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脳 CFD血流解析 学術文献調査 PubMed 2018

  • 『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 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：2018-01-01 - 2018-12-31
    • 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) Arzani [134] ⭐

📕 書誌情報

Accounting for residence-time in blood rheology models: do we really need non-Newtonian blood flow modelling in large arteries?

Amirhossein Arzani

J R Soc Interface, 2018 Sep 26

  • Keywords: Lagrangian particle tracking, aneurysm, computational fluid dynamics, haemodynamics, rouleaux formation, wall shear stress

  • DOI: 10.1098/rsif.2018.0486

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 134
    • FWCI: 9.3643 ⭐
    • Citation Percentile: 98.55 ⭐

  • PubMed

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  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

血液レオロジー・モデルにおける滞留時間（residence time）の考慮：大血管では非ニュートン流体モデルが本当に必要なのか？

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者個別の計算流体力学（CFD）における血液レオロジーの選択、とりわけ非ニュートン流体モデリングの必要性を、滞留時間（RT）という観点から再検討することにある。
  • 方法として、赤血球集合（rouleaux formation）を伴うせん断減粘（shear-thinning）を反映するため、実験データに基づき高RT領域でのみ非ニュートン的なせん断減粘挙動を作動させる、新規のハイブリッド・ニュートン／非ニュートン・レオロジーモデルを提案した。
  • さらに、画像ベースの腹部大動脈および脳動脈瘤モデルに対して高解像度CFDを実施し、後向きの粒子RT指標をLagrangian粒子追跡により定義して滞留（stagnant）領域を同定することで、rouleaux形成の増加確率を検出した。
  • 提案モデルではせん断減粘効果が有意に低減され、血行動態の結果は定性的にニュートンモデルと同等であり、かつ定量的にも近いことが示されたため、非ニュートンモデルは大血管領域のCFDでは再評価されるべきであるという重要な示唆が得られた。

(002) Valen-Sendstad [123] ⭐

📕 書誌情報

Real-World Variability in the Prediction of Intracranial Aneurysm Wall Shear Stress: The 2015 International Aneurysm CFD Challenge.

Kristian Valen-Sendstad, Aslak W Bergersen, Yuji Shimogonya, Leonid Goubergrits, Jan Bruening, Jordi Pallares, Salvatore Cito, Senol Piskin, Kerem Pekkan, Arjan J Geers, Ignacio Larrabide, Saikiran Rapaka, Viorel Mihalef, Wenyu Fu, Aike Qiao, Kartik Jain, Sabine Roller, Kent-Andre Mardal, Ramji Kamakoti, Thomas Spirka, Neil Ashton, Alistair Revell, Nicolas Aristokleous, J Graeme Houston, Masanori Tsuji, Fujimaro Ishida, Prahlad G Menon, Leonard D Browne, Stephen Broderick, Masaaki Shojima, Satoshi Koizumi, Michael Barbour, Alberto Aliseda, Hernán G Morales, Thierry Lefèvre, Simona Hodis, Yahia M Al-Smadi, Justin S Tran, Alison L Marsden, Sreeja Vaippummadhom, G Albert Einstein, Alistair G Brown, Kristian Debus, Kuniyasu Niizuma, Sherif Rashad, Shin-Ichiro Sugiyama, M Owais Khan, Adam R Updegrove, Shawn C Shadden, Bart M W Cornelissen, Charles B L M Majoie, Philipp Berg, Sylvia Saalfield, Kenichi Kono, David A Steinman

Cardiovasc Eng Technol, 2018 Dec

  • Keywords: Intracranial aneurysm, Patient-specific modelling, Rupture risk, Uncertainty quantification, Wall shear stress

  • DOI: 10.1007/s13239-018-00374-2

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 123
    • FWCI: 9.4756 ⭐
    • Citation Percentile: 98.57 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤壁面せん断応力（WSS）の予測における実世界のばらつき：2015年国際動脈瘤CFDチャレンジ

💬 AI 要約

  • 画像ベースの計算流体力学（CFD）は、特に破裂リスク評価の改善を目的として、頭蓋内動脈瘤壁面せん断応力（WSS）を予測するために広く用いられているが、予測WSSのばらつきの大きさや破裂との関連が一貫しないことが懸念されている。本研究の目的は、画像ベースCFDパイプライン全体に内在する総合的な不確実性（variability）を定量化することである。
  • このチャレンジでは、5つの中大脳動脈動脈瘤についての3D回転血管造影画像ボリュームを参加者に提供し、参加者にはセグメンテーション手法、境界条件、CFDソルバおよび設定の選択を自由に行わせた。さらに、動脈瘤CFDに関する解法戦略と経験についての質問票への回答を求め、WSSの大きさの表面分布を提出させたうえで、そこから血行動態パラメータ群を客観的に導出した。
  • 合計28データセットが26チームから提出され、経験度の自己評価はチーム間で異なっていた。瘤（sac）の平均WSSについて、セグメンテーション、CFDモデルの外形（extent）、流入量の設定のばらつきにより四分位範囲が最大56%に達したが、親動脈のWSSで正規化すると<30%まで低減した。一方、瘤最大WSSおよび低せん断領域の変動は大きく、低せん断／高せん断による症例の順位付けではチーム間の合意度は限定的であった。
  • 頭蓋内動脈瘤WSSの予測には広範なばらつきが存在することが示された。セグメンテーションやCFDソルバ手法は領域横断で標準化が難しい可能性があるものの、本結果は、モデルの外形、流入量、血液特性に関するガイドラインを整備し、正規化した血行動態パラメータの報告を推奨することで、画像ベースCFDにおける一部のばらつきを低減できることを示唆している。

(003) Paliwal [102] ⭐

📕 書誌情報

Outcome prediction of intracranial aneurysm treatment by flow diverters using machine learning.

Nikhil Paliwal, Prakhar Jaiswal, Vincent M Tutino, Hussain Shallwani, Jason M Davies, Adnan H Siddiqui, Rahul Rai, Hui Meng

Neurosurg Focus, 2018 Nov 01

  • Keywords: AR = aspect ratio, AUC = area under the ROC curve, AV = averaged velocity, CFD = computational fluid dynamics, DSA = digital subtraction angiography, FD = flow diverter, IA = intracranial aneurysm, ICA = internal carotid artery, IR = inflow rate, K-NN = K-nearest neighbor, LR = logistic regression, MCR = metal coverage rate, ML = machine learning, ND = neck diameter, NN = neural network, NR = neck ratio, OsR = ostium ratio, PD = pore density, PED = Pipeline embolization device, Pipeline embolization device, ROC = receiver operating characteristic, SE = standard error, SHR = shear rate, SR = size ratio, SVM = support vector machine, TT = turnover time, computational fluid dynamics, flow diverter, intracranial aneurysm, machine learning, predictive models

  • DOI: 10.3171/2018.8.FOCUS18332

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 102
    • FWCI: 6.5989 ⭐
    • Citation Percentile: 97.27 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータによる脳内動脈瘤治療の転帰予測：機械学習を用いた解析

💬 AI 要約

  • 目的：フローダイバータ（flow diverters; FD）は必須動脈への血流を温存しつつ、脳内動脈瘤（intracranial aneurysms; IAs）を閉塞させることを目的とするが、閉塞不全は血栓塞栓性合併症や破裂リスクを増大させる。治療前にFD治療の成績を予測できれば、治療最適化による転帰改善につながる可能性があるため、本研究では臨床的FD治療後の6か月転帰を画像ベースの計算解析と機械学習により予測することを目的とした。
  • 方法：80名の患者におけるFD治療側壁型動脈瘤84例を後ろ向きに収集し、6か月の血管撮影結果に基づき閉塞群（n=63）と残存群（不完全閉塞、n=21）に分類した。各症例について高速仮想ステンティング（virtual stenting）によりFD展開をモデル化し、画像ベースの計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）により血行動態を推定した。各動脈瘤から形態学的、血行動態学的、FDデバイス関連の計16パラメータを算出し、約3:1の割合で訓練コホートとテストコホートにランダム割付したのち、訓練コホートでStudent t検定およびMann-Whitney U検定により閉塞群と残存群を識別する有意パラメータを同定した。教師あり機械学習4手法（ロジスティック回帰、サポートベクターマシン：線形およびガウス、k近傍法、ニューラルネットワーク）を用いて予測モデルを学習し、テストコホートでは全パラメータによるモデルと有意パラメータのみのモデルの予測性能を比較した。
  • 結果：訓練コホート（n=64）は閉塞48例・残存16例、テストコホート（n=20）は閉塞15例・残存5例であった。有意性検定により、閉塞（良好転帰）と残存（不良転帰）を識別する指標として形態学的2項目（オスティア比：ostium ratio、ネック比：neck ratio）および血行動態学的3項目（治療前流入量、治療後流入量、治療後動脈瘤平均速度）が抽出された。訓練・テストのいずれにおいても、16パラメータを用いた全モデルは、有意な5パラメータのみを用いたモデル群より優れていた。全パラメータモデルの中では、訓練時にニューラルネットワーク（AUC=0.967）が最良で、次いでロジスティック回帰および線形SVM（AUC=0.941、0.914）であった。テスト時にはニューラルネットワークおよびガウスSVMが最も高い精度（90%）で閉塞転帰を予測した。
  • 結論：ニューラルネットワークおよびガウスSVMは、形態学的・血行動態学的・FD関連の計16パラメータを統合することで、FD治療の6か月閉塞転帰を90%の精度で予測できた。計算ワークフローと機械学習を活用し、より大規模な患者データベースで頑健なモデルを構築すれば、患者個別の治療計画（treatment planning）および最適化（optimization）に向けた臨床応用が期待できる。

(004) Chnafa [102] ⭐

📕 書誌情報

Better Than Nothing: A Rational Approach for Minimizing the Impact of Outflow Strategy on Cerebrovascular Simulations.

C Chnafa, O Brina, V M Pereira, D A Steinman

AJNR Am J Neuroradiol, 2018 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

「Better Than Nothing」：脳血管シミュレーションにおける流出（outflow）戦略の影響を最小化するための合理的アプローチ

💬 AI 要約

  • 脳神経血管疾患の計算流体力学（CFD）シミュレーションは、出口境界条件を含むさまざまなモデリング仮定や不確実性の影響を受けるが、従来の流出戦略（例：全出口で零圧とする“do-nothing”）は生理学的根拠が乏しいため、本研究では流出戦略が解析結果へ及ぼす影響の限界と寄与を明らかにすることを目的とした。
  • 本研究では、従来法（全出口零圧、ならびに出口径の3乗に基づくMurrayの法則に類した分配）に対して、新規の「splitting（分割）」法を提案し、セグメント化された管腔を構成分岐へ分割して局所的なべき乗則（power law）により流量分配を推定することで、全体の流出流量境界条件を与える枠組みを示した。
  • MCA動脈瘤70例に対する0Dシミュレーションで、各流出戦略間の流量差が最大70%に達し、さらに10例に対する3Dシミュレーションでは破裂リスク評価に用いられる血行動態指標に平均的かつ振動的な壁面せん断応力の差として非無視できる影響が認められた。
  • 流量についてはMurrayの法則およびsplitting法が文献に報告される生理学的値に最も近かったものの、モデル範囲の恣意的な打ち切りに対して不感な手法はsplitting法のみであったことから、ゼロ圧法は回避し、Murray-lawまたはsplitting法を用いるべきであり、後者は標準化を促進するためオープンソースとして提供することを結論づけた。

(005) Liang [98] ⭐

📕 書誌情報

Towards the Clinical utility of CFD for assessment of intracranial aneurysm rupture - a systematic review and novel parameter-ranking tool.

Li Liang, David A Steinman, Olivier Brina, Christophe Chnafa, Nicole M Cancelliere, Vitor M Pereira

J Neurointerv Surg, 2019 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

脳内動脈瘤破裂リスク評価におけるCFDの臨床的有用性に向けて：システマティックレビューと新規パラメータ順位付けツール

💬 AI 要約

  • 目的：頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms; IAs）の破裂リスク評価における計算流体力学（CFD）の臨床応用可能性を高めるため、IA破裂のCFD研究に存在する主要なギャップを特定し、臨床的有用性が期待されるパラメータを順位付けする新規ツールを提案することを目的とした。
  • 方法：PubMed検索によりIAsに対するCFD研究231件を抽出し、そのうち包含基準に合致した46件を対象として、研究デザイン、境界条件、ソルバ解像度、パラメータ定義、用いられた幾何学的ならびに血行力学的パラメータ、および得られた結果を体系的に記録・整理した。
  • 結果：包含された研究には計2791個の動脈瘤が含まれ、破裂と最も強く相関するパラメータとして、アスペクト比、動脈瘤サイズ、低壁面せん断応力（low wall shear stress）領域、平均壁面せん断応力（average wall shear stress）、サイズ比が同定された。さらに、パラメータ定義の有意な相違、ソルバの空間的・時間的解像度の違い、研究間でのサイクル数の不一致、ならびに入口流量などの情報欠落が頻繁に認められた。
  • 結論：今後は前向き研究へのより一層の重点が必要であり、提示された提言はCFD研究コミュニティ間の標準化を促進し、ギャップを橋渡しして、IAs治療の指針としてCFDを臨床的に有用なものへと迅速に導くことに資する。

(006) Detmer [96] ⭐

📕 書誌情報

Associations of hemodynamics, morphology, and patient characteristics with aneurysm rupture stratified by aneurysm location.

Felicitas J Detmer, Bong Jae Chung, Carlos Jimenez, Farid Hamzei-Sichani, David Kallmes, Christopher Putman, Juan R Cebral

Neuroradiology, 2019 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

動態（ヘモダイナミクス）、形態、ならびに患者特性が動脈瘤破裂に及ぼす関連性：動脈瘤位置による層別解析

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤の破裂メカニズムは十分に解明されていないため、本研究は動脈瘤位置を層別した上で、ヘモダイナミクス、動脈瘤形態、ならびに患者の年齢および性別が破裂とどのように関連するかを検討することを目的とした。
  • 画像ベースのモデルを用い、破裂1931例および非破裂例を対象に、20の血行動態パラメータと17の形態パラメータを単変量ロジスティック回帰で比較し、さらに性別（男性・女性）、年齢（若年・高年）、ならびに分岐部（bifurcation）と側壁（sidewall）の動脈瘤を動脈瘤部位別に比較した。
  • 破裂動脈瘤は非破裂動脈瘤と比較してより不規則な形状を示し、より速い流れ、高い壁面せん断応力（wall shear stress）、より強い振動性せん断（oscillatory shear）、およびより不安定で複雑な流れに代表される、より有害な血行動態環境に曝されていた。
  • これらの破裂との関連は動脈瘤部位間で一貫しており、さらに破裂率は内頸動脈（ICA）分岐部、眼動脈部ICA、ならびにMCA分岐部では男性で有意に高く、前交通動脈（ACOM）およびMCA分岐部では若年者で有意に高かったことが示された；加えてMCAおよび後交通動脈（PCOM）では分岐部動脈瘤で破裂率が有意に高く、破裂率が高い群では有害な血行動態とより複雑な形態が特徴であったことから、悪性度の高い形態・血行動態は破裂とともに、若年、男性、ならびに分岐部動脈瘤に関連することが結論づけられた。

(007) Szajer [90] ⭐

📕 書誌情報

A comparison of 4D flow MRI-derived wall shear stress with computational fluid dynamics methods for intracranial aneurysms and carotid bifurcations - A review.

Jeremy Szajer, Kevin Ho-Shon

Magn Reson Imaging, 2018 May

  • Keywords: 4D flow MRI, Aneurysm, Carotid bifurcation, Computational fluid dynamics, Intracranial, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.mri.2017.12.005

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 90
    • FWCI: 4.0473 ⭐
    • Citation Percentile: 94.28 ⭐

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤および頸動脈分岐部における4Dフロ—MRI由来壁面せん断応力と計算流体力学手法の比較—レビュー—

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、4DフローMRI（4D flow MRI）から推定される壁面せん断応力（WSS）が、頭蓋内動脈瘤および頸動脈分岐部における計算流体力学（CFD）により得られるWSSとどの程度一致するかを定量化し、その測定精度を明らかにすることである。
  • 方法として、頭蓋内動脈瘤と頸動脈分岐部の両領域において、4DフローMRI由来WSSと対応するCFD由来WSSを比較した原著論文を対象に、全ての関連研究をレビューした。
  • 結果として、4DフローMRI由来のWSS推定値は、概してCFD手法により算出されたWSSの大きさよりも低くなることが示されたが、両手法によるWSSの相対的な分布は概ね類似していた。
  • 結論として、4DフローMRIによるWSSの絶対値は過小評価される一方で、相対分布は比較的正確であり、頭蓋内動脈瘤などの脳血管疾患の自然経過の推定に重要な因子であること、さらに4DフローMRIは個別化治療の意思決定および患者転帰の改善に資する新たなリスク層別化指標を提供し得る大きな可能性を有することが示唆された。

(008) Detmer [78] ⭐

📕 書誌情報

Development and internal validation of an aneurysm rupture probability model based on patient characteristics and aneurysm location, morphology, and hemodynamics.

Felicitas J Detmer, Bong Jae Chung, Fernando Mut, Martin Slawski, Farid Hamzei-Sichani, Christopher Putman, Carlos Jiménez, Juan R Cebral

Int J Comput Assist Radiol Surg, 2018 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

患者特性および動脈瘤の位置・形態・血行動態に基づく動脈瘤破裂確率モデルの開発と内部検証

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血行動態学的および幾何学的パラメータ、動脈瘤の位置、並びに患者の性別と年齢に基づいて動脈瘤破裂を予測するモデルを開発し、内部検証することであった。
  • 方法として、1061名の横断データを用い、画像ベースの計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）および1631個の動脈瘤に対する形状（shape）特性評価を行い、ロジスティックgroup Lasso回帰により動脈瘤破裂確率モデルを訓練した。
  • 結果として、最終モデルは11個の血行動態変数と12個の形態変数、ならびに動脈瘤位置、患者年齢および性別を保持した; 最大振動せん断指数（maximum oscillatory shear index）が高く、運動エネルギーが高く、低せん断面積（low shear area）が小さく、さらに動脈瘤形状がより複雑であること、男性であること、そしてより若年であることが破裂リスク増加と関連していた。
  • モデルの識別能および較正は、受信者動作特性（receiver operating characteristic）の曲線下面積（AUC）および較正プロットにより内部検証され、AUCは0.86（95%CI [0.85, 0.86]、楽観性補正後0.84）であった; さらに多領域の変数を統合した本モデルは、破裂動脈瘤と未破裂動脈瘤の識別においてAUC 86%を示し、縦断データによる評価後には臨床実装の可能性が示唆された。

(009) Lan [70]

📕 書誌情報

Sustaining cerebral perfusion in intracranial atherosclerotic stenosis: The roles of antegrade residual flow and leptomeningeal collateral flow.

Linfang Lan, Xinyi Leng, Vincent Ip, Yannie Soo, Jill Abrigo, Haipeng Liu, Florence Fan, Sze Ho Ma, Karen Ma, Bonaventure Ym Ip, Ka Lung Chan, Vincent Ct Mok, David S Liebeskind, Ka Sing Wong, Thomas W Leung

J Cereb Blood Flow Metab, 2020 Jan

  • Keywords: Cerebral perfusion, antegrade flow, collateral circulation, computational fluid dynamics, intracranial atherosclerotic stenosis

  • DOI: 10.1177/0271678X18805209

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 70
    • FWCI: 2.3847
    • Citation Percentile: 89.40

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈硬化性狭窄における脳灌流の維持：順行性残存血流および軟髄膜側副血行の役割

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈硬化性狭窄（ICAS）に遠位する脳灌流を維持するうえでの順行性残存血流と軟髄膜側副血行（leptomeningeal collateral flow）の役割を明らかにすることである。
  • 症候性中大脳動脈（MCA）M1狭窄に遠位して明らかに正常な脳灌流を示す患者を対象として、CT血管造影（CT angiography）に基づき計算流体力学（CFD）モデルを構築し、狭窄部を横断する圧力比（translesional pressure ratio: PR）により残存順行血流を評価した。
  • また、軟髄膜側副血行（LMCs）をCT血管造影でスケーリングし、CT灌流（CT perfusion）マップから脳灌流指標を算出したところ、83例において単回帰分析では、translesional PRとLMCスケールのいずれも相対的同側平均通過時間（relative ipsilesional mean transit time: rMTT）と独立して関連していた。
  • サブグループ解析では、MCA狭窄が中等度（50–69%）の群では同側rMTTがLMCスケールよりもtranslesional PRと有意に関連していた（p < 0.001）のに対し、重度（70–99%）の群では同側rMTTがtranslesional PRではなくLMCスケールと有意に関連した（p = 0.051）。以上より、ICAS遠位の脳灌流維持において順行性残存血流と軟髄膜側副血行は補完的に作用し、重度狭窄では側副循環への依存がより大きい可能性が示された。

(010) Li [69]

📕 書誌情報

pH-sensitive folic acid and dNP2 peptide dual-modified liposome for enhanced targeted chemotherapy of glioma.

Man Li, Kairong Shi, Xian Tang, Jiaojie Wei, Xingli Cun, Xiaoxiao Chen, Qianwen Yu, Zhirong Zhang, Qin He

Eur J Pharm Sci, 2018 Nov 01

💬 AI 翻訳タイトル

pH感受性葉酸およびdNP2ペプチド二重修飾リポソームによるグリオーマ標的化強化化学療法

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血液脳関門（BBB）への不十分な透過性および腫瘍細胞内への取り込み低下に起因する臨床的グリオーマ治療の有効化学療法の不足を克服するため、BBB透過と腫瘍標的化を同時に高めるDDS（drug delivery system）を構築することである。
  • 方法として、細胞浸入ペプチドdNP2と、腫瘍微小環境で切断されるpH応答性の葉酸（FA）を二重修飾し、パクリタキセル（PTX）を封入したリポソーム（dual-modified liposome）を作製し、BBB透過性およびグリオーマ標的化能を評価した。
  • その結果、dNP2修飾はin vitro BBBモデルにおいてBBBを越えるトランスミグレーションを有意に促進し、pH6.8でFAを酸性条件下にて切断可能なcFd-Lip/PTXは、dNP2による細胞内取り込みと、グリオーマ細胞上の葉酸受容体（FR）—FA間相互作用の双方を介して細胞取り込みを増強した。
  • 結論として、静脈内投与後、酸で切断可能な二重修飾リポソームは、切断非対応のFd-Lipおよび単一修飾リポソームと比較して同所性グリオーマへの集積を高め、腫瘍抑制効果も改善したことから、酸切断によるFA解離がdNP2の細胞透過性を最大化しつつBBB透過性および腫瘍標的化能を保持する、pH感受性マルチターゲティング戦略が有望な標的化化学療法のアプローチであることが示された。

(011) Roloff [68] ⭐

📕 書誌情報

Comparison of intracranial aneurysm flow quantification techniques: standard PIV vs stereoscopic PIV vs tomographic PIV vs phase-contrast MRI vs CFD.

Christoph Roloff, Daniel Stucht, Oliver Beuing, Philipp Berg

J Neurointerv Surg, 2019 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

脳内動脈瘤の血流定量における手法の比較：標準PIVとステレオPIV、トモグラフィックPIV、位相コントラストMRI、ならびにCFDの比較

💬 AI 要約

  • 脳内動脈瘤の破裂リスク評価や治療計画の改善を目的とした画像ベースの血行動態シミュレーションは近年普及しているが、強いモデリング仮定と制約のために数値アプローチの受容性は限定的であり、実験法による検証が必須である。
  • 本研究では、標準（PIV）、ステレオ（sPIV）、トモグラフィック（tPIV）を用いた3種類の粒子画像流速測定（PIV）計測と位相コントラスト磁気共鳴画像（PC-MRI）計測の、in-vitroでの4つの流量計測法を、計算流体力学（CFD）シミュレーションと比較した。
  • 対象は定常流条件下の、内頸動脈動脈瘤に対する患者特異的シリコーン（silicone）ファントムモデルであり、各手法間の差異は速度ベクトルに関する類似度指標（similarity index: SI）と、全モダリティ間における平均速度マグニチュード差として算出した。
  • 定性的には全手法が全体的な流れの構造を妥当に記述できる一方、SIおよび速度マグニチュード差の観点では、すべてのPIV手法とCFDの間で高い定量的一致が認められたが、PC-MRIと他手法の間では定量的な差が観察された；詳細解析により、PC-MRI手法の解像度の制限が差異の主要因であり、血管内の全体的な速度マグニチュードを系統的に過小評価することが示された。これにより、数値的に得られた血行動態結果の妥当性を個別に検証するためには、PIVのような高解像度の流れ計測手法をin-vitro環境で用いる必要があることが確認された。

(012) van Bakel [59] ⭐

📕 書誌情報

A computational analysis of different endograft designs for Zone 0 aortic arch repair.

Theodorus M van Bakel, Christopher J Arthurs, Joost A van Herwaarden, Frans L Moll, Kim A Eagle, Himanshu J Patel, Santi Trimarchi, C Alberto Figueroa

Eur J Cardiothorac Surg, 2018 Aug 01

💬 AI 翻訳タイトル

ゾーン0大動脈弓修復における異なるエンドグラフト設計の計算学的解析

💬 AI 要約

  • 大動脈弓修復は依然として重大な外科的課題である。ゾーン0の大動脈弓内（Zone 0）に対する血管内治療では、複数のメーカーが分枝型エンドグラフトを開発しており、低侵襲治療の選択肢が拡張されつつある。本研究は、ゾーン0エンドグラフトの設計が術後血行動態、特に頸部（cervical）動脈に与える影響が大きいという仮説を検証することを目的とした。
  • 臨床的に妥当化された患者固有の計算流体力学（CFD）シミュレーションを、6.5 cmの嚢状（saccular）大動脈弓瘤を有する71歳女性に対して実施した。さらに、異なるエンドグラフト設計を用いた4つの血管内修復シナリオを作成した。
  • 血行動態評価は、頸部動脈における術後の血流変化および血小板活性化能（platelet activation potential: PLAP）を算出することで行った。いずれのシナリオにおいても、頸部血流は低下しPLAPは増加したが、2本の順行性内側分枝（antegrade inner branches）を有するエンドグラフトは単一分枝型よりも良好な性能を示した。
  • シナリオ3は最も不良であり、頸部総血流は4.8%低下、左半球血流は6.7%低下し、平均PLAPは74.3%増加した。したがって、ゾーン0血管内修復後の血行動態はエンドグラフト設計により有意に変化し、追跡期間における脳血流に影響し得る。本研究は、治療介入の仮想テストに計算モデリングを活用できることを示し、当該患者コホートにおける長期転帰のモニタリングの必要性を強調するものである。

(013) Polanczyk [55] ⭐

📕 書誌情報

Computational Fluid Dynamics as an Engineering Tool for the Reconstruction of Hemodynamics after Carotid Artery Stenosis Operation: A Case Study.

Andrzej Polanczyk, Michal Podgorski, Tomasz Wozniak, Ludomir Stefanczyk, Michal Strzelecki

Medicina (Kaunas), 2018 Jun 01

💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈狭窄手術後の血行動態再構築に対する工学的手段としての計算流体力学（CFD）：症例研究

💬 AI 要約

  • 背景および目的：脳虚血性脳卒中は、脳への血流が障害される、または完全に遮断されることにより生じる。本研究の目的は、頸動脈における重度狭窄の手術を経験した1例において血行動態を予測することであり、手術計画ではなく手術後の転帰を予測するために医学的データとCFD（Computational Fluid Dynamics）を併用した点が本研究の学術的な独自性である。
  • 方法：AngioCTデータおよび脳組織の血液灌流（CT-perfusion）にCFD手法を適用し、異なる臨床条件下での脳卒中形成の再構築を行った。自作の半自動画像処理アルゴリズムと3DDoctorソフトウェアにより、外科的介入前後の3次元血管形状を再構築し、脳卒中の見かけ（apparent stroke）を、手術介入の転帰の違いにより頭蓋内領域の高圧・低圧としてモデル化した。
  • 結果：臨床条件における循環系の血流再構築に対してCFDシミュレーションを適用したところ、US-Dopplerとの比較で介入前後それぞれ平均98.5%および98.7%の精度が得られた。一方、CT-perfusionとの比較では介入前後それぞれ平均89.7%および92.8%の精度であった。
  • 結論：本研究は、術後データによって裏付けられるように、CFDを用いた患者の血行動態予測が信頼できるアプローチであることを示した。頸動脈の重度狭窄に対する手術後の特定患者における血行動態の再構築に、本提案手法が臨床応用のためのツールとして利用できる可能性があるが、その有用性を確証するためにはさらなる研究が必要である。

(014) Kaneko [55] ⭐

📕 書誌情報

A patient-specific intracranial aneurysm model with endothelial lining: a novel in vitro approach to bridge the gap between biology and flow dynamics.

Naoki Kaneko, Toshihiro Mashiko, Katsunari Namba, Satoshi Tateshima, Eiju Watanabe, Kensuke Kawai

J Neurointerv Surg, 2018 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

内皮ライニングを備えた患者固有の頭蓋内動脈瘤モデル：生物学と流体力学のギャップを橋渡しする新規in vitroアプローチ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、3次元（3D）の患者固有血管形状における複雑流動ストレスが内皮細胞に及ぼす生物学的影響を検討するためのin vitroモデルを確立することである。
  • 方法として、回転アンギオグラフィにより取得した血管画像データから3Dプリンティング技術を用いて血管レプリカをポリジメチルシロキサン（polydimethylsiloxanes）で作製し、フィブロネクチンでコーティングしたのち内皮細胞懸濁液を満たしたチューブ中で培養した。
  • さらに、内皮化した血管モデルを3次元的にゆっくり回転させながら培養し、粘度を調整した培養液を循環系へ灌流したうえで、実験条件と同一の灌流条件を用いて計算流体力学（CFD）解析を実施し、共焦点顕微鏡により内皮細胞形態を観察した。
  • その結果、CFDでは基底動脈先端部動脈瘤（basilar tip aneurysm）の頂部で低い壁面せん断応力と循環流が示され、親血管では直線的な流れが観察された一方で、共焦点画像では血管モデル内表面が単層の内皮細胞で均一に被覆されていたことが確認された；さらに24時間の灌流後、親血管の内皮細胞は紡錘形となり流れ方向に整列したのに対し、動脈瘤頂部では形状およびサイズが不規則であった。以上より、ライブ内皮ライニングを備えた幾何学的に現実的な頭蓋内動脈瘤モデルが成功裏に構築され、生体内での動脈瘤増大や破裂を含む患者情報を取り込みつつ、CFD解析と結び付けて内皮細胞に対する複雑流動の生物学的影響を評価する新たな研究手法を提供する。

(015) Amans [50] ⭐

📕 書誌情報

MR Venous Flow in Sigmoid Sinus Diverticulum.

M R Amans, H Haraldsson, E Kao, S Kefayati, K Meisel, R Khangura, J Leach, N D Jani, F Faraji, M Ballweber, W Smith, D Saloner

AJNR Am J Neuroradiol, 2018 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

S状静脈洞憩室におけるMR静脈血流

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、S状静脈洞憩室のコイリングが拍動性耳鳴を治療しうることが症例報告で示されていることを踏まえ、これらの患者における静脈還流路での血流パターンがMR imaging 4D flowと計算流体力学（CFD）により明確に特徴づけられるかを検証することである。
  • 方法として、静脈性病因が疑われる拍動性耳鳴を有する患者を対象に、3Tで静脈相コントラスト強調MRアンギオグラフィ（MRA）、4D flow、および2D位相コントラストを施行した。コントラスト強調MRAから得られる輪郭を用いてS状静脈洞憩室の有無と範囲を評価し、境界条件として4D flowの入口流量とコントラスト強調MRAの管腔輪郭を用いたCFD解析を実施した。
  • さらに、治療後の想定条件として、S状静脈洞憩室を解剖学的境界条件から除外するために静脈形状を平滑化したCFD解析も行った。4D flowおよびCFDの速度マップからストリームラインを生成し、回転成分の有無について血流様式を検討した。
  • その結果、静脈性病因が疑われる拍動性耳鳴患者25例中5例（20%）にS状静脈洞憩室が認められ、いずれも上流側狭窄を伴っていた。これらの患者では、狭窄関連の血流ジェットが憩室開口部へ向かい、S状静脈洞憩室および親血管での回転性の血流パターンが4D flowとCFDの両方で観察されたが、対照群10例では同様の所見は認められなかった。結論として、4D flowおよびCFDにより、S状静脈洞憩室とその親血管における一貫した血流パターンを可視化でき、憩室を有する症例では強い回転性血流成分が対照群では欠如していることが示された。

(016) Jiang [48] ⭐

📕 書誌情報

A Novel Scoring System for Rupture Risk Stratification of Intracranial Aneurysms: A Hemodynamic and Morphological Study.

Pengjun Jiang, Qingyuan Liu, Jun Wu, Xin Chen, Maogui Li, Zhengsong Li, Shuzhe Yang, Rui Guo, Bin Gao, Yong Cao, Shuo Wang

Front Neurosci, 2018

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤破裂リスクの層別化のための新規スコアリングシステム：血行動態および形態学的研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）の破裂に関連する潜在的な形態学的および血行動態学的リスク因子を検討し、臨床判断を支援するためのIAs破裂リスク層別化システムを構築することである。
  • 方法として、2012年1月から2018年1月までに単発IAsで入院した患者を対象に選定し、傾向スコア（propensity score）マッチングにより患者を照合した。形態パラメータは高解像度CTA画像から取得し、血行動態パラメータは計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションの結果に基づいて算出した。形態学的および血行動態学的パラメータの差を比較し、統計学的に有意な項目を用いて新規スコアリングシステム（Intracranial Aneurysm Rupture Score: IARS）を作成した。
  • 結果として、マッチング後は各群167例となり、動脈瘤長、垂直高さ（H）、アスペクト比（aspect ratio: AR）、サイズ比（size ratio: SR）、偏位角（deviated angle: DA）、正規化平均壁面せん断応力（normalized average wall shear stress: NWSSa）、壁面せん断応力勾配（wall shear stress gradient: WSSG）、低せん断領域比（low shear area ratio: LSAR）、振動せん断指数（oscillatory shear index: OSI）に有意差が認められた（いずれもp値が記載のとおり）。ロジスティック回帰分析では、SR、DA、NWSSa、LSAR、OSIがIAs破裂の独立リスク因子であることが示され、SR、DA、LSAR、OSIを最終的にIARSの構成要素として選定した。
  • 結論として、IARSはRRS（SR、NWSSa、OSI）と比較して判別能が高かった（AUC 0.81 vs. 0.77）。また追跡期間18〜27か月で破裂例は計7例であり、IARSにより高リスク群と層別化された26例中5例（5/26）が破裂したのに対し、RRSによる高リスク群57例中7例（7/57）が破裂した。これにより、IARSはRRSよりもIAs破裂の判別精度が高いことが検証された（精度 19.2% vs. 12.3%、AUCはそれぞれ0.723および0.673）。

(017) Sartain [48]

📕 書誌情報

Brain microvascular endothelial cells exhibit lower activation of the alternative complement pathway than glomerular microvascular endothelial cells.

Sarah E Sartain, Nancy A Turner, Joel L Moake

J Biol Chem, 2018 May 11

  • Keywords: C3a, C3aR, alternative complement pathway, anaphylatoxin receptors, anaphylatoxins, brain, endothelial cell, inflammation, kidney, tumor necrosis factor (TNF)

  • DOI: 10.1074/jbc.RA118.002639

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 48
    • FWCI: 2.2288
    • Citation Percentile: 87.82

  • PubMed

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  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

脳微小血管内皮細胞は糸球体微小血管内皮細胞よりも代替補体経路の活性化が低い

💬 AI 要約

  • 目的：非典型溶血性尿毒症症候群（aHUS）および骨髄移植関連血栓性微小血管症（TA-TMA）は、代替補体経路（AP）の過剰活性化に関連する一方、重篤な腎微小血管障害を呈しつつも脳障害は稀であることから、本研究ではヒト糸球体および脳の微小血管内皮細胞におけるAP活性化と制御機構の差異を比較した。
  • 方法：未刺激または炎症性サイトカインである腫瘍壊死因子（TNF）で刺激したヒト糸球体微小血管内皮細胞（GMVECs）と脳微小血管内皮細胞（BMVECs）について、AP関連遺伝子の発現とAP活性化指標を評価し、さらに表面および可溶性の制御分子の発現、ならびにC3a生成および補体受容体の発現を検討した。
  • 結果：いずれの条件下でもBMVECsはGMVECsと比べて、AP関連遺伝子C3、CFB、およびC5の遺伝子発現が増加し、CFDの発現が低下していた；その一方で、AP C3/C5 convertaseの形成を抑制する制御分子（CD46、THBD、CD55、CFI、CFH）の遺伝子発現はBMVECsで相対的に高かった。加えて、BMVECsではC3aおよびC5aの産生が極めて低く、GMVECsよりBa生成の割合が低いことから、AP活性化が低いことが示された。さらにBMVECsでは、自然抗凝固タンパク質Cの活性化に関与するCD141の機能がGMVECsより高く、またC3a受容体（C3aR）は両細胞種に存在するものの、TNF刺激時のC3aR1発現増加はGMVECsで著しく、BMVECsではわずかであった。
  • 結論：GMVECsにおけるAP活性化およびC3a産生の高さに加え、TNF刺激GMVECsでのC3aR産生増加が認められることから、aHUSおよびTA-TMAにおける腎優位の障害と、脳障害の非発症（あるいは欠如）を説明しうる可能性が示された。

(018) Chung [47] ⭐

📕 書誌情報

Identification of Hostile Hemodynamics and Geometries of Cerebral Aneurysms: A Case-Control Study.

B J Chung, F Mut, C M Putman, F Hamzei-Sichani, W Brinjikji, D Kallmes, C M Jimenez, J R Cebral

AJNR Am J Neuroradiol, 2018 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の好ましくない（危険）血行動態と形状の同定：症例対照研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血行動態条件および幾何学的形状が動脈瘤の不安定化と破裂の素因となるという仮説に基づき、安定型・不安定型・破裂型の脳動脈瘤を比較して関連因子を明らかにすることである。
  • 方法として、位置および患者背景（年齢・性別）を統制した症例対照デザインを用い、165件の安定型、65件の不安定型、554件の破裂型の動脈瘤に対して、画像ベース計算流体力学（image-based computational fluid dynamics）により血行動態と形状を推定し比較した。
  • 結果として、破裂型は安定型よりも最小壁面せん断応力が低く（P = .03）、最大壁面せん断応力が高く（P = .03）、壁面せん断応力がより集中的であり（P = .03）、平均振動せん断応力（mean oscillatory shear stress）が高く（P = .03）、最大速度が高く（P = .03）、さらに渦コア線長（vortex core-line length）などの複雑な流れを示した（P = .03）。同様に不安定型も安定型より、せん断応力がより集中的で（P = .04）、渦コア線長に代表される複雑な流れを示した（P = .04）。また破裂型は安定型よりも大きく（サイズ比；P = .03）、より細長く（aspect ratio；P = .03）、非球面性（nonsphericity index；P = .03）を有し、不安定型もサイズ比（P = .04）、aspect ratio（P = .04）、および突出位置（bulge location；P = .04）や面積加重ガウス曲率（area-weighted Gaussian curvature；P = .04）で安定型より有意に不規則性が大きかった。
  • 結論として、不安定型および破裂型の動脈瘤は、安定型に比べて壁面せん断応力が集中し、流れがより複雑であることに加え、サイズが大きく、より細長く、かつ形状が不規則であることが示された；これらの関連性は動脈瘤の位置および患者の性別・年齢とは独立していた。

(019) Xiao [45] ⭐

📕 書誌情報

Low Wall Shear Stress Is Associated with Local Aneurysm Wall Enhancement on High-Resolution MR Vessel Wall Imaging.

W Xiao, T Qi, S He, Z Li, S Ou, G Zhang, X Liu, Z Huang, F Liang

AJNR Am J Neuroradiol, 2018 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

低壁面せん断応力は、高解像度MR血管壁造影T1強調画像における局所動脈瘤壁の増強と関連する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、高解像度MR血管壁造影postgadolinium T1WIにおける動脈瘤壁の増強領域と非増強領域の間で異なる血行動態学的特性を同定することである。
  • 方法として、25名の患者に対しTOF-MRAと高解像度MR血管壁T1WIを融合し、動脈瘤壁の増強領域を局在化したうえで、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）により動脈瘤モデルを解析した。
  • 増強領域と非増強領域の間で、平均静圧、平均壁面せん断応力、および振動性（oscillatory）せん断指数を比較した結果、増強領域では壁面せん断応力が低く（P < .05）、振動性せん断指数も低かった（P = .021）。
  • さらに、動脈瘤全体は親動脈より壁面せん断応力が低く（P < .05）、振動性せん断指数が高いことが示された（P = .007）；これにより、高解像度MR血管壁造影T1WIにおける増強領域と非増強領域の間に血行動態学的な差異が存在することが示唆された。

(020) Li [45]

📕 書誌情報

Synergistic tumor microenvironment targeting and blood-brain barrier penetration via a pH-responsive dual-ligand strategy for enhanced breast cancer and brain metastasis therapy.

Man Li, Kairong Shi, Xian Tang, Jiaojie Wei, Xingli Cun, Yang Long, Zhirong Zhang, Qin He

Nanomedicine, 2018 Aug

  • Keywords: Blood–brain barrier, Cancer-associated fibroblasts, Folic acid, dNP2 peptide, pH sensitive

  • DOI: 10.1016/j.nano.2018.05.008

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 45
    • FWCI: 2.044
    • Citation Percentile: 85.09

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

pH応答性デュアルリガンド戦略による腫瘍微小環境標的化と血液脳関門（BBB）浸透の相乗的制御：乳癌および脳転移治療の増強

💬 AI 要約

  • 本研究は、腫瘍微小環境（TME）を形成するがん関連線維芽細胞（CAF）および血液脳関門（BBB）の存在が、乳癌およびその脳転移の標的化における大きな課題であることを背景として、これらを同時に克服する送達戦略の開発を目的とした。
  • PTX（パクリタキセル）を封入したリポソームに、酸で切断される（acid-cleavable）葉酸（FA）と、BBBを介したtransmigration（通過）を促進する細胞透過性ペプチドdNP2（cFd-Lip）を共修飾した系（cFd-Lip/PTX）を構築し、同系を同所性乳癌および脳転移モデルで評価した。
  • 単一リガンド、あるいは切断不能なFd修飾リポソームと比較して、cFd-Lipは相乗的なTME標的化とBBBのtransmigrationを示したうえで、TME到達後に酸応答的にcFd-Lip/PTXからFAが感受性をもって切断され、FAおよびdNP2ペプチド双方の機能が最大化され、立体障害（hindrance effect）が低減された。
  • その結果、葉酸受容体（FR）陽性腫瘍細胞およびFR陰性CAFを効率的に標的化でき、抗腫瘍活性が増強された。本戦略は、同所性および転移性がん治療において、TME標的化とBBB transmigrationをカスケード的に達成する実行可能なアプローチを提供するものである。

(021) Furukawa [44] ⭐

📕 書誌情報

Hemodynamic characteristics of hyperplastic remodeling lesions in cerebral aneurysms.

Kazuhiro Furukawa, Fujimaro Ishida, Masanori Tsuji, Yoichi Miura, Tomoyuki Kishimoto, Masato Shiba, Hiroshi Tanemura, Yasuyuki Umeda, Takanori Sano, Ryuta Yasuda, Shinichi Shimosaka, Hidenori Suzuki

PLoS One, 2018

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤における過形成性リモデリング病変の血行動態特性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤壁に認められる過形成性リモデリング（hyperplastic remodeling: HR）病変について、アテローム性変化との関連が示唆されることを踏まえ、局所の血行動態特性を計算流体力学（CFD）により明らかにすることである。
  • 方法として、CFD解析および術中ビデオ記録を用い、24例の脳動脈瘤を対象に、術中画像上でHR病変と赤色壁（red walls）を同定し、HR病変中心および赤色壁に資格点を設定した。
  • 資格点における壁面せん断応力（WSS）、正規化壁面せん断応力（normalized WSS: NWSS）、振動せん断指数（oscillatory shear index: OSI）、相対的滞留時間（relative residence time: RRT）、および動脈瘤形成指標（aneurysm formation indicator: AFI）を算出し、HR病変と赤色壁の値を比較した。
  • 結果として、HR病変では赤色壁と比べてNWSSおよびAFIが低値であり、OSIは高値で、RRTは延長していた；さらに、血行動態パラメータの受信者動作特性（ROC）解析ではOSIがHR病変の予測に最適であることが示され、段階的変数選択による多変量ロジスティック回帰ではNWSSがHR病変と有意に関連した一方で、HR病変を赤色壁から識別する上ではOSIが最も有用な指標であることが結論づけられた。

(022) Acuna [44]

📕 書誌情報

Computational Fluid Dynamics of Vascular Disease in Animal Models.

Andrea Acuna, Alycia G Berman, Frederick W Damen, Brett A Meyers, Amelia R Adelsperger, Kelsey C Bayer, Melissa C Brindise, Brittani Bungart, Alexander M Kiel, Rachel A Morrison, Joseph C Muskat, Kelsey M Wasilczuk, Yi Wen, Jiacheng Zhang, Patrick Zito, Craig J Goergen

J Biomech Eng, 2018 Aug 01

💬 AI 翻訳タイトル

動物モデルにおける血管疾患の計算流体力学（CFD）

💬 AI 要約

  • 本研究（本レビュー）は、計算流体力学（CFD）を血管疾患の発症・進展・治療効果の評価に応用する枠組みについて、動物モデルを用いた最近の知見を整理し、その学術的貢献を示すことを目的とする。
  • 方法として、心血管系へのCFD適用において、圧力分布、壁面せん断応力（WSS）、血流速度分布などの流動指標を定量化し、疾患の病態理解、外科計画の支援、あるいは進行予測に資する可能性を概説したうえで、動物モデルが個体差を抑え特定因子の操作が可能である点に着目する。
  • 結果として、レビューはCFD理論および血流解析で一般的に用いられるツールの概説を行った後、腹部・胸部・脳領域を含む解剖学的領域ごとに整理し、各部位におけるCFDモデリングの利点と障害（課題）を論じ、さらに動静脈瘻（AVF）や肺動脈グラフトなどの代表的外科治療に焦点を当てた動物CFD研究を取り上げた。
  • 結論として、本レビューで対象とした研究群は、CFDと動物イメージングの統合（combining）により血管疾患研究の価値が高まることを示しており、これらの手法を最適化し拡張するためのさらなる研究を促すものである。

(023) Leng [40]

📕 書誌情報

Numerical simulation of patient-specific endovascular stenting and coiling for intracranial aneurysm surgical planning.

Xiaochang Leng, Yang Wang, Jing Xu, Yeqing Jiang, Xiaolong Zhang, Jianping Xiang

J Transl Med, 2018 Jul 21

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の外科的計画のための、患者個別の血管内ステント留置およびコイル塞栓の数値シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤に対する術前計画のための、信頼性が高く実用的な仮想コイル塞栓およびステント留置手法を開発することを目的とした。
  • 手法の構築にあたり、コイルおよびステントの展開目的が、その後の治療後CFD解析のためのデバイス形状を与える点であるため、デバイスと血管壁における応力・力の分布を厳密に再現する必要はないという方針を採用し、デバイスの機械特性を考慮しつつ有限要素法（FEM）により臨床手技を再現した一方で、計算効率を高めるためのFEMモデル簡略化も適用した。
  • 仮想コイルでは3次元オイラー＝ベルヌーイ梁要素としてコイルをモデル化し、計算効率と形状表現の両面で良好な幾何学的表現を得た；ステント留置では、親血管の中心線に従ってステント・カテーテル系を変換し、ステントの最終配置が留置履歴に依存しないことを利用した；さらに、動脈瘤および血管壁は剛体と仮定し、シミュレーション中に完全拘束した。
  • ステント・カテーテル系およびコイル・カテーテル系をライブラリとして整理し、利用可能な全種類のステント、コイル、カテーテルを集約することで術前計画プロセスの効率を向上させ、臨床治療においてはステントが適切な位置に到達して良好な拡張と血管壁への密着が得られた；またコイルは動脈瘤内に展開され、コイルパッケージ過程で蓄積されたひずみエネルギーと微細カテーテルの方向の影響により異なる形状へ変形した。本手法は、臨床ワークフローにおける脳動脈瘤治療のための外科的計画として有用となり得る。

(024) Riccardello [40]

📕 書誌情報

Influence of Relative Residence Time on Side-Wall Aneurysm Inception.

Gerald J Riccardello, Darshan N Shastri, Abhinav R Changa, Kiran G Thomas, Max Roman, Charles J Prestigiacomo, Chirag D Gandhi

Neurosurgery, 2018 Sep 01

💬 AI 翻訳タイトル

相対滞留時間が側壁動脈瘤の発生に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血管内皮近傍における溶質滞留時間と動脈硬化過程の関連が既知であることを踏まえ、相対滞留時間（Relative Residence Time: RRT）が側壁動脈瘤の発生（inception）に与える影響を評価し、動脈硬化が動脈瘤形成に果たす役割をより明確化することである。
  • 方法として、親血管の再建基準を満たしたAneuriskリポジトリ由来の側壁内頸動脈動脈瘤14例をVascular Modeling Toolkitで再構築し、Fluentによる計算流体力学（CFD）解析を実施したうえで、RRTはMATLAB（The MathWorks Inc, Natick, Massachusetts）により算出した。
  • 解析では、血管の特定領域におけるRRTの局所的な上昇の有無を相関として定義し、その結果、除去された瘤口（ostium）内またはその近傍において局所的RRT上昇が認められない症例が14例中12例であり、RRTは側壁内頸動脈瘤の発生と負の相関を示すと結論づけた。
  • さらにWSS（Wall Shear Stress）解析では、14例中11例が動脈硬化防御的（atheroprotective）環境で形成され、動脈硬化惹起的（atherogenic）環境で形成されたのは14例中1例のみであり、残り2モデルは環境が判定不能であったため、側壁動脈瘤の発生は動脈硬化防御的な内皮表現型を促進する血行力学的環境で生じ、その防御的表現型が動脈瘤原性（aneurysmogenic）になり得るという仮説を提案した。

(025) Zhu [39]

📕 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: 10.3171/2017.5.JNS163112

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 39
    • FWCI: 1.77
    • Citation Percentile: 84.89

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 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における血行動態変化の定量評価

💬 AI 要約

  • 目的：モヤモヤ病では頭蓋内血管のリモデリングが観察されるが、バイパス手術が内頸動脈（ICA）内の血行動態変化に及ぼす影響については懸念が残っている。本研究は、モヤモヤ病患者における両側ICAに対するバイパス手術の効果を定量化し、ICA長軸方向の圧力低下（pressure drop：PD）を推定して術後成績の予測因子を検討することを目的とした。
  • 方法：モヤモヤ病治療としてバイパス手術を受け、定量的MRアンギオグラフィ（quantitative MR angiography）により術前・術後の血流量が得られた患者記録を後ろ向きに抽出した。定量的MRアンギオグラフィおよび計算流体力学（computational fluid dynamics）を用いて、バイパス術前後における血管形態および血行動態の変化を評価した。ICA長軸方向に沿った血管径、体積血流量、PD、ならびに平均壁面せん断応力（mean wall shear stress）を解析した。さらに、ウィリス動脈輪（circle of Willis：CoW）構成についてサブグループ解析を行った。
  • 結果：計23名が含まれた。手術側ICA（surgical ICAs）ではPDが21.18%（SD ± 30.1%）低下し、非手術側ICA（contralateral ICAs）では11.75%（SD ± 28.6%）増加した（p = 0.001）。非手術側ICAにおいて、CoWが完全な群と不完全な群を比較すると、前者ではPDI（PDの変化）が2.45%低下し、後者では20.88%増加した（p = 0.05）。回帰解析では、PDの術後低下が大きいほどICAの縮小と対応することが示された（R2 = 0.22、p = 0.02）。
  • 結論：PDは、外科的治療のアウトカム評価における信頼性のあるバイオメカニカル指標として利用可能である。加えて、非手術側ICAのリモデリング特性はCoW構成と関連していた。

(026) Berg [38] ⭐

📕 書誌情報

Does the DSA reconstruction kernel affect hemodynamic predictions in intracranial aneurysms? An analysis of geometry and blood flow variations.

P Berg, S Saalfeld, S Voß, T Redel, B Preim, G Janiga, O Beuing

J Neurointerv Surg, 2018 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤においてDSA再構成カーネルは血行動態予測に影響するか？幾何学的形状および血流変動の解析

💬 AI 要約

  • 目的：頭蓋内動脈瘤に対する計算流体力学（CFD）による血流予測は，患者固有の流れの構造を明らかにしうる大きな可能性を有するが，画像取得から最終結果に至るワークフローには複数の処理段階が含まれるため，個々に導入される誤差要因を定量化する必要がある。本研究は，3Dデジタルサブトラクション血管造影（DSA）における再構成カーネルの選択が，動脈瘤モデルの形状と血行動態指標（速度および壁面せん断応力；WSS）の予測に与える影響を評価した。
  • 方法：8例の患者固有動脈瘤について，DSA取得データに対して6種類の3D再構成モードを適用し，得られた48通りの構成すべてで時系列CFDシミュレーションを実施した。まず，抽出したセグメンテーションを用いて3Dの血管腔表面を比較し，次に再構成カーネルの選択に起因する速度とWSSの変動を評価した。
  • 結果：すべてのカーネルは親動脈において良好なセグメンテーション一致を示した一方で，動脈瘤頸部（最大34.18%）ならびに遠位部または穿通枝においては，腔表面の逸脱が観察された。選択した再構成カーネルに依存して，偽性狭窄およびノイズを伴う表面が認められ，血行動態予測では，動脈瘤頸部流入レートの平均SDが11.09%，中心線に基づく速度の大きさが5.07%，平均／最大動脈瘤WSSがそれぞれ17.83%／9.53%であった。特に，動脈瘤より遠位の血管区間ではCFD値の変動がより大きかった。
  • 結論：DSAデータに対する再構成カーネルの選択は，セグメンテーション結果に影響し，とりわけ小口径動脈で顕著であるため，形態計測や血流記述を高精度に行う場合には，特定の再構成設定が必要となる。さらに，将来の血行動態研究において使用したカーネルの種類を明確に記載することが研究グループに推奨されるべきである。

(027) Leng [38]

📕 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

  • Keywords: CT angiography, arterial stenosis, cerebrovascular diseases, collateral circulation, computational fluid dynamics, stroke

  • DOI: 10.1111/ene.13521

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💬 AI 翻訳タイトル

症候性中大脳動脈狭窄における経病変圧力勾配と軟膜吻合（leptomeningeal collateral）側副血行の状態

💬 AI 要約

  • 目的：軟膜吻合（LMC）の状態は大血管閉塞性脳卒中の予後を規定するが、その状態を決定する因子は十分に解明されていない。本研究の目的は、CTアンジオグラフィ（CTA）に基づく計算流体力学（CFD）モデルを用いて、同様の患者におけるLMC状態に影響する指標を検討することである。
  • 方法：横断研究として、動脈硬化性M1中大脳動脈（MCA）狭窄（50〜99%）に起因する直近の虚血性脳卒中または一過性脳虚血発作の患者を登録した。患者の人口統計学的、臨床的および画像データを収集し、CTAにおける前大脳動脈および後大脳動脈の左右差を評価することで、患側のLMC状態を良好（good）または不良（poor）に分類した。
  • 結果：CTAを基に、遠位内頸動脈、M1 MCA、およびA1前大脳動脈の焦点的血行動態を反映するCFDモデルを構築し、CFD上で責任病変であるMCA狭窄をまたぐ圧力勾配を算出した。85例（平均年齢61.5±10.9歳）中38例（44.7%）で患側LMCは良好であり、MCA病変をまたぐ平均圧力勾配は14.8±18.1 mmHgであった。単変量および多変量解析により、進行した年齢（P=0.030）およびより大きい経病変圧力勾配（P=0.029）が、独立して良好なLMCを予測した；さらに空腹時血糖の低値も良好なLMCと関連する傾向を示した（P=0.058）。
  • 結論：本研究は、頭蓋内動脈硬化性疾患において経病変圧力勾配とLMCの成熟（maturation）との関連を示唆した。現時点の所見を検証するためには、脳血行動態およびLMCの経時的変化をより精緻かつ動的にモニタリングする追加研究が必要である。

(028) Li [37] ⭐

📕 書誌情報

Numerical simulation of aneurysmal haemodynamics with calibrated porous-medium models of flow-diverting stents.

Yujie Li, Mingzi Zhang, David I Verrelli, Winston Chong, Makoto Ohta, Yi Qian

J Biomech, 2018 Oct 26

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Flow-diverting stents, Haemodynamics, Intracranial aneurysms, Multi-stent treatment, Porous-medium model

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2018.08.026

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    • FWCI: 3.7224 ⭐
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💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーティングステントの較正済み多孔質媒体モデルを用いた動脈瘤血行動態の数値シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究は、フローダイバーティング（FD）ステントを多孔質媒体（PM）としてモデル化することにより頭蓋内動脈瘤治療の計算流体力学（CFD）解析の効率を高める一方で、これまで用いられてきたPMモデルのパラメータが実際に表現するFD構造に対して較正されていない点を解決することを目的とした。
  • PED、Silk+、FRED、およびdual PEDステントを対象として、治療デザインに対応する完全解像度の幾何形状を作成し、各ステント設計についてCFDシミュレーションから透過率（k）と慣性抵抗因子（C2）の較正PMパラメータを導出して、較正PMモデルが代表するFDステントと同一の流動抵抗を示すようにした。
  • 較正したそれぞれのPMモデルを2種類の動脈瘤に適用し、ステント構成により流れがどのように分流されるかを解析した結果、多孔質率および市販ステントの有効厚さが流動抵抗パラメータに強く影響し、それらをPMモデルに反映する必要があることが示された。
  • さらに、PMステントモデルを用いた流動シミュレーションでは、異なるステント設計間で動脈瘤の質量流量（MFR）とエネルギー損失（EL）に差が認められた; 本研究は、較正PMモデルを用いることでFDシミュレーションの実用性を改善し、個別化された手法によって解析効率と精度の両立を可能にする点で貢献する。

(029) Xu [35] ⭐

📕 書誌情報

Flow instability detected in ruptured versus unruptured cerebral aneurysms at the internal carotid artery.

Lijian Xu, Fuyou Liang, Lixu Gu, Hao Liu

J Biomech, 2018 Apr 27

  • Keywords: Cerebral aneurysm, Computational fluid dynamics, Flow instability, Internal carotid artery, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2018.03.014

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    • Cited by: 35
    • FWCI: 3.4018 ⭐
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💬 AI 翻訳タイトル

内頸動脈における破裂脳動脈瘤と非破裂脳動脈瘤で検出される流れの不安定性

💬 AI 要約

  • 流れの不安定性は、脳動脈瘤の破裂リスク評価に有用となり得る新たな血行力学的指標として注目されているが、既報では結果が一貫していない。
  • 本研究では、内頸動脈（ICA）に位置する35個の動脈瘤（破裂10例、非破裂25例）について、高解像度の血行力学シミュレーションを後ろ向きに実施し、破裂群と非破裂群で模擬した血行力学パラメータを統計的に比較して、流れの不安定性と破裂状態との関連を検討した。
  • 破裂動脈瘤では20%（10例中2例）で明瞭な流れの不安定性が検出されたのに対し、非破裂動脈瘤では44%（25例中11例）で検出されたが、流れの不安定性指標（動脈瘤嚢内における時間的・空間的平均化した変動運動エネルギー）については破裂群と非破裂群で有意差を認めなかった。
  • 一方で、低壁面せん断応力領域（LSA）および圧力損失係数（PLC）は破裂状態と有意な相関を示したことから、本研究は、少なくともICA動脈瘤においては流れの不安定性が破裂状態と密接に関連しない可能性を示唆するが、後ろ向き研究および症例数の少なさが結論の信頼性を一部損ねている可能性があり、今後は大規模な前向き研究が必要である。

(030) Groen [34] ⭐

📕 書誌情報

Validation of Patient-Specific Cerebral Blood Flow Simulation Using Transcranial Doppler Measurements.

Derek Groen, Robin A Richardson, Rachel Coy, Ulf D Schiller, Hoskote Chandrashekar, Fergus Robertson, Peter V Coveney

Front Physiol, 2018

  • Keywords: blood flow, computational fluid dynamics, high performance computing, lattice-Boltzmann, middle cerebral artery, transcranial Doppler, validation study

  • DOI: 10.3389/fphys.2018.00721

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    • Cited by: 34
    • FWCI: 3.7466 ⭐
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💬 AI 翻訳タイトル

経頭蓋ドップラー測定に基づく患者固有の脳血流シミュレーションの妥当性検証

💬 AI 要約

  • 本研究は、患者固有の格子ボルツマン法（lattice-Boltzmann）シミュレーション結果を、複数平面における中大脳動脈（MCA）の経頭蓋ドップラー（TCD）速度測定と比較することで、その妥当性を検証することを目的とした。
  • 方法として、患者固有のシミュレーションを用い、血液の構成モデルとしてニュートン（Newtonian）モデルおよびCarreau-Yasuda（Carreau–Yasuda）レオロジーモデルの2種類を比較したほか、必要な解像度を低減するために速度をダウンスケールして用いる手法の適用可能性を検討した。
  • 結果として、ダウンスケールを行わない（非スケール）条件では、選択したレオロジーモデルに依存せず、最大流速の予測誤差が9%未満に収まった一方、例えば健常者の流入速度を脳卒中患者の血管モデルに適用するような、流入速度を低減した条件では精度が大きく低下した。
  • これらの結果から、MCAにおける血流シミュレーションでは、直接測定され患者固有の流入速度を用いることの重要性が示され、局所的なTCD計測と予測的シミュレーションを組み合わせることで、より広い領域にわたり高精度な流量推定が可能となり、侵襲性の高い流量計測手技の必要性を低減し得ることを結論づけた。

(031) Skodvin [34] ⭐

📕 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: 10.3171/2017.5.JNS17195

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    • Cited by: 34
    • FWCI: 3.3812 ⭐
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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の破裂予測：診断時における血行動態に関する全国規模のマッチド症例対照研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤が発見された直後の時点における血行動態の差異を明らかにし、将来のくも膜下出血リスクに関する破裂予測の精度向上に資することである。
  • 方法として、著者らは電算機シミュレーションを用い、病変が最初に発見された発見初日（診断時）における36の未破裂脳動脈瘤の血行動態を解析し、そのうち12例がのちに破裂した。
  • 結果として、診断時点の血行動態は、のちに破裂する動脈瘤と破裂しない動脈瘤で相違を示し得ることが示唆され、早期段階での血行動態情報がリスク層別化に有用である可能性が示された。
  • 結論として、発見直後の血行動態に関する知見は、どの患者がくも膜下出血（脳内の危険な出血）に至る可能性が高いかの予測を改善し、出血を回避するために前もって治療すべき患者の選択に役立つと考えられる。

(032) Sindeev [33] ⭐

📕 書誌情報

Phase-contrast MRI versus numerical simulation to quantify hemodynamical changes in cerebral aneurysms after flow diverter treatment.

Sergey Sindeev, Philipp Georg Arnold, Sergey Frolov, Sascha Prothmann, Dieter Liepsch, Andrea Balasso, Philipp Berg, Stephan Kaczmarz, Jan Stefan Kirschke

PLoS One, 2018

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーター治療後の脳動脈瘤における血行動態変化の定量化：位相コントラストMRIと数値シミュレーションの比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバーター（FD）治療後の患者特異的モデルにおける血行動態パラメータを定量的に解析し、それを臨床転帰と関連付けることで、FD治療の成功を治療前または治療直後に予測する手法の基盤を提供することにある。
  • ヘモダイナミクスは、計算流体力学（CFD）と位相コントラスト（PC）MRIの両手法を用いて評価し、FD治療を受けた脳動脈瘤の事前・事後における流れ場の指標を、同一に近い流況条件下でCFDシミュレーションとin vitro MRI計測により取得した。
  • その結果、血行動態パラメータの術前および術後の分布については、CFDシミュレーションとPC-MRIの速度計測で概ね同様の傾向が示された；さらに、6か月後に動脈瘤の閉塞が観察されない場合はいずれも流量低下が約30–50%であった一方、6か月後に動脈瘤の完全閉塞が確認された臨床的に成功した症例では流量低下が約80%であった。
  • また、治療後の3つのモデルのいずれにおいても渦（vortex）は観察されず、得られた知見は、FDのインプラント前からCFDが治療後の動脈瘤内血流の変化を予測できる可能性、ならびにFDインプラント直後のPC-MRIが予測された血行動態変化を検証し得る可能性を支持するものである。

(033) Detmer [33]

📕 書誌情報

Development of a statistical model for discrimination of rupture status in posterior communicating artery aneurysms.

Felicitas J Detmer, Bong Jae Chung, Fernando Mut, Michael Pritz, Martin Slawski, Farid Hamzei-Sichani, David Kallmes, Christopher Putman, Carlos Jimenez, Juan R Cebral

Acta Neurochir (Wien), 2018 Aug

  • Keywords: Cerebral aneurysm, Hemodynamics, Morphology, Posterior communicating artery, Prediction, Rupture

  • DOI: 10.1007/s00701-018-3595-8

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    • Cited by: 33
    • FWCI: 2.1996
    • Citation Percentile: 86.99

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💬 AI 翻訳タイトル

後交通動脈瘤における破裂状態の識別のための統計モデルの開発

💬 AI 要約

  • 目的：後交通動脈（PCOM）に発生する頭蓋内動脈瘤は他部位と比べて破裂率が高いことが知られているため、血行動態および幾何学的パラメータ、血管（angio）アーキテクチャ、ならびに患者年齢に基づき、破裂例と非破裂例を識別する統計モデルを構築し、将来的な動脈瘤リスク評価への利用を目的とする。
  • 方法：画像ベースの計算流体力学（CFD）により、272名の患者に属する289個のPCOM動脈瘤をモデル化し、ロジスティック群ラッソ（logistic group lasso）回帰を用いて統計モデルを作成した。
  • 結果：10分割のネストした交差検証および外部検証を模擬するための分割標本（split-sample）手法により識別能と適合度を評価した結果、最終モデルは最大・最小壁面せん断応力（WSS）、親血管の平均WSS、最大・最小振動性せん断指数（oscillatory shear index）、せん断集中指数（shear concentration index）、および動脈瘤ピーク流速、さらに動脈瘤の高さ・幅、膨隆部（bulge）位置、非球面度指数（non-sphericity index）、平均ガウス曲率、angio-architectureタイプ、患者年齢を保持した。曲線下面積（AUC）は0.8359であったが、寄与病院上位3施設の各データを1施設ずつ除外し、除外したデータに対して対応するモデルを適用した場合のAUCはそれぞれ0.7507、0.7081、0.5842であった。
  • 結論：患者年齢、angio-architecture、血行動態、ならびに幾何学的特徴の組合せに基づく統計モデルは、破裂例と非破裂例を識別でき、AUCは84%に相当した。動脈瘤破裂のモデルを施設間で妥当（valid）にするためには、異なる病院からのデータを含めることが重要である。

(034) Fathi [32]

📕 書誌情報

Denoising and spatial resolution enhancement of 4D flow MRI using proper orthogonal decomposition and lasso regularization.

Mojtaba F Fathi, Ali Bakhshinejad, Ahmadreza Baghaie, David Saloner, Raphael H Sacho, Vitaliy L Rayz, Roshan M D'Souza

Comput Med Imaging Graph, 2018 Dec

  • Keywords: 4D-Flow MRI, 4D-PCMR, Computational fluid dynamics, Flow reconstruction, Lasso regularization

  • DOI: 10.1016/j.compmedimag.2018.07.003

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    • Cited by: 32
    • FWCI: 2.5179
    • Citation Percentile: 89.97

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💬 AI 翻訳タイトル

適切な直交分解（Proper Orthogonal Decomposition）とLasso正則化による4DフローMRIのノイズ除去および空間分解能向上

💬 AI 要約

  • 本研究は、4D-Flow MRIが有する速度エイリアシング、位相オフセット、取得ノイズ、ならびに低い空間・時間分解能といった課題、特に頭蓋内動脈瘤などの微小血管奇形における微細な流れ特徴の描出困難に対処することを目的とする。
  • そこで本研究では、4D-Flow MRIと患者特異的（patient specific）計算流体力学（computational fluid dynamics）を統合し、Least Absolute Shrinkage and Selection Operator（Lasso）によりモデル推定を行うことで、低空間分解能とノイズの問題を同時に扱う手法を提案した。
  • 実際の頭蓋内動脈瘤2形状に基づく数値ファントムを用いた広範な実験により、提案法が流れプロファイルの回復に適用可能であることが示された。
  • さらに、4D-Flowに対する最先端のデノイジング手法との比較では、本手法がより低い誤差指標を達成し、壁面せん断応力、圧力勾配、粘性散逸といった流れ由来の病態生理学的パラメータをより正確に計算可能にすることが示唆された。

(035) Saqr [32]

📕 書誌情報

Evidence for non-Newtonian behavior of intracranial blood flow from Doppler ultrasonography measurements.

Khalid M Saqr, Ossama Mansour, Simon Tupin, Tamer Hassan, Makoto Ohta

Med Biol Eng Comput, 2019 May

  • Keywords: Blood rheology, Blood viscosity, Doppler ultrasound, Intracranial hemodynamics, Non-Newtonian flow

  • DOI: 10.1007/s11517-018-1926-9

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    • Cited by: 32
    • FWCI: 2.387
    • Citation Percentile: 89.49

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💬 AI 翻訳タイトル

ドプラ超音波計測に基づく頭蓋内血流の非ニュートン挙動の証拠

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内血流における非ニュートン（non-Newtonian）効果を無視できるという一般に受け入れられた仮説の妥当性を検証し、将来の頭蓋内血行動態（intracranial hemodynamics）CFD（computational fluid dynamics）研究を支援することを目的とした。
  • ドプラ超音波（Doppler ultrasonography: DUS）により16名（平均年齢50.6歳）を対象に収縮期および拡張期の血管径と血流速度を内頸動脈（ICA）、中大脳動脈（MCA）、前交通動脈（AComA）で計測し、Navier-Stokes方程式のせん断速度項の評価に用いられる粘性モデルをニュートンモデルおよび3種類の非ニュートンモデル（Carreau、power-law、Herschel-Bulkley）で比較した。
  • 各モデルに対して、血液のせん断減粘（shear-thinning）粘度に対するWeissenberg-Rabinowitsch補正を非ニュートンモデルに適用し、Newtonianおよび各非ニュートンモデル間の壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）の誤差割合を算出して統計的に検討した。
  • ICAではニュートンWSSと非ニュートンWSSの間に有意差（P<0.0001）が認められ、MCAおよびAComAでも同様の差が観察されたものの、Herschel-Bulkleyモデルとpower-lawモデルでは収縮期・拡張期において差が有意ではない場合があった（P=0.0669、P=0.7298）。ニュートンと非ニュートンモデルの誤差は-27〜30%（0.2〜2.2 Pa）であり、IA（intracranial artery）CFDの物理的解釈に影響し得ることから、頭蓋内血行動態の検討においてニュートン仮定は不適切である可能性が示された。

(036) Zhang [32]

📕 書誌情報

High wall shear stress beyond a certain range in the parent artery could predict the risk of anterior communicating artery aneurysm rupture at follow-up.

Xin Zhang, Tamrakar Karuna, Zhi-Qiang Yao, Chuan-Zhi Duan, Xue-Min Wang, Shun-Ting Jiang, Xi-Feng Li, Jia-He Yin, Xu-Ying He, Shen-Quan Guo, Yun-Chang Chen, Wen-Chao Liu, Ran Li, Hai-Yan Fan

J Neurosurg, 2019 Sep 01

  • Keywords: ACA = anterior cerebral artery, ACoA = anterior communicating artery, CFD = computational fluid dynamics, CWT = circumferential wall tension, DSA = digital subtraction angiography, MRA = MR angiography, SAH = subarachnoid hemorrhage, TCCD = transcranial color-coded duplex, WSS = wall shear stress, anterior communicating artery aneurysm, hemodynamics, risk of rupture, vascular disorders, wall shear stress

  • DOI: 10.3171/2018.4.JNS173179

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    • Cited by: 32
    • FWCI: 2.3688
    • Citation Percentile: 88.28

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💬 AI 翻訳タイトル

親動脈における一定範囲を超える高い壁面せん断応力は、経過観察時の前交通動脈瘤破裂リスクを予測し得る

💬 AI 要約

  • 本研究は、臨床的・形態学的基準の中で血行動態が動脈瘤の増大および破裂の主要な予測因子であることを踏まえ、マルチバリアント（多変量）ロジスティック回帰および二分割（two-piecewise）線形回帰モデルを用いて、前交通動脈（ACoA）動脈瘤の破裂を親動脈内のどの血行動態パラメータが独立して予測できるかを同定することを目的とした。
  • さらに、塞栓術または外科手術を受けていない患者を対象とする経過観察中の動脈瘤破裂リスク推定において、広く用いられている計算流体力学（CFD）法に代わる、より簡便で実用的な壁面せん断応力（WSS）の検出手法を探索することも目的とした。
  • 3施設で3Dデジタルサブトラクション血管撮影により確認されたACoA動脈瘤162例（破裂130例、未破裂32例）を選択し、形態学的および血行動態学的パラメータのうち破裂との関連の有意性を評価したところ、単変量解析ではWSS、周方向壁緊張（circumferential wall tension）、年齢、A1–A2間の角度、サイズ比、動脈瘤角、不整形、ならびに高血圧（grade II）が有意であった。
  • 多変量解析では、親動脈におけるWSSがACoA動脈瘤の破裂と有意に関連しており（p=0.0001）、二分割線形回帰モデルで評価したWSSはその大きさが12.3 dyne/cm2を超える場合に破裂と有意に相関した（HR 7.2、95%CI 1.5–33.6、p=0.013）；さらにWSSは単位増加ごとに破裂リスクが約6.2倍に増大することが示された。

(037) Fujimura [32]

📕 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

新規の複合パラメータがコイル塞栓術後の再治療を予測する：計算流体力学（CFD）による多変量解析研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、再開通（recanalization）に起因する脳動脈瘤の再治療を予測するために有用な複合パラメータを同定することである。
  • 患者固有形状を用いて、再治療26例および非再治療74例の動脈瘤を後ろ向きに解析し、血流を計算流体力学（CFD）によりコイル塞栓術前後で比較した。
  • 検討した血行動態パラメータ、形態学的因子、臨床情報のうち、動脈瘤内における血流速度の低下率のわずかな減少、動脈瘤頸部および頸部周辺における圧力の上昇率のわずかな増加、ならびに高血圧が再治療に寄与する主要因であった。
  • 特に、塞栓術前の血行動態パラメータは再治療群と非再治療群で類似していた一方、塞栓術後では動脈瘤ドーム部の平均速度およびその速度低下率において群間差を認めた；血行動態・形態学的・臨床パラメータを統合した複合パラメータRPは動脈瘤の再治療を高精度に予測し、塞栓術前にRPを算出することで再治療を要する動脈瘤の予測が可能となり得る。

(038) Chivukula [31]

📕 書誌情報

Reconstructing patient-specific cerebral aneurysm vasculature for in vitro investigations and treatment efficacy assessments.

Venkat Keshav Chivukula, Michael R Levitt, Alicia Clark, Michael C Barbour, Kurt Sansom, Luke Johnson, Cory M Kelly, Christian Geindreau, Sabine Rolland du Roscoat, Louis J Kim, Alberto Aliseda

J Clin Neurosci, 2019 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

患者特異的な脳動脈瘤血管構造の再構築によるin vitro評価および治療有効性評価のための基盤整備

💬 AI 要約

  • 動脈瘤周囲の血行動態は、頭蓋内動脈瘤の発生、増大、および破裂に重要な役割を果たすため、本研究は、動脈瘤血行動態を可視化・計測し、手術計画を支援するin vitro検討のために、患者特異的モデル作製の精度と実現可能性を向上させることを目的とした。
  • 方法として、頭蓋内動脈瘤を有する6例の3次元回転血管造影（3DRA）データから、3Dプリンティング、屈折率整合（index of refraction matching）、およびシリコーンキャスティングを組み合わせる多段階プロセスにより、流れの可視化に適した透明なin vitroモデルを作製した。
  • 同一の市販品である患者特異的な血管内デバイス（コイルおよび／またはステント）を各モデルに適用し、さらにシンクロトロンX線マイクロトモグラフィにより血管腔、動脈瘤嚢、ならびに内挿デバイスの高解像度画像を取得した結果、作製ファントムのマイクロトモグラフィ再構成と治療時に得られた元の3DRAとの寸法差はO(100 μm)であった。
  • 結論として、3Dプリンティング技術を用いて、寸法精度に優れ、かつ光学的に透明な患者特異的頭蓋内動脈瘤の流体ファントムを作製することは可能であり、これらのモデルは治療計画の補助や転帰予測を通じて最適な（neurointerventional）戦略の設計を支援し得る。

(039) Gholampour [30] ⭐

📕 書誌情報

Relationship of Morphologic Changes in the Brain and Spinal Cord and Disease Symptoms with Cerebrospinal Fluid Hydrodynamic Changes in Patients with Chiari Malformation Type I.

Seifollah Gholampour, Mehran Taher

World Neurosurg, 2018 Aug

  • Keywords: CSF pressure, CSF velocity, Occipitoatlantoaxial joint instability, Posterior cranial fossa, Tethered cord syndrome, Womersley number

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2018.05.108

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    • Cited by: 30
    • FWCI: 4.6342 ⭐
    • Citation Percentile: 94.69 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

キアリ（Chiari）I型奇形患者における脳・脊髄の形態学的変化および疾患症状と髄液（CSF）力学的パラメータの変化との関連

💬 AI 要約

  • キアリI型奇形（CM-I）患者では、形態計測解析や症状評価のみでは外科治療成績の評価が十分でないため、本研究は脳・脊髄の形態学的変化および疾患症状と髄液（CSF）力学（hydrodynamic）パラメータの変化との関連を明らかにすることを目的とした。
  • CM-I単独群、後頭—環椎—軸関節不安定（occipitoatlantoaxial joint instability）合併群、ならびに係留脊髄症候群（tethered cord syndrome）合併群の3群のCM-I患者41例および健常18例を対象とし、全例で位相コントラスト（phase-contrast）MRIおよび計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析を実施した。
  • 患者群では健常群に比べ、最大CSF速度が17.1%〜23.2%、最大CSF圧が41.5%〜56.8%増加し、最大CSF速度のデータ分散は最大CSF圧の>3.1倍であった。
  • 最大CSF圧は最大CSF速度よりも患者の状態評価に適した力学的指標であることが示され、またCM-IではCSF体積およびPCF体積（phase-contrast flow: PCF）がそれぞれ57%および11.3%低下し、この低下はCM-I単独が他2群より大きかった; さらに、最大CSF圧とCSF/PCF体積の相関は疾患により低下し、疾患症状の強度評価にはCSF体積よりPCF体積がより有利であること、一定の圧変化下ではPCF体積の感度が後頭—環椎—軸関節不安定合併群および係留脊髄症候群合併群でCM-I単独群より高いことが示された。

(040) Lauric [30]

📕 書誌情報

Induction of aneurysmogenic high positive wall shear stress gradient by wide angle at cerebral bifurcations, independent of flow rate.

Alexandra Lauric, James E Hippelheuser, Adel M Malek

J Neurosurg, 2019 Aug 01

  • Keywords: BA = basilar artery, CFD = computational fluid dynamics, EC = endothelial cell, MCA = middle cerebral artery, TAVel = time-averaged velocity, TAWSS = time-averaged wall shear stress, TAWSSG = TAWSS gradient, WSS = wall shear stress, WSSG = WSS gradient, bifurcation apex, intracranial aneurysms, vascular disorders, wall shear stress

  • DOI: 10.3171/2018.3.JNS173128

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    • Cited by: 30
    • FWCI: 2.0304
    • Citation Percentile: 86.19

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈分岐部における広角度化が血流量に依存せずに高い正の壁面せん断応力勾配（WSSG）を誘導し、動脈瘤形成原性を示す

💬 AI 要約

  • 内皮は壁面せん断応力（WSS）に適応し、加速流における正（動脈瘤形成原性）の空間的WSS勾配（WSSG）と、減速流における負（防御的）のWSSGに機能的に高感受であることから、本研究は分岐部形状が局所の頂部（apical）血行動態に及ぼす影響を評価することを目的とした。
  • 計算流体力学（CFD）シミュレーションを、分岐角を段階的に変化させたパラメトリック分岐モデル上で実施し、(1) 対称形状（分岐角60°–180°）、(2) 非対称形状（娘血管角30°/60°および30°/90°）、(3) カーブした親血管（分岐角60°–120°）を、基準条件および血流量2倍の条件で解析した。
  • 頂部WSSおよび頂部WSSGを時間依存的ならびに時間平均で解析し、その結果を患者由来モデルで検証したところ、狭い対称分岐では防御的な負の頂部WSSGが特徴であり、WSSGが85°以上で動脈瘤形成原性の正のWSSGへ切り替わることが示された；非対称分岐では鈍角側の娘血管で正のWSSGが生じ、カーブした親血管では外側カーブに対応する側で正の頂部WSSGが生じた。
  • いずれのシミュレーションにおいても、WSSおよび正のWSSGの大きさは、分岐角の増大および血流量の増加に伴って増大し、正のWSSGが生じる角度閾値（85°）は血流量に影響されないことが明らかとなった；またカーブモデルでは、高い血流量により衝突（impingement）領域が頂部から角度依存的かつ動的に押しのけられることが観察された。これらの結果は、角度幾何学に起因して動脈瘤形成原性の正のWSSGが発達する機序を示し、広い分岐角と動脈瘤発生との関連を説明するメカノトランスダクション的な結び付きを提供すると同時に、不利な幾何学を変える治療戦略や、せん断勾配に対する分子レベルの内皮応答を解明して関連する動脈瘤性変性を破綻させる可能性を示唆した。

(041) Wang [30]

📕 書誌情報

Hemodynamics in a Middle Cerebral Artery Aneurysm Before Its Growth and Fatal Rupture: Case Study and Review of the Literature.

Yang Wang, Xiaochang Leng, Xiaobin Zhou, Wenqiang Li, Adnan H Siddiqui, Jianping Xiang

World Neurosurg, 2018 Nov

  • Keywords: Growth, Hemodynamics, Intracranial aneurysm, Oscillatory shear index, Rupture, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2018.07.174

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 30
    • FWCI: 1.5228
    • Citation Percentile: 82.06

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💬 AI 翻訳タイトル

中大脳動脈瘤の増大および致死的破裂に先行する血行動態：症例報告および文献レビュー

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤の自然史において血行動態は重要な役割を担うが、動脈瘤の経時的な画像データを長期にわたって得ることは困難である。本研究では、特定の中大脳動脈（MCA）瘤における増大および破裂の過程を追跡できた稀少な機会を利用し、本症例で増大と破裂に対する血行動態の寄与を明らかにすることを目的とした。
  • 57歳の女性が、未破裂のMCA動脈瘤2個と破裂した前脈絡叢動脈（AchA）動脈瘤1個を呈して来院した。左MCA未破裂瘤は7か月で増大し、11か月で破裂した。破裂部位はクリッピング治療時に確認された。
  • 連続する3回の画像撮影手順に基づき、AchAおよびMCAの動脈瘤に対して計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施し、算出した血行動態指標を動脈瘤の増大および破裂と相関付けた。
  • 破裂した右AchA動脈瘤は、未破裂の左MCA動脈瘤と比較して壁面せん断応力（WSS）が低く、振動せん断係数（OSI）が高かった。さらに、増大部位は高WSS領域と一致し、MCA瘤の進展に伴って高WSS領域が先に増大した後に増大領域が低WSSレベルへ移行し、最終的に低WSS領域で破裂が生じた。本症例は、動脈瘤破裂が低WSSおよび高OSIと関連し得る一方で、当該個体のMCA動脈瘤における増大は高WSSと関連し得ることを示唆する。

(042) Cho [30]

📕 書誌情報

Prediction of Thin-Walled Areas of Unruptured Cerebral Aneurysms through Comparison of Normalized Hemodynamic Parameters and Intraoperative Images.

Kwang-Chun Cho, Ji Hun Choi, Je Hoon Oh, Yong Bae Kim

Biomed Res Int, 2018

💬 AI 翻訳タイトル

正常血行動態パラメータの正規化と術中画像の比較による未破裂脳動脈瘤の薄壁領域の予測

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤の破裂は主として薄壁領域（TWA）で生じるため、TWAを予測できれば破裂リスク評価と適切な治療戦略の選択に寄与する可能性があるが、既存のTWA予測手法にはいくつかの限界がある。そこで、解析条件の影響を最小化するためにHP（hemodynamic parameters）を正規化し、さらに術中画像の定量的カラ―解析に基づき、正規化した結合血行動態パラメータ（CHPs）の有効性を検討することを目的とした。
  • 未破裂脳動脈瘤21例（19人）を対象として、正規化した壁面せん断応力（WSS）と正規化した振動性せん断指数（OSI）を加重平均した新たな正規化CHPを提案した。術中画像の色差をより客観的に定量化するために、International Commission on Illuminationに基づくΔEを用いた。
  • CFD解析の結果、薄壁領域の予測能は圧力（P）よりもWSSおよびOSIの方が高かった（WSS: P<.001、圧力: P=.187、OSI: P=.970）。この2パラメータを用いて正規化CHPを定義したところ、正規化WSSの加重係数を増やし正規化OSIの加重係数を減らすほど、正規化CHPの統計学的有意性が強まった（P<.001）。また、CHP値が高い部位はΔE値が高い部位とよく対応した（P<.001）。
  • 正規化CHPに基づくTWA予測は術中画像と比較して比較的良好な一致を示し、21例中17例で一致率81.0%であった。さらに、正規化WSSに100%の加重を与えた場合が最も統計学的に有意な結果を示した。提案したWSSおよびOSIの正規化スキームは、術中画像の主観的判断ではなく定量的カラ―解析によって検証され、未破裂脳動脈瘤のTWA予測に臨床的有用性を有する可能性があり、今後は破裂リスク推定の信頼性向上のために流体・構造連成（fluid-structure interaction）解析へ統合し得る。

(043) Chnafa [29]

📕 書誌情報

Errors in power-law estimations of inflow rates for intracranial aneurysm CFD.

C Chnafa, P Bouillot, O Brina, M Najafi, B M A Delattre, M I Vargas, V M Pereira, D A Steinman

J Biomech, 2018 Oct 26

  • Keywords: Aneurysm, Computational fluid dynamics, Flow rates, Magnetic resonance imaging, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2018.09.006

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 29
    • FWCI: 2.2121
    • Citation Percentile: 87.24

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤CFDにおける流入量のべき乗則推定に内在する誤差

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤の計算流体力学（CFD）においてしばしば用いられる、べき乗則（Q∝Dn）に基づく流入量推定の精度を検証することである。
  • 方法として、内頸動脈（ICA）動脈瘤患者25例に対し2D位相コントラストMRIでICAの流量を計測し、回転血管造影の3Dセグメンテーションから得たICA径を、動脈瘤CFD文献に基づくべき乗則（流入壁面せん断応力（WSS）一定を仮定：n=3、速度一定を仮定：n=2、流量一定を仮定：n=0）により推定に用いた（各症例で同一の仮定を適用）。
  • 結果として、n=3およびn=0のべき乗則では平均バイアスがそれぞれ-22%〜+32%で統計学的に有意（p<0.01）であった一方、個別誤差は-78%〜+120%と大きく変動した；n=2のべき乗則は平均バイアスが有意ではないものの、個別誤差は-58%〜+71%と無視できない範囲に及んだ。
  • さらにCFDにより、平均瘤内WSSにも同様に大きな誤差が生じることが示されたが、親血管WSSで正規化すると誤差は低減した；また2/4の動脈瘤では高周波WSS変動も流入量推定誤差に感度が高かったため、流入量をべき乗則で推定するCFD研究、とりわけ絶対WSS（正規化前）やWSS不安定性を解析対象とする場合には解釈に注意が必要である。

(044) Garimella [28]

📕 書誌情報

Do blast induced skull flexures result in axonal deformation?

Harsha T Garimella, Reuben H Kraft, Andrzej J Przekwas

PLoS One, 2018

💬 AI 翻訳タイトル

爆風によって誘発される頭蓋骨の曲げ変形は軸索の変形をもたらすのか？

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、爆風の第一段階により頭蓋骨に生じる曲げ変形（skull flexures）が、軸索に引き起こし得る変形を評価することである。
  • 方法として、ヒト頭部の個人（性別：男性および女性）に固有化したコンピュータモデルを用い、近年開発された埋め込み有限要素法（embedded finite element method）に基づく手法により、対応する軸索トラクトグラフィを有限要素モデルへ明示的に組み込んだ。
  • これらのモデルは、頭部に対する圧力および変位応答を多様な負荷条件下で測定した実験研究に対して広範な検証を行ったのち、負荷過圧および入射方向の広い範囲、ならびに脳脊髄液（CSF）の物性モデルを変化させるパラメトリック解析によって、爆風事象の初期（衝撃波が頭蓋骨を通過する直後、<5ミリ秒）における軸索変形を検討した。
  • その結果として、頭蓋骨の曲げ変位に起因する軸索線維束において、150–378 s⁻1に達する高いひずみ速度が示され、これらの高ひずみ速度は、他の研究者が示唆するような速度依存的な微細構造的軸索損傷につながり得ることが示唆された。

(045) Stevens [28]

📕 書誌情報

A computational framework for adjusting flow during peripheral extracorporeal membrane oxygenation to reduce differential hypoxia.

Michael Charles Stevens, Fraser M Callaghan, Paul Forrest, Paul G Bannon, Stuart M Grieve

J Biomech, 2018 Oct 05

  • Keywords: Computational fluid dynamics, ECMO, Extracorporeal circulation, Heart failure, Mechanical circulatory support

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2018.07.037

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 28
    • FWCI: 1.4487
    • Citation Percentile: 80.76

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💬 AI 翻訳タイトル

末梢VA-ECMOにおける低酸素の部位差を低減するための流量調整に関する計算基盤の構築

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、末梢静脈-動脈体外式膜型人工肺（VA-ECMO）において、呼吸不全を併発する症例で残存する自己循環が上半身へ低酸素血を供給しうることによって生じる心臓および脳の部位特異的（differential）低酸素リスクを、計算論的に同定し評価するための一般的な枠組みを提示することである。
  • 方法として、患者個別の幾何形状と血管抵抗を前提に、臨床的に妥当な範囲の拍出量およびECMO流量を表す複数のVA-ECMO患者シナリオを作成し、時間依存（transient）計算流体力学（CFD）シミュレーションにより解析した。
  • 結果として、ECMO流量にかかわらず左室拍出量が28 mLを超える場合には、大動脈弓の分枝血管すべてが肺由来の酸素化不良な全身血によって灌流されることが示された；さらに、5 mL未満の拍出量を除くほぼすべてのシナリオで、腕頭動脈の灌流は主として左室からの血液に由来していた。
  • 結論として、本モデルは本症例の幾何形状と血管抵抗の組合せにおいて、残存心機能がある多くの状況で部位特異的低酸素の強いリスクが生じうることを予測し、ECMOの設計および手技の最適化、ならびに臨床でのpersonalised（個別化）アプローチの実用性を裏づける可能性を示した。

(046) Ramaekers [27]

📕 書誌情報

Genetic assessment and folate receptor autoantibodies in infantile-onset cerebral folate deficiency (CFD) syndrome.

V Th Ramaekers, K Segers, J M Sequeira, M Koenig, L Van Maldergem, V Bours, U Kornak, E V Quadros

Mol Genet Metab, 2018 May

💬 AI 翻訳タイトル

乳児期発症の脳葉酸欠乏（CFD）症候群における遺伝学的評価および葉酸受容体自己抗体の検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、乳児期発症の脳葉酸欠乏（CFD）症候群における葉酸受容体α（FRα）自己抗体の病的寄与を明らかにし、あわせてFOLR1/FOLR2遺伝子変異や他の遺伝学的要因の関与を探索することを目的とした。
  • 方法として、典型的な臨床所見と髄液葉酸低値に基づいて36例（33家系）を乳児期発症CFDと診断し、血清FR自己抗体ならびにFOLR1およびFOLR2遺伝子を解析した；さらに、近親婚の3家系ではホモ接合性マッピングを行い、4家系目では全エクソームシーケンシング（WES）を実施した。
  • 結果として、多くの患者（89%）で血清FR自己抗体が5〜6週にわたり変動し、近親婚家系を対象としたホモ接合性マッピングでは単一の常染色体劣性原因遺伝子は同定されなかった。一方、近親婚の1家系でWESにより多発性ニューロパチーを呈する同胞に常染色体劣性のポリヌクレオチドキナーゼ3´ホスファターゼ（PNKP）遺伝子異常が同定され、また2例では病的意義のないFOLR1バリアントのみが認められた。
  • 結論として、乳児期発症CFDは病原性のあるFOLR1遺伝子変異を欠きつつも、血清FR自己抗体が優勢な病理学的特徴であることが示され、PNKP遺伝子異常は多発性ニューロパチーを説明しうるとともにPNKPが神経発達と免疫調節の両面で機能する点からCFDへの寄与も考えられた。さらに、FRα自己免疫の素因となる候補としてX染色体および非コード領域を含む領域の検討を行う必要がある。

(047) Lv [27]

📕 書誌情報

Hemodynamic Changes Caused by Multiple Stenting in Vertebral Artery Fusiform Aneurysms: A Patient-Specific Computational Fluid Dynamics Study.

N Lv, W Cao, I Larrabide, C Karmonik, D Zhu, J Liu, Q Huang, Y Fang

AJNR Am J Neuroradiol, 2018 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

椎骨動脈紡錘状動脈瘤に対する複数ステント留置が血行動態に及ぼす変化：患者固有の計算流体力学（CFD）研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、複数ステント留置法が頭蓋内紡錘状動脈瘤の長期成績を改善する一方で、その血行動態メカニズムが不明である点を背景として、CFD（computational fluid dynamics）により患者固有モデル上でステント留置戦略の違いが血行動態に与える影響を解析し、臨床的意思決定のための根拠を提示することを目的とした。
  • 椎骨動脈紡錘状動脈瘤10例を対象とし、患者固有のCFDモデルを再構築したうえで、フローテンシャルステント留置を模擬する高速バーチャル手法を用いて、単一ステントから三連ステントまでの段階的複数ステント留置を各モデルでシミュレーションした。
  • 壁面せん断応力（wall shear stress）、圧力、振動性せん断指数（oscillatory shear index）、相対的滞留時間（relative residence time）、および流れパターンを算出し、ステント数の違いによる群間比較を行った結果、ステント数の増加に伴い壁面せん断応力はそれぞれ平均で7.2%、20.6%、25.8%低下した。
  • 一方で相対的滞留時間と圧力は平均でそれぞれ11.3%、15.4%、および45.0%、ならびに15.7%、21.5%、および28.2%上昇し、振動性せん断指数は安定した変化傾向を示さなかった；流れパターンは渦の強度低下と渦中心の動脈瘤壁からの偏位によって改善した。以上より、複数ステント留置は椎骨動脈紡錘状動脈瘤内の血行動態を改変し、動脈瘤内血栓形成を促進する可能性が示され、その効果は留置ステント数の増加とともに増幅されたが、破裂または再開通（recanalization）のリスクがあり、手技計画時には考慮すべきである。

(048) Fujimura [27]

📕 書誌情報

Hemodynamics and coil distribution with changing coil stiffness and length in intracranial aneurysms.

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

頭蓋内動脈瘤におけるコイルの剛性および長さの変化に伴う血行動態とコイル分布

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、有限要素法（FEM）および計算流体力学（CFD）解析を用いて、コイルの剛性と長さを変化させた場合の血行動態とコイル分布を検討することである。
  • 側壁型および分岐部型の基礎的動脈瘤モデルを作成し、市販の塞栓コイルを基に剛性と長さを変化させた6種類のコイルモデルを生成したのち、FEMによりコイル塞栓術をシミュレーションした。
  • CFDにより塞栓後の動脈瘤内血流の様相を特徴づけ、コイル分布と動脈瘤内での速度低減を評価した。
  • コイル剛性を変化させることで半径方向のコイル分布の中央値が動脈瘤ドーム中央から外側へと移行し、硬いコイルほど動脈瘤ドーム外側へ入りやすいこと、また短いコイルはサイズが小さいため狭い領域へ入りやすく頸部領域により多く分布することが示された。さらに、頸部領域および動脈瘤ドーム外側においてコイル密度が高いほど血流流入が撹乱され、動脈瘤内の速度が有効に低減されることがCFD結果から示唆された。

(049) Cornelissen [26]

📕 書誌情報

Aneurysmal Parent Artery-Specific Inflow Conditions for Complete and Incomplete Circle of Willis Configurations.

B M W Cornelissen, J J Schneiders, M E Sprengers, R van den Berg, P van Ooij, A J Nederveen, E van Bavel, W P Vandertop, C H Slump, H A Marquering, C B L M Majoie

AJNR Am J Neuroradiol, 2018 May

💬 AI 翻訳タイトル

ウィリス動脈輪（Circle of Willis）完全型および不完全型に対応した、動脈瘤の親動脈（親動脈区画）特異的流入条件

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈瘤の親動脈における位置の違いおよびウィリス動脈輪の構成パターンの変動が、流入条件に与える差異を評価することである。
  • 円環状動脈瘤の血行動態は動脈瘤の増大および破裂に関与する可能性があるため、計算流体力学（CFD）解析では健常者の一般化した流量波形を流入境界条件として用いることが多いが、本研究では、円環状動脈瘤の親動脈に垂直な2D位相コントラストMRIにより、ウィリス動脈輪内の患者特異的な速度計測を行った。
  • 96例の患者における103個の動脈瘤について、完全型および不完全型のウィリス動脈輪構成のサブグループ別に、各親動脈位置ごとの流量、速度の大きさ、脈動性指数（pulsatility indices）を算出したところ、親動脈間でこれら指標は有意に異なり、不完全型は24%の症例で観察された。
  • 不完全型では、低形成P1（hypoplastic P1）を伴う構成において椎骨動脈（basilar artery）流量が有意に低く、対側のA1低形成（hypoplastic contralateral A1）を伴う構成ではA1流量が有意に高かったことから、流入条件は親動脈とウィリス動脈輪構成の双方で大きく変動することが示され、患者特異的なウィリス動脈輪構成に合わせて調整した親動脈特異的流入条件のデータセットを作成した。

(050) Zhang [26]

📕 書誌情報

Enlarged Anterior Cerebral Artery Bifurcation Angles May Induce Abnormally Enhanced Hemodynamic Stresses to Initiate Aneurysms.

Xue-Jing Zhang, Cong-Hui Li, Wei-Li Hao, Dong-Hai Zhang, Chun-Feng Ren, Bu-Lang Gao

World Neurosurg, 2018 Dec

  • Keywords: Aneurysm initiation, Anterior communicating artery, Bifurcation angle, Cerebral aneurysm, Hemodynamic stresses

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2018.08.167

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 26
    • FWCI: 1.5228
    • Citation Percentile: 82.14

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💬 AI 翻訳タイトル

前大脳動脈分岐角の拡大は、動脈瘤の発生開始（initiation）を誘導する異常に増強された血行動態ストレスをもたらし得る

💬 AI 要約

  • 本研究は、前大脳動脈（ACA）分岐角が動脈瘤の発生開始に関連する血行動態ストレスに与える影響を明らかにすることを目的とした。
  • 前大脳動脈前交通動脈瘤の有無を含む40例を対象とし、分岐角169.0°、136.9°、および73.2°の各3例について計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析を用いて血行動態ストレスを評価した。
  • 分岐角が大きいほど、直接衝突（direct flow impingement）する流れの衝突領域および最大圧力が分布する領域が拡大した一方、直接衝突中心では総圧（total pressure）が最も高く、他のストレス指標はいずれも最も低値を示した。また、遠位へ流れが進むにつれて総圧は急速に低下する一方で、他のパラメータは急速に増大してピークに達し、血行動態のピーク間距離は分岐角が狭くなるほど短縮した。
  • 血行動態の総圧ピークおよびピーク時ストレスはいずれも分岐角の低下に伴って減少し、73.2°では73.2°より大きい分岐角と比べてピーク間距離が最小となった；さらに、ACA分岐角と血行動態ストレスピーク間距離、ならびにACA分枝径と、直接衝突中心から同側（ipsilateral）の血行動態ストレスピークまでの距離との間に有意な（P < 0.01）正の線形相関が認められた。動脈瘤ドーム上の血行動態ストレスは動脈瘤発生開始部位より有意に小さかった（P < 0.001）。以上より、分岐角の拡大は、異常に増強された血行動態ストレス、直接衝突領域の拡大、ならびに血行動態ストレスピーク間距離の増大を介して、分岐部の頂部（bifurcation apex）における血管壁損傷による動脈瘤発生開始を引き起こし得ることが示唆された。

(051) Fortin [25]

📕 書誌情報

Flow MRI simulation in complex 3D geometries: Application to the cerebral venous network.

Alexandre Fortin, Stéphanie Salmon, Joseph Baruthio, Maya Delbany, Emmanuel Durand

Magn Reson Med, 2018 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

複雑な3次元形状におけるフローMRIシミュレーション：脳静脈ネットワークへの応用

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、既存ソフトウェアを活用して3次元の流体運動をMRIシミュレーションに組み込むための包括的ツールを開発・評価し、フローアーティファクトや血管撮像（angiography）の研究に資するフローMRIの計算手法を確立することである。
  • 方法として、最先端の高性能オープンソース計算基盤の一つであるJEMRISを拡張し、流れのラグランジュ記述を実装することで、静的組織と計算流体力学（CFD）から得られる複雑な流れデータの双方を含む任意のMR実験を模擬可能とした。
  • 結果として、単純な流れモデルに対するシミュレーション結果を物理的フローファントムでの実測と比較したところ良好な一致が得られ、さらに脳静脈ネットワークに対する現実的な3次元フローMRIシミュレーションも実施され、シミュレーションと実験の整合性が確認された。
  • 結論として、本枠組みは2次元および3次元での一般性が示され、ミスレジストレーションや流入増強といった一般的なアーティファクト、ならびに3種の主要な血管撮像法（位相コントラスト・ベロシメトリ（PC）、Time-of-Flight、造影MRA）を対象として、生理的流体と任意に複雑な流れ運動を含む任意のMRI実験のシミュレーションに利用できる汎用で再利用可能なツールを提供することが示された。

(052) Zhang [25]

📕 書誌情報

Carotid DSA based CFD simulation in assessing the patient with asymptomatic carotid stenosis: a preliminary study.

Dong Zhang, Pengcheng Xu, Hongyu Qiao, Xin Liu, Liangping Luo, Wenhua Huang, Heye Zhang, Changzheng Shi

Biomed Eng Online, 2018 Mar 12

💬 AI 翻訳タイトル

無症候性頸動脈狭窄症患者に対する頸動脈DSAベースCFDシミュレーションによる評価：予備研究

💬 AI 要約

  • 無症候性の内頸動脈（ICA）狭窄に関連する虚血を、介入時のデジタルサブトラクション血管造影（DSA）のみでは同定することが困難であり、頸動脈血行動態障害の評価手法の実現可能性が課題である。
  • 本研究では、冠動脈に対するFFRctの確立された性能に着想を得て、DSAデータに基づく計算流体力学（CFD）シミュレーションから圧力ベースの頸動脈血管機能評価（CAFA）指標を生成し、圧力ワイヤによる計測および動脈スピンラベリング（ASL）MRIを参照として、その血行動態障害評価の実現可能性を予備的に検討した。
  • 65歳男性の無症候性片側（左）ICA狭窄に対し、簡略化した境界条件でCFDを実施してCAFA指標を算出したところ、圧力ワイヤ計測との間でCAFAは良好に相関した（r=0.839, P=0.001）が、わずかな系統的過大評価を示し、有意差は認められなかった（P=0.09）。
  • 狭窄率が約70%であっても、シミュレーションおよび計測CAFA（0.942/0.937）は機能的に有意ではない狭窄を示し、さらに罹患側領域での代償的な最終脳血流量（CBF：前頭—側頭/前頭—頭頂 51.58/45.62 ml/100 g/min）とわずかに延長した動脈通過時間（ATT：1.23/1.4 s）、ならびに左右差の正常範囲（2.1–8.85%）がそれを支持したことから、DSAベースCFDは侵襲的手法と整合し、コストを抑えつつICA狭窄による血行動態障害と脳灌流変化の関係を検討する効率的手段となり得ると結論づけられた。

(053) Berg [24]

📕 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

複数の頭蓋内動脈瘤：破裂例と未破裂例における血行動態の直接比較

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤の破裂リスク評価は多くの研究がなされているにもかかわらず、依然として困難であるため、本研究では患者固有の血流情報を得る画像ベースシミュレーションを用いた評価の妥当性を検証することを目的とした。
  • 前方および後方循環の全領域を対象に、複数頭蓋内動脈瘤（MIA）を有する6例について計算流体力学（CFD）を実施し、未破裂11個および破裂6個の動脈瘤3次元表面をセグメンテーションして形態パラメータを算出するとともに、各動脈瘤の血行動態特性を画像ベース血流シミュレーションで定量化した。
  • 幾何学的比較では、未破裂例と破裂例の動脈瘤頸部アスペクト比に有意差は認められなかった一方で、破裂例ではサイズ比、アスペクト比、表面積、体積、および非球面度指標が有意に高かった。
  • 血行動態パラメータの解析では、各患者において破裂動脈瘤が平均壁面せん断応力の最小値および振動性せん断（oscillatory shear）の最大値を示し、さらに振動性速度（oscillatory velocity）の増大に基づいて破裂動脈瘤では不安定流も検出されたことから、MIA例においても単一奇形のみを扱った既報研究と整合する結果が得られ、破裂例では複雑な流れが観察されるため、さらなる詳細検討が必要であると結論づけた。

(054) Berg [22]

📕 書誌情報

Virtual stenting of intracranial aneurysms: A pilot study for the prediction of treatment success based on hemodynamic simulations.

Philipp Berg, Sylvia Saalfeld, Gábor Janiga, Olivier Brina, Nicole M Cancelliere, Paolo Machi, Vitor M Pereira

Int J Artif Organs, 2018 Nov

  • Keywords: Intracranial aneurysm, computational fluid dynamics, flow-diverter, hemodynamics, virtual stenting

  • DOI: 10.1177/0391398818775521

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 22
    • FWCI: 1.8612
    • Citation Percentile: 84.66

  • PubMed

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  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

血流調整ステントによる頭蓋内動脈瘤の仮想ステント留置：血行動態シミュレーションに基づく治療成功予測のための予備研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血流調整デバイスによる頭蓋内動脈瘤の血管内治療において、完全閉塞が得られない、あるいは遅延閉塞や瘤の増大が生じる問題に対し、血行動態シミュレーションから治療成功を予測する枠組みを探索することである。
  • 方法として、内頸動脈（internal carotid artery）に位置する同様の動脈瘤を有する2症例を対象とし、同一デバイスにより治療した後、1年フォローアップで完遂閉塞（症例1）と追加治療が必要な転帰（症例2）を示したそれぞれについて、患者固有形状に基づく仮想ステント留置と血流（blood flow）シミュレーションを実施した。
  • 結果として、両症例で治療により動脈瘤頸部の流入は明確に低下した（症例1：19%、症例2：35%）ほか、時間平均壁面せん断応力（time-averaged wall shear stress）や振動性せん断（oscillatory shear）、流入濃度指標（inflow concentration indices）などの血行動態指標が大きく減少した（例：時間平均壁面せん断応力は症例1：35.6%、症例2：57%で減少、振動性せん断は症例1：33.1%、症例2：26.7%で減少）。
  • 結論として、血流調整デバイスの相対的な血行動態効果が大きいことが必ずしも所望の治療転帰につながるとは限らず、成功には患者固有の流入量に関する一定の閾値（threshold）が必要である可能性が示唆された。

(055) Oshida [20]

📕 書誌情報

Wall Shear Stress and T1 Contrast Ratio Are Associated With Embolic Signals During Carotid Exposure in Endarterectomy.

Sotaro Oshida, Futoshi Mori, Makoto Sasaki, Yuiko Sato, Masakazu Kobayshi, Kenji Yoshida, Shunrou Fujiwara, Kuniaki Ogasawara

Stroke, 2018 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

内頸動脈内膜切除術における頸動脈曝露中の塞栓性シグナルは壁面せん断応力およびT1コントラスト比と関連する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血流による摩擦力がプラーク表面に存在する塊を脱落させ得るという観点から、T1強調（T1-weighted）磁気共鳴画像（MR）で評価される頸動脈プラークの強度に加えて、計算流体力学（CFD）解析により算出した頸動脈の壁面せん断応力（WSS）が内頸動脈内膜切除術中の頸動脈曝露時に塞栓の発生と関連するかを検討することであった。
  • 方法として、内頸動脈狭窄（≥70%）の100例に対しMRによる頸動脈プラーク画像化を行い、T1強調で高信号病変として描出される脆弱性プラーク（プラーク内出血または脂質/壊死性コア）を示した54例では、頸部3次元MR血管撮影を追加した。
  • MR血管撮影に基づき、最も高度な狭窄区間における内頸動脈の最大WSSを算出し、内頸動脈内膜切除術中に患側中大脳動脈へ経頭蓋ドプラで微小塞栓シグナル（MES）をモニタリングした結果、脆弱性ではないプラーク46例では頸動脈曝露中にMESを認めなかった一方、脆弱性プラーク54例中24例（44%）でMESが検出された。
  • ロジスティック回帰分析では、プラーク強度（P=0.0107）およびWSS（P=0.0029）のいずれもMES発生と有意に関連し、さらに受信者動作特性（ROC）曲線におけるプラーク強度とWSSのカットオフ値を併用すると、特異度（63%から93%へ）および陽性的中率（66%から90%へ）が、プラーク強度単独の場合よりも増加したことから、結論としてはT1強調MRで評価される頸動脈プラーク強度に加えて、頸動脈のCFD解析によるWSSが頸動脈曝露中の塞栓性発生と関連することが示された。

(056) Csippa [20]

📕 書誌情報

A new hypothesis on the role of vessel topology in cerebral aneurysm initiation.

Benjamin Csippa, Gábor Závodszky, György Paál, István Szikora

Comput Biol Med, 2018 Dec 01

  • Keywords: Aneurysm initiation, CFD, Endothelial layer, Pathogenesis, Reconstruction, Secondary flow, WSS

  • DOI: 10.1016/j.compbiomed.2018.10.018

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 20
    • FWCI: 0.846
    • Citation Percentile: 74.48

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤形成開始における血管トポロジーの役割に関する新たな仮説

💬 AI 要約

  • 動脈瘤の病因は血行力学的作用と強く関連していると考えられており、現時点の知見では形成過程は局所的に攪乱された流れ場の条件により開始される。本研究の目的は、動脈瘤形成に先行する段階における流れ場の役割を数値的に検討し、開始機序の理解を深めることである。
  • デジタル再構成した動脈瘤前形状（pre-aneurysmal geometries）を用いて、後に形成される動脈瘤の形成位置および方向に対する流れパターンの相関を解析した。
  • 検討した全症例において、後に形成される動脈瘤の位置を特徴づける非常に特異的な回転流パターンの存在を示し、当該流れパターンが血管壁に作用する機械的負荷となって血管壁の破壊的なリモデリング（remodelling）を引き起こし得ることを主張した。
  • さらにこれらのパターンは、壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）、壁面せん断応力勾配（wall shear stress gradient: WSSG）、振動性せん断指数（oscillatory shear index: OSI）などの血管表面関連変数の上昇を誘導し、先行研究の知見と整合したことを示した; 併せて、本研究は流れパターンの解析が、これらの表面量のみを調べる場合と比べてより深い洞察と頑健な数値的方法論を提供することを強調している。

(057) Seo [19]

📕 書誌情報

A Highly Automated Computational Method for Modeling of Intracranial Aneurysm Hemodynamics.

Jung-Hee Seo, Parastou Eslami, Justin Caplan, Rafael J Tamargo, Rajat Mittal

Front Physiol, 2018

  • Keywords: automatic segmentation, cerebral aneurysm, computational fluid dynamics, hemodynamics, immersed boundary method

  • DOI: 10.3389/fphys.2018.00681

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 19
    • FWCI: 2.1996
    • Citation Percentile: 86.91

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の血行動態をモデル化するための高度に自動化された計算手法

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤は多様な形態を示し、その増大および破裂リスクは、複雑で非線形な血行動態の作用と、患者固有の条件とが連成した結果として規定されるため、破裂リスクと動脈瘤形態の相関を理解するには血行動態を組み込むとともに、信頼できる統計的相関を得るために十分なサンプル数を扱う必要がある。
  • 本研究では、多数の動脈瘤症例に対して高精度な血行動態シミュレーションを実施するため、医用画像からシミュレーション可能な構成へ変換する際に必要な人的介入を最小（または不要）とする自動化手法を開発し、没入境界（immersed boundary）法の枠組みに基づいて、3Dアンギオグラムのボクセル化造影情報を直接用いて血行動態シミュレーション用のレベルセット基盤の計算用「マスク」を構築することを主要アイデアとした。
  • マスクには適切な境界条件を与え、鋭い界面を備えた没入境界法（sharp-interface immersed boundary method）により直交（Cartesian）格子上でナビエ–ストークス方程式を解くことで、血管および動脈瘤内の血流をシミュレートした。
  • 提案手法は、体適合型の表面／体積メッシュ生成、ならびにモデルのクリーンアップのためのその他の介入を必要とせず、実患者データに由来する複数の相異なる動脈瘤に対する適用によってその実現可能性（viability）が示された。

(058) Botti [18]

📕 書誌情報

Modeling hemodynamics in intracranial aneurysms: Comparing accuracy of CFD solvers based on finite element and finite volume schemes.

Lorenzo Botti, Nikhil Paliwal, Pierangelo Conti, Luca Antiga, Hui Meng

Int J Numer Method Biomed Eng, 2018 Sep

  • Keywords: discontinuous Galerkin method, finite volume method, high-order accurate hemodynamics, intracranial aneurysm

  • DOI: 10.1002/cnm.3111

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 18
    • FWCI: 1.3613
    • Citation Percentile: 80.14

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における血行動態のモデリング：有限要素法および有限体積法に基づくCFDソルバの精度の比較

💬 AI 要約

  • 画像ベースCFDは頭蓋内動脈瘤の臨床管理に資する可能性があるが、精度評価や感度解析の不足の一部が臨床導入の妨げとなっているため、本研究では有限体積（FV）および有限要素（FE）の空間離散化に基づくCFDソルバの精度を体系的にベンチマークすることを目的とした。
  • 患者固有の頭蓋内動脈瘤モデルにおいて、(1) 市販のFVベースソルバであるANSYS Fluent と、(2) 非連続ガラーキン（dG）FEベースソルバであるVMTKLab multidGetto の2種類を用いて流れを数値的に再現し、FV側ではテトラ要素メッシュ解像度（134k、1.1m、8.6m、68.5m）を、dGFE側では基本134kテトラ要素メッシュ上の多項式次数（1次〜4次）をそれぞれ増加させることで精度を高めた。
  • 誤差定量の基準として、FVおよびdGFEの最良近似とそれ以外の近似に対応する計算結果を用い、速度誤差は速度大きさ場[0,125] cm/sの範囲において、2番目に良い近似の平均で概ね約1 cm/sであった。
  • 高次のdGFEは自由度（degree of freedom）あたりではより高い精度を示す一方、ヤコビアンの非ゼロ要素（Jacobian nonzero entry）あたりではFVよりも精度が劣ることが示され、さらに速度誤差の相互比較では両ソルバが同一の数値解へ漸近的に収束することが確認されたが、不十分に解像された速度場の不一致から、メッシュ独立性の到達経路が両者で異なる可能性が示唆された。

(059) Jiang [18]

📕 書誌情報

Hemodynamic findings associated with intraoperative appearances of intracranial aneurysms.

Pengjun Jiang, Qingyuan Liu, Jun Wu, Xin Chen, Maogui Li, Fan Yang, Zhengsong Li, Shuzhe Yang, Rui Guo, Bin Gao, Yong Cao, Rong Wang, Fei Di, Shuo Wang

Neurosurg Rev, 2020 Feb

  • Keywords: Atherosclerotic change, Cerebral aneurysm, Hemodynamics, Intraoperative appearance, Wall shear stress

  • DOI: 10.1007/s10143-018-1027-0

  • Article

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    • Cited by: 18
    • FWCI: 1.1912
    • Citation Percentile: 78.84

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の術中外観に関連する血行動態学的所見

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）を用いて、脳動脈瘤の壁外観（肥厚壁型および薄壁型）と血行動態学的特徴との関連を評価することである。
  • 破裂していない中大脳動脈（MCA）分岐部動脈瘤41例を対象とし、術中に観察された顕微鏡所見に基づいて動脈瘤を肥厚壁型および薄壁型に分類したうえで、術前CT血管造影（CTA）から形状を再構築してCFD解析を実施し、形態学的および血行動態学的指標を両群間で比較した。
  • 肥厚壁型のうち18例は術中外観に基づくアテローム性変化を伴うものとして分類され、薄壁型と比較して、アテローム性変化を伴う動脈瘤では、動脈瘤深達度、最大高、直径、アスペクト比、サイズ比といった幾何学的パラメータが大きく、壁面せん断応力（WSS）が低く、低WSS領域比（LSAR）が大きかった。
  • したがって、アテローム性変化に特徴づけられる肥厚壁型動脈瘤は低WSSおよびより大きなLSARと関連しており、CFDは脳動脈瘤の術中外観を識別するための有用な手段となり得る。

(060) Kimura [18]

📕 書誌情報

Clear Detection of Thin-Walled Regions in Unruptured Cerebral Aneurysms by Using Computational Fluid Dynamics.

Hidehito Kimura, Masaaki Taniguchi, Kosuke Hayashi, Yosuke Fujimoto, Youichi Fujita, Takashi Sasayama, Akio Tomiyama, Eiji Kohmura

World Neurosurg, 2019 Jan

  • Keywords: Cerebral aneurysm, Computational fluid dynamics, Visualization, Wall shear stress vector cycle variation, Wall thinning

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2018.09.098

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 18
    • FWCI: 1.1844
    • Citation Percentile: 78.74

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💬 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薄壁部領域の明瞭な検出

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤内部の薄壁部領域（thin-walled regions; TIWRs）が術中操作中に破裂リスクが高いことに着目し、TIWRsを予測する計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）指標の有用性を検証することである。
  • 方法として、ユーザーフレンドリーなソフトウェアにより新規パラメータである壁面せん断応力ベクトルサイクル変化（wall shear stress vector cycle variation; WSSVV）を導入し、未破裂脳動脈瘤12例を解析した。
  • TIWRsは術中視野で親血管の通常色と比較して赤色として観察される領域として定義し、臨床画像の位置および姿勢をWSSVVカラーマップに一致させた上で、TIWRsおよび厚壁部領域（thick-walled regions; TKWRs）をWSSVV上の対応領域と比較した。
  • その結果、WSSVV画像の適切な最大カラーバー値（maximum color bar value; MCBV）調整がTIWRs予測に重要であり、MCBV 500においてTIWRsの識別能が最も高かった（感度0.89、特異度0.94）；この条件下でTIWRsとTKWRsのWSSVVの定量値は有意差を示した（P < 0.01）。低いWSSVV値は脳動脈瘤内のTIWRsを示唆しうる。

(061) Baghaie [18]

📕 書誌情報

Curvelet Transform-based volume fusion for correcting signal loss artifacts in Time-of-Flight Magnetic Resonance Angiography data.

Ahmadreza Baghaie, Susanne Schnell, Ali Bakhshinejad, Mojtaba F Fathi, Roshan M D'Souza, Vitaliy L Rayz

Comput Biol Med, 2018 Aug 01

  • Keywords: 4D flow MRI, Curvelet transform, Phase contrast magnetic resonance imaging (PC-MRI), Time-of-flight magnetic resonance angiography (TOF MRA)

  • DOI: 10.1016/j.compbiomed.2018.06.008

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 18
    • FWCI: 1.079
    • Citation Percentile: 78.19

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💬 AI 翻訳タイトル

Curvelet変換に基づく体積フュージョンによるTime-of-Flight磁気共鳴血管撮影データにおける信号消失アーティファクトの補正

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤領域においてTime-of-Flight Magnetic Resonance Angiography（TOF MRA）が示す信号消失アーティファクトを低減し、血管形状のセグメンテーション精度を高めてCFD解析などの流体解析を支援することである。
  • 方法として、TOF体積データに対して3次元Curvelet変換に基づく画像フュージョン手法を提案し、画像内で生じる低速流や再循環流、および血流が撮像面に対して垂直でないことに起因する信号損失を補正する枠組みを構築した。
  • 結果として、提案手法は、他の多重解像度3次元Waveletベースの画像フュージョン手法と比較して優れていることが実験により示された。
  • 結論として、提案したCurvelet変換ベースの体積フュージョンは、脳動脈瘤患者に対するモデルベースの流体解析および術前／術後の治療計画・評価を促進し得ることが示唆された。

(062) Li [18]

📕 書誌情報

Hemodynamics in Ruptured Intracranial Aneurysms with Known Rupture Points.

Miao Li, Jie Wang, Jian Liu, Conghai Zhao, Xinjian Yang

World Neurosurg, 2018 Oct

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Intracranial aneurysm, Rupture point, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2018.07.026

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 18
    • FWCI: 1.0152
    • Citation Percentile: 76.50

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💬 AI 翻訳タイトル

破裂点が既知である破裂性頭蓋内動脈瘤における血行動態

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈瘤の破裂点と血行動態との関連性を明らかにすることである。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションを16例の頭蓋内動脈瘤に対して実施し、破裂点はクリッピング時に3名の独立した神経外科医によって同定した。
  • 破裂点および動脈瘤瘤内全体（aneurysm sac）で壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）および振動せん断指数（oscillatory shear index: OSI）を算出し、さらに瘤内の流れパターンと流れの衝突（flow impingement）を検討した結果、WSSは瘤全体では3.4855 ± 3.8881 Paであるのに対し破裂点では1.5403 ± 2.3688 Paと有意に低かった（P = 0.002）。
  • 破裂点におけるOSI（0.0354 ± 0.0459）は瘤内全体（0.0220 ± 0.0232）より高いものの有意差はなく、複雑な流れパターンは81.3%で認められた一方で、破裂点での流れ衝突は3分の2以上の症例（68.7%）で認められなかったことから、破裂点の血行動態は瘤内全体と異なり破裂点ではWSSが有意に低いという知見が得られた。より多くのデータと詳細情報に基づく破裂リスク評価のための追加研究がなお必要である。

(063) Lauric [17]

📕 書誌情報

Critical role of angiographic acquisition modality and reconstruction on morphometric and haemodynamic analysis of intracranial aneurysms.

Alexandra Lauric, James E Hippelheuser, Adel M Malek

J Neurointerv Surg, 2018 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における形態計測および血行力学的解析への血管造影撮像モダリティと再構成の影響：重要性の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、サブトラクション3次元回転血管造影（3DRA）およびコーンビームCT血管造影（CBCT-A）を用いた撮像モダリティ、再構成パラメータ、ならびにカーネル選択が、患者由来動脈瘤の形態および計算流体力学（CFD）解析に与える影響を系統的に評価し、施設間の研究間ばらつきへの寄与可能性を明らかにすることである。
  • 方法として、4名の患者（動脈瘤5個）で同時に3DRAを撮像し、その後高解像度CBCT-Aを取得した。各動脈瘤について6種類のモデルを再構成し、3DRAでは0.28 mmおよび0.14 mmのボクセルサイズ（それぞれ大・小VOI）に加えて通常/平滑（normal/smooth）カーネルの2種類を用いた。CBCT-Aは小VOIで通常/シャープ（normal/sharp）カーネルの2種類として再構成した。
  • 3Dにおいて最大ドーム径、頸部径、ドーム/頸部比を評価し、壁面せん断応力（WSS）の大きさを動脈瘤ドーム全体およびWSSが最小の5%領域（LWSS）と最大の5%領域（HWSS）で評価した。ペアワイズt検定により、より小さなVOI再構成ではDmaxおよびDmax/頸部比が有意に低下し（それぞれP=0.03, P=0.006）、LWSSが有意に増大した（P=0.03）。さらにシャープカーネルの使用は頸部を狭小化し（P=0.04）、Dmax/頸部比を有意に増大させた（P=0.02）。
  • CBCT-Aは3DRAと比較して、動脈瘤形状で最大24%の差、血行力学で最大97%の差を示し、統計学的に異なる結果となった。したがって、カテーテル3D血管造影モダリティおよび再構成カーネルの選択は、導出される動脈瘤の形態学的ならびに血行力学的解析に決定的な影響を及ぼすことが示された。この生成されるばらつきは、患者集団内および施設や手技が異なる研究間での潜在的差異を、混同し、見えにくくする可能性があり、定量的動脈瘤解析の精度を損なう。

(064) Galarza [17]

📕 書誌情報

Next generation of ventricular catheters for hydrocephalus based on parametric designs.

M Galarza, A Giménez, J M Amigó, M Schuhmann, R Gazzeri, U Thomale, J P McAllister

Childs Nerv Syst, 2018 Feb

  • Keywords: Catheter obstruction, Catheter prototypes, Cerebral ventricle, Cerebrospinal fluid, Flow, Shunt revision

  • DOI: 10.1007/s00381-017-3565-0

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 17
    • FWCI: 0.1193
    • Citation Percentile: 44.09

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💬 AI 翻訳タイトル

パラメトリック設計に基づく水頭症治療用脳室カテーテルの次世代化

💬 AI 要約

  • 水頭症の通常治療において脳室カテーテルが閉塞する要因として、脳脊髄液の流動パターンが最も重要である可能性が高いため、本研究はその流動パターンをより良く理解することを目的とした。
  • 数値モデルによるパラメトリック解析を行い、既存研究で用いられてきた3次元カテーテルモデルに対する計算流体力学（CFD）に基づく既知の流れ解析に加えて、カテーテルのパラメトリック開発の理論を導入することで、カテーテルCFD流れ解のプロトタイプモデルを提示した。
  • 排液セグメント数、セグメント間距離、各セグメント上の孔の数と直径、ならびに各孔の相対角度位置といったパラメータを設定し、未公開のカテーテルモデルに対するCFD結果を提示したところ、流体分布の改善と、カテーテル孔におけるせん断応力の低減を両立する新規設計が導出された。
  • さらに、高解像度の3Dプリントで作製した3モデルのカテーテル解と基本的ベンチマーク試験を紹介し、パラメトリック設計により均一な流動パターンを実現する次世代カテーテルは、水頭症治療における前進となり得て、カテーテル寿命の延伸につながる可能性があることを示した。

(065) Detmer [16]

📕 書誌情報

External validation of cerebral aneurysm rupture probability model with data from two patient cohorts.

Felicitas J Detmer, Daniel Fajardo-Jiménez, Fernando Mut, Norman Juchler, Sven Hirsch, Vitor Mendes Pereira, Philippe Bijlenga, Juan R Cebral

Acta Neurochir (Wien), 2018 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

2つの患者コホートのデータによる脳動脈瘤破裂確率モデルの外部検証

💬 AI 要約

  • 無破裂脳動脈瘤の治療方針決定においては、医師および患者は、治療に伴うリスクと、破裂によって生じる出血性脳卒中のリスクを比較検討する必要がある。本研究の目的は、このような意思決定を支援し得る、近年開発された統計学的破裂確率モデルを外部データで評価することである。
  • 方法として、2つの患者コホート（患者203例、動脈瘤249個）から得られた分割画像データおよび患者情報を用い、患者固有の計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施し、その後に統計モデルの精度、識別能、適合度（goodness of fit）を評価した。
  • 結果として、外部データに適用した場合、受信者動作特性曲線下面積（AUC）が0.82と良好な識別能および適合度を示し、訓練集団における楽観補正AUC（AUC=0.84）と比較して低下はわずかであった。さらに、類似度に基づく破裂評価アプローチと比較すると、訓練コホート内で血行動態および形状の観点から外部コホートの対象動脈瘤に類似する動脈瘤を同定することでモデルの性能が評価された。
  • 精度指標では、訓練データに比べて正解率の低下は小さく（誤分類誤差0.24 vs 0.21）、類似度アプローチと併用することで予測精度は改善され（誤分類誤差0.14）、異なる臨床施設で取得されたデータに対する良好な一般化可能性が示された。モデルベース手法と類似度ベース手法を組み合わせることで、新規症例の評価および解釈をさらに改善できる可能性があり、臨床的リスク評価への応用が期待される。

(066) Watanabe [16]

📕 書誌情報

Hemodynamic vascular biomarkers for initiation of paraclinoid internal carotid artery aneurysms using patient-specific computational fluid dynamic simulation based on magnetic resonance imaging.

Tomoya Watanabe, Haruo Isoda, Yasuo Takehara, Masaki Terada, Takehiro Naito, Takafumi Kosugi, Yuki Onishi, Chiharu Tanoi, Takashi Izumi

Neuroradiology, 2018 May

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Intracranial aneurysm, Magnetic resonance imaging, Wall shear stress

  • DOI: 10.1007/s00234-018-2002-8

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 16
    • FWCI: 1.5228
    • Citation Percentile: 81.31

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

磁気共鳴画像（MRI）に基づく患者固有の計算流体力学（CFD）シミュレーションによって、傍鞍部（paraclinoid）内頸動脈瘤の発生開始に関する血行動態血管バイオマーカーを同定する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、傍鞍部内頸動脈（ICA）瘤の発生開始部位における血管バイオマーカーの分布を、瘤の有無で比較評価することである。
  • 方法として、3D time of flight（TOF）磁気共鳴血管撮影（MRA）および3D cine phase-contrast MRIを用いた15例の罹患ICA（群A）と15例の非罹患対側ICA（群B）を含む計35例、および動脈硬化病変と瘤を欠く傍鞍部ICA 33例（群C）を対象に、MRIデータに基づくCFDを実施し、壁面せん断応力（WSS）、その派生指標、ならびに流線を算出した。
  • 結果として、群Aでは瘤の発生開始部位およびその近傍において高いWSSおよびSWSSG（空間WSS勾配）が分布し、群Bおよび群Cでも同様の位置で高値が観察された一方で、正規化最高WSS（nh-WSS）および正規化SWSSG（nh-SWSSG）は群Aが群Cより有意に高く、さらにnh-SWSSGは群Aが群Bより有意に高かった。
  • 結論として、nh-WSSおよびnh-SWSSGは傍鞍部ICA瘤の発生開始に対する良好なバイオマーカーであることが示された。

(067) Varble [16]

📕 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（Rupture Resemblance）モデルは頭蓋内動脈瘤の成長速度と相関し得る：予備的結果

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）の治療は主に動脈瘤の大きさおよび成長に基づいて決定されるが、IAsの成長における形態学的および血行動態的リスク予測モデルの関連性は不明であるため、本研究では破裂類似（Rupture Resemblance）スコアが成長とどのように関係するかを検討した。
  • 5例の成長性（growing）および6例の安定性（stable）IAsについて、経時的画像を解析し、3次元でセグメント化した形状画像から破裂類似スコア（RRS）を算出し、さらに計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションを用いて血行動態指標を評価した。
  • 形態学的RRS（RRSM）、血行動態的RRS（RRSH）、および両者の組合せ（RRSC）について、IAsのサイズ比、壁面せん断応力（wall shear stress）、および振動性せん断指数（oscillatory shear index）を指標としてスコア化し、成長群と安定群をベースライン時点ならびに成長群のベースラインから追跡時点で比較したところ、ベースライン時点では統計学的有意差は認められない一方で、成長性IAsは高いアスペクト比（P=0.066）、うねり（undulation index）（P=0.086）、およびRRSC（P=0.86）を示す傾向があった。
  • さらに、成長速度と3モデルすべてのベースラインRRSとの間に有意な相関が認められ（RRSM: r=0.874, P<0.001；RRSH: r=0.727, P=0.011；RRSC: r=0.815, P=0.002）、成長性IAsはアスペクト比（P=0.034）、サイズ比（P=0.034）、およびRRSM（P=0.034）で有意な増加を示した；また成長領域と安定領域では壁面せん断応力および振動性せん断指数に統計学的に異なる傾向が認められ、本予備研究に基づき、破裂したIAsに類似する動脈瘤はより速く成長し得るとの仮説を提案した。

(068) Sindeev [16]

📕 書誌情報

Intimal Hyperplasia After Aneurysm Treatment by Flow Diversion.

Sergey Sindeev, Sascha Prothmann, Sergey Frolov, Claus Zimmer, Dieter Liepsch, Philipp Berg, Jan Stefan Kirschke, Benjamin Friedrich

World Neurosurg, 2019 Feb

  • Keywords: Cerebral aneurysm, Computational fluid dynamics, Flow diverter, Intimal hyperplasia, Virtual stenting

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2018.10.107

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    • Cited by: 16
    • FWCI: 1.0152
    • Citation Percentile: 76.88

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💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータ治療後に発生する動脈内膜過形成：流れ分流ステントの不完全な壁面接着に起因して

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバータ（flow diverter）留置後に生じる不完全な拡張（壁面接着不良）が誘発する血行動態変化を包括的に検討することである。
  • 患者固有の臨床データに基づく生理学的に妥当な流動条件の下で、画像ベースの血流シミュレーションを行い、不完全なフローダイバータ拡張が血流に及ぼす影響を解析した。
  • 数値結果では、ステント近位端での不完全拡張は動脈瘤内の血流変化に対して最小限の影響しか与えない一方、近位端が親動脈と接触する部位近傍に非生理的に高い壁面せん断応力（wall shear stress）が観察され、当該領域に内膜過形成（intimal hyperplasia）を引き起こした。
  • これらのシミュレーション結果は臨床経過と治療成績に整合しており、同様に不完全拡張のリスクが存在する複雑症例の治療計画を検討する際に考慮し得るが、抗血小板療法や追加介入を判断する意思決定を支援するためにはさらなる研究が必要である。

(069) Liu [16]

📕 書誌情報

Selective permeability of mouse blood-aqueous barrier as determined by 15N-heavy isotope tracing and mass spectrometry.

Pan Liu, Benjamin R Thomson, Natalia Khalatyan, Liang Feng, Xiaorong Liu, Jeffrey N Savas, Susan E Quaggin, Jing Jin

Proc Natl Acad Sci U S A, 2018 Sep 04

  • Keywords: blood-aqueous barrier, blood-ocular barrier, complement system, proteomics, stable isotope labeling in mammals

  • DOI: 10.1073/pnas.1807982115

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    • FWCI: 0.8817
    • Citation Percentile: 75.33

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💬 AI 翻訳タイトル

15Nヘビー同位体トレーシングおよび質量分析によって定量したマウス血液—房水関門の選択的透過性

💬 AI 要約

  • 血液—房水関門は、蛋白質の眼内への通過を選択的に制限することで房水恒常性を制御する重要な役割を担っているが、関門の血漿蛋白に対する選択的透過性を十分に反映する計測手法は確立されていない。
  • 本研究では、血清蛋白すべてに窒素15（15N）を導入した安定同位体標識血清をマウスに全身投与し、房水中における各蛋白の15N対内因性窒素14（14N）比を質量分析で測定することで、透過に伴う比の時間変化から透過プロファイルを推定した。
  • その結果、数百に及ぶ血清蛋白について透過プロファイルを同定でき、さらに角膜輪部への損傷による新生血管形成性の創傷治癒モデルでは、Cfh、Cfhr、Cfb、Cfi、Cfd、Vtn などの補体抑制調節因子に対する透過性が顕著に増強していることを検出した。
  • また、無血管角膜へのアルカリ損傷による別の血管新生モデルでもCfhおよびCfbの上昇が認められ、眼の新生血管形成は血清補体調節因子への透過性増強と関連することが示唆された。

(070) Tanaka [16]

📕 書誌情報

Relationship between hemodynamic parameters and cerebral aneurysm initiation.

Kazutoshi Tanaka, Hiroyuki Takao, Takashi Suzuki, Soichiro Fujimura, Yuya Uchiyama, Katharina Otani, Toshihiro Ishibashi, Hiroya Mamori, Koji Fukudome, Makoto Yamamoto, Yuichi Murayama

Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc, 2018 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の発生と血行動態パラメータの関係

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤の発生（initiation）に関与する血行動態因子とその関連性を明らかにすることであり、発生および成長機序に関して残されている未解決問題に対する知見を提供することにある。
  • 発生前の脳血管形状に基づき、3例の患者における動脈瘤モデルについて計算流体力学（CFD）による血流シミュレーションを実施し、圧力、壁面せん断応力（WSS）、壁面せん断応力勾配（WSSG）、振動せん断（OSI）、勾配振動数（GON）を評価した。
  • さらに、特にWSSの方向に着目した壁面せん断応力発散（WSSD）を解析した結果、発生領域に対応していたのは高いWSSD領域のみであり、WSSDの値は顕著に高かった。
  • 以上より、WSSDに関連する壁面への伸展（stretching）力が、脳動脈瘤の発生に関与している可能性が示唆された。

(071) Narata [16]

📕 書誌情報

The Role of Hemodynamics in Intracranial Bifurcation Arteries after Aneurysm Treatment with Flow-Diverter Stents.

A P Narata, F S de Moura, I Larrabide, C M Perrault, F Patat, R Bibi, S Velasco, A-C Januel, C Cognard, R Chapot, A Bouakaz, C A Sennoga, A Marzo

AJNR Am J Neuroradiol, 2018 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーターステントによる動脈瘤治療後の頭蓋内分岐部動脈における血行動態の役割

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバーターステント（flow-diverter stents）による局所解剖学的要因および流れの攪乱が、頭蓋内分岐部における遠位血管径の亜急性期の変化と関連するかどうかを評価することである。
  • 分岐部動脈瘤に対してフローダイバーターステントを施行した25例について、放射線画像および人口統計学的データを取得し、anatomic data と血管径変化の関連はウィスカープロットおよびマン・ホイットニーの順位和検定により検討した。
  • 統計解析では、分岐の非対称性と血管径変化との間に明確な対応関係が認められ、平均径比（medium daughter vessel diameter ratio）は狭窄または亜急性閉塞を示す症例で0.59であったのに対し、治療後に径が保存された症例では0.95であった。
  • また、理想化および患者固有の解剖モデルに対する計算流体力学（computational fluid dynamics）では、ステントが非対称分岐（diameter ratio <0.65）に留置された場合に jailed vessel の壁面せん断応力（wall shear stress）がより大きく影響を受け、対称性の高い解剖（diameter ratio ∼1.00）では影響が小さいことが示された。さらに、径比0.7未満に特徴づけられる分岐非対称性（P < .001）では血管径変化との統計学的に有意な対応が解剖学的解析で確認され、壁面せん断応力場の顕著な変化を伴って血行動態への最大の影響が生じることが示唆された。血管径変化に関与する全要素を特定するためには、さらなる研究と臨床的検証が必要である。

(072) Janiga [15]

📕 書誌情報

Quantitative assessment of 4D hemodynamics in cerebral aneurysms using proper orthogonal decomposition.

Gábor Janiga

J Biomech, 2019 Jan 03

  • Keywords: Computational fluid dynamics (CFD), Flow visualization, Intracranial aneurysms, Phase-Contrast Magnetic Resonance Imaging (PC-MRI), Proper orthogonal decomposition (POD), Quantitative comparison

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2018.10.014

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    • Cited by: 15
    • FWCI: 1.1551
    • Citation Percentile: 77.33

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💬 AI 翻訳タイトル

固有直交分解（POD）を用いた脳動脈瘤における4D血行動態の定量的評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、異なる時間変動を有する3次元血行動態データ（4D）の比較を定量的に行うために、固有直交分解（proper orthogonal decomposition: POD）が有する可能性を検討することである。
  • PC-MRIによる血流計測および2例の被験者特異的脳動脈瘤（IA）に対する計算流体力学（CFD）シミュレーションを用い、複雑な空間—時間の流動情報をPODにより解析し、系の複雑性を低減した。
  • さらに、最もエネルギーが大きい個々のモードをより詳細に客観化するためにモーダル・アシュアランス・クライテリオン（Modal Assurance Criterion: MAC）を提示し、エネルギーの大きい流れモードは視覚的に比較した。
  • モードにおける運動エネルギー分布を用いて拍動性の流れデータを定量比較し、最もエネルギーの大きいモードが総運動エネルギーの約90%に相当することを示した；さらに本分布を単一指標であるスペクトルエントロピー（spectral entropy）に統合したところ、特にCase 1で良好な一致が得られたことから、提案手法は時間依存血行動態データの複雑性を低減し、4D流れの容易な比較（例：バリデーション）を促進する有用な手段となり得る。

(073) Horn [15]

📕 書誌情報

A computational thrombus formation model: application to an idealized two-dimensional aneurysm treated with bare metal coils.

John D Horn, Duncan J Maitland, Jonathan Hartman, Jason M Ortega

Biomech Model Mechanobiol, 2018 Dec

  • Keywords: Aneurysm, Bare metal coils, Clot model, Computational fluid dynamics, Intrinsic pathway, Occlusion

  • DOI: 10.1007/s10237-018-1059-y

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    • Cited by: 15
    • FWCI: 0.8496
    • Citation Percentile: 73.79

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💬 AI 翻訳タイトル

計算可能な血栓形成モデル：裸金属コイルで処置した理想化した二次元動脈瘤への適用

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、心血管内植込みデバイスが血液のバイオ流体力学および生化学に及ぼす影響により生じ得る血栓形成を、デバイスの特性に応じて予測できる計算モデルを開発することである。
  • 方法として、血液中の凝固に関与するタンパク質を追跡する28本の移流—拡散—反応（advection-diffusion-reaction）型の偏微分方程式から成る流体—生化学連成モデルを構築し、血栓性デバイス表面における内因性凝固経路の開始を表すために境界フラックス項を導入した。
  • 本モデルを用いて、同程度の充填密度を有する裸金属コイルの種々の分布を充填した2次元の理想化二股分岐動脈瘤における非定常な血栓成長をシミュレーションした結果、血栓はコイル表面に沿う領域で、流れが最小となり、時間平均シアレートが最小となる箇所に初期形成されることが示された。
  • 6ケースのコイル充填動脈瘤を比較すると、最大血栓閉塞（thrombus occlusion）は治療後の動脈瘤体積の80.8〜92.2%の範囲にあり、治療後325〜450秒で達成された；さらに改良および妥当性確認を行うことで、本計算可能な凝固モデルは心血管内植込みデバイスの性能を評価・比較するための工学的ツールとなり得る。

(074) Liu [15]

📕 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

  • Keywords: Side branches, computational fluid dynamics, fractional flow, intracranial arterial stenosis

  • DOI: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2017.02.032

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    • Cited by: 15
    • FWCI: 0.4101
    • Citation Percentile: 68.58

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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学法を用いた頭蓋内動脈狭窄における分岐（側枝）がフラクショナル・フロー（FF）の計算に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 計算流体力学（CFD）により頭蓋内動脈狭窄において非侵襲的にフラクショナル・フロー（fractional flow; FF）を算出できるが、CFDシミュレーションでは小径の動脈分岐（側枝）を除外する必要があり、その除外がFF値に与える影響を評価することを目的とした。
  • 血管の理想化モデルとして局所的な内腔狭窄70%を設定し、病変から5、10、15、20 mmの位置に親血管半径の1/3または1/2の側枝を付加したモデルを作成し、入口・出口境界条件として圧力および流量を与えてCFD解析を実施した。
  • 分岐部における流れの分配はMurrayの法則に従い、側枝を含める/除外することで5つの患者固有頭蓋内動脈モデルをそれぞれシミュレーションした結果、FFの差が5%以内であれば分岐の影響は些細であると判断できた。
  • 対照モデル（側枝なし）と比較すると理想化モデルすべてでFFの相対差は2%以内に収まり、各患者ペアでもFFの相対差は1%未満であった一方、時間依存（transient）モデルではFFの相対差が3.5%とわずかに増大したため、親血管半径の50%未満の側枝を除外した場合の静的CFDにおけるFF測定精度への影響は無視でき、時間依存CFDでも軽微であることを示した。

(075) Brinjikji [13]

📕 書誌情報

Hemodynamic characteristics of stable and unstable vertebrobasilar dolichoectatic and fusiform aneurysms.

Waleed Brinjikji, Bongjae Chung, Ding Yong-Hong, John T Wald, Fernando Mut, Ramanathan Kadirvel, David F Kallmes, Aymeric Rouchaud, Giuseppe Lanzino, Juan R Cebral

J Neurointerv Surg, 2018 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

椎骨脳底部の紡錘状および拡張性（dolichoectatic）動脈瘤における安定型と不安定型の血行動態特性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、成長、破裂、および脳卒中に関連する椎骨脳底部紡錘状動脈瘤（vertebrobasilar dolichoectatic and fusiform aneurysms; VBDAs）において、安定型と異なる血行動態特性を同定することである。
  • CT血管撮影またはMR血管撮影で追跡可能な治療未介入のVBDAsを対象として縦断的に観察し、不安定動脈瘤は追跡中に成長または破裂したもの、脳卒中関連動脈瘤は追跡時に後循環の脳梗塞を伴うものと定義した。
  • ベースラインとして人口統計学的情報、併存疾患、動脈瘤の形態とサイズを収集し、画像に基づく計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）モデルを拍動流条件で作成・実行して、血行動態および幾何学的変数を安定型と不安定型、ならびに脳卒中ありとなしの群間で比較した（Wilcoxon検定）。
  • 合計37例のVBDAs（安定24、非安定13；脳卒中なし30、脳卒中あり7）において、不安定動脈瘤は安定動脈瘤よりもせん断速度、血流速度、および渦度が低く、平均振動せん断指数（mean oscillatory shear index）が高かった一方、脳卒中群と非脳卒中群との血行動態特性には差を認めなかった。本小規模研究は、不安定VBDAsと安定VBDAsの間に血行動態の相違が存在し得ることを示唆し、不安定VBDAsは低速度・低渦度・低せん断速度の条件下にあり、かつ振動的な流れがより強い可能性がある。

(076) Kimura [12]

📕 書誌情報

Detection of Hemodynamic Characteristics Before Growth in Growing Cerebral Aneurysms by Analyzing Time-of-Flight Magnetic Resonance Angiography Images Alone: Preliminary Results.

Hidehito Kimura, Kosuke Hayashi, Masaaki Taniguchi, Kohkichi Hosoda, Atsushi Fujita, Takeshi Seta, Akio Tomiyama, Eiji Kohmura

World Neurosurg, 2019 Feb

  • Keywords: Cerebral aneurysm, Computational fluid dynamics, Enlargement, Growing, Magnetic resonance angiography

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2018.11.081

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    • Cited by: 12
    • FWCI: 1.0152
    • Citation Percentile: 76.99

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💬 AI 翻訳タイトル

時間飛行型磁気共鳴血管撮影（TOF-MRA）画像のみを解析して成長前の血行動態特性を検出する、成長性脳動脈瘤の予備的結果

💬 AI 要約

  • 目的：脳動脈瘤の成長はしばしば破裂に先行するが、近年の市販CFDソフトウェアによっても成長の明確な寄与因子は決定されていないため、本研究では成長性脳動脈瘤の成長前における可能性のある要因を検討することを目的とした。
  • 方法：我々は時間飛行型磁気共鳴血管撮影（TOF-MRA）データのみから成長前の成長性動脈瘤を解析可能な独自のCFDツールを開発し、2013年4月から2017年3月にかけて当院で動脈瘤の成長を理由に治療された未破裂動脈瘤を後ろ向きに検討した。成長群（成長あり）および、5年以上にわたり増大が認められなかった安定群（stable group）を選択し、TOF-MRAを3次元血管形状データへ変換した上で、独自CFDツールにより格子ボルツマン法を用いて、streamline、壁面せん断応力（WSS）、振動せん断指数（oscillatory shear index）の3つの血行動態指標を算出し、両群を定量的に比較した。
  • 結果：成長動脈瘤6例および安定動脈瘤6例を解析した。成長群では6例中の全例で、収縮期最大の位相において、局所的な低WSS領域の近傍に位置する動脈瘤囊の焦点部におけるWSSが時間的に増加した。一方、安定群では、6例中3例で心周期のいかなる時相においてもWSSが増加しなかった。また、WSSのピーク値は両群間で有意な差を示した。
  • 結論：収縮期最大位相におけるWSSの局所的増加は、近い将来の動脈瘤拡大のリスク因子である可能性があることが示唆された。

(077) Feletti [11] ⭐

📕 書誌情報

Computational Fluid Dynamics Analysis and Correlation with Intraoperative Aneurysm Features.

Alberto Feletti, Xiangdong Wang, Sandeep Talari, Tushit Mewada, Dilshod Mamadaliev, Riki Tanaka, Yasuhiro Yamada, Yamashiro Kei, Daisuke Suyama, Tukasa Kawase, Yoko Kato

Acta Neurochir Suppl, 2018

  • Keywords: Aneurysm, Computational fluid dynamics (CFD), Intraoperative, Pressure, Streamlines, Wall shear stress (WSS)

  • DOI: 10.1007/978-3-319-73739-3_1

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    • Cited by: 11
    • FWCI: 4.0298 ⭐
    • Citation Percentile: 94.73 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学解析と術中動脈瘤所見との相関

💬 AI 要約

  • 計算流体力学（CFD）に基づく所見と動脈瘤の発生、増大、および最終的な破裂との関係には多くの議論があるため、本研究の目的は連続症例におけるCFDデータを解析し、術中の視認的動脈瘤所見と相関付けることである。
  • Hemoscopeソフトウェア（Amin, Ziosoft Corporation, Minato ward, Tokyo, Japan）により、クリッピングを施行した17名の患者における18個の動脈瘤の画像を処理し、圧力（P）、壁面せん断応力（WSS）勾配とベクトル、正規化WSS、ならびに流線（SL）方向と流線速度を評価したうえで、CFD指標と術中の視認所見を比較した。
  • 評価した動脈瘤壁面39領域において、赤色で薄い動脈瘤壁領域は低WSSとより頻繁に関連していた一方、低WSSが高P、発散するWSSベクトル、流線の直接的な衝突、ならびに高いSL速度と併存する場合には、黄色で示される（動脈硬化性）動脈瘤壁と一致する頻度が高かった。
  • 低WSS単独では動脈瘤壁の厚さを判定するには不十分であり、他パラメータとの関連性を組み合わせることで、術前に動脈硬化性の厚い領域（高P、発散するWSSベクトル、高い流れ速度）と、破裂リスクがより高い薄い領域（平行なWSSベクトル、低い流れ速度）を識別しうる可能性が示された；さらに、これら指標間のバランスの変化が時間経過に伴って動脈瘤壁の特徴と破裂リスクを変化させ得ることが示唆された。

(078) Zhu [11]

📕 書誌情報

Hemodynamics of cerebral bridging veins connecting the superior sagittal sinus based on numerical simulation.

Youyu Zhu, Feng Wang, Xuefei Deng

Biomed Eng Online, 2018 Mar 20

  • Keywords: Cerebral bridging veins, Cerebral venous thrombosis, Computational fluid dynamics, Wall shear stress

  • DOI: 10.1186/s12938-018-0466-8

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    • Cited by: 11
    • FWCI: 0.3384
    • Citation Percentile: 62.52

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💬 AI 翻訳タイトル

数値シミュレーションに基づく上矢状洞に連結する脳の橋静脈の血行動態

💬 AI 要約

  • 橋静脈は脳静脈系の壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）といった血行動態学的特徴を有することから、本研究では上矢状洞（superior sagittal sinus: SSS）に連結する橋静脈の生理学的・血行動態学的特性を明らかにすることを目的とした。
  • 剖検データおよび計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）ソフトウェアパッケージに基づき、SSSに接続する橋静脈（bridging veins: BVs）の血行動態物理モデルを構築した。
  • その結果、全137本のBVsはSSSに沿って前方群と後方群の2つのクラスターに分類された；後方群では前方群よりもBVsの直径が大きく、入口角（entry angle）は小さかった。
  • BVsの直径が1.2 mmを超え、入口角がそれぞれ105°未満（SSS下流壁）および65°未満（BVs上流壁）の場合にWSSが低下し、BVsにおける最小WSSはSSSにおける最小WSSの63%にとどまった；また、血栓症はBVsの直径が1.2 mm超かつ入口角が65°未満で起こりやすく、後方SSS部のBVsでは塞栓が上流壁側でより早期に形成されうることが示唆された。

(079) Thenier-Villa [10]

📕 書誌情報

Hemodynamic Changes in the Treatment of Multiple Intracranial Aneurysms: A Computational Fluid Dynamics Study.

José Luis Thenier-Villa, Antonio Riveiro Rodríguez, Rosa María Martínez-Rolán, Miguel Gelabert-González, Pedro Miguel González-Vargas, Raúl Alejandro Galarraga Campoverde, Jorge Díaz Molina, Adolfo De La Lama Zaragoza, Pedro Martínez-Cueto, Juan Pou, Cesáreo Conde Alonso

World Neurosurg, 2018 Oct

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Intracranial aneurysm, Multiple aneurysms, Subarachnoid hemorrhage, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2018.07.009

  • Article

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    • Cited by: 10
    • FWCI: 0.846
    • Citation Percentile: 73.75

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💬 AI 翻訳タイトル

複数の頭蓋内動脈瘤の治療に伴う血行動態変化：計算流体力学（CFD）研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、近位の動脈瘤治療後に遠位動脈瘤で生じる血行動態（ヘモダイナミクス）の変化を明らかにし、多発動脈瘤に対するCFD解析のための自然発生例に基づく知見を提供することである。
  • 2008年1月から2017年12月までに同一血管系に存在する複数の頭蓋内動脈瘤24例を対象とし、デジタルサブトラクション血管撮影、CT血管撮影、またはMR血管撮影から頸動脈（carotid）区間の完全なセグメンテーションを取得したうえで、計算流体力学ソフトウェアによる一過性の拍動流シミュレーションを実施した。
  • 計算されたアウトプットとして、最大ピーク収縮期壁面せん断応力（WSS）、最小中間拡張期WSS、最大収縮期圧、低せん断領域面積、ならびに高せん断領域面積を、近位動脈瘤治療前後で比較した結果、破裂例と未破裂例ではサイズ（7.05 mm vs. 5.23 mm）およびアスペクト比（1.22 vs. 2.04）に有意差が認められた（それぞれP=0.035、P=0.001）。また、未破裂動脈瘤では最大ピーク収縮期WSSが低く、最小中間拡張期WSSが高い傾向が示された（それぞれP=0.04、P=0.034）。さらに、近位動脈瘤治療後には遠位動脈瘤の低せん断領域面積が54.15%から56.93%へ増加し（P=0.02）、一方で動脈瘤間距離が10 mm未満の場合には逆の効果が観察された。治療後の収縮期圧ピークも有意に上昇した（P=0.03）。
  • 結論として、近位動脈瘤治療が遠位動脈瘤の血行動態に及ぼす変化は不利なプロファイルを示し、理論上の出血リスク増加に関連する可能性が示唆された。

(080) Endo [10]

📕 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: 10.3171/2017.6.JNS17931

  • Article

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    • Cited by: 10
    • FWCI: 0.5072
    • Citation Percentile: 69.11

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💬 AI 翻訳タイトル

A3-A3バイパス部位に発生したde novo動脈瘤に対する、Y字型浅側頭動脈（STA）間置グラフトによる前大脳動脈（ACA）再血行再建：技術的症例報告

💬 AI 要約

  • 前大脳動脈（ACA）の再建として最も頻用される方法はACA-ACA間の端側（side-to-side）吻合であるが、本手技の長期成績および合併症は明らかではない。そこで本報告では、ACA-ACA間の端側吻合部位に生じたde novo動脈瘤という稀な病態を提示し、その発生機序の一端について計算流体力学（CFD）による検討を行うことを目的とした。
  • 破裂右A2解離性動脈瘤の治療として、53歳女性にA3-A3端側吻合を施行した。術後44か月で吻合部位にde novo動脈瘤が発生したため、Y字型浅側頭動脈（STA）間置グラフトを用いて両側ACAを再建した後、動脈瘤をトラップした。さらに、CFD解析により吻合部前壁における壁面せん断応力の局在と動脈瘤の拍動との整合性を評価した。
  • de novo動脈瘤は吻合部の前壁に発生し、前上方（anterosuperior）方向へ突出していた。CFD解析では、動脈瘤が形成された吻合部前壁において、拍動に一致して高い壁面せん断応力を示す局所領域が同定された。
  • 本症例は、筆者らの知る限りACA-ACA端側吻合部位に発生したde novo動脈瘤の初報である。CFDにより、血行動態学的ストレスが動脈瘤形成の基盤となり得ることが示唆された。Y字型STA間置グラフトは本動脈瘤に対する有用な治療選択肢であり、ACA-ACA吻合後の稀な合併症を見逃さないためには長期フォローアップが必要である。

(081) Li [9]

📕 書誌情報

Model for pressure drop and flow deflection in the numerical simulation of stents in aneurysms.

Sha Li, Jonas Latt, Bastien Chopard

Int J Numer Method Biomed Eng, 2018 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤内ステントの数値シミュレーションにおける圧力損失と流れ偏向を記述するモデル

💬 AI 要約

  • 目的：ステントのようなフローダイバータの数値シミュレーションは、血管内ステント留置術の開発・改良を通じて頭蓋内動脈瘤の治療改善に寄与するが、ストラットと動脈全体のスケール差のためにステント多孔度のレベルで完全に解像した解析を回避し、ヒューリスティックな連続体モデルで流れへの影響を表すことが多い。
  • 方法：従来の多孔質媒体モデルは、ステントによる流れ方向の偏向を明示的に扱わないため、フローダイバータ特性を部分的にしか表現できない欠点がある。本研究では、スクリーンモデル（screen models）の理論枠組みを採用することでこの不足を回避できることを示し、まず既存のスクリーンモデルを概説した上で、各モデルが予測する抵抗（drag）係数および偏向（deflection）係数について、垂直および傾斜角の両条件での明示的な式を提案した。
  • 結果：2次元の数値シミュレーション結果を用いてこれらの式の一般化を導出し、ステントモデリングにおいて最良の結果が得られるようにした。
  • 結論：さらに、提案したモデルは同様に2次元数値シミュレーションによって検証され、ステントによる圧力損失と流れ偏向をより適切に表現できることを示した。

(082) Ghaffari [9]

📕 書誌情報

Validation of parametric mesh generation for subject-specific cerebroarterial trees using modified Hausdorff distance metrics.

Mahsa Ghaffari, Lea Sanchez, Guoren Xu, Ali Alaraj, Xiaohong Joe Zhou, Fady T Charbel, Andreas A Linninger

Comput Biol Med, 2018 Sep 01

  • Keywords: Cerebral arterial tree, Hausdorff distance, Mesh validation, Morphological analysis, Parametric structured mesh, Pointwise surface distance, Shape similarity index

  • DOI: 10.1016/j.compbiomed.2018.07.004

  • Article

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    • Cited by: 9
    • FWCI: 0.9159
    • Citation Percentile: 76.55

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💬 AI 翻訳タイトル

修正Hausdorff距離指標に基づく被験者固有の脳動脈樹状構造に対するパラメトリックメッシュ生成の妥当性確認

💬 AI 要約

  • 被験者固有の血管ネットワークの正確な再構築は、脳動脈循環の血行動態解析における重要な課題である。磁気共鳴血管撮影（MRA）に基づく大規模な脳血管樹の血管スケルトン化および計算用メッシュ生成は、誤りが生じやすく、熟練者依存で、非常に時間を要する。したがって、本研究の目的は、被験者固有の脳動脈樹に関する計算モデルの空間的精度を検証・定量化するための画像セグメンテーション・パイプラインを構築することである。
  • 本研究では、近年導入されたパラメトリック構造化メッシュ（PSM）生成法を用いて、1364本の血管および571の分岐を含む6例の被験者固有の脳動脈樹を自動的に再構築した。さらに、全ての血管セグメントおよび分岐に対してサンプリングフレームを自動抽出し、PSMの空間精度を元のMRA画像に対して定量評価した。
  • 検証は、管腔面積、ピクセルベースの統計学的解析、面積重なり、および中心線の精度指標を包括的に相関付けて実施した。加えて、再構成された血管の寸法とin-vivoデータとの空間整合性を定量化するための新しい指標として、点ごとのオフセット表面距離（pointwise offset surface distance）指標（PSD）を提案した。このPSDにより、再構成モデルにおける過大近似（over-approximation）および過小近似（under-approximation）を定量化可能である。
  • 脳動脈樹の形態学的解析や、患者データバンク（例えば病院における医療記録）に含まれる大規模データに対する実用的なプロセスツールとして、血管樹の正確な再構築が有用であることが示唆される。さらに、本研究で確立したPSMの妥当性確認アプローチは、これらメッシュに対して実施されるCFD計算の信頼性を裏付けるための計算モデル検証に直接寄与する。

(083) Senko [9]

📕 書誌情報

Intraoperative Rupture Cerebral Aneurysm and Computational Flow Dynamics.

Ilya Senko, Anton Shatokhin, Ishu Bishnoi, Yasuhiro Yamada, Riki Tanaka, Daisuke Suyama, Tukasa Kawase, Yoko Kato

Asian J Neurosurg, 2018

💬 AI 翻訳タイトル

開頭手術中の脳動脈瘤破裂と計算流体力学（CFD）による血流解析

💬 AI 要約

  • 目的：開頭手術中の動脈瘤内破裂（intraoperative aneurysmal rupture; IAR）は動脈瘤手術における最も重大な合併症であり、高い罹患率と死亡率に関連するため、その予測・予防に資する計算流体力学（CFD）の有用性を検討することを目的とした。
  • 方法：破裂していない前交通動脈瘤と診断された40歳女性を対象に、CFD解析により動脈瘤内の血流速度、動脈瘤内圧、ならびに壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）を評価し、得られた血行動態の特徴と術中所見・手技のリスクとの関連を検討した。
  • 結果：CFD解析では、動脈瘤の瘤頂部において動脈瘤内圧の上昇およびWSSの発散（divergent WSS）が示された。鋭的剝離の最中に術中破裂が2回発生し、コットンタンポナーデとグルー、ならびに一時的クリッピングで対応した。術後にはインドシアニングリーン（indocyanine green）ビデオ血管造影で作動親血管と機能しない動脈瘤が確認され、患者は修正ランキンスコア1で良好に回復した。
  • 結論：本症例は、術前にCFD解析を用いて動脈瘤の血流動態と構造を評価することが、IARのリスクを踏まえた術前計画の重要性を示しており、鋭的微小外科的剝離をより慎重に行うための注意喚起に寄与し得る。

(084) Lindstrøm [9]

📕 書誌情報

Comparison of phase-contrast MR and flow simulations for the study of CSF dynamics in the cervical spine.

Erika Kristina Lindstrøm, Jakob Schreiner, Geir Andre Ringstad, Victor Haughton, Per Kristian Eide, Kent-Andre Mardal

Neuroradiol J, 2018 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

頸椎領域における脳脊髄液（CSF）ダイナミクスの研究を目的とした位相コントラストMRIと流れシミュレーションの比較

💬 AI 要約

  • 背景として、研究者らは脳脊髄液ダイナミクスの評価に位相コントラスト磁気共鳴（PC-MR）と計算流体力学（CFD）を用いている。本研究では、両手法における定性的および定量的結果を比較し、その一致度と差異を明らかにすることを目的とした。
  • 方法として、4名のボランティアを、3Tで脳および頸椎に対して強いT2強調のボリュームグラディエントエコー撮像とPC-MRで撮像した。PC-MRから心周期の各位相における速度を算出し、さらにNavier–Stokes方程式を用いて心周期を通じたPC-MR取得条件下で平均圧力勾配を計算した。脳および上部脊椎の体積MR画像をセグメンテーションしメッシュ化した後、Vascular Modeling Toolkitによりくも膜下腔のモデルを作成し、既に検証済みの流れソルバでCFDシミュレーションを実施した。
  • 結果として、PC-MRはCFDよりも一貫して不均一な流れパターンを示し、とりわけ脊髄神経根が位置する前外側のくも膜下腔でその差が顕著であった。平均すると、PC-MRで得られた収縮期および拡張期のピーク速度はCFDよりそれぞれ31%および41%大きかった。さらに平均すると、PC-MR由来の収縮期および拡張期の圧力勾配はCFDよりそれぞれ11%および39%大きかった。
  • 結論として、PC-MRは典型的なCFDでは明瞭に捉えられない局所的な流れの擾乱を示すことが示された。加えて、PC-MRから算出される速度と圧力勾配はCFDから算出される値より体系的に大きい。

(085) Yadollahi-Farsani [9]

📕 書誌情報

A New Method for Simulating Embolic Coils as Heterogeneous Porous Media.

Hooman Yadollahi-Farsani, Marcus Herrmann, David Frakes, Brian Chong

Cardiovasc Eng Technol, 2019 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

塞栓コイルを不均一多孔質媒質として模擬する新規手法

💬 AI 要約

  • 動脈瘤における血行動態に対するコイルの影響を理解するため、計算流体力学（CFD）による解析が有用であるが、従来法では展開したコイルの幾何学を陽に表現し流体領域を離散化する必要があり、複雑なコイル塊のために煩雑なメッシュ作成と大規模な要素数を要するという課題がある。
  • 本研究では、コイルの陽的幾何学を大幅に単純化し均一多孔質媒質パラメータにより近似する従来の均一モデルの限界（コイルが動脈瘤内に一様分布しないため均一性仮定が成立しない）を踏まえ、不均一多孔質媒質アプローチという新規手法を導入した。
  • モデルの妥当性を検証するため、実際に展開されたコイルが直線円筒内に生じさせる圧力損失を対象にCFDを実施し、その後、本手法により仮想的にコイルを付加した3種類の解剖学的動脈瘤形状について血行動態を解析した結果、血液の運動エネルギーは従来手法と強い一致を示した。
  • 一方で均一性仮定に基づくモデルは、動脈瘤嚢内における血液の運動エネルギーを有意に過大評価したことから、不均一化を適用することで多孔質媒質仮定の利点を維持しつつ精度を改善できることを示唆した；さらに、本手法の実装により従来法と比較して総メッシュ要素数を大幅に削減し、均一アプローチより高い精度を実現した。

(086) Riccardello [9]

📕 書誌情報

Hemodynamic impingement and the initiation of intracranial side-wall aneurysms.

Gerald J Riccardello, Abhinav R Changa, Fawaz Al-Mufti, I Paul Singh, Chirag Gandhi, Max Roman, Charles J Prestigiacomo

Interv Neuroradiol, 2018 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

血行動態的な衝突（impingement）と頭蓋内側壁動脈瘤の発生開始

💬 AI 要約

  • 目的：頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm: IA）の自然史は、IA破裂に伴う罹患率および死亡率が高いにもかかわらず、十分に理解されていない。本研究では、壁面せん断応力（wall shear stress）および壁面せん断応力勾配（wall shear stress gradient: WSSG）の上昇を伴う血行動態的衝突（hemodynamic impingement）が、動脈分岐部における動脈瘤のリモデリングを誘導することが示されている点に着目し、側壁の前動脈瘤血管に特異的な血行動態環境を検討する。さらに、流体の衝突と二次流れパターンが側壁動脈瘤の発生開始に関与する可能性を仮説として設定した。
  • 方法：Aneuriskリポジトリから、側壁部の内頸動脈（internal carotid artery: ICA）動脈瘤8例を同定した。前動脈瘤血管はアルゴリズムにより再構築し、血流は計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションにより解析した。流体の単独衝突（isolated fluid impingement）エネルギーの指標として、血管表面をインセットした上で、衝突成分に相当する流体動圧（fluid dynamic pressure）を算出する手法を新たに開発した。
  • 結果：単独衝突は、動脈瘤発生開始部の領域において8/8例で高値であった。各発生開始領域が、ICAの屈曲（bend）により運動量が変化することで生じる二次流れパターンとして知られるDean渦（Dean's vortices）を内在していることが示された。
  • 結論：単独の流体衝突および二次流れパターンは、側壁動脈瘤の発生開始に重要な役割を果たす可能性がある。本研究では、その寄与が直接的か間接的かを判定することはできないが、単独衝突の上昇は動脈瘤発生のリスクを有する脳血管領域を示す指標であると仮説する。したがって、本指標は側壁動脈瘤の発生開始に関する今後の研究に焦点を当てる血管部位を提示するものである。

(087) Pinto [8]

📕 書誌情報

Numerical study on the hemodynamics of patient-specific carotid bifurcation using a new mesh approach.

S I S Pinto, J B L M Campos, E Azevedo, C F Castro, L C Sousa

Int J Numer Method Biomed Eng, 2018 Jun

  • Keywords: Lin's coefficient, carotid artery bifurcation, computational fluid dynamics, mesh generation, ultrasound examination, wall shear stress descriptors

  • DOI: 10.1002/cnm.2972

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    • Cited by: 8
    • FWCI: 1.6594
    • Citation Percentile: 82.74

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💬 AI 翻訳タイトル

新規メッシュ手法を用いた患者固有の頸動脈分岐部の血行動態に関する数値研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、ヒト頸動脈分岐部における血流をシミュレーションするための適切なメッシュ定義について検討することを目的とした。
  • 新規メッシュ生成法として、血管中心部にはヘキサ（六面体）セルを配置し、血管壁近傍には微細なテトラ（四面体）セルの格子を導入して、特定部位において生じる大きな血流速度勾配を正しく再現できるようにした。
  • 患者固有症例の頸動脈超音波画像データに基づく数値例を用いて提案手法の妥当性を示し、超音波検査時にドップラーで測定した収縮期血流速度を、ヘキサセルとテトラセルの4通りの組合せおよび異なる流体力学（fluid dynamic）シミュレータによる計算速度と比較した結果、一致性を示すためにLin（の）検定を適用した。
  • さらに、壁面せん断応力（wall shear stress）に基づく記述子および局所化した正規化ヘリシティ（localized normalized helicity）記述子によって新手法の性能を強調し、開発した手法により計算時間が短縮されることを示したうえで、内部頸動脈と外部頸動脈の間の流量分配が分岐部に沿った分布よりも、血流パターンや動脈硬化（atherosclerosis）感受性領域におけるホットスポットの変調に主に影響することを解析した。

(088) Tutino [8]

📕 書誌情報

9.4T Magnetic Resonance Imaging of the Mouse Circle of Willis Enables Serial Characterization of Flow-Induced Vascular Remodeling by Computational Fluid Dynamics.

Vincent M Tutino, Hamidreza Rajabzadeh-Oghaz, Anusha R Chandra, Liza C Gutierrez, Ferdinand Schweser, Marilena Preda, Aichi Chien, Kunal Vakharia, Ciprian Ionita, Adnan Siddiqui, John Kolega

Curr Neurovasc Res, 2018

  • Keywords: Animal model, carotid artery ligation, computational fluid dynamics, hemodynamics, magnetic resonance imaging, vascular corrosion casting.

  • DOI: 10.2174/1567202616666181127165943

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    • Cited by: 8
    • FWCI: 0.5076
    • Citation Percentile: 69.07

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💬 AI 翻訳タイトル

9.4T磁気共鳴画像法（MRI）によりマウスのウィリス動脈輪を可視化することで、計算流体力学（CFD）による血流誘導性血管リモデリングの連続的評価が可能になる

💬 AI 要約

  • 目的：脳血流の変化に対して神経血管系は血管リモデリングにより動的に応答するため、マウスモデルにおけるウィリス動脈輪（Circle of Willis: CoW）の連続画像化は、病的および生理的な血流誘導性リモデリングの特徴付けに有用である。
  • 方法：左総頸動脈（Common Carotid Artery: CCA）および右外頸動脈と翼口蓋動脈を結紮し（n=3）、基底動脈および右内頸動脈への血流を増加させることでCoWに血流駆動性の病的な脳血管リモデリングを誘導した；対照として野生型マウスを1匹追加で用いた。9.4テスラ（T）のMRIにより3か月にわたりCoWを連続的に撮像し、CFD（computational fluid dynamics）シミュレーションに用いるための三次元画像を取得した。
  • 結果：終末血管腐食鋳型および走査型電子顕微鏡（scanning electron microscope）によって、巨視的および微視的な動脈損傷領域を同定した。その結果、病的な脳血管変化、特に前方循環における変化を、検出および連続的に計測可能であることを示した。前大脳動脈では膨隆および血管蛇行の増大が観察され、また嗅球動脈起始部（右）では動脈瘤様のリモデリングが認められた。さらに、9.4Tシステムの解像度向上により前方CoWでのCFD解析が可能となり、壁面せん断応力の上昇と病的血管変化の間に相関があることが示された。
  • 結論：将来的に、連続的な高解像度MRIは、動脈瘤形成、くも膜下出血、虚血など、マウスCoWにおける他の病的リモデリング過程に対応する血流環境の特徴付けに役立つ可能性がある。

(089) Messaritaki [8]

📕 書誌情報

Improving the Predictions of Computational Models of Convection-Enhanced Drug Delivery by Accounting for Diffusion Non-gaussianity.

Eirini Messaritaki, Suryanarayana Umesh Rudrapatna, Greg D Parker, William P Gray, Derek K Jones

Front Neurol, 2018

  • Keywords: Huntington's disease, Parkinson's disease, computational fluid dynamics, convection-enhanced drug delivery, diffusion MRI, epilepsy, neurodegenerative diseases, non-Gaussian diffusion

  • DOI: 10.3389/fneur.2018.01092

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    • Cited by: 8
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 21.32

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💬 AI 翻訳タイトル

拡散の非ガウス性を考慮することで、対流促進型薬物送達（CED）の計算モデルの予測精度を向上させる

💬 AI 要約

  • 目的：対流促進型薬物送達（convection-enhanced delivery; CED）は脳内に直接薬剤を注入し血液脳関門を回避する革新的手法であり、手技の術前計画のために計算流体力学（CFD）モデルによる薬剤分布予測が求められるが、既存モデルは脳組織内のガウス型拡散を表す拡散テンソルに基づくため、実験観察と一致しない場合があることを背景に、本研究は拡散の非ガウス性を反映するモデル構築の学術的貢献を目的とする。
  • 方法：本研究では拡散テンソルを用いず、個人参加者レベルで拡散MRIにより実験的に測定される拡散確率を用いた、CEDのための新規CFDモデルを提示し、従来アプローチが考慮してこなかった薬剤分子の脳微細構造の影響、すなわち移動時に生じる制限（restriction）および障害（hindrance）を組み込む。
  • 結果：まず理論的に、2つのモデルは異なる薬剤分布を予測することを示し、健康な参加者のin vivo高解像度拡散MRIデータを用いて両モデルの予測を比較したところ、制限・障害の効果を含めることで薬剤分布が変化し、その差は脳組織における拡散非ガウス性の指標と統計学的に有意な相関を示した；また、白質領域への注入で差がより顕著であった。
  • 結論：文献の実験結果と本シミュレーション結果を併せると、臨床で用いるに足る信頼性の高いCED予測を生成するには、CEDモデルに拡散の非ガウス性に起因する効果を組み込むことが必要であることを示した。

(090) Zhang [6]

📕 書誌情報

Efficient simulation of a low-profile visualized intraluminal support device: a novel fast virtual stenting technique.

Qianqian Zhang, Jian Liu, Yisen Zhang, Ying Zhang, Zhongbin Tian, Wenqiang Li, Junfan Chen, Xiao Mo, Yunhan Cai, Nikhil Paliwal, Hui Meng, Yang Wang, Shengzhang Wang, Xinjian Yang

Chin Neurosurg J, 2018

💬 AI 翻訳タイトル

低プロファイル可視化内腔内支持デバイスの効率的シミュレーション：LVISに対応した新規の高速バーチャルステンティング技術

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、低プロファイル可視化内腔内支持（LVIS）ステントを用いた脳動脈瘤治療の改善に向けて、血行動態変化を評価し信頼性を検証するためのLVIS用高速バーチャルステンティング技術（F-LVIS）を開発することである。
  • 方法として、患者固有の動脈瘤を選定し、実際のLVIS（R-LVIS）とF-LVISの比較を行った；R-LVISステンティングのために、患者固有動脈瘤に基づく中空ファントムを三次元プリンタで作製し、標準手順に従ってファントム内にR-LVISを留置したうえで、同一動脈瘤モデルにF-LVISを適用した。
  • その後、F-LVISモデルおよびR-LVISモデルに対して計算流体力学（CFD）解析により血行動態指標を算出し、両モデルの定性的および定量的比較を行ったところ、R-LVISとF-LVISの血行動態特性は良好に一致した。
  • 速度および壁面せん断応力（WSS）の代表的コンターは、分布と大きさのいずれにおいても両モデルで一貫して類似しており、動脈瘤内への流入はR-LVISでより速い流体ストリームを示したものの、動脈瘤内の速度変化傾向および動脈瘤壁上のWSS傾向はいずれも統計学的に有意な差を認めなかった；以上より、F-LVISは血行動態因子の評価に適していることが示され、本技術は効率的で実用的かつ有効であると結論づけられる。

(091) Qiu [6]

📕 書誌情報

Morphological Effect on Wall Shear Stress in Intracranial Aneurysms.

Tian-Lun Qiu, Guo-Liang Jin, Wu-Qiao Bao, Hai-Tao Lu

J Neurol Surg A Cent Eur Neurosurg, 2018 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における血管形態が壁面せん断応力に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）および親血管において壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）に影響する形態学的因子を明らかにすることを目的とした。
  • 3次元画像により合計66個のIAsを対象として検討し、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）モデルを構築して血行動態を定量的に評価した；さらに、動脈瘤の平均頸部幅（neck width）に基づいて動脈瘤を群別し、血行動態と形態の関連性を解析した。
  • アスペクト比（aspect ratio）は、最低WSS（r = - 0.576）、動脈瘤-親血管（A-P）WSS比（r = - 0.500）、および最低親血管（L-P）WSS比（r = - 0.575）と相関し、WSSとは高さ-幅比（height-to-width ratio）および高さ（height）も関連していた；また、頸部と動脈瘤の直径関係により群分けされた2群間で、平均WSS、最低WSS、最高/最低WSS比、L-P WSS比、最高親血管（H-P）WSS比、A-P WSS比、ならびに高さはいずれも有意な差を示した。
  • 多変量解析の結果、最低WSS（p = 0.028）とA-P WSS比（p = 0.001）は頸部幅と独立して関連していた；これらの知見は、IAsの進展機序の理解に資するだけでなく、動脈瘤破裂（rupture）を予測するモデル構築の基盤となり得る。

(092) Guo [5]

📕 書誌情報

A comparative CFD analysis of common carotid fusiform aneurysm in canine models and vertebrobasilar fusiform aneurysm in human patients.

Shewei Guo, Peng Jiang, Jian Liu, Xinjian Yang, Chuhan Jiang, Youxiang Li, Zhongxue Wu

Int Angiol, 2018 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

イヌモデルにおける総頸動脈紡錘状動脈瘤の比較的CFD解析と、ヒト患者における椎骨脳底動脈紡錘状動脈瘤のCFD解析との比較

💬 AI 要約

  • 頭蓋内紡錘状動脈瘤（intracranial fusiform aneurysm: IFA）は比較的稀な動脈瘤のサブタイプであるが、その血行動態に焦点を当てた報告は少ないため、本研究では犬の総頸動脈紡錘状動脈瘤モデルと、ヒト患者の椎骨脳底動脈紡錘状動脈瘤の血行動態を比較することを目的とした。
  • 雄性雑種犬5頭を無作為に選択し、片側の総頸動脈（common carotid artery: CCA）と外頸静脈をそれぞれ外科的に露出した後、CCAを切断して端々吻合により外頸静脈の遊離移植片を介在させ、紡錘状動脈瘤を作製した。
  • 各犬の3次元デジタルサブトラクション血管造影（3D digital subtraction angiography: 3D-DSA）データ、および無作為に選択した雄性患者5名の椎骨脳底動脈紡錘状動脈瘤データを取得し、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）ソフトウェアにより解析した。
  • 動脈瘤の形態学的および血行動態学的パラメータは犬と患者で概ね類似していた一方で、血行動態は患者でより複雑であったため、当該犬モデルは動脈瘤における流体-固体相互作用（fluid-solid interaction）を検討し、IFAの発生・破裂・発症に関わる基礎メカニズムを探索するための病態生理学的ツールとして有用であることが示唆された。

(093) Conti [5]

📕 書誌情報

Reversed Auxiliary Flow to Reduce Embolism Risk During TAVI: A Computational Simulation and Experimental Study.

Michele Conti, Stijn Vandenberghe, Stefania Marconi, Enrico Ferrari, Rodrigo M Romarowski, Simone Morganti, Ferdinando Auricchio, Stefanos Demertzis

Cardiovasc Eng Technol, 2019 Mar

  • Keywords: Aorta, Cerebral embolization, Computational fluid dynamics, Transcatheter aortic valve implantation

  • DOI: 10.1007/s13239-018-00386-y

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.1834
    • Citation Percentile: 58.88

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💬 AI 翻訳タイトル

TAVI における塞栓リスク低減のための逆向き補助流：計算シミュレーションおよび実験研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、TAVI（経カテーテル大動脈弁植込み）において手技中に生じるデブリスの剝離に起因する塞栓による脳血管イベントの機序をさらに解明し、脳塞栓保護の新規方策を設計可能にすることである。
  • そのために、実験系と整合する in silico 複製を用い、上行大動脈からの一定流入条件下で大動脈弁レベルから粒子を放出し、続いて胸腹部ではなく上行大動脈分岐（頸部分枝）での捕捉によって塞栓化を再現する実験・計算フレームワークを提案した。
  • 右鎖骨下動脈（RSA）からの補助一定逆向き流（逆行性補助流）による流量調節が、腕頭動脈幹へ流入する粒子量に与える影響を評価し、予備的な CFD により、粒子を逸流させるために必要な RSA からの最小逆向き流量を推定した。
  • その結果、上行大動脈からの一定流入 4 L/min に対して RSA から 0.5 L/min の一定逆向き補助流を付加すると腕頭動脈幹への粒子塞栓を防御でき、計算および実験の双方で、分岐内の粒子分布が大局的（bulk）の流れ分布に支配されること、さらにその効果が放出位置および流量に依存しないことが示された。

(094) Prather [5]

📕 書誌情報

Patient-specific multiscale computational fluid dynamics assessment of embolization rates in the hybrid Norwood: effects of size and placement of the reverse Blalock-Taussig shunt.

Ray Prather, John Seligson, Marcus Ni, Eduardo Divo, Alain Kassab, William DeCampli

Can J Physiol Pharmacol, 2018 Jul

  • Keywords: Norwood hybride, anastomose de Blalock-Taussig inversée, computational fluid dynamics, hybrid Norwood, hypoplastic left heart syndrome, lumped parameter model, modèle de paramètres concentrés, mécanique des fluides numérique, patient specific, propre au patient, reverse Blalock–Taussig shunt, syndrome d’hypoplasie du cœur gauche, thrombus

  • DOI: 10.1139/cjpp-2018-0002

  • Article

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.1834
    • Citation Percentile: 56.07

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💬 AI 翻訳タイトル

ハイブリッド・ノーウッド術における塞栓化率の患者固有マルチスケール計算流体力学評価：逆ブラロック・タウシッヒシャントのサイズおよび留置位置の影響

💬 AI 要約

  • 低形成左心症に対して実施されるハイブリッド・ノーウッド術では、遠位大動脈弓の閉塞が脳への血流を損なう可能性があるため、本研究は逆ブラロック・タウシッヒシャントの解剖学的位置が塞栓化に及ぼす影響を定量化することを目的とした。
  • 計算流体力学（CFD）解析と粒子追跡を用い、肺動脈幹と腕頭動脈の間に合成グラフト（逆ブラロック・タウシッヒシャント）を配置した際に、グラフト起源の血栓に相当する粒子が脳へ塞栓化する様式を、シャントの解剖学的位置の関数として解析した。
  • 遠位大動脈弓の閉塞の程度および粒子起源の位置は、脳動脈への塞栓化確率に影響を与えることが示された。
  • 同一の大動脈弓形状、遠位大動脈弓閉塞の程度、ならびに粒子起源に対して、グラフト位置の最適化により脳への塞栓化確率を最大20%低減できる一方で、脳（大動脈系の）肺循環および冠循環における塞栓化確率にはトレードオフが存在することが結論づけられた。

(095) Terashima [3]

📕 書誌情報

One-stage Stent-assisted Coil Embolization for Rupture-side-unknown Bilateral Vertebral Artery Dissecting Aneurysms in an Acute Stage: A Case Report.

Mio Terashima, Yoichi Miura, Fujimaro Ishida, Naoki Toma, Tomohiro Araki, Shinichi Shimosaka, Kenji Kanamaru, Hidenori Suzuki

NMC Case Rep J, 2018 Apr

  • Keywords: bilateral vertebral artery dissecting aneurysms, coil embolization, computational fluid dynamics, stent, subarachnoid hemorrhage

  • DOI: 10.2176/nmccrj.cr.2017-0109

  • Article

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    • Cited by: 3
    • FWCI: 0.1699
    • Citation Percentile: 53.23

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💬 AI 翻訳タイトル

急性期における破裂側不明の両側椎骨動脈解離性動脈瘤に対する1期的ステント併用コイル塞栓術：症例報告

💬 AI 要約

  • くも膜下出血（SAH）を伴う両側椎骨動脈解離性動脈瘤（VADA）は稀であり、その治療は依然として困難である。
  • 本報告では、破裂側が診断できない状況で、急性期に両側VADAに対して1期的ステント併用コイル塞栓術（SAC）を実施した。
  • 臨床所見としては両VADAの動脈瘤のドーム径および頸部サイズは類似していたが、右VADAにのみ瘤状突出（bleb）が観察された一方、計算流体力学（CFD）シミュレーションでは壁面せん断応力（WSS）、正規化WSS、WSS勾配は左側破裂を示唆し、反対に振動せん断指数（oscillatory shear index）および動脈瘤形成指標は反対側破裂を示唆したため、どちらが破裂側かを決定できなかった。
  • そのため発症から約8時間後に、抗血小板薬2剤併用および抗凝固療法下で両側を同時にSACで治療し、再出血およびステント血栓症は認められず、6か月後の脳血管撮影でもVADAの再開通は確認されなかった；SAHから24時間以内に1期的SACで治療した両側VADAの初の報告であり、潜在的リスクについても議論している。

(096) Shim [3]

📕 書誌情報

Fluid-structure Interaction in the Cerebral Venous Transverse Sinus.

Eun Bo Shim, Thomas Heldt

Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc, 2018 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

脳静脈横洞における流体—構造連成（FSI）

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳静脈系の生体力学が脳への血流を規定する重要因子であることを背景に、脳静脈横洞（TS）における虚脱が正常生理および病的状態で果たし得る役割を明らかにすることを目的とした。
  • 上流側の脳循環をlumped-parameter（集中定数）表現で与え、境界条件を提供することで、脳静脈横洞に対する流体—構造連成（fluid-structure interaction; FSI）モデルを構築し、FSIシミュレーションを実施した。
  • 基準条件のシミュレーションでは、脳静脈系における圧力および流量が既報文献の結果と良好に一致した一方、頭蓋内圧の上昇下では横洞を介した静脈血流の低下と、TS静脈の進行性虚脱が示された。
  • 本シミュレーションは血管虚脱の動的挙動を捉えることができ、健康および疾患における（cerebrovascular spaceと）脳脊髄液スペースの相互作用の理解に資する可能性がある。

(097) Mo [3]

📕 書誌情報

Hemodynamic simulation of intracranial aneurysm growth with virtual silk stent implantation.

Xiao Mo, Qianqian Meng, Xiangyu Ma, Qianqian Zhang, Hongyu Yu, Bin Jing, Han Liu, Qi Yan, Zhizheng Zhuo, Xinjian Yang, Haiyun Li

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2018 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

仮想シルクステント留置を用いた頭蓋内動脈瘤の増大に関する血行動態シミュレーション

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（IA）の内視鏡的治療における縦断的な血行動態評価は、臨床的意思決定に不可欠である。本研究では、仮想シルクステント留置を伴う特定のIA増大過程の血行動態特性を探索するための血行動態シミュレーション手法を提案した。
  • 患者の3D回転血管撮影画像に対して双方向線形成長アルゴリズムを適用し、IAの8つの増大ポイントモデルを作成した。
  • シミュレーション実験の結果、考慮したすべての増大ポイントにおいて、仮想シルクステント留置により壁面せん断応力（WSS）および速度が有意に低下した。
  • 本シミュレーションにより、IAの増大に伴う流れのパターンおよびWSS特性が明らかにされた。

(098) Suzuki [2]

📕 書誌情報

Multivariate Analysis For Predicting Internal Carotid (IC) And Middle Cerebral (MC) Aneurysmal Rupture By Hemodynamic Parameters.

Takashi Suzuki, Hiroyuki Takao, Soichiro Fujimura, Katharina Otani, Yuya Uchiyama, Kazutoshi Tanaka, Toshihiro Ishibashi, Hiroya Mamori, Yuichi Murayama, Makoto Yamamoto

Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc, 2018 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

血行動態パラメータに基づく多変量解析による内頸動脈（IC）および中大脳動脈（MC）動脈瘤破裂の予測

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、破裂予測指標（RPI）を同定することであり、とくに内頸動脈（IC）および中大脳動脈（MC）領域の未破裂動脈瘤の血行動態パラメータに着目した。
  • 方法として、破裂・未破裂の転帰が既知である計137例の未破裂動脈瘤（IC動脈瘤69例、MC動脈瘤68例）に対して3次元CアームCT（3D C-arm CT）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うえで血行動態パラメータを算出し、RPIモデル構築のために多変量解析を適用した。
  • 結果として、最終的なRPIモデルには最大時点（time maximum）における圧力損失係数（TMAXPLc）が含まれ、破裂動脈瘤は未破裂動脈瘤よりもTMAXPLcが低値であった（平均：それぞれ1.002［95%CI 0.827〜1.177］、1.466［95%CI 1.352〜1.579］、P=0.002）。
  • 以上より、TMAXPLcはICおよびMC動脈瘤の破裂予測に有用なパラメータとなり得る。

(099) Uchiyama [1]

📕 書誌情報

Hemodynamic Change In A Cerebral Aneurysm Treated By Double Stenting Technique.

Yuya Uchiyama, Hiroyuki Takao, Takashi Suzuki, Soichiro Fujimura, Kazutoshi Tanaka, Katharina Otani, Motoharu Hayakawa, Toshihiro Ishibashi, Koji Fukudome, Hiroya Mamori, Makoto Yamamoto, Yuichi Murayama

Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc, 2018 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

ダブルステント法により治療した脳動脈瘤における血行動態の変化

💬 AI 要約

  • 目的：脳動脈瘤の破裂は高い死亡率を伴うくも膜下出血の原因となる。より大きい動脈瘤は破裂しやすいと考えられるため治療が望ましく、近年は大型または広頸動脈瘤に対してフローダイバータ（FD）が広く用いられているが、単一FDでは十分な流れの撹乱が得られない場合がある。そこで本研究では、バーチャルFDの留置時における動脈瘤内の血行動態変化を計算流体力学（CFD）で検討することを目的とした。
  • 方法：計算流体力学（CFD）を用い、動脈瘤に対して仮想的にFDを1本留置した場合と2本留置（ダブルステント）した場合を比較し、動脈瘤内の血流場の変化を評価した。
  • 結果：単一FDの留置後には動脈瘤内の血流場の特性は大きく変化しなかったが、2本FDの留置後には血流場が大きく変化したことが示された。さらに、親動脈から離れた平面における動脈瘤内（瘤腔）の速度低減率は、無ステントと比較して単一FDでは25.9%であったのに対し、2本FDでは92.8%まで増大した。
  • 結論：ダブルステント法は、大型または広頸動脈瘤における血液速度の低減に有効であり、単一FDでは不十分な場合に血行動態的効果を増強し得ることが示唆された。

(100) Fujita [1]

📕 書誌情報

Comparison of hemodynamic parameters that can predict an aneurysmal rupture: 20 patient-specific models experiment.

R Fujita, T Kawakami, C Ichikawa, K Yamamoto, H Takao, Y Murayama, M Motosuke

Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc, 2018 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤破裂を予測し得る血行動態パラメータの比較：20例の患者別モデルを用いた実験的検討

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤の血行動態解析は、動脈瘤破裂の機序の解明を目的として広く行われている。計算流体力学（CFD）研究では、破裂と関連する複数の血行動態パラメータが示唆されているが、特に解析条件の点で、これらのパラメータと破裂との関連を確実にするために対処すべき課題が残されている。
  • 本研究では、計算負荷の制約により剛体壁モデルでCFD解析が行われることが多い点に着目し、動脈瘤壁の変形が指標に与える影響を評価するために、拍動条件下で弾性モデルを用いた実験的な流れ計測を実施した。具体的には、3次元粒子画像流速測定法（3D PIV）により、弾性シリコーン製の3次元患者別動脈瘤モデル20例を対象として解析を行った。
  • 破裂群と非破裂群の血行動態パラメータを統計的に比較した結果、平均壁面せん断応力（WSS）比、位相同期偏差比、および圧力差の3つのパラメータが、動脈瘤破裂を有効に予測できることが示された。
  • 以上より、動脈瘤頂部と親動脈の両方におけるWSSの計測が重要であること、さらに圧力差も動脈瘤破裂の潜在的な指標となり得ることが示唆された。

(101) Nakai

📕 書誌情報

[Standardization of Analysis Conditions and Prediction of Increase Prediction Using Blood Flow Analysis Software for Cerebral Aneurysms: Phantom Study and Clinical Study].

Yuichi Nakai, Hiroki Hamada, Daisuke Kittaka, Chikara Noda, Hisaya Sato, Kyoichi Kato

Nihon Hoshasen Gijutsu Gakkai Zasshi, 2018

  • Keywords: blood flow analysis software, computational fluid dynamics (CFD), unruptured aneurysm, wall pressure (WP), wall shear stress (WSS)

  • DOI: 10.6009/jjrt.2018_JSRT_74.11.1275

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤に対する血流解析ソフトウェアを用いた血流解析の標準化条件と増大（増大予測）の推定：ファントム研究および臨床研究

💬 AI 要約

  • 目的：近年、脳動脈瘤血流解析ソフトウェアによる計算流体力学（CFD）解析を行い、動脈瘤の状態を予測する報告がなされているが、解析結果が一定しないことから、本研究では医用画像の画質およびCFD解析条件の非標準化が影響している可能性に着目した。
  • 方法：脳動脈瘤ファントムに対してCFD解析を実施し、画像品質と解析条件の標準化を行ったのち、脳動脈瘤の増大および破裂の予測が可能かどうかを検討した。
  • 結果：スライス厚1.0 mm以下、CT値400 HU以上、再構成機能をsoft part functionとし、画像SDが10 HU未満の場合に、壁面せん断応力解析で安定した結果が得られた。
  • 結論：動脈瘤サイズが大きくなるほど壁面せん断応力は低下する傾向が示され、臨床例でも同様の傾向が認められた。専用ソフトによるCFD解析は破裂予測には到達しなかったものの、動脈瘤増大の前段階における定量的評価として有用であり、増大予測に寄与し得る可能性が示唆された。

(102) Hori

📕 書誌情報

[Computational Fluid Dynamic Analysis of Intracranial Aneurysms Using Newly Developed Software:Can It Predict the Thin-Walled Region of Intracranial Aneurysm Preoperatively?].

Emiko Hori, Kimiko Umemura Oya, Satoshi Hori, Soshi Okamoto, Takashi Shibata, Michiya Kubo, Yukio Horie, Masaki Koh, Daina Kashiwazaki, Satoshi Kuroda

No Shinkei Geka, 2018 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

新規開発ソフトウェアによる脳動脈瘤の計算流体力学解析：術前に薄壁領域を予測できるか？

💬 AI 要約

  • 目的：近年、計算流体力学（CFD）解析は脳動脈瘤の血流動態を評価するのに有用である一方、現状でも高コストと解析に要する相当な時間が課題である。本研究は、新規開発ソフトウェアにより解析時間を短縮し、脳動脈瘤のクリッピング手術中に有用な情報を提供し得るかを検証することを目的とした。
  • 方法：51人の患者における破裂していない脳動脈瘤55例に対してCFD解析を実施し、各動脈瘤の解析に要する時間を記録した。さらに、収縮期・拡張期における圧力および壁面せん断応力（WSS）と、心周期を通じた平均値を算出した。
  • 結果：解析時間の平均は3時間（1〜15時間）であり、各患者において手術中にCFDデータを参照可能であった。薄壁点では、収縮期および拡張期において、他の点と比較してそれぞれ約93%および80%の割合で圧力が高かった。一方で、各動脈瘤内におけるWSSと壁厚の間に有意な相関は認められなかった。
  • 結論：本研究は、新規開発ソフトウェアが従来法よりも簡便で解析時間を大幅に短縮できることを明確に示した。心周期を通じた高い圧力は、脳動脈瘤の薄壁領域を効率的に予測し得る可能性があり、破裂していない動脈瘤患者における治療戦略の決定にCFD解析が有用なツールとなり得ることを強く示唆する。