oscillatory shear index）がWoの増加および1/Reの増加に伴って増大する一方、分岐部IAでは低Re（151.51）で粒子捕捉構造が欠如するため、この傾向は観察されなかった。

(093) Jain

📕 書誌情報

Transitional hemodynamics in intracranial aneurysms - Comparative velocity investigations with high resolution lattice Boltzmann simulations, normal resolution ANSYS simulations, and MR imaging.

Kartik Jain, Jingfeng Jiang, Charles Strother, Kent-André Mardal

Med Phys, 2016 Nov

  • Keywords:

  • DOI: NA

  • Article: NA

  • OpenAlex: NA

    • Cited by: NA
    • FWCI: None
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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における移行的（transitional）血行動態—高解像度格子ボルツマン（lattice Boltzmann）シミュレーション、通常解像度ANSYSシミュレーション、およびMR画像による速度の比較検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤の血流にみられる高周波の変動が、弱い乱流または移行（transitional）流に類似し得ることが高解像度計算から示唆されている一方で、そのin vivoでの発生が未解決であり、さらにMR撮像の時間・空間分解能の限界によりCFDでの変動検出が困難であるという問題に対して、CFDとMR計測の差異とその要因を明らかにすることである。
  • 方法として、基底動脈の動脈瘤2例を選定し、1例は攪乱を伴うが層流、もう1例は移行流としたうえで、(1)格子ボルツマン法（LBM）による高解像度の直接数値シミュレーションと、(2)層流仮定のもとで十分な解像度を与えた市販ANSYS Fluentを用いる通常解像度シミュレーションを実施した。
  • 結果として、LBM、ANSYS Fluent、およびMRは、変動が80 Hz未満の層流を示す動脈瘤1例では、定性的および定量的に良好に一致したが、変動が約600 Hz超の高い変動を示す動脈瘤2例では、LBM、ANSYS Fluent、ならびに磁気共鳴画像（MR）間で明瞭な差異が観察された。
  • さらに、アンサンブル平均と、より粗い空間・時間スケールへのダウンサンプリングを行うとこれらの差異は最小化され、MR由来データとCFDの併用は頭蓋内動脈瘤の血行動態環境推定に有用であり、臨床では十分に解像されたCFDにより概略評価が可能で、詳細かつ回顧的な生理学的機序の理解には高解像度CFDが有益であることが示された。

(094) Voß

📕 書誌情報

Fluid-Structure Simulations of a Ruptured Intracranial Aneurysm: Constant versus Patient-Specific Wall Thickness.

S Voß, S Glaßer, T Hoffmann, O Beuing, S Weigand, K Jachau, B Preim, D Thévenin, G Janiga, P Berg

Comput Math Methods Med, 2016

  • Keywords:

  • DOI: NA

  • Article: NA

  • OpenAlex: NA

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

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💬 AI 翻訳タイトル

破裂した頭蓋内動脈瘤に対する流体-構造連成シミュレーション：一定（コンスタント）壁厚と患者固有壁厚の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈瘤の成長および破裂に関する理解を深め、治療計画において医師を支援するために、破裂リスク評価の基準をより適切にする流体力学モデルを改善することである。
  • 方法として、剛体血管壁を仮定せず、シミュレーションに患者固有の壁厚を考慮した破裂頭蓋内動脈瘤の流体-構造連成（FSI）解析を実施した；具体的には、破裂動脈瘤をex vivoで作製し、局所壁厚をμCTで計測したのち、内外の血管表面をセグメンテーションして固体領域とし、さらに一定壁厚アプローチに基づく仮想モデルでもFSI計算を繰り返した。
  • 結果として、動脈瘤嚢全体で壁応力を平均すると両手法は非常に良好に一致したが、応力分布には強い差異が生じ、実際の壁厚分布を考慮した場合には破裂部位で一定壁厚モデルよりもはるかに高い応力値が示された。
  • 結論として、FSIシミュレーションでは幾何学形状の再構成と壁厚の正確な記述が重要であり、特に破裂部位の応力評価において両者の影響が大きいことが明らかになった。

(095) Sugiyama

📕 書誌情報

Computational Hemodynamic Analysis for the Diagnosis of Atherosclerotic Changes in Intracranial Aneurysms: A Proof-of-Concept Study Using 3 Cases Harboring Atherosclerotic and Nonatherosclerotic Aneurysms Simultaneously.

Shin-Ichiro Sugiyama, Hidenori Endo, Kuniyasu Niizuma, Toshiki Endo, Kenichi Funamoto, Makoto Ohta, Teiji Tominaga

Comput Math Methods Med, 2016

  • Keywords:

  • DOI: NA

  • Article: NA

  • OpenAlex: NA

    • Cited by: NA
    • FWCI: None
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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における動脈硬化性変化の診断のための計算血行動態解析：動脈硬化性および非動脈硬化性動脈瘤を同時に有する3症例によるproof-of-concept研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤における動脈硬化性変化を同定することを目的としたproof-of-concept計算流体力学（CFD）研究である。
  • 回転DSA（回転血管造影）により得た3次元画像データから患者固有形状を構築し、位相コントラスト磁気共鳴血流計測（phase-contrast magnetic resonance velocimetry）で測定した患者固有の入口流量のもとで過渡シミュレーションを実施した。
  • 解析では、時間平均壁面せん断応力（time-averaged wall shear stress; WSS）、振動性せん断指数（oscillatory shear index）、および相対滞留時間（relative residence time; RRT）を算出し、動脈瘤頸部から流入する血流量、ならびに動脈瘤内の平均流速を評価した; さらに、動脈瘤内の滞留を定量的に評価するためにage-of-fluid法を適用した。
  • 動脈硬化性変化は、低WSSおよび長いRRTにより示される乱れた血流の及ぶ領域と一致し、動脈瘤内での血流は入口流量と同相で流入した; また、動脈硬化性動脈瘤の血流は非動脈硬化性動脈瘤よりも平均流速が低く、特に壁近傍では動脈硬化性動脈瘤内の血液のほうが非動脈硬化性よりも古かった。

(096) Talari

📕 書誌情報

Comparison of computational fluid dynamics findings with intraoperative microscopy findings in unruptured intracranial aneurysms- An initial analysis.

Sandeep Talari, Yoko Kato, Hanbing Shang, Yasuhiro Yamada, Kei Yamashiro, Daisuke Suyama, Tsukasa Kawase, Vladimir Balik, Wu Rile

Asian J Neurosurg, 2016

  • Keywords: Computational flow dynamics, intraoperative microscopic findings, unruptured intracranial aneurysms, wall changes

  • DOI: NA

  • Article: NA

  • OpenAlex: NA

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    • FWCI: None
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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂頭蓋内動脈瘤における計算流体力学的所見と術中顕微鏡所見の比較—初期解析

💬 AI 要約

  • 未破裂脳動脈瘤の検出増加に伴い、治療方針決定に関するジレンマが生じているが、動脈瘤サイズに基づくリスク予測は必ずしも正確ではなく、破裂を客観的に予測する方法は確立されていない。
  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）所見と術中の動脈瘤壁の顕微鏡所見との相関を明らかにし、CFDが未破裂頭蓋内動脈瘤の破裂リスク予測およびマネジメントに与える関連性を検討することである。
  • 初期解析として、6か月間に9症例を対象とした前向き研究を実施し、術前は全例でCTアンギオグラフィおよびMRI、また一部でDSAを用いて解析したうえで、術中に動脈瘤壁の顕微鏡観察を行い記録した；顕微鏡所見とCFD画像間の相関を評価した結果、7例では壁の菲薄化により術中で破裂高リスクと判定された。
  • 一方、全例で低い壁面せん断応力（WSS）が認められたが、動脈硬化性の壁を有する2例のみで低WSSとの相関が示された；CFDで得られる圧力は破裂リスクの指標として有用である可能性があるものの、WSS成分については議論が残り、確定的結論にはより大規模な多施設試験が必要であり、CFD解析の継続的な発展が将来的な破裂可能性の精密予測につながると考えられる。

(097) Frösen

📕 書誌情報

Flow Dynamics of Aneurysm Growth and Rupture: Challenges for the Development of Computational Flow Dynamics as a Diagnostic Tool to Detect Rupture-Prone Aneurysms.

Juhana Frösen

Acta Neurochir Suppl, 2016

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Degenerative remodeling, Fragile wall, Intracranial aneurysms, Rupture, Subarachnoid hemorrhage, Wall shear stress

  • DOI: 10.1007/978-3-319-29887-0_13

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
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💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤の増大と破裂の流動力学：破裂リスクの高い動脈瘤を検出するための診断ツールとしての計算流体力学（CFD）開発に向けた課題

💬 AI 要約

  • 目的：嚢状の頭蓋内動脈瘤（sIA）は比較的よくみられる疾患であり、破裂すると生命を脅かす頭蓋内出血を引き起こしうるが、多くのsIAは破裂せず介入を要しないため、破裂しやすいsIAを同定することは臨床的に重要である。
  • 方法：血行力学的ストレスがsIA壁の強度を上回ると出血が生じるという観点から、非侵襲的にsIA壁へ作用する血行力学的ストレスを評価しうる計算流体力学（CFD）に関する既存研究の限界と、破裂リスク評価の診断ツール化に必要な課題を整理するレビューである。
  • 結果：CFDを用いた先行研究では、壁面せん断応力（WSS）が動脈瘤の増大、脆弱なsIA壁、およびsIA破裂と関連しうることが示されており、CFDが診断ツールとして有望である可能性が示唆される。
  • 結論：破裂リスクを動脈瘤個別に判定できる実用的診断ツールとしてCFDを確立するためには、CFDおよび当該研究の双方に存在する限界を克服し、追加して実施すべき事項を明確化する必要がある。

(098) Morales

📕 書誌情報

Does Arterial Flow Rate Affect the Assessment of Flow-Diverter Stent Performance?

H G Morales, O Bonnefous, A J Geers, O Brina, V M Pereira, L Spelle, J Moret, I Larrabide

AJNR Am J Neuroradiol, 2016 Dec

  • Keywords:

  • DOI: NA

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💬 AI 翻訳タイトル

動脈血流量はフローダイバーターステント性能評価に影響するか？

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバーターステントの性能を評価することであり、治療前後の血管造影（angiography）の比較では撮像間に動脈血流量が変化し得るため、フローダイバーターステント使用前後における動脈瘤内局所血行動態への影響を明らかにすることを狙った。
  • 3D回転血管造影（3D rotational angiograms）から抽出した画像ベースの動脈瘤モデル25例に対して計算流体力学（CFD）解析用の条件付けを行い、生理的流量の広い範囲として1–5 mL/sを包含する種々の動脈血流量条件下で拍動流シミュレーションを実施した。
  • 動脈瘤内の血行動態変化は、透過性（porous medium）モデルを用いた数値シミュレーションにより、治療後の評価指標として時空間平均（spatiotemporal-averaged）動脈瘤内の流速および流量を算出して定量化した。
  • 短期的なフローダイバーターステント性能は動脈瘤内の相対的な流速低下（relative velocity reduction）により特徴づけられ、未治療およびステント留置モデルのいずれにおいても、動脈瘤内の時空間平均流速は平均動脈血流量に対して線形比例し（線形回帰の最小R2 > 0.983）、相対的流速低下は平均動脈血流量の増加に伴い漸近的に低下した；さらに、最も起こり得る動脈血流量範囲（3–5 mL/s）に限定すると、相対的流速低下の平均SDは3.6%から0.48%へと低下し、動脈瘤内速度およびステント性能は血流量に依存するものの、この範囲内では性能が血流量に実質的に依存しないと考えられる。

(099) Peach

📕 書誌情報

Porcine In Vivo Validation of a Virtual Contrast Model: The Influence of Contrast Agent Properties and Vessel Flow Rates.

T W Peach, Y Ventikos, J V Byrne, Z You

AJNR Am J Neuroradiol, 2016 Dec

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💬 AI 翻訳タイトル

バーチャル造影モデルのブタ体内におけるin vivo検証：造影剤の特性および血管流量の影響

💬 AI 要約

  • 造影剤の血管内輸送を正確かつ効率的にモデル化することは、計算流体力学（CFD）シミュレーションの検証と、ひいては動脈瘤治療成績を事前（a priori）に予測するという目標に向けた最良の手法である。本研究では、動脈瘤の造影剤滞留と減衰を対象としたin silico予測に対する推定流量および造影剤特性の影響を特に検討した。
  • ブタに側壁動脈瘤を4例作製し、アンギオグラフィ下で動脈瘤内の造影剤流入パターンおよび減衰（decay）速度を実験的に観察した。さらに、3Dアンギオグラフィから実験的動脈瘤の簡略化CFDモデルを構築し、造影剤滞留をa prioriに予測した。
  • 続いて、造影剤粘度、造影剤密度、血流量など複数の推定モデルパラメータが造影剤滞留に及ぼす相対的影響を追加シミュレーションで評価した。その結果、a prioriのCFDモデルにより造影剤の浸潤（infiltration）および洗い出し（washout）パターンは正確に予測できた一方で、減衰速度は約25%過小評価された。
  • この減衰速度の誤差は親血管（parent vessel）流量の推定誤差のみで説明でき、減衰速度に対する造影剤粘度および密度の寄与は無視できることが示された。さらに、親血管流量と対応する造影剤減衰速度との間に線形相関が観察され、動脈瘤モデルでは生理学的に妥当な範囲の流量において強い線形相関が得られた。

(100) Tangen

📕 書誌情報

Clearance of Subarachnoid Hemorrhage from the Cerebrospinal Fluid in Computational and In Vitro Models.

K Tangen, N S Narasimhan, K Sierzega, T Preden, A Alaraj, A A Linninger

Ann Biomed Eng, 2016 Dec

  • Keywords: Computational fluid dynamics, In vitro model, Lumbar drain, Subarachnoid hemorrhage

  • DOI: NA

  • Article: NA

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💬 AI 翻訳タイトル

計算およびin vitroモデルにおけるくも膜下出血の脳脊髄液（CSF）空間からのクリアランス

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤破裂により頭蓋くも膜下腔（SAS）へ血液が漏出するくも膜下出血（SAH）後に、初回出血から脳脊髄液（CSF）空間へ混入した血液汚染物質を除去することで、二次的な血管攣縮の発症予防および転帰改善につながり得る点に着目し、腰部ドレナージの最適条件を明らかにすることを目的とした。
  • ヒト中枢神経系（CNS）の解剖学的構造およびCSF動態を再現する現実的なベンチトップモデルを構築し、腰部ドレナージ下での汚染物質クリアランスを実験的に検討した；模擬出血として豚由来血液をベンチトップモデルの基底槽レベルへ注入し、ドレナージ流量および患者体位（orientation）の違いに対する除去効率を評価した。
  • さらに、計算流体力学（CFD）モデルにより血液クリアランスの有効性を予測し、ベンチトップ実験とCFDシミュレーションの双方から、体位とドレナージ流量が効果的な血液除去の主要因であることが示された。
  • これらの結果は、頭蓋CSFコンパートメントからの汚染物質逸散（diversion）を最大化するために、起立（upright）姿勢での治療が重要であることを示唆し、検証済みの腰部ドレナージCFD予測とベンチトップCNSモデルは、SAH患者に対する被験者（subject）固有の治療オプションの最適化に資する可能性がある。

(101) Cebral

📕 書誌情報

Regional Mapping of Flow and Wall Characteristics of Intracranial Aneurysms.

Juan R Cebral, Xinjie Duan, Piyusha S Gade, Bong Jae Chung, Fernando Mut, Khaled Aziz, Anne M Robertson

Ann Biomed Eng, 2016 Dec

  • Keywords: Cerebral aneurysms, Collagen architecture, Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Micro-CT, Multi-photon microscopy, Specimen resection

  • DOI: NA

  • Article: NA

  • OpenAlex: NA

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における血流および壁特性の局所的マッピング

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）の進展が、異常な血行動態に応答した進行性の壁劣化によって駆動されるとする考えに基づき、従来の「全体的血行動態」と「壁特性」の関連に焦点を当てた研究を補完するため、動脈瘤壁における局所血行動態から局所壁構造への対応付け手法を提示することを目的とした。
  • 切除した動脈瘤標本に対して、画像ベースの計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析、組織切除、3Dプリントした動脈瘤モデルに装着した切除標本のmicro-CT撮像、3D血管モデルへのアライメント、壁の多光子顕微鏡（multi-photon microscopy）による観察、ならびに血行動態と壁特性の領域（regional）マッピングを統合した方法論を構築した。
  • さらに、外科医が手術室内で3Dモデル上に切除標本の位置を直接描線できる新規の3Dバーチャルマーキングツールを用い、症例として中大脳動脈瘤を対象に、局所の壁面せん断応力（wall shear stress）と、コラーゲン線維の配向（collagen fiber organization）および壁形状（wall geometry）といった局所壁特性との関連を評価する本手法の適用可能性を示した。
  • 本方法論は同様に、局所の壁内応力（local intramural stresses）と局所的な壁構造との関連を解析するためにも利用可能である。

(102) Sarvghad-Moghaddam

📕 書誌情報

CFD modeling of the underwash effect of military helmets as a possible mechanism for blast-induced traumatic brain injury.

Hesam Sarvghad-Moghaddam, Asghar Rezaei, Mariusz Ziejewski, Ghodrat Karami

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2017 Jan

  • Keywords: CFD, Underwash effect, flow direction, helmet, overpressure, shockwaves

  • 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

軍用ヘルメットのアンダワッシュ効果に関するCFDモデリング：爆風による外傷性脳損傷の可能性ある機序の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、アンダワッシュ（underwash）がどのようにして発生するかという機序を解明し、爆風（blast）による外傷性脳損傷（traumatic brain injury）の発生メカニズムの一端を明らかにすることである。
  • 方法として、計算流体力学（computational fluid dynamics；CFD）シミュレーションにより、頭部とヘルメットのアセンブリに対し入射方向を変えた圧縮性空気の乱流・超音速流を解析し、さらに入射過圧（incident overpressure）およびヘルメットのギャップ寸法がアンダワッシュの発生に及ぼす影響を評価した。
  • 結果として、アンダワッシュは、ヘルメット外側を流れた空気によって生じる後方流（backflow）に起因する圧力が、ヘルメットの流出口に作用すること、およびヘルメット後方曲面における運動量変化が主因として推定された。
  • 結論として、側方の衝撃波（side shockwaves）が最も高いアンダワッシュ過圧を予測し、またアンダワッシュの増加率は入射衝撃波の強度が増すにつれて低減することが示された。

(103) Gu

📕 書誌情報

Hemodynamic Differences Between Central ECMO and Peripheral ECMO: A Primary CFD Study.

Kaiyun Gu, Ya Zhang, Bin Gao, Yu Chang, Yi Zeng

Med Sci Monit, 2016 Mar 03

  • 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

中心型ECMOと末梢型ECMOにおける血行動態の差異：主要（primary）CFD研究

💬 AI 要約

  • 背景として、静脈-動脈（veno-arterial）体外式膜型人工肺（VAECMO）は、中枢型ECMO（cECMO）と末梢型ECMO（pECMO）を含み、心肺手術で広く用いられているが、両者の転帰および合併症は大きく異なることが知られている。これらの差異の鍵となる要因として血行動態の違いが仮説として挙げられるため、本研究ではその妥当性を数値的に検証することを目的とした。
  • 方法として、pECMOおよびcECMOを想定した理想化された心血管モデルを構築し、大動脈圧および流量を境界条件として与えた。流れのパターン、血流分布、流路合流部、血流の調和指数（harmonic index: HI）、壁面せん断応力（WSS）、振動性せん断指数（oscillatory shear index: OSI）を算出し、血行動態の状態を評価した。
  • 結果として、pECMOでは上肢および脳灌流がより良好であった（0.05458 vs. 0.05062 kg/s）が、一方で下肢灌流は不良であった（0.03067 vs. 0.03401 kg/s）。大動脈の内側および後方壁には低WSS（<0.4 Pa）の領域が存在し、さらに大腿動脈アクセス部には高WSS（>2 Pa）の領域が認められた。これらの領域ではOSI値が比較的高く、最大0.45に達したのに対し、cECMOでは大動脈弓後壁に高WSSが存在した。
  • 結論として、ECMOの種別によって血行動態の性能が異なり、それが転帰および合併症の差異の主要な理由になり得ることが示唆された。したがってpECMOでは下肢虚血が必ず考慮すべき合併症であり、さらに血管合併症に関連する重要因子であるため、ECMOの種類、サポートレベル、および期間を患者の状態に応じて慎重に制御する必要がある。

(104) Liu

📕 書誌情報

Three-dimensional hemodynamics analysis of the circle of Willis in the patient-specific nonintegral arterial structures.

Xin Liu, Zhifan Gao, Huahua Xiong, Dhanjoo Ghista, Lijie Ren, Heye Zhang, Wanqing Wu, Wenhua Huang, William Kongto Hau

Biomech Model Mechanobiol, 2016 Dec

  • Keywords: Cerebral circulation, Cerebral ischemia, Circle of Willis, Computational fluid dynamics, Hemodynamic analysis

  • 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

患者固有の非連続（非積分）的な動脈構造を有するウィリス動脈輪における三次元血行動態解析

💬 AI 要約

  • ウィリス動脈輪（CoW）を構成する脳循環動脈ネットワークの幾何学的変異は、脳血流の血行動態変化を介して致死的な虚血発作につながり得るため、CoWにおける血行動態を効率的かつ精密に把握し、脳への血液供給状態を評価することが重要である。
  • 本研究では、CoWの流出境界条件としてゼロ次（0D）のラプラス型の等価集中定数モデルを連成した三次元計算流体力学（CFD）を構築し、不完全なCoW脳動脈構造における血流分布の解析を可能にする枠組みを開発した。
  • 大動脈から脳動脈に至る主要血管セグメントを幾何学モデルに含めることで、動脈樹状構造に内在する患者固有の抵抗を考慮できるようにし、さらにCoWの構造変化による血流再配分を示すために支配方程式に基づく数値シミュレーションを実施した。
  • 欠落する流出血管または連結動脈の障害を有する5例の患者固有症例で、提案連成手法により算出された速度プロファイルはドプラー超音波計測と良好に一致し、純抵抗境界条件に比べて血行動態結果の精度・整合性が改善された；さらに、椎骨動脈の片側閉塞の発生に基づく症例群の比較から、後大脳動脈の血流低下は片側椎骨動脈閉塞に起因し、前大脳動脈の血流量は後方の構造変異と相関することが示された。

(105) Somayaji

📕 書誌情報

Perspectives on Development and Regulation of Therapeutic Products for CED-Based Therapy of Neurodegenerative Diseases.

Mahadevabharath R Somayaji

Curr Pharm Biotechnol, 2016

  • 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

神経変性疾患に対するCEDベース治療のための治療用製品の開発と規制に関する展望

💬 AI 要約

  • 神経変性疾患（NDs）は、脳神経細胞の進行性な変性により世界中で多くの人々に影響し、公衆衛生上の重大な課題となっているが、薬物治療における治療標的への送達は血液脳関門（BBB）の本来的な抵抗性により困難であるため、本研究はCEDベース治療の治療用製品開発・規制に関する観点を整理することを目的とした。
  • 本論文では、NDsの病因に関する概説、ならびにコンベクション・エンハンスト・デリバリー（convection-enhanced delivery: CED）の技術的知見を提示し、さらにNDsに対するCEDベース治療のための治療用製品の開発および規制に関する展望を論じた。
  • 現在のところ、CED治療で用いられている薬剤およびデバイスは研究段階にとどまっており、実臨床での使用に向けた承認は得られていないという状況が示された。
  • 結論として、CEDはBBBを迂回して、薬理学的に妥当な量で臨床標的へ薬物を送達し得る有効な手法として認識されており、NDsに対するCEDベース治療の治療用製品の開発および規制を見据えた技術的・制度的整理の重要性が強調された。