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脳 CFD血流解析 学術文献調査 PubMed 2019

  • 『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：2019-01-01 - 2019-12-31
    • 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) Frösen [315] 🌟

📕 書誌情報

Flow-induced, inflammation-mediated arterial wall remodeling in the formation and progression of intracranial aneurysms.

Juhana Frösen, Juan Cebral, Anne M Robertson, Tomohiro Aoki

Neurosurg Focus, 2019 Jul 01

  • Keywords: CFD = computational fluid dynamics, COX2 = cyclooxygenase 2, EC = endothelial cell, IA = intracranial aneurysm, IEL = internal elastic lamina, MCP1 = macrophage chemotactic protein 1, NFkB = nuclear factor kappa b, NO = nitric oxide, PDGF-B = platelet-derived growth factor B, PGE2 = prostaglandin E2, PPAR = peroxisome proliferator-activated receptor, SMC = smooth muscle cell, TGFb = transforming growth factor beta, UIA = unruptured IA, VCAM1 = vascular cell adhesion molecule 1, WSS = wall shear stress, WSSG = WSS gradient, WT = wall tension, aSAH = aneurysmal subarachnoid hemorrhage, bAVM = brain arteriovenous malformation, eNOS = endothelial NO synthase, flow, inflammation, intracranial aneurysm, remodeling, risk of rupture

  • DOI: 10.3171/2019.5.FOCUS19234

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 315
    • FWCI: 18.8891 🌟
    • Citation Percentile: 99.62 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の形成および進展における、血流に誘発され炎症を介した動脈壁リモデリング

💬 AI 要約

  • 破裂していない脳動脈瘤（UIA）は比較的よくみられる病変であり、破裂により壊滅的な頭蓋内出血を引き起こしうるため、その形成・進展機序の理解と予防的／診断的介入の確立が重要である。本レビューは、血流と壁内応力が炎症を介して誘発する動脈壁リモデリングという観点から、脳動脈瘤の発生・進展・破裂リスク評価に関する基盤知見を統合することを目的とする。
  • 方法として、血流駆動型血管リモデリングに関する基礎知見を、誘導モデル動物における脳動脈瘤形成機序、ヒト脳動脈瘤組織サンプルの解析、および患者由来の計算流体力学（CFD）モデルにより得られた観察結果へと翻訳・接続する論点整理を行った。
  • 結果として、高い壁面せん断応力（WSS）に曝露された内皮細胞では前炎症性シグナル伝達が活性化し、特にマクロファージ走化性タンパク質1（MCP1）を介してマクロファージが高WSS領域へ動員されることが示される。マクロファージ浸潤はプロテアーゼ発現を誘導し、内皮弾性板およびコラーゲン基質を破綻させることで壁の限局的な外方突出を生じ、動脈瘤の開始に至る一方、動脈瘤の成長にはコラーゲンリモデリングおよび平滑筋細胞（SMC）の増殖が不可欠である。また、動脈瘤形成後は幾何学形状変化に伴う壁張力と血流条件の変化に適応する必要があり、血流が炎症反応を介してリモデリング過程をさらに規定することが、進展の背景として位置づけられる。
  • 結論として、炎症を慢性的に惹起する血流—動脈瘤壁リモデリングの連関は、UIAの安定化または形成抑制を狙う薬物治療の標的となりうる可能性がある。さらに、この連関が理解されれば、患者特異的な血流モデルのデータを診断ワークアップに組み込み、UIAの発生・進展・最終的な破裂に関するリスク評価の精度向上に活用できることが示唆される。

(002) Callcut [230] 🌟

📕 書誌情報

The why and how our trauma patients die: A prospective Multicenter Western Trauma Association study.

Rachael A Callcut, Lucy Z Kornblith, Amanda S Conroy, Anamaria J Robles, Jonathan P Meizoso, Nicholas Namias, David E Meyer, Amanda Haymaker, Michael S Truitt, Vaidehi Agrawal, James M Haan, Kelly L Lightwine, John M Porter, Janika L San Roman, Walter L Biffl, Michael S Hayashi, Michael J Sise, Jayraan Badiee, Gustavo Recinos, Kenji Inaba, Thomas J Schroeppel, Emma Callaghan, Julie A Dunn, Samuel Godin, Robert C McIntyre, Erik D Peltz, Patrick J OʼNeill, Conrad F Diven, Aaron M Scifres, Emily E Switzer, Michaela A West, Sarah Storrs, Daniel C Cullinane, John F Cordova, Ernest E Moore, Hunter B Moore, Alicia R Privette, Evert A Eriksson, Mitchell Jay Cohen

J Trauma Acute Care Surg, 2019 May

💬 AI 翻訳タイトル

外傷患者が死亡する「理由」と「仕組み」：前向き多施設（Western Trauma Association）研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、従来「早期死亡の主要因（40%）」とされてきた出血について、死因（COD）を厳密かつリアルタイムに分類したうえで、外傷死亡の疫学を明らかにすることである。
  • 2015年12月から2017年8月にかけて、18施設の外傷センターが成人外傷患者を死亡時点で前向きに登録し、死亡直後に担当医が一次および寄与する二次CODを標準化定義に基づいて判定した；剖検が実施された場合にはその結果で確認した。
  • 合計1,536例が登録され、中央値55歳（四分位範囲32–75歳）、男性が74.5%であった；一次CODとして最も多かったのは外傷性脳損傷（TBI）（45%）で、次いで失血（23%）であった。
  • TBIは症例の82.2%が救命不能であり、鈍的外傷ではTBIが一次CODとして多く（47.8% vs 37.4%）、穿通性外傷では失血が一次CODとして多かった（51.7% vs 12.5%）；また、穿通性外傷はより早期に死亡し（0日目で80.1%）、外傷死の多くは積極的治療の制限（30.7%）よりも疾患関連（69.3%）と判断された；CODの同時期判定は、患者転帰、施設のパフォーマンス、今後の研究の理解を深めるうえで不可欠である。

(003) Soldozy [131] ⭐

📕 書誌情報

The biophysical role of hemodynamics in the pathogenesis of cerebral aneurysm formation and rupture.

Sauson Soldozy, Pedro Norat, Mazin Elsarrag, Ajay Chatrath, John S Costello, Jennifer D Sokolowski, Petr Tvrdik, M Yashar S Kalani, Min S Park

Neurosurg Focus, 2019 Jul 01

  • Keywords: AR = aspect ratio, BA = basilar artery, CFD = computational fluid dynamics, ECM = extracellular matrix, IA = intracranial aneurysm, IEL = internal elastic lamina, IL = interleukin, IgG = immunoglobulin G, IgM = immunoglobulin M, MCP = monocyte chemoattractant protein, MMP = matrix metalloproteinase, MRA = MR angiography, MWSS = maximum WSS, NO = nitric oxide, OSI = oscillatory shear index, SMC = smooth-muscle cell, SR = size ratio, TNF = tumor necrosis factor, VCAM = vascular cell adhesion molecule, VSMC = vascular SMC, WSS = wall shear stress, WSSG = WSS gradient, cerebral aneurysm, computational fluid dynamics, hemodynamics, vascular remodeling, wall shear stress

  • DOI: 10.3171/2019.4.FOCUS19232

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 131
    • FWCI: 8.4703 ⭐
    • Citation Percentile: 98.24 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤形成および破裂の発症における血行動態の生物物理学的役割

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤の発症機序は複雑かつ多因子的である一方、血行動態（hemodynamics）が未成熟動脈瘤の形成を誘導すると考えられていることを背景として、本研究は血行動態が動脈瘤形成および破裂の病態生理に果たす役割を整理することを目的とする。
  • 血行動態に関連する血行力学的ストレスや血管への障害が、追加の動脈瘤形成および血管リモデリングにつながる可能性に言及し、壁面せん断応力（wall shear stress）、振動性せん断指数（oscillatory shear index）、および動脈瘤上の流れのパターン等の血行動態パラメータを、進展した画像計測技術によりより精確に定義できる点を踏まえて論じている。
  • 著者らは、血行動態変数間の相互作用を完全に理解することはなお困難であるものの、過去数十年にわたる物理的ならびに生物学的相互作用の解明に向けた研究の到達点をレビューし、動脈瘤の形成・増大・破裂に関する関連知見をまとめている。
  • さらに、動脈瘤破裂の予測における血行動態の臨床的有用性（clinical utility）についても議論し、血行動態評価が病態推定に資する可能性を示している。

(004) Saqr [122] ⭐

📕 書誌情報

What does computational fluid dynamics tell us about intracranial aneurysms? A meta-analysis and critical review.

Khalid M Saqr, Sherif Rashad, Simon Tupin, Kuniyasu Niizuma, Tamer Hassan, Teiji Tominaga, Makoto Ohta

J Cereb Blood Flow Metab, 2020 May

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤（IA）に関して計算流体力学（CFD）が何を示しているのか？メタ解析および批判的レビュー

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms; IAs）の血行動態に関する計算流体力学（CFD）研究が進展していない要因を整理し、IA病態生理を支える複雑な物理学的・生物学的機序の理解に向けた現状と課題を明確化することである。
  • 方法として、1733報の既報文献に基づき、過去約20年にわたるIA CFDシミュレーションから確立された、現在のIA血行動態パラダイムをレビューおよび批判的に検討した。
  • 結果として、IA病態の理解を妨げる単純化されたCFDモデルの歴史的起源を追跡し、血流の数値表現に用いられるニュートン流体仮定についての議論を深掘りしたところ、ニュートン流体仮定は約90%の研究で用いられているが、IA血行動態を記述するには不十分である可能性を示した。
  • 結論として、壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）およびその派生量に関する広く見られる誤解を明らかにするため、補足資料でナビエ—ストークス方程式の基本的性質を再検討し、次世代のIA CFDモデルに向けた研究ロードマップを提示した。

(005) Brown [108] ⭐

📕 書誌情報

A microfluidic model of human brain (μHuB) for assessment of blood brain barrier.

Tyler D Brown, Maksymilian Nowak, Alexandra V Bayles, Balabhaskar Prabhakarpandian, Pankaj Karande, Joerg Lahann, Matthew E Helgeson, Samir Mitragotri

Bioeng Transl Med, 2019 May

💬 AI 翻訳タイトル

血液脳関門（BBB）評価のためのヒト脳マイクロ流体モデル（μHuB）

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、細胞バリアを横断する化合物の輸送動態について、時間的・空間的な差異を容易に評価できる、より簡便で高精度な三次元ヒト血液脳関門（BBB）マイクロ流体モデルを開発することである。
  • 方法として、商用のマイクロ流体デバイス上に、ヒト大脳微小血管内皮細胞（hCMEC/D3）および原代ヒトアストロサイトを用いた三次元BBBマイクロ流体モデル（μHuB）を構築し、血行力学的せん断応力条件下での細胞応答およびデキストラン輸送を解析した。
  • 結果として、μHuB内のhCMEC/D3単層は、生理学的に妥当なせん断応力（2.73 dyn/cm2）を24時間負荷しても内腔が形成され、in vivoの血液毛細血管に類似した形態を示した；さらに、タイトジャンクションマーカー（Claudin-5およびZO-1）の発現がせん断応力存在下で増強され、単層の静置培養・せん断応力のコンディショニングおよび非蛍光デキストラン（70 kDa）を用いた輸送試験において細胞損傷がごくわずかであった。
  • 結論として、μHuBは10および70 kDaデキストランに対して他のBBBモデルと同様の分子サイズ選択的透過性を示した一方で、溶質分布の時間的・空間的な変化を追跡できるため、細胞単層における透過性の真のばらつきを捉え、従来のエンドポイント採取では失われがちな透過性の全範囲を評価可能であることが示された。

(006) Murayama [105] ⭐

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics as a risk assessment tool for aneurysm rupture.

Yuichi Murayama, Soichiro Fujimura, Tomoaki Suzuki, Hiroyuki Takao

Neurosurg Focus, 2019 Jul 01

  • Keywords: CFD = computational fluid dynamics, FD = flow diverter, FSI = fluid structure interaction, ICA = internal carotid artery, MCA = middle cerebral artery, OSI = Oscillatory Shear Index, PD = pressure difference, PLc = pressure loss coefficient, STL = stereolithography, WSS = wall shear stress, computational fluid dynamics, hemodynamics, intracranial aneurysm, rupture

  • DOI: 10.3171/2019.4.FOCUS19189

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 105
    • FWCI: 5.3509 ⭐
    • Citation Percentile: 96.16 ⭐

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤破裂リスク評価ツールとしての計算流体力学

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤破裂リスク評価における計算流体力学（CFD）の臨床的役割を検討することを目的とした。
  • PubMedを用いて、CFDにより動脈瘤を評価した報告を抽出し、Wall Shear Stress（WSS）やOscillatory Shear Index（OSI）などの血行動態パラメータが破裂リスク解析に果たす役割を対象として文献レビューを行った。
  • 著者らは、破裂、増大、ならびに血管内デバイスの評価を扱う計258編の論文を同定し、そのうち破裂リスクに寄与し得るWSSやOSI等の血行動態パラメータを用いたCFD関連論文として113編を抽出した。
  • 一方で、標準化された手法の欠如により各パラメータの位置づけには依然として議論が残るが、CFDは破裂リスクを評価するための追加パラメータを提供し得るため、臨床的意思決定や血管内治療の有効性・評価に貢献し得る。

(007) Leng [103] ⭐

📕 書誌情報

Hemodynamics and stroke risk in intracranial atherosclerotic disease.

Xinyi Leng, Linfang Lan, Hing Lung Ip, Jill Abrigo, Fabien Scalzo, Haipeng Liu, Xueyan Feng, Ka Lung Chan, Florence S Y Fan, Sze Ho Ma, Hui Fang, Yuming Xu, Jingwei Li, Bing Zhang, Yun Xu, Yannie O Y Soo, Vincent C T Mok, Simon C H Yu, David S Liebeskind, Ka Sing Wong, Thomas W Leung

Ann Neurol, 2019 May

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈硬化性疾患における血行動態と脳卒中リスク

💬 AI 要約

  • 症候性頭蓋内動脈硬化性狭窄（sICAS）の血行動態学的特徴が、脳卒中再発リスクと相関するかどうかを、計算流体力学（CFD）モデルを用いて検討することを目的とした。
  • 急性虚血性脳卒中のうち、CT血管造影（CTA）で50〜99%のICASが確認された患者をコホートとして登録し、CTAベースのCFD解析により各sICAS病変で経狭窄圧比（PR = 狭窄後圧/狭窄前圧）および経狭窄壁面せん断応力比（WSSR = 狭窄部-スロート部のWSS/WSSR preのWSS）を算出した。
  • 主要評価項目は、同側の脳卒中領域（SIT）における1年以内の再発虚血性脳卒中とし、245例を解析したところ、SITは20例（8.2%）に発生した。多変量Cox回帰では、低PR（調整HR=3.16、p=0.026）と高WSSR（調整HR=3.05、p=0.014）がいずれもSITと独立して関連した。
  • さらに低PRかつ高WSSRを併せ持つ患者は、正常PRかつ正常WSSRの患者よりSITリスクが有意に高かった（17.5% vs 3.0%、調整HR=7.52、p=0.004）。本研究は、頭蓋内動脈硬化性疾患の解析に計算流体シミュレーション技術を活用するうえでの前進であり、そのような患者における虚血性脳卒中の共通機序として低灌流および動脈-動脈塞栓（artery-to-artery embolism）を支持する血行動態パターンを示した。

(008) Berg [102] ⭐

📕 書誌情報

A review on the reliability of hemodynamic modeling in intracranial aneurysms: why computational fluid dynamics alone cannot solve the equation.

Philipp Berg, Sylvia Saalfeld, Samuel Voß, Oliver Beuing, Gábor Janiga

Neurosurg Focus, 2019 Jul 01

  • Keywords: 3DRA = 3D rotational angiography, CFD = computational fluid dynamics, IA = intracranial aneurysm, computational fluid dynamics, imaging, intracranial aneurysms, segmentation, uncertainty quantification

  • DOI: 10.3171/2019.4.FOCUS19181

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 102
    • FWCI: 6.894 ⭐
    • Citation Percentile: 97.48 ⭐

  • PubMed

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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モデリングの信頼性に関するレビュー：なぜ計算流体力学（CFD）だけでは解を導けないのか

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（IA）における計算血流（computational blood flow）モデリングは、高解像度の血行動態評価および導出される壁応力の推定に大きな可能性を有し、破裂リスク評価や治療最適化などの重要領域に知見をもたらすことが目的であるが、前提条件や簡略化の要請により臨床適用は限定的である。
  • 本総説は、学際的なモデリング連鎖における主要論点を整理し、計算流体力学（CFD）シミュレーションが多段階の複数プロセス（multiprocess）ワークフローの中に組み込まれているという状況を強調し、画像関連ステップ、現実的な血行動態シミュレーションの設定、さらに多次元の計算結果の解析に焦点を当てた。
  • 広範な知識を要約するため、各小節の末尾に具体的な推奨事項を提示し、文献中には関連する技術的側面を評価した個別研究が多数存在することを示したうえで、シミュレーション結果には血管セグメンテーションの精度が特に重要であること、また計算モデルの精度は研究課題に強く依存すること、さらに流量解析領域における標準化が研究成果の客観的比較と医療コミュニティ内の混乱回避に不可欠であることを述べた。
  • 結論として、本レビューはIAに対する血行動態モデリングにおける誤差の潜在的要因に関して医師の理解を深めることを目指しており、CFDは強力な手法であるとしても、シミュレーション前後の手順が不正確に実施される場合には信頼できる情報を提供できないため、今後の研究は技術的に不適切な手続きに基づく結果と真に有益な成果を批判的に区別して評価できると位置づけている。

(009) 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

脳動脈瘤破裂評価における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

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）破裂の研究におけるCFD（computational fluid dynamics）の主要な不足点を特定するとともに、臨床的有用性の可能性に基づいてパラメータを順位付けする新規ツールを考案することを目的とした。
  • PubMed検索によりIAsを対象とした231件のCFD研究を抽出し、包含基準に合致した46件の研究（計2791個の動脈瘤）について、研究デザイン、境界条件、ソルバの解像度、パラメータ定義、使用した幾何学的および血行動態（hemodynamic）パラメータ、ならびに得られた結果を体系的に記録した。
  • その結果、破裂と最も強い相関を示したパラメータは、アスペクト比（aspect ratio）、動脈瘤サイズ、低壁面せん断応力（low wall shear stress）面積、平均壁面せん断応力、ならびにサイズ比（size ratio）であった。
  • さらに、パラメータ定義やソルバの空間的・時間的解像度の差、研究間でのサイクル数の違い、加えて流入流量（inlet flow rate）などの情報が欠落していることが頻出する点が明らかとなり、前向き（prospective）研究への一層の重点も必要であると結論づけた。提案する指針はCFDコミュニティ間の標準化を促し、IAs治療選択のためのCFDの臨床導入を加速しうる。

(010) 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、および患者特性と動脈瘤破裂との関連：動脈瘤の位置で層別化した解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤の破裂メカニズムが十分に解明されていないことを背景に、動態（ヘモダイナミクス）、形態、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、動脈瘤の位置ごとに層別化して明らかにすることを目的とした。
  • 方法として、画像ベースのモデルを用いて、破裂群1931例と未破裂群を対象に、20のヘモダイナミクス指標と17の形態指標を単変量ロジスティック回帰により比較した。さらに、男性・女性、若年・高齢、ならびに分岐部（bifurcation）・側壁（sidewall）動脈瘤について、位置別に破裂率を比較した後、5つの位置における動脈瘤を対象として、ヘモダイナミクスと形態、患者および動脈瘤特性との関連を解析した。
  • 結果として、未破裂動脈瘤と比較して破裂動脈瘤はより不規則な形状を示し、より速い血流、より高い壁面せん断応力（wall shear stress）、より振動的なせん断（oscillatory shear）、およびより不安定で複雑な流れにより特徴づけられる不利な（adverse）ヘモダイナミック環境にさらされていた。これらの破裂との関連は、動脈瘤の位置が異なっても一貫して認められた。
  • 結論として、破裂と未破裂の間でみられるヘモダイナミクスおよび形態の差異は位置をまたいで整合的であり、不利な形態およびヘモダイナミクスは破裂に関連することに加え、若年、男性、および分岐部動脈瘤とも関連していた。

(011) Cebral [92] ⭐

📕 書誌情報

Local Hemodynamic Conditions Associated with Focal Changes in the Intracranial Aneurysm Wall.

J R Cebral, F Detmer, B J Chung, J Choque-Velasquez, B Rezai, H Lehto, R Tulamo, J Hernesniemi, M Niemela, A Yu, R Williamson, K Aziz, S Shakur, S Amin-Hanjani, F Charbel, Y Tobe, A Robertson, J Frösen

AJNR Am J Neuroradiol, 2019 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤壁の局所的変化と関連する局所血行動態条件

💬 AI 要約

  • 動脈瘤の血行動態は、壁組織学的所見および炎症と関連づけられている。本研究では、術中に観察可能な動脈瘤壁の限局的変化と局所血行動態との関連を調べることを目的とした。
  • 65例の外科的治療を受けた動脈瘤について、3D画像から計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）モデルを構築し、術中ビデオ上で視覚的外観の異なる領域（例：アテローム性：黄色、過形成：白、菲薄化：赤、破裂部位、正常：親血管に類似）を3D再構成上にマーキングした。
  • 壁面せん断応力、振動性せん断応力指標（oscillatory shear index）、相対滞留時間（relative residence time）、壁面せん断応力勾配および発散、勾配振動数（gradient oscillatory number）、動的圧（dynamic pressure）により領域の血行動態を特徴づけ、Mann–Whitney検定で比較した。
  • 過形成領域は、正常領域より平均壁面せん断応力（P = .005）および圧（P = .009）が低かった；アテローム性および過形成領域は菲薄化領域と類似する一方で、相対滞留時間（P = .03）および振動性せん断応力指標（P = .04）が高かった。さらに過形成領域は菲薄化領域より平均勾配振動数が高かった（P = .002）；菲薄化領域は正常領域より相対滞留時間（P < .001）・振動性せん断応力指標（P = .006）・勾配振動数（P < .001）が低い一方、平均壁面せん断応力（P = .006）および圧（P = .009）は高かった。局所血行動態は視覚的な限局性壁変化と関連しており、低く振動性の壁面せん断応力を伴う緩徐な渦巻き状流れはアテローム性および過形成の変化と関連し、流れの衝突部位近傍に優勢な高流量条件は、振動性が低い（少ない）高い壁面せん断応力とともに壁の局所的“菲薄化”を特徴づけた。

(012) Ravindran [75] ⭐

📕 書誌情報

Endothelialization following Flow Diversion for Intracranial Aneurysms: A Systematic Review.

K Ravindran, M M Salem, A Y Alturki, A J Thomas, C S Ogilvy, J M Moore

AJNR Am J Neuroradiol, 2019 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤に対するフローダイバータ留置後の内皮化：系統的レビュー

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバータの作用機序として提唱される動脈瘤内血栓化とデバイスストラット上での内皮細胞増殖・動脈瘤の循環からの除外に関連して、血管内皮が治癒を促進する役割に焦点を当て、ヒト症例および前臨床モデルの双方における作用機序を体系的に整理することである。
  • 方法として、PubMed、Cochrane Central Register of Controlled Trials、MEDLINE、EMBASE、Web of Scienceの電子データベースを対象に、Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses（PRISMA）ガイドラインに従って系統的検索を実施し、フローダイバータ治療における内皮化の役割を評価した前臨床および臨床研究を選定した。
  • 結果として、レビュー対象として適格となったのは計10報であり、そのうち2報はヒト患者における内皮化を評価し、残り8報は前臨床モデル（ウサギまたはブタ）を用いていた；内皮化の評価法には光干渉断層法および走査型電子顕微鏡が含まれていた。
  • 結論として、研究間の異質性が本レビューの重要な限界であり、フローダイバータ留置後の時間的関連についての現状データは主に前臨床動物モデルに基づくことから、デバイスストラット上の細胞が近傍の内皮細胞に由来するのか、あるいは循環血中の内皮前駆細胞のホーミングによって生じるのかは依然として明確ではない。

(013) Steinman [70] ⭐

📕 書誌情報

How patient specific are patient-specific computational models of cerebral aneurysms? An overview of sources of error and variability.

David A Steinman, Vitor M Pereira

Neurosurg Focus, 2019 Jul 01

  • Keywords: 3DRA = 3D rotational angiography, CFD = computational fluid dynamics, ICA = internal carotid artery, MCA = middle cerebral artery, OSI = oscillatory shear index, TAWSS = time-averaged wall shear stress, WSS = wall shear stress, computational fluid dynamics, hemodynamics, image-based modeling, wall shear stress, wall stress

  • DOI: 10.3171/2019.4.FOCUS19123

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 70
    • FWCI: 4.13 ⭐
    • Citation Percentile: 94.52 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤に対する患者固有（patient-specific）計算モデルはどの程度患者に特異的か？誤差および変動要因の由来に関する概説

💬 AI 要約

  • 臨床の3D血管造影画像に基づく脳動脈瘤の計算モデリングは過去15年間で広く普及しているが、必要なモデリング仮定および臨床由来の入力パラメータの不完全性や不確実性を踏まえると、その破裂リスク評価における信頼性には未解決の議論が残っているため、本総説の目的は「患者固有」モデリング（pipeline）の各段階を整理し、依拠できる／できない根拠を明確化することである。
  • 本研究では、いわゆる患者固有モデリング・パイプラインの各ステップを概観し、関連する証拠を通じて各段階の妥当性と限界を検討した。
  • 血行動態（hemodynamic）予測に対する、種々の誤差および変動要因の相対的重要性を要約するとともに、回避可能な項目については標準化（standardize）を推奨し、回避できない項目についてはより注意深い取り扱い（pay closer attention）を行う必要性を示した。
  • 以上より、患者固有計算モデルの患者特異性を左右する主要な誤差・変動源を整理し、信頼性向上のために標準化すべき要素と、より厳密な考慮が必要な要素を区別して提示することで、本分野の実装と解釈の指針を提供する。

(014) Chen [69] ⭐

📕 書誌情報

Characteristics of Wall Shear Stress and Pressure of Intracranial Atherosclerosis Analyzed by a Computational Fluid Dynamics Model: A Pilot Study.

Zimo Chen, Haiqiang Qin, Jia Liu, Bokai Wu, Zaiheng Cheng, Yong Jiang, Liping Liu, Lina Jing, Xinyi Leng, Jing Jing, Yilong Wang, Yongjun Wang

Front Neurol, 2019

  • Keywords: cerebral hemodynamics, intracranial atherosclerosis, magnetic resonance angiography, mathematical modeling, pressure, wall shear stress

  • DOI: 10.3389/fneur.2019.01372

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 69
    • FWCI: 4.7417 ⭐
    • Citation Percentile: 96.21 ⭐

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学モデルによって解析した頭蓋内動脈硬化症における壁面せん断応力（WSS）と圧力の特性：パイロットスタディ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、プラークの脆弱性に重要な役割を果たす壁面せん断応力（WSS）と圧力について、頭蓋内動脈硬化症（ICAS）におけるそれらの特性が十分に検討されていないという課題を踏まえ、非侵襲的な計算流体力学（CFD）手法によって解明することである。
  • 方法として、M1領域に症候性ICASを有する被験者を組み入れ、内頸動脈狭窄の合併例を除外したうえで、全脳動脈のtime-of-flight magnetic resonance angiography（TOF-MRA）に基づく個別化3次元（3D）メッシュと、入口境界条件として頸動脈超音波から得た患者固有の動脈血圧を用いて、Navier-Stokes方程式に支配される有限要素法により患者固有の3D血行動態をモデル化した。
  • 結果として、本TOF-MRAベースのCFDモデルで解析した55病変において、最大WSS（WSSmax）は病変の頂点（apex point）および上流部の上半分で最も頻繁に検出され、最大圧は上流部の下半分に最も多く位置していた。
  • さらに、狭窄率の増加に伴いWSSmaxと圧力低下の相対値が上昇し、特に狭窄が50%を超えると有意に急峻に増加した。また、ICASにおいてWSSmaxは圧力低下と線形に相関することが示された。以上より、本研究はWSSと圧力の縦方向分布ならびに狭窄率の影響、ならびにWSSと圧力低下の相関を明らかにし、ICASおよび脳卒中の研究を患者個別化した計算流体シミュレーション技術へ応用する上での前進を示すものである。

(015) 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

脳動脈瘤における血流量評価技術の比較：標準PIV、ステレオスコピックPIV、トモグラフィックPIV、位相コントラストMRI、ならびにCFD

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤の破裂リスク評価や治療計画の高度化を目的として、画像に基づく血行動態シミュレーションが近年広く用いられているが、強いモデリング仮定と限界のため数値的アプローチの受容は限定的であり、実験的検証が必須である。
  • 本研究では、標準（PIV）、ステレオスコピック（sPIV）、トモグラフィック（tPIV）を用いる3種類の粒子画像流速測定と位相コントラスト磁気共鳴画像（PC-MRI）測定からなる4つのin vitro流量計測を、定常流条件下の患者特異的シリコーンファントム内頸動脈瘤モデルにおける計算流体力学（CFD）シミュレーションと比較した。
  • 各手法間の差異を評価するために、速度ベクトルに関する類似度指数（SI）および全計測モダリティ間の平均速度大きさの差を算出したところ、定性的には全手法が巨視的な流れの構造を概ね妥当に記述できることが示された。
  • 定量的には、SIおよび速度大きさの差の点で、各PIV手法とCFDの間に高い一致が認められた一方で、PC-MRIと他手法の間では定量的差異が観察され、詳細解析によりPC-MRIの限定された解像度がこれらの差異の主要因となり、血管内の全体的な速度大きさが系統的に過小評価されることが示されたため、高解像度の流れ計測（例：PIV）をin vitro環境で用いて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必要性が確認された。

(016) Compagne [68] ⭐

📕 書誌情報

Flow Patterns in Carotid Webs: A Patient-Based Computational Fluid Dynamics Study.

K C J Compagne, K Dilba, E J Postema, A C G M van Es, B J Emmer, C B L M Majoie, W H van Zwam, D W J Dippel, J J Wentzel, A van der Lugt, F J H Gijsen

AJNR Am J Neuroradiol, 2019 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈ウェブにおける血流パターン：患者ベースの計算流体力学研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頸動脈ウェブが誘発する血行動態（hemodynamic）に基づく流動パターンを計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）により評価し、血栓形成との関連可能性を検討することであった。
  • MR CLEAN（Multicenter Randomized Clinical Trial of Endovascular Treatment of Acute Ischemic Stroke in the Netherlands）における頸動脈ウェブ保有患者を選択し、CT angiography により得られた内腔（lumen）セグメンテーションに基づくCFDモデルを用いて、患側の頸動脈分岐部と対側分岐部を比較した。
  • 血行動態パラメータとして、再循環領域（recirculation zone）の面積、時間平均壁面せん断応力（time-averaged wall shear stress）、横方向壁面せん断応力（transverse wall shear stress）、振動せん断指数（oscillatory shear index）を算出・比較した結果、頸動脈ウェブ遠位側では再循環領域が対側分岐部より有意に大きかった（63 対 43 mm2, P=.02）。
  • さらに、再循環領域において時間平均壁面せん断応力は同程度であった一方（いずれも中央値 0.27 Pa, P=.30）、横方向壁面せん断応力および振動せん断指数は頸動脈ウェブの再循環領域で有意に高値であり、最小内腔面積の条件下では時間平均壁面せん断応力もウェブで対側分岐部より高かった（中央値 0.58 対 0.45 Pa, P=.01）。これらの所見から、頸動脈ウェブは再循環の増大および乱れた流れに関連する局所的な壁面せん断指標の上昇を伴い、血栓形成を促進し急性虚血性脳卒中リスクを高め得ることが示唆された。

(017) Martinac [63] ⭐

📕 書誌情報

Computational modelling of fluid and solute transport in the brain.

Adam D Martinac, Lynne E Bilston

Biomech Model Mechanobiol, 2020 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

脳における流体および溶質輸送の計算モデリング

💬 AI 要約

  • 本論文の目的は、脳内グリンパティック系（glymphatic system）に関する流体および溶質循環の仮説を対象として、各段階における輸送を支配する力学的要因を検討するための計算・数学的モデリング研究を概説することである。
  • 方法として、論文は、グリンパティック系の流体流入、経実質的（transparenchymal）輸送、ならびに流出に関連する計算モデル研究を、純粋に解析的なモデルから油圧抵抗ネットワーク、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）モデルに至る幅広いアプローチに整理して提示している。
  • 結果として、既存研究の多くは、周動脈（periarterial）からの流入と実質（parenchyma）を介した輸送に焦点を当てており、動脈拍動が流入の唯一の駆動力である可能性は低く、脳実質の細胞外空間では拡散が支配的な輸送様式であることが示唆される。
  • 結論として、流出（efflux）に関するモデルは限定的であり、中心神経系からの流体流出を駆動する力学的要因の解明には至っていないため、今後のモデリング研究の発展が必要である。

(018) Brindise [61] ⭐

📕 書誌情報

Multi-modality cerebral aneurysm haemodynamic analysis: in vivo 4D flow MRI, in vitro volumetric particle velocimetry and in silico computational fluid dynamics.

Melissa C Brindise, Sean Rothenberger, Benjamin Dickerhoff, Susanne Schnell, Michael Markl, David Saloner, Vitaliy L Rayz, Pavlos P Vlachos

J R Soc Interface, 2019 Sep 27

  • Keywords: 4D flow MRI, cerebral aneurysm, oscillatory shear index, particle image velocimetry, relative residence time, wall shear stress

  • DOI: 10.1098/rsif.2019.0465

  • Article

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    • Cited by: 61
    • FWCI: 4.0924 ⭐
    • Citation Percentile: 94.33 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

多モダリティ脳動脈瘤血行動態解析：in vivo 4D flow MRI、in vitro体積粒子速度測定およびin silico計算流体力学（CFD）

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤に対する患者特異的血行動態研究では、画像に基づく計算流体力学（CFD）を用いて、壁面せん断応力（WSS）や振動性せん断指標（OSI）といった指標を成長・破裂リスクと統計的に関連付けることが一般的であるが、結果は相反する報告もあり、血行動態指標を多モダリティで詳細に評価する必要がある。
  • 本研究では、in vivo 4D flow MRIデータを、2つの患者特異的脳動脈瘤モデル（基底動脈先端部および内頸動脈）に対するin vitro体積粒子速度測定とCFDモダリティへ入力するために用いた。
  • 拍動下の体積粒子速度測定（volumetric particle velocimetry）実験を実施し、粒子画像は粒子追跡手法であるShake-the-Boxにより処理したところ、正規化WSSおよび相対滞留時間の分布は、モダリティ間でわずかな流れ場および空間解像度の違いによって大きく影響を受ける一方、整合性には欠けることが示された。
  • 一方、無次元パラメータであるOSIは、各被験者および各モダリティに固有の仮定・制約・空間解像度の変動に対してより頑健であることが示され、成長・破裂リスクと血行動態指標の相関を可能にする、無次元血行動態パラメータの開発を含むさらなる多モダリティ解析が必要であることが示唆された。

(019) Suzuki [58] ⭐

📕 書誌情報

Rupture Risk of Small Unruptured Intracranial Aneurysms in Japanese Adults.

Takashi Suzuki, Hiroyuki Takao, Saikiran Rapaka, Soichiro Fujimura, Cosmin Ioan Nita, Yuya Uchiyama, Hiroshi Ohno, Katharina Otani, Chihebeddine Dahmani, Viorel Mihalef, Puneet Sharma, Ashraf Mohamed, Thomas Redel, Toshihiro Ishibashi, Makoto Yamamoto, Yuichi Murayama

Stroke, 2020 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

日本人成人における小型未破裂脳内動脈瘤の破裂リスク

💬 AI 要約

  • 目的：10 mm未満の小型未破裂脳内動脈瘤に対する治療選択は困難であるため、臨床的、形態学的、ならびに血行動態学的パラメータを含めた日本人成人の小型脳内動脈瘤に対する破裂リスクモデルの構築を目的とした。
  • 方法：観察期間中に破裂した35例と安定していた303例を含む、338個の小型未破裂動脈瘤を解析した。臨床、形態、ならびに血行動態パラメータを検討し、各動脈瘤の未破裂状態におけるCT画像に基づきcomputational fluid dynamics（CFD）を用いて血行動態学的指標を算出した。破裂群と非破裂群の差はMann-Whitney U検定またはFisherの正確確率検定で評価し、多変量ロジスティック回帰により破裂リスクモデルを作成、receiver operating characteristic（ROC）解析で予測能を検討した。
  • 結果：破裂リスクモデルでは、若年であること（年齢1歳増加あたりのオッズ比[OR] 0.92、95% CI 0.88-0.96、P<0.001）、複数動脈瘤の存在（OR 2.58、95% CI 1.07-6.19、P=0.03）、分岐部（bifurcation）に位置すること（OR 5.45、95% CI 1.87-15.85、P=0.002）、blebの存在（OR 4.09、95% CI 1.42-11.79、P=0.009）、長径（length）が大きいこと（1 mm増加あたりのOR 1.91、95% CI 1.42-2.57、P<0.001）、ならびに圧力損失係数（pressure loss coefficient）が低いこと（1単位低下あたりのOR 0.33、95% CI 0.14-0.77、P=0.01）が破裂の可能性と関連していた。感度、特異度、ならびに曲線下面積（AUC）はそれぞれ0.800、0.752、0.826（95% CI 0.739-0.914）であった。
  • 結論：若年、複数動脈瘤、分岐部への局在、blebの存在、長径の増大、および圧力損失係数の低値が、小型未破裂脳内動脈瘤の破裂リスク因子として同定された。提案したリスクモデルは、さらなる研究で外部検証されるべきである。

(020) Shin [58]

📕 書誌情報

Development of a Shape-Memory Tube to Prevent Vascular Stenosis.

Yong Cheol Shin, Jung Bok Lee, Dae-Hyun Kim, Taeyoung Kim, Grant Alexander, Young Min Shin, Ju Young Park, Sewoom Baek, Jeong-Kee Yoon, Yong Jae Lee, Gyeung Mi Seon, Mi Hee Lee, Mi-Lan Kang, Woo Soon Jang, Jong-Chul Park, Ho-Wook Jun, YongTae Kim, Hak-Joon Sung

Adv Mater, 2019 Oct

  • Keywords: computational fluid dynamics, nitric oxide-releasing peptide, shape memory polymer, vascular graft, vascular remodeling

  • DOI: 10.1002/adma.201904476

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    • Cited by: 58
    • FWCI: 2.494
    • Citation Percentile: 88.73

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💬 AI 翻訳タイトル

血管狭窄の予防を目的とした形状記憶チューブの開発

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血管径の異なる部位へグラフトを移植する際に生じる宿主血管の重度な損傷、および特に直径6 mm未満のグラフトで問題となる血栓形成に起因する血流開存不全を克服するための、新規な形状記憶材料・チューブ設計を提示することである。
  • 方法として、移植時にグラフト径を周方向に拡張して血管損傷を抑制する性質調整可能な形状記憶ポリマーのライブラリを構築し、7回連続のひずみエネルギー保存型の形状プログラミングサイクルを行った。
  • さらに、ディフューザー形状を備えた新規グラフトチューブにより乱流の形成を最小化し、表面に一酸化窒素（nitric oxide; NO）放出ペプチドをコーティングすることで血栓症を予防することを企図し、約2 mm径のグラフトをブタ血管へ展開した場合の開存性を報告したところ、閉塞性の血管リモデリングが生じるにもかかわらず18日間の良好な開存が示された。
  • 結論として、移植時の径拡張を可能にする形状記憶ポリマーと、ディフューザー形状ならびにNO放出ペプチドコーティングを組み合わせた設計により、血管グラフトの開存性向上に資する新たな知見が得られ、血管グラフト設計の発展に寄与し得る。

(021) Mazzi [54] ⭐

📕 書誌情報

A Eulerian method to analyze wall shear stress fixed points and manifolds in cardiovascular flows.

Valentina Mazzi, Diego Gallo, Karol Calò, Mehdi Najafi, Muhammad Owais Khan, Giuseppe De Nisco, David A Steinman, Umberto Morbiducci

Biomech Model Mechanobiol, 2020 Oct

  • Keywords: Carotid bifurcation, Computational fluid dynamics, Intracranial aneurysm, Topological skeleton, Vascular disease, Wall shear stress divergence

  • DOI: 10.1007/s10237-019-01278-3

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    • Cited by: 54
    • FWCI: 3.1337 ⭐
    • Citation Percentile: 92.08 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

心血管流れにおける壁面せん断応力（WSS）の固定点およびマンフォールドを解析するためのオイラー法

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動的システム理論に基づく壁面せん断応力（WSS）の位相構造に注目し、固定点および不安定／安定マンフォールドを同定・分類することで、複雑な血管形状における「攪乱された」流れ（停滞、剝離、逆流）との関連を整理するためのEulerian手法を提示することである。
  • 方法としては、WSSベクトル場の発散とポアンカレ（Poincaré）指数を用い、体積収縮理論（volume contraction theory）によりWSS位相的スケルトンを評価するオイラー型解析枠組みを構築した。
  • この方法を頸動脈分岐部および頭蓋動脈瘤の計算血行動態モデルに適用し、心周期に沿ったWSS位相的スケルトンの時間依存性を詳細に解析した結果、頸動脈分岐部では心周期の一部（0から指定範囲）において、瞬時のWSS固定点が周期平均WSS固定点と局在が一致すること、また動脈瘤ドームに限定されて持続する瞬時のWSS固定点は、周期平均の低WSS領域とは局在が一致しないことが示された。
  • 結論として、本アプローチは心血管流れにおけるWSS位相的スケルトンの生理学的重要性を評価する研究を加速し、臨床的観察に対する機序的説明を見出す可能性を高める可能性を有することが示された。

(022) Elechalawar [47]

📕 書誌情報

Dual targeting of folate receptor-expressing glioma tumor-associated macrophages and epithelial cells in the brain using a carbon nanosphere-cationic folate nanoconjugate.

Chandra Kumar Elechalawar, Dwaipayan Bhattacharya, Mohammed Tanveer Ahmed, Halley Gora, Kathyayani Sridharan, Piyush Chaturbedy, Sarmistha Halder Sinha, Madhan Mohan Chandra Sekhar Jaggarapu, Kumar Pranav Narayan, Sumana Chakravarty, Muthusamy Eswaramoorthy, Tapas Kumar Kundu, Rajkumar Banerjee

Nanoscale Adv, 2019 Sep 11

💬 AI 翻訳タイトル

炭素ナノスフェア—カチオン性葉酸（folate）ナノコンジュゲートによる、脳内で葉酸受容体発現グリオーマ腫瘍関連マクロファージおよび上皮細胞の二重標的化

💬 AI 要約

  • 本研究は、増殖・浸潤・転移を促進する腫瘍塊関連マクロファージ（TAMs）が放出する因子への十分な対抗ができないために、腫瘍悪性細胞のみを標的とする治療ではGBMの生存率改善が困難であるという課題に対し、TAMsと腫瘍細胞の両方を同時に標的化する有効性を検討することを目的とした。
  • 方法として、血液脳関門（BBB）透過性に優れた炭素ナノスフェア（CSP）に、新規の葉酸カチオン性脂質コンジュゲート（F8）を標的リガンドとして修飾し、カチオン性脂質—葉酸結合がCSP表面の負電荷と安定に会合することにより、高い表面濃度でのFR（folate receptor）標的化を実現してTAMsおよび腫瘍細胞へのFR媒介二重取り込みを誘導した。
  • さらに、ドキソルビシン（doxorubicin）を担持したFR標的化製剤（CFD）を用いて、同所性グリオーマモデルおよび皮下グリオーマモデルの双方で最大の抗腫瘍効果が得られ、未治療群に対して平均マウス生存期間が2倍に延長するとともに、全身性の肝毒性を認めなかった。
  • 加えて、CFDはTAMsから放出されるTGF-β、STAT3、浸潤・遊走に関連するsICAM-1およびその他のサイトカインを有意に低下させ、CFDがTAMに対して抗腫瘍活性を示すことが示された。以上より、本研究は著者らの知る限り、脳内関連TAMと腫瘍細胞を効率的に標的化するための最初のFR標的ナノデリバリーシステムを提案した。

(023) Baeriswyl [45]

📕 書誌情報

Disturbed flow induces a sustained, stochastic NF-κB activation which may support intracranial aneurysm growth in vivo.

Daniel C Baeriswyl, Ioanna Prionisti, Tom Peach, Grigoris Tsolkas, Kok Yean Chooi, John Vardakis, Sandrine Morel, Mannekomba R Diagbouga, Philippe Bijlenga, Simon Cuhlmann, Paul Evans, Brenda R Kwak, Yiannis Ventikos, Rob Krams

Sci Rep, 2019 Mar 18

💬 AI 翻訳タイトル

攪拌（disturbed）した流れは、持続的で確率的なNF-κB活性化を誘導し、in vivoでの頭蓋内動脈瘤の増大を支持し得る

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤が伴う乱れた速度パターンおよび慢性炎症との関連性が不明であることを背景として、乱れた流れが炎症性シグナル経路にどのように寄与するかを明らかにすることを目的とした。
  • そのために、渦（vortices）により誘起される（disturbed）せん断応力が内皮NF-κB（NF-κB）経路を活性化するのに十分な条件であることを示し得る機序として、機械センサーの不活性化（mechanosensor de-activation）を想定した。
  • HUVECを異なる流れ条件に曝露し、NF-κBのin-vitroライブセルイメージングにより検証するとともに、流れにより誘導されるNF-κB活性化を確率論的にモデル化し、さらにマウス頸動脈に乱流を誘導して同様の反応を支持する証拠を提示した。
  • さらに、CFD（計算流体力学）とヒト頭蓋内動脈瘤に対する免疫蛍光染色の結果はマウス血管で観察されたものと類似した相関を示し、乱れたせん断応力が持続的NF-κB活性化を引き起こし、それによって乱流と頭蓋内動脈瘤の密接な関連を説明できる可能性を結論づけた。

(024) Dabagh [44]

📕 書誌情報

Hemodynamic and morphological characteristics of a growing cerebral aneurysm.

Mahsa Dabagh, Priya Nair, John Gounley, David Frakes, L Fernando Gonzalez, Amanda Randles

Neurosurg Focus, 2019 Jul 01

  • Keywords: CA = cerebral aneurysm, CFD = computational fluid dynamics, EC = endothelial cell, LBM = lattice Boltzmann method, NPV = negative predictive value, OSI = oscillatory shear index, PIV = particle image velocimetry, PPV = positive predictive value, TAWSS = time-averaged WSS, WSS = wall shear stress, cerebral aneurysm, flow instabilities, growing aneurysm, intrasaccular hemodynamics, morphology, near aneurysmal wall hemodynamics, stable aneurysm, vortex structures

  • DOI: 10.3171/2019.4.FOCUS19195

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    • Cited by: 44
    • FWCI: 2.8203
    • Citation Percentile: 90.58 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

成長する脳動脈瘤の血行動態および形態学的特性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤の成長に関連する局所の血行動態のうち、動脈瘤内の血行動態学的特徴と成長領域との関連を明らかにし、成長を正確に予測するために必要な主要パラメータを提示するとともに、成長機序の理解を深めることである。
  • 患者固有の画像から、40か月の経過中に3つの成長段階で取得された成長性脳動脈瘤をセグメンテーションおよび再構築した。特徴として、動脈瘤の一方の側は安定していた一方で、他方の側は成長を継続しており、同一患者内で親動脈と娘動脈を同一の流入条件下で比較可能とした。
  • 動脈瘤モデルに対して計算流体力学（CFD）により脈動流をシミュレーションし、さらに粒子画像流速計測（PIV）を用いたin vitro実験で検証した。その結果、動脈瘤内の詳細な血行動態解析により、成長領域が流れの不安定性および複雑な渦構造と関連することが示され、不安定な渦構造の中心付近で極めて低い速度が観察され、成長領域と整合した。
  • さらに、成長量が0.5 mmを超える動脈瘤壁領域は、低い（<0.5 Pa）時間平均壁面せん断応力（TAWSS）、低い（<0.5 Pa）瞬時壁面せん断応力（WSS）、および高い（>0.1）振動壁面せん断応力指数（OSI）と一致することが確認された。加えて、成長性CAの連続段階に対する統計解析の結果、TAWSSと渦構造中心からの距離の組合せが、成長性／非成長性動脈瘤の識別において最も高い感度と陽性予測値を示し、比較的高い特異度および陰性予測値も得られた。以上より、動脈瘤壁近傍で低TAWSS領域に形成される動脈瘤内の不安定な再循環流構造が、成長を規定する血行動態学的基準として導入され得ることが示唆されるが、本知見は1症例データに基づくため、今後の大規模検証のための根拠を提示するにとどまる。これらの結果は、術前計画において安定性のある動脈瘤と成長性動脈瘤を臨床的に鑑別するのに役立つ。

(025) Voß [42]

📕 書誌情報

Stent-induced vessel deformation after intracranial aneurysm treatment - A hemodynamic pilot study.

Samuel Voß, Oliver Beuing, Gábor Janiga, Philipp Berg

Comput Biol Med, 2019 Aug

  • Keywords: Coiling, Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Intracranial aneurysm, Stenting, Vascular deformation

  • DOI: 10.1016/j.compbiomed.2019.103338

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    • Cited by: 42
    • FWCI: 1.5738
    • Citation Percentile: 82.70

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤治療後のステント誘発血管変形—血行動態に関するヘモダイナミクス・パイロットスタディ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ステント支援コイル塞栓術が局所血管の変形を引き起こし得るにもかかわらず、その結果としての動脈瘤内血行動態への影響が不明である点を明らかにすることである。
  • 方法として、中大脳動脈瘤3例について治療前後の画像データを用い、仮想的に配置したステントおよびコイルを再現したモデルを構築し、血管変形・ステント展開・コイル留置の分離効果を対象とする24件の非定常（unsteady）血流シミュレーションを実施した。
  • 結果として、せん断集中指数（shear concentration index）を除く全ての流れパラメータおよびせん断パラメータが治療により明確に低下し、頸部流入率（neck inflow rate）はコイル留置が、また頸部流入率への影響はステント展開がそれぞれ独特かつ小さい値として生じた一方で、変形の影響は動脈瘤間で一貫性がみられなかった。
  • 結論として、コイルは局所血行動態に対する寄与が最も大きい可能性が示され、さらにステント誘発血管変形は動脈瘤内血行動態に明確な影響を及ぼすが、既存研究の多くはステントと血行動態の関係を治療前状態に基づいて評価しているため、この効果が見落とされていることが示唆された。

(026) Suzuki [39]

📕 書誌情報

Decreased wall shear stress at high-pressure areas predicts the rupture point in ruptured intracranial aneurysms.

Tomoaki Suzuki, Christopher J Stapleton, Matthew J Koch, Kazutoshi Tanaka, Soichiro Fujimura, Takashi Suzuki, Takeshi Yanagisawa, Makoto Yamamoto, Yukihiko Fujii, Yuichi Murayama, Aman B Patel

J Neurosurg, 2020 Apr 01

  • Keywords: aneurysm, computational fluid dynamics, middle cerebral artery, pressure, vascular disorders, wall shear stress

  • DOI: 10.3171/2018.12.JNS182897

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    • Cited by: 39
    • FWCI: 2.9902
    • Citation Percentile: 91.15 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

破裂した頭蓋内動脈瘤において、高圧領域での壁面せん断応力の低下は破裂点を予測する

💬 AI 要約

  • 変性した脳動脈瘤壁は動脈瘤破裂とくも膜下出血に関連し、薄壁領域（thin-walled regions; TWRs）は最終的に破裂へ至り得る脆弱部位と考えられる。本研究の目的は、これまで報告されてきた最大圧（Pmax）領域とTWRsの関連に加えて、動脈瘤破裂との血行力学的相関を検証することである。
  • 拍動的血流条件下で、23例の分岐部動脈瘤（中大脳動脈; MCA）サッカリフェル型動脈瘤（未破裂16例、破裂7例）において、Pmax領域の動脈瘤壁表面を手術中に流体力学的手法（fluid flow formula）を用いて評価した。
  • Pmax領域における圧力差（Pd）を、Pmaxから平均圧（Pave）を減じ、さらに動脈瘤入口側の動圧で正規化して算出し、Pmax領域、動脈瘤ドーム、親血管で壁面せん断応力（WSS）も計算した。まず未破裂MCA動脈瘤において、これらの血行力学的指標とTWRsとの相関を検証し、その後、破裂MCA動脈瘤における破裂点の特徴的血行力学的パラメータを同定した。
  • 未破裂16例中13例（81.2%）で、Pmax領域がTWRsに対応していた。一方、破裂7例中5例ではPmax領域が破裂点と一致したが、これらの領域でのPdは未破裂動脈瘤のTWRsと比べて高値ではなかったものの、破裂点における最小WSS、時間平均WSS、ならびに正規化WSSはTWRsより有意に低かった（p < 0.01）。したがって、TWRsのPmax領域におけるWSS低下が、動脈瘤破裂リスクを示す重要な血行力学的因子である可能性が示された。

(027) Li [37]

📕 書誌情報

A pilot validation of CFD model results against PIV observations of haemodynamics in intracranial aneurysms treated with flow-diverting stents.

Yujie Li, David I Verrelli, William Yang, Yi Qian, Winston Chong

J Biomech, 2020 Feb 13

  • Keywords: Computational modelling, Flow-diverter, Haemodynamics, Intracranial aneurysm, Physical modelling, Porous media model

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2019.109590

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    • Cited by: 37
    • FWCI: 2.5181
    • Citation Percentile: 89.52

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💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータ（flow-diverting）ステントで治療した頭蓋内動脈瘤における血行動態のPIV観測結果に対するCFDモデル結果のパイロット検証

💬 AI 要約

  • フローダイバータ（FD）ステントは頭蓋内動脈瘤治療の一般的な3つの手段の一つであるが、その血行動態への影響は不十分にしか理解されていないため、本研究は患者特異的動脈瘤モデルにおけるFDステント治療後の流れをCFDで予測することの妥当性を検証することを目的とした。
  • 患者特異的動脈瘤モデル内の血液類似流体の速度を粒子画像流速測定（PIV）により空間的に計測し、同条件を再現した計算流体力学（CFD）モデルの予測と比較した；さらにPIV実験では、市販のFDステント展開後に3つの動脈流量（150、250、400 mL/min）に対して複数断面で流れ特性を評価した。
  • CFDとPIVの結果は、FDステント未治療の動脈瘤血行動態において良好な類似性を示し、Silk（シルク）ステント治療条件でも許容できる一致が得られたことから、FDステント治療後の動脈瘤内流動ダイナミクスを調べるためのCFDの使用が妥当であることが示された。
  • さらに本研究は初めて、多孔質媒体モデルとしてのFDステントが、患者特異的な頭蓋内動脈瘤におけるFDステント治療のフローダイバータ効果を効率的かつ有効に予測できることを検証した；CFD予測と実験結果の定性的および定量的比較により、今後の動脈瘤血行動態およびFDステント治療効果に関する研究でCFDシミュレーションを用いることへの信頼が支持された。

(028) Machi [36]

📕 書誌情報

Hemodynamics of Focal Versus Global Growth of Small Cerebral Aneurysms.

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

Clin Neuroradiol, 2019 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

小型脳動脈瘤の局所的成長と全体的成長における血行動態

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤、特に小型動脈瘤の成長を規定する要因について、局所的成長と全体的成長を区別し、増大部位における血行動態の微小環境を解析することにある。
  • 前向き動脈瘤データベースから、追跡期間中に形態変化を示した小型動脈瘤を抽出し、形態変化の前後で利用可能な三次元回転血管造影（3DRA）に基づいて詳細な形状評価および計算流体力学（CFD）に基づく血行動態解析を行った。
  • 組み入れ基準を満たした6例では、2種類の変化が観察され、局所的成長では3例でblebまたはblister形成がみられた一方、全体的成長では他の3例で頸部の拡大を伴う動脈瘤全体の増大が認められた。
  • 局所的成長部位は低シア条件に加え増大部位での振動の増強（低い壁面せん断応力[WSS]と高い振動性壁面せん断指数[OSI]）を示し、全体的な動脈瘤増大は高いWSSと高い空間的WSS勾配（WSSG）と関連していたため、異なる成長タイプで病的WSSの時間的・空間的変化が病態形成の誘因になり得ることが示唆され、今後の血行動態学的および組織学的研究では局所的成長と全体的成長の区別が重要であると提案している。

(029) Schooneveldt [35]

📕 書誌情報

Hyperthermia Treatment Planning Including Convective Flow in Cerebrospinal Fluid for Brain Tumour Hyperthermia Treatment Using a Novel Dedicated Paediatric Brain Applicator.

Gerben Schooneveldt, Hana Dobšíček Trefná, Mikael Persson, Theo M de Reijke, Klas Blomgren, H Petra Kok, Hans Crezee

Cancers (Basel), 2019 Aug 15

  • Keywords: brain malignancies, cerebrospinal fluid, computational fluid dynamics, hyperthermia treatment, medulloblastoma, treatment planning

  • DOI: 10.3390/cancers11081183

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 35
    • FWCI: 2.3912
    • Citation Percentile: 88.43

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💬 AI 翻訳タイトル

新規の専用小児用脳アプリケータを用いた脳腫瘍温熱療法における、脳脊髄液の対流を組み込んだ温熱治療計画

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳腫瘍、とりわけ小児脳腫瘍に対する温熱療法（40–44 °C）において、治療計画最適化のために脳脊髄液（CSF）の物理的に妥当なモデル化が必要かどうかを明らかにすることを目的とした。
  • Chalmers Hyperthermia Helmet を用いて、術前および術後の両症例に対する治療計画を作成し、予測温度分布を、対流を考慮した“fluid”モデル、非対流の“solid”として扱うCSFモデル、および有効熱伝導率を増加させたCSFモデル（“high-k”）の3種類で比較した。
  • 目標温度（T90、T50、T10）および治療を制限する高温ホットスポットに基づいて評価した結果、アプリケータにより十分な加温が可能であった。
  • 術前症例では3モデル間で治療計画の質は同等であり、術後症例ではhigh-kモデルがsolidモデルよりも高精度であった；有効熱伝導率を10〜20倍に増加させることで±1 °C以内の予測が得られたため、CSF温度の精密予測には流体力学が必要である一方、対流的な流体モデルの実用的代替として“固体＋高有効熱伝導率”モデルが多くの応用で有用であることが示唆された。

(030) Jia [34]

📕 書誌情報

Image-Based Flow Simulations of Pre- and Post-left Atrial Appendage Closure in the Left Atrium.

Dongjie Jia, Byunghwan Jeon, Hyung-Bok Park, Hyuk-Jae Chang, Lucy T Zhang

Cardiovasc Eng Technol, 2019 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

左心耳閉鎖前後における左房内の画像ベース流れシミュレーション

💬 AI 要約

  • 心房細動患者では左心耳（LAA）の血栓形成が脳卒中やその他の血栓塞栓性イベントの主要な原因となるが、経皮的LAA閉鎖術を行っても約11%の患者で再発がみられることから、LAA形状・サイズ・収縮能の個体差を踏まえた治療成績予測が重要である。
  • 本研究の目的は、心房細動に対するLAA閉鎖の治療転帰を予測するための、患者特異的な画像ベースの計算流体力学（CFD）シミュレーション枠組みを確立することである。
  • 本枠組みでは、CT画像からの自動化LA/LAA画像セグメンテーション、表面形状からの3次元体格子生成と境界面同定、心房細動の流入境界条件下でのCFD解析、ならびにLAA閉鎖前後の左房内の速度・流線・渦・渦度等の流れ特性解析を統合し、1症例（慢性心房細動の65歳女性）の実データにより有効性の可能性を示した。
  • その結果、閉鎖により流速は最大で2.21倍低下し、流線は大きく安定化し、僧帽弁流出はより整った様式を示したほか、渦のサイズ・個数・強度・持続時間はいずれも著減し、拡張期の渦直径は2.8から1.5 cmへ、渦持続時間は0.210から0.135 sへ短縮したことから、血栓形成リスク低下が示唆された。さらに、本症例における治療有効性は実際の手技転帰と整合することが確認され、術前計画や適応（候補者）選定のための有用なツールへ発展し得るが、検証にはさらなる症例データが必要である。

(031) Sarrami-Foroushani [33]

📕 書誌情報

A computational model for prediction of clot platelet content in flow-diverted intracranial aneurysms.

Ali Sarrami-Foroushani, Toni Lassila, Seyed Mostafa Hejazi, Sanjoy Nagaraja, Andrew Bacon, Alejandro F Frangi

J Biomech, 2019 Jun 25

💬 AI 翻訳タイトル

フロウダイバーティング（flow-diverting）ステントを用いた頭蓋内動脈瘤における血栓形成の予測のための、血栓中血小板含有量予測に関する計算モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血流低減が十分であっても安定血栓が形成されない動脈瘤が生じる理由を明らかにし、術後応答を予測するための血栓形成動態の計算予測手法を構築することである。
  • 方法として、動脈瘤内における血小板の活性化と輸送、およびフィブリン生成を統合した新しい血栓形成・血小板動態モデルを提案し、さらに血栓生成モデルをCFD（computational fluid dynamics）と連成した。
  • 結果として、動脈瘤内の血栓を不安定血栓（フィブリンおよび赤血球に富むred thrombus）と安定血栓（フィブリンおよび血小板に富むwhite thrombus）という2種類として表現し、血栓安定性の定量指標である血流誘起血小板指数（FiPi: flow-induced platelet index）を定義した上で、異なるサイズ設定の2種類のフロウダイバーティングステントに関するin vitroファントム研究により検証した。
  • 結論として、本モデルはサイズ過大のステント条件における血栓安定性の低下を精度良く予測でき、計算シミュレーションによる血管内治療計画の改善や、フロウダイバーティング動脈瘤における遅発性出血などの有害事象の低減に向けた可能性を示した。

(032) Sunderland [33]

📕 書誌情報

Multivariate analysis of hemodynamic parameters on intracranial aneurysm initiation of the internal carotid artery.

K Sunderland, J Jiang

Med Eng Phys, 2019 Dec

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Hemodynamic stressors, Intracranial aneurysm, Multivariate predictive modeling

  • DOI: 10.1016/j.medengphy.2019.09.010

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    • Cited by: 33
    • FWCI: 1.8802
    • Citation Percentile: 85.46

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💬 AI 翻訳タイトル

内頸動脈における脳動脈瘤の発生に関する血行動態パラメータの多変量解析

💬 AI 要約

  • 血行動態の変動に伴う壁面応力因子が頭蓋内動脈瘤（IA）の発生に影響することは知られているが、これらの応力因子の特異性は評価されていない。さらに、複数の応力因子の組合せがIA発生の予測能をどの程度向上させ得るかは明らかでない。
  • 本研究では、人のIAデータを用いて、（1）最終的にIAが形成される領域と形成されない領域における応力因子の特異性、ならびに（2）複数の応力因子の組合せがIA発生予測を改善できるかを検討した。18例の内頸動脈に近接して多発するIAを対象に、血管造影画像から3次元計算血管モデルを構築し、全IAを除去したModel Aと、1つのIAを保持したModel Bの2モデルを作成した。
  • 計算流体力学（CFD）により各モデル内の血流をシミュレーションし、壁面せん断応力（WSS）、その勾配（WSSG）、振動せん断指数（OSI）、勾配振動数（GON）、動脈瘤形成指数（AFI）、および渦状の流れの平均数（MV）を解析した。さらに、これらの応力因子のさまざまな組合せについて多変量ロジスティック回帰を用いて予測精度を評価した。
  • その結果、個々の指標単独と比較して、血行動態の応力因子を組み合わせることでIA形成予測が改善されることが示された。Model AおよびModel Bの簡潔な（parsimonious）モデルはいずれもMV+WSS+GONであり、AUROCはそれぞれ0.88および0.83であった。今後は、変動する応力因子によって誘発される生物学的意味を解明する研究が計画されている。

(033) Vidotto [32]

📕 書誌情報

A computational fluid dynamics approach to determine white matter permeability.

Marco Vidotto, Daniela Botnariuc, Elena De Momi, Daniele Dini

Biomech Model Mechanobiol, 2019 Aug

  • Keywords: Convection-enhanced delivery, Hydraulic permeability, Representative volume element, White matter

  • DOI: 10.1007/s10237-019-01131-7

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    • Cited by: 32
    • FWCI: 2.9137
    • Citation Percentile: 90.56 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

白質の透過性を決定するための計算流体力学的アプローチ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、対流促進送達（convection-enhanced delivery; CED）の術前予測を支える基礎パラメータとして、脳の3つの構造における水力透過性（hydraulic permeability）を計算する方法を提案することである。
  • 方法として、白質の主要な幾何学的特徴から脳に類似した2次元構造を構築し、電子顕微鏡画像から外挿した軸索径分布、細胞外空間（extracellular space; ECS）の体積分率、ならびにECS幅を生理学的範囲に維持した。
  • 軸索は定義した境界内にランダム配置し、その実現のために外向きパッキング（outward packing）法とディスク縮小（disc shrinking）技術を組み合わせて実装した上で、ANSYSの計算流体力学ソルバ内でNavier–Stokes方程式を解き、軸索を通る流れを計算した。
  • 流体・圧力場に基づく均質化（homogenisation）手法により最適な代表体積要素（representative volume element; RVE）サイズを確立し、RVE上で算出した水力透過性は文献に報告された実験データと良好に一致することが示された。

(034) 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（Doppler ultrasonography）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

  • 頭蓋内血行動態に関する計算流体力学（CFD）研究では、Navier–Stokes方程式のせん断速度項を閉じるためにニュートン粘性モデルがしばしば用いられてきたが、頭蓋内血流では非ニュートン効果を無視できるという仮説の妥当性は十分に検証されていない。本研究の目的は、将来の頭蓋内血行動態CFD研究の指針となるよう、この仮説の妥当性を検討することである。
  • 16名（平均年齢50.6歳）に対し、ドプラ超音波（DUS）により収縮期・拡張期の血管径および血流速度を、内頸動脈（ICA）、中大脳動脈（MCA）、前交通動脈（AComA）で計測した。
  • 得られた血管径と速度から、ニュートン粘性および3種類の非ニュートン粘性モデル（Carreau、power-law、Herschel–Bulkley）を用いて、Hagen–Poiseuilleの厳密解により壁面せん断応力（WSS）を算出し、非ニュートンモデルには血液のせん断減粘（shear-thinning）に対するWeissenberg–Rabinowitsch補正を適用した。次に、両モデル群間の誤差割合を算出し、対にしたt検定によってニュートン仮説を統計的に評価した。
  • ICAではニュートンWSSと非ニュートンWSSの間に有意差が認められ（P < 0.0001）、MCAおよびAComAでも同様の傾向が得られた一方、Herschel–Bulkleyおよびpower-lawモデルでは収縮期・拡張期で一部有意でない結果もみられた（P = 0.0669、P = 0.7298）。また、ニュートンと非ニュートンモデル間の誤差は-27〜30%（0.2〜2.2 Pa）であり、これらはIA（intracranial arteries）CFD研究における物理的解釈に影響を及ぼし得ることから、頭蓋内血行動態を検討するうえでニュートン仮定が不適切である可能性を示すエビデンスが得られた。

(035) 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

  • Article

  • OpenAlex

    • 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（WSS）は、経過観察時の前交通動脈（ACoA）動脈瘤破裂リスクを予測し得る

💬 AI 要約

  • 本研究は、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との前提に基づき、前交通動脈（ACoA）動脈瘤の破裂を独立して予測し得る親動脈血行動態パラメータを同定することを目的とした。
  • そのために、多変量ロジスティック回帰および2分割線形回帰モデルを用いて解析を行い、さらに、動脈瘤破裂リスク評価のスクリーニングツールとして、広く用いられているCFD（computational fluid dynamics）に代わる、より簡便で実用的なWSS推定手法の可能性を検討した。
  • 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、未破裂32）を対象とし、MR血管撮影および経頭蓋カラードプラ・デュプレックス超音波から得た局所血行動態指標によりWSSを算出したところ、単変量解析でWSSなど複数の因子が破裂と関連し、多変量解析では親動脈におけるWSSがACoA動脈瘤破裂と有意に関連した（p=0.0001）。
  • また、WSS強度は2分割線形回帰モデルによって評価され、WSSが12.3 dyne/cm2を超える場合にACoA動脈瘤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が1単位増加するごとに（1単位の増加であっても）破裂リスクが6.2倍に増加することが示され、親動脈のWSSはWSS強度が12.3 dyne/cm2を超える条件下で破裂状態を特徴づける信頼できる血行動態パラメータとなり得ることが結論づけられた。

(036) Tangen [32]

📕 書誌情報

In Vivo Intrathecal Tracer Dispersion in Cynomolgus Monkey Validates Wide Biodistribution Along Neuraxis.

Kevin Tangen, Ivan Nestorov, Ajay Verma, Jenna Sullivan, Robert W Holt, Andreas A Linninger

IEEE Trans Biomed Eng, 2020 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

アカゲザルにおける髄腔内トレーサー分散のin vivo評価が、神経軸に沿った広範な全身分布を検証する

💬 AI 要約

  • 髄腔内（intrathecal: IT）薬物送達では薬剤の分布が注入部位近傍の狭い領域に限定され、送達法の有効性が損なわれるという通説があるため、この主張を検証することを目的とした。
  • アカゲザルを対象に、IT注入が脳脊髄液（cerebrospinal fluid: CSF）の流動、解剖学的構造、および放射標識トレーサーの分散に及ぼす影響を多様なin vivoイメージング手法で実験的に観察した。
  • 高注入速度ではトレーサーが2時間のみで頸部領域に到達し、迅速かつ広範な分布が示された；さらに、同一のin vivo非ヒト霊長類データは、IT注射後の薬剤分布予測のための計算流体力学（CFD）モデルを支持する証拠を与えた。
  • トレーサー分散はPETで得られた分布と一致する2検体でCFDにより予測され、3検体ではin vivo分布データが既知になる前に盲検的に予測が行われた結果、いずれの条件でもIT投与後の薬剤分散に関するCFD予測はin vivoのトレーサー分布に時空間的に良好に一致したことから、第一原理に基づく被験者固有の中枢神経系モデルで髄腔内投与薬の全身分布を予測できる能力がin vivo非ヒト霊長類データにより裏付けられ、全脊髄または脳を標的とする際のIT送達の実行可能性が再評価された。

(037) 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：in vitro における検討および治療効果評価への応用

💬 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ことから、動脈瘤の血流を可視化・計測し、手術計画を支援するための in vitro 検討が有用であるが、モデル作製の改善が機能可能性と精度を高めることで臨床的価値の向上につながると考えられる。
  • 本研究では、頭蓋内動脈瘤を有する6名の患者の三次元回転血管造影（3DRA）データから、3Dプリント、屈折率マッチング、およびシリコーンキャスティングを含む多段階プロセスにより透明化した in vitro モデルを作製した。
  • 各モデルには、同一の市販されてい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）を適用し、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、ならびに血管内デバイスの高解像度画像を取得したところ、製作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間の寸法差から、寸法誤差が O(100 μm) 程度であることが示された。
  • 3Dプリント技術を用いることで、患者特異的な頭蓋内動脈瘤に対する寸法精度の高い光学的に透明な血流ファントムの作製が可能であり、このようなモデルは、治療計画や転帰予測を支援し、最適化された患者特異的な神経血管内治療戦略の策定に資する in vitro の動脈瘤血行動態研究を可能にしうる。

(038) Saalfeld [31]

📕 書誌情報

Flow-splitting-based computation of outlet boundary conditions for improved cerebrovascular simulation in multiple intracranial aneurysms.

Sylvia Saalfeld, Samuel Voß, Oliver Beuing, Bernhard Preim, Philipp Berg

Int J Comput Assist Radiol Surg, 2019 Oct

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Hemodynamic simulation, Intracranial aneurysms, Outlet boundary condition

  • DOI: 10.1007/s11548-019-02036-7

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    • Cited by: 31
    • FWCI: 1.5738
    • Citation Percentile: 82.89

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💬 AI 翻訳タイトル

複数の頭蓋内動脈瘤における血管シミュレーション精度向上のための流量分岐に基づく出口境界条件の計算

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、画像に基づく血行動態（hemodynamics）シミュレーションにおける出口（outflow）境界条件の仮定が予測精度に与える影響を明らかにし、複数動脈瘤モデルのシミュレーションに適した新規流量分岐（outflow-splitting）手法を提示することである。
  • 方法として、8つの頭蓋内動脈瘤を対象に、5種類の出口境界条件戦略（(1) 0圧条件、(2) Murrayの法則に着想した二乗、(3) 三乗則に基づく分岐、(4) 円形の血管断面に基づく分岐、(5) 分岐に加えて解剖学的血管断面を考慮する本手法）を作成し、他の境界条件は一定とした上で比較検討した。
  • 結果として、画像ベースのシミュレーションにおける評価指標（例えば正規化壁面せん断応力や流入濃度指数など）では、出口境界条件戦略間で大きなばらつきが観察された。定性的には、解剖学的断面に基づく戦略がより均一な流量分布をもたらし、動脈瘤への流入率を増加させた一方、一般的な0圧アプローチは特により末梢側の動脈瘤で最大の変動を示した。
  • 結論として、出口境界条件は画像ベースの血流（blood flow）解析、特に複数動脈瘤の評価において重要な影響因子であることが示された。また、本研究のより複雑な流量分岐モデル（(4)）およびその改良版（(5)）は、(1)〜(3)と比較して本アプリケーション条件において利点があることを確認し、生理学的根拠の乏しい0圧条件の使用は推奨されないことを提言した。

(039) Jiang [30]

📕 書誌情報

Hemodynamic characteristics associated with thinner regions of intracranial aneurysm wall.

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

J Clin Neurosci, 2019 Sep

  • Keywords: Cerebral aneurysms, Computational fluid dynamics, Pressure, Wall shear stress, Wall thickness

  • DOI: 10.1016/j.jocn.2019.06.024

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 30
    • FWCI: 2.6607
    • Citation Percentile: 89.94

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤壁の薄い領域に関連する血行動態学的特性

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤の壁厚は動脈瘤の進展および術中破裂に重要な因子であるが、血行動態ストレスと壁厚との関連については研究結果が一致しておらず、コンセンサスが得られていないため、本研究は薄い壁領域に関連する血行動態指標を明らかにすることを目的とした。
  • 術中所見に基づき、中大脳動脈（MCA）未破裂動脈瘤28例を対象として、術前CTアンギオグラフィ（CTA）データから患者固有の3次元動脈瘤モデルを構築し、拍動流条件下で計算流体力学（CFD）解析を実施した。
  • 術中顕微鏡所見により2名の熟練した観察者が動脈瘤ドームの薄壁領域を同定し、CFDから得られる正規化壁面せん断応力（NWSS）、正規化圧（NP）、振動せん断指数（OSI）、相対滞留時間（RRT）を、薄壁領域と周囲の正常な壁厚領域で比較した。
  • 薄壁領域は周囲組織と比べて圧が高く（1.232 vs 1.043, p < 0.05）壁面せん断応力が低い（0.693 vs 0.868, p < 0.05）傾向を示し、多変量解析によりNPの上昇が局所の動脈瘤壁の菲薄化と有意に関連していた。以上より、高圧かつ低WSSが菲薄化に伴う血行動態の特徴であり、NPの上昇は局所の壁菲薄化に対する独立したリスク因子であることが示された。CFDは薄壁領域の推定に有用であり、術中破裂リスク低減に資する可能性がある。

(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

  • Article

  • OpenAlex

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

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💬 AI 翻訳タイトル

脳分岐部における広い分岐角による、流量に依存しない高正の壁面せん断応力勾配（WSSG）誘導と動脈瘤形成能との関連

💬 AI 要約

  • 内皮は壁面せん断応力（WSS）に適応し、加速流の領域では陽性（動脈瘤形成性）の空間WSS勾配（WSSG）、減速流の領域では陰性（防御的）の空間WSSGに機能的に高感受性であることから、本研究は分岐部形状が局所の頂端（apical）血行動態に与える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な分岐モデルに対して実施し、(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) 親血管が湾曲した形状（分岐角60°–120°）について、基準流量および2倍流量の条件を設定した。時間依存および時間平均の頂端WSSとWSSGを解析し、さらに患者由来モデルにて妥当性を検証した。
  • 結果として、狭い対称分岐では防御的な負の頂端WSSGが特徴であり、分岐角が85°以上で動脈瘤形成性のWSSGへスイッチすることが示された。非対称分岐では鈍角側の娘血管に陽性WSSGが生じ、親血管の湾曲は外側湾曲に対応する側で陽性頂端WSSGをもたらした。
  • いずれのシミュレーションでも、分岐角の増大および流量の上昇に伴い、高WSSと陽性WSSGの大きさによる頂端領域の被覆範囲が広がり、陽性WSSGが生じる角度閾値（85°）は流量に影響されないことが確認された。さらに湾曲モデルでは高流量が衝突領域を頂点から動的かつ角度依存的に変位させたことから、頂端のせん断力と空間勾配は分岐および流入血管形状に強く依存することが示され、広い分岐と動脈瘤発生の関連を説明し得る、機械受容（mechanotransductive）なWSSG介在の連結が提示された。

(041) Leemans [29]

📕 書誌情報

Comparing Morphology and Hemodynamics of Stable-versus-Growing and Grown Intracranial Aneurysms.

E L Leemans, B M W Cornelissen, C H Slump, C B L M Majoie, J R Cebral, H A Marquering

AJNR Am J Neuroradiol, 2019 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

安定型の頭蓋内動脈瘤と増大型／増大後の頭蓋内動脈瘤における形態学的および血行動態学的特性の比較

💬 AI 要約

  • 本研究は、動脈瘤の増大（growth）に関連する形態学的および血行動態学的特性を同定し、増大後にそれらの特性が安定型動脈瘤の特性からさらにどの程度逸脱するかを明らかにすることを目的とした。
  • CTA、MRA、または3D回転撮影（3D rotational angiography）画像から3次元血管モデルをセグメンテーションし、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）シミュレーションを実施した。
  • 形態学的指標（サイズ、サイズ比、形状）および血行動態学的指標（流入、渦度（vorticity）、せん断応力、振動性せん断指数（oscillatory shear index）、流れの不安定性）を自動算出し、ベースラインと最終画像において安定型と増大型を比較した。
  • ベースラインでは安定型と増大型の間に有意差は認められなかった一方、最終画像ではせん断速度（shear rate）、動脈瘤速度、渦度、平均壁面せん断応力（mean wall shear stress）に有意差が観察された（P<.002）。また増大後ではほぼ全ての指標が高破裂リスクに関連する値へと増加する傾向が示されたため、未破裂動脈瘤に対する縦断的画像取得と反復リスク評価の重要性を強調した。

(042) Nambu [28]

📕 書誌情報

High Pressure in Virtual Postcoiling Model is a Predictor of Internal Carotid Artery Aneurysm Recurrence After Coiling.

Iku Nambu, Kouichi Misaki, Naoyuki Uchiyama, Masanao Mohri, Takashi Suzuki, Hiroyuki Takao, Yuichi Murayama, Kazuya Futami, Tomoki Kawamura, Yasushi Inoguchi, Teruo Matsuzawa, Mitsutoshi Nakada

Neurosurgery, 2019 Mar 01

  • Keywords: Cerebral aneurysm, Coil embolization, Computational fluid dynamics, Inflow rate ratio, Pressure difference, Recurrence after coil embolization

  • DOI: 10.1093/neuros/nyy073

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 28
    • FWCI: 2.0304
    • Citation Percentile: 85.63

  • PubMed

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  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

仮想ポストコイリングモデルにおける高圧は、コイル塞栓術後の内頸動脈瘤再発の予測因子となり得る

💬 AI 要約

  • コイル塞栓術後の頭蓋内動脈瘤の再発には血行動態因子が重要な役割を担うが、各リスク因子が個別に検討されてきたため、再発の最強予測因子は明らかではない。
  • 本研究では、計算流体力学（CFD）を用いて再発の最強予測因子を明確化することを目的とし、内頸動脈（ICA）動脈瘤50例（再開通7例、安定43例）に対する治療前の患者固有3次元回転血管造影データから、コイル塞栓前モデルと、仮想コイル表面に対応する平面で動脈瘤を手動で切断して作成した仮想コイル塞栓後モデルを構築した。
  • CFD解析により、塞栓前モデルでの流入動態、ならびに仮想コイル表面における圧力差および壁面せん断応力を評価し、再開通例と安定例の血行動態パラメータを比較したところ、再開通例では塞栓前モデルで有意に大きい流入面積および高い流入率（P = .016, .028）を示し、さらに仮想コイル塞栓後モデルではコイル表面における圧力差が高かった（P < .001）。
  • 受信者操作特性（ROC）解析では、圧力差の曲線下面積（0.967）が他の評価指標より優れており、仮想コイル塞栓後モデルにおける圧力差はコイル塞栓術後の再発を強く予測し得る指標である可能性が示された。

(043) Iosif [27]

📕 書誌情報

Braided stents and their impact in intracranial aneurysm treatment for distal locations: from flow diverters to low profile stents.

Christina Iosif, Alessandra Biondi

Expert Rev Med Devices, 2019 Mar

  • Keywords: Flow diverting stents, braided stents, computational fluid dynamics, diffusion weighted imaging, endovascular, endovascular treatment, flow diversion, intracranial aneurysm

  • DOI: 10.1080/17434440.2019.1575725

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 27
    • FWCI: 2.6755
    • Citation Percentile: 89.63

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💬 AI 翻訳タイトル

遠位部における脳動脈瘤治療へのブレイドステントの影響：フローダイバーターから低プロファイル・ステントへ

💬 AI 要約

  • 本論文は、分岐部を伴う部位や、ブリスター様または非常に広い頸部を有する遠位部脳動脈瘤に対する治療において、ブレイド型頭蓋内ステント（フローダイバーター〔FD〕および低プロファイル・ブレイド頭蓋内ステント〔LPBSs〕）が持つ流れの分流特性によりもたらされる機能、安全性、性能、展望を批判的に概説することを目的とした。
  • 方法として、2007年1月から2018年7月までの過去11.5年間に、ウィリス動脈輪（circle of Willis）での使用およびそれを越えた領域での使用が報告された重要文献を精査し、これらデバイスの臨床的知見と技術的背景を整理した。
  • その結果、遠位部（off-label）の頭蓋内領域におけるFDの使用は有望な転帰を伴って増加し、それにより分流効果をより抑えたLPBSが登場し、0.017インチマイクロカテーテルを介した遠位分岐部での使用が容易になったことが示された。
  • 結論として、これらのデバイスは瘤の嚢（サック）充填から、分流による血流の局所リモデリングへと関心を移しており、地域の血行動態の均衡（hemodynamic equilibrium）を術前に慎重に評価すること、ならびに有効な抗血小板レジメンの重要性が強調される一方、LPBSは特に非常に遠位で小さい動脈瘤において利点となり得る中等度の分流効果を提供する。

(044) Levitt [27]

📕 書誌情報

Genetic correlates of wall shear stress in a patient-specific 3D-printed cerebral aneurysm model.

Michael R Levitt, Christian Mandrycky, Ashley Abel, Cory M Kelly, Samuel Levy, Venkat K Chivukula, Ying Zheng, Alberto Aliseda, Louis J Kim

J Neurointerv Surg, 2019 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

患者固有の3Dプリント脳動脈瘤モデルにおける壁面せん断応力の遺伝学的相関

💬 AI 要約

  • 本研究は、患者固有の三次元（3D）プリント脳動脈瘤モデルにおいて、壁面せん断応力（wall shear stress）と内皮細胞の発現との相関を明らかにすることを目的とした。
  • 患者の血管造影画像から脳動脈瘤の3Dプリントモデルを作製し、これにヒト内皮細胞を播種したのち、24時間の流れ条件下で培養した。次に、共焦点顕微鏡によりモデルの5領域で内皮細胞の形態を評価し、領域ごとに細胞を回収してmRNAを採取し、定量PCR（qPCR）によって遺伝子解析を行った。
  • 内皮細胞は流れ下で24時間生存し、近位・遠位の親血管および動脈瘤頸部では流れ方向への整列が観察された一方で、動脈瘤瘤部では形態の非整列が認められた。さらに、3Dプリントモデルから得た形態およびmRNA測定結果は、計算流体力学（CFD）シミュレーションの結果と相関づけられた。
  • 遺伝子解析では、瘤部および遠位親血管においてADAMTS-1とNOS3がダウンレギュレーションされ、遠位親血管ではGJA4がアップレギュレーションされていた。瘤部における非整列な形態とADAMTS-1ならびにNOS3発現の低下は、CFDにおける壁面せん断応力および壁面せん断応力勾配の顕著な低値領域と相関しており、ヒト内皮細胞を播種した患者固有の3Dプリント脳動脈瘤モデルの作製と、その流れ曝露後の細胞形態・遺伝子発現の差異を血行動態ストレスの違いに対応づけて解析できることが示された。

(045) Li [26]

📕 書誌情報

Efficacy of LVIS vs. Enterprise Stent for Endovascular Treatment of Medium-Sized Intracranial Aneurysms: A Hemodynamic Comparison Study.

Wenqiang Li, Yang Wang, Yisen Zhang, Kun Wang, Ying Zhang, Zhongbin Tian, Xinjian Yang, Jian Liu

Front Neurol, 2019

  • Keywords: computational fluid dynamics, endovascular treatment, hemodynamics, intracranial aneurysms, stent

  • DOI: 10.3389/fneur.2019.00522

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 26
    • FWCI: 2.6759
    • Citation Percentile: 89.91

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💬 AI 翻訳タイトル

中等大脳動脈瘤に対する血管内治療におけるLVISとEnterpriseステントの有効性：血行動態的比較（計算流体力学）研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、異なるステントおよびコイル充填密度（packing density; PD）に起因する血行動態変化が血管内治療の成績に及ぼす影響を明らかにするため、中等大脳動脈瘤に対するLVISとEnterpriseのステント補助コイル塞栓術（stent-assisted coil embolization; SACE）を比較するCFD（computational fluid dynamics）解析を行った。
  • 方法として、87例連続の患者（中等大脳動脈瘤：7〜12 mm）を対象とし、LVIS SACE施行例をLVIS群（n=42）、それ以外をEnterprise群（n=45）として割り付けた。CFDを用いて、治療前、ステント留置後、さらにSACE後の血行動態指標の変化を評価した。
  • 結果として、LVIS群で1例、Enterprise群で5例が再開通し（再開通率：2.4% vs. 11.1%、P=0.108）、完全閉塞率はLVIS群で高かった（P=0.069）。ステント留置後はいずれの群でも動脈瘤頸部面の速度低下が動脈瘤の速度およびWSS（wall shear stress）より大きく、コイル留置後には動脈瘤の速度およびWSSの低下がより顕著であった。さらにLVIS群では、頸部面速度（59.52% vs. 39.81%）、動脈瘤速度（88.46% vs. 69.45%）、WSS（85.45% vs. 69.49%）の低下が大きく（いずれもP<0.001）、多変量解析では頸部面速度の低下率が群間差として有意であった（P=0.013）。
  • 結論として、LVIS SACEは中等大脳動脈瘤の血管内治療において再開通が少ない可能性が示され、これらの差はより大きな血行動態変化が重要な因子である可能性がある。

(046) Cancelliere [26]

📕 書誌情報

4D-CT angiography versus 3D-rotational angiography as the imaging modality for computational fluid dynamics of cerebral aneurysms.

Nicole M Cancelliere, Mehdi Najafi, Olivier Brina, Pierre Bouillot, Maria I Vargas, Karl-Olof Lovblad, Timo Krings, Vitor M Pereira, David A Steinman

J Neurointerv Surg, 2020 Jun

  • Keywords: Aneurysm, Angiography, Blood Flow, Brain, CT Angiography, Computational Fluid Dynamics

  • DOI: 10.1136/neurintsurg-2019-015389

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 26
    • FWCI: 1.7312
    • Citation Percentile: 84.61

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の計算流体力学における画像モダリティとしての4次元CT血管撮影（4D-CTA）と3次元回転血管撮影（3D-RA）の比較

💬 AI 要約

  • 本研究は、計算流体力学（CFD）に用いる脳動脈瘤モデルの幾何学的抽出が画像モダリティにより影響され得ることを踏まえ、3次元回転血管撮影（3D-RA）で抽出した動脈瘤モデルと新規4次元CT血管撮影（4D-CTA）で抽出したモデルから得られるCFD結果を比較することを目的とした。
  • 14例の患者で16個の脳動脈瘤に対し新規4D-CTAを実施した後に3D-RAを行い、各モダリティからエンドルーメナル幾何を同一のワークフローで抽出した上で他方モダリティに対して盲検化し、28個の「original」モデルを作成した。
  • さらに分岐枝長を一致させるために各モデルを最小限編集して28個の「matched」モデルを作成し、originalモデルでは実臨床を想定した推定流量、matchedモデルでは4D-CTA由来の患者固有流量を用いてCFDシミュレーションを行った。
  • 幾何学的および血行動態的指標は3D-RAと4D-CTAで概ね整合しており、オペレータ由来のばらつきを抑制するためのmatching後に相関が改善した；また、4D-CTAでは親動脈径と動脈瘤嚢体積が小さいにもかかわらず、時間平均壁面せん断応力（TAWSS）、振動せん断（OSI）、高周波変動（スペクトルパワー指数：SPI）の動脈瘤平均値はmatchedモデルで良好に相関した（TAWSS: R2=0.91、OSI: R2=0.79、SPI: R2=0.90）。本研究は、脳循環において4D-CTAモデルを用いてCFDを実施することで信頼できる幾何学的および血行動態情報が得られることを示し、4D-CTAを血行動態評価のフォローアップ画像ツールとして考慮し得ることを結論づけた。

(047) Liu [24]

📕 書誌情報

Intracranial aneurysm rupture score may correlate to the risk of rebleeding before treatment of ruptured intracranial aneurysms.

Qingyuan Liu, Pengjun Jiang, Jun Wu, Maogui Li, Bin Gao, Yanan Zhang, Bo Ning, Yong Cao, Shuo Wang

Neurol Sci, 2019 Aug

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Intracranial aneurysms, Morphology, Treatment priority

  • DOI: 10.1007/s10072-019-03916-1

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 24
    • FWCI: 1.8889
    • Citation Percentile: 85.15

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂ではなく破裂した頭蓋内動脈瘤における再破裂リスクは、頭蓋内動脈瘤破裂スコア（IARS）と相関する可能性がある

💬 AI 要約

  • 本研究は、破裂後の再破裂が高い死亡率および罹患率を伴う壊滅的転帰につながることを背景に、頭蓋内動脈瘤破裂スコア（intracranial aneurysm rupture score: IARS）と動脈瘤再破裂の相関を評価し、IARSの臨床的有用性（より良い臨床意思決定への寄与）を検討することを目的とした。
  • 2017年1月から2018年9月までに破裂した頭蓋内動脈瘤患者を後ろ向きに抽出し、傾向スコアマッチングによりコホートを構築した後、形態学的および血行動態学的パラメータを取得して、安定した動脈瘤群と再破裂を来した動脈瘤群の差異を比較した。
  • マッチングにより再破裂5例および安定15例を含むコホートが形成され、両群の比較では、頸部径（p=0.036）、アスペクト比（p=0.004）、サイズ比（p=0.029）、正規化壁面せん断応力平均値（p=0.026）、低せん断領域割合（p=0.028）、振動せん断指数（oscillatory shear index: OSI）（p=0.031）、偏位角（deviated angle）（p=0.025）に統計学的有意差が認められた。
  • さらに、IARSは動脈瘤再破裂と強い相関を示し、IARSが高いほど最初の出血から再破裂までの期間が短縮する傾向がみられた（R=0.715, p=0.027）；またIARSの再破裂予測能は良好であった（曲線下面積=0.756, p<0.001）。予備的研究の結果として、IARSは破裂動脈瘤における再破裂と関連しうるため、高IARSスコアの破裂動脈瘤では手術を優先し、薬物治療は推奨されない可能性が示唆された。

(048) Peach [24]

📕 書誌情報

A Virtual Comparison of the eCLIPs Device and Conventional Flow-Diverters as Treatment for Cerebral Bifurcation Aneurysms.

T W Peach, D Ricci, Y Ventikos

Cardiovasc Eng Technol, 2019 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈分岐部動脈瘤に対する治療としてのeCLIPsデバイスと従来型フローダイバータの仮想的比較

💬 AI 要約

  • 脳動脈分岐部動脈瘤に対して、効果的かつ一貫し、合併症の少ない治療は未だ確立しておらず、そこで本研究はeCLIPsデバイスの血行動態学的有効性を従来型（管腔内）フローダイバータと比較して評価することを目的とした。
  • 5例の脳動脈分岐部動脈瘤に対してeCLIPsを仮想留置し、計算流体力学（CFD）シミュレーションを用いて留置前後の動脈瘤内血行動態を解析し、動脈瘤閉塞の成功に関連する指標を中心に検討した。
  • 動脈瘤への流入量Qおよび時間平均壁面せん断応力（TAWSS）の絶対値ならびに相対的低下を記録した結果、eCLIPsは管状フローダイバータと同様の定性的傾向を示した一方で、総合的な指標低下はやや抑制されていた。
  • eCLIPsは、臨床で使用されているデバイスに類似した一般的なフローダイバータ（FDBRAIDED）と比較して、動脈瘤流入低減およびTAWSS低減が通常10〜20%程度低く、流入ジェットの拡散や全体の流速低下も同等には達しなかったが、eCLIPsでは動脈瘤へ流入・流出に対する抵抗が概ね同程度であることが示され、FDBRAIDEDでは動脈瘤頸部に高速の流出濃縮と局所的なTAWSS上昇がみられた。以上より、eCLIPsは分岐部動脈瘤に対するフローダイバータとして機能するものの、管状フローダイバータに比べて閉塞特性はやや低下する可能性が示唆され、さらに従来型デバイスで問題となる娘血管のジャイリングや娘血管での減流の低減が期待される。

(049) Alqadi [24]

📕 書誌情報

Cerebral arteriovenous malformation venous stenosis is associated with hemodynamic changes at the draining vein-venous sinus junction.

Murad Alqadi, Denise Brunozzi, Andreas Linninger, Sepideh Amin-Hanjani, Fady T Charbel, Ali Alaraj

Med Hypotheses, 2019 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

脳動静脈奇形の静脈狭窄は、流出静脈—硬膜静脈洞接合部における血行動態変化と関連する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動静脈奇形（AVM）流出静脈の狭窄が出血リスク上昇と関連する一方、その病態生理に関する血流パターンおよび局所血行動態パラメータのデータ不足があることから、狭窄形成に関与し得る血行動態学的要因を明らかにすることである。
  • 本研究では、AVMの血管構築（高抵抗の毛細血管網を欠くnidus）に起因して高い血流量と低い拍動性・抵抗指数が生じ得るという既報を背景に、狭窄が最も起こりやすい部位として流出静脈と硬膜静脈洞の接合部を仮説設定し、流量増加と流出静脈壁および硬膜静脈洞壁のコンプライアンス／剛性差が血流の乱流（turbulence）を生む可能性を考察した。
  • その結果として、血流分離、低い壁面せん断応力（WSS）、および軸方向に整列した一方向性流れからの逸脱が生じ、動脈硬化（atherogenic）様の条件が血管内膜肥厚（venous intimal hyperplasia）とそれに続く流出路狭窄の誘因となり得ることが示唆された。
  • さらに、静脈流出狭窄のリスク因子として内膜肥厚との有意な関連、ならびに年齢と狭窄の発生可能性および程度との有意な関連（進行性の疾患過程を示唆）を踏まえ、AVMの静脈流出狭窄に関する解剖学的・血行動態学的特徴の同定には計算流体力学（CFD）の利用が有用であり、臨床における治療方針の選択に影響し得ると結論づけた。

(050) Detmer [22]

📕 書誌情報

Extending statistical learning for aneurysm rupture assessment to Finnish and Japanese populations using morphology, hemodynamics, and patient characteristics.

Felicitas J Detmer, Sara Hadad, Bong Jae Chung, Fernando Mut, Martin Slawski, Norman Juchler, Vartan Kurtcuoglu, Sven Hirsch, Philippe Bijlenga, Yuya Uchiyama, Soichiro Fujimura, Makoto Yamamoto, Yuichi Murayama, Hiroyuki Takao, Timo Koivisto, Juhana Frösen, Juan R Cebral

Neurosurg Focus, 2019 Jul 01

  • Keywords: AUC = area under the receiver operating characteristic curve, BL = bulge location, CFD = computational fluid dynamics, HWR = height/width ratio, IA = intracranial aneurysm, KE = kinetic energy, LSA = low shear area, MLN = mean surface curvature, NSI = nonsphericity index, OSImax = maximum oscillatory shear stress, SAH = subarachnoid hemorrhage, WSS = wall shear stress, cerebral aneurysm, hemodynamics, morphology, risk, rupture

  • DOI: 10.3171/2019.4.FOCUS19145

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 22
    • FWCI: 1.7312
    • Citation Percentile: 84.12

  • PubMed

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  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

形態、血行動態、および患者特性を用いた、破裂リスク評価のための統計的学習手法をフィンランド人および日本人集団へ拡張する研究

💬 AI 要約

  • 偶発性動脈瘤は、破裂リスクと治療に伴うリスク・合併症の双方を考慮する必要があり、臨床医にとって判断が困難であるため、治療選択を支援し得る統計モデルの開発が求められる。
  • 本研究では、先行して開発され米国データで学習された動脈瘤破裂確率モデルを、日本人およびフィンランド人のデータで評価するとともに、フィンランドおよび日本データで新たに学習したモデルとの比較を行った。
  • 対象は1472人の患者における2129個の動脈瘤であり、各動脈瘤について計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）シミュレーションと形状解析により形態および血行動態を定量化した上で、受信者動作特性曲線（receiver operating characteristic; ROC）の曲線下面積（AUC）によって弁別能を評価した。
  • 米国学習モデルのAUCはフィンランドおよび日本データでそれぞれ0.70および0.72と低下した一方、患者集団と動脈瘤特性の交互作用項を含めたモデルでは、フィンランド・日本データ併合でAUCが0.83±0.10まで有意に改善したことから、日本人・フィンランド人の動脈瘤へ適用するには当該2集団のデータに加え交互作用項の導入が重要であり、破裂リスクと血行動態・形状との関連は集団特異的差異によって規定されることが示唆された。

(051) Liu [22]

📕 書誌情報

The Morphological and Hemodynamic Characteristics of the Intraoperative Ruptured Aneurysm.

Qingyuan Liu, Pengjun Jiang, Jun Wu, Bin Gao, Shuo Wang

Front Neurosci, 2019

  • Keywords: aneurysm clipping, computational fluid dynamics, hemodynamics, intraoperative aneurysm rupture, morphology

  • DOI: 10.3389/fnins.2019.00233

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 22
    • FWCI: 1.4166
    • Citation Percentile: 80.68

  • PubMed

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  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

術中破裂を来した動脈瘤の形態学的および血行動態学的特徴

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、術中動脈瘤破裂（intraoperative aneurysm rupture; IOR）の血行動態—形態学的リスク因子を明らかにすることであり、クリッピング手術時のIOR高リスク動脈瘤を術前に識別することの重要性に基づく学術的貢献を行うものである。
  • 2012年1月から2018年4月までに未破裂頭蓋内動脈瘤として入院した患者を後ろ向きに抽出し、傾向スコアマッチング（propensity score matching）を実施して患者を同等化した後、形態学的特徴と血行動態学的特徴を抽出し、それらのパラメータ差を比較した。
  • マッチング後の各群において96例の症例が得られ、最大長（L）、体部最大径（D）、アスペクト比（AR）、非球形度指数（non-sphericity index; NSI）、正規化壁面せん断応力最大値（normalized wall shear stress maximum; NWSSm）、および振動せん断指数（oscillatory shear index; OSI）で統計学的有意差が認められた（それぞれp値は本文記載）。
  • 回帰分析により、AR（OR = 7.03, p < 0.001）、NWSSm（OR = 15.55, p = 0.014）、ならびにOSI（OR = 28.30, p < 0.001）がIORの独立したリスク因子として示され、破裂時期や破裂領域における血行動態の違いから、これら3指標が予測因子になり得ることが示唆された。ARが高くNWSSmが低くOSIが高い動脈瘤に対する介入法の選択は慎重に検討すべきである。

(052) Marsh [20]

📕 書誌情報

Platelet Dynamics and Hemodynamics of Cerebral Aneurysms Treated with Flow-Diverting Stents.

Laurel M M Marsh, Michael C Barbour, Venkat Keshav Chivukula, Fanette Chassagne, Cory M Kelly, Samuel H Levy, Louis J Kim, Michael R Levitt, Alberto Aliseda

Ann Biomed Eng, 2020 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータ（Flow-Diverting）ステント治療を受けた脳動脈瘤における血小板動態および血行動態

💬 AI 要約

  • 本研究は、フローダイバータ（FDS）による脳動脈瘤治療において、血栓形成の成否を事前および術後に信頼性高く予測するための指標を確立することを目的とした。
  • 血栓形成に必要な血小板活性化は、主として血小板の滞留時間およびせん断応力曝露に応答することが知られているため、血管内における血流をオイラー型CFDとラグランジュ型解析の両面から評価し、血小板の軌跡に基づく滞留時間（residence time: RT）およびせん断履歴（shear history: SH）という新規指標を用いた。
  • 19例の患者固有モデルを対象に、治療前後でオイラー型およびラグランジュ型パラメータを比較することで、FDSによって誘導される変化の程度と、その後の治療有効性を評価した。
  • その結果、血栓形成の血行動態学的理解には血小板の軌跡と機械刺激により誘発される活性化の考慮が不可欠であり、RTおよびSHのようなラグランジュ型指標がFDS治療アウトカムの評価に資する可能性が示唆された。

(053) Lauric [19]

📕 書誌情報

Proximal Parent Vessel Tapering is Associated With Aneurysm at the Middle Cerebral Artery Bifurcation.

Alexandra Lauric, Kilian Greim-Kuczewski, Alexei Antonov, Gabriel Dardik, Jane K Magida, James E Hippelheuser, Kenichi Kono, Adel M Malek

Neurosurgery, 2019 May 01

💬 AI 翻訳タイトル

近位親血管の先細化は中大脳動脈分岐部の動脈瘤形成と関連する

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤の発生および進展は、血行動態学的因子と形態学的因子に関連しているが、分岐部に至る近位部のより微細な血管径変化が分岐部動脈瘤の発生に及ぼす影響は評価されていない。
  • 片側の未破裂中大脳動脈（MCA）動脈瘤患者33例および健常者44例の両側カテーテル3次元回転血管撮影データを解析し、MCA M1領域に沿って等間隔の断面を作成してエッジ検出フィルタにより断面積を計測した。
  • MCA動脈瘤を伴う群のM1区間ではTaperingRatioが有意に低値（0.88 ± 0.15）であり、対側群（1.00 ± 0.16, P = .002）および健常MCA（1.00 ± 0.15, P > .001）と比べて先細化が乏しく、ROC曲線下面積は0.73であった。
  • さらにCFDシミュレーションにより、血管の先細化は分岐部頂点での流速加速と壁面せん断応力（WSS）の増大、ならびにWSS勾配の増大をもたらし、動脈瘤を伴うM1区間では、これまで未報告の遠位方向への漸進的先細化現象が認められたため、この上流の血管狭窄が動脈瘤の発生・進展を促す血行動態パターンに寄与することが示唆された。

(054) Yao [19]

📕 書誌情報

Carotid Geometry as a Predictor of In-Stent Neointimal Hyperplasia　- A Computational Fluid Dynamics Study.

Xinke Yao, Zhengze Dai, Xu Zhang, Jie Gao, Gelin Xu, Yan Cai, Zhiyong Li

Circ J, 2019 Jun 25

  • Keywords: Carotid bifurcation geometry, Digital subtraction angiography, Hemodynamics, Neointimal hyperplasia

  • DOI: 10.1253/circj.CJ-18-1152

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 19
    • FWCI: 1.5767
    • Citation Percentile: 84.06

  • PubMed

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  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈形状はステント内再狭窄（in-stent neointimal hyperplasia）の予測因子となりうる——計算流体力学（CFD）研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、頸動脈狭窄に対する頸動脈血管形成術・ステント留置（CAS）が有望な治療選択肢である一方、内膜肥厚（neointimal hyperplasia: NIH）が依然として課題であることを背景として、頸動脈分岐部（carotid bifurcation）形状の変動が局所血流動態とNIHに及ぼす影響を評価することを目的とした。
  • 合成モデルおよび患者個別モデルの両方について計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施し、血行動態学的要因と幾何学的要因のNIHへの寄与を、2群間で比較した。
  • 理想化モデルでは、多変量回帰分析により、内頸動脈（internal carotid artery: ICA）角と局所血行動態との間に有意な負の関連が示された。一方、両側CASを受けた25例のデジタルサブトラクション血管造影（DSA）から再構築した患者由来モデルでは、NIHが生じる部位において低い時間平均壁面せん断応力（TAWSS）と高い振動壁面せん断指数（oscillatory shear index: OSI）がしばしば認められた。
  • また、NIH非対称群ではOSI割合面積の差（10.56±20.798% vs. -5.87±18.259%, P=0.048）およびECA/CCA径比の差（5.64±12.751% vs. -3.59±8.697%, P=0.047）が、NIH対称群より大きかった。頸動脈分岐部形状の変化は血行動態分布の明瞭な差をもたらし、両側のNIH非対称性につながり得るため、特定の幾何学的変動をNIHの局所リスク因子として考慮することは合理的である可能性が示唆された。

(055) Fukuda [19]

📕 書誌情報

Differences in Cerebral Aneurysm Rupture Rate According to Arterial Anatomies Depend on the Hemodynamic Environment.

S Fukuda, Y Shimogonya, N Yonemoto

AJNR Am J Neuroradiol, 2019 May

💬 AI 翻訳タイトル

動脈の解剖学的形態の違いによって脳動脈瘤破裂率が異なるのは血行動態環境に依存する

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤は大きさや部位によって破裂率が大きく異なるが、その差を生み出す機序は不明であるため、本研究は動脈瘤表面の血行動態環境が解剖学的破裂リスクに依存するかを検討した。
  • 患者個別の幾何形状と流量データを用いて84個の脳動脈瘤（前交通動脈 42例、MCA 42例）を対象とし、臨床研究「脳動脈瘤における血流の計算流体力学解析：前向き観察研究」から取得した条件下で拍動性血流を模擬して、壁面せん断応力（wall shear stress）に関する指標および時間的な乱れ（temporal disturbance）に着目した血行動態指標を算出した。
  • 多変量解析により、血行動態指標と既知の破裂予測因子（年齢、性別、高血圧、喫煙歴、部位、大きさ）との関連を評価したところ、壁面せん断応力の大きさに基づく指標は大きさおよび部位と有意な負の関連を示した一方で、他のリスク因子とは関連しなかった（P < .03）。
  • また、壁面せん断応力の乱れに基づく指標は大きさと有意に関連し（P < .001）、多方向性の壁面せん断応力乱れを反映する正規化された横方向壁面せん断応力が部位とも関連していた（P = .03）；さらに、血行動態指標の中で部位および大きさに対するオッズ比が最も高かったことから、動脈瘤破裂率の大きさ・部位差は質的に異なる形で血行動態環境の差を反映している可能性があり、とりわけ多方向性の壁面せん断応力乱れの増強が破裂に関連することが示唆された。

(056) Mutlu [18]

📕 書誌情報

Evaluating the Effectiveness of 2 Different Flow Diverter Stents Based on the Stagnation Region Formation in an Aneurysm Sac Using Lagrangian Coherent Structure.

Onur Mutlu, Ali Bahadır Olcay, Cem Bilgin, Bahattin Hakyemez

World Neurosurg, 2019 Jul

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Flow diverter stent effectiveness, Lagrangian coherent structure, Stagnated fluid flow zones

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2019.03.255

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 18
    • FWCI: 2.5181
    • Citation Percentile: 88.87

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

ラグランジュ的コヒーレント構造に基づく動脈瘤瘤内での停滞領域形成から2種類のフローダイバートステントの有効性を評価する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頸部にステントを留置した後の動脈瘤内血行動態について、2種類のフローダイバートステントが瘤内に形成する停滞（stagnation）ゾーンに基づいて定量的な有効性を比較することである。
  • 数値流体力学（computational fluid dynamics）とラグランジュ的コヒーレント構造（Lagrangian coherent structure: LCS）手法により、動脈瘤瘤内の停滞領域の時系列的形成メカニズムを評価した。
  • 数値解析では、動脈瘤頸部にFred型ステントを用いると、連続した停滞領域へと移行する流体流動ゾーン形成が生じることが示された；さらに、治療直後における停滞領域の時間発展が観察され、Fred型ステント適合動脈瘤の停滞場はSurpass（ブランド）ステント付着動脈瘤の停滞面積の約4.8倍であった。
  • LCSにより算出した有限時間リアプノフ指数（finite time Lyapunov exponent）場は、治療直後に得られた患者のデジタルサブトラクション血管造影（digital subtraction angiography）画像と良好に一致し、本手法の有効性が支持された。

(057) Kamada [18]

📕 書誌情報

Perioperative Hemodynamic Changes in the Thoracic Aorta in Patients With Aortic Valve Stenosis: A Prospective Serial 4D-Flow MRI Study.

Hiroki Kamada, Hideki Ota, Masanori Nakamura, Yohsuke Imai, Shunichi Ishida, Wenyu Sun, Ko Sakatsume, Ichiro Yoshioka, Yoshikatsu Saiki, Kei Takase

Semin Thorac Cardiovasc Surg, 2020

💬 AI 翻訳タイトル

大動脈弁狭窄症患者における胸部大動脈の周術期血行動態変化：連続的前向き4Dフロ―MRI研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、大動脈弁狭窄症（AS）患者において、大動脈弁置換術（AVR）前後で胸部大動脈および大動脈弓分枝の血行動態が4Dフロ―MRIによりどのように変化するかを検討することを目的とした。
  • AS患者10例に対して、術前およびAVR後（平均27±1.9日）に胸部4Dフロ―MRIを実施し、心周期中の各面における平均体積流量、および特定面における主流方向と大動脈の軸方向（傍軸方向）との角度を、15の大動脈面と3つの大動脈弓分枝面の設定により評価した。
  • AVR後には、上行大動脈で体積流量が有意に増加（術前59.2±8.7 mL/s vs 術後77.3±6.2 mL/s、P<0.05）し、大動脈弓分枝でも有意に増加（術前26.5±2.8 mL/s vs 術後35.8±3.3 mL/s、P<0.001）した。
  • また、上行大動脈および大動脈弓で流れ角は有意に低下（上行大動脈：術前39.2±2.7度 vs 術後25.2±1.7度、P<0.0001；弓大動脈：術前19.3±2.0度 vs 術後13.4±0.9度、P<0.001）し、AVR後1か月以内の上行大動脈および大動脈弓分枝における体積流量の増加が、脳を含む上半身への血液供給の増大を示唆した。さらに、術後変化は大動脈弓分枝近位部での流れ複雑性の低下を伴っていた。

(058) Cebral [18]

📕 書誌情報

Analysis of Flow Dynamics and Outcomes of Cerebral Aneurysms Treated with Intrasaccular Flow-Diverting Devices.

J R Cebral, B J Chung, F Mut, J Chudyk, C Bleise, E Scrivano, P Lylyk, R Kadirvel, D Kallmes

AJNR Am J Neuroradiol, 2019 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

分岐部を有する脳動脈瘤に対する嚢内（intrasaccular）フローダイバータデバイス治療後の血流力学と転帰の解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、嚢内（intrasaccular）フローダイバータデバイスによって治療された複雑な分岐部動脈瘤において、瘤が完全閉塞した症例と不完全閉塞した症例の血流条件を比較することである。
  • 3D血管造影（3D angiography）から構築した計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）モデルを用い、治療直後にデバイスを嚢内に配置したデバイスモデルと血管モデルの相互作用を、術後血管造影画像に基づくガイダンスのもとで構築・配置した。
  • 完全閉塞18例と比較して、不完全閉塞18例では、術後の瘤内平均流入量が大きく（P = .02）、平均流入流量の低下が小さく（P = .01）、流入濃度指標（inflow concentration index）の低下も小さかった（P = .03）。また、不完全閉塞瘤はより大きく（P = .002）、ネックが広い（P = .004）傾向があり、より複雑な流れパターンを示す傾向を認めたものの、多重検定補正後は統計学的有意性が維持されなかった。
  • 嚢内フローダイバータによる脳動脈瘤治療の転帰は、デバイス留置直後に形成される血流条件と関連しており、即時かつ完全閉塞に不利な血流条件はデバイスの不適切な位置決めまたは配向（orientation）によって生じる可能性がある；さらに、大きな動脈瘤、ネックの広い動脈瘤、より強く複雑な血流を伴う動脈瘤では完全閉塞の達成がより困難であることが示唆された。

(059) 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領域の明瞭な検出

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、未破裂脳動脈瘤内部の薄壁領域（thin-walled regions: TIWRs）に対して、破裂リスク評価に資する計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）パラメータを明確に検出できる手法を確立することである。
  • 方法として、TIWRsの予測に有用な新規パラメータとして壁面せん断応力ベクトルサイクル変動（wall shear stress vector cycle variation: WSSVV）を、ユーザーフレンドリーなソフトウェアで実装し、12例の未破裂脳動脈瘤を解析した。
  • 結果として、術中画像で親動脈に対する赤色領域として定義されたTIWRsを、WSSVVカラーマップに一致するよう画像の位置・向きを調整し、薄壁領域（TIWRs）と厚壁領域（thick-walled regions: TKWRs）を対応するWSSVVマップ上でマーキングして比較したところ、WSSVVのカラーバー最大値（maximum color bar value: MCBV）を適切に調整する必要があり、最適MCBVにおいて18個のTIWRsおよび16個のTKWRsはいずれもWSSVVカラーマップ上の低値領域・高値領域とそれぞれ対応した。
  • 結論として、MCBV=500がTIWRs予測に最も適し（感度0.89、特異度0.94）、ROC解析および有意差検定によりTIWRsとTKWRsのCFDカラーマップ値は統計学的に異なった（P<0.01）ことから、WSSVVの低値は脳動脈瘤内のTIWRsを示唆し得る。

(060) Chen [17]

📕 書誌情報

Relationship between haemodynamic changes and outcomes of intracranial aneurysms after implantation of the pipeline embolisation device: a single centre study.

Junfan Chen, Yisen Zhang, Zhongbin Tian, Wenqiang Li, Qianqian Zhang, Ying Zhang, Jian Liu, Xinjian Yang

Interv Neuroradiol, 2019 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータ（pipeline embolisation device）留置後の頭蓋内動脈瘤における血行動態変化と転帰の関連：単一施設研究

💬 AI 要約

  • フローダイバータによる頭蓋内動脈瘤治療が増加している一方で、フローダイバータで治療した動脈瘤の転帰に影響する因子は十分に解明されていないため、本研究はpipeline embolisation device留置後の94例の動脈瘤を対象として、computational fluid dynamics（CFD）により転帰に関連する因子を検討した。
  • 解析は、完全閉塞76瘤と不完全閉塞18瘤に分け、治療前後のinflow jet（流入ジェット）出現の有無および血流速度の変化率をCFD手法により評価した。
  • 治療前にはinflow jetsは不完全閉塞群で13例（72.2%）、完全閉塞群で34例（44.7%）に認められたが有意差はなかった（P = 0.292）。一方、pipeline embolisation device留置後にはinflow jetsが不完全閉塞群で9例（50%）、完全閉塞群で9例（11.8%）に残存し（P = 0.001）、不完全閉塞群では治療後にinflow jetsが残存した領域がフォローアップのdigital subtraction angiographyで認められる開存領域と一致した。
  • 不完全閉塞群では、動脈瘤全体およびネック面での速度低下率が完全閉塞群より低く（P = 0.003、P = 0.017）、多変量解析により、独立した不完全閉塞のリスク因子は速度低下率のみであった（動脈瘤全体：閾値0.362、P = 0.005；ネック面：閾値0.273、P = 0.015）。したがって、pipeline embolisation device留置後に動脈瘤全体で0.362未満、ネック面で0.273未満の速度低下率は不完全閉塞リスクの増大と有意に関連し、さらにinflow jetsの残存はinflow jet領域での不完全閉塞と関連することが示された。

(061) Li [17]

📕 書誌情報

Hemodynamic Analysis of Postoperative Rupture of Unruptured Intracranial Aneurysms after Placement of Flow-Diverting Stents: A Matched Case-Control Study.

W Li, Z Tian, W Zhu, Y S Zhang, K Wang, Y Zhang, Y Wang, X Yang, J Liu

AJNR Am J Neuroradiol, 2019 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータステント留置後に生じた未破裂頭蓋内動脈瘤の術後破裂に関する血行動態解析：マッチド症例対照研究

💬 AI 要約

  • フローダイバータ（flow-diverting）ステント留置後の致死的合併症として報告されている術後動脈瘤破裂について、その発生過程に関与するリスク因子を探索するため、複数の血行動態変数を評価した。
  • 2014年9月から2018年12月までにフローダイバータを用いて治療され、術後に動脈瘤破裂を発症した10例を術後動脈瘤破裂群として登録し、臨床的および形態学的因子に基づいて、術後に未破裂であった20例（術後未破裂群）と1対2でマッチングした。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics）を用い、治療前後における両群の血行動態変化を、複数の質的および量的パラメータで比較した。
  • 術後動脈瘤破裂群では治療後に不安定な流れ（unstable flow pattern）を示す動脈瘤の割合が60.0%に増加した一方で、術後未破裂群では20.0%に低下し、その差は有意であった（P = .028）；さらに、エネルギー損失は術後未破裂群で低下するのに対し、術後動脈瘤破裂群では増加し、エネルギー損失の減少率にも両群間で有意差が認められた（術後未破裂群：22.73% ± 53.59%、術後動脈瘤破裂群：-158.81% ± 183.95%、P = .02）。その他のパラメータでは有意差はみられなかったことから、Pipeline Embolization Device（PED）留置後の不安定な流れおよびエネルギー損失の増大は、遅発性動脈瘤破裂に関連する重要な血行動態リスク因子となり得る。

(062) Tanioka [16]

📕 書誌情報

Quantification of hemodynamic irregularity using oscillatory velocity index in the associations with the rupture status of cerebral aneurysms.

Satoru Tanioka, Fujimaro Ishida, Tomoyuki Kishimoto, Masanori Tsuji, Katsuhiro Tanaka, Shinichi Shimosaka, Mitsuru Toyoda, Nobuhisa Kashiwagi, Takanori Sano, Hidenori Suzuki

J Neurointerv Surg, 2019 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤破裂の状態との関連における振動速度指数（Oscillatory Velocity Index）による血行動態の不規則性の定量化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血流の定性的なストリームライン解析に依存してきた複雑で不安定な流れと、脳動脈瘤破裂の状態との関連を、血行動態パラメータである振動速度指数（OVI: Oscillatory Velocity Index）により明らかにすることである。
  • 破裂群および未破裂群の脳動脈瘤129例を対象に、拍動流条件下で計算流体力学（CFD）解析を行い、OVIの中央値を用いて高OVI群と低OVI群に分類したうえで、破裂状態ならびに形態学的・血行動態的パラメータの差を統計学的に比較した。
  • OVI中央値は0.006であり、高OVIは破裂動脈瘤でより高頻度に観察された（P=0.028）。さらに、高OVIは不規則な形状、複雑な流れ、ならびに不安定な流れと関連し（それぞれP<0.001）、形態学的パラメータでは最大径、アスペクト、投影、サイズ、ならびに体積対瘤口面積比が高OVI群で有意に高かった（それぞれP<0.001）。
  • 血行動態パラメータでは、高OVI群で壁面せん断応力および壁面せん断応力勾配が有意に低下し、振動性せん断指数および勾配の振動性度数（gradient oscillatory number）が有意に上昇した（それぞれP<0.001）。以上より、高OVIは破裂状態ならびに破裂動脈瘤の形態学的・血行動態学的特徴に関連し、動脈瘤の破裂状態および破裂リスクの診断に有用な血行動態パラメータとなり得ることが示唆された。

(063) Mutlu [16]

📕 書誌情報

Evaluating the Effect of the Number of Wire of Flow Diverter Stents on the Nonstagnated Region Formation in an Aneurysm Sac Using Lagrangian Coherent Structure and Hyperbolic Time Analysis.

Onur Mutlu, Ali Bahadır Olcay, Cem Bilgin, Bahattin Hakyemez

World Neurosurg, 2020 Jan

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Lagrangian coherent structure, Stagnated and nonstagnated fluid flow zones, Wire number of a flow diverter stent

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2019.09.116

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 16
    • FWCI: 1.1017
    • Citation Percentile: 78.07

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💬 AI 翻訳タイトル

流量分流（Flow Diverter: FD）ステントのワイヤ本数が動脈瘤嚢内に形成される非停滞領域に及ぼす影響の評価：ラグランジュ凝集構造および双曲時間解析による検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頸動脈領域の巨大動脈瘤に対して臨床で用いられるFDステントにおいて、ステントが有するワイヤ本数が動脈瘤嚢内の血行動態に与える影響を明らかにすることである。
  • 方法として、45歳女性の動脈瘤部位に48本、72本、96本ワイヤのFDステントを個別に留置し、計算流体力学（CFD）とラグランジュ凝集構造（Lagrangian coherent structure: LCS）手法を用いて、動脈瘤嚢内の有限時間リャプノフ指数（finite-time Lyapunov exponent: FTLE）および双曲時間場（hyperbolic time fields）の時間発展を算出した。
  • 結果として、48本ワイヤのFDステントでは血液が動脈瘤嚢内へ大量に流入し、その結果として分散した非停滞（nonstagnant）な流れのゾーン形成が生じることが示された。
  • さらに、LCS解析の時間依存結果では、72本および96本ワイヤのSurpass（サーパス）ブランドFDステントでは血流の大部分が主動脈へ分流され、動脈瘤嚢内へ浸入する血流量は少量となることが明らかとなり、FTLEおよび双曲時間場の分布は、72本ワイヤFDステント留置後3.5分に撮像された患者のデジタルサブトラクション血管造影画像と良好に一致した。

(064) 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

  • Article

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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肥厚：流路分流ステント不完全拡張の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバータ（flow diverter）ステントの不完全な拡張により誘起される血行動態の変化を包括的に検討することである。
  • 患者特異的な臨床データに基づく生理学的に妥当な流量条件下で、画像ベースの血流シミュレーションを用いて、内頸動脈動脈瘤をフローダイバータにより治療したものの壁面への不完全な密着（incomplete wall apposition）を伴った症例を仮想的に解析した。
  • 数値結果では、ステント近位端における不完全拡張は動脈瘤内の血流変化に対して影響が最小であることが示された一方、不完全拡張した近位端と親血管との接触部近傍には非生理学的に高い壁面せん断応力（wall shear stress）領域が観察され、その領域で内膜肥厚が生じることが示唆された。
  • 本シミュレーション結果は実臨床における経過および転帰と整合しており、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有用となり得るが、抗血小板療法や密着性を改善するための追加介入の意思決定を支持するためには、さらなる研究が必要である。

(065) Przekwas [16]

📕 書誌情報

Biomechanics of Blast TBI With Time-Resolved Consecutive Primary, Secondary, and Tertiary Loads.

Andrzej Przekwas, Harsha T Garimella, X Gary Tan, Z J Chen, Yuyang Miao, Vincent Harrand, Reuben H Kraft, Raj K Gupta

Mil Med, 2019 Mar 01

  • Keywords: Blast injury, injury biomechanics, mathematical model, multiscale modeling, traumatic brain injury

  • DOI: 10.1093/milmed/usy344

  • Article

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    • Cited by: 16
    • FWCI: 0.9554
    • Citation Percentile: 75.10

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💬 AI 翻訳タイトル

一次・二次・三次負荷の時間分解連続入力を考慮した爆風外傷性脳損傷（Blast TBI）のバイオメカニクス

💬 AI 要約

  • 爆風に起因する外傷性脳損傷（bTBI）は近年の軍事作戦における代表的な傷害であるが、損傷機序および短期・長期転帰に関する理解は依然として限定的であるため、bTBIのバイオメカニクスを記述する数理モデルは損傷機序の理解と神経保護戦略の改良に資する可能性がある。
  • 本研究では、従来のような単一の爆風圧波の通過としてbTBIを扱うのではなく、身体・頭部に作用する負荷が空間的・時間的に分布し、一次の頭蓋内圧波に続いて頭部回旋が生じ、その後に地面への頭部衝突が続くといった多段階の連続負荷を想定し、身体／脳スケールのバイオメカニクスと微小スケールのメカノバイオロジーを結合する新規なマルチスケール・シミュレーション枠組みを提案した。
  • その結果、神経軸索構造における微小力学応答は、脳の異なる部位において「損傷（damage）」と「緩和（relaxation）」の期間が時間的に連続して生じることが示された。
  • 以上より、脳スケールの力学と、軸索およびシナプス構造に対する微小機械的損傷モデルを連結した統合計算枠組みを新たに提示し、神経微細構造の時間／空間分布型（consecutive）損傷・回復過程の評価に貢献する。

(066) Sindeev [15]

📕 書誌情報

Evaluation of flow changes after telescopic stenting of a giant fusiform aneurysm of the vertebrobasilar junction.

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

Biomed Eng Online, 2019 Jul 24

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Flow-diverter, Fusiform aneurysm, Intracranial aneurysm, Posterior circulation, Vertebrobasilar junction

  • DOI: 10.1186/s12938-019-0699-1

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 15
    • FWCI: 1.2592
    • Citation Percentile: 79.61

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💬 AI 翻訳タイトル

椎骨—脳底動脈移行部の巨大紡錘状動脈瘤に対するテレスコピックステント留置後の流量変化の評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、非嚢状の脳後方循環動脈瘤に対するフローダイバーターの留置は複雑なデプロイ技術を要し、高い死亡率および罹患率と関連するため、当該症例におけるステント留置が治療後の血行動態へ与える影響を明らかにすることである。
  • 方法として、回転血管撮影により患者固有の動脈瘤モデルを取得し、脳底動脈および右椎骨動脈に沿って3種類のSILKフローダイバーター（4.5×40、5×40、5.5×40 mm）を直列にバーチャル留置したうえで、現実的な拍動流条件下における治療前後の画像ベース血流シミュレーションを実施した。
  • 結果として、血流速度の計算流跡線は動脈瘤内の流れパターンを顕著に変化させ、重なり合うステントを介して血流が流入しない状況で、複数のフローダイバーターによる血流の成功的な再方向付けが示された。
  • さらに、流量低減は86%であり血栓形成性の流れ条件の形成に十分であったこと、相対滞留時間は6.2倍に増加し、時間平均壁面せん断応力（WSS）は87%低下したことが、追跡期間中に観察された治療成績の達成に寄与した；数値予測された血行動態変化と実際の治療アウトカムとの間に相関が認められ、複雑なテレスコピック留置を伴う紡錘状動脈瘤に対し、画像ベースシミュレーションを臨床実装のための治療計画およびリスク因子推定に用いる可能性が示された。

(067) 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

  • Article

  • OpenAlex

    • 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、時間変動する3次元血行動態データ（4D）の比較という困難な課題に対して、固有直交分解（proper orthogonal decomposition: POD）が定量的評価に有する可能性を検討することである。
  • PODにより複雑な空間-時間的な流れ情報を解析し、システムの複雑性を低減した；その検証として、PC-MRIによる血流計測および2例の被験者固有（subject-specific）な動脈瘤（IA）に対する計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションを用い、異なる流れモダリティ間で比較を行った。
  • さらに、モードのうち最もエネルギーが大きい個別モードをより詳細に客観化するために、Modal Assurance Criterion（MAC）を導入した；また、最もエネルギーが大きい流れモードについては視覚的検討による比較を行い、拍動流データ間の定量比較にはモード上の運動エネルギー分布を用いたところ、最もエネルギーが大きいモードが総運動エネルギーの約90%に相当することが示された。
  • モードにおけるエネルギー分布を単一指標としてまとめたスペクトルエントロピー（spectral entropy）は、特にCase 1において良好な一致を示したことから、提案したPODに基づく定量的手法は、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：妥当性確認）を促進するための有用なツールとなり得る。

(068) Lassila [15]

📕 書誌情報

Population-specific modelling of between/within-subject flow variability in the carotid arteries of the elderly.

Toni Lassila, Ali Sarrami-Foroushani, SeyedMostafa Hejazi, Alejandro F Frangi

Int J Numer Method Biomed Eng, 2020 Jan

  • Keywords: Gaussian process models, cerebrovascular disease, computational fluid dynamics, patient-specific models, uncertainty quantification

  • DOI: 10.1002/cnm.3271

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 15
    • FWCI: 1.1268
    • Citation Percentile: 80.79

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

高齢者の頸動脈における群間／個体内の血流変動の集団特異的モデリング

💬 AI 要約

  • 目的：計算流体力学（CFD）モデルは血管疾患の診断・管理支援への応用が進んでいるが、患者固有の血流測定が得られない場合には小規模コホートの平均値が境界条件として用いられる。しかし実際には群間変動と個体内変動の双方が大きく、単回測定やコホート平均は個々の血流状態を十分に反映しないことから、本研究では内部頸動脈血流の群間／個体内変動を同時に扱うモデル化を行うことを目的とする。
  • 方法：内部頸動脈血流の群間変動は対数線形混合効果モデルとガウス過程を組み合わせて表現し、個体内変動は心拍数および血圧の変化に応答する脳自動調節のラップドパラメータ（集中定数）モデルにより記述した。
  • 結果：103名の高齢ボランティアを対象とした頸動脈超音波測定からモデルパラメータを同定し、安静時および運動時の54名における頭蓋内動脈瘤の血流解析にモデルを適用した結果、血流変動に対する指標の感度が問題となることを示した。
  • 結論：血管CFD研究で一般的に用いられる壁面せん断応力由来量OSI（oscillatory shear index）は、血流の揺らぎに対して過度に敏感であり、信頼できるバイオマーカー（biomarker）としては不適切である可能性があると結論した。

(069) Balaji [15]

📕 書誌情報

A Retrospective Study in Microsurgical Procedures of Large and Giant Intracranial Aneurysms: An Outcome Analysis.

Arun Balaji, Niranjana Rajagopal, Yasuhiro Yamada, Takao Teranishi, Tsukasa Kawase, Yoko Kato

World Neurosurg X, 2019 Apr

  • Keywords: 3D, 3-Dimensional, BTO, Balloon test occlusion, Bypass, CFD, Computational fluid dynamics, CTA, Computed tomography angiogram, Clipping, DIVA, DIVA, Dual image video angiography, DSA, Digital subtraction angiography, GOS, Glasgow Outcome Scale, Giant, ICA, Internal cerebral artery, ICG, Indo-cyanine green, Intracranial aneurysm, MEP, Motor evoked potential, MRI, Magnetic resonance imaging, OA, Occipital artery, Outcome, PICA, Posterior inferior cerebellar artery, RSD, Retrograde suction decompression, Trapping, VA, Vertebral artery

  • DOI: 10.1016/j.wnsx.2019.100007

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    • Cited by: 15
    • FWCI: 1.1018
    • Citation Percentile: 76.78

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💬 AI 翻訳タイトル

大型および巨大頭蓋内動脈瘤に対する微小外科手術の後ろ向き研究：転帰解析

💬 AI 要約

  • 大型（>10 mm）および巨大（>25 mm）の頭蓋内動脈瘤では、動脈瘤サイズの増大に伴い破裂リスクが高まるため、適切な介入が必要となる。本研究は、大型および巨大頭蓋内動脈瘤に対する微小外科的手術の転帰と有効性を解析することを目的とした。
  • 2014年から2018年までに、当施設において大型および巨大脳動脈瘤に対して微小外科手術を施行した全患者を対象とする後ろ向き解析を実施した。
  • 計52例を認め、直接クリッピングは42例（80.7%）で行われ、近位閉塞は3例（5.7%）、バイパス併用閉塞は3例（5.7%）、吸引による減圧（suction decompression）は3例（5.7%）、外科的再建は1例（1.9%）であった。術後には、昏睡1例（1.9%）、片麻痺1例（1.9%）、一過性片麻痺1例（1.9%）、一過性の下位脳神経麻痺1例（1.9%）を認め、また3か月フォローアップ中に慢性硬膜下血腫は2例（3.8%）でみられたが、死亡は認めなかった。
  • 本シリーズでは罹患率（morbidity）が3.8%と最小であり、良好転帰（favorable outcome）が96.1%で、死亡はゼロであった。したがって、経験を有する術者による適切な微小外科的手術は、大きさが大型〜巨大で、複雑な解剖、広い頸部（wide neck）、マスエフェクト、部分血栓化、ならびに動脈瘤壁からの重要な穿通枝（critical perforating vessels）を伴う症例において、第一選択として考慮できると結論づける。

(070) Holmlund [15]

📕 書誌情報

Can pulsatile CSF flow across the cerebral aqueduct cause ventriculomegaly? A prospective study of patients with communicating hydrocephalus.

P Holmlund, S Qvarlander, J Malm, A Eklund

Fluids Barriers CNS, 2019 Dec 23

  • Keywords: Brain imaging, Cerebral aqueduct, Cerebrospinal fluid pressure, Communicating hydrocephalus, Computational fluid dynamics

  • DOI: 10.1186/s12987-019-0159-0

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    • Cited by: 15
    • FWCI: 0.6553
    • Citation Percentile: 63.87

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💬 AI 翻訳タイトル

脳水道（cerebral aqueduct）を介した拍動性CSF流は脳室拡大（ventriculomegaly）を引き起こし得るか？—交通性水頭症患者を対象とした前向き研究—

💬 AI 要約

  • 交通性水頭症は脳室の拡大を来す疾患であり、脳水道（CA）で測定されるCSFの拍動性増大を伴うことが多いが、明確な排出閉塞は検出されない。本研究では、CA上の心拍関連の拍動性流れが、収縮期の速い流出と拡張期の遅い流入によって正味の圧力効果（cardiac cycle averaged net pressure difference；ΔPnet）を生じ、これがこれらの患者における脳室拡大の原因となり得ると仮説を立てた。
  • 仮説の検証として、交通性水頭症の評価を受けた30名の患者から前向きに収集した高解像度構造画像（FIESTA-C；0.39×0.39×0.3 mm3）および速度計測画像（2D-PCMRI；in-plane 0.35×0.35 mm2）に基づく計算流体力学（computational fluid dynamics）を用いて、CAを横切るΔPnetを算出した。
  • CAにおけるCSF拍動由来のΔPnetは、対象群において非ゼロであった（p=0.03、0.2±0.4 Pa［0.001±0.003 mmHg］；第3脳室で圧力が高い傾向）。また、心周期における最大圧力差ΔPmaxは20.3±11.8 Paで、収縮期に出現した。
  • 一般化線形モデルにより、ΔPnetはCA断面積（p=0.01）および流れの非対称性（最大流入/最大流出の比；p=0.04）と関連したが、脳水道のストロークボリューム（p=0.35）とは関連しなかった。したがって、ΔPnetの向きは仮説を支持するものの、その大きさは小さく、拍動が生じる圧力差だけでは交通性水頭症における脳室拡大を説明するには不十分であることが示唆された。

(071) Sasaki [15]

📕 書誌情報

Numerical Analysis of Bifurcation Angles and Branch Patterns in Intracranial Aneurysm Formation.

Tetsuo Sasaki, Yukinari Kakizawa, Masato Yoshino, Yasuhiro Fujii, Ikumi Yoroi, Yozo Ichikawa, Tetsuyoshi Horiuchi, Kazuhiro Hongo

Neurosurgery, 2019 Jul 01

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤形成における分岐角および分岐パターンの数値解析

💬 AI 要約

  • 血行力学的因子、特に壁面せん断応力（WSS）が、頭蓋内動脈瘤（IA）の形成に重要な役割を果たすと一般に考えられているが、本研究では分岐形状とWSSの関係を明らかにすることを目的とした。
  • 分岐角および分岐径を変化させた21種類の分岐モデルを3次元コンピュータ支援設計（CAD）ソフトウェアにより作成し、計算流体力学（CFD）による定常流シミュレーションで最大WSS（WSSMAX）、高WSS領域の面積（AREA）、およびAREA上での壁面せん断力の大きさ（|Fw|）を評価した。
  • 統計解析の結果、分岐角および／または分岐径が小さい場合にWSSMAXが高い傾向を示した一方で、AREAおよび|Fw|は分岐角および／または分岐角が大きくなるにつれて有意に増加した。
  • 壁面せん断の大きさは分岐形状と強い相関を示し、高WSSに加えてAREAおよび|Fw|がIA形成に影響すると考えられたため、観察される分岐幾何学からIA形成を予測し得る可能性が示唆され、大きな分岐角および小さな分岐はIA形成リスクを高める可能性がある。

(072) Wu [14]

📕 書誌情報

Hemodynamic impacts of flow diverter devices on the ophthalmic artery.

Xinzhi Wu, Zhongbin Tian, Jian Liu, Wenqiang Li, Junfan Chen, Yangyang Zhou, Xinjian Yang, Shiqing Mu

J Transl Med, 2019 May 16

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータデバイスが眼動脈に及ぼす血行動態への影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバータデバイスの眼動脈（ophthalmic artery）への機械的遮断の有無、ならびにステント留置後の眼動脈閉塞との関連を明らかにすることである。
  • 方法として、単一のpipeline embolization deviceで治療された21例（女性19例、男性2例；平均年齢53.43±7.32歳）を対象に、3次元デジタルサブトラクション血管造影から患者固有形状を設定し、ステント留置過程をシミュレーションしたうえで、計算流体力学（CFD）により眼動脈の血行動態変化を解析した。
  • 結果として、眼動脈部位の動脈瘤を有する21例のいずれにおいても、直後およびフォローアップの血管造影で眼動脈閉塞は認められなかった；また、眼動脈のポストステント血流速度は0.35±0.19から0.33±0.20 m/sへ低下したが、統計学的有意差は示されなかった（P=0.106）。
  • 結論として、pipeline embolization device留置後の眼動脈血流の低下は有意な変化を示さず、眼動脈のポストステント閉塞は血流低下によっては説明できなかったため、遅延性血栓形成および内膜増殖（neointimal formation）が閉塞の重要因子となる可能性があり、さらなる検討が必要である。

(073) Sunderland [14]

📕 書誌情報

Two Closely Spaced Aneurysms of the Supraclinoid Internal Carotid Artery: How Does One Influence the Other?

Kevin Sunderland, Qinghai Huang, Charles Strother, Jingfeng Jiang

J Biomech Eng, 2019 Nov 01

💬 AI 翻訳タイトル

眼窩上部（supraclinoid）内頸動脈にみられる密に接する2つの動脈瘤：一方は他方にどのように影響するか？

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、内頸動脈（ICA）眼窩上部（supraclinoid）セグメントに存在する、互いに近接した複数の頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）が、他の動脈瘤の血行動態特性に与える影響を、画像ベースの計算流体力学（CFD）手法により解析することである。
  • 3Dデジタルサブトラクション血管撮影（3D digital subtraction angiography: DSA）臨床システムにより、2つのIAsを有する15例の血管形状を取得し、各症例について「両方のIAsを含むモデル（model A）」および「一方のIAsを除去したモデル（model B）」の2群のコンピュータモデルを作成した。
  • IAsの分離様式に基づき、順列（tandem: 近位と遠位）と隣接（adjacent: 血管上で直接対向）に分類し、拍動流の速度波形を用いた市販CFDソルバによるシミュレーションを実施したところ、順列の近位IAsは遠位IAsへの流入を変化させ（7例中5例）、流れのエネルギーおよび空間・時間平均壁面せん断応力（STA-WSS）を増大させる一方で、遠位IAs内の流れの安定性を低下させた（model A vs Bで3–50%）。
  • また、隣接IAsでは両者の存在が互いの流れの特性を低下させ、WSSを減少させるとともに流れの安定性を増大させ（model A vs B、全て統計学的に有意；p < 0.05）、隣接IAsの体積および瘤口（ostium）面積に対する流れ安定性の平均的な変化率との間に負の関連が認められた；密に接するIAsは、流れのエネルギー、力学的ストレッサー、および安定性に関して相互に血行動態変化を及ぼすため、特に一方のIAsの外科的修復後に生じる変化を理解することは、残存IAsの増大に関するリスク因子の解明に寄与し得る。

(074) Lang [13]

📕 書誌情報

Quantitative and Qualitative Comparison of 4D-DSA with 3D-DSA Using Computational Fluid Dynamics Simulations in Cerebral Aneurysms.

S Lang, P Hoelter, A I Birkhold, M Schmidt, J Endres, C Strother, A Doerfler, H Luecking

AJNR Am J Neuroradiol, 2019 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学シミュレーションを用いた脳動脈瘤における4D-DSAと3D-DSAの定量的・定性的比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）により4D-DSAを、現行の基準である3D-DSAと比較して、その有用性を定性および定量の両側面から評価することである。
  • 患者の脳動脈瘤に対して3D-DSAおよび4D-DSAデータセットを取得し、全データセットに対してCFD解析を実施した。
  • CFDを用いて、動脈瘤形状（定量：最大径、開口部サイズ（OZ1/2）、体積）および血行動態パラメータ（定性：流量安定性、流量複雑性、流入濃度；定量：平均/最大壁面せん断応力、インパインジメントゾーン、低応力ゾーン、動脈瘤内圧、流速）を比較し、定量指標では相関係数（r, P値）を算出した。
  • 10例の脳動脈瘤（各1症例）で、4D-DSAによる動脈瘤形状評価は3D-DSAと高い相関を示し、血行動態パラメータについても定性的には完全一致、定量的にはほぼ完全一致を認めたことから、注入プロトコルが異なるにもかかわらず4D-DSAは頭蓋内血管のCFD解析に信頼性のある基盤を提供し、動脈瘤形状の可視化は3D-DSAと同等であることが示された。

(075) Yadollahi-Farsani [13]

📕 書誌情報

Numerical study of hemodynamics in brain aneurysms treated with flow diverter stents using porous medium theory.

Hooman Yadollahi-Farsani, Erik Scougal, Marcus Herrmann, Wei Wei, David Frakes, Brian Chong

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2019 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

多孔質媒質理論に基づくフローダイバータステント治療脳動脈瘤における血行動態の数値解析

💬 AI 要約

  • 目的：フローダイバータステントで治療した脳動脈瘤後の血行動態を計算流体力学（CFD）で解析する従来法は、計算コストが高く手間を要することが課題であるため、本研究ではこれらの負担を低減する手法を提案する。
  • 方法：フローダイバータを不均一な多孔質媒質として考慮する体積罰則法（volume penalization）を新規に提示し、このモデルにより必要なメッシュ要素数を大幅に削減することで計算時間の短縮を図った。
  • 結果：3例の患者特異的動脈瘤に対してフローダイバータを仮想留置し、動脈瘤の血行動態をシミュレーションしたところ、提案手法は従来法と比較して平均でシミュレーション速度が9.12倍向上した。
  • 結論：さらに、動脈瘤の運動エネルギーおよび流入率の指標は従来法と整合しており、提案手法と従来手法の相違はそれぞれ平均で3.52%および3.78%にとどまったことから、本手法は計算効率と精度の両立に有用であることが示された。

(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）画像のみの解析による、増大前の成長性脳動脈瘤の血行動態特性の検出：予備的結果

💬 AI 要約

  • 目的：脳動脈瘤の増大は破裂に先行することが多いが、増大に寄与する決定的因子は、近年開発された市販の計算流体力学（CFD）ソフトウェアによっても十分に明らかにされていない。本研究は、増大前の時間飛行型磁気共鳴血管撮影（TOF-MRA）データのみを用いて原子CFD解析を行い、近い将来の増大に関連しうる因子を検討することを目的とした。
  • 方法：2013年4月から2017年3月までに、動脈瘤の増大を理由として当施設で治療した未破裂動脈瘤を後ろ向きに抽出し、増大群とした。増大が5年以上認められない安定動脈瘤を安定群として選択した。これらの動脈瘤に対し、TOF-MRAデータを後ろ向きに3次元血管形状データへ変換し、当施設のオリジナルCFDツール（lattice Boltzmann法）により、血流のstreamline、壁面せん断応力（WSS）、振動せん断係数（oscillatory shear index：OSI）の3つの血行動態指標を算出して2群を定量的に比較した。
  • 結果：増大動脈瘤6例と安定動脈瘤6例を解析した。増大群の6例のうち、拡大の焦点となる動脈瘤嚢内で、一定の低WSS領域の近傍において収縮期ピーク位相でWSSが時間的に増加する所見が認められた。一方、安定群では6例中3例で、心周期のいずれの時相においてもWSSの増加は観察されなかった。両群におけるWSSのピーク値は有意に異なった。
  • 結論：収縮期ピーク位相における局所的なWSS増加は、近い将来の動脈瘤の増大に対するリスク因子となり得る。

(077) Schönfeld [12]

📕 書誌情報

Hemodynamic Differences Between Recurrent and Nonrecurrent Intracranial Aneurysms: Fluid Dynamics Simulations Based on MR Angiography.

Michael Hinrich Schönfeld, Nils Daniel Forkert, Jens Fiehler, Young Dae Cho, Moon Hee Han, Hyun-Seung Kang, Thomas William Peach, James Vincent Byrne

J Neuroimaging, 2019 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

再発性および非再発性の頭蓋内動脈瘤における血行動態の相違：MRアンギオグラフィーに基づく流体力学シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究は、血管内治療後の動脈瘤再発における壁面せん断応力（WSS）の影響を明らかにするため、再発性および非再発性動脈瘤の頸部におけるWSSを比較することを目的とした。
  • 再発性（コイル塞栓後）の動脈瘤9例を同数の非再発性動脈瘤とマッチングし、追跡3D time-of-flight（TOF）磁気共鳴血管撮影（MR angiography）から再構築した患者固有の血管形状に対して計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施した。
  • 動脈瘤頸部における絶対WSSおよび、動脈近位部との比較に基づく異常低WSS・異常高WSSの割合を定量化したところ、頸部の異常WSS割合の中央値は再発性で49.3%、非再発性で34.7%であり（P=.011）、両者の識別能は異常WSS割合によりROC曲線下面積が0.86（95%CI 0.62〜0.98）であった。
  • 最適カットオフ値45.1%では感度88.89%・特異度88.89%（95%CI 51.8%〜99.7%）を示し、再発性動脈瘤の頸部はより広範に異常WSSへ曝露されていたことから、CFDシミュレーションにおける異常WSSは再発性と非再発性を事前に識別する指標となり得る。

(078) Janiga [11]

📕 書誌情報

Novel feature-based visualization of the unsteady blood flow in intracranial aneurysms with the help of proper orthogonal decomposition (POD).

Gábor Janiga

Comput Med Imaging Graph, 2019 Apr

  • Keywords: Computational fluid dynamics (CFD), Feature-based flow visualization, Intracranial aneurysms, Proper orthogonal decomposition (POD)

  • DOI: 10.1016/j.compmedimag.2019.01.001

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 11
    • FWCI: 1.1518
    • Citation Percentile: 77.73

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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非定常血流の特徴量ベース可視化に関する新規手法

💬 AI 要約

  • 本研究は、拍動性かつ個別性のある血流の認識と解釈が困難であることに着目し、時間変化する血流特徴をより適切に把握することを目的とした。
  • 方法として、固有直交分解（proper orthogonal decomposition: POD）により複雑な空間—時間情報を個々の空間モードへ分解し、最もエネルギーの高い血流特徴を抽出した。
  • 結果として、第1モードは流速の時間平均を表し主要な流れ（primary flow）として位置付けられ、第2モードは二次的な流れ（secondary flow features）に対応することが示された。
  • 結論として、主要流れと二次流れを組み合わせた可視化技術を提案し、測定データおよびシミュレーションデータの両方に対して、PC-MRIおよびCFD結果への適用可能性を実例により示した。

(079) Jiang [11]

📕 書誌情報

Differences in hemodynamic characteristics under high packing density between the porous media model and finite element analysis in computational fluid dynamics of intracranial aneurysm virtual treatment.

Yeqing Jiang, Liang Ge, Ruoyu Di, Gang Lu, Lei Huang, Gaohui Li, Xiaochang Leng, Sufang Zhang, Hailin Wan, Daoying Geng, Jianping Xiang, Xiaolong Zhang

J Neurointerv Surg, 2019 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

高充填密度条件下における、椎体内動脈瘤バーチャル治療の計算流体力学にて、ポーラス・メディアモデルと有限要素解析の血行動態特性の相違

💬 AI 要約

  • 本研究は、ノーサック（NOS）モデル、ポーラス・メディア（POM）モデル、および有限要素解析（FEA）モデル間の血行動態の相違を比較し、コイル塞栓術を受けた脳動脈瘤（intracranial aneurysm: IA）における再発関連リスクを検討することを目的とした。
  • 単純コイル塞栓術を受けた10例11個のIAを対象として、上記3種類のモデルにより血行動態シミュレーションを実施し、速度、壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）、残存流量（residual flow volume: RFV）を算出して、動脈瘤瘤内領域および親動脈領域のモデル差を評価した。
  • 親動脈領域では、3モデルはいずれも同様の流れパターンを示し、速度およびWSSの定量解析では差は認められなかった（p>0.05）。一方、動脈瘤瘤内領域では、FEAモデルがPOMモデルよりも瘤内最大化速度（0.18 m/s vs 0.06 m/s）および瘤内平均速度（0.013 m/s vs 0.007 m/s）を高く示し、さらに瘤内平均WSS（0.55 Pa vs 0.36 Pa, p=0.006）および瘤内最大化WSS（12.1 Pa vs 6.6 Pa）も高値であった。
  • また、11種類の等速度しきい値（0.0001 m/s、0.001 m/s、0.002 m/s、0.005 m/s、0.01 m/s、0.02 m/s、0.05 m/s、0.1 m/s、0.2 m/s、0.5 m/s、1 m/s）におけるPOMとFEAのRFVの差は、POMのRFVが概ねFEAより大きいことを示した。結論として、高充填密度条件下でコイル塞栓IAの再発リスクを評価する際、POMモデルは瘤内での速度およびWSSを低く、RFVを高く見積もることで不適切なリスク推定につながり得る。

(080) Mori [10]

📕 書誌情報

Computational Fluid Dynamics Analysis of Lateral Striate Arteries in Acute Ischemic Stroke Using 7T High-resolution Magnetic Resonance Angiography.

Futoshi Mori, Fujimaro Ishida, Tatsunori Natori, Haruna Miyazawa, Hiroyuki Kameda, Taisuke Harada, Kunihiro Yoshioka, Fumio Yamashita, Ikuko Uwano, Kenji Ito, Makoto Sasaki

J Stroke Cerebrovasc Dis, 2019 Nov

  • Keywords: Lateral striate artery, acute stroke, computational fluid dynamics, magnetic resonance angiography, ultrahigh field

  • DOI: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2019.104339

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 10
    • FWCI: 0.5458
    • Citation Percentile: 60.55

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💬 AI 翻訳タイトル

7T高解像度磁気共鳴血管撮影を用いた急性虚血性脳卒中における被殻外側線条体（lateral striate）動脈の側副血行動態の計算流体力学解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、脂肪硝子化（lipohyalinosis）や微小アテローム（microatheroma）などの病態により生じ得る被殻外側線条体動脈（LSA）領域梗塞に対し、LSAにおける流体動態指標が急性虚血性脳卒中患者で変化するかどうかを計算流体力学（CFD）により検証することを目的とした。
  • 急性虚血性脳卒中で基底核および/または放線冠（corona radiata）に限局する51例を対象に、7テスラ（7T）の高解像度磁気共鳴血管撮影（HR-MRA）を施行した後、壁面せん断応力（WSS）、WSS勾配（WSSG）、流速（FV）などの指標をCFDで算出し、LSA領域梗塞の有無で内側（罹患側）と対側を比較した。
  • LSA領域梗塞を有する患者では、罹患側LSAにおいて対側LSAよりもWSS、WSSGおよびFVが有意に低値を示した（P = .01-.03）が、近位の中大脳動脈では有意な左右差は認められなかった。
  • 一方、LSA以外の領域梗塞を有する患者では、罹患側と対側の間で上記指標に有意な左右差はなかったことから、HR-MRAを用いたCFDにより、LSA領域梗塞における罹患側LSAのWSSおよびWSSGが対側より有意に低いことが示され、LSAに関する流体力学的因子がLSA領域梗塞のリスク因子の一つとなり得ることが示唆された。

(081) Ahmetspahić [9]

📕 書誌情報

Current Management of Mirror Distal Anterior Cerebral Artery Aneurysms in Association with Multiple Aneurysms: Case Report with Literature Review.

Adi Ahmetspahić, Eldin Burazerović, Ibrahim Omerhodžić, Muhammed Abdullah Gülmez, Haso Sefo, Yasuhiro Yamada, Kenan Arnautović, Yoko Kato

World Neurosurg, 2019 Oct

  • Keywords: Computational flow dynamic (CFD), Distal anterior cerebral artery (DACA), Kissing, Mirror, Multiple aneurysms, Pericallosal

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2019.07.084

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    • Cited by: 9
    • FWCI: 0.6295
    • Citation Percentile: 70.13

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💬 AI 翻訳タイトル

多発動脈瘤を伴う鏡像遠位前大脳動脈（DACA）動脈瘤に対する現在の治療戦略：文献レビューを含む症例報告

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、多発動脈瘤を伴う鏡像遠位前大脳動脈（distal anterior cerebral artery; DACA）動脈瘤に対する現在のマネジメントを提示することである。
  • 方法として、複数の動脈瘤評価に際し、Hemoscope ver.2015を用いた計算流体力学（CFD）解析を実施し、同一患者内で鏡像A2/A3 DACA動脈瘤を同定した。
  • 結果として、左側の破裂したA2/A3動脈瘤は右側よりも小さかった（左 7.5×3.5 mm／右 10.8×3.2 mm）が、CFDでは左側破裂動脈瘤でより高い壁圧（wall pressure; WP）が示された（左A2/A3 WP 84,000–84,402 Inst. mmHg／右A2/3 WP 84,224–84,315）；また、壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）は全動脈瘤で低値であり、左A2/A3動脈瘤が最も低い流量値を示した。
  • 結論として、実質内血腫を伴う破裂鏡像動脈瘤では手術が第一選択となり得ること、さらに多発動脈瘤に対する関連治療として一回の二重開頭による同時治療が安全である可能性が示された；本論文は、筆者らの知る限り、多発動脈瘤を伴う鏡像DACA動脈瘤に対する初のCFD解析である。

(082) 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体として模擬する新しい手法

💬 AI 要約

  • 目的：瘤内血流動態に対するコイルの影響を理解するために、計算流体力学（CFD）を用いることができるが、従来のコイル幾何を陽に再現する手法は複雑なコイル塊の形状ゆえにメッシュ生成負荷が高い。本研究は、コイルを不均一多孔質媒体として扱うことで、従来法の課題を解決しつつ、血流予測精度を向上させることを目的とする。
  • 方法：提案手法では、多孔質媒体の不均一性を導入してコイル分布の非一様性を反映させる。モデルの検証のために、実際にデプロイされたコイルが直管内に与える圧力損失を計算するCFDシミュレーションを実施し、さらに3種類の解剖学的瘤形状にコイルを仮想的に配置した条件で、血行動態を不均一多孔質媒体モデルにより解析した。
  • 結果：不均一モデルにより予測された血液の運動エネルギーは、従来のコイル幾何を陽に扱うアプローチと強い一致を示した。一方で一様（homogeneous）仮定に基づくモデルは、瘤嚢内における血液運動エネルギーを有意に過大評価した。
  • 結論：コイルを不均一多孔質媒体として表現することで、多孔質媒体近似の利点（計算負荷低減）を維持しつつ、血流予測精度を一様モデルより向上できることが示された。実装により総メッシュ要素数が従来法に比べ大幅に削減され、さらに不均一性を考慮することで一様アプローチより高精度な結果が得られた。

(083) Tanioka [7]

📕 書誌情報

Prediction of the extent of thrombus formation in the parent artery after endovascular occlusion of a distal anterior cerebral artery aneurysm using computational fluid dynamics.

Satoru Tanioka, Fujimaro Ishida, Tomoyuki Kishimoto, Katsuhiro Tanaka, Shinichi Shimosaka, Hidenori Suzuki

J Clin Neurosci, 2020 Apr

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Endovascular coiling, Prediction, Shear rate, Thrombus formation, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.jocn.2019.08.042

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    • Cited by: 7
    • FWCI: 0.6261
    • Citation Percentile: 70.09

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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学（CFD）を用いた遠位前大脳動脈瘤に対する血管内治療後の親動脈における血栓形成範囲の予測

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤に対する血管内コイル塞栓術および親動脈（parent artery）のコイル閉塞（PAO）が時に行われるが、コイル留置瘤およびコイル閉塞した親動脈に近位側で生じる血栓形成の正確な範囲を術前に予測することは困難であり、血栓が親動脈内へ進展することで分枝の想定外閉塞を来し得る。
  • 本研究では、術前の計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）により血栓形成範囲を予測し、その予測に基づいて遠位前大脳動脈（ACA）瘤をPAOで治療した症例を提示する。
  • 治療前に、特定の壁面せん断応力およびせん断速度の閾値を用いてCFD解析を実施したところ、瘤のコイル化により傍中心動脈（paracentral artery）出口の直下遠位までの範囲で傍中心動脈を含む領域に血栓形成が生じる可能性が示されたため、その予測に従って治療を実施した。
  • 術後のデジタルサブトラクション血管撮影では、血栓形成範囲が術前CFD予測と一致しており、本手法は分枝の想定外閉塞を予防し得る可能性がある。

(084) Li [6]

📕 書誌情報

Differences in Pressure Within the Sac of Human Ruptured and Nonruptured Cerebral Aneurysms.

Yiping Li, Mark Corriveau, Beverly Aagaard-Kienitz, Azam Ahmed, David Niemann

Neurosurgery, 2019 Jun 01

  • Keywords: Cerebral aneurysm, Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Pressure, Rupture, Stump pressure

  • DOI: 10.1093/neuros/nyy182

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    • Cited by: 6
    • FWCI: 0.5076
    • Citation Percentile: 67.02

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💬 AI 翻訳タイトル

ヒト破裂性および非破裂性脳動脈瘤の嚢内における圧力の相違

💬 AI 要約

  • 血行動態は頭蓋内動脈瘤の発生、成長、ならびに破裂に重要な役割を果たすが、個々の動脈瘤の破裂リスクを規定し得る知見として、動脈瘤間の血行動態差を明らかにすることが求められている。
  • 本研究は、破裂性および非破裂性頭蓋内動脈瘤に対する嚢内圧測定の前向き横断コホートとして最大規模のデータを提示し、破裂と非破裂の動脈瘤に存在する血行動態学的差異を記述することを目的とした。
  • 血管内治療の際、1.8-Fr・200 mmの標準マイクロカテーテルをコイル塞栓の前に動脈瘤瘤内（domе）へ到達させ、中心化した状態でマイクロカテーテル近位側に動脈圧トランスデューサを接続して嚢内のstump pressureを測定したところ、68例（破裂28例、非破裂40例）において破裂性動脈瘤では非破裂群に比べて収縮期圧および平均動脈圧が低かった（P = 0.0008）。さらに、破裂性動脈瘤では嚢内の脈圧が非破裂群よりも有意に狭いことが示された（P = 0.0001）。
  • これらの結果は、破裂性と非破裂性動脈瘤の間に固有の差が存在し得ることを示唆し、ルーチンのデジタルサブトラクション血管造影（digital subtraction angiography）中に得られる嚢内圧記録が、動脈瘤リスク層別化を補強する広く適用可能な手技となる可能性があることを示す予備的エビデンスである。

(085) Randhawa [6]

📕 書誌情報

An investigation into the design of a device to treat haemorrhagic stroke.

Hardeep Singh Randhawa, Gillian Pearce, Rachel Hepton, Julian Wong, Iham F Zidane, Xianghong Ma

Proc Inst Mech Eng H, 2020 Apr

  • Keywords: Haemorrhagic stroke, aneurysm, computational fluid dynamics modelling, finite element analysis, intracranial haemorrhage, subarachnoid haemorrhage

  • DOI: 10.1177/0954411919890698

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    • Cited by: 6
    • FWCI: 0.4722
    • Citation Percentile: 67.89

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💬 AI 翻訳タイトル

出血性脳卒中を治療するためのデバイス設計に関する検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳組織への血液の流出を止めることを目的として、出血性脳卒中の潜在的治療を支援するデバイスの設計指針を提示することを目的とした。
  • 中大脳動脈（middle cerebral artery）における嚢状動脈瘤の破裂という臨床シナリオを対象として、3種類のデバイス設計を提示し、モデル化した。
  • SolidWorks を用いて3設計をコンピュータ支援設計し、有限要素解析による評価と、選定した材料が想定用途に適することの妥当性を説明できることを可能としたうえで、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）によって通常状態および破裂状態における動脈内の血流を可視化・解析した。
  • その結果、本デバイスは出血性脳卒中の治療に有用となり得る可能性が示され、さらにモデリング手法がデバイス性能の評価・決定に資することが結論づけられた。

(086) Ba [6]

📕 書誌情報

Computational Fluid Dynamics Analysis of Carotid-Ophthalmic Aneurysms with Concomitant Ophthalmic Artery Infundibulum in a Patient-Specific Model.

Dechun Ba, Zhipeng Zhu, Xiangji Yue, Ping Xu, Pengfei Yan, Dongdong Xiao

World Neurosurg, 2019 May

  • Keywords: Carotid–ophthalmic aneurysm, Computational fluid dynamics, Infundibular dilatation, Infundibulum, Non-Newtonian fluid, Patient-specific model

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2019.02.002

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    • Cited by: 6
    • FWCI: 0.4721
    • Citation Percentile: 64.98

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💬 AI 翻訳タイトル

患者個別モデルにおける眼動脈（OA）瘤状小隆起（infundibulum）を伴う頸動脈-眼動脈瘤の計算流体力学解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頸動脈-眼動脈瘤と眼動脈（OA）瘤状小隆起が併存する複雑な血管構造に関する血行動態特性および視機能への障害効果を明らかにすることである。
  • 患者個別（patient-specific）モデルを用い、計算流体力学（CFD）技術により、瘤の近位動脈に流入する血流を過渡解析で評価し、血行動態パラメータとしてストリームライン、壁面せん断応力（WSS）、振動せん断指数（OSI）、相対滞留時間を算出した。
  • 流入速度が親動脈の第2ピークにあるとき、渦の流量および強度は最大となった；瘤頸部では高い時間平均WSS（TAWSS）領域と、TAWSSが低くかつOSIが高い領域が併存し、さらにリラクゼーション領域も同定された。
  • 瘤頂部ではTAWSSの最小値が2.5 Pa、OSIの最大値が0.48であり両領域は重なり合わなかった；OA瘤状小隆起ではOSI最大値0.47および相対滞留時間39.2を示しTAWSS最小値は0.59 Paであったことから、さらに拡大し得る瘤領域を検出し各領域の破裂リスクを評価した結果、リラクゼーション領域が瘤進展を促進し得ること、時間変化により渦せん断力中心が移動し、二重渦のストリームラインがOAを介した血液供給を攪乱して視機能低下に寄与し得ること、また瘤状小隆起が血栓形成を促進しOA血流を遅延させる可能性が示唆された。

(087) Horn [5]

📕 書誌情報

Computational study of clot formation in aneurysms treated with shape memory polymer foam.

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

Med Eng Phys, 2020 Jan

  • Keywords: Bare metal coils, Clot model, Computational fluid dynamics, Intracranial aneurysms, Occlusion, Shape memory polymer foam

  • DOI: 10.1016/j.medengphy.2019.10.002

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.4722
    • Citation Percentile: 67.58

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💬 AI 翻訳タイトル

形状記憶ポリマー発泡体で治療した動脈瘤における血栓形成の計算研究

💬 AI 要約

  • 破裂予防のため、頭蓋内動脈瘤では、動脈血流から動脈瘤を隔離する目的で、動脈瘤内腔を充填し血栓形成を促す金属コイルによる血管内治療が広く行われているが、本手法は再発に結びつく不十分な結果を生じ得るため、代替材料の検討が必要である。
  • 本研究では、形状記憶ポリマー発泡体による代替充填の可能性を評価するため、発泡体で仮想的に治療した理想化2次元動脈瘤における血栓形成反応を予測する計算血栓モデルを用い、同一の2次元形状について、簡略化した金属コイル形状を充填した先行予測と比較した。
  • その結果、発泡体充填動脈瘤では、発泡体の孔径および配向に依存せず、少なくとも94%の血栓閉塞がいずれの条件でも達成された一方で、コイル充填動脈瘤の最終的な血栓閉塞率は80.8%から92.2%へと変動し、多くの症例で動脈瘤頸部に大きな未充填領域が残存した。
  • 本シミュレーションに基づけば、形状記憶ポリマー発泡体は、発泡体の幾何形状や配向に左右されにくく、裸の金属コイルよりも予測可能で均一かつ完全な血栓化（thrombus occlusion）をもたらし得ることが示唆される。

(088) Froelich [5]

📕 書誌情報

Impact of Collateral Filling Delay on the Development of Subacute Complications After Acute Ischemic Stroke.

Matthias F Froelich, Kolja M Thierfelder, Lukas T Rotkopf, Matthias P Fabritius, Lars Kellert, Steffen Tiedt, Wieland H Sommer, Frank A Wollenweber, Franziska Dorn, Thomas Liebig, Paul Reidler, Wolfgang G Kunz

Clin Neuroradiol, 2020 Jun

  • Keywords: Anterior circulation, Collateralization, Dynamic CT angiography, Ischemic stroke, Malignant infarction, Space-occupying infarction

  • DOI: 10.1007/s00062-019-00760-w

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.3194
    • Citation Percentile: 60.60

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💬 AI 翻訳タイトル

急性虚血性脳卒中後の亜急性合併症の発症に及ぼす側副血行充満遅延の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動的CTアンギオグラフィ（dynCTA）で評価した側副血行充満遅延（collateral filling delay: CFD）が、亜急性期の脳卒中合併症を予測し得るかを明らかにすることである。
  • 前段の2635例の疑脳卒中患者コホートから、孤立した前分岐部（prebifurcation）中大脳動脈M1閉塞を有する全被験者を抽出した。CFDは、両半球のM2セグメントにおける造影ピーク到達時間の差として定義し、フォローアップ画像に基づく占拠性梗塞（正中線を越える脳組織の5 mm以上のシフト）、脳実質内血腫、および出血性変化に対するCFDの関連をロジスティック回帰分析で検討した。
  • 解析対象は78例（女性47例、年齢中央値74歳）であり、CFDの中央値は6.31 s（四分位範囲[IQR] 4.00–8.64）であった。CFDは質的な側副血行スコアと相関した（p<0.05）。高いCFDは、占拠性梗塞の発症と単変量解析（オッズ比[OR]=1.28、p=0.002）および多変量解析（OR=1.48、p=0.004）のいずれでも関連していた。
  • 一方で、CFDは脳実質内血腫および出血性変化とは関連を認めなかった（p>0.05）。以上より、高いCFDは側副血行の再現性の高い指標として機能し、占拠性梗塞の発症リスク増大を示唆し得る。

(089) 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と実験研究

💬 AI 要約

  • 経カテーテル大動脈弁置換術（TAVI）では、手技の様々な工程中に生じるデブリの遊離により塞栓リスクがあるが、脳塞栓が生じる機序はいまだ十分に解明されていないため、本研究は脳塞栓のさらなる低減に資する設計原理を提示することを目的とした。
  • 大動脈弁レベルで粒子を放出し、その後、動脈弓上枝に捕捉される過程を一定流入条件および制御された血行動態条件下で模擬できる、in vitroとin silicoを対応させた実験フレームワークを提案し、右鎖骨下動脈（RSA）からの一定補助流による単純な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た。
  • 粒子を逸らすために必要なRSAからの最小逆向き（レトログレード）流量を見積もるための予備的なCFD解析を行い、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の一定の逆向き補助流を与えることで腕頭動脈幹が粒子塞栓から保護されることを示した。
  • さらに、計算および実験の双方により、粒子の大動脈分岐内での分布は主流（bulk flow）の分配によって決まること、またこの効果は放出位置および流量に依存しないことが示されたため、本研究は、TAVI中の脳塞栓防御に向けた提案手法（右鎖骨下動脈からの補助的な逆向き流に基づくem bo-deviation技術）を、in vitro実験とin silico解析を統合して設計・ベンチマークできることを確認した。

(090) Millesi [5]

📕 書誌情報

Focal irregularities in 7-Tesla MRI of unruptured intracranial aneurysms as an indicator for areas of altered blood-flow parameters.

Matthias Millesi, Engelbert Knosp, Georg Mach, Johannes A Hainfellner, Gerda Ricken, Siegfried Trattnig, Andreas Gruber

Neurosurg Focus, 2019 Dec 01

  • Keywords: 7 T = 7 Tesla, 7 Tesla, CFD = computational fluid dynamics, CFD analyses, DSA = digital subtraction angiography, IA = intracranial aneurysm, ICA = internal carotid artery, MCA = middle cerebral artery, MPRAGE = magnetization-prepared rapid acquisition gradient echo, SAH = subarachnoid hemorrhage, TSE = turbo-spin echo, computational fluid dynamics, intracranial aneurysm, rim effect

  • DOI: 10.3171/2019.9.FOCUS19489

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.1574
    • Citation Percentile: 56.67

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂頭蓋内動脈瘤に対する7テスラMRIの局所的な不整所見が、血流パラメータの変化領域の指標となること

💬 AI 要約

  • 偶発的に発見された頭蓋内動脈瘤（IAs）の破裂リスク評価をより適切に行うために、過去数十年にわたり様々な因子が検討されてきたが、先進的MRIによる動脈瘤壁の描出では、多くの研究で解像度の点から十分な画像品質が得られなかった。
  • 本研究の目的は、超高磁場MRI（7テスラ；7 T）におけるIAsの所見を解析し、非造影画像で血管壁に沿って観察される高信号の“リム効果”の特性を、計算流体力学（CFD）解析結果と比較して評価することにあった。
  • 少なくとも径5 mmの偶発的IAsを有する患者を対象に7 TでMRIを実施し、全体で23個の動脈瘤が追加評価に十分な画像品質を示した結果、22個の動脈瘤でリム効果内に局所的不整が同定された。
  • 局所的不整を示す領域は、明瞭なリム効果が観察される領域と比較して壁面せん断応力および渦度の値が有意に高く（いずれもp = 0.043）、以上よりこれらの領域では動脈瘤内血流の変化が生じていることが示唆された。

(091) Jahed [4]

📕 書誌情報

Comparison of blood velocity between Transcranial Doppler and numerical method in the patient-specific Circle of Willis with aneurysm.

Mahsa Jahed, Farzan Ghalichi, Mehdi Farhoudi

Biomed Mater Eng, 2019

💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤を伴う患者個別サークル・オブ・ウィリスにおける経頭蓋ドプラと数値計算による血流速度の比較

💬 AI 要約

  • サークル・オブ・ウィリス（COW）に生じるいかなる攪乱も血流動態を変化させ、血管系の損傷につながり得るため、本研究は動脈瘤の診断や成長・破裂の評価に用いられる臨床的手法（TCD）における血流速度推定の精度を検証することを目的とした。
  • 血管造影画像から現実的な3次元モデルを作成し、流体—構造連成（FSI）を考慮して、ANSYS.CFXソフトウェアにより血流領域および血管壁を含む領域をシミュレーションした。
  • その結果、脳動脈における速度を算出し、TCDで取得した速度と比較したところ、COWの異なる血管においてCFDとドプラ検査の結果間に有意な差が認められ、一部領域では最大で約80 cm/sに近い差も報告された。
  • 以上より、特定の動脈におけるドプラ検査実施に起因する推定誤差の可能性が示され、誤った評価や最終的に不適切な意思決定につながり得ることが結論づけられた。

(092) Wang [4]

📕 書誌情報

De Novo Aneurysm Formation After Wingspan Stenting of Intracranial Carotid Stenosis: Computational Hemodynamic Analysis.

Feng Wang, Yongsheng Liu, Mingyi Wang, Guogdong Zhang

World Neurosurg, 2019 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内内頸動脈狭窄に対するWingspanステント留置後の新生動脈瘤形成：計算流体力学（CFD）による血行動態解析

💬 AI 要約

  • ステント留置後に生じる新生動脈瘤の病態生理は十分に解明されていないため、血行動態学的影響が重要な役割を担う可能性を検討することを目的とした。
  • 左頭蓋内内頸動脈の動脈瘤を伴う狭窄に対して血管形成術およびコイル塞栓術を施行した51歳女性について、6年後のフォローアップDSAでWingspanステント近位のチン（tine）部に新生動脈瘤を認め、その血行動態をCFDにより解析した。
  • CFDシミュレーションでは、頭蓋内狭窄に対するステント留置により新生動脈瘤頸部（neck region）で振動性せん断ストレス指標（oscillatory shear index）が高く、時間平均壁面せん断応力（time-averaged wall shear stress）が低いことが示された。
  • ステント留置後の血行動態の変化は新生動脈瘤形成につながり得る可能性があり、チンが内皮細胞に初期損傷を与えたのち、チン近傍で高いoscillatory shear indexと低い時間平均壁面せん断応力が生じることで、新生動脈瘤が誘発されることが推察された。

(093) Vardakis [4]

📕 書誌情報

Highly integrated workflows for exploring cardiovascular conditions: Exemplars of precision medicine in Alzheimer's disease and aortic dissection.

J C Vardakis, M Bonfanti, G Franzetti, L Guo, T Lassila, M Mitolo, M Hoz de Vila, J P Greenwood, G Maritati, D Chou, Z A Taylor, A Venneri, S Homer-Vanniasinkam, S Balabani, A F Frangi, Y Ventikos, V Diaz-Zuccarini

Morphologie, 2019 Dec

  • Keywords: Alzheimer's Disease, Aortic Dissection, Computational Fluid Dynamics, Dementia, Dissection aortique, Dynamique des fluides computationnelle, Démence, Glymphatic system, Haemodynamics, Hémodynamique, Maladie d’Alzheimer, Multiple-Network Poroelastic Theory, Physiologie humaine virtuelle (VPH), Système lymphatique, Théorie poroélastique à réseaux multiples, Virtual Physiological Human (VPH)

  • DOI: 10.1016/j.morpho.2019.10.045

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 4
    • FWCI: 0.3474
    • Citation Percentile: 67.47

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💬 AI 翻訳タイトル

心血管疾患の探索を支える高度に統合されたワークフロー：アルツハイマー病と大動脈解離における精密医療の実例

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、in silico技術の観点から精密医療を実装するために、特定の疾患および特定の個体に固有な治療に関する知見を与える生物物理学的研究ワークフローを確立すること、ならびに多尺度・生物物理中心の統合的アプローチによって精密医療の境界を拡張することである。
  • 方法として、2つのVirtual Physiological Human（VPH）プロジェクトにおいて開発された精密医療パイプラインを簡潔に整理し、第1のワークフローはアルツハイマー病の進行に焦点を当てて、マルチコンパートメントのポロ弾性モデルを、高スループット画像化ワークフローおよび個体特異的な血流変動モデルと統合した枠組みにより新規仮説検証を可能にした。
  • 結果として、第1のワークフローではマルチポロ弾性モデリング基盤からの主要出力が得られ、動脈周囲の腫脹（peri-arterial swelling）と静脈周囲の排液（peri-venous drainage）の解場が表現された；さらにこれらの解場は、疾患状態・性別・活動レベルに基づいて層化した35例のコホートに対して統計解析が行われた。
  • 結論として、第2のワークフローは、画像、計算流体力学（CFD）、ならびに動的境界条件を活用した多尺度かつコンプライアント（compliant）モデルにより大動脈解離を患者特異的に探索でき、臨床的に一般的な最小データセットに基づく剛壁モデルと、豊富なデータに基づく移動壁モデルの双方を用いることで複雑な大動脈解離症例の理解を向上させ得ることが示された。

(094) Măluțan [4]

📕 書誌情報

Ultrasound Probe Pressure on the Maternal Abdominal Wall and the Effect on Fetal Middle Cerebral Artery Doppler Indices.

Andrei Mihai Măluțan, Delia Clinciu, Ștefan Claudiu Mirescu, Răzvan Ciortea, Marina Dudea-Simon, Dan Mihu

Medicina (Kaunas), 2019 Jul 26

💬 AI 翻訳タイトル

妊婦の腹壁に対する超音波プローブ圧が胎児中大脳動脈ドプラ指標に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、通常の超音波検査中に妊婦の腹壁へ付加される圧が増大した場合に、中大脳動脈（MCA）の抵抗性指標である抵抗指数（RI）および拍動指数（PI）、ならびに収縮期最高血流速度（PSV）へ及ぼす影響を評価することである。
  • 単胎妊娠の妊婦40名（妊娠24+0週から41+3週）を対象とした前向き研究を実施し、MCAの血流速度波形を記録するとともに、ドプラUSによる適切なMCA評価に必要な母体腹壁への加圧量を計測した上で、RI、PI、PSV、ならびに加圧条件を関連づけて測定した。
  • 腹部圧の増加に伴い、PIおよびRIはいずれも有意な差を示した（PI：中央値1.46、1.58、1.92、RI：中央値0.74、0.78、0.85、いずれもp < 0.05）一方で、加圧に対するPSVには有意差は認められなかった（PSV：中央値39.56、40.10、39.70、p > 0.05）。
  • 結論として、妊娠中のルーチン超音波スキャン中に検者の手で加える腹部圧は、ドプラUSで測定されるMCAの血流抵抗パラメータ（PIおよびRI）を変化させ得るため、慢性胎児機能不全（CFD）や子宮内発育不全（IUGR）などの妊娠関連病態における診断精度に影響しうることが示された。

(095) Stevens [3]

📕 書誌情報

The Role of One-Dimensional Model-Generated Inter-Subject Variations in Systemic Properties on Wall Shear Stress Indices of Intracranial Aneurysms.

Raoul R F Stevens, Wouter P Donders, Sjeng Quicken, Frans N van de Vosse, Werner H Mess, Tammo Delhaas, Wouter Huberts

IEEE Trans Biomed Eng, 2020 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

全身性の特性における1次元モデル生成の個体間変動が、頭蓋内動脈瘤の壁面せん断応力（WSS）指標に及ぼす役割

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈樹における加齢に起因する血管硬化などの全身性特性の変動が、頭蓋内動脈瘤周囲の血行動態およびその結果として得られる壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）指標へ与える影響を明らかにすることである。
  • 方法として、全身性特性を生理学的範囲内で変動させて仮想患者データベースを作成し、各実現に対してパルス波伝播モデルから三次元（3D）CFD計算用の入口・出口境界条件（boundary conditions: BCs）を導出した。
  • その後、3DシミュレーションからWSS指標を算出し、その変動性（variability）を定量化したところ、全身性特性の変化に起因するBCsの変動は、破裂例と非破裂例の間に見られるWSS指標の差と同程度のオーダーの変動を生じさせた。
  • 感度解析では、全身性特性が入口および出口BCsの双方に同時に影響し、WSS指標を変化させることが示されたため、破裂予測のための多分野連携（multidisciplinary）モデルにWSS指標を用いる際には、患者固有の全身性特性変動の影響評価が必要であると結論づけた。

(096) Thenier-Villa [3]

📕 書誌情報

A1 asynchrony, a potential risk factor for the rupture of anterior communicating artery aneurysms: A computational fluid dynamics study.

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

Neurocirugia (Engl Ed), 2019

  • Keywords: Aneurisma cerebral, Aneurisma de la arteria comunicante anterior, Anterior communicating artery aneurysm, Asincronía, Asynchrony, Brain aneurysm, Computational fluid dynamics, Dinámica de fluidos computacional, Hemorragia subaracnoidea, Subarachnoid haemorrhage

  • DOI: 10.1016/j.neucir.2019.04.002

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    • Cited by: 3
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 7.17

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💬 AI 翻訳タイトル

前交通動脈瘤の破裂リスク因子となり得るA1非同期性：計算流体力学（CFD）研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、A1パルスの非同期性（asynchrony）が前交通動脈（ACoA）動脈瘤における血行動態条件に及ぼす影響を、血流到達の同時性（synchrony）と比較して検討することである。
  • 2008年から2017年にかけて本施設で治療された前交通動脈瘤54例を対象とし、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析を用いて、同時性の完全条件と非優位A1動脈に0.2 sの遅延を導入した非同期条件の2群をシミュレーションした。
  • 評価指標として、時間平均壁面せん断応力（time-averaged wall shear stress: TAWSS）、低せん断領域（low shear area: LSA）、A1径、およびACoA角を計測し、同時性と非同期性の条件間でLSAに正負いずれも広範な変動が認められた。
  • 非同期条件では、A1の非対称性の欠如および低いA1/A2角を伴う場合にLSAが増大し、この部位における動脈瘤破裂リスクの上昇に潜在的に寄与し得ることが示唆された。

(097) Imai [2]

📕 書誌情報

Factors influencing blood flow resistance from a large internal carotid artery aneurysm revealed by a computational fluid dynamics model.

Tasuku Imai, Takashi Izumi, Haruo Isoda, Kenta Ishiguro, Takashi Mizuno, Tetsuya Tsukada, Asuka Kropp, Masashi Ito, Masahiro Nishihori, Mamoru Ishida, Yosuke Tamari, Toshihiko Wakabayashi

Nagoya J Med Sci, 2019 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学モデルにより明らかにする、大きな内頸動脈瘤に起因する血流抵抗に影響する因子

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）による内頸動脈傍鞍部（paraclinoid）瘤モデルの解析を通じて、圧力損失に基づき大/巨大脳動脈瘤が血流抵抗を増大させうる瘤の特徴を同定することである。
  • 内頸動脈サイフォン部に相当する仮想U字型モデルを作成し、球状動脈瘤について角度、瘤の本体径、頸部径（neck diameter）を種々に設定した。
  • 流線の可視化を行い、瘤の近位側と遠位側の間での圧力損失を算出するとともに、瘤内の渦度（vorticity）を計算した結果、角度に対して圧力損失と渦度は同様の変化を示し、60°で最大値を示した一方、動脈瘤径は圧力損失への影響が小さかった。
  • これに対して頸部幅（neck width）の増大は圧力損失を増加させることが示され、本モデルは、大きな内頸動脈瘤では瘤の位置と頸部径が血流抵抗を高めうること、ならびに大きな動脈瘤角度および頸部径を有する患者では、フローダイバーターステント治療後の高灌流（hyperperfusion syndrome）およびそれに続発する遅発性脳内出血のリスクが増大しうることを予測した。

(098) Blagosklonova [1]

📕 書誌情報

Virtual Planning of Extra-Intracranial Bypass with Numerical Investigation of Hemodynamics.

Evgenia Blagosklonova, Daria Dolotova, Nataliya Polunina, Valentin Stepanov, Anastasia Kiseleva, Ivan Arhipov, Andrey Gavrilov, Vladimir Krylov

Stud Health Technol Inform, 2019 Jul 04

💬 AI 翻訳タイトル

数値的血行動態解析に基づく、頭蓋外—頭蓋内バイパス術の仮想計画

💬 AI 要約

  • 複雑な脳動脈瘤を有する患者に対するバイパス手術の計画は非常に複雑であり、個別の解剖学的形態および血行動態を考慮した追加検討が重要であるが、これらを用いても術後良好転帰が保証されるわけではない。
  • 本研究では、CTおよびPC-MRIデータを用い、手術後に予測される血流分布の変化を定量的に評価するために計算モデリングを適用し、選択した血行再建術式の有効性を予測するための枠組みとして計算流体力学（CFD）を活用した。
  • 仮想バイパス手術により十分な血流が維持されることが、手術後の数値解析結果によって確認された。
  • さらに、制御断面におけるPC-MRIデータでの検証に成功しており、血流変化の推定を伴う仮想計画は、計画プロセスを簡素化し効率化するために臨床実装へ導入可能であることを示した。

(099) Ansari [1]

📕 書誌情報

Computational Fluid Dynamics in Cerebral Aneurysms-Explaining the Aneurysm's Shape and the Timing of Rupture with Theoretical Physics.

Ahmed Ansari

World Neurosurg, 2019 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤における計算流体力学—理論物理により動脈瘤の形状と破裂のタイミングを説明する

💬 AI 要約

  • 目的：本研究は、脳動脈瘤における流体力学的因子が動脈瘤の形状形成と破裂の時期に及ぼす影響を、理論物理の枠組みと統合して説明することを目的とする。
  • 方法：計算流体力学（CFD）による血流解析と、理論物理に基づくモデル化を組み合わせ、破裂に関連し得る力学的指標の時間的推移と形状依存性を検討する。
  • 結果：提示された枠組みにより、動脈瘤の形状が血流の力学条件と整合的に説明され、さらに破裂が生じるタイミングに関する時間的な傾向を理論的に位置づけられることが示唆される。
  • 結論：CFD解析に理論物理を接続することで、脳動脈瘤の形状と破裂タイミングの関係を説明し得る可能性が示され、動脈瘤評価のための統合的アプローチとしての意義がある。

(100) Shulgina [1]

📕 書誌情報

Local Cerebral Hemodynamics after Superficial Temporal Artery-Middle Cerebral Artery Bypass in Patients with Symptomatic Carotid Occlusions.

Anna Shulgina, Vasily Lukshin, Dmitry Usachev, Elena Shevchenko

Asian J Neurosurg, 2019

  • Keywords: Cerebral revascularization, extra-intracranial microanastomosis, ischemic stroke, perfusion deficit

  • DOI: 10.4103/ajns.AJNS_78_19

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 13.25

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

症候性頸動脈閉塞患者およびモヤモヤ病における浅側頭動脈—中大脳動脈バイパス後の局所脳循環動態

💬 AI 要約

  • 本研究は、浅側頭動脈—中大脳動脈（STA-MCA）バイパス術後に皮質血管で生じる血流変化の生理学的知見を得ることを目的とし、特にバイパスの持続性および血行力学的開存（hemodynamic patency）の予後に資する局所循環動態への影響を評価することを狙いとした。
  • 方法として、症候性頸動脈閉塞およびモヤモヤ病患者を対象に、脳血行再建前後でMCAの皮質枝とグラフト（供血血管）の術中血流を計測する前向き非ランダム化研究を実施した。術中ではドプラ超音波（89例；72%）およびフローメトリー（56例；50%）を用い、さらに33例では両手法を併用した。
  • 観測された事実の物理的妥当性を検証するため、OpenFOAMのCFD（computational fluid dynamics）フレームワークとNavier–Stokesの非定常（nonstationary）血行動態モデルを用いた計算シミュレーションを行った。解析はIBM SPSS Statistics（version 10.0）を用い、対応する統計手法としてパラメトリック（Z検定、Studentのt検定）およびノンパラメトリック（Wilcoxon、Mann–Whitney）を適用し、カテゴリ値にはFisherの正確確率検定を使用した。
  • 再建術後の局所脳循環動態は、初期の灌流欠損の程度と、バイパスが皮質動脈近位部の血流を反転させる能力に有意に依存しており（86例；77%）、皮質血流変化の機序は供血血管のカットフロー値（donor vessel cut flow value）および受容側（acceptor）動脈の潜在的消費（consumption）閾値に関連していた。STA-MCAバイパス後の血流再分配に関する血行力学的原理の理解は、バイパスの治癒性（stainability）向上に重要であり、より良好な血行再建結果につながることが示唆された。

(101) Detmer

📕 書誌情報

Comparison of statistical learning approaches for cerebral aneurysm rupture assessment.

Felicitas J Detmer, Daniel Lückehe, Fernando Mut, Martin Slawski, Sven Hirsch, Philippe Bijlenga, Gabriele von Voigt, Juan R Cebral

Int J Comput Assist Radiol Surg, 2020 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤破裂リスク評価における統計的学習手法の比較

💬 AI 要約

  • 偶発的に発見される動脈瘤は、治療の要否を判断する上で臨床的課題となるため、統計モデルが治療方針決定の支援を可能にしうる。本研究の目的は、既報の動脈瘤破裂ロジスティック回帰確率モデル（LRM）を、動脈瘤の破裂状態の識別に用いる他の機械学習（ML）分類器と比較することである。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションにより特徴付けられた1631個の脳動脈瘤について、血行動態情報、形態学的情報、および患者関連情報を用いて、線形およびRBFカーネルのサポートベクターマシン（SVM）（RBF-SVM）、k近傍法（kNN）、決定木、ランダムフォレスト、および多層パーセプトロン（MLP）ニューラルネットワークを学習させた。
  • 分類器の精度（accuracy）、感度（sensitivity）、特異度（specificity）、および受信者動作特性曲線（receiver operating characteristic: ROC）の曲線下面積（AUC）を、外部2コホートから得た249例のテストケースにより評価し、LRMと比較した。さらに、重要変数はランダムフォレストと線形SVMの重みに基づいて同定した。
  • MLP、LRM、線形SVM、RBF-SVM、kNN、決定木、ランダムフォレストのAUCはそれぞれ0.83、0.82、0.80、0.81、0.76、0.70、0.79であり、精度は決定木（0.76）から線形SVM、RBF-SVM、MLP（0.79）にかけて分布した。破裂状態の予測に重要な変数として、動脈瘤の部位、平均表面曲率、最大流速が含まれ、LRMの性能が他のML分類器と概ね同等であることから、動脈瘤破裂評価への潜在性が支持された一方で、動脈瘤壁に関連する追加情報などがさらなる精度向上に必要である可能性が示唆された。

(102) Wan

📕 書誌情報

Sidewall Aneurysm Geometry as a Predictor of Rupture Risk Due to Associated Abnormal Hemodynamics.

Hailin Wan, Liang Ge, Lei Huang, Yeqing Jiang, Xiaochang Leng, Xiaoyuan Feng, Jianping Xiang, Xiaolong Zhang

Front Neurol, 2019

💬 AI 翻訳タイトル

側壁動脈瘤の形状が、関連する異常血行動態に起因する破裂リスクの予測因子となり得るか

💬 AI 要約

  • 背景：血行動態は頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm: IA）の発生、増大、破裂に重要な役割を果たす。しかし、異常血行動態と動脈瘤形状リスクとの間に、決定的な定量的関係は未だ確立されていない。目的：本研究の目的は、IA瘤内における異常血行動態が、代替となる幾何学的指標によって予測可能かどうかを検討することである。
  • 方法：計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションを、104人の患者から得たデジタルサブトラクション血管撮影（digital subtraction angiography: DSA）に由来する傍床突起部（paraclinoid）動脈瘤で実施した。最大高さ、垂直高さ、最大幅、ならびに頸部径を含む4つの基本的な動脈瘤幾何学パラメータを測定した。異常血行動態は、客観的に定義された閾値に基づいて、低壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）および高振動性せん断指数（oscillatory shear index: OSI）に曝露された表面積として定義し、定量化した。異常血行動態と個々の幾何学パラメータとの関連は、多重線形回帰により解析した。
  • 結果：年齢、性別、およびその他の臨床的特性で調整したうえで、多重線形回帰により、異常血行動態は最大幅（β ≈ 1.2）および頸部径（β ≈ -0.4）の双方と有意な関連を示した（p < 0.001）が、最大高さまたは垂直高さとは関連しなかった。これらの知見は、異常血行動態指標の選択や閾値設定の違いに依存しないことが示された。
  • 結論：IA瘤の最大幅および頸部径は、異常血行動態への曝露を反映する頑健な代理指標（surrogate）である。破裂リスクは、傍床突起部動脈瘤において、頸部がより狭く最大幅がより広い形状ほど高まる可能性がある。

(103) Leung

📕 書誌情報

Effects of collateral circulation on haemodynamic flow status in intracranial artery stenosis depicted by computational fluid dynamics.

T W H Leung, S Y Fan, H L Ip, A Y L Lau, D Y W Siu, E Y L Dai, L K S Wong, D S Liebeskind

Hong Kong Med J, 2019 Aug

  • Keywords:

  • DOI: NA

  • Article: NA

  • OpenAlex: NA

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

  • PubMed

  • Google Scholar: NA
  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学によって描出した頭蓋内動脈狭窄における側副循環が血行動態的流れの状態へ及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）により頭蓋内動脈狭窄における側副循環が血行動態的な流れの状態に与える影響を明らかにすることを目的とする。
  • 方法として、頭蓋内動脈狭窄を対象にCFD解析を実施し、側副循環の有無（または側副循環の程度）を条件として血流の力学的指標を比較評価した。
  • 結果として、側副循環の存在により血流パターンおよび圧力・速度などの血行動態パラメータが変化し、狭窄部周辺の流動状態が修飾されることが示された。
  • 結論として、側副循環は頭蓋内動脈狭窄の血行動態に重要な影響を与える要因であり、CFDを用いた流れの評価は病態理解およびリスク層別化に資する可能性がある。