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脳 CFD血流解析 学術文献調査 PubMed 2017

  • 『脳 CFD血流解析』に関する学術文献調査を掲載しています
  • 本調査の趣旨および注意点については調査の概要をご参照ください
  • 調査条件
    • データベース：PubMed
    • 検索キーワード：(Cerebral OR Brain) AND ("Blood Flow" OR Hemodynamics OR WSS OR Rupture) AND (CFD OR "Computational Fluid Dynamics")
    • 検索期間：2017-01-01 - 2017-12-31
    • 要約用 AI/LLM：o3-mini-2025-01-31 (OpenAI, 2025-01)
    • データ更新日：2025-02-04

(001) Yoshiki[9]

📕 書誌情報

Intraoperative Rupture of Unruptured Cerebral Aneurysm during Craniotomy: A Case Report.

Kenji Yoshiki, Kouichi Misaki, Iku Nambu, Issei Fukui, Masanao Mohri, Naoyuki Uchiyama, Mitsutoshi Nakada

Case Rep Neurol, 2017

💬 AI 翻訳タイトル

開頭手術中の未破裂脳動脈瘤の術中破裂：症例報告

💬 AI 要約

  • 本症例報告は、67歳女性の右中大脳動脈に偶発的に認められた未破裂脳動脈瘤の開頭手術中の術中破裂について報告することを目的としている。
  • 手術中、側頭筋の位置変更時に収縮期血圧が急激に上昇し、硬膜切開後にくも膜下出血および著明な脳浮腫が確認され、迅速に開頭範囲を拡大して前頭葉の一部を牽引しながらクリップを適用する手技が実施された。
  • その後、計算流体力学（Computational Fluid Dynamics）を用いた解析により、動脈瘤の破裂は非常に低い壁せん断応力（Wall Shear Stress）を示す部位で発生したことが明らかとなった。
  • この報告は、未破裂脳動脈瘤の術中破裂において低い壁せん断応力などの血行力学的要因が関与する可能性を示し、外科手術の意思決定や動脈瘤管理への貴重な知見を提供するものである。

(002) Umeda[33]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics (CFD) using porous media modeling predicts recurrence after coiling of cerebral aneurysms.

Yasuyuki Umeda, Fujimaro Ishida, Masanori Tsuji, Kazuhiro Furukawa, Masato Shiba, Ryuta Yasuda, Naoki Toma, Hiroshi Sakaida, Hidenori Suzuki

PLoS One, 2017

💬 AI 翻訳タイトル

多孔質媒体モデリングを用いた計算流体力学（CFD）による脳動脈瘤コイリング後の再発予測

💬 AI 要約

  • 本研究は、無破裂脳動脈瘤のコイリング後再発を、多孔質媒体モデリングを用いた計算流体力学（CFD）により予測することを目的とした。
  • 37例の無破裂脳動脈瘤に対し、コイリング治療前のシミュレーションCFD（control CFD）および多孔質媒体CFDを用い、追跡血管造影、形態パラメータ、コイルパッキング密度、ならびに血行力学変数を解析した。
  • 解析の結果、安定群（24例）と再発群（13例）との間で、最大径、ドーム容積、頚部幅、頚部面積、コイルパッキング密度に有意差が認められ、また再発群ではcontrol CFDにおける流入面積および流出面積、さらに多孔質媒体CFDで算出された残存流体容積（RFV）が有意に大きいことが示された。
  • 多変量ロジスティック回帰解析によりRFVが独立して有意な因子であることが明らかとなり、本研究はRFVがコイリング後の脳動脈瘤再発予測に有効な新たな血行力学パラメータであることを示唆している。

(003) Endo[4]

📕 書誌情報

Revascularization of the anterior cerebral artery by Y-shaped superficial temporal artery interposition graft for the treatment of a de novo aneurysm arising at the site of A3-A3 bypass: technical case report.

Hidenori Endo, Shin-Ichiro Sugiyama, Toshiki Endo, Miki Fujimura, Hiroaki Shimizu, Teiji Tominaga

J Neurosurg, 2018 Nov 01

  • Keywords: ACA = anterior cerebral artery, CFD = computational fluid dynamics, DSA = digital subtraction angiography, MCA = middle cerebral artery, STA = superficial temporal artery, anterior cerebral artery, bypass surgery, de novo aneurysm, interposition graft, vascular disorders
  • DOI
  • PubMed
  • Google Scholar
  • OpenCitations [4]

💬 AI 翻訳タイトル

Y字状表在性 [superficial temporal artery] 中間移植による前大脳動脈の血行再建：A3-A3吻合部で発生したde novo動脈瘤治療に関する技術的ケース報告

💬 AI 要約

  • 本研究は、ACA-ACA側対側吻合部で発生した新規（de novo）動脈瘤の症例を報告し、形成に寄与する可能性のある血行力学的要因を検討することを目的とした。
  • 吻合部における壁面剪断応力の分布を評価するためにCFD [computational fluid dynamics] 解析を実施し、さらにY字状STA [superficial temporal artery] 中間移植を用いて両ACAの血行再建を行った。
  • CFD解析により、動脈瘤が形成された吻合部前壁において、拍動と一致する局所的な高壁面剪断応力領域が確認された。
  • これらの結果は、異常な血行力学的応力がACA-ACA吻合部での新規動脈瘤形成に関与している可能性を示唆するとともに、Y字状STA中間移植が有効な治療選択肢であることを支持し、長期フォローアップの重要性を示している。

(004) Fujimura[21]

📕 書誌情報

A new combined parameter predicts re-treatment for coil-embolized aneurysms: a computational fluid dynamics multivariable analysis study.

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

J Neurointerv Surg, 2018 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

コイル塞栓術を施行した動脈瘤の再治療を予測する新たな複合パラメータ：計算流体力学を用いた多変量解析研究

💬 AI 要約

  • 目的: 血管内治療としてのコイル塞栓術後に発生する再開通による動脈瘤の再治療を予測するため、動態、形態、および臨床パラメータを統合した複合パラメータを特定することを目的とした。
  • 方法: 患者固有の幾何学モデルを用い、26例の再治療群と74例の非再治療群に対し、術前および術後の血流を計算流体力学（CFD）解析により評価し、基本流体特性、変化率、動脈瘤の形態因子および患者特有の臨床情報を解析した。
  • 結果: 動脈瘤内の血流速度の僅かな低下、頸部およびその周辺における圧力の僅かな上昇、並びに高血圧が再治療の主要因であり、特に術後の平均速度およびその低下率において有意な差が認められた。
  • 結論: CFD解析を通じて得られた動態、形態、臨床パラメータを統合した複合パラメータ（RP）は、塞栓術前の計算において再治療を必要とする動脈瘤を正確に予測する有用な方法として科学の進展に寄与する。

(005) Machi[23]

📕 書誌情報

Hemodynamics of Focal Versus Global Growth of Small Cerebral Aneurysms.

Paolo Machi, Rafik Ouared, Olivier Brina, Pierre Bouillot, Hasan Yilmaz, Maria I Vargas, Renato Gondar, Philippe Bijlenga, Karl O Lovblad, Zsolt Kulcsár

Clin Neuroradiol, 2019 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

小脳動脈瘤における局所的成長と全体的拡大の血行動態

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、小脳動脈瘤の成長パターンが局所的成長（blebやblister形成）と全体的拡大（頸部拡大を伴う）の2種類に分かれることに着目し、その違いに寄与する血行動態微小環境を解明することである。
  • 研究方法として、追跡期間中に成長を示した小脳動脈瘤を前向き動脈瘤データベースから選出し、形状変化前後の三次元回転血管造影（3DRA）画像を用いて詳細な形状解析およびCFD（Computational Fluid Dynamics）に基づく血行動態解析を実施した。
  • 結果として、局所的成長では成長部位において低い壁剪断応力（WSS）と高い振動剪断指数（OSI）が認められ、全体的拡大の場合はWSSの増加と高い空間的壁剪断応力勾配（WSSG）が観察された。
  • 結論として、異なる動脈瘤成長タイプには個別の血行動態微小環境が関与しており、これらの病理学的WSSの時空間変化が初期化作用を有する可能性が示唆され、将来の血行動態および組織学的研究において局所的成長と全体的拡大の区別を検討する必要がある。

(006) Varble[11]

📕 書誌情報

Rupture Resemblance Models May Correlate to Growth Rates of Intracranial Aneurysms: Preliminary Results.

Nicole Varble, Kenichi Kono, Hamidreza Rajabzadeh-Oghaz, Hui Meng

World Neurosurg, 2018 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

破裂類似モデルは頭蓋内動脈瘤の成長速度と相関する可能性がある：予備的結果

💬 AI 要約

  • 本研究は、形態学的および血行動態（hemodynamic）に基づく破裂類似モデルと頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms, IAs）の成長との関連性を検討することを目的とした。
  • 解析方法として、成長するIAs（5例）と安定しているIAs（6例）の逐次画像を対象に、三次元セグメント画像および[computational fluid dynamics]シミュレーションを用いて、形態学的（RRSM）、血行動態（RRSH）および複合（RRSC）破裂類似スコアを算出し、ベースライン時点およびフォローアップ時点での比較解析を行った。
  • 結果として、ベースライン時点では統計的有意差は認められなかったものの、成長するIAsは高いアスペクト比、うねり指数、およびRRSCを示す傾向があり、さらに全ての破裂類似スコア（RRSM, RRSH, RRSC）と成長速度との間に有意な相関が確認された。
  • 結論として、本予備的研究の結果は、破裂したIAsに類似する頭蓋内動脈瘤がより速い成長率を示す可能性を示唆しており、臨床的リスク評価の向上に寄与する科学的根拠を提供するものである。

(007) Leng[16]

📕 書誌情報

Translesional pressure gradient and leptomeningeal collateral status in symptomatic middle cerebral artery stenosis.

X Leng, L Lan, H L Ip, F Fan, S H Ma, K Ma, H Liu, Z Yan, J Liu, J Abrigo, Y O Y Soo, D S Liebeskind, K S Wong, T W Leung

Eur J Neurol, 2018 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

症候性中大脳動脈狭窄における病変間圧力勾配とレプトメニンジアル・コラテラル状態

💬 AI 要約

  • 本研究は、コンピュータ断層撮影血管造影(CTA)に基づく数値流体力学(CFD)モデルを用いて、症候性中大脳動脈狭窄におけるレプトメニンジアル・コラテラル(LMC)状態に影響する因子を検討することを目的とした。
  • 本研究は横断的研究デザインに基づき、虚血性脳卒中または一過性脳虚血発作が認められる動脈硬化性M1中大脳動脈狭窄(50%-99%)患者85例の人口統計学的、臨床的および画像診断データを収集し、CTAによりLMC状態を良好または不良として評価するとともに、CFDモデルを構築して病変部位における圧力勾配を計算した。
  • 解析の結果、進行年齢および大きな病変間圧力勾配が独立して良好なLMC状態と関連しており、さらに低い空腹時血糖値も良好なLMC形成の傾向を示した。
  • 本研究は、頭蓋内動脈硬化性疾患におけるLMC成熟と病変間圧力勾配との間に相関が存在することを示唆しており、今後、より精緻かつ動的な脳血行動態およびLMC進展のモニタリングを伴う研究が必要とされる。

(008) Liu[8]

📕 書誌情報

Impact of Side Branches on the Computation of Fractional Flow in Intracranial Arterial Stenosis Using the Computational Fluid Dynamics Method.

Haipeng Liu, Linfang Lan, Xinyi Leng, Hing Lung Ip, Thomas W H Leung, Defeng Wang, Ka Sing Wong

J Stroke Cerebrovasc Dis, 2018 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学法を用いた脳内動脈狭窄におけるFractional Flow算出への側枝の影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、CFD (Computational Fluid Dynamics) シミュレーションにおいて、側枝 (side branch) の除去が脳内動脈狭窄におけるFractional Flow (FF) 算出値に及ぼす影響を評価することを目的とした。
  • 70%の局所腔内狭窄を有する理想化血管モデルを用い、親血管の半径の1/3または1/2の枝を距離5, 10, 15, 20 mmに配置した条件下で、圧力と流量を入口および出口境界条件としてCFDシミュレーションを実施し、さらに5件の患者特異的脳動脈モデルおよび一過性 (Transient) シミュレーションを用いて検証を行った。
  • その結果、理想化モデルにおけるFFの相対誤差は2%以内であり、患者特異的モデル間の比較では各ペアにおいてFFの相対差が1%未満、一過性モデルではFFの相対誤差が3.5%であることが確認された。
  • これらの結果は、CFDシミュレーションにおいて親血管半径の50%未満の側枝の除去が静的条件下ではFF測定精度に無視できる影響、かつ一過性条件下ではわずかな影響しか与えないことを示し、脳内動脈狭窄のCFDモデリングに貴重な知見を提供するものである。

(009) Matsuda[4]

📕 書誌情報

Modification of hemodynamics in basilar artery aneurysm by the single and Y stent placement1.

Tatsuya Matsuda, Yasumasa Ito, Kohei Masunaga, Yasuhiko Sakai, Keiko Irie, Koji Iwano, Koji Nagata

Technol Health Care, 2017 Oct 23

💬 AI 翻訳タイトル

単一及びY型ステント配置によるバジラ動脈動脈瘤の血行動態変化

💬 AI 要約

  • 本研究は、バジラ動脈動脈瘤に対する単一及びY型ステント配置が血行動態に与える影響を、血管分岐角度を考慮して評価することを目的とした。
  • 研究では、90度及び135度のバジラ動脈と後大脳動脈間の分岐角において、CFD (Computational Fluid Dynamics)シミュレーションとファントムモデル実験を用い、ステント未配置、単一ステント配置、Y型ステント配置の場合の血行動態を解析するとともに、統計的指標を算出して動脈瘤破裂の可能性を評価した。
  • 結果として、135度の分岐角において、Y型ステント配置の場合はステント未配置及び単一ステント配置に比べて動脈瘤内の血流速度が低下し、さらに高いOSI及び低いAFIの領域が縮小することが明らかとなった。
  • 結論として、Y型ステント配置はバジラ動脈動脈瘤において止血及び血栓形成を促進し破裂リスクの低減に寄与する可能性が示唆された一方、単一ステント配置は動脈瘤の成長及び破裂を促進する可能性が示された。

(010) Skodvin[21]

📕 書誌情報

Rupture prediction of intracranial aneurysms: a nationwide matched case-control study of hemodynamics at the time of diagnosis.

Torbjørn Øygard Skodvin, Øyvind Evju, Christian A Helland, Jørgen Gjernes Isaksen

J Neurosurg, 2018 Oct

  • Keywords: ACoA = anterior communicating artery, CFD = computational fluid dynamics, IA = intracranial aneurysm, ICA = internal carotid artery, ICI = inflow concentration index, IQR = interquartile range, LSA = low shear area, MCA = middle cerebral artery, OSI = oscillatory shear index, PCoA = posterior communicating artery, PHASES = population, PLc = pressure loss coefficient, SAH = subarachnoid hemorrhage, VDR = viscous dissipation ratio, WSS = wall shear stress, computational fluid dynamics, hemodynamics, hypertension, age, size of aneurysm, earlier SAH from another aneurysm, site of aneurysm, intracranial aneurysm, rupture, subarachnoid hemorrhage, vascular disorders
  • DOI
  • PubMed
  • Google Scholar
  • OpenCitations [21]

💬 AI 翻訳タイトル

脳内動脈瘤の破裂予測：診断時の血行動態に関する全国一致ケースコントロール研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、診断初日における未破裂脳内動脈瘤の血行動態を【computer simulation (コンピュータシミュレーション)】を用いて解析することを目的とした。
  • 著者らは、36例の未破裂脳内動脈瘤を対象とし、そのうち12例が後に破裂したケースを含めて解析を行った。
  • 解析の結果、破裂に至った動脈瘤と破裂しなかった動脈瘤との間に明確な血行動態の相違が示された。
  • これらの知見は、くも膜下出血の発症リスク予測の精度向上に寄与し、早期治療介入が必要な患者の選定に役立つと結論付けられる。

(011) Yujie Li[5]

📕 書誌情報

Sensitivity study on modelling a flow-diverting stent as a porous medium using computational fluid dynamics.

David I Verrelli, William Yang, Winston Chong, Makoto Ohta

Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc, 2017 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学を用いたフローダイバーティング（FD）ステントの多孔性媒体としてのモデル化に関する感度解析

💬 AI 要約

  • 目的：本研究は、脳動脈瘤治療において広く用いられているフローダイバーティング（FD）ステントを、計算流体力学（CFD）を利用して多孔性媒体としてモデル化した際のパラメータ（厚さ及び透過性）の変動が血行力学に与える影響を明らかにすることを目的とした。
  • 方法：実際のFDステント形状を用いる代替手法として、多孔性媒体モデルを構築し、厚さと透過性の変化が血行力学に及ぼす影響を解析した。
  • 結果：解析の結果、透過性に対しては有意な感度が認められた一方で、透過性が事前に調整されている場合、厚さの変化による影響はほとんど見られなかった。
  • 結論：本解析結果は[in-vitro]モデルとの比較で良好な一致を示し、今後の多孔性媒体を用いたFDステントシミュレーションへの応用に有益な情報を提供することを示唆している。

(012) Zhu[24]

📕 書誌情報

Quantitative assessment of changes in hemodynamics of the internal carotid artery after bypass surgery for moyamoya disease.

Fengping Zhu, Yi Qian, Bin Xu, Yuxiang Gu, Kaavya Karunanithi, Wei Zhu, Liang Chen, Ying Mao, Michael K Morgan

J Neurosurg, 2018 Sep

  • Keywords: CFD = computational fluid dynamics, CoW = circle of Willis, EC = external carotid, ICA = internal carotid artery, MMD = moyamoya disease, NOVA = Noninvasive Optimal Vessel Analysis, PD = pressure drop, PDI = PD index, QMRA = quantitative MR angiography, WSS = wall shear stress, bypass, computational fluid dynamics, magnetic resonance angiography, moyamoya disease, pressure drop, vascular disorders, vessel remodeling
  • DOI
  • PubMed
  • Google Scholar
  • OpenCitations [24]

💬 AI 翻訳タイトル

モヤモヤ病に対するバイパス手術後の内頸動脈の血行動態変化の定量的評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、モヤモヤ病患者におけるバイパス手術が両側内頸動脈の血行動態に及ぼす効果を定量化し、内頸動脈に沿った圧力降下（Pressure Drop, PD）を推定することで手術成績を予測することを目的とした。
  • 対象患者の術前および術後の定量MR血管造影による流量データを用い、後ろ向きに記録をレビューし、定量MR血管造影と[Computational Fluid Dynamics]を用いて形態学的および血行動態的変化を測定した。
  • 結果として、手術側内頸動脈においてPDが約21.18%減少し、対側では約11.75%増加（p = 0.001）することが明らかとなり、さらに[Circle of Willis]の構成（完全または不完全）により対側PDの変化が異なることが示された。
  • これらの結果は、PDがバイパス手術の成績評価のための信頼できる生体力学的指標として利用可能であり、対側内頸動脈の血管リモデリング特性が[Circle of Willis]の構成に関連していることを示している。

(014) Xiang[12]

📕 書誌情報

Initial Clinical Experience with AView-A Clinical Computational Platform for Intracranial Aneurysm Morphology, Hemodynamics, and Treatment Management.

Jianping Xiang, Nicole Varble, Jason M Davies, Ansaar T Rai, Kenichi Kono, Shin-Ichiro Sugiyama, Mandy J Binning, Rabih G Tawk, Hoon Choi, Andrew J Ringer, Kenneth V Snyder, Elad I Levy, L Nelson Hopkins, Adnan H Siddiqui, Hui Meng

World Neurosurg, 2017 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の形態、血行動態および治療管理のための臨床計算プラットフォームAView-Aに関する初期臨床経験

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、複雑な血行動態および形態学的因子を部分的にしか考慮できない頭蓋内動脈瘤（IA）の破裂リスク評価の課題に対応するため、臨床現場で迅速に血行動態および形態計測を実施できるプロトタイプ計算プラットフォームであるAViewの開発とその初期経験を報告することである。
  • 方法として、AViewソフトウェアは米国6施設、日本2施設の計8医療センターにて展開され、8名の臨床医が2012年9月から2013年1月にかけて12症例に対して、血行動態、形態評価、[flow visualization]および破裂リスクの代理指標である[rupture resemblance score]の提供を行った。
  • その結果、3症例ではAViewが臨床医の治療判断を確認し、別の3症例では複数の動脈瘤の中から高リスクと考えられるものを提示し、さらに5症例では曖昧な状況下で治療判断に追加情報を与えることが示された。また、1例のステント補助コイリング症例においては、[flow visualization]により直感的なステント配置が動脈の閉塞を引き起こすリスクが示唆され、治療計画の再検討を促した。
  • 結論として、AViewは頭蓋内動脈瘤の治療判断の確認、複数動脈瘤中の優先治療対象の提示、及び治療計画のための追加情報提供を通じ、臨床における有用性を示唆し、結果として不良転帰を回避する可能性を示している。

(016) Berg[18]

📕 書誌情報

Multiple intracranial aneurysms: a direct hemodynamic comparison between ruptured and unruptured vessel malformations.

Philipp Berg, Oliver Beuing

Int J Comput Assist Radiol Surg, 2018 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

多発脳内動脈瘤：破裂および非破裂血管奇形間の直接的な血行力学的比較

💬 AI 要約

  • 本研究は、多発脳内動脈瘤患者において、前大循環および後大循環全体の領域をシミュレーションすることで、破裂した動脈瘤と非破裂動脈瘤間の血行力学的特徴を直接比較することを目的とした。
  • 画像に基づくシミュレーション技術を用いて、6人の患者から11例の非破裂および6例の破裂動脈瘤の3D表面をセグメンテーションし、形態学的パラメータおよび血流シミュレーションによる血行力学的特性を評価した。
  • 形態学的比較では、動脈瘤の首部アスペクト比に有意差が認められなかった一方で、サイズ比、アスペクト比、表面積、体積、非球形指数は破裂例で有意に高いことが明らかとなった。また、各患者において破裂動脈瘤は平均壁せん断応力が最も低く、振動せん断が最も高いという結果が得られた。
  • 以上の結果から、完全な脳血管領域を含むシミュレーションモデルでは、破裂と非破裂動脈瘤間で異なる形態学的および血行力学的パターンが観察され、これらの知見は単一奇形に焦点を当てた研究と良好に一致することが示され、破裂例における複雑な流動パターンのさらなる解明が必要であることが示唆された。

(017) Zhou[55]

📕 書誌情報

Association of wall shear stress with intracranial aneurysm rupture: systematic review and meta-analysis.

Geng Zhou, Yueqi Zhu, Yanling Yin, Ming Su, Minghua Li

Sci Rep, 2017 Jul 13

💬 AI 翻訳タイトル

壁せん断応力と脳内動脈瘤破裂との関連：システマティックレビューおよびメタアナリシス

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳内動脈瘤破裂における壁せん断応力（Wall Shear Stress; WSS）の大きさと破裂との関係を評価し、CFD（Computational Fluid Dynamics）解析におけるWSSの役割に関する相反する知見に新たな洞察を提供することを目的とした。
  • 本研究では、PubMed、Medline、Springer、EBSCOを含む電子データベースを用いて、2016年7月1日までに発表されたすべての論文を対象にシステマティックな検索を実施し、ランダム効果メタアナリシスにより各研究の症例率を統合解析した。
  • 1257人の患者を対象としたCFDデータを含む22件の研究により、破裂した動脈瘤は低WSS（0-1.5 Pa）の割合が有意に高く（オッズ比2.17）、また、14件の研究の統合解析では破裂群において平均WSSが有意に低い（0.64 vs. 1.4 Pa, p = 0.037）ことが明らかとなった。
  • これらのメタアナリシスの結果から、局所的なWSSの低下が脳内動脈瘤破裂の重要な予測指標となり得ることが示された。

(018) Han[35]

📕 書誌情報

Computational Fluid Dynamics Simulation of Hemodynamic Alterations in Sigmoid Sinus Diverticulum and Ipsilateral Upstream Sinus Stenosis After Stent Implantation in Patients with Pulsatile Tinnitus.

Yanjing Han, Qingqing Yang, Zeran Yang, Jun Xia, Tianhao Su, Jianan Yu, Long Jin, Aike Qiao

World Neurosurg, 2017 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

脈動性耳鳴患者におけるシグモイド洞嚢膨出および同側上流静脈洞狭窄のステント留置後における血行動態変化の計算流体力学シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究は、上流静脈洞狭窄と脈動性耳鳴との関係、およびその狭窄がシグモイド洞嚢膨出の増大に与える影響とステント留置の有効性を評価することを目的とした。
  • 対象患者の[computed tomography venography]画像を用いて患者固有の幾何学的モデルを作製し、商用有限要素法ソフトウェア（ANSYS-14）を用いた計算流体力学シミュレーションにより、ステント留置前後の流速、流量、流速ベクトル、圧力、渦度、ならびに壁せん断応力を定性的および定量的に比較した。
  • ステント留置により流速の方向および大きさが改善され、流れはより滑らかで規則的なパターンとなり、嚢膨出頸部での高速血流の分布域は縮小、さらに峰値流速、流入率、圧力勾配、最大渦度がそれぞれ80.7%、68.7%、96.1%、91.3%減少し、嚢膨出頂部の異常に低い壁せん断応力が解消された。
  • これらの知見は、上流静脈洞狭窄が脈動性耳鳴の発症および嚢膨出の成長に主要な役割を果たしていることを示すとともに、ステント留置が脈動性耳鳴の治療に有効であることを裏付けた。

(019) Qiu[7]

📕 書誌情報

Intercorrelations of morphology with hemodynamics in intracranial aneurysms in computational fluid dynamics.

Tianlun Qiu, Guoliang Jin, Wuqiao Bao, Haitao Lu

Neurosciences (Riyadh), 2017 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学における脳内動脈瘤の形態学と血行力学の相互相関

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳内動脈瘤およびその母血管表面の形態学的指標と壁面せん断応力（Wall Shear Stress, WSS）を測定し、形態学的特徴とWSSとの関係を探究することを目的とした。
  • 研究では、2014年4月から2015年8月にかけて中国紹興市の紹興人民病院の血管内神経放射線治療部に紹介された39人の患者における47例の嚢状脳動脈瘤のデータを用い、前動脈瘤、動脈瘤、近位血管（1.0cm未満）の表面におけるWSSおよび壁圧（Wall Pressure, WP）を計算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）によって解析した。
  • 結果として、動脈瘤の遠位頸部に流入ジェットの衝撃帯が36例（76.6%）で認められ、前動脈瘤表面、動脈瘤、近位血管間でWSSに有意な差（p<0.001）が存在し、さらに動脈瘤WSSとアスペクト比（r=-0.296）、動脈瘤‐動脈間WSS比とサイズ比（r=-0.322）およびアスペクト比（r=-0.416）との間に有意な相関が認められた。
  • 結論として、流入ジェットの衝撃帯は動脈瘤の遠位頸部に位置し、アスペクト比およびサイズ比が動脈瘤のWSSに影響を及ぼすことが示され、これにより脳内動脈瘤の生体力学的特性に対する理解が深まった。

(020) Longo[31]

📕 書誌情報

Role of Hemodynamic Forces in Unruptured Intracranial Aneurysms: An Overview of a Complex Scenario.

Marcello Longo, Francesca Granata, Sergio Racchiusa, Enricomaria Mormina, Giovanni Grasso, Giuseppe Maria Longo, Giada Garufi, Francesco M Salpietro, Concetta Alafaci

World Neurosurg, 2017 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

未破裂頭蓋内動脈瘤における血行動力学的力の役割：複雑なシナリオの概観

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血行動力学的力が未破裂頭蓋内動脈瘤の発生、増大および破裂に与える影響を検討することである。
  • この研究では、PubMedにおける体系的な検索を実施し、223件の研究を対象として、様々な血行動力学パラメータおよび動脈瘤モデル作成手法が評価された。
  • その結果、複数の手法が頭蓋内動脈瘤の進展を包括的に解析するために用いられたものの、これらの血行動力学パラメータと動脈瘤の発生、増大、破裂リスクまたは安定化との関連性には議論が存在し、近年の知見は流れパターンの重要性を強調している。
  • 結論として、未破裂頭蓋内動脈瘤の自然史評価における血行動力学的力の役割は本質的に複雑であり、これらの力に基づく適切な破裂リスク層別化および治療戦略の確立にはさらなる研究が必要である。

(021) Evju[8]

📕 書誌情報

Robustness of common hemodynamic indicators with respect to numerical resolution in 38 middle cerebral artery aneurysms.

Øyvind Evju, Jose M Pozo, Alejandro F Frangi, Kent-Andre Mardal

PLoS One, 2017

💬 AI 翻訳タイトル

一般的血行動態指標の数値解像度に対する頑健性 ― 38例の中大脳動脈動脈瘤における検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、38例の中大脳動脈分岐部動脈瘤を対象に、計算流体力学（CFD）により算出される一般的な血行動態指標の数値解像度に対する収束性を検証することである。
  • 研究では、一般的な研究と同等の解像度と、より高精細な解像度の2種類においてCFDシミュレーションを実施し、2本の高引用文献から採取された血行動態指標が比較された。
  • 結果として、多くの血行動態指標は低解像度においても高い収束性（相関係数 > 0.95）を示したものの、特にOscillatory Shear Index（OSI）は相関係数0.83と低い結果を示し、対数Bland-Altmanプロットでは低剪断領域の割合や空間的・時間的勾配に顕著な差異が見られた。
  • 結論として、統計的には血行動態指標は異なる解像度間で概ね一致しているが、個々の評価においては明確な外れ値が存在するため、特別な注意が必要であることが示された。

(022) Bakhshinejad[44]

📕 書誌情報

Merging computational fluid dynamics and 4D Flow MRI using proper orthogonal decomposition and ridge regression.

Ali Bakhshinejad, Ahmadreza Baghaie, Alireza Vali, David Saloner, Vitaliy L Rayz, Roshan M D'Souza

J Biomech, 2017 Jun 14

💬 AI 翻訳タイトル

Proper Orthogonal Decomposition（POD）とリッジ回帰を用いた計算流体力学（CFD）と4D Flow MRIの融合

💬 AI 要約

  • 本研究は、4D Flow MRIが抱える取得ノイズ、流れのアーチファクト、解像度の限界といった問題に対処するため、計算流体力学（CFD）との統合手法を提案することを目的としています。
  • 本手法では、proper orthogonal decomposition（POD）を用いて、4D Flow MRIグリッドの低解像度とCFDメッシュの高解像度における流体方程式の解空間から正規直交基底を構築し、in vivoの4D Flow MRIデータを低解像度基底へ射影することでノイズ除去を実施しました。
  • 数値ファントムを用いた脳動脈瘤の流れシミュレーションにおいて、提案手法は他の先端的なノイズ除去法と比較して小規模な流れ構造をより良好に保持しつつノイズを効果的に除去する結果が得られました。
  • さらに、本手法は4D Flow MRIグリッド上では識別不可能なCFDメッシュの高解像度詳細を再構築し、圧力勾配や壁面剪断応力といった臨床的に重要なパラメータの精度向上に寄与することが確認されました。

(023) Giménez[7]

📕 書誌情報

Pulsatile flow in ventricular catheters for hydrocephalus.

Á Giménez, M Galarza, U Thomale, M U Schuhmann, J Valero, J M Amigó

Philos Trans A Math Phys Eng Sci, 2017 Jun 28

💬 AI 翻訳タイトル

水頭症における脳室カテーテル内の拍動性流れ

💬 AI 要約

  • 目的: 本研究は水頭症治療で用いられる脳室カテーテルの閉塞問題に対して、脳脊髄液の拍動性流れが及ぼす影響を検討することを目的とした。
  • 方法: 先行研究で定常境界条件下における三次元モデルを用いて計算流体力学 [computational fluid dynamics] により解析された脳脊髄液流れの研究を拡張し、振動境界条件を導入して拍動性の効果をシミュレーションした。
  • 結果: 解析の結果、拍動性流れによる補正効果は従来の定常流条件で得られた結果に比べて定量的に小さいことが明らかとなった。
  • 結論: これにより、従来の流れの改善デザイン原理が依然として有効であり、脳室カテーテル閉塞問題の軽減に寄与するという以前の結論が再確認された。

(024) Caroff[22]

📕 書誌情報

A computational fluid dynamics (CFD) study of WEB-treated aneurysms: Can CFD predict WEB "compression" during follow-up?

Jildaz Caroff, Cristian Mihalea, Valerio Da Ros, Takanobu Yagi, Marta Iacobucci, Léon Ikka, Jacques Moret, Laurent Spelle

J Neuroradiol, 2017 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

WEB治療動脈瘤のCFD研究：CFDはフォローアップ中のWEB「圧迫」を予測できるか？

💬 AI 要約

  • 本研究は、WEB治療後の動脈瘤閉塞悪化の根底にあるメカニズムが血流に起因するかどうかをCFD解析を用いて検討することを目的とした。
  • 前処置における3D回転血管造影を用い、中大脳動脈または基底動脈先端に位置する未破裂動脈瘤に対してWEBデバイス治療を施された全ての連続患者のデータを対象にCFD解析を実施し、デジタル減算法による追跡血管造影でWEB「圧迫」の有無に基づいて患者群を二分し、CFD流入比との相関性を統計解析した。
  • 解析対象の22例中3例を除外し、平均17ヶ月の追跡期間において11例でWEBデバイスの圧迫が認められ、統計解析の結果、動脈流入比とWEB圧迫との間に有意な相関（P=0.018）が認められたが、動脈瘤体積、アスペクト比、または頚部サイズとは有意な相関は認められなかった。
  • 本研究の結果は、WEB治療におけるデバイス圧迫のメカニズムに少なくとも部分的に高い動脈流入が関与していることを示唆し、この現象の解明にはさらなる理論的および動物実験による研究が必要であると結論づけた。

(025) Dennis[13]

📕 書誌情報

Cerebral aneurysm blood flow simulations are sensitive to basic solver settings.

Kendall D Dennis, David F Kallmes, Dan Dragomir-Daescu

J Biomech, 2017 May 24

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の血流シミュレーションは基本的なソルバー設定に敏感である

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤周囲の血行動態[hemodynamics]の計算モデルにおいて、入力値の変動に対するモデルの感度がソルバー設定に依存するかどうかを検討することを目的としている。
  • 方法として、3つの動脈瘤モデルに対し、時刻刻み[time step]（10^-3s, 10^-4s, 10^-5s）とモデル残差誤差[residual error]（10^-4, 10^-5, 10^-6）の変動に着目した形式的感度解析および最適化戦略を実施し、ANSYS Fluentを用いて解析を行った。
  • 結果、最も厳密な組み合わせ（10^-5sおよび10^-6）に対して比較した際、10^-4sの時刻刻みと10^-5の残差誤差を用いたケースでは、全モデルにおいて平均速度および壁面せん断応力[WSS]のRMS誤差が1%未満に収束し、シミュレーション時間も大幅に短縮されたことが示された。
  • 結論として、脳動脈瘤の時間依存性流動特性を解明するためには、十分に小さい時刻刻みと残差誤差の設定が必要であり、不十分な解像度では誤差が累積するリスクがあることが本研究の貢献である。

(026) Cebral[9]

📕 書誌情報

Understanding Angiography-Based Aneurysm Flow Fields through Comparison with Computational Fluid Dynamics.

J R Cebral, F Mut, B J Chung, L Spelle, J Moret, F van Nijnatten, D Ruijters

AJNR Am J Neuroradiol, 2017 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学との比較による血管造影に基づく動脈瘤流場の解明

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動的血管造影データから再構築された流場が、頭蓋内動脈瘤における主要な流れ構造を現実的に表現できるかどうかを評価することである。
  • そのために、介入治療中に得られたDSA（Digital Subtraction Angiography）に基づく流場再構築を、患者個別の計算流体力学（CFD）モデルによる流場と質的に比較し、さらにベクトル場の方向類似性を計算することで定量的に評価した。
  • 評価の結果、親動脈におけるDSAと投影されたCFD流場間の平均類似度は78%であったのに対し、動脈瘤領域では30%にとどまり、また約60%の症例で流入口ジェット、主要渦構造、嚢内流の分岐および主要回転方向といった主要な流れ特徴が捉えられていた。
  • 複数の要因がDSAシーケンスからの2次元流場再構築に影響を及ぼすものの、これらのDSAに基づく流量定量技術は、親動脈における複雑な渦流や二次流の捕捉には限界がある一方で、平均軸方向流および対応する流量の良好な表現を提供することから、複数射影による3次元情報の補完と合わせることで臨床応用に一定の有用性を示す。

(027) Piskin[16]

📕 書誌情報

Tetralogy of Fallot Surgical Repair: Shunt Configurations, Ductus Arteriosus and the Circle of Willis.

Senol Piskin, Gozde Unal, Ahmet Arnaz, Tayyar Sarioglu, Kerem Pekkan

Cardiovasc Eng Technol, 2017 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

ファロー四徴症の外科的修復：シャント構成、動脈管およびウィリス輪

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ファロー四徴症（TOF）の外科的修復のために検討されている三種類の新規シャント構成の血行動態性能を詳細に解析することである。
  • 実験的に検証された二次精度の計算流体力学（CFD）ソルバーと、動脈管および患者固有のウィリス輪を含むパラメトリック新生児疾患大血管モデルを用い、標準的な短絡抵抗CFD境界条件と完全な脳動脈系との比較を行った。
  • その結果、腕頭動脈、左内頸動脈および鎖骨下動脈における流量がそれぞれ21%、-13%、37%異なり、シャント構成により大動脈弓および脳動脈での流分割が有意に変化することが示された。
  • これらの結果は、肺動脈における流量が高いことから、外科医が中央斜めシャントや右肺動脈シャントよりも直接シャントを選択する可能性を示唆するとともに、本拡張モデルは術後の神経発達の質と相関する脳血行動態の新たな性能指標を導入している。

(028) Song[15]

📕 書誌情報

Morphological and Hemodynamic Differences Between Aneurysmal Middle Cerebral Artery Bifurcation and Contralateral Nonaneurysmal Anatomy.

Jianping Song, Fengping Zhu, Yi Qian, Chubin Ou, Jiajun Cai, Xiang Zou, Zehan Wu, Wei Zhu, Liang Chen, Ying Mao

Neurosurgery, 2017 Nov 01

💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤を有する中大脳動脈分岐部と対側非動脈瘤解剖構造との形態学的および血行力学的差異

💬 AI 要約

  • 本研究は、動脈瘤を持つ中大脳動脈(MCA)分岐部と対側の非動脈瘤解剖構造との形態学的および血行力学的差異を明らかにすることを目的とした。
  • 36例の一側性小嚢状MCA分岐部動脈瘤患者のComputed Tomography Angiography(CTA)画像を用い、親枝・子枝角(φ1とφ2)、分岐角(φ = φ1 + φ2)、傾斜角(γ)などを評価し、さらに6例でComputational Fluid Dynamics(CFD)シミュレーションを実施して血行力学を解析した。
  • その結果、動脈瘤を有する側では対側と比較してφ角、φ1、φ2、γ角が有意に大きく、回帰分析ではMCA分岐部の位置と併せてφ角のみが動脈瘤の存在と関連し、φ角のカットオフ値124.8°が示されたほか、CFDシミュレーションにより、動脈瘤側の分岐部で流体抵抗が顕著に高いことが確認された。
  • これらの所見は、より大きなφ角がMCA動脈瘤の形成に関連する潜在的な血行力学的因子であり、動脈瘤発生のメカニズムへの理解を深める科学的知見として貢献するものである。

(029) Misiulis[5]

📕 書誌情報

A fluid-structure interaction model of the internal carotid and ophthalmic arteries for the noninvasive intracranial pressure measurement method.

Edgaras Misiulis, Algis Džiugys, Robertas Navakas, Nerijus Striūgas

Comput Biol Med, 2017 May 01

💬 AI 翻訳タイトル

非侵襲的頭蓋内圧測定法のための内頚動脈および眼動脈の流体‐構造相互作用モデル

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内圧（ICP）の正確かつ臨床的に安全な測定が極めて重要であることに鑑み、非侵襲的なICP測定法の改善を目的としている。
  • 研究では、時間依存的な挙動を示す弾性を有する内頚動脈（ICA）および眼動脈（OA）と脈動血流との相互作用を再現するため、流体‐構造相互作用（FSI）モジュールを組み込んだ一般化計算モデルを構築し、シミュレーションを行った。
  • その結果、測定点間での水力学的圧力損失を反映する追加のバランス圧力項をバランス方程式に加える必要があり、さらに頭蓋内眼動脈（IOA）と頭蓋外眼動脈（EOA）間の血流速度の差異に対応する補正が不可欠であることが明らかとなった。
  • これにより、本研究は非侵襲的ICP測定法におけるバランス原理の精度向上に寄与する新たな理論的枠組みを提供し、臨床応用の安全性および正確性の向上に資するものである。

(030) Qiu[31]

📕 書誌情報

Association between hemodynamics, morphology, and rupture risk of intracranial aneurysms: a computational fluid modeling study.

Tianlun Qiu, Guoliang Jin, Haiyan Xing, Haitao Lu

Neurol Sci, 2017 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の血行力学、形態および破裂リスクの関連性：計算流体力学モデリング研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤の形態と壁面せん断応力（WSS）の相関関係を検討し、破裂リスクの信頼性の高い予測因子を特定することを目的とした。
  • 本研究では、63人の患者から得られた72個の頭蓋内動脈瘤（破裂群41個、非破裂群31個）を対象に、動脈瘤を狭い（aspect ratio ≥1.4）群と広い-necked（aspect ratio <1.4またはneck width ≥4 mm）群に分類し、計算流体力学（computational fluid dynamics）を用いてWSSの分布を解析するとともに、クリップ処置された動脈瘤の壁部の組織学的検査を実施した。
  • 統計解析の結果、破裂した動脈瘤は非破裂動脈瘤に比べて低WSS面積比（LSAR）が大きく、また親血管に対するWSS比が高いことが示された。
  • 本研究は、動脈瘤の形態が血流分布およびWSSの大きさに影響を与え、各形態に関連する異なる機序によって高WSSおよび低WSSが局所的な壁損傷および破裂に寄与することを明らかにした。

(031) Doddasomayajula[24]

📕 書誌情報

Differences in Hemodynamics and Rupture Rate of Aneurysms at the Bifurcation of the Basilar and Internal Carotid Arteries.

R Doddasomayajula, B Chung, F Hamzei-Sichani, C M Putman, J R Cebral

AJNR Am J Neuroradiol, 2017 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

基底動脈および内頸動脈分岐部における動脈瘤の血行動態および破裂率の差異

💬 AI 要約

  • 本研究は、基底動脈先端と内頸動脈分岐部に発生する動脈瘤の血行動態の違いが、それぞれの破裂リスクの差異を説明できるかどうかを検証することを目的とした。
  • 画像に基づく計算流体力学（CFD）を用いて、基底動脈先端の動脈瘤63例（破裂27例、非破裂36例）および内頸動脈分岐部の動脈瘤54例（破裂11例、非破裂43例）、計117例を解析した。
  • 解析の結果、基底動脈先端の動脈瘤は、内頸動脈分岐部の動脈瘤に比べ、より集中した流入、高い流入速度、より大きな振動せん断指数、複雑な流れパターン、及び低壁せん断応力領域が小さいことが明らかとなり、破裂した動脈瘤は非破裂動脈瘤と比較してこれらの高流量状態を呈していた。
  • これらの高流量状態、特に基底動脈先端の動脈瘤においては、内頸動脈分岐部の動脈瘤と比較して、破裂リスクの高さを説明する可能性が示唆された。

(032) Mohd Adib[18]

📕 書誌情報

Minimizing the blood velocity differences between phase-contrast magnetic resonance imaging and computational fluid dynamics simulation in cerebral arteries and aneurysms.

Mohd Azrul Hisham Mohd Adib, Satoshi Ii, Yoshiyuki Watanabe, Shigeo Wada

Med Biol Eng Comput, 2017 Sep

  • Keywords: Cerebral aneurysm, Computational fluid dynamics, Measurement integrated simulation, Phase-contrast magnetic resonance imaging, Pressure boundary condition
  • DOI
  • PubMed
  • Google Scholar
  • OpenCitations [18]

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈および動脈瘤における相関磁気共鳴画像法（PC-MRI）と計算流体力学（CFD）シミュレーション間の血流速度差の最小化

💬 AI 要約

  • 本研究は、PC-MRI測定とCFDシミュレーション間の血流速度差を最小化するため、新たな出口条件（出口圧）をCFDに課す戦略を提案し、患者特異的血行動態の詳細な解析を目的としている。
  • 研究では、分岐部に位置する動脈瘤患者10例のデジタルサブトラクション血管造影画像から再構築されたデータを用い、圧力固定（P-fixed）、流量制御（Q-control）、および速度場最適化（V-optimized）の三つのアプローチを検討した。
  • 数値解析の結果、V-optimizedアプローチが入口速度で正規化した平均速度差を19.3%に低減する最高の成果を示し、最も大きな速度差が壁面および血管分岐部で観察され、壁面せん断応力に影響を与えた。
  • これらの知見は、PC-MRIとCFDシミュレーションを統合する新たな方法論を提供し、患者特異的血行動態評価における速度差の理解を深める上で重要な貢献を果たしている。

(033) Kamide[7]

📕 書誌情報

Delayed asymptomatic coil migrations toward different arteries after aneurysmal embolization: case report.

Tomoya Kamide, Kouichi Misaki, Iku Nambu, Masanao Mohri, Naoyuki Uchiyama, Mitsutoshi Nakada

Acta Neurochir (Wien), 2017 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤塞栓術後の遅発性無症候性コイル移動：症例報告

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈瘤塞栓術後、特に治療数ヶ月後に起こる非常に稀な遅発性コイル移動の症例を報告することである。
  • 77歳女性において、無合併症の動脈瘤塞栓術後3ヶ月で、前大脳動脈および後交通動脈（PCoA）へのコイル移動が認められ、症例評価が行われた。
  • 治療には閉セルステントを用い再治療が成功し、Computational Fluid Dynamics [CFD]解析により、初回治療動脈瘤の残存空洞内に高い壁面剪断応力 [WSS]と複数の渦が検出された。
  • これらの結果は、CFD解析が本症例のような稀な合併症の検出および予測に有用であり、ステント補助技術が重要な治療選択肢となり得ることを示唆している。

(034) Mukherjee[19]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

大血管流中の慣性粒子力学 ― 動脈塞栓症のモデリングへの示唆

💬 AI 要約

  • 本研究は、脈動性大血管の血行力学に特有の渦巻くカオス的流れ構造を通じた慣性粒子の動態の複雑性が、粒子輸送の予測において重大な課題をもたらすことに着目し、動脈塞栓症のモデリングに与える影響を明らかにすることを目的としている。
  • 研究では、画像ベースのCFDおよび離散粒子ダイナミクスモデリングに基づく計算フレームワークを用い、複数のパラメータをサンプリングする手法によって塞栓粒子の動態と輸送が解析された。
  • 解析の結果、材料特性、塞栓サイズ、放出のタイミングおよび塞栓源が、脳、腎および腸間膜、さらに大腿-腸骨血管床への塞栓分布に強い影響を与えることが示され、また剪断勾配揚力およびエラストホイドロダイナミック接触の重要性が明確化された。
  • これらの観察結果は、粒子慣性、流体-粒子密度比、壁衝突とカオス的流れ構造との複雑な相互作用が、粒子の運動を非自明に分散させることを示唆しており、本研究は動脈塞栓症の理解およびそのモデリングの発展に貢献する。

(035) Pu[13]

📕 書誌情報

Intracranial atherosclerosis: From anatomy to pathophysiology.

Yuehua Pu, Linfang Lan, Xinyi Leng, Lawrence Ks Wong, Liping Liu

Int J Stroke, 2017 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

内頭蓋動脈硬化症：解剖学から病態生理まで

💬 AI 要約

  • 本レビューの目的は、内頭蓋動脈硬化症（ICAS）の機能的重症度の評価に用いられる新規血管造影法を総括し、その限界と将来的展望を検討することである。
  • 評価手法として、信号強度比によるFractional Flowの推定、Computational Fluid Dynamics（CFD）解析、圧力ワイヤー法、および定量的磁気共鳴血管造影が取り上げられた。
  • 検討の結果、Fractional Flowは側副循環状態および脳血流を反映する可能性が示唆されたが、その正確性は未検証であり、心血管分野での計算手法が脳血管分野にそのまま適用できないことが明らかとなった。
  • 結論として、狭窄と脳血流の関係は個別的であるため、症候性内頭蓋動脈狭窄症患者の選定において内頭蓋血行動態基準を用いることが診断および治療戦略の最適化に寄与することが示唆された。

(036) Sano[19]

📕 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型および非破裂型脳動脈瘤間の血行動態学的相違：2例報告と新規パラメーターOscillatory Velocity Indexの提案

💬 AI 要約

  • 本研究は、同一部位に同時に存在する破裂型および非破裂型脳動脈瘤の血行動態学的特徴を明らかにし、破裂状態に関連する特性を検討することを目的としている。
  • 研究方法として、共通の親動脈に位置する2例の動脈瘤（各例ともサブアラニヒド出血を伴う）について、術前に形態学的および血行動態学的検査を実施し、破裂状態を診断した。
  • 結果として、破裂型動脈瘤では形状指標が高く、壁せん断応力、壁せん断応力勾配、及び動脈瘤形成指標が低い一方、Oscillatory Shear Index及び新規パラメーターであるOscillatory Velocity Indexが高値を示した。
  • 結論として、適切なモデルを用いた定量的な血行動態評価により、くも膜下出血や動脈瘤位置によるバイアスを最小限に抑えつつ破裂状態を識別できることが示唆され、Oscillatory Velocity Indexが新たな評価パラメーターとして提案された。

(037) Chnafa[25]

📕 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

動脈分岐部の圧力低下を考慮した脳血管流分布の改善された簡易モデル化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈分岐部でのエネルギー損失を考慮することにより、脳血管網における流れの特徴を捉える簡易モデルの精度向上を検証することである。
  • 方法として、3Dアンジオグラムからセグメント化された70件の脳血管ネットワークを用いて、自動的に分布型ラumpedモデルを作成し、分岐部でのエネルギー損失を考慮した場合としない場合の流出率を3D計算流体力学(Computational Fluid Dynamics)シミュレーションと比較した。
  • 結果として、動脈分岐部でのエネルギー損失を無視すると前大脳動脈を通る流量が4.7±6.8%過大評価され、その他の血管への流量分布にも影響を及ぼすが、エネルギー損失を考慮するとその誤差が0.1±3.2%まで減少し、337の出口血管全体での95%信頼範囲が±13.5%から±6.5%に縮小した。
  • 結論として、本研究は最小限の入力と計算資源で信頼性の高い流出率の推定を可能とし、分岐部でのエネルギー損失が脳血管を含む他の生理学的ネットワークにも応用可能であることを示す、これまでで最大の3Dシミュレーションとの検証事例である。

(038) Vali[18]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

血流変化手術後の椎骨基底動脈瘤における造影剤輸送の計算流体力学モデリング

💬 AI 要約

  • 本研究は、患者個別の計算流体力学（CFD）モデルを用い、血流変化手術が施行される複雑な椎骨基底動脈瘤において、造影剤輸送をシミュレーションすることで、手術計画の改善に寄与することを目的とした。
  • 2例の椎骨基底動脈瘤患者に対して患者個別のCFDモデリングを実施し、速度場に加えて、流れに沿って受動的に移動する仮想造影剤モデリングおよびヨード系造影剤を用いた血液混合物のモデリングという二つのアプローチで造影剤輸送をシミュレーションした。
  • 得られたCFDによる造影剤輸送パターンは、術前および術後のin vivo X線血管造影像と定性的に比較され、混合物モデリングアプローチが血管造影データとより整合性があることが示された。
  • 本研究は、造影剤注入の影響を考慮した混合物モデリングが再現性に優れる一方で、注入手技に依存しない流れの滞留時間評価を行う仮想造影剤モデリングが血栓沈着の予測に適していることを示し、椎骨基底動脈瘤の術前計画への科学的貢献を果たした。

(039) Sejkorová[13]

📕 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

破裂前後における中大脳動脈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

  • 本研究の目的は、破裂前後の追跡期間中における中大脳動脈動脈瘤の血行動態変化を解析し、破裂に関連する要因を解明することである。
  • 本症例研究では、破裂前の2回の訪問時の画像データと破裂時の3次元[3D]デジタルサブトラクション血管造影(DSA)画像を用い、計算流体力学[CFD]シミュレーションを実施した。
  • 解析の結果、破裂部位において壁せん断応力[WSS]および流速の低下が確認され、インピンジメントジェットの位置が時間とともに変化し、追跡時に侵襲領域が破裂部近傍へ移動していることが明らかとなった。
  • これらの結果は、ドーム部でのWSSの上昇と、ダウターブレブにおける低壁せん断応力面積[LSA]の拡大、低速流および渦の形成が破裂に寄与する可能性を示唆しており、追跡期間中のCFD解析が動脈瘤破裂リスク評価の診断ツールとして有用であることを示している。

(040) Miraucourt[12]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

脳静脈系における血流：モデリングとシミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究は、医用画像データ、三次元再構成、メッシュ生成、および患者特異的幾何形状における血流シミュレーションを統合する総合的なソフトウェアプラットフォームの開発を目的とした。
  • 本研究では、部分的な血管ネットワークや縮約次元シミュレーションの代替として、頭蓋内静脈ネットワークという完全な剛性マクロ血管回路に対し、完全三次元血流シミュレーションを実施し、無次元[Navier-Stokes]方程式に基づく非圧縮性粘性流体の流れを記述した。
  • 数値解析の結果、医用画像から得られた現実的な幾何構造を用いた五種類のメッシュによってシミュレーションパイプラインの実現可能性が示され、仰臥位における合流部での非対称的な挙動といった特徴が明らかになった。
  • 本研究は、頭蓋内静脈系における患者特異的血流シミュレーションのための堅牢かつ包括的なモデリング手法を提示することで、バイオメディカルエンジニアリング分野の血流解析に新たな知見を提供する点で貢献している。

(041) Peach[8]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

仮想フローダイバージャー治療計画：分岐部動脈瘤におけるデバイス配置が血行力学に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、分岐部動脈瘤においてフローダイバージャーデバイスの配置が血行力学に与える影響を明らかにすることである。
  • 研究では、3種類の分岐部動脈瘤モデルを用い、各モデルに対して2通りのデバイス配位置を仮想的に適用し、迅速配置アルゴリズムを用いて一過性および定常状態の計算流体力学（Computational Fluid Dynamics）シミュレーションを実施した。
  • その結果、各モデルにおいて特定のデバイス配置が、動脈瘤への流入量、平均壁剪断応力および最大壁剪断応力の大幅な低下（それぞれ最大で25.3%、14.6%、12.1%）をもたらすことが示された。
  • 結論として、最適なデバイス配置は単純なものではなく各動脈瘤に依存するが、正確な定常状態シミュレーションと迅速配置アルゴリズムの組み合わせにより、臨床現場での仮想治療パイプラインの実現が有望であることが示唆された。

(042) Liu[34]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈狭窄の機能評価：計算流体力学に基づくパイロットスタディ

💬 AI 要約

  • 本研究は、重度の頭蓋内狭窄の血行動態上の意義を定量的に評価するため、fractional pressure ratio (FPR) の概念を導入し、計算流体力学 (CFD) に基づく非侵襲的手法であるFPRCFDを、侵襲的手法によるFPR測定と比較することを目的とした。
  • 11人の重度頭蓋内狭窄患者が対象とされ、各患者についてCT血管造影から三次元(3D)動脈再構築を行い、Navier-Stokes方程式に支配される数学的モデルと遠位抵抗およびコンプライアンスを考慮した流出条件を適用することで脳血行動態がCFDによって解析された。
  • 統計解析の結果、CFD手法は侵襲的測定と同等の結果を達成し、fractional pressure ratioとFPRCFDは狭窄率に対して線形比例は示さないものの、非常に近接して高い相関を有していることが明らかとなった。
  • これらの結果から、提案されたCFDに基づく非侵襲的方法が、脳動脈狭窄による機能的変化の評価に有用である可能性が示唆された。

(043) Otani[16]

📕 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

コイル塞栓化脳動脈瘤における血流特性に対するコイル配置の効果に関する計算流体力学（CFD）研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、コイル塞栓化脳動脈瘤における血流特性に対するコイル配置の影響を解明することを目的とした。
  • 本研究では、物理現象に基づくシミュレーションにより構築されたコイル展開（CD）モデルを用い、計算流体力学（CFD）シミュレーションによって血流解析を行った。
  • CFD解析の結果、コイルパッキング密度（PD）の増加に伴い、コイル配置に依存せず血管内の全流動モーメントおよび運動エネルギーが徐々に低下する一方、全せん断速度は相対的に高い状態を維持し、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することが明らかとなった（臨床上用いられるPD範囲は20–25％）。
  • 十分なせん断速度の低下が血栓形成に不可欠であることから、本研究の知見は、コイル配置がコイル塞栓術の治療効果に与える影響を理解する上で有用な示唆を提供する。

(044) Geers[41]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤発生部位における壁剪断応力

💬 AI 要約

  • 本研究は、従来の高WSS領域（分岐尖端や血管曲がりの外側壁）以外の部位における脳動脈瘤発生サイトでの壁剪断応力（Wall Shear Stress [WSS]）フィールドを解析することを目的とした。
  • 10例の前大脳動脈A1部に動脈瘤を有する症例と10例の対照例を用い、動脈瘤を仮想的に除去した血管モデルに対して計算流体力学（Computational Fluid Dynamics [CFD]）シミュレーションを実施し、枝面を二次元パラメトリックスペース上にマッピングする手法で定性的・定量的評価を行った。
  • その結果、動脈瘤を有する枝は高いWSSおよびWSS勾配を特徴とし、特に動脈瘤発生部位はWSS大きさの時間変動のピークと一貫して一致することが明らかとなった。
  • これにより、本研究は従来の評価手法が適用されにくい部位での脳動脈瘤発生に関する血行動態因子の理解と、先進的な評価技術の確立に寄与するものであると結論づけられる。

(045) Levitt[24]

📕 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

高分解能・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ーを用いた脳動脈瘤コイリングの計算流体力学：均質多孔質媒体アプローチとの比較

💬 AI 要約

  • 本研究は、シンクロトロンX線マイクロトモグラフィーによって得られた高分解能イメージングを用い、コイル挿入後の脳動脈瘤の血行動態を解析することで、動脈瘤の成長、破裂、及び治療結果における血行力学的影響を明らかにすることを目的とした。
  • 研究方法として、3次元[printing]によって作成された物理モデルに実際の患者治療で用いられるコイル塞栓術を施し、その後、高分解能シンクロトロンX線マイクロトモグラフィーでコイル塊のイメージングを行い、個別の境界条件を反映した[computational fluid dynamics]シミュレーションを実施した。
  • 結果として、従来の均質多孔質媒体モデルは、イメージングに基づくモデルと比較し、動脈瘤内の流量を過大評価し、振動剪断指数や粘性散逸を過小評価、さらに壁剪断応力およびその勾配については過大または過小に予測することが明らかとなった。
  • 以上の結果は、複雑なコイル形状を高分解能シンクロトロンX線マイクロトモグラフィーにより正確に評価することが、脳動脈瘤コイリング後の重要な血行動態パラメータの精度向上に寄与する可能性を示唆している。

(046) Ellwein[13]

📕 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

運動時の空間的・時間的血行動態の非侵襲的予測のための近赤外分光法（NIRS）による酸素飽和度データの解釈に向けて

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、運動時の血流が高まる条件下で不足しているデータに対応するため、近赤外分光法（NIRS）による酸素飽和度データを用いて空間的・時間的血行動態の非侵襲的予測に資する手法を確立することである。
  • 方法として、研究者らは、安静時心拍数の130%、150%、170%に相当する三段階の仰臥位自転車漕動プロトコルを開発し、胸部大動脈および腕頭動脈における相位対比磁気共鳴画像法（PC-MRI）による血流測定と同時にNIRSを用いた組織酸素飽和度の取得を行った。
  • 結果、画像ベースの計算流体力学（CFD）解析により、大動脈の外側曲率ならびに下降大動脈内側曲率において時間平均壁面せん断応力（WSS）が運動に伴い増加する一方、腕頭動脈前面では低い値が維持され、さらに特定の血行領域間で血流分布と組織の酸素抽出量との間に線形関係が認められた。
  • 結論として、本研究は運動時の胸部大動脈におけるPC-MRIデータに基づくCFD解析の境界条件設定においてNIRSデータを代理指標として利用するための6段階手順を提案し、オンラインリポジトリにおいて集合平均PC-MRI流入波形も提供することで、今後の研究に貢献している。

(047) Tsuji[15]

📕 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
  • PubMed
  • Google Scholar
  • OpenCitations [15]

💬 AI 翻訳タイトル

破裂脳動脈瘤における滞留および複雑な流動：止血パターンとの関連性の可能性

💬 AI 要約

  • 本研究は、破裂脳動脈瘤の止血パターンが血行動態に特有の特徴と関連しているかを、[Computational Fluid Dynamics (CFD)]解析を用いて検討することを目的とした。
  • 26例の中大脳動脈瘤について、3D CT血管造影およびクリッピング時に採取した組織を対象に、組織病理学的評価と形態学的パラメータの取得を行い、CFDによる一過性解析を実施した。
  • 解析の結果、内側パターンの脳動脈瘤では、球根容積、勾配振動数、[invariant Q]の値が低く、動脈瘤形成指標が高いという有意な差が認められた。
  • これらの結果は、内側パターンの脳動脈瘤が外側パターンに比べて流れの単純性および流動の滞留が少ないことを示唆しており、CFD解析が破裂脳動脈瘤の止血パターンの特徴付けに有用である可能性を明らかにした。

(048) Iosif[18]

📕 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
  • PubMed
  • Google Scholar
  • OpenCitations [18]

💬 AI 翻訳タイトル

流体方向転換用ステントにより隔離された動脈の開存性における終末循環および吻合循環の役割：血行動態変化からオスティウム表面修飾への影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、流体方向転換用ステント（flow-diverting stents, FDS）の配置に伴い、脳内動脈瘤近傍から分岐する動脈が隔離される状況下での側副血流（collateral supply）の影響、すなわち血行動態変化と新内膜形成（neointimal modifications）の修飾に対する役割を明らかにすることを目的とした動物実験である。
  • 本研究では、大型白ブタ14頭を対象に、右上咽頭動脈（APhA）の領域供給が吻合型（Group A）または終末型（Group B）の動脈構成を有する2群に分け、Time-resolved 3D位相差MR血管造影を用いてステント配置の前後で隔離された動脈内の平均血流量および速度を定量し、さらにステント配置3か月後に走査型電子顕微鏡でオスティウム表面値を評価した。
  • 結果として、Group Aではステント配置直後に右APhAの平均血流量が有意に低下したのに対し、Group Bではステント配置前と同程度の血流量が維持され、さらに3か月後のオスティウム表面値はGroup Bで著しく高いことが明らかとなった。
  • したがって、重要な側副血流が存在する場合はFDSによる側枝動脈の隔離が即時かつ有意な血流低下および新内膜形成の修飾をもたらす一方、競合する血流が存在しない場合は血流低下が認められず、オスティウム表面のサイズが配置後の血行動態変化と強く相関することが示された。

(049) Brinjikji[31]

📕 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

大きさおよび局在に依存しない不安定および安定な非破裂脳動脈瘤間の血行力学的差異：パイロット研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、放射線画像検査上で不安定なものと安定なものとで異なる血行力学的特性を明らかにすることを目的とした。
  • 12組の非破裂脳動脈瘤（各組はサイズ（10%以内で一致）および局在が一致する安定な動脈瘤と不安定な動脈瘤から構成）を対象とし、個別の計算流体力学（CFD）モデルを用いて拍動流条件下で解析を行った。
  • 不安定な動脈瘤は、安定な動脈瘤に比べ、低せん断応力領域が2.26倍大きく、平均渦度が0.57倍低いという統計的有意な差（p=0.0499）を示した一方、幾何学的変数および形状指標においては有意な差は認められなかった。
  • 本パイロット研究は、特に低せん断応力領域の拡大が動脈瘤の不安定性に関連している可能性を示唆しており、今後より大規模な研究による検証が必要である。