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脳 CFD血流解析 学術文献調査 PubMed 2022

  • 『脳 CFD血流解析』に関する学術文献調査を掲載しています
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    • 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：2022-01-01 - 2022-12-31
    • 要約用 AI/LLM：gpt-5 (OpenAI, 2025-10)
    • データ更新日：2025-10-31

(001) Scarsoglio [11]

📕 書誌情報

Cerebral hemodynamics during atrial fibrillation: Computational fluid dynamics analysis of lenticulostriate arteries using 7 T high-resolution magnetic resonance imaging.

S Scarsoglio, A Saglietto, F Tripoli, J J M Zwanenburg, G J Biessels, G M De Ferrari, M Anselmino, L Ridolfi

Phys Fluids (1994), 2022 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

心房細動時の脳血行動態：7テスラ高解像度磁気共鳴画像法を用いたレンズ核線条体動脈の計算流体力学解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、心房細動（AF）が臨床的脳梗塞がなくても認知機能低下リスクを高め得る背景として深部脳循環の変調が関与するとの仮説を踏まえ、レンズ核線条体動脈（lenticulostriate arteries: LSA）における血行動態へのAFの影響を、7テスラ高解像度MRIに基づく計算流体力学（CFD）で初めて体系的に評価することを目的とした。
  • 健常若年男性から取得した7テスラ高解像度MRIを用いてLSA幾何形状を再構築し、心拍数（HR）50〜130 bpmの範囲で洞調律およびAF条件を設定し、検証済み0次元（0D）心血管‐脳循環モデル由来の内頚動脈（ICA）流入を境界条件としてCFD解析を実施した。
  • その結果、AFでは洞調律と比較してLSA内の壁せん断応力（wall shear stress）および流速場が顕著に低下することが明らかとなった。
  • 以上より、特に高HRのAFはLSA領域におけるアテロマトーシス（atheromatosis）および血栓形成（thrombogenesis）のリスクを増大させ、より危険な血行動態環境をもたらす可能性が示唆された。

(002) Wang [24] ⭐

📕 書誌情報

Deep learning-based hemodynamic prediction of carotid artery stenosis before and after surgical treatments.

Sirui Wang, Dandan Wu, Gaoyang Li, Zhiyuan Zhang, Weizhong Xiao, Ruichen Li, Aike Qiao, Long Jin, Hao Liu

Front Physiol, 2022

  • Keywords: carotid artery stenosis (CAS), computational fluid dynamics (CFD), deep learning (DL), hemodynamics, stroke

  • DOI: 10.3389/fphys.2022.1094743

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 24
    • FWCI: 7.18 ⭐
    • Citation Percentile: 100.00 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

深層学習に基づく頸動脈狭窄の外科治療前後における血行力学予測

💬 AI 要約

  • 頸動脈狭窄（CAS）における血行力学予測は虚血性脳卒中の診断・予防・治療予後に重要である一方、複雑血流のリアルタイムCFDには高い計算コストという限界があり、本研究は解剖学的形状とCFD駆動流れ場の写像を学習する深層学習（DL）により術前・術後の迅速かつ高精度な血行力学予測を実現することを目的とした。
  • 280例の脳・頸部CT血管造影データから血管抽出、計算領域のメッシュ化、拍動流の境界条件設定により画像ベース三次元CFDモデルを構築して一連のCFD計算を行い、点群データセットと二重サンプリング・解析チャネル（dual sampling-analysis channels）を備えたDLネットワークを用いたマルチモーダル（multimode mapping）写像によりCASの画像幾何を構築しつつCFDベースの血行力学を学習・予測した；さらに2つの出口での質量流量が文献報告と妥当な一致を示すことによりCFDシミュレーションを検証した。
  • 包括的解析と誤差評価により、本DL戦略はCASの術前・術後における過渡的血流特性と動脈内腔幾何情報の関連を捉え、他法と比べてより多くの臨床データで学習した本モデルは計算コストを約7,200分の1に低減（約7,200倍の高速化）しつつ誤差<12.5%で二つの血行力学的パラメータを予測し流れの可視化でも良好な性能を示し、狭窄部平均流速は術前・術後データセットの双方でCFDと良好に一致した。
  • 本研究はDLに基づく迅速かつ高精度なCAS術前・術後血行力学予測の有用性と意義を示し、外科治療のリアルタイムモニタリングを達成するためにはステント介入などの実手術事象を含むより大規模なデータセットの活用、個別化境界条件の導入、およびDLネットワークの最適化による精度と柔軟性のさらなる向上が必要であることを示唆する。

(003) Fan [4]

📕 書誌情報

Analysis of the wall thickness of intracranial aneurysms: Can computational fluid dynamics detect the translucent areas of saccular intracranial aneurysms and predict the rupture risk preoperatively?

Xin-Xin Fan, Jie-Wen Geng, Chuan He, Peng Hu, Li-Yong Sun, Hong-Qi Zhang

Front Neurol, 2022

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の壁厚解析：計算流体力学は囊状頭蓋内動脈瘤の透見部を術前に検出し、破裂リスクを予測できるか？

💬 AI 要約

  • 目的：頭蓋内動脈瘤表面の透見部（薄壁部）が破裂リスクと関連することから、AnsysのPolyflowモジュールを用いた計算流体力学（CFD）による壁厚シミュレーションが、透見性の検出および術前の破裂リスク・破裂点の予測に有用かを検証した。
  • 方法：顕微鏡下手術を受けた45例48病変の後ろ向き検討として、診療情報・放射線画像・術中画像を収集し、CFDにより動脈瘤壁厚をシミュレーションして、シミュレーション上の壁厚極小点と実際の透見部または破裂点の一致を評価するとともに、壁面積および体積の変化率（IS）、不均一係数（Iδ）、厚さ変化の指標（multiple IBA）と破裂・透見性との関連を解析した。
  • 結果：Polyflowシミュレーションで推定された壁厚の極小点は実動脈瘤表面の透見部または破裂点と一致し、動脈瘤の成長から破裂にかけて壁面積と体積の変化率（IS）の相関は低下傾向を示し、破裂例では未破裂例に比べ不均一係数Iδが高値であった；さらに未破裂例の中でも透見性を有する病変は非透見性病変よりIδが高く、厚さ変化（multiple IBA）がより顕著であった。
  • 結論：Ansys Polyflowを用いたCFDベースの壁厚解析は未破裂動脈瘤の透見性の検出と破裂リスク・破裂点の予測に有用である可能性を示し、術前のリスク層別化と治療戦略立案に資することが示唆された（ClinicalTrials.gov: NCT03133624）。

(004) Yi [7]

📕 書誌情報

Developing an in vitro validated 3D in silico internal carotid artery sidewall aneurysm model.

Hang Yi, Zifeng Yang, Mark Johnson, Luke Bramlage, Bryan Ludwig

Front Physiol, 2022

  • Keywords: computational fluid dynamics (CFD), flow field, hemodynamic behaviors, internal carotid artery sidewall aneurysm (ICASA), particle image velocimetry (PIV)

  • DOI: 10.3389/fphys.2022.1024590

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    • Cited by: 7
    • FWCI: 1.054
    • Citation Percentile: 78.41

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💬 AI 翻訳タイトル

in vitro検証済み3次元in silico内頸動脈側壁動脈瘤モデルの開発

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤（CA）の病態生理の解明に資する患者特異的な in vitro 検証済み3次元 in silico 内頸動脈側壁動脈瘤（ICASA）モデルを開発することを目的とした。
  • 粒子画像流速測定（PIV）と計算流体力学（CFD）により流れ場（流量、正規化速度分布、流線、渦位置）を定量化し、心周期中の代表時相において、動脈瘤嚢近傍の内頸動脈（ICA）入口部と動脈瘤嚢中央部の2領域で比較することでモデルを検証した。
  • その結果、CFDはPIVおよび流量計測と良好に一致し、ICAの体積流量の相対差は0.33%未満、複雑な流れ場を呈する動脈瘤嚢内の平均速度の相対誤差も9.52%未満であったが、壁近傍では3Dプリントモデルの微小な幾何差、動脈壁近傍での光の反射・屈折、および流れ波形の不確かさに起因する小差が認められた。
  • 本検証済みICASAモデルは、脳動脈瘤の病態生理に関与する血行力学因子を統計学的に評価するために活用可能であり、脳動脈瘤に対する血行力学的影響を評価するための代表的モデルおよび指針を他の研究者に提供する。

(005) Liu [15]

📕 書誌情報

Effects of stent shape on focal hemodynamics in intracranial atherosclerotic stenosis: A simulation study with computational fluid dynamics modeling.

Haipeng Liu, Yu Liu, Bonaventure Y M Ip, Sze Ho Ma, Jill Abrigo, Yannie O Y Soo, Thomas W Leung, Xinyi Leng

Front Neurol, 2022

  • Keywords: computational fluid dynamics (CFD), hemodynamics, in-stent restenosis (ISR), intracranial atherosclerotic stenosis (ICAS), low-density lipoprotein (LDL), stent geometry, wall shear stress (WSS)

  • DOI: 10.3389/fneur.2022.1067566

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 15
    • FWCI: 2.561
    • Citation Percentile: 64.81

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈硬化性狭窄におけるステント形状が局所血行動態に及ぼす影響：計算流体力学（CFD）モデリングによるシミュレーション研究

💬 AI 要約

  • 本予備研究の目的は、頭蓋内動脈硬化性狭窄（ICAS）において、形状を手動操作で変化させた複数のステント形状を用いた計算流体力学（CFD）シミュレーションにより、ステント形状と局所血行動態との関連を検討することである。
  • 理想化血管モデル1件とICASの患者特異的モデル4件を構築し、各モデルにおいて拡大型、内側狭小化型、外側狭小化型の3種のステント幾何形状を設定したうえで、理想化モデルと3件の患者特異的モデルでは定常CFD、1件の患者特異的モデルでは3心拍の非定常CFDを実施し、圧力、壁面せん断応力（WSS）、低比重リポ蛋白（LDL）濾過率を算出し、拡大型ステントモデルに対する内側／外側狭小化モデルの絶対差および正規化差（ND＝拡大型モデル値に対する比；いずれも血管壁全体の面積平均）を比較した。
  • その結果、ステント幾何形状間の局所圧力差はすべてのケースで無視し得る水準であり（ND<1%）、一方でWSSおよびLDL濾過率には定常解析でND>20%に達する有意な差が認められ、差異は主にステント隣接部および直下流域に出現し、非定常解析ではLDL濾過率の時間変動がWSSよりも緩やかであった。
  • 以上より、ICASにおいてステント形状は圧力にはほとんど影響しない一方で局所WSSおよびLDL濾過率に影響を及ぼす可能性が示され、これらの血行動態指標の変化がプラーク成長やステント内再狭窄の制御にどの程度関与するかを検証するための今後の研究が求められる。

(006) Veeturi [16]

📕 書誌情報

Hemodynamic Analysis Shows High Wall Shear Stress Is Associated with Intraoperatively Observed Thin Wall Regions of Intracranial Aneurysms.

Sricharan S Veeturi, Tatsat R Patel, Ammad A Baig, Aichi Chien, Andre Monteiro, Muhammad Waqas, Kenneth V Snyder, Adnan H Siddiqui, Vincent M Tutino

J Cardiovasc Dev Dis, 2022 Nov 29

  • Keywords: aneurysm wall characterization, computational fluid dynamics (CFD), intracranial aneurysm, intraoperative video, relative residence time (RRT), wall shear stress (WSS)

  • DOI: 10.3390/jcdd9120424

  • Article

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    • Cited by: 16
    • FWCI: 2.258
    • Citation Percentile: 78.41

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💬 AI 翻訳タイトル

血行動態解析により、頭蓋内動脈瘤の術中観察で確認された薄壁領域が高い壁面せん断応力と関連することが示された

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm; IA）の自然史理解に資するため、術中画像で観察される局所壁外観と計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）により算出した血行力学指標との関係を定量的に特徴づけることである。
  • 15例のIA三次元形状からCFD解析を実施し、術中2次元画像を機械学習で厚（白）、正常（紫～赤紫）、薄/半透明（赤）の壁タイプに分類して三次元表面にマッピングし、動脈瘤全体および局所スケールで壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）、正規化WSS（WSSNorm）、WSSの発散（WSS Divergence; WSSD）、横方向WSS（Transverse WSS）、相対滞留時間（relative residence time; RRT）との関連を統計的に評価した。
  • 薄壁領域は正常および厚い領域と比べてWSS、WSSNorm、WSSD、Transverse WSSが有意に高く、厚い領域は薄い領域よりRRTが有意に高く、これらの傾向は局所スケールでも一貫して観察され、回帰解析ではWSSと薄壁領域に正の相関、WSSDと厚い領域に負の相関が示された。
  • CFDで得た血行力学指標は術中に観察されたIA壁タイプと対応し、特に高いWSSおよびWSSNormが厚壁や正常壁ではなく薄壁領域と持続的に関連することが確認され、この方法論はIAの局所病態と力学環境の連関を示す学術的エビデンスを提供する。

(007) Ho [24]

📕 書誌情報

Tunable Surface Charge Enables the Electrostatic Adsorption-Controlled Release of Neuroprotective Peptides from a Hydrogel-Nanoparticle Drug Delivery System.

Eric Ho, Yaoqi Deng, Dania Akbar, Kevin Da, Myriam Létourneau, Cindi M Morshead, David Chatenet, Molly S Shoichet

ACS Appl Mater Interfaces, 2023 Jan 11

  • Keywords: PLGA, affinity controlled release, central nervous system, electrostatic, hydrogel, nanoparticle, peptide

  • DOI: 10.1021/acsami.2c17631

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    • Cited by: 24
    • FWCI: 1.113
    • Citation Percentile: 37.83

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💬 AI 翻訳タイトル

可変表面電荷によりハイドロゲル–ナノ粒子薬物送達システムからの神経保護ペプチドの電気静的吸着制御放出が可能となる

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、正電荷を帯びた神経保護ペプチドPACAPと負電荷の多乳酸-グリコール酸共重合体（PLGA）ナノ粒子との電気静的相互作用を活用し、ヒアルロナン-メチルセルロース（HAMC）ハイドロゲル複合体中のナノ粒子表面からのPACAP放出を吸着機構により制御しうることを示すとともに、表面電荷およびナノ粒子装填量の調整による放出制御性、計算流体力学（CFD）による予測性、および生体内有効性を検証することである。
  • 方法として、PLGAのpH応答性カルボン酸末端基によりナノ粒子表面電荷を調節し、ハイドロゲル中のナノ粒子装填量と併せてペプチドの吸着・脱離を操作し、さらに循環中のペプチダーゼ認識を遮蔽する安定化アナログAc-[Ala15, Ala20]PACAP-propylamideを含む放出試験、一次培養アストロサイトにおけるインターロイキン-6（IL-6）産生の評価、吸着等温線に基づくCFD放出予測、脳卒中モデルマウス脳内への10日間の局所送達試験を実施した。
  • その結果、ナノ粒子装填量または表面電荷の変更によりPACAPの放出速度は調整可能であり、担体から放出された野生型および安定化PACAPはいずれも一次アストロサイトで神経保護性サイトカインであるIL-6の産生を増加させ、吸着等温線にもとづくCFD予測は実験的放出プロファイルと良好に一致し、複合体は脳卒中モデルマウスの脳内で10日間の局所制御放出を達成した。
  • 以上より、吸着に基づく表面電荷可変型ハイドロゲル–ナノ粒子送達システムはPACAPの中枢神経系への持続的かつ制御された送達を実現し、電荷設計による放出制御戦略とCFDによる予測モデリングを統合した汎用的プラットフォームとして学術的・技術的に有用であることが示された。

(008) MacDonald [6]

📕 書誌情報

Aneurysm Neck Overestimation has a Relatively Modest Impact on Simulated Hemodynamics.

Daniel E MacDonald, Nicole M Cancelliere, Vitor M Pereira, David A Steinman

Cardiovasc Eng Technol, 2023 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤ネック幅の過大推定がシミュレーション血行動態に及ぼす影響は比較的軽微である

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、3D回転血管撮影（3DRA）で生じる脳動脈瘤ネック幅の過大推定が計算流体力学（CFD）由来の血行動態指標に実際にどのような影響を及ぼすかを、高解像度アップサンプリングと勾配強調を用いたセグメンテーション（SURGE）で補正したモデルを用いて体系的に評価することである。
  • 連続60症例からネック誤差が最大であった17例を抽出し、標準のウォータシェッド法とSURGEの双方で3DRAデータをセグメンテーションし、高忠実度の拍動性CFDを実行して、増大や破裂と関連づけられてきた各種スカラー血行動態パラメータを算出し、モデル間での差異と相関を統計学的に比較した。
  • 流れ場および壁面せん断応力（WSS）のパターンは概ね類似していた一方、囊部平均WSSはネック補正後に有意に低下（p=0.0005）しつつネック過大推定モデルとの相関は高値（決定係数R^2=0.98）であり、ジェット衝突（jet impingement）は補正モデルでより集中（p=0.0011）し相関は中等度（R^2=0.61）を示し、速度やWSSの変動指標は有意差はないが相関は低値（R^2<0.4）で、全パラメータで中央値の絶対差は26%未満、かつ50%超の絶対差を示した症例数は各指標で17例中5例を超えなかった。
  • 以上より、ネック幅の過大推定に起因するCFD血行動態の差異は相対的に小さく、ソルバー設定や仮定した流入流量といった他の誤差・不確実性要因と同等またはそれ未満であることが示され、多くのCFD指標はネック過大推定に対して頑健である一方で、ジェット衝突の局在やWSSの大きさには影響が及び得ることが示唆された。

(009) Vandenbulcke [12]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics model to predict the dynamical behavior of the cerebrospinal fluid through implementation of physiological boundary conditions.

Sarah Vandenbulcke, Tim De Pauw, Frank Dewaele, Joris Degroote, Patrick Segers

Front Bioeng Biotechnol, 2022

  • Keywords: cerebral blood vessels, cerebrospinal fluid, cerebrospinal fluid absorption, computational fluid dynamics, intracranial compliance, intracranial pressure, neurological disorders, windkessel model

  • DOI: 10.3389/fbioe.2022.1040517

  • Article

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    • Cited by: 12
    • FWCI: 1.372
    • Citation Percentile: 66.99

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💬 AI 翻訳タイトル

生理学的境界条件の実装により脳脊髄液（CSF）の動的挙動を予測する数値流体力学（CFD）モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、生理学的プロセスを境界条件として実装した三次元数値流体力学（CFD）モデルを構築し、脳脊髄液（CSF）動態に対する各生理学的要因の影響を明らかにし、特にコンプライアンスの総量および分布がCSF圧・流速に及ぼす効果を定量化することである。
  • 流入境界にはCSF産生および動脈・静脈の拍動性容積変化を与え、流出境界にはCSFのコンプライアンスと吸収を表現する2要素Windkesselモデル（2-element Windkessel model）を課し、まず0次元（0D）モデルで総コンプライアンスを調整して生理的な圧変動を得た後、脊髄くも膜下腔（SAS）や中脳水道におけるin vivo流量測定および文献報告の頭蓋内圧（ICP）と比較検証した。
  • 呼吸の影響を含めない場合、コンプライアンス0.17 mL/mmHgで圧変動振幅5 mmHg、平均圧7–15 mmHgの生理的範囲を再現し、モデルの流量は報告値と良好に一致した一方、呼吸を考慮すると同等の圧振幅を維持するためにコンプライアンスを0.51 mL/mmHg（生体内測定範囲0.4–1.2 mL/mmHg）へ増加させる必要があり、さらに4つの出口へのコンプライアンス分配は大後頭孔を含む局所流れを変化させ、各出口でのコンプライアンスの寄与はその流出量に比例し、総コンプライアンスは頭蓋内圧レベルに影響した。
  • 生理学的プロセスに基づく境界条件を組み込んだ本CSF計算モデルは、境界条件をチューニングすることで生理的範囲内の圧および流れを再現でき、CSF動態とコンプライアンスの役割解明に資する基盤を提供する。

(010) Hattori [4]

📕 書誌情報

Impact of blood flow volume in determining the destination of intracardiac thrombi using computational fluid dynamics.

Yorito Hattori, Naoki Tagawa, Masanori Nakamura, Masafumi Ihara

eNeurologicalSci, 2022 Dec

  • Keywords: Atrial fibrillation, Cardioembolic stroke, Case report, Computational fluid dynamics, Intracardiac thrombi

  • DOI: 10.1016/j.ensci.2022.100437

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    • Cited by: 4
    • FWCI: 0.805
    • Citation Percentile: 82.12

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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学を用いた心腔内血栓の到達部位決定における血流量の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、重篤な両側内頸動脈（ICA）領域梗塞例を通じて、心房細動（AF）に伴う心腔内血栓の到達部位が大動脈弓主要分枝への血流量配分により規定され得るかを、患者固有の計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析で検証することであった。
  • 昏睡と四肢麻痺で発症し両側ICA領域梗塞と診断された92歳女性AF例に対し、造影CT血管撮影（CTA）を基に大動脈および大動脈弓主要分枝のCFDモデルを構築し、各分枝の相対的血流量を定量して塞栓移行経路を推定した。
  • CFD解析では右・左総頸動脈（CCA）の血流量が他の大動脈弓分枝より大きく、これは両側のCCA–ICA系のほぼ同時閉塞と広範な両側梗塞（発症4日で致死転帰）という臨床経過と整合した。
  • これらの所見から、大動脈弓分枝の流体力学的特性、なかでも各分枝の血流量シェアが心腔内血栓の分布（到達部位）を規定し得ることが示唆され、患者固有のCFDはAF起因塞栓による分枝閉塞に対する易感受性（susceptibility）の評価に有用となり得る。

(011) Mu [71]

📕 書誌情報

An attention residual u-net with differential preprocessing and geometric postprocessing: Learning how to segment vasculature including intracranial aneurysms.

Nan Mu, Zonghan Lyu, Mostafa Rezaeitaleshmahalleh, Jinshan Tang, Jingfeng Jiang

Med Image Anal, 2023 Feb

  • Keywords: 3D segmentation, Conditional random field, Depth-aware attention gate, Intracranial aneurysm, Multiscale supervision

  • DOI: 10.1016/j.media.2022.102697

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    • Cited by: 71
    • FWCI: 7.964 ⭐
    • Citation Percentile: 72.24

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💬 AI 翻訳タイトル

微分ベースの前処理と幾何学的後処理を備えた注意機構付き残差U-Net：脳動脈瘤を含む血管のセグメンテーションの学習

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤(IA)の境界不明瞭性や脳組織・他動脈との重なりに起因するセグメンテーションの難しさを克服するため、三次元回転血管造影(3DRA)画像からIAと隣接血管を自動抽出する、微分ベースの前処理と幾何学的後処理を統合した注意機構付き残差U-Net(ARU-Net)を開発することである。
  • 提案法はU-Netを基盤とし、(i)境界強調に基づく微分ベース前処理、(ii)各層の長距離スキップ接続に対するアテンションゲート(attention gate)によるIAの視野(FOV)強調、(iii)残差型短距離スキップ接続を用いた深層監督(deep supervision)と収束促進、(iv)デコーダ段での独立予測によるマルチスケール監督、(v)三次元条件付き確率場(3DCRF)と三次元連結成分最適化(3DCCO)による後処理、から構成される。
  • 包括的な実験評価の結果、提案ARU-Netは定量的・定性的に最先端法と同等以上の性能を示し、とりわけIAに連結する小口径血管の同定が改善され、得られたIA形状は患者特異的計算流体力学(CFD)解析において優れた性能を示し、さらにアブレーション実験により上記五つの拡張の有効性が確認された。
  • 本モデルは3DRA画像におけるIAと隣接血管の高精度な自動セグメンテーションを実現し、微小血管を含む血管幾何の忠実な抽出を通じて臨床的な患者特異的CFD解析に資する可能性を示した。

(012) Wickramarachchi [9]

📕 書誌情報

The effect of arterial cannula tip position on differential hypoxemia during venoarterial extracorporeal membrane oxygenation.

Avishka Wickramarachchi, Aidan J C Burrell, Andrew F Stephens, Michael Šeman, Ashkan Vatani, Mehrdad Khamooshi, Jaishankar Raman, Rinaldo Bellomo, Shaun D Gregory

Phys Eng Sci Med, 2023 Mar

  • Keywords: Cannula position, Computational fluid dynamics, Harlequin syndrome, Mixing zone, North–south syndrome, Watershed region

  • DOI: 10.1007/s13246-022-01203-6

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    • Cited by: 9
    • FWCI: 0.78
    • Citation Percentile: 63.65

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💬 AI 翻訳タイトル

静脈-動脈体外膜型人工肺（VA-ECMO）施行時における動脈送血カニューレ先端位置が上半身低酸素血症（differential hypoxemia）に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ネイティブ心拍出とVA-ECMO流の相互作用により生じ得る上半身低酸素血症（differential hypoxemia）に対して、動脈送血カニューレ先端位置が上半身（大動脈弓分枝）への酸素化血流供給に与える影響を検討することである。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）シミュレーションを用い、カニューレ先端位置をP1：総腸骨動脈、P2：腹部大動脈、P3：胸部下行大動脈、P4：大動脈弓の4条件で設定し、心機能障害の程度とVA-ECMO補助率（50%、80%、90%）を変化させて比較した。
  • P4は全ての補助率で大動脈弓分枝への酸素化血を供給できた一方、P1〜P3は最高補助率（90%）の場合にのみ弓分枝へ供給可能であり、同条件下でも腕頭動脈（brachiocephalic artery）へのVA-ECMO酸素化流量はP1〜P3で0.11 L/minにとどまり、P4では0.5 L/minであった。
  • 以上より、動脈送血カニューレ先端を大動脈弓方向へ近位側に進めることで、VA-ECMO流による脳循環（大動脈弓分枝灌流）が増加し、上半身低酸素血症（differential hypoxemia）の軽減に資する可能性が示唆された。

(013) Holmgren [5]

📕 書誌情報

Prediction of cerebral perfusion pressure during carotid surgery - A computational fluid dynamics approach.

Madelene Holmgren, Petter Holmlund, Karen-Helene Støverud, Laleh Zarrinkoob, Anders Wåhlin, Jan Malm, Anders Eklund

Clin Biomech (Bristol), 2022 Dec

  • Keywords: Carotid stenosis, Computational fluid dynamics, Endarterectomy, Ischemic stroke, Magnetic resonance imaging

  • DOI: 10.1016/j.clinbiomech.2022.105827

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.915
    • Citation Percentile: 64.81

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💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈手術中の脳灌流圧の予測—計算流体力学的アプローチ

💬 AI 要約

  • 頸動脈が遮断される頸動脈手術中の低灌流と虚血性脳卒中リスクを回避するには脳灌流圧の維持が重要であり、本研究は頸動脈内膜剥離術における頸動脈遮断時の患者固有の脳灌流圧を計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）で予測する手法を提案・評価することを目的とした。
  • 症候性頸動脈狭窄の22例（73±5歳、59–80歳、男性17例）を対象に、CT血管撮影（CTA）からウィリス動脈輪形状を、4D flow MRIから対応する流量を取得してCFDモデルを構築し遮断時の平均断端圧（stump pressure）を予測して術中測定値と比較し、併せてCTAに基づき同側後交通動脈（posterior communicating artery: PComA）の有無を判定した。
  • 群レベルでは予測断端圧と術中測定断端圧に有意差はなく（−0.5±13 mmHg, P=0.86）両者は相関し（r=0.44, P=0.039）、外れ値2例を除くと相関はr=0.78（P<0.001）に改善し平均差も−1.4±8.0 mmHg（P=0.45）となり、さらに同側PComAが存在する患者では存在しない患者より測定断端圧が高かった（P<0.001）。
  • 断端圧の一致は、頸動脈遮断中の脳灌流圧を予測するうえでCFDアプローチが有望であり、血管治療の術前計画への応用可能性を示唆する。

(014) Rashid [12]

📕 書誌情報

Results of Numerical Modeling of Blood Flow in the Internal Jugular Vein Exhibiting Different Types of Strictures.

Anas Rashid, Syed Atif Iqrar, Aiman Rashid, Marian Simka

Diagnostics (Basel), 2022 Nov 18

  • Keywords: computational fluid dynamics, flow separation, fluid–structure interaction, internal jugular vein, numerical modeling

  • DOI: 10.3390/diagnostics12112862

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 12
    • FWCI: 1.806
    • Citation Percentile: 99.99 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

異なるタイプの狭窄を呈する内頸静脈における血流の数値解析結果

💬 AI 要約

  • 内頸静脈上部にみられるノズル様狭窄の臨床的意義が不明であることから、本研究はそのような狭窄が引き起こす流れの擾乱を解明することを目的とした。
  • COMSOL Multiphysicsを用いた計算流体力学（CFD）により、上流に狭窄を設け下流に柔軟な対称2尖の内頸静脈弁を配置した二次元計算モデルを構築し、弁材料は超弾性として仮定し、上流狭窄率0%、30%、60%、75%の条件を比較した。
  • 上流狭窄がない場合および30%の軽度狭窄では流れはほぼ非擾乱であった一方、60%および75%の高度狭窄では中心線速度の非対称化と逆流・はく離の発生が認められ、モデル全域で流れの非対称性を惹起する渦が持続し、非対称流により弁尖が変形した。
  • これらのCFD結果は、脳から内頸静脈を介する静脈流出障害の主因が内頸静脈上部セグメントの病的狭窄である可能性を示唆するとともに、上部狭窄が内頸静脈弁の病態を増悪させ得ることを示した。

(015) Thewlis [1]

📕 書誌情報

4-dimensional local radial basis function interpolation of large, uniformly spaced datasets.

J Thewlis, D Stevens, H Power, D Giddings, P Gowland, M Vloeberghs

Comput Methods Programs Biomed, 2023 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

大規模一様格子データセットに対する4次元局所放射基底関数（RBF）補間

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、高解像度の医用画像ベロシメトリから得られる一様間隔で複雑かつ時間変動するデータセットから完全な4次元の関数関係を再構成するための補間手法を提供することであり、層流を対象とした4次元の局所放射基底関数（RBF）アルゴリズムの予備的評価を行うことである。
  • 我々は、マルチクアドラティック（multiquadric）RBFとパーティション・オブ・ユニティ（partition of unity）を組み合わせた局所エルミート補間（Local Hermitian Interpolation; LHI）に基づく4次元補間アルゴリズムを提案し、領域を近傍点に限定した一様な局所サブシステムに分割して、既知の4次元解析的データセットおよびCFDベースの層流ファントムで検証したうえで、脳内の脳脊髄液（CSF）速度のMRI計測から得た大規模4次元層流データに適用し、四線形（quad-linear）補間と性能比較を行った。
  • その結果、本手法は四線形（quad-linear）補間に比べて精度が向上し、ロバストで計算効率が高く、ユークリッド空間および時間にわたる高精細な補間を達成し、原データの中間的な時空間位置における過渡的な流れ場と流体境界の移動の4次元再構成において有望な出力を示した。
  • 本研究は、大規模な過渡層流ベロシメトリ・データセットに対する正確で安定かつ効率的な4次元局所RBF補間の実現可能性を示し、局所ステンシルへの領域分割によりRBFの適用点数を限定することで悪条件化や高い計算コストを回避できることを明らかにし、生理学的流れ場（例：脳脊髄液）の理解を通じて診断やドラッグデリバリーへの支援ツールとなる潜在性を示した（今後は多様な流れ場およびCFDシミュレーションとの比較で評価を拡張する）。

(016) Philip [25]

📕 書誌情報

Hemodynamics and bio-mechanics of morphologically distinct saccular intracranial aneurysms at bifurcations: Idealised vs Patient-specific geometries.

Nimmy Thankom Philip, Srinivas Bolem, B J Sudhir, B S V Patnaik

Comput Methods Programs Biomed, 2022 Dec

  • Keywords: Bio-fluid mechanics, Computational fluid dynamics, Fluid structure interaction, Hemodynamics, Intracranial aneurysms, Patient-specific simulations

  • DOI: 10.1016/j.cmpb.2022.107237

  • Article

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    • Cited by: 25
    • FWCI: 3.613 ⭐
    • Citation Percentile: 78.41

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💬 AI 翻訳タイトル

分岐部における形態の異なる囊状脳動脈瘤の血行動態と生体力学：理想化幾何形状と患者特異的幾何形状の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者特異的所見に基づき分岐部囊状脳動脈瘤を球形、蜂巣状（beehive）、梨形に類型化し、理想化モデルと患者特異的幾何形状を対象として、形態学的特徴と血行動態によって規定される動脈壁応力との関係を比較検討することで、破裂に関連する指標の解釈を一般化することである。
  • 方法として、血液をニュートン流体、動脈壁を線形弾性体と仮定し、流体-構造連成（FSI）を考慮した計算流体力学（CFD）解析を商用ソルバで実施し、3種形状に対する血行動態および生体力学的破裂指標を評価し、理想化モデルの所見を対応する患者特異的構成と比較した。
  • 数値解析の結果、梨形では大規模な再循環渦と流れ停滞域が形成され粒子の滞留時間が長く動脈硬化性病変を惹起し得る一方、蜂巣状では囊内への流入が最大となりドームに衝突する集中ジェットにより最大壁せん断応力（MWSS）が高値を示し娘嚢（bleb）形成の素地が示唆され、球形では渦が少なく流れが安定で囊全体にほぼ一様な壁応力分布が観察され血行動態的・生体力学的に安定と示唆された。
  • これらの結果から、患者特異的脳動脈瘤を球形・蜂巣状（beehive）・梨形に分類することは血行動態および生体力学的破裂指標の予測を一般化し得ることを示し、理想化モデルと患者特異的モデルの比較は動脈瘤の形状依存的な血行動態・生体力学的挙動の理解に資することが示唆された。

(017) Han [5]

📕 書誌情報

Biomechanical mechanism of reduced aspiration by the Passy-Muir valve in tracheostomized patients following acquired brain injury: Evidences from subglottic pressure.

Xiaoxiao Han, Qiuping Ye, Zhanao Meng, Dongmei Pan, Xiaomei Wei, Hongmei Wen, Zulin Dou

Front Neurosci, 2022

  • Keywords: Passy-Muir Tracheostomy and Ventilator Swallowing and Speaking Valve (PMV), acquired brain injury, aspiration, subglottic pressure, swallowing biomechanics, tracheostomy

  • DOI: 10.3389/fnins.2022.1004013

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.915
    • Citation Percentile: 80.27

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💬 AI 翻訳タイトル

後天性脳損傷後の気管切開患者におけるPassy-Muirバルブによる誤嚥減少の生体力学的機序：声門下圧に関するエビデンス

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、後天性脳損傷後の気管切開患者において、Passy-Muirバルブ（PMV）介入が誤嚥を減少させる生体力学的機序、とりわけ声門下圧の関与を検証することである。
  • 無作為化単盲検対照試験として、誤嚥を有する気管切開患者20例をPMV介入群と非PMV群に割り付け、介入前後に嚥下造影検査（VFSS）および高解像度マノメトリー（HRM）で嚥下バイオメカニクスを評価し、さらにCT画像から上気道の三次元解剖を再構築して数値流体力学（CFD）シミュレーションにより声門下圧を推定した。
  • その結果、非PMV群と比較してPMV群では鼻咽腔最大圧（VP-Max）および上部食道括約筋弛緩持続時間（UES-RD）が有意に増加し（いずれもP<0.05）、Penetration–Aspiration Scale（PAS）スコアは有意に低下した（P<0.05）；またCFD解析により声門下圧の検出と定量が可能となり、2週間後のPMV群では非PMV群に比べて声門下圧が有意に上昇した（P<0.001）。
  • 以上より、PMVはVP-MaxとUES-RDを改善し誤嚥を減少させることが示され、その作用機序として声門下圧の再構築（remodeling）が関与する可能性が示唆された。

(018) Souche [15]

📕 書誌情報

High-fidelity fluid structure interaction simulations of turbulent-like aneurysm flows reveals high-frequency narrowband wall vibrations: A stimulus of mechanobiological relevance?

Alban Souche, Kristian Valen-Sendstad

J Biomech, 2022 Dec

  • Keywords: Aneurysm wall vibration, Cerebral aneurysm, Flow instabilities, Fluid structure interaction

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2022.111369

  • Article

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    • Cited by: 15
    • FWCI: 2.258
    • Citation Percentile: 78.41

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💬 AI 翻訳タイトル

高忠実度流体–構造連成シミュレーションにより乱流様(turbulent-like)動脈瘤内血流に高周波・狭帯域の壁振動が認められた：メカノバイオロジー上の関連性をもつ刺激か？

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、近年の高忠実度・高解像度CFDで報告された乱流様(turbulent-like)動脈瘤内血流に伴う高周波圧力変動が動脈瘤壁振動を惹起しうるという仮説を検証し、その力学的特徴と学術的意義を明らかにすることである。
  • 乱流様流れを呈することが既報の3次元患者特異的モデルを用い、血流とコンプライアンスの高い動脈瘤嚢壁との完全連成・高忠実度・非定常FSI(fluid–structure interaction)シミュレーションを1秒あたり5,000タイムステップで実行し、速度・圧力・壁変形の周波数特性を解析した。
  • 流速変動は約160 Hzまでエネルギーが滑らかに連続的に減衰するスペクトルを示し、圧力変動は約30、130、210 Hzに特徴的な周波数ピークを呈し、圧力と壁変形の間には強い双方向連成が認められた一方、壁変形の周波数スペクトルは類似の特徴を保ちつつ約120 Hzに狭帯域ピークを示し、部位により振幅は最大80 μmに達した。
  • これらの流体の物理は臨床で報告される乱流様流れと整合し、壁の物理も動脈瘤患者で報告されるスペクトルピークと一致することから、壁振動は多くの動脈瘤に広範に存在しうると示唆され、さらに内皮細胞を欠くことが少なくない病的血管としての動脈瘤壁では、壁内の振動および応力が血管壁病態のメカノバイオロジー(mechanobiology)に関与しうるとの仮説を提起する。

(019) Hong [7]

📕 書誌情報

Flow patterns in the venous sinus of pulsatile tinnitus patients with transverse sinus stenosis and underlying vortical flow as a causative factor.

Zhenxin Hong, Xin Liu, Heyu Ding, Pengfei Zhao, Shusheng Gong, Zhenchang Wang, Dhanjoo Ghista, Jinsong Fan

Comput Methods Programs Biomed, 2022 Dec

  • Keywords: CFD, Hemodynamics, Intracranial hypertension, Laminar flow, Pulsatile tinnitus (PT), Transverse sinus stenosis (TSS), Transverse venous sinus, Turbulent flow, Vorticity

  • DOI: 10.1016/j.cmpb.2022.107203

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    • Cited by: 7
    • FWCI: 1.078
    • Citation Percentile: 78.86

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💬 AI 翻訳タイトル

横静脈洞狭窄を伴う拍動性耳鳴患者における硬膜静脈洞内の流れパターンと、原因因子としての潜在的渦流

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、拍動性耳鳴（PT）患者に高頻度で認められる横静脈洞狭窄（TSS）に伴う硬膜静脈洞内の渦流の分布と強度を患者個別の血行動態解析により明らかにし、PT発症への影響を検討することである。
  • 磁気共鳴画像法（MRI）に基づく患者個別形状を用いた数値流体力学（CFD）により、16例のPT患者の静脈洞内血流を層流および乱流モデルの双方で計算し、流線と圧力分布を取得するとともに、横静脈洞—S状静脈洞接合部の再循環域における流れパターンを解析し、さらに解剖学的・血行動態パラメータの回帰解析に基づく乱流評価モデルを提案した。
  • 相関解析の結果、横静脈洞の狭窄が静脈洞局所の血行動態変化の主因であり、渦度が狭窄の重症度を示す主要指標となり得ることが示され、渦度は狭窄部最大速度（stenotic maximum velocity: SMV）と有意に相関した（r=0.282, p=0.004）；また、流れおよび解剖学的変数から渦度を予測する乱流渦予測モデル（turbulence eddy prediction: TEPモデル）を構築したところ、流れに基づく渦度と高い相関を示した（r=0.809, p=0.009）。
  • TSS下流における渦度（渦度およびMVV（MVV）による定量）の定量化は、横静脈洞—S状静脈洞における乱流エネルギーの指標となり得、PT関連TSSの機能的評価に資する血行動態マーカーとなる可能性が示された。

(020) Pradakis [2]

📕 書誌情報

Computational Study of Magnetic Particle Motion inside the Nasal Cavity under the Impact of an External Magnetic Field for Biomedical Applications.

Nikolaos Pradakis, Nikolaos Maniotis, Theodoros Samaras

Micromachines (Basel), 2022 Oct 24

  • Keywords: computational fluid dynamics, magnetic particles, magnetophoretic guidance, nasal cavity, neurological diseases, targeted drug delivery

  • DOI: 10.3390/mi13111816

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.173
    • Citation Percentile: 45.53

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💬 AI 翻訳タイトル

生体医療応用に向けた外部磁場の影響下における鼻腔内磁性粒子運動の計算的研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血液脳関門(BBB)が薬物集積を阻むという課題と、鼻腔の複雑形状と滞留時間により流体力学のみでは嗅上皮からの取り込みが乏しいという制約を踏まえ、外部磁場で制御する磁性粒子を用いた鼻脳経路の薬物送達の有効性を計算的に評価することである。
  • 半径7.5 μmの磁鉄鉱(マグネタイト)粒子を薬物担体とし、磁化9.5×10^5 A/mのネオジム-鉄-ホウ素(NdFeB)永久磁石による外部磁場を印加した条件下で鼻腔内の粒子運動を計算機シミュレーションにより解析し、複数の送達プロトコルを検討した。
  • 解析の結果、本検討で最良と判断された送達プロトコルでは薬物送達効率が2%に達した。
  • 本アプローチは絶対的な効率は高くないものの、複雑な装置を必要としない簡潔な設計により携帯性が高く、頻回投与や在宅投与にも適用しやすいことから、磁場誘導型の鼻脳薬物送達の実装可能性を示す。

(021) Akiyama [8]

📕 書誌情報

Folic acid inhibits 5-methyltetrahydrofolate transport across the blood-cerebrospinal fluid barrier: Clinical biochemical data from two cases.

Tomoyuki Akiyama, Ichiro Kuki, Kiyohiro Kim, Naohiro Yamamoto, Yumi Yamada, Kazuya Igarashi, Tomohiko Ishihara, Yuya Hatano, Katsuhiro Kobayashi

JIMD Rep, 2022 Nov

  • Keywords: 5‐formyltetrahydrofolic acid, Kearns‐Sayre syndrome, cerebral folate deficiency, folate receptor 1, folinic acid, methylenetetrahydrofolate reductase deficiency

  • DOI: 10.1002/jmd2.12321

  • Article

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    • Cited by: 8
    • FWCI: 1.776
    • Citation Percentile: 99.99 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

葉酸は血液-脳脊髄液関門における5-メチルテトラヒドロ葉酸（5MTHF）輸送を阻害する：2症例の臨床生化学データ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳葉酸欠乏症（cerebral folate deficiency; CFD）において、葉酸（folic acid; FA）が血液-脳脊髄液関門を介する5-メチルテトラヒドロ葉酸（5MTHF）輸送を阻害するという仮説を検証することである。
  • 方法として、ケルンズ・セイヤー症候群（Kearns–Sayre syndrome; KSS）患者とMTHFR C677T多型ホモ接合体患者の2例において、葉酸補充療法の前後で脳脊髄液（CSF）および血清の5MTHF濃度を測定し、さらに葉酸非補充の小児症例から得たCSFおよび血清の参照データと比較解析した。
  • 両症例とも治療前にCSF 5MTHFは低値であり、高用量FA投与ではCSF 5MTHFは正常化せず、未代謝のFAの出現によるものと考えられる血清総葉酸と5MTHF濃度の解離がみられた；KSS症例ではフォリン酸（folinic acid）の追加でもCSF 5MTHF低値は改善せずFA中止により正常化し、MTHFR C677T症例ではFA用量の最小化によりCSF 5MTHFが正常化しCSF/血清5MTHF比が上昇した。
  • これらの臨床生化学的所見は、過剰なFA補給が血液-脳脊髄液関門を介する5MTHF輸送を障害することを示唆し、CFD治療ではFAの使用を避け、（5MTHF合成障害例では）フォリン酸または5MTHFの補充を優先すべきであることを支持するとともに、小児600例に基づくCSF 5MTHF濃度の基準値を提供する。

(022) Simgen [2]

📕 書誌情報

Treatment of Wide-Necked Cerebral Aneurysms Using the WEB Device Including Flow Alteration Assessment With Color-Coded Imaging: A Single Center Experience.

Andreas Simgen, Annabelle Weyrich, Philipp Dietrich, Safwan Roumia, Ruben Mühl-Benninghaus, Umut Yilmaz, Wolfgang Reith, Michael Kettner

World Neurosurg X, 2023 Jan

  • Keywords: 2D, 2-dimensional, BOSS, Beaujon Occlusion Scale Score, CFD, Computational fluid dynamics, Cerebral aneurysm, DSA, Digital subtraction angiography, ID, Intensity decrease, ID-R, Intensity decrease ratio, PI, Peak intensity, PI-D, Peak intensity delay, PI-R, Peak intensity ratio, ROI, Region of interest, Syngo iFlow, TDC, Time density curve, TTP, Time to peak, WEB, WEB, Woven EndoBridge, mRS, Modified Rankin scale

  • DOI: 10.1016/j.wnsx.2022.100143

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.301
    • Citation Percentile: 45.58

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💬 AI 翻訳タイトル

Woven EndoBridge（WEB）デバイスを用いた広頸脳動脈瘤の治療とカラーコード画像（syngo iFlow）による血流変化評価：単施設経験

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、Woven EndoBridge（WEB）デバイスによる未破裂広頸脳動脈瘤の治療成績を単施設で検証し、カラーコード血管造影解析であるsyngo iFlowを用いた定量指標により瘤内血行動態変化を評価して、動脈瘤閉塞の予測能を検討することである。
  • 2016〜2020年にWEBで治療した未破裂脳動脈瘤を後ろ向きに解析し、動脈瘤閉塞と合併症を評価するとともに、デジタル・サブトラクション血管造影（DSA）後にsyngo iFlowで流出低下指標（ID-R）および流入低下指標（PI-R, PI-D）などの定量パラメータを算出した；26例（26動脈瘤）が適格で、追跡は21例に平均7.3±6.3か月実施され、前方循環71.4%、後方循環28.6%であった。
  • 十分な動脈瘤閉塞は85.7%（n=18）に達し、iFlowにおける流出低下（ID-R）は流入低下（PI-RおよびPI-D）と有意に異なった（P<0.001）が、これらのパラメータは十分閉塞群と不十分閉塞群で有意差を示さず、不十分閉塞ではID-Rが低い傾向（P=0.063）がみられ、治療関連の罹患・死亡は認めなかった。
  • WEBデバイスによる血行動態変化は瘤からの流出を流入よりも強く抑制し、syngo iFlowパラメータは十分な動脈瘤閉塞を予測する指標としての潜在的有用性を有することが示唆された。

(023) Hu [5]

📕 書誌情報

Risk factors for the rupture of mirror middle cerebral artery aneurysm using computer-assisted semiautomated measurement and hemodynamic analysis.

Sheng-Qi Hu, Ru-Dong Chen, Wei-Dong Xu, Jia-Sheng Yu

J Stroke Cerebrovasc Dis, 2022 Dec

  • Keywords: Aneurysm size, Middle cerebral artery, Mirror aneurysm, Neck diameter, Oscillatory shear index, Risk factors

  • DOI: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2022.106841

  • Article

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.753
    • Citation Percentile: 63.14

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💬 AI 翻訳タイトル

コンピュータ支援半自動計測および血行力学解析を用いた鏡像中大脳動脈瘤の破裂危険因子

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、コンピュータ支援半自動計測（computer-assisted semiautomated measurement: CASAM）および計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析を用いて、鏡像中大脳動脈（MCA）動脈瘤における形態学的・血行力学的破裂危険因子を同定することである。
  • 40対の鏡像MCA動脈瘤を対象とする後ろ向き研究として、破裂群と未破裂群に分類し、17の形態学的指標と9の血行力学的指標を計測したうえで、対応のあるt検定またはウィルコクソンの符号付順位検定により群間差を評価し、多変量条件付きロジスティック回帰で独立因子を抽出し、受信者動作特性（Receiver Operating Characteristic: ROC）曲線から曲線下面積（AUC）とカットオフ値を算出した。
  • 破裂・未破裂間で複数の形態学的・血行力学的指標に有意差を認め、多変量解析ではサイズの増大（オッズ比[OR]=9.807, p=0.003）、頸部径の小さいこと（OR=0.285, p=0.018）、および最大振動性せん断指数（oscillatory shear index: OSI）（OR=0.000001, p=0.046）が破裂と独立に関連し、AUCはサイズ0.794、頸部径0.695、最大OSI 0.701、カットオフ値はそれぞれ6.30、5.07、0.356437であった。
  • 以上より、形態学および血行力学はMCA動脈瘤の破裂リスク予測に有用であり、より大きいサイズ、より小さい頸部径、ならびに最大OSIの上昇が独立した破裂危険因子として実践的なリスク評価に資することが示された。

(024) Pan [11]

📕 書誌情報

Axons-on-a-chip for mimicking non-disruptive diffuse axonal injury underlying traumatic brain injury.

Xiaorong Pan, Jie Li, Wei Li, Haofei Wang, Nela Durisic, Zhenyu Li, Yu Feng, Yifan Liu, Chun-Xia Zhao, Tong Wang

Lab Chip, 2022 Nov 22

💬 AI 翻訳タイトル

外傷性脳損傷の基盤となる非破壊性（non-disruptive）びまん性軸索損傷を模倣するAxons-on-a-chip

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、医用画像法の時空間分解能の限界により未解明であった、一過性の機械的インパクトにより一次軸索損傷がどのように誘発されるかを解明するために、びまん性軸索損傷（DAI）を模倣し瞬時の細胞内応答を観測可能なAxons-on-a-chip（AoC）モデルを確立することである。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）とマイクロ流体デバイス技術を統合し、軸索横断方向に精密制御したフラックス（flux）を注入してDAIを惹起し、高解像度ライブ顕微鏡下で時系列計測と定量解析を行った。
  • 注入フラックスの流速とDAI重症度との間に明確な相関を示し、フラックス印加中にCa2+サージを伴う局所性軸索膨隆（focal axonal swelling: FAS）が動的に形成され、さらにフラックス後には軸索細胞骨格の周期的破綻が迅速に生じ、これらの即時性傷害応答はフラックスが印加された軸索に空間的に限定され急性期の神経細胞全体の生存性には影響しなかった。
  • 高解像度ライブイメージングに適合するAoCは、DAIの初期機序を同定するための汎用性の高い実験系を提供し、外傷性脳損傷（TBI）を軽減する有効な治療法のスクリーニング・プラットフォームとしての有用性を示した。

(025) Sawyer [6]

📕 書誌情報

Effect of Blood Transfusion on Cerebral Hemodynamics and Vascular Topology Described by Computational Fluid Dynamics in Sickle Cell Disease Patients.

Russell P Sawyer, Sirjana Pun, Kristine A Karkoska, Cherita A Clendinen, Michael R DeBaun, Ephraim Gutmark, Riccardo Barrile, Hyacinth I Hyacinth

Brain Sci, 2022 Oct 18

💬 AI 翻訳タイトル

鎌状赤血球症患者における輸血が脳血行動態と血管トポロジー(topology)に及ぼす影響：計算流体力学(CFD)による評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学(CFD)を用いて、顕在・潜在の血管構築が鎌状赤血球症(SCD)における脳血管疾患リスクに寄与する程度を検討し、さらに慢性赤血球(cRBC)輸血などの治療に対する反応機序を解明可能であることを実証することであった。
  • SIT試験に参加した小児SCD 10例（輸血群5、経過観察群5）のベースライン、ランダム化前、研究終了時のMRAから頭蓋内内頸動脈と分枝の幾何を3D Slicerで再構築し、内頸動脈頭蓋内起始部から中大脳動脈分岐直後（約0.25インチ）までを切り出してAnsys 2021R2/2022R1に取り込み、層流の時間依存流シミュレーションを行い、時間平均流速(TAMV)、壁せん断応力(WSS)、血管蛇行度の変化を群間で比較するとともに、登録時のTAMVと経頭蓋ドプラ(TCD)平均流速の相関を評価した。
  • 登録時のTAMVとTCD平均流速との相関は認められず、TAMV、WSS、蛇行度の変化にも輸血群と観察群で有意差はなかった一方、神経血管アウトカムを呈した3例中2例（いずれもTIA）ではWSSとTAMVが異常であり、残る1例は無症候性脳梗塞であった。
  • 本概念実証研究は、MRA画像に基づくCFDアプローチがSCDの血管トポロジー(topology)と血行動態を評価しうること、ひいては脳血管リスク層別化や治療効果理解の支援ツールとなり得ることを示し、今後はより大規模なサンプルでの検証により一層堅牢な結論を得る必要がある。

(026) Huang [4]

📕 書誌情報

Increased Proximal Wall Shear Stress of Basilar Artery Plaques Associated with Ruptured Fibrous Cap.

Ruiyun Huang, Hongbing Chen, Chenghao Li, Chaowei Lie, Zhihua Qiu, Yongjun Jiang

Brain Sci, 2022 Oct 17

  • Keywords: basilar artery, computational fluid dynamics, high resolution MRI, rupture of fibrous cap, wall shear stress

  • DOI: 10.3390/brainsci12101397

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 4
    • FWCI: 0.732
    • Citation Percentile: 80.27

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💬 AI 翻訳タイトル

脳底動脈プラークにおける近位部壁面せん断応力の増加は線維性被膜破綻と関連する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳底動脈プラークにおける線維性被膜（fibrous cap）破綻と血行力学的指標との関連、とくに狭窄近位部の壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）の役割を検討することである。
  • 50–99%の狭窄を有する脳底動脈プラーク患者をスクリーニングし（n=176）、高分解能MRIで線維性被膜の完全性を評価するとともに、MR血管撮影（MRA）に基づく計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）モデルを構築してWSSおよび血流速度を算出した。
  • 高分解能MRIで35例の線維性被膜破綻を同定し、破綻は脳底動脈領域の急性梗塞と有意に関連した（27/35 vs 96/141, p<0.05）；さらに、狭窄近位部のWSSは破綻と正の関連を示し（オッズ比 1.564、95%信頼区間 1.101–2.222、p=0.013）、破綻を示唆するWSSの閾値は4.84 Paであった（ROC曲線下面積 0.732、p=0.008、95%信頼区間 0.565–0.899）。
  • 以上より、狭窄近位部におけるWSSの増加は脳底動脈プラークの線維性被膜破綻と関連しており、WSSは後方循環脳梗塞のハイリスク病変の同定に資する血行力学的バイオマーカーとなり得ることが示唆された。

(027) Otaki [1]

📕 書誌情報

Intra-aneurysmal embolization for subarachnoid hemorrhage due to rupture of an aneurysm located at the anterior spinal artery and vertebral artery: illustrative case.

Yu Otaki, Azusa Yonezawa, Kaie Kagoshima, Takaaki Yoshida, Shinya Kohyama, Yuhei Yoshimoto

J Neurosurg Case Lessons, 2022 Oct 24

  • Keywords: computational fluid dynamics, endovascular, intracranial subarachnoid hemorrhage, vertebral artery–anterior spinal artery aneurysm

  • DOI: 10.3171/CASE22350

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.151
    • Citation Percentile: 45.58

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💬 AI 翻訳タイトル

椎骨動脈-前脊髄動脈（VA-ASA）部動脈瘤破裂によるくも膜下出血に対する動脈瘤内コイル塞栓術：症例提示

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、きわめて稀な椎骨動脈-前脊髄動脈（VA-ASA）動脈瘤破裂に対し、再破裂予防と前脊髄動脈（ASA）温存を両立させた急性期動脈瘤内コイル塞栓術の実施可能性を症例で示すことである。
  • WFNSグレードIIのくも膜下出血を呈した54歳男性のVA-ASA動脈瘤に対し、再破裂予防と穿通枝温存を目的に血管内治療を選択し、蒸気成形（steam forming）によるカテーテル形状最適化を行ったうえで、ASA温存を意図した部分塞栓を施行した。
  • 治療後は再出血を認めず、術後16日目の血管撮影で頸部残存を伴いながらも動脈瘤内血栓化とASA血流の温存を確認し、患者はmodified Rankin Scale 0で自宅退院した。
  • 適切なデバイス選択とカテーテル形状（geometry）の設計により、破裂VA-ASA動脈瘤の急性期コイル塞栓術は安全かつ良好な転帰を得られ、慎重なフォローアップのもとで有用な治療選択肢となり得る。

(028) Charles [6]

📕 書誌情報

Multimodal imaging approach for the diagnosis of intracranial atherosclerotic disease (ICAD): Basic principles, current and future perspectives.

Jude Hassan Charles, Sohum Desai, Axler Jean Paul, Ameer Hassan

Interv Neuroradiol, 2024 Feb

  • Keywords: ICAD, ICAD management, intracranial atherosclerotic disease, intracranial disease diagnostic, neuroimaging

  • DOI: 10.1177/15910199221133170

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    • Cited by: 6
    • FWCI: 0.343
    • Citation Percentile: 31.57

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈硬化性疾患（ICAD）診断における多モダリティ画像診断アプローチ：基本原理、現状と将来展望

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈硬化性疾患（ICAD）の診断に用いられる多様な画像モダリティの基本原理、近年の進歩、およびICAD管理における意義を総説することである。
  • Google Scholar、PubMed/Medline、EMBASE、Scopus、ClinicalTrials.gov、Cochrane Libraryを検索し、「imaging modalities in ICAD」「ICAD diagnostic」「Neuroimaging of ICAD」「Evaluation of ICAD」等の語を用いた文献レビューを実施し、各モダリティの原理・利点・限界を要約・比較した結果、計144報を同定して精読した。
  • ICAD診断で広く用いられるデジタルサブトラクション血管造影（DSA）、CT血管撮影（CTA）、MR血管撮影（MRA）、経頭蓋ドプラ（TCD）はいずれも一定の精度と特長・限界を有し、新規モダリティである血管壁イメージング（VWI）、血管内超音波（IVUS）、光干渉断層法（OCT）、灌流強調画像（PWI）、計算流体力学（CFD）は血管壁形態、プラーク特性、血流動態の詳細情報を提供して治療指針の策定に資し、症例に応じたモダリティ併用の有用性やバーチャルヒストロジー（virtual histology）等の解析ソフトウェアの将来性も示された。
  • 結論として、ICADは再発性虚血性脳卒中の主要原因であり、内科的および／または手技的治療が適応となるが、特定の臨床状況では二つ以上のモダリティの併用が管理上不可欠であり、画像技術とソフトウェアの継続的発展により、より個別化され低侵襲で満足な転帰を志向する診療が実現すると期待される。

(029) Zhang [5]

📕 書誌情報

Sub-satisfactory recanalization of severe middle cerebral artery stenoses can significantly improve hemodynamics.

Kun Zhang, Wei Ren, Tian-Xiao Li, Zi-Liang Wang, Bu-Lang Gao, Jin-Chao Xia, Hui-Li Gao, Yong-Feng Wang, Jian-Jun Gu

Front Cardiovasc Med, 2022

  • Keywords: arterial stenosis, endovascular recanalization, hemodynamics, middle cerebral artery, stent angioplasty

  • DOI: 10.3389/fcvm.2022.922616

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.915
    • Citation Percentile: 80.27

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💬 AI 翻訳タイトル

中大脳動脈重度狭窄における十分ではない（sub-satisfactory）再開通は血行動態を有意に改善し得る

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、中大脳動脈（MCA）M1部の高度狭窄に対する十分ではない（sub-satisfactory）ステント再開通が血行力学的ストレスに及ぼす影響を検討することである。
  • 高度M1狭窄に対して血管内ステント血管形成術を受けた患者を後ろ向きに登録し、術前後の三次元デジタルサブトラクション血管撮影（3D-DSA）から構築した形状に基づき、狭窄部および近位・遠位の正常血管セグメントにおける血行力学的指標を数値流体力学（CFD）解析した。
  • 51例（狭窄長5.1–12.8 mm、平均9±3.3 mm）で手技成功率は100%であり、狭窄率は術前87.5±9.6%から術後31.4±12.5%へ有意に低下し（残存狭窄15–30%、平均22.4±3.5%）、術前は近位正常部で全圧が高く壁面せん断応力（WSS）・流速・渦度が低く、遠位正常部では全圧・WSS・流速・渦度がいずれも狭窄部より低かったのに対し、十分ではない（sub-satisfactory）再開通後には近位・遠位および穿通枝起始部の血行力学的指標が改善し、仮想狭窄除去（virtual stenosis removal）後と同等の水準に近づいた。
  • 以上より、中大脳動脈重度狭窄では完全再開通に至らなくとも、十分ではない（sub-satisfactory）再開通により狭窄部位の脳灌流に資する血行動態が有意に改善することが示された。

(030) Yi [32] ⭐

📕 書誌情報

Hemodynamic characteristics in a cerebral aneurysm model using non-Newtonian blood analogues.

Hang Yi, Zifeng Yang, Mark Johnson, Luke Bramlage, Bryan Ludwig

Phys Fluids (1994), 2022 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

非ニュートン性血液模擬流体を用いた脳動脈瘤モデルにおける血行動態特性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、非ニュートン性の血液模擬流体（blood analogue）を用いて脳動脈瘤（cerebral aneurysm; CA）における血行動態特性を推定する、実験的に検証された計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）モデルを構築することである。
  • まず、4種類の温度条件下でせん断速度に依存する血液粘度を測定し血液模擬流体の参照データを得たうえで、そのアナログ流体を用いて脳動脈瘤モデル内の流れを粒子画像流速計測（particle image velocimetry; PIV）により定量化し、実験と同一の流体物性を設定したCFD計算を実施してPIV結果と比較し、さらに検証済みCFDを用いて簡略化ニュートン流体モデルと非ニュートン流体モデルの血行動態指標を比較した。
  • 提案した非ニュートン粘度モデルは温度およびせん断速度の変化に対する血液のせん断薄化特性を高精度に再現し、血液模擬流体に基づく別の粘度モデルも血液のレオロジー特性を良好に表現したうえ、流れ場の比較ではPIVとCFDの一致が良好であり、開発したCFDモデルの妥当性が示された；さらに動脈壁上の壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）と振動せん断指数（oscillatory shear index; OSI）の分布に関しては、ニュートン流体と非ニュートン流体の絶対値の差は小さかった。
  • しかし、簡略化ニュートンモデルは瘤嚢部の多くの領域でWSSおよびOSIを過小評価し、さらに瘤嚢表面における高OSI領域の同定を誤らせるため、脳動脈瘤の病態生理に関する血行動態評価をミスリードする可能性がある。

(031) Miyata [7]

📕 書誌情報

Predicting the growth of middle cerebral artery bifurcation aneurysms using differences in the bifurcation angle and inflow coefficient.

Takeshi Miyata, Hiroharu Kataoka, Kampei Shimizu, Akihiro Okada, Takanobu Yagi, Hirotoshi Imamura, Masaomi Koyanagi, Ryota Ishibashi, Masanori Goto, Nobuyuki Sakai, Taketo Hatano, Masaki Chin, Koichi Iwasaki, Susumu Miyamoto

J Neurosurg, 2023 May 01

  • Keywords: bifurcation configuration, computational fluid dynamics, growth and rupture, intracranial aneurysm, vascular disorders

  • DOI: 10.3171/2022.8.JNS22597

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    • Cited by: 7
    • FWCI: 1.054
    • Citation Percentile: 78.41

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💬 AI 翻訳タイトル

分岐角および動脈瘤流入率係数の差異に基づく中大脳動脈分岐部動脈瘤の増大予測

💬 AI 要約

  • 本縦断研究の目的は、経過観察期間中に増大する中大脳動脈（MCA）分岐部嚢状動脈瘤の予測に資する、破裂前の形態学的および血行力学的特徴を明らかにすることである。
  • 2011–2019年に2年以上追跡されたMCA M1–M2分岐部動脈瘤患者102例のうち適格な83例を後ろ向きに解析し、増大型（イベント群）とサイズ不変（対照群）で、形態学的指標（頸部長、ドーム高、アスペクト比、体積、M1/M2径とその比、M1・M2・動脈瘤間の角度構成）および血行力学的指標（各部位の流量、壁せん断応力、ならびに動脈瘤流入率係数[Aneurysmal Inflow Rate Coefficient; AIRC＝動脈瘤流入率/M1流量]）を比較し、両者の相関も検討した。
  • 中央値48.5か月の追跡、中央値年齢66.9歳のコホートにおいて、年齢とAIRCはいずれも動脈瘤増大の有意な独立予測因子であり、AIRCは鋭い分岐角および流入角、ならびにM1–M2間のより広い傾斜角と強く関連していた。
  • AIRCはMCA分岐部動脈瘤の増大に対する独立予測因子であり、鋭い流入/分岐角と大きいM1–M2傾斜角という分岐形態はAIRCを高めうることから、幾何形状に規定される血行力学機序を介して増大ひいては破裂に脆弱な病変の同定に資する。

(032) Wei [1]

📕 書誌情報

Assessing rupture risk by hemodynamics, morphology and plasma concentrations of the soluble form of tyrosine kinase receptor Axl in unruptured intracranial aneurysms.

Jie Wei, Yifan Xu, Chenhan Ling, Liang Xu, Ganggui Zhu, Jinghua Jin, Chenbin Rong, Jianping Xiang, Jing Xu

Clin Neurol Neurosurg, 2022 Nov

  • Keywords: Computational geometry, Fluid dynamics, Hemodynamic variables, Tyrosine kinase receptor Axl, Unruptured intracranial aneurysms

  • DOI: 10.1016/j.clineuro.2022.107451

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.151
    • Citation Percentile: 45.58

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂脳動脈瘤における血行動態・形態学的指標およびチロシンキナーゼ受容体Axl可溶型（sAxl）血漿濃度による破裂リスク評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、形態学的指標、血行動態パラメータ、およびチロシンキナーゼ受容体Axlの可溶型（sAxl）の血漿濃度と未破裂脳動脈瘤の破裂リスクとの関連を解明し、リスク評価への寄与を検証することを目的とした。
  • 後ろ向きに39例を登録し、PHASESスコアで破裂リスク低・高群に分類した上で、酵素免疫測定法（ELISA）により血漿sAxl濃度を測定し、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）で形態学的・血行動態パラメータを算出し、単変量解析、p<0.05の変数を用いたロジスティック回帰、ならびに受信者動作特性（receiver operating characteristic; ROC）曲線で感度・特異度を評価した。
  • 高リスク群ではサイズ比（size ratio; SR）が大きく（p=0.023）、正規化壁せん断応力（normalized wall shear stress; WSS）が低く（p=0.020）、血漿sAxl濃度が高値［8.47±4.43 vs 5.37±3.21 ng/mL, p=0.016］であり、二項ロジスティック回帰ではsAxlが独立した高リスク規定因子で（オッズ比1.41、95%信頼区間1.08–1.83、p=0.011）、sAxl＋SR＋WSSの組合せは破裂リスク予測で最高の曲線下面積（AUC）0.849を示した。
  • 未破裂脳動脈瘤の破裂高リスクは大きいSR、低いWSS、および高い血漿sAxl濃度と関連し、sAxl・SR・WSSの統合により破裂リスク推定の精度向上が期待されることが示唆された。

(033) Rafiei [8]

📕 書誌情報

Aneurysm geometric features effect on the hemodynamic characteristics of blood flow in coronary artery: CFD simulation on CT angiography-based model.

Ashkan Rafiei, Maysam Saidi

Med Biol Eng Comput, 2022 Dec

  • Keywords: Atherosclerosis, Coronary artery aneurysm, Hemodynamics, Oscillatory shear index, Thrombosis, Wall shear stress

  • DOI: 10.1007/s11517-022-02676-z

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    • Cited by: 8
    • FWCI: 1.828
    • Citation Percentile: 82.71

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💬 AI 翻訳タイトル

冠動脈における血行力学特性に対する動脈瘤幾何学的特徴の影響：CTアンギオグラフィに基づくモデルを用いたCFDシミュレーション

💬 AI 要約

  • 本数値研究の目的は、左冠動脈（LCA）内の血行力学条件に対して動脈瘤の幾何学的特徴が及ぼす影響を評価することである。
  • CTアンギオグラフィ（CTA）由来の解剖学的モデルを用いた計算流体力学（CFD）解析を二部構成で実施し、(I) 三つの症例で分岐部の拡張サイズを三段階に変化させ、(II) 左回旋枝（LCx）に紡錘状動脈瘤を近位（P1）または遠位（P2）に配置した三つの症例について、流線・速度コンター、壁せん断応力（Wall Shear Stress; WSS）、Oscillatory Shear Index（OSI）、Relative Residence Time（RRT）に基づき、形態学的特徴と動脈硬化・血栓形成との関連を定量的・定性的に評価した。
  • 分岐部の拡張が大きいモデルほど分岐部の時間平均壁せん断応力（Time-Averaged Wall Shear Stress; TAWSS）は低下し、特定の拡張サイズでは別のサイズより約18–24%、正常（非拡張）モデルより約74–81%低下したうえ、小さい拡張では再循環が減少して血栓形成リスクが低下し、LCxにおける動脈瘤位置の影響としては症例4でP1がP2より16.4%低く、症例5・6ではP1がそれぞれ約16.3%および12.5%高く、さらに動脈瘤前の曲率を含むLCAの複雑形状が動脈瘤内血行力学に顕著な影響を与えた。
  • 症例数は限られるものの、本研究はLCAにおける動脈瘤の形態が血行力学指標（WSS、OSI、RRTなど）および動脈硬化・血栓形成リスクに与える体系的影響を示し、冠動脈瘤の臨床意思決定を支援し得る定量的知見を提供する。

(034) Yang [9]

📕 書誌情報

New morphological parameter for intracranial aneurysms and rupture risk prediction based on artificial neural networks.

Hyeondong Yang, Kwang-Chun Cho, Jung-Jae Kim, Yong Bae Kim, Je Hoon Oh

J Neurointerv Surg, 2023 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

人工ニューラルネットワークに基づく頭蓋内動脈瘤の新規形態学的パラメータおよび破裂リスク予測

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、現行の形態学的パラメータでは十分に評価できない頭蓋内動脈瘤の形状不整を定量的に記述可能な新規形態学的パラメータである慣性モーメント（mass moment of inertia）を提案し、その破裂リスク予測性能を検証することである。
  • 後ろ向き研究として、125例の頭蓋内動脈瘤（未破裂80、破裂45）を対象に、従来の形態学的指標（アスペクト比、ボトルネック比、高さ/幅比、体積/開口部（ostium）比、サイズ比）および新規指標である慣性モーメント（Ixx, Iyy, Izz）を算出し、さらに計算流体力学（CFD）と流体–構造連成（FSI）により壁面せん断応力とひずみを評価したうえで、各パラメータで学習した人工ニューラルネットワーク（ANN）により破裂リスク予測を実施した。
  • 結果として、慣性モーメントの全成分（Ixx, Iyy, Izz）は未破裂例に比べ破裂例で有意に高く（p=0.032、0.047、0.039）、従来の形態学的および血行力学的パラメータに慣性モーメントを加えて統合すると、破裂リスク予測性能は最良となり、感度96.3%、特異度85.7%、ROC曲線下面積（AUC）0.921を示した。
  • 以上より、慣性モーメントは動脈瘤の形状不整を評価し破裂リスクを推定するうえで有用な指標であり、ANNを用いた本アプローチは臨床におけるより効果的な破裂リスク予測に資する可能性がある。

(035) Salman [4]

📕 書誌情報

Computational Modeling of Motile Cilia-Driven Cerebrospinal Flow in the Brain Ventricles of Zebrafish Embryo.

Huseyin Enes Salman, Nathalie Jurisch-Yaksi, Huseyin Cagatay Yalcin

Bioengineering (Basel), 2022 Aug 28

  • Keywords: ANSYS, brain ventricles, cerebrospinal flow, computational fluid dynamics, embryonic development, motile cilia, zebrafish

  • DOI: 10.3390/bioengineering9090421

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 4
    • FWCI: 0.457
    • Citation Percentile: 66.99

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💬 AI 翻訳タイトル

ゼブラフィッシュ胚の脳室における運動性線毛駆動脳脊髄液流動の計算モデリング

💬 AI 要約

  • 本研究は、ゼブラフィッシュ胚の脳室において運動性線毛が駆動する脳脊髄液（CSF）流動に対し、線毛の傾斜角、数、ならびに隣接線毛間の位相関係が流れ場に及ぼす影響を解明することを目的とした。
  • この目的のため、受精後2日目の胚をライトシート蛍光顕微鏡で撮像して取得した線毛打の運動軌跡を用い、線毛を所定運動を与えた薄膜としてモデル化し、二次元数値流体力学（CFD）シミュレーションにより生成される流れ場を解析した。
  • その結果、線毛の傾斜角は流速および質量流量を有意に変化させ、壁面に対する傾斜角が小さい（壁面に近い）ほど高い流速が生じ、さらに隣接する線毛間の位相差の有無が流れ場を規定し、位相差がない場合には質量流量が著しく低下することが示された。
  • 以上より、発生過程のゼブラフィッシュ脳内で観察されるように、複数の線毛が配向しつつ位相差をもって打つことが、線毛駆動による流体輸送の最も効率的な様式であると結論づけられる。

(036) Kissas

📕 書誌情報

Feasibility of Vascular Parameter Estimation for Assessing Hypertensive Pregnancy Disorders.

Georgios Kissas, Eileen Hwuang, Elizabeth W Thompson, Nadav Schwartz, John A Detre, Walter R Witschey, Paris Perdikaris

J Biomech Eng, 2022 Dec 01

💬 AI 翻訳タイトル

妊娠高血圧症候群の評価に向けた血管パラメータ推定の実現可能性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、非侵襲的画像から得られる血行動態データの解釈をアドホックな指標依存から脱却させ、妊娠高血圧症候群の病態に関与する血管抵抗・血管コンプライアンス・血管断面積といったパラメータを患者特異的に推定する計算フレームワークの実現可能性を評価することである。
  • ベイズ推論と縮約流体力学モデルを組み合わせたフレームワークを構築し、疎でノイズを含むMRI測定から圧力および速度などの血行動態量を推定できるかを、頸動脈分岐を含む大動脈と母体骨盤動脈ネットワークという2つの動脈ネットワーク幾何において検証した。
  • その結果、両ケースで本モデルは提供された測定データを再構成し、関心のある血管パラメータを同定できたうえ、母体骨盤動脈では予測された絶対圧の値域に基づき将来的に高血圧を発症する妊娠と正常血圧の妊娠を識別し得た。
  • 以上より、患者特異的なベイズ縮約計算流体力学(CFD)アプローチは、臨床MRI由来の血行動態データの機械論的解釈を可能にし、妊娠高血圧症候群のリスク層別化およびモニタリングの高度化に寄与し得ることが示された。

(037) Tian [13]

📕 書誌情報

Risk stratification in symptomatic intracranial atherosclerotic disease with conventional vascular risk factors and cerebral haemodynamics.

Xuan Tian, Hui Fang, Linfang Lan, Hing Lung Ip, Jill Abrigo, Haipeng Liu, Lina Zheng, Florence S Y Fan, Sze Ho Ma, Bonaventure Ip, Bo Song, Yuming Xu, Jingwei Li, Bing Zhang, Yun Xu, Yannie O Y Soo, Vincent Mok, Ka Sing Wong, Thomas W Leung, Xinyi Leng

Stroke Vasc Neurol, 2023 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

症候性頭蓋内動脈硬化性疾患における従来型血管リスク因子と脳血行動態によるリスク層別化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、従来の血管リスク因子、狭窄重症度、およびCTAベースの計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）で定量した血行動態指標〔病変通過圧力比（translesional pressure ratio; PR）および壁面せん断応力比（wall shear stress ratio; WSSR）〕に基づき、症候性頭蓋内動脈硬化性狭窄（sICAS）における発症後1年以内の同一血管領域の再発虚血性脳卒中（SIT）リスクを予測するノモグラムを開発・比較することであった。
  • CTAで50–99%のsICASを確認した患者を登録し、従来の血管リスク因子を収集、狭窄重症度を中等度（50–69%）と高度（70–99%）に二分したうえで、CTAベースのCFDによりPRとWSSRを算出し血行動態状態を正常・中間・異常に分類し、全例にガイドライン推奨の内科治療を施行した後、多変量ロジスティック回帰で独立予測因子を同定してこれらの変数からノモグラムを構築し、1年以内のSIT予測性能を比較した。
  • 245例のsICASのうち20例（8.2%）でSITを認め、糖尿病・脂質異常症・sICASの血行動態状態・高血圧・年齢50歳以上を組み込んだD2H2Aノモグラムは良好な校正度（Hosmer–Lemeshow検定P=0.560）と識別能（C統計量0.73、95%信頼区間0.60–0.85）を示し、従来のリスク因子のみ、またはそれに狭窄重症度を加えたノモグラムと比べてリスク再分類性能が高くディシジョンカーブ解析（decision curve analysis）における純便益も大きく、前方循環sICASに限定した感度解析でも同様の結果であった。
  • 従来型の血管リスク因子とCFDモデルで評価したsICASの血行動態的意義を統合したD2H2Aノモグラムは、現代的な最適内科治療下におけるsICAS患者の再発脳卒中リスクを効果的に層別化し得る有用な臨床ツールである。

(038) Sucosky [5]

📕 書誌情報

Atherogenic potential of microgravity hemodynamics in the carotid bifurcation: a numerical investigation.

Philippe Sucosky, Varun Vinayak Kalaiarasan, Graham B Quasebarth, Patricia Strack, Jason A Shar

NPJ Microgravity, 2022 Sep 09

💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈分岐部における微小重力下血行動態の動脈硬化惹起性：数値解析による検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、微小重力が頸動脈分岐部の血行動態および壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）の特性に与える影響を、超音波画像から再構築した16例の分岐形状に対する計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析により定量化することである。
  • 各症例の幾何形状を超音波検査から再構築し、地上重力（1g）と微小重力条件を比較するCFDモデルを用いて、流れ停滞指数（flow stasis index）、WSSの大きさ、相対滞留時間（relative residence time: RRT）、およびWSSの方向性（一方向性・双方向性）を全分岐枝で評価した。
  • 微小重力は全分岐枝で流れ停滞指数を21%増加させ、WSSの大きさを22〜23%低下させ、RRTを16〜26%増加させた一方で、WSSの一方向性は概ね維持された；ただし2例では、平均的傾向と対照的に、外頸動脈壁の凸側領域でWSSの双方向性が中等度に増加し、流れの停滞も助長された。
  • これらの所見は、微小重力への長期曝露が血管を動脈硬化惹起性（atherogenic）な血行動態に晒しうること、ならびにその影響が被験者特異的な解剖学的特徴により調節されることを示唆しており、長期宇宙滞在に伴う心血管リスクを適切に定義するために、微小重力誘発性のWSS異常の生物学的影響を解明する研究が必要である。

(039) Yin

📕 書誌情報

[Feasibility analysis of CT angiography derived computational fluid dynamics in evaluating intracranial artery stenosis].

Z H Yin, C S Zhou, J Guo, Y Wei, Y F Ma, W S Zhu, L J Zhang

Zhonghua Yi Xue Za Zhi, 2022 Sep 06

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈狭窄評価におけるCT血管撮影由来計算流体力学解析の実現可能性の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、CT血管撮影（CT angiography, CTA）画像に基づく三次元（3D）頭蓋内血管モデルを用いた計算流体力学（computational fluid dynamics, CFD）解析から算出されるCT由来血流予備量比（CT-FFR）が、頭蓋内動脈狭窄の生理学的重症度評価に利用可能かを、侵襲的な血流予備量比（fractional flow reserve, FFR）と比較して検討することである。
  • 2018年11月〜2019年5月にCTA、デジタルサブトラクション血管造影（digital subtraction angiography, DSA）および侵襲的FFR評価を受けた頭蓋内動脈狭窄の8例（男性7例、女性1例、47–77歳）を対象とする後ろ向き研究で、CTAから最適化した3D頭蓋内血管モデルを構築し、CFDにより血行動態パラメータ、とりわけCT-FFRを算出した。
  • 結果、CT-FFRは0.59±0.18で、侵襲的FFRは0.60±0.22であり、両者の値は近似していた。
  • これらの結果から、非侵襲的な血行動態解析であるCTA由来CFDは、頭蓋内動脈狭窄の生理学的意義の評価に有望であり、臨床応用に向けた実現可能性が示唆された。

(040) Chudzik [3]

📕 書誌情報

Semi-automatic Co-Registration of 3D CFD Vascular Geometry to 1000 FPS High-Speed Angiographic (HSA) Projection Images for Flow Determination Comparisons.

Mitchell Chudzik, Kyle Williams, Allison Shields, Sv Setlur Nagesh, Eric Paccione, Daniel R Bednarek, Stephen Rudin, Ciprian N Ionita

Proc SPIE Int Soc Opt Eng, 2022

  • Keywords: 1000 fps High-Speed Angiography, Aneurysm, Co-Registration, Computational Fluid Dynamics, Tecplot 360

  • DOI: 10.1117/12.2612361

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 3
    • FWCI: 0.549
    • Citation Percentile: 64.81

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💬 AI 翻訳タイトル

流動評価の比較に向けた1000 fps高速度血管造影（HSA）投影画像への3D CFD血管幾何の半自動位置合わせ（co-registration）

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤の三次元CFD血管幾何を高速度血管造影（HSA）1000 fps投影画像に半自動で位置合わせ（co-registration）し、3D CFDの速度計測（velocimetry）データとHSA由来の計測との直接比較を可能にする方法を提案することである。
  • 患者固有血管モデルのCFDから得た三次元速度計測データをTecplot 360で抽出しPythonに取り込んだ後、スケーリング（拡大縮小）・平行移動・回転を適用して3Dプリント血管モデルの2D HSA投影画像に幾何学的に位置合わせし、その後2D速度プロットを生成してco-registrationの成否を評価するためソーレンセン-ダイス係数（Sørensen–Dice coefficient）を算出した。
  • 2種類の血管モデルに対して各10回の処理を行った結果、平均ソーレンセン-ダイス係数は0.84 ± 0.02であり、高い幾何学的整合が得られた。
  • 本手法は3D CFDから得られる速度計測データおよび各種流動特性をHSA由来の流れ指標（in vitro二次元ベロシメトリを含む）と直接比較可能にし、他の血管幾何にも適用可能な頑健性と汎用性を有することを示した。

(041) Kageyama [1]

📕 書誌情報

Fluid dynamic assessment of positive end-expiratory pressure in a tracheostomy tube connector during respiration.

Shiori Kageyama, Naoki Takeishi, Hiroki Taenaka, Takeshi Yoshida, Shigeo Wada

Med Biol Eng Comput, 2022 Oct

  • Keywords: Computational biomechanics, Computational fluid dynamics, Lumped lung model, Positive end-expiratory pressure (PEEP), Tracheostomy tube connector

  • DOI: 10.1007/s11517-022-02649-2

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.183
    • Citation Percentile: 47.09

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💬 AI 翻訳タイトル

呼吸時の気管切開チューブコネクタにおける呼気終末陽圧の流体力学的評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、気管切開チューブの高流量酸素投与において、コネクタ（アダプタ）形状が呼気終末陽圧（PEEP）に与える影響を、患者固有のスパイロメトリ（spirometry）を考慮して定量評価できる解析基盤を構築することである。
  • 三次元気流シミュレーションと集中定数肺モデル（lumped lung model）を結合した数値プラットフォームを開発し、肺ファントムで測定した呼気終末圧（EEP）によりモデルを検証したうえで、コネクタの入口角度や狭窄率などの幾何学的パラメータの影響を系統的に解析した。
  • 本数値モデルは肺ファントムにおけるEEPの大きさを良好に再現し、鋭い入口角度はEEPを増加させるもののその増加は限定的であった一方、コネクタ内の幾何学的狭窄は従来の鼻カニュラ（nasal cannulae）で得られる程度のPEEPを生じ得ることが示された。
  • 以上より、提案プラットフォームは呼吸時のコネクタ形状と患者固有の呼吸特性を踏まえたPEEP予測と設計最適化に有用であり、臨床的に妥当なPEEP達成には入口角度よりも幾何学的狭窄の設計が重要であることを示唆する。

(042) Chivukula [3]

📕 書誌情報

Leveraging Patient-Specific Simulated Angiograms to Characterize Cerebral Aneurysm Hemodynamics using Computational Fluid Dynamics.

V Chivukula, R White, A Shields, J Davies, M Mokin, D R Bednarek, S Rudin, C Ionita

Proc SPIE Int Soc Opt Eng, 2022

  • Keywords: Cerebral Aneurysms, Computational Fluid Dynamics, Hemodynamics, Simulated Angiogram, Time Density Curve

  • DOI: 10.1117/12.2611473

  • Article

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    • Cited by: 3
    • FWCI: 0.452
    • Citation Percentile: 45.58

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💬 AI 翻訳タイトル

患者特異的模擬血管造影を活用した計算流体力学による脳動脈瘤血行動態の特性評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、透視下血管内治療で欠如している定量的血流情報を補うため、臨床応用を阻んできた血行動態境界条件の課題に対処しつつ、血流物理と造影剤挙動を統合する新規のシミュレーテッド・アンジオグラム手法（Simulated Angiogram Approach, SAA）を提示することである。
  • 本手法では、計算流体力学（CFD）により血液と注入造影剤の相互作用を解き、関心領域の複数点で時間-濃度曲線（time-density curve, TDC）を生成して、造影剤輸送を基礎となる血行動態に定量的に相関づけ、リアルタイムのパラメトリック画像解析（parametric imaging analysis）の設計に利用する。
  • その結果、SAAとTDCにより、脳動脈瘤内外におけるウォッシュアウトや局所血流変化などの重要な血行動態パラメータを抽出・定量化できることを示した。
  • 本手法は造影剤輸送と血流物理を定量的に結びつけることで介入時に有用な情報を提供し、臨床医の意思決定を支援して治療成績の向上に資する可能性を示唆する。

(043) Zhang [20] ⭐

📕 書誌情報

Wall Shear Stress Estimation for 4D Flow MRI Using Navier-Stokes Equation Correction.

Jiacheng Zhang, Sean M Rothenberger, Melissa C Brindise, Michael Markl, Vitaliy L Rayz, Pavlos P Vlachos

Ann Biomed Eng, 2022 Dec

  • Keywords: Cerebral aneurysm, Fluid dynamics, Phase-contrast MRI, Pressure field reconstruction, Thoracic aorta, Wall shear stress

  • DOI: 10.1007/s10439-022-02993-2

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    • Cited by: 20
    • FWCI: 5.224 ⭐
    • Citation Percentile: 100.00 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

ナビエ–ストークス方程式補正を用いた4DフローMRIにおける壁面せん断応力推定

💬 AI 要約

  • 本研究は、4DフローMRIからの壁面せん断応力（WSS）推定精度を高めるため、再構成された圧力勾配と流体力学的制約を用いて速度勾配推定をナビエ–ストークス方程式に基づき補正する新規手法を提案する。
  • 提案手法は、解析的なWomersley流（Womersley flow）および脳動脈瘤内流れの合成4Dフローデータで検証し、さらに脳動脈瘤および大動脈で取得した生体内（in vivo）の4Dフローデータに適用したうえで、速度プロファイルのスムーズスプライン近似に基づく最先端手法および未補正の速度勾配から算出したWSSと性能比較を行った。
  • その結果、Womersley流ではWSS推定精度を最大100%改善し、合成脳動脈瘤流れでは平均WSSの過小評価を39-50%低減した; 生体内脳動脈瘤データにおける予測平均WSSは他法より31-50%高く、大動脈WSSは他法の3-6倍となり、先行CFD研究および4DフローMRIの空間分解能制限を考慮する近年の手法の結果と整合した。
  • 以上より、提案手法は4DフローMRIからのWSS推定の信頼性を向上させ、血管リモデリングおよび心血管疾患の進展予測に資する可能性がある。

(044) Song [9]

📕 書誌情報

Hemodynamic and Geometric Risk Factors for In-Stent Restenosis in Patients with Intracranial Atherosclerotic Stenosis.

Xiaowen Song, Hancheng Qiu, Shuo Wang, Yong Cao, Jizong Zhao

Oxid Med Cell Longev, 2022

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈硬化性狭窄症患者におけるステント内再狭窄の血行動態学的および幾何学的危険因子

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、重度の頭蓋内動脈硬化性狭窄症(ICAS)に対して経皮的腔内血管形成術およびステント留置(PTAS)を施行した患者において、血管幾何学および血行動態がステント内再狭窄(ISR)の発生とどのように関連するかを明らかにすることである。
  • 重度ICASのPTAS施行例を対象とした後ろ向きコホートとして、追跡時のISRの有無で群分けし、PTAS前後のデジタルサブトラクション血管造影(DSA)に基づく数値流体力学(Computational Fluid Dynamics: CFD)モデルで血流をシミュレートし、血管屈曲角、蛇行度、病変通過圧力比(pressure ratio: PR)、病変通過壁せん断応力比(Wall Shear Stress: WSS比)などを定量化して関連を検討した。
  • 39例を平均6.69±3.24カ月追跡し7例(17.95%)にISRを認め、PTASにより血管屈曲角と蛇行度は低下し［51.11°(40.07–67.27)→15.97°(0.00–36.16)、P=0.000；0.09(0.06–0.13)→0.01(0.00–0.03)、P=0.000］、病変通過PRは上昇し［0.07(0.00–0.31)→0.62(0.41–0.82)、P=0.000］、病変通過WSS比は低下し［13.93(8.37–40.30)→2.90(1.69–4.48)、P=0.000］、多変量解析ではΔ蛇行度が小さいことがISRと独立に関連し(P=0.038)、PTAS後の病変通過PR低値も境界的に有意な予測因子であった(P=0.059)。
  • PTASは血管幾何学と血行動態を大きく変化させ、Δ蛇行度の小ささが独立したISRリスクでありPTAS後の病変通過PR低値も境界的に有意な予測因子であることが示され、幾何学的および血行動態学的パラメータがPTAS後のISR発生に重要な役割を担うことが示唆された。

(045) Yoshida [9]

📕 書誌情報

Effect of cilia-induced surface velocity on cerebrospinal fluid exchange in the lateral ventricles.

Haruki Yoshida, Shunichi Ishida, Taiki Yamamoto, Takayuki Ishikawa, Yuichi Nagata, Kazuhito Takeuchi, Hironori Ueno, Yohsuke Imai

J R Soc Interface, 2022 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

繊毛誘起壁面速度が側脳室における脳脊髄液交換に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 脳動脈拍動が脳脊髄液（CSF）瞬時流速を支配する一方で繊毛運動障害が水頭症を引き起こす機序は不明であり、本研究は繊毛誘起壁面速度が側脳室内のCSF流動・交換に及ぼす影響を検討することを目的とした。
  • 医用画像に基づくヒト脳室の幾何学モデルを構築し、脈絡叢からのCSF産生と繊毛誘起壁面速度を脳室壁の速度境界条件として与え、数値流体力学（CFD）を用いて、野生型（健常）マウスおよびDpcdノックアウトマウスの実験データに基づく健常および繊毛運動低下モデルを構築・評価した。
  • 結果として、健常モデルと繊毛運動低下モデルの間で脳室内圧にほとんど差は認められなかった一方、繊毛運動低下モデルでは新たに産生されたCSFが側脳室の前角および下角へ広がらないことが示された。
  • これらの所見は、圧力変化が小さい状況でも繊毛運動障害が前角・下角におけるCSF交換を遅延させ得ることを示唆し、水頭症の発症機序に対する繊毛駆動の役割に新たな知見を提供する。

(046) Li [16]

📕 書誌情報

Reliability of using generic flow conditions to quantify aneurysmal haemodynamics: A comparison against simulations incorporating boundary conditions measured in vivo.

Bao Li, Tao Liu, Jincheng Liu, Youjun Liu, Boqiang Cao, Xi Zhao, Wenxin Wang, Mengchao Shi, Liyuan Zhang, Ke Xu, Mingyan Chen, Chuanqi Wen, Mingzi Zhang

Comput Methods Programs Biomed, 2022 Oct

  • Keywords: 3-dimensional rotational angiography (3DRA), AneurysmFlow, Computational fluid dynamics (CFD), Haemodynamics, Intracranial aneurysm, Patient-specific boundary conditions

  • DOI: 10.1016/j.cmpb.2022.107034

  • Article

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    • Cited by: 16
    • FWCI: 2.408
    • Citation Percentile: 99.99 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

汎用的な流動条件（flow conditions）を用いた動脈瘤血行動態の定量化の信頼性：生体内測定に基づく境界条件を組み込んだシミュレーションとの比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、数値流体力学（CFD）において文献由来の汎用的な境界条件と生体内で計測された患者固有の境界条件を用いた場合の脳内動脈瘤血行動態の差異を検証し、さらに流出境界設定法（分割法 vs Murrayの法則）および非定常解析と定常解析の影響を評価することである。
  • 前向きに3次元回転血管造影を要した脳動脈瘤患者19例を登録し、手技中に内頸動脈の血圧をカテーテルで計測し、専用ソフトウェアで流量を測定した上で、これらの生体内測定に基づく条件で各症例のCFD解析を実施し、文献の汎用条件から得た結果と、時間平均壁せん断応力（TAWSS）、Oscillatory Shear Index（OSI）、Relative Residence Time（RRT）、動脈瘤内流れの割合（PIAF）を指標として比較した；加えて、流出境界の設定（分割法 vs Murrayの法則）および解析スキーム（非定常 vs 定常）の影響も検討した。
  • 患者固有条件と汎用条件の間でTAWSS（−6.08 ± 10.64 Pa, p=0.001）、OSI（0.06 ± 0.13, p=0.001）、PIAF（−0.05 ± 0.20, p=0.012）に有意差が認められた一方、RRT（49 ± 307 Pa^-1, p=0.062）には有意差はなかった；流出境界の違いは全指標で統計学的な差を示さず（すべてp>0.05）良好な相関（すべてr>0.71, p<0.001）を示し、また、周期平均流量条件から得られたWSSと動脈瘤のTAWSSの差は軽微（0.66 ± 1.36 Pa, p=0.000）であり、非定常解析と定常解析で得たPIAFの差も小さかった（0.02 ± 0.05, p=0.000）。
  • 以上より、CFDで動脈瘤血行動態を適切に特徴づけるには患者固有の境界条件の組み込みが重要であり、流出境界の選択がもたらす不確実性は小さいことが示唆された；さらに、周期平均流量を用いる定常解析は、非定常解析と比べてもWSSおよびPIAFの推定に偏りを生じない有用な代替となり得る。

(047) Tsukiya [1]

📕 書誌情報

Numerical simulation of the leakage flow of the hydrodynamically levitated centrifugal blood pump for extracorporeal mechanical circulatory support systems.

Tomonori Tsukiya, Tomohiro Nishinaka

J Artif Organs, 2023 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

体外式機械的循環補助システム用動圧浮上型遠心血液ポンプにおける漏れ流れの数値シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、体外循環補助（ECMOおよびVAD）向けに開発した動圧浮上型遠心血液ポンプにおいて、インペラ両側の二重環状動圧軸受に起因する隙間漏れ流れを数値流体力学（CFD）で評価し、そのポンプ効率および生体適合性への影響を明らかにすることである。
  • ポンプ内流れ場を対象に、回転数3000–5000 rpm、流量1.0–9.0 L/minの条件でCFD解析を実施し、ケーシングとの非接触を実現するインペラ—ケーシング間ギャップを通過する漏れ流量およびケーシング底部の壁面せん断応力を算出した。
  • その結果、漏れ流量はポンプ揚程の増加に対して線形に増大し、総流量に対する漏れ流れの割合は2.0–27.3%であり、ケーシング底部の平均壁面せん断応力は10.6–40.9 Paの範囲であった。
  • 動圧浮上インペラを有する遠心ポンプの漏れ流れは水力エネルギー損失に有意な影響を及ぼす一方で、ウォッシュアウト（washout）を増強して良好な抗血栓性をもたらすことが示された。

(048) Lu [7]

📕 書誌情報

Non-contrast enhanced silent MR angiography to evaluate hemodynamics and morphology of unruptured intracranial aneurysms: a comparative computational fluid dynamics study.

Yuzhao Lu, Xiaochang Leng, Rong Zou, Qi Chen, Wenqiang Li, Xiaobing Zhou, Song Tan, Xiaofei Huang, Cong Ding, Feixiang Gong, Jianping Xiang, Yang Wang

J Neurointerv Surg, 2023 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

未破裂脳動脈瘤の血行動態および形態評価における非造影サイレントMRアンギオグラフィ：計算流体力学（CFD）を用いた比較研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、未破裂脳動脈瘤（intracranial aneurysm: IA）の評価において、非造影のサイレントMRアンギオグラフィ（silent MRA）に基づく三次元形状記述および血行動態計算の信頼性を、三次元回転血管撮影（3D rotational angiography: 3DRA）と比較して検証することである。
  • 19例（23個の未破裂IA）でsilent MRAと3DRAの両方を撮像し、各撮像から患者個別の三次元モデルを再構築して計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションを実施し、最大高・垂直高、動脈瘤表面積・体積などの形態指標に加え、動脈瘤壁の時間平均壁せん断応力（TAWSS）および親血管壁の時間平均壁せん断応力（PAWSS）、瘤内速度（aneurysm velocity: AV）、親血管速度、振動せん断指数（oscillatory shear index: OSI）、正規化壁せん断応力（normalized WSS: NWSS）、低せん断領域（low shear area: LSA）、流入集中指数（inflow concentration index: ICI）、正規化瘤内速度（normalized aneurysm velocity: NAV）を比較した。
  • その結果、silent MRAモデルは3DRAよりも最大高、垂直高、動脈瘤表面積、動脈瘤体積がそれぞれ9.0±6.2%、7.7±7.4%、15.9±13.0%、21.4±17.5%小さかった（いずれもp<0.05）が、形態パラメータの相関解析とモデル比較では幾何学的特徴に全体として良好な一致が認められ、血行動態についてはTAWSS/PAWSS、AV、親血管速度、OSIで中等度の整合性が、NWSS、LSA、ICI、NAVで強い相関が示された。
  • 以上より、silent MRAに基づく未破裂脳動脈瘤の形態学的および血行動態学的評価は3DRAと概ね同等であり、とりわけNWSS、LSA、ICI、NAVなどの正規化指標がTAWSS、AV、OSIよりもsilent MRA由来の血行動態評価に適していることが示され、造影剤を要しないIAのCFD解析手法としての臨床的有用性が支持された。

(049) Romero Bhathal [7]

📕 書誌情報

Modeling Flow in Cerebral Aneurysm After Coils Embolization Treatment: A Realistic Patient-Specific Porous Model Approach.

Julia Romero Bhathal, Fanette Chassagne, Laurel Marsh, Michael R Levitt, Christian Geindreau, Alberto Aliseda

Cardiovasc Eng Technol, 2023 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

コイル塞栓術後の脳動脈瘤内血流のモデル化：患者特異的で現実的な多孔質モデルアプローチ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈瘤内に展開されたコイル塊の空隙率（porosity）不均一性を考慮した新規多孔質モデル（porous crowns model）を提案し、コイル塞栓術後の脳動脈瘤内血流を患者特異的にCFDで再現・評価可能かを検証することである。
  • 二例の患者脳動脈瘤ファントムについて3D X線シンクロトロン画像からコイル塊の空隙率分布を定量化し、同画像に基づいて多孔質モデルに必要な透水係数（permeability）および慣性係数（inertial factor）を算出したうえで、コイルの不均一性を考慮する均質多孔質モデル（porous crowns model）を構築し、コイル形状を明示的に解像した数値解析（coil-resolved simulations）と比較検証した。
  • 本モデルは瘤壁近傍に存在する強い空隙率勾配を良好に捉え、得られた透水係数と慣性係数は理想的な均質多孔質モデルの値に近く、瘤内平均流速はコイル解像モデルと同程度であった。
  • 以上より、porous crowns modelはコイル塞栓脳動脈瘤内の平均流れを高精度に記述し得る実用的な多孔質近似であり、エンドバスキュラー治療後のCFD評価における表現精度の向上に資する。

(050) Yi [10]

📕 書誌情報

Effects of Pulsatile Flow Rate and Shunt Ratio in Bifurcated Distal Arteries on Hemodynamic Characteristics Involved in Two Patient-Specific Internal Carotid Artery Sidewall Aneurysms: A Numerical Study.

Hang Yi, Mark Johnson, Luke C Bramlage, Bryan Ludwig, Zifeng Yang

Bioengineering (Basel), 2022 Jul 18

  • Keywords: bifurcated shunt ratio, computational fluid dynamics (CFD), hemodynamic behaviors, internal carotid artery sidewall aneurysm (ICASA), oscillatory shear index (OSI), pulsatile flow rate (PFR), time-averaged pressure (TAP), wall shear stress (WSS)

  • DOI: 10.3390/bioengineering9070326

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 10
    • FWCI: 1.505
    • Citation Percentile: 78.41

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💬 AI 翻訳タイトル

遠位分岐動脈における拍動流量および分流比が患者特異的内頸動脈側壁型動脈瘤2例の血行力学特性に及ぼす影響：数値解析研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤の病態生物学に関与する血行力学を規定し得る患者特異的パラメータである拍動流量（PFR）と末梢分岐動脈の分流比が、内頸動脈側壁型動脈瘤における血行力学的指標に及ぼす影響を、心拍動性波形を考慮した体系的解析により明らかにすることである。
  • 2例の患者特異的内頸動脈側壁型動脈瘤モデルを対象に、心拍動性の一過性波形を与えた計算流体力学（CFD）解析を行い、3段階の拍動流量（PFR-I/II/III）と2種類の末梢分岐分流比（75:25, 64:36）条件下で、壁面せん断応力（WSS）、振動性せん断指数（OSI）、時間平均圧（TAP）および心周期に伴う渦位置の動態を評価した。
  • 数値結果から、より大きいPFRは瘤頂部の局所的WSSを上昇させて微小／二次瘤形成の可能性を高め、逆により小さいPFRでは低WSSと相対的高OSIが出現して瘤嚢の増大・破裂リスクが高まることが示された一方、PFRと分流比の変動は瘤嚢表面のTAP分布にはほとんど影響せず（ただしICASA-1ではリダイレクトされた血流のより強い衝突（impingement）により高PFRで圧上昇が顕著）、末梢分岐の分流比の違いは分岐部が瘤から十分離れているため本モデルでは瘤内血行力学に与える影響が小さく、さらに渦構造の位置が内腔壁WSSの時空間分布を支配し心周期とともに大きく変動した。
  • 以上より、末梢分岐の分流比よりもPFRの大きさと渦位置が心周期を通じた瘤内WSS/OSIパターンを支配し、圧指標（TAP）よりWSS/OSIが病態リスク指標として感度が高い可能性が示唆され、患者特異的な流入条件の同定がリスク評価に不可欠である。

(051) Tanaka [3]

📕 書誌情報

Depiction of Cerebral Aneurysm Wall by Computational Fluid Dynamics (CFD) and Preoperative Illustration.

Riki Tanaka, Boon Seng Liew, Yasuhiro Yamada, Kento Sasaki, Kyosuke Miyatani, Fuminari Komatsu, Tsukasa Kawase, Yoko Kato, Yuichi Hirose

Asian J Neurosurg, 2022 Mar

  • Keywords: cerebral aneurysm, computational fluid dynamics, preoperative illustration, preoperative planning

  • DOI: 10.1055/s-0042-1749148

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 3
    • FWCI: 0.452
    • Citation Percentile: 78.41

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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学（CFD）および術前イラストレーションによる脳動脈瘤壁の描出

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、従来の術前医用イラストレーションに計算流体力学（CFD）に基づく血行動態情報を統合した合成画像を用い、未破裂脳動脈瘤の術前計画における有用性を検討することである。
  • 当院で治療した内頸動脈-後交通動脈（IC–PC）および前交通動脈（AComA）の未破裂動脈瘤症例を対象に、iPad Pro上で術前イラストレーションとCFD画像を重ね合わせ、瘤壁の形態・向き、穿通枝の有無および周囲脳構造を一体的に表示した。
  • この統合イラストレーションは、血行動態情報と解剖学的関係の理解を促進し、安全な手術アプローチの選択に資することが示された。
  • 以上より、術前イラストレーションとCFDの併用は、未破裂脳動脈瘤の術前評価および外科治療の成功に寄与し得る実用的な臨床応用である。

(052) Zhang [5]

📕 書誌情報

Angiographic Characteristics of Cerebral Perfusion and Hemodynamics of the Bridging Artery After Surgical Treatment of Unilateral Moyamoya Disease.

Kun Zhang, Wei Ren, Yu-Xue Sun, Xin-Jun Wang, Chao-Yue Li, Zi-Liang Wang, Tian-Xiao Li, Bu-Lang Gao

Front Neurosci, 2022

  • Keywords: bypass grafting, computational fluid dynamics, digital subtraction angiography, hemodynamic stresses, moyamoya disease

  • DOI: 10.3389/fnins.2022.922482

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 5
    • FWCI: 1.11
    • Citation Percentile: 81.57

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💬 AI 翻訳タイトル

片側性もやもや病に対するバイパス術後の架橋動脈（bridging artery）における脳灌流および血行動態の血管造影学的特性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、iFlowカラーコード化フローマップを用い、磁気共鳴画像による灌流強調画像（MRI-PWI）および計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析と比較しつつ、もやもや病（MMD）に対するバイパス術後の脳灌流および血行動態の特性を検討することである。
  • MRI-PWIとデジタルサブトラクション血管撮影（DSA）によるiFlowカラーコード化フローマップが得られた片側性MMDのバイパス術45例を後方視的に解析し、iFlowで灌流指標を評価するとともに、CFDによりバイパスおよび周辺・遠位血管の血行力学的ストレスを算出した。
  • 術後、手術側の中大脳動脈（MCA）支配域では脳血流量（CBF）・脳血液量（CBV）の増加と平均通過時間（MTT）・ピーク到達時間（TTP）の短縮がいずれも有意で（p<0.05）、総頸動脈分岐部から静脈洞合流までのTTP差も有意であり、iFlowとMRI-PWIの灌流指標は正の相関を示した（TTP: r=0.765, p<0.01）うえ、CFD解析ではバイパス周囲および遠位血管の血行力学的ストレスが改善し末梢分枝への血流導入が促進される所見が得られた。
  • 以上より、iFlowカラーコード化フローマップはMMDバイパス術後の脳灌流評価においてMRI-PWIに匹敵して有用であり、CFD解析は術後の血行動態改善を可視化して末梢動脈への血流促進機序を明らかにする手段となり得る。

(053) Blagosklonova [1]

📕 書誌情報

[Mathematical modeling of high-flow extra-intracranial bypass in the treatment of a complex cerebral aneurysm].

E R Blagosklonova, D D Dolotova, I V Arkhipov, N A Polunina, V N Stepanov, V V Krylov, A V Gavrilov

Zh Vopr Neirokhir Im N N Burdenko, 2022

  • Keywords: EC-IC bypass, bypass surgery, cerebral circulation, complex aneurysms, computational fluid dynamics, hemodynamic analysis, intracranial aneurysms, preoperative planning

  • DOI: 10.17116/neiro20228603123

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.151
    • Citation Percentile: 45.58

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💬 AI 翻訳タイトル

複雑型脳動脈瘤治療における高流量頭蓋外—頭蓋内（EC–IC）バイパスの数理モデリング

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）に基づく患者固有3Dモデルを用いて、高流量頭蓋外—頭蓋内（EC–IC）バイパスの術前計画の有用性と予測精度を評価することである。
  • 巨大血栓化内頸動脈（internal carotid artery: ICA）脳動脈瘤の1例に対し、術前コンピュータ断層撮影血管造影（CTA）から「現状」「正常解剖（瘤なし）」「頸動脈結紮（ICA遮断）」「仮想バイパス（EC–ICバイパス＋ICA結紮）」の患者固有3Dモデルを構築し、位相コントラストMRI（PC-MRI）に基づく境界条件を付与してANSYS Workbench 19の有限要素法で血行動態を計算し、術後データで検証した。
  • 仮想手術後には患側血流が70%以上増加し、患側と対側の流量分布が均等化し、これらの所見は術後計測によって確認された。
  • 以上より、術前の仮想CFDモデリングは、複雑な脳動脈瘤に対する高流量EC–ICバイパスの手術計画を簡素化し、治療効果を予測する上で有用であることが示唆された。

(054) Ho

📕 書誌情報

Improving Trendelenburg position effectiveness by varying cardiopulmonary bypass flow.

Raymond Ho, Charles McDonald, Jo P Pauls, Zhiyong Li

Perfusion, 2023 Sep

  • Keywords: Trendelenburg position, cannula, cardiac surgery, cardiopulmonary bypass, computational fluid dynamic, emboli, neurological injury, simulation

  • DOI: 10.1177/02676591221108810

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    • FWCI: 0.0
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💬 AI 翻訳タイトル

心肺バイパス流量調節によるトレンデレンブルグ体位の有効性向上

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、心臓手術中において、トレンデレンブルグ体位と心肺バイパス（CPB）ポンプ流量の組み合わせが空気塞栓の輸送および捕捉、とりわけ大動脈弓分枝動脈（AABA）への流入に及ぼす影響を明らかにすることである。
  • 方法として、中枢カニュレーションを施した成人患者特異的な大動脈モデルでCPB回路を模擬し、計算流体力学（CFD）により仰臥位（0°）およびトレンデレンブルグ体位（−20°）下で0.1、0.5、1.0 mmの空気塞栓（各n=700）を注入してAABAへの流入数を比較し、さらに大動脈ファントム流れ実験で気泡挙動を検証した。
  • 結果として、0.1 mm粒子の平均（±SD）塞栓負荷はトレンデレンブルグ体位かつ5 L/minで最も低く、仰臥位かつ2 L/minと比較して55.3 ± 30.8 vs 64.3 ± 35.4であり、両体位において2 L/minの低流量では5 L/minに比べ高位領域に捕捉された塞栓数が多かった（仰臥位: 541 ± 185 vs 520 ± 159；トレンデレンブルグ体位: 548 ± 191 vs 512 ± 174）。またファントム実験では、2 L/minが気泡の合体と高い捕捉を促進し、5 L/minは気泡をAABAから遠ざける輸送を促進した。
  • 結論として、CPB流量の調整によりトレンデレンブルグ体位の空気塞栓管理効果は増強され、塞栓挙動の予測および術中脱気手技の最適化に資する知見を提供する。

(055) Gao [4]

📕 書誌情報

Research on the effect of visceral artery Aneurysm's cardiac morphological variation on hemodynamic situation based on time-resolved CT-scan and computational fluid dynamics.

Fan Gao, Bing Chen, Tao Zhou, Huan Luo

Comput Methods Programs Biomed, 2022 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

4次元CT血管造影と計算流体力学に基づく内臓動脈瘤の心周期に伴う形態変動が血行動態に及ぼす影響の研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、4次元CT血管造影（4D-CTA）に基づき内臓筋性動脈（VMA）および内臓動脈瘤（VAA）の心周期に伴う形態変動（変形・変位）を定量化し、計算流体力学（CFD）解析により病変部の血行動態指標への影響を評価することである。
  • 6例のVAA症例の4D-CTAから画像レジストレーションにより心周期各時相の幾何学形状を抽出し、12時相の各形状に対して定常（steady-state）CFDシミュレーションを実施して、病変部の変形量・変位量、血管内腔容積比、血管内壁表面積比、壁面せん断応力（WSS）、流速、圧力を比較した。
  • その結果、病変部の変形・変位は拍動性パターンを示し最大変位は常に4 mm未満で、内腔容積比および内壁表面積比の変動は20%未満であった一方、変形形状に基づくCFDではWSSの変動係数（COV）が流速や圧力より大きく、1例のWSSを除けば各指標のCOVは概ね10%未満であり、さらに解析領域全体に伝播する波動が観察されVMAの変位に優位に影響した。
  • 結論として、VMAの周期的な変形・変位がCFDで得られる血行動態に与える影響は多くの状況で小さいものの、特にWSSでは感受性が高く症例によっては無視できず、本研究は4D-CTAとCFDを統合して形状変動量と血行動態応答を定量化しVAA評価における幾何学の時相依存性を考慮する意義を示した。

(056) Rostam-Alilou [42] ⭐

📕 書誌情報

Fluid-structure interaction (FSI) simulation for studying the impact of atherosclerosis on hemodynamics, arterial tissue remodeling, and initiation risk of intracranial aneurysms.

Ali A Rostam-Alilou, Hamid R Jarrah, Ali Zolfagharian, Mahdi Bodaghi

Biomech Model Mechanobiol, 2022 Oct

  • Keywords: Aneurysm initiation, Arterial tissue remodeling, Atherosclerosis, Biomechanics, Fluid–structure interaction (FSI), Hemodynamics, Intracranial aneurysm

  • DOI: 10.1007/s10237-022-01597-y

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    • Cited by: 42
    • FWCI: 6.322 ⭐
    • Citation Percentile: 99.99 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

動脈硬化が血行動態、動脈壁リモデリングおよび頭蓋内動脈瘤発症リスクに及ぼす影響の検討に向けた流体‐構造連成（FSI）シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、従来の計算流体力学（CFD）では十分に扱われてこなかった血液と血管壁の相互作用を取り込み、動脈硬化が血行動態および動脈壁リモデリングに及ぼす影響と頭蓋内動脈瘤（IA）発生リスクとの関連を、本領域で初めての流体‐構造連成（FSI）解析により解明することである。
  • 多様な頭蓋内動脈モデルを構築し、必要な仮定の下で、健常動脈、頭蓋内動脈硬化（ICAS）を有する動脈、ならびに動脈硬化性動脈瘤（ACA）の3つの生理学的条件を設定して準現実的なFSIシミュレーションを実施し、得られた出力を正常生理条件下の健常モデルに対して比較・統計解析した。
  • その結果、動脈断面における狭窄・閉塞の存在が各動脈区間の血行動態挙動を規定し、血流速度および圧力の分布に顕著な変動を生じさせることが示された。
  • これらの望ましくない速度・圧力変動は動脈壁リモデリングと動脈瘤形成リスクを高める可能性があり、血液‐血管壁相互作用を明示的に考慮するFSI解析が病態の力学評価の精度向上に寄与することが示唆された。

(057) Rigatelli [12]

📕 書誌情報

Increased Blood Residence Time as Markers of High-Risk Patent Foramen Ovale.

Gianluca Rigatelli, Marco Zuin, Loris Roncon

Transl Stroke Res, 2023 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

高リスク卵円孔開存（PFO）のマーカーとしての血液滞留時間の増加

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者特異的3次元計算流体力学（CFD）解析を用いて、卵円孔開存（PFO）患者の左心房における血液滞留時間（Rt）を洞調律（SR）の健常者および心房細動（AF）患者と比較し、PFOに関連する脳梗塞リスクの機序と指標を明らかにすることである。
  • 時間分解CTおよび経胸壁心エコー法（TTE）から左心房（LA）血行動態モデルを構築し、SR健常者30例、PFO患者30例、PFOを伴わないAF患者30例の計90例（平均年齢47.4±7.5歳、男性51例）を対象に、LAおよび左心耳（LAA）におけるRt分布から血液うっ滞を評価した。
  • PFO患者は健常者に比べ平均Rtが有意に高く（2.65±0.2対1.5±0.2秒）、一方でAF患者はPFO患者より高いRtを示し（2.9±0.3対2.3±0.2秒）、さらにMRIで脳病変を有するPFO患者は脳病変を有さないPFO患者よりRtが高かった（2.9±0.3対2.3±0.2秒、p<0.001）。
  • PFO患者ではAFに近い程度に左心房Rtが増加しており、より高い平均LA RtはPFOと原因不明脳梗塞を結びつける病態生理学的機序への手掛かりを与えるとともに、高リスクPFOを同定するマーカーとなり得る。

(058) Masuda [8]

📕 書誌情報

Effects of different stent wire mesh densities on hemodynamics in aneurysms of different sizes.

Shunsuke Masuda, Soichiro Fujimura, Hiroyuki Takao, Kohei Takeshita, Takashi Suzuki, Yuya Uchiyama, Kostadin Karagiozov, Toshihiro Ishibashi, Koji Fukudome, Makoto Yamamoto, Yuichi Murayama

PLoS One, 2022

💬 AI 翻訳タイトル

サイズの異なる脳動脈瘤における血行動態に対するステントワイヤメッシュ密度の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内ステント留置後の圧変化の基本的特性と遅発性破裂との関連を踏まえ、ワイヤメッシュ密度の異なるステントがサイズの異なる脳動脈瘤内の血行動態に及ぼす影響を解明することである。
  • 計算流体力学（CFD）解析により、小型・中型・中大型・大型・巨大の5種類の基本形状デジタル動脈瘤モデルに対して、ワイヤ本数、ステントピッチ(pitch)、メッシュ密度が異なる6種類のステントを適用し、瘤内速度、瘤流入体積流量、瘤壁面圧、瘤内残留体積に関するパラメータを評価した。
  • その結果、瘤サイズにかかわらずメッシュ密度の増加に伴い瘤内速度と瘤流入体積流量はそれぞれ最大89.2%および78.1%まで連続的に低下し、巨大瘤では瘤壁面圧がまず10.3%まで上昇した後にメッシュ密度のさらなる増加により5.1%まで低下したのに対し、小型から大型の瘤では圧が一貫して低下し、また巨大瘤にメッシュ密度20%未満のステントを用いた場合にはフローダイバータ効果（flow-diverting effect）が限定的であった。
  • 以上より、動脈瘤サイズに応じた適切なメッシュ密度のステント選択が、留置に伴う血行動態変容のリスクを低減し、遅発性破裂の発生率を低下させ得ることが示唆された。

(059) Fillingham [8]

📕 書誌情報

Patient-specific computational fluid dynamic simulation of cerebrospinal fluid flow in the intracranial space.

Patrick Fillingham, Swati Rane Levendovszky, Jalal Andre, Carolyn Parsey, Michael Bindschadler, Seth Friedman, Mehmet Kurt, Alberto Aliseda, Michael R Levitt

Brain Res, 2022 Sep 01

  • Keywords: Cerebral ventricles, Cerebrospinal fluid, Computational fluid dynamics, Intracranial pressure dynamics, Neurodegenerative disorders, Subarachnoid space

  • DOI: 10.1016/j.brainres.2022.147962

  • Article

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    • Cited by: 8
    • FWCI: 0.915
    • Citation Percentile: 66.99

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内空間における脳脊髄液（CSF）流の患者固有計算流体力学（CFD）シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳脊髄液（CSF）流動と神経変性疾患との関連の包括的理解に向けて、頭蓋腔全体を対象とした患者固有の計算流体力学（CFD）モデルを構築し、診断評価および治療開発の障壁となっている流体・固体力学の不確実性を縮減することである。
  • 構造MRIからCSF充満空間の患者固有三次元形状をセグメンテーションし、位相コントラストMRI（PC-MRI）で測定した患者固有の流量・速度波形のみを境界条件として、剛体壁仮定の三次元CFD解析を実施し、脳組織の変形は質量保存則に基づく体積流量境界条件により考慮し、中脳水道における最大速度のPC-MRI計測で数値結果を検証した。
  • 心周期全体にわたるCSFダイナミクスを提示し動脈血流との位相関係を明示した結果、心室内への流入・流出はくも膜下腔（SAS）内の流れに対して約20%の位相遅れを示し、頭蓋内圧では側脳室の圧変動がくも膜下腔よりも瞬時成分が小さく、さらに中脳水道の最大速度はPC-MRIと極めて良好に一致した。
  • 本研究は健常被験者1例に対する定量的に検証済みの全脳CSF流動シミュレーションを提示し、非生理的な境界条件と脳組織の力学特性に関する不要な仮定を排した計算手法により現状の技術水準を前進させ、神経変性疾患の進展評価に資する臨床的有用性の高いツールの実現に向けた重要な一歩を示した。

(060) Fu [10]

📕 書誌情報

Inflow Angle Impacts Morphology, Hemodynamics, and Inflammation of Side-wall Intracranial Aneurysms.

Mingzhu Fu, Fei Peng, Hao Niu, Xiaoxin He, Shuo Chen, Miaoqi Zhang, Jiaxiang Xia, Yishi Wang, Boya Xu, Aihua Liu, Rui Li

J Magn Reson Imaging, 2023 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

流入角は側壁型頭蓋内動脈瘤の形態、血行動態、炎症に影響を及ぼす

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、前向きコホートにおいて、頭蓋内側壁型および分岐部動脈瘤における流入角と形態、血行動態、ならびに壁炎症との関連を、非侵襲MRイメージングを用いて体系的に検証することである。
  • 62例（側壁型59病変、分岐部17病変）の未破裂動脈瘤を対象に、TOF-MRAで三次元的に流入角と瘤径を計測し、4D-flow MRIで流入部の平均・最大流速（Vavg-IA, Vmax-IA）、平均・最大血流量（Flowavg-IA, Flowmax-IA）、平均壁面せん断応力（wall shear stress; WSSavg-IA）を算出し、T1-VISTAにより動脈瘤壁増強（aneurysmal wall enhancement; AWE）を段階評価したうえで、クラスカル–ウォリス検定、カイ二乗検定、ピアソン相関、回帰解析、多変量ロジスティック回帰（偏相関r）を実施した（有意水準P<0.05）。
  • 側壁型では流入角サブグループ間でWSSavg-IA（0.52±0.34 vs 0.27±0.22）とAWEグレード（1.38±1.04 vs 2.02±0.68）が有意に異なり、流入角は瘤径（rs=0.31）と正に、WSSavg-IA（rs=−0.45）と負に、AWEグレード（rs=0.45）と正に相関した一方、分岐部では流入角とサイズ・流速・血流量・WSS・AWEのいずれにも有意な関連を認めなかった（すべてP>0.05）。
  • これらより、側壁型動脈瘤では流入角が大きいほど瘤が大きく、WSSが低く、壁増強（炎症）が高いことが示され、流入角が形態・血行動態・壁病態をつなぐ画像バイオマーカーとなり得る一方で分岐部動脈瘤には当てはまらないことが明らかとなり、単一モデルの計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）に依存した先行研究を越えてin vivoの4D-flow MRIと血管壁画像を用いた前向き検証（技術的有効性ステージ2）により動脈瘤タイプ特異的な知見を提供した。

(061) Huang [25] ⭐

📕 書誌情報

Application of blood brain barrier models in pre-clinical assessment of glioblastoma-targeting CAR-T based immunotherapies.

Jez Huang, Ying Betty Li, Claudie Charlebois, Tina Nguyen, Ziying Liu, Darin Bloemberg, Ahmed Zafer, Ewa Baumann, Caroline Sodja, Sonia Leclerc, Gwen Fewell, Qing Liu, Balabhaskar Prabhakarpandian, Scott McComb, Danica B Stanimirovic, Anna Jezierski

Fluids Barriers CNS, 2022 Jun 01

💬 AI 翻訳タイトル

グリオブラストーマ標的CAR-Tベース免疫療法の前臨床評価における血液脳関門（BBB）モデルの応用

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、iPS細胞由来脳内皮様細胞（iBEC）を用いたBBBモデルにより、EGFRvIIIを標的とするCAR-T細胞のBBB通過（extravasation）とグリオブラストーマ細胞に対する有効性を評価し、CAR-Tに伴うBBB破綻の程度と機序を前臨床的に解析することである。
  • トランスウェル共培養系のiBEC-BBBモデルの管腔側に、トニックシグナル（tonic signaling）特性の異なる抗EGFRvIII CAR-T細胞（CAR-F263およびCAR-F269）またはMock T細胞を添加し、経内皮電気抵抗（TEER）とBBB透過性を測定するとともに、フローサイトメトリーでCAR-Tの血管外遊走を、Incucyteリアルタイム生存率イメージングでU87MG EGFRvIII過剰発現細胞（U87vIII）への細胞傷害を評価し、さらにBBTB-on-CHIPモデルで血管外遊走を可視化して検証した。
  • CAR-F263およびCAR-F269はいずれもTEER低下とBBB透過性上昇を惹起し48時間でU87vIIIの生存率を有意に低下させ、構成的に活性化されたCAR-F263が最も強い細胞傷害を示し、CAR-F269は遊走率が同程度であるにもかかわらずU87vIII殺傷効率が約4倍低かった。
  • 本BBBアッセイはEGFRvIII-CAR間の細胞傷害能の差異を弁別しBBB完全性（integrity）の改変を定量的に評価可能であることを示し、総じてin vitroのBBBモデルはCAR-T誘発性BBB破綻の機序、随伴毒性、および関門通過後の標的細胞に対するエフェクター機能の解明と前臨床評価に有用である。

(062) Savastano [8]

📕 書誌情報

Unifying theory of carotid plaque disruption based on structural phenotypes and forces expressed at the lumen/wall interface.

Luis Savastano, Hossein Mousavi, Yang Liu, Siri Sahib S Khalsa, Yihao Zheng, Evan Davis, Adithya Reddy, Waleed Brinjikji, Ankur Bhambri, Joshua Cockrum, Aditya S Pandey, B Gregory Thompson, David Gordon, Eric J Seibel, Howard Yonas

Stroke Vasc Neurol, 2022 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

血管腔–壁界面に発現する力と構造表現型に基づく頸動脈プラーク破綻の統一的理論

💬 AI 要約

  • 本研究は、頸動脈アテローマの破綻を規定する構造表現型と血管腔–壁界面における力学を統合的に解析し、頸動脈プラーク破綻の統一的理論を提示することを目的とした。
  • 写真データセットA（n=345）で頸動脈内膜剥離標本の表現型を分類して術前の脳卒中発症との関連を評価し、データセットB（n=30）ではレーザー血管内視鏡で表現型を同定して病理組織学で検証し、各表現型の代表血管形状に対して数値流体力学（CFD）解析を実施するとともに、複雑アテローマの貫入力に対する機械的強度試験を行った（n=14）。
  • データセットAでは潰瘍化（線維性被膜破綻）が82%、プラーク内出血が68%（その93%が潰瘍直下）、偽腔形成が48%に認められ、“破綻”表現型はいずれかが症候性で97%に対し無症候性で61%に出現し、データセットBでは内視鏡所見が病理とほぼ完全に一致した；CFDでは血行力学的応力の拍動振幅が大きく最大狭窄点の上流側で最大となり、潰瘍化により流入ジェットが壊死性コアを頭側へ掘削して真腔に再循環し、機械試験では壊死性コアが機械的に脆弱で線維性被膜破綻時に血液により容易に貫入されることが示された。
  • 以上より、線維性被膜潰瘍化、プラーク内出血、掘削は、組織の機械的強度を上回る血行力学的力の「のみ様（chiselling）効果」によって連続的に生じる破綻表現型であり、この一連の機序は狭窄度とは独立に血栓塞栓性イベントを惹起しうることから、頸動脈プラーク破綻の統一的機序を提示する。

(063) Chen [16]

📕 書誌情報

An Integrated Model Combining Machine Learning and Deep Learning Algorithms for Classification of Rupture Status of IAs.

Rong Chen, Xiao Mo, Zhenpeng Chen, Pujie Feng, Haiyun Li

Front Neurol, 2022

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の破裂状態分類に向けた機械学習と深層学習の統合モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤（IA）の破裂リスク／破裂状態の評価精度を高めるため、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）由来の血行動態情報と形態学的指標に、深層学習で抽出した血行動態点群（point cloud）特徴を統合した機械学習（machine learning; ML）＋深層学習（deep learning; DL）統合モデルを構築することである。
  • 39例の破裂および109例の未破裂を含む計148例のIA症例を後ろ向きに解析し、ランダムフォレスト（random forest; RF）、k近傍法（k-nearest neighbor; KNN）、XGBoost（XGB）、サポートベクターマシン（support vector machine; SVM）、LightGBMのML分類器に、（i）形態学的変数＋血行動態パラメータのみ、または（ii）さらにPointNetを用いてCFDで得られた血行動態点群から抽出した特徴を加えた入力を与え、分類性能を比較した。
  • 点群特徴を用いない場合の精度はRF 0.824、KNN 0.759、XGB 0.839、SVM 0.860、LightGBM 0.829、AUC（曲線下面積）はそれぞれ0.897、0.584、0.892、0.925、0.890であったのに対し、点群特徴を追加すると精度は0.908、0.873、0.900、0.926、0.917に、AUCは0.952、0.881、0.950、0.969、0.965へと向上し、SVMが最高の精度0.926とAUC 0.969を示した。
  • MLとDLを組み合わせた統合モデルはIAの破裂状態の分類性能を改善し、とくにCFD由来の血行動態点群特徴の追加が精度向上に大きく寄与し、破裂IAの識別に有用であることが示唆された。

(064) Vivas [7]

📕 書誌情報

Aneurysm-on-a-Chip: Setting Flow Parameters for Microfluidic Endothelial Cultures Based on Computational Fluid Dynamics Modeling of Intracranial Aneurysms.

Aisen Vivas, Julia Mikhal, Gabriela M Ong, Anna Eigenbrodt, Andries D van der Meer, Rene Aquarius, Bernard J Geurts, Hieronymus D Boogaarts

Brain Sci, 2022 May 05

  • Keywords: aneurysm, aneurysm on a chip, computational fluid dynamics, endothelial cells, intracranial aneurysm, organ on a chip

  • DOI: 10.3390/brainsci12050603

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 7
    • FWCI: 0.903
    • Citation Percentile: 78.41

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💬 AI 翻訳タイトル

Aneurysm-on-a-Chip：脳動脈瘤の数値流体力学（CFD）モデル化に基づくマイクロ流体内皮培養の流れ条件の設定

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤における血行動態誘導性の内皮応答を解明するため、患者別CFDに基づく流れ条件と患者由来hiPSC-ECを組み合わせた個別化Aneurysm-on-a-Chip（オンチップ動脈瘤モデル）を提示することを目的とした。
  • CT画像から浸漬境界法を用いたCFD解析により低せん断（0.03 Pa）と高せん断（1.5 Pa）を同定し、マイクロ流体デバイス内でヒト臍帯静脈内皮細胞（HUVEC）またはヒト誘導多能性幹細胞由来内皮細胞（hiPSC-EC）を24時間、これらのせん断応力あるいは静置条件下で培養した。
  • 静置および低せん断条件下では両細胞とも配向性を示さないコンフルエントな単層を形成した一方、高せん断下ではHUVECが伸長し流れ方向に配向し、hiPSC-ECは細胞数の減少、単層のギャップ形成、および異常に広がった形態を呈した。
  • これらの所見は、患者固有CFDに基づくせん断設定が脳動脈瘤の血行動態環境をオンチップで再現しうることを示すとともに、高せん断に対するhiPSC-ECの安定性が不十分であることを示唆し、個別化脳動脈瘤モデルの実現に向けたhiPSC-ECの安定化戦略の開発が必要であることを示した。

(065) Zhong [2]

📕 書誌情報

Hemodynamic Characteristic Analysis of Aneurysm Wall Enhancement in Unruptured Middle Cerebral Artery Aneurysm.

Weiying Zhong, Yiming Du, Hong Kuang, Ming Liu, Feng Xue, Xue Bai, Donghai Wang, Wandong Su, Yunyan Wang

Front Neurol, 2022

  • Keywords: computational fluid dynamics, hemodynamic, intracerebral aneurysm, magnetic resonance imaging, wall shear stress

  • DOI: 10.3389/fneur.2022.781240

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.301
    • Citation Percentile: 63.14

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂中大脳動脈動脈瘤における動脈瘤壁増強の血行動態特性解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血管壁MRI（VW-MRI）で評価される動脈瘤壁増強（AWE）と、未破裂中大脳動脈（MCA）動脈瘤における異常血行動態との関連を明らかにすることである。
  • 後ろ向きに選定した28例32個のMCA分岐部動脈瘤（直径>3 mm）を対象に、血管壁MRIでAWEパターン（AWEなし／部分AWE／全周性AWE）を分類し、計算流体力学（CFD）により壁せん断応力（WSS）、振動せん断指数（OSI）、動脈瘤内圧（AP）、相対滞留時間（RRT）、低せん断領域（LSA）などの指標を算出し、Kruskal–Wallis検定、順序ロジスティック回帰、スピアマン相関により関連を検討した。
  • AWEは13/32（40.6%）で認められ〔部分AWE 7（21.9%）、全周性AWE 6（18.7%）〕、Kruskal–Wallis検定ではWSS、OSI、AP、RRT、LSAがAWEと有意に関連し（p<0.05）、順序ロジスティック回帰ではWSSのみが独立して有意であり（p=0.048）、LSA（p=0.055）とAP（p=0.058）に有意傾向を認め、スピアマン相関ではAWEはWSS（rs=-0.622, p<0.001）およびAP（rs=-0.535, p=0.002）と負の相関、LSA（rs=0.774, p<0.001）と正の相関を示した。
  • 未破裂脳動脈瘤におけるAWEは低WSS、低AP、LSAの増大と関連し、これらの異常血行力学パラメータが炎症を惹起して壁増強を生じさせる可能性が示唆されるが、その病態生理学的機序の解明にはさらなる検討を要する。

(066) Xu [5]

📕 書誌情報

Modeling Flow Diverters Using a Porous Medium Approach: A Fast Alternative to Virtual Flow Diverter Deployment.

Jinyu Xu, Christof Karmonik, Ying Yu, Nan Lv, Zhaoyue Shi, Jian-Min Liu, Qinghai Huang

World Neurosurg, 2022 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

多孔質媒体アプローチを用いたフローダイバータのモデル化：仮想フローダイバータ展開に代わる迅速な手法

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、Tubridgeフローダイバータ（FD）に対する多孔質媒体アプローチを用いたモデル化の妥当性を、従来の仮想FD展開ベースの数値解析と比較検証し、臨床研究での時間および手順の複雑性の低減可能性を評価することである。
  • 方法として、後方視的に収集した三次元デジタルサブトラクション血管造影（3D-DSA）画像から再構築した10例の患者固有動脈瘤モデルに対し、SolidWorksおよびMeshmixerで仮想FDを展開するとともに、Siemens Healthineersの研究用CFDプロトタイプにより動脈瘤頸部に多孔質媒体パッチを構築し、両アプローチの血行動態（平均壁せん断応力、平均圧、平均速度）を瘤壁、瘤内領域、頸部、および主頂点（main vertex）を含む断面で比較した。
  • 結果として、両手法は同等の傾向を示し、動脈瘤壁における平均壁せん断応力および平均圧は有意に相関した（r=0.8、r=1.0、P<0.05）ほか、瘤内領域・頸部・主頂点を含む断面における平均速度および平均圧も有意に相関した（速度r=0.9、圧力r=1.0、P<0.05）；さらに多孔質媒体パッチの導入により前処理とシミュレーションの合計時間は約50%短縮された。
  • 結論として、多孔質媒体アプローチは仮想FD展開による直接シミュレーションと同程度の平均的な血行動態変化評価を提供しつつ、モデル化の複雑性と計算時間を大幅に削減する迅速な代替手法であり、Tubridge FDに対する臨床研究への適用性が高い。

(067) Pan [63] ⭐

📕 書誌情報

Network pharmacology and experimental validation-based approach to understand the effect and mechanism of Taohong Siwu Decoction against ischemic stroke.

Lingyu Pan, Can Peng, Lei Wang, Lili Li, Shi Huang, Changyi Fei, Ni Wang, Furui Chu, Daiyin Peng, Xianchun Duan

J Ethnopharmacol, 2022 Aug 10

  • Keywords: Complement and coagulation cascade signaling pathway, Ischemic stroke, Network pharmacology, Taohong Siwu Decoction

  • DOI: 10.1016/j.jep.2022.115339

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 63
    • FWCI: 6.608 ⭐
    • Citation Percentile: 99.98 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

ネットワーク薬理学と実験的検証に基づくアプローチによる桃紅四物湯（Taohong Siwu Decoction, THSWD）の虚血性脳卒中に対する効果と作用機序の解明

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、伝統中医学処方である桃紅四物湯（Taohong Siwu Decoction, THSWD）の虚血性脳卒中（脳虚血）に対する治療効果と作用機序を、ネットワーク薬理学と実験的検証により解明することである。
  • PharmMapperデータベースから得た血中有効成分39種の標的予測と脳虚血関連標的の交差同定、タンパク質間相互作用（PPI）ネットワーク構築、GO/KEGG富化解析を実施して成分–標的–経路ネットワークを構築し、さらにラット脳虚血モデルとトランスクリプトミクス解析により計11遺伝子（Plau, Fabp4, Mmp9, Mmp12, Cfd, Lcn2, Trem1, Lgals3, Hmox1, Selp, Slc6a4）と7経路［焦点接着（focal adhesion）、補体・凝固カスケード、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）感染、マラリア、がんにおける転写異常、プロゲステロン介在性卵母細胞成熟、PI3K–Aktシグナル伝達経路］を同定し、炎症応答に関与する補体・凝固カスケードを選択してC1qb, C1qc, C3ar1, C5ar1, Cfdおよび炎症性因子の発現を検証した。
  • その結果、THSWDは炎症性因子の放出を抑制し、補体系シグナル伝達の活性化を抑えることで、虚血性脳卒中に対して保護的効果を示した。
  • 以上より、THSWDの主たる治療機序として補体・凝固カスケードを介した炎症制御が示唆され、本研究はTHSWDの虚血性脳卒中治療における作用メカニズムの予備的解明に資するエビデンスを提示した。

(068) Muraoka [6]

📕 書誌情報

Blood flow stagnation after treatment of a giant internal carotid artery aneurysm: a computed fluid dynamics analysis.

Shinsuke Muraoka, Reiya Takagi, Yoshio Araki, Kenji Uda, Masaki Sumitomo, Sho Okamoto, Masahiro Nishihori, Takashi Izumi, Masanori Nakamura, Ryuta Saito

Sci Rep, 2022 May 04

💬 AI 翻訳タイトル

巨大内頚動脈瘤治療後の血流停滞：計算流体力学（CFD）解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、巨大内頚動脈（ICA）瘤治療後に生じうる穿通枝関連の虚血性合併症の原因を、計算流体力学（CFD）により術後の血行動態を解析して明らかにすることである。
  • 海綿部ICAの巨大瘤を有する1例を対象に、三次元デジタルサブトラクション血管撮影（3D-DSA）から患者固有の幾何学的形状および流量条件を取得し、複数のバイパス流量（低流量を含む）を仮定してCFDシミュレーションを実施した。
  • 解析の結果、低流量バイパスグラフトを用いた外科治療の条件下でのみICA内に血流停滞が生じ、これが前脈絡叢動脈などの穿通枝に関連する予期せぬ術後血栓形成と虚血性合併症の機序となり得ることが示唆された。
  • BTO（バルーン閉塞試験）はバイパス血流の影響を反映せず、血流停滞の可能性をCFDで事前に把握して包括的に術式選択を行うことが、巨大内頚動脈瘤症例における虚血性合併症の予防に有用である。

(069) Chen [6]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics (CFD) analysis in a ruptured vertebral artery dissecting aneurysm implanted by Pipeline when recurrent after LVIS-assisted coiling treatment: Case report and review of the literatures.

Linhui Chen, Xiaochang Leng, Chaobo Zheng, Yejie Shan, Ming Wang, Xiang Bao, Jiong Wu, Rong Zou, Xiaobo Liu, Shanhu Xu, Jianping Xiang, Shu Wan

Interv Neuroradiol, 2023 Aug

  • Keywords: aneurysm recurrence, compuational fluid dynamics, finite element analysis, vertebral artery dissecting aneurysm

  • DOI: 10.1177/15910199221097766

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 6
    • FWCI: 0.279
    • Citation Percentile: 99.93 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

LVIS支援コイル塞栓術後に再発しPipeline Embolization Device（PED）で治療された破裂椎骨動脈解離性動脈瘤における数値流体力学（CFD）解析：症例報告および文献的考察

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、破裂椎骨動脈解離性動脈瘤（VADA）の再発に関与する血行動態学的因子を明らかにすることであり、LVIS支援コイル塞栓術後に再発してPipelineフローダイバータ（Pipeline Embolization Device; PED）で治療された1例を対象に、連続時点の画像データに基づく解析を行った。
  • 6回の連続画像検査から患者固有形状を再構築し、有限要素解析（finite element analysis; FEA）と数値流体力学（computational fluid dynamics; CFD）により壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）、ネック部での流入流および流速を定量化し、再発との関連を評価した。
  • LVIS支援コイル塞栓後はWSSの抑制が不十分で、7か月後に突出部上方の解離エントリーに一致して再発を認めた一方、PED留置後は動脈瘤ネックでのWSS・流入流・流速が著明に低下し、3か月追跡で瘤嚢の縮小と瘤内血流の顕著な減少を認め、27か月追跡でも安定であった。
  • 親動脈ネック、特に後下小脳動脈（PICA）近傍における高WSSおよび高流入流速の不十分な抑制が再発に関連する可能性が示唆され、PEDによるフローダイバージョンが血行動態を正常化し瘤の安定化に寄与し得ること、ならびにCFD/FEAによる時系列解析が再発リスク評価に有用であることを示す症例的知見である。

(070) Tikhvinskii [5]

📕 書誌情報

Numerical Assessment of the Risk of Abnormal Endothelialization for Diverter Devices: Clinical Data Driven Numerical Study.

Denis Tikhvinskii, Julia Kuianova, Dmitrii Kislitsin, Kirill Orlov, Anton Gorbatykh, Daniil Parshin

J Pers Med, 2022 Apr 18

  • Keywords: artery stenosis, cerebral aneurysm, computational fluid dynamics, endothelialization, flow diverting device, occlusion, wall shear

  • DOI: 10.3390/jpm12040652

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.753
    • Citation Percentile: 78.41

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💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータデバイスにおける異常内皮化リスクの数値評価：臨床データ駆動型数値解析研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤に対するフローダイバータ（Flow-diverter）治療における内皮化の異常リスクを、術前計画に資する臨床データ駆動型の数値モデリングにより定量評価することである。
  • 後ろ向き研究として、完全閉塞1例、閉塞不達1例、ステント内狭窄2例の計4症例を対象に、複数の仮想フローダイバータ留置幾何学を設定した計算流体力学（CFD）解析を行い、壁せん断応力（WSS）を含む血行動態指標の比較解析を実施した。
  • 本研究は初めて、ステント内狭窄の発生に関連する最大壁せん断応力（MaxWSS）の限界値（MaxWSS > 1.23）と、内皮化が不十分で瘤頸部の閉塞が生じない条件（MaxWSS < 1.68）を定量化し、統計学的に有意（p < 0.01）に裏づけた。
  • これらの所見は、フローダイバータ留置後の内皮化ダイナミクスを規定するWSSの定量基準を提示し、異常内皮化（ステント内狭窄や閉塞不達）のリスク層別化と術前留置計画の最適化に資する可能性を示す。

(071) Teng [24]

📕 書誌情報

Combined Curvature and Wall Shear Stress Analysis of Abdominal Aortic Aneurysm: An Analysis of Rupture Risk Factors.

Biyun Teng, Zhijun Zhou, Yu Zhao, Zhe Wang

Cardiovasc Intervent Radiol, 2022 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

腹部大動脈瘤における血管曲率と壁面せん断応力の統合的解析：破裂リスク因子の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、腹部大動脈瘤（abdominal aortic aneurysm; AAA）の破裂リスクを、幾何学的指標（最大径、血管曲率）と血行力学的指標（壁面せん断応力（wall shear stress; WSS））に基づき評価することである。
  • 2019年10月〜2020年12月に当院でコンピュータ断層撮影血管造影（computed tomography angiography; CTA）により診断されたAAA 35例を後ろ向きに抽出し、破裂群13例と非破裂群22例に分け、CTAに基づく計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）解析により解剖学的因子と血行力学的パラメータの群間差および相関を検討し、最大血流衝突部位ならびに破裂部位のWSSを算出した。
  • 結果、破裂群は非破裂群に比して最大径が大きく、血管曲率が高く、最大血流衝突部位におけるWSSが低く、破裂群内では破裂部位のWSSが最大血流衝突部位よりもさらに低かったほか、ロジスティック回帰で最大径（OR=1.095, P=0.003）および曲率（OR=1.142×10^10, P=0.012）が破裂と関連し、曲率はWSSと負の相関（r=−0.366, P=0.033）を示した。
  • これらの所見から、曲率とWSSはいずれも腹部大動脈瘤の破裂リスク評価に有用であり、とりわけ曲率はWSSの幾何学的代替指標（surrogate）として利用可能である。

(072) Satoh [10]

📕 書誌情報

Association of bleb formation with peri-aneurysmal contact in unruptured intracranial aneurysms.

Toru Satoh, Takanobu Yagi, Yoichi Sawada, Kenji Sugiu, Yu Sato, Isao Date

Sci Rep, 2022 Apr 12

💬 AI 翻訳タイトル

未破裂脳動脈瘤におけるブレブ形成と動脈瘤周囲接触（PAC）の関連

💬 AI 要約

  • 未破裂脳動脈瘤（UIA）におけるブレブ（bleb）形成の機序は不明であり、本研究は動脈瘤周囲接触（peri-aneurysmal contact; PAC）とブレブ形成との関連を検討することを目的とした。
  • CT血管撮影（CTA）と磁気共鳴画像法（MRI）によりブレブおよびPACの有無で45動脈瘤を分類し、数値流体力学（computational fluid dynamics; CFD）で血行力学を評価したうえで、ブレブ形成に関連する独立変数を統計学的に検討した。
  • 結果として、45病変中14病変（31.1%）にブレブを認め全例がPAC部位に位置（群A）、残る31病変はブレブなしでPACあり13（群B）/PACなし18（群C）であり、ブレブ形成に関連する独立因子はPACのみで（p<0.05）、動脈瘤体積は群A>群B>群Cで有意に大きく、壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）は群Aで最も低い傾向を示し、ブレブ部位の最大WSSは瘤ドームの最大WSSの17%にとどまった。
  • これらの所見は、UIAのブレブ形成が成長過程でのPACの成立と関連し、既存の血行力学的因子よりもPACがブレブ形成に及ぼす影響が大きい可能性を示唆する。

(073) Jiang [7]

📕 書誌情報

The blood heat exchanger in intra-arterial selective cooling infusion for acute ischemic stroke: A computational fluid-thermodynamics performance, experimental assessment and evaluation on the brain temperature.

Miaowen Jiang, Yuan Gao, Chuanjie Wu, Longfei Wu, Shoucheng Tang, Zhichen Yin, Ang Li, Kun Wang, Shiqiang Zheng, Hangil Lee, Yuchuan Ding, Ming Li, Xunming Ji

Comput Biol Med, 2022 Jun

  • Keywords: Blood heat exchanger, Hemolysis, Numerical simulation, Stroke, Therapeutic hypothermia

  • DOI: 10.1016/j.compbiomed.2022.105497

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 7
    • FWCI: 1.261
    • Citation Percentile: 76.03

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💬 AI 翻訳タイトル

急性虚血性脳卒中に対する動脈内選択的冷却注入における血液熱交換器：CFDに基づく熱・流体性能解析、実験的評価および脳温評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、急性虚血性脳卒中患者に対する自己血を用いた動脈内選択的冷却注入（IA-SCAI）に適用可能な血液熱交換器（BHE）の実用性と冷却性能を、脳血行動態に適合する低流量条件で明らかにすることである。
  • 市販BHEであるMedtronic MYOtherm XPを対象に、計算流体力学（CFD）によって温度分布・速度場・せん断応力および溶血指数を含むヘモダイナミクス／サーモダイナミクス特性を解析し、さらにin vitro熱伝達実験、人工循環系による中大脳動脈（MCA）冷却試験、生体熱移動の数理モデルによる脳組織冷却の評価を実施した。
  • 数値モデルは血液流量10–50 mL/分でBHE内の溶血指数を0.0041–0.0581%と予測し、0℃の冷水200 mL/分を用いた場合に模擬血液を37℃から5.8℃まで150秒で冷却できること、さらに冷却血液により人工循環系のMCA内温度を灌流速度に応じて37℃から16.8–33.7℃まで低下させうることを示したほか、脳組織温は注入開始1分以内に2℃低下し得ると推定された。
  • これらの結果は、市販BHEをIA-SCAIに用いることの実現可能性を裏付け、治療的低体温誘導における冷却能力と低流量条件での安全性に関する重要な知見を提供する。

(074) Shin [21] ⭐

📕 書誌情報

Applicability evaluation of a demand-controlled ventilation system in livestock.

Hakjong Shin, Younghoon Kwak, Seng-Kyoun Jo, Se-Han Kim, Jung-Ho Huh

Comput Electron Agric, 2022 May

  • Keywords:

M

¯

, mean measured value [kWh],

Q

design

, design fan power [W],

Q

tot

, fan power [W],

f

flow

, flow fraction [0–1],

f

pl

, part-load-factor [0–1],

m

design

, design mass flow [m3/s], ACH, Air changes per hour, ANFIS, Adaptive neuro fuzzy inference system, ASHRAE, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, BES, Building Energy Simulation, CFD, Computational fluid dynamics, CO2 concentration, CVRMSE, Coefficient of variance of the root mean square error, DCV, Demand controlled ventilation, Demand-controlled ventilation (DCV), EBE, Energy balance equation, HVAC, Heating, ventilation, and air conditioning, Indoor air temperature, Livestock facility, M, measured value [kWh], MBE, Mean bias error, Mechanical ventilation, PLF, Part-load-factor, S, simulated value [kWh, SSE, Sum-of-squared error, VFD, Variable frequency drive, m, mass flow [m3/s], n, number of data - DOI: 10.1016/j.compag.2022.106907

💬 AI 翻訳タイトル

家畜における需要制御型換気システムの適用性評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、急速な人口増加およびCOVID-19に伴う食料安全保障の要請の高まりと家畜の成長成績向上のニーズを背景に、養豚舎における需要制御型換気（DCV）のエネルギー効率的な機械換気制御としての適用性を評価することである。
  • 方法として、室内温度およびCO2濃度の予測モデルを開発し、DCV適用時の室内環境とエネルギー消費の挙動を、従来制御方法との比較および制御時間間隔（1時間ステップと15分ステップ）別に解析した。
  • 結果として、DCVを適用すると従来制御よりエネルギー消費は低減したが、1時間ステップ制御では室温上昇が大きく複数の区間で上限温度を超過した一方、15分ステップ制御では室温上昇とエネルギー消費が抑制されたものの、高外気温および豚の発熱が大きい日にはエネルギー効率は向上しなかった。
  • 結論として、DCVは適切な制御時間分解能の設定により畜舎内環境を維持しつつ省エネルギー化に寄与し得るが、高熱負荷条件下での性能には限界があるため、さらなる最適化や適応的制御戦略の検討が必要である。

(075) Tanaka [1]

📕 書誌情報

Pathological haemodynamics of a middle cerebral artery stenosis validated by computational fluid dynamics.

Katsuhiro Tanaka, Fujimaro Ishida, Satoru Tanioka, Hidenori Suzuki

BMJ Case Rep, 2022 Mar 29

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）により検証された中大脳動脈狭窄の病的血行動態

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈狭窄（intracranial arterial stenosis; ICAS）は虚血性脳卒中の重要な原因であるが病態が多様で治療最適化が不十分であるため、本研究では浮遊血栓を伴う重度の中大脳動脈狭窄症例について患者特異的（patient-specific）モデルを用いた計算流体力学（CFD）解析により局所血行動態を明らかにし、血栓形成リスクの病態的基盤を検討した。
  • 症例は動脈—動脈性脳塞栓を来した中大脳動脈狭窄で、複数の抗血栓薬（抗凝固薬を含む）による治療を受け、画像から構築した患者特異的モデルを用いてCFD解析を行い、壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）およびせん断速度（shear rate）を特定の閾値と比較して血流うっ滞領域を評価した。
  • CFDは狭窄後部でWSSおよびせん断速度が閾値未満となる高度の血流うっ滞が存在し、この部位で血栓形成が生じていたことを示し、臨床的にも複数の抗血栓療法後に血栓は消失した。
  • これらの所見は、CFDがICASにおけるうっ滞流起因性血栓形成のリスク評価および遠位塞栓予防に向けた抗凝固薬の有効性予測に有用である可能性を示唆する。

(076) Salimi Ashkezari [11]

📕 書誌情報

Identification of Small, Regularly Shaped Cerebral Aneurysms Prone to Rupture.

S F Salimi Ashkezari, F Mut, M Slawski, C M Jimenez, A M Robertson, J R Cebral

AJNR Am J Neuroradiol, 2022 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

破裂リスクの高い小型・規則的形状脳動脈瘤の同定

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、従来のリスク評価で低スコアとなりがちな小型で規則的形状の脳動脈瘤において破裂と関連する患者・動脈瘤特性を同定し、このサブグループに特化した破裂予測モデルを開発・検証することである。
  • 7 mm未満でブレブを欠く規則的形状の脳動脈瘤1,079例の横断的データを用いて、患者背景、動脈瘤部位、画像ベースの数値流体力学（Computational Fluid Dynamics; CFD）モデルから導出した血行動態および幾何学的特性に基づく機械学習破裂予測モデルを構築し、同条件の動脈瘤102例から成る独立データセットで外部検証を行った。
  • 強く集中した流入ジェット、高速流、複雑かつ不安定な流動パターン、ならびに集中性・振動性・不均一な壁面せん断応力（Wall Shear Stress; WSS）という不利な血行動態環境が破裂と関連し、加えて破裂動脈瘤は非破裂例より大きくより伸長しており、5つの血行動態指標と6つの幾何学指標に部位・多発性・形態を加えた説明変数による最良モデルは外部検証で曲線下面積（Area Under the Curve; AUC）0.84を示した。
  • これらの所見は、動脈瘤特異的な血行動態・幾何学・解剖学情報を統合した機械学習モデルが、小型で規則的形状の脳動脈瘤のうち破裂しやすい病変の同定に有用である可能性を示す。

(077) Jickling [11]

📕 書誌情報

Progression of cerebral white matter hyperintensities is related to leucocyte gene expression.

Glen C Jickling, Bradley P Ander, Xinhua Zhan, Boryana Stamova, Heather Hull, Charles DeCarli, Frank R Sharp

Brain, 2022 Sep 14

💬 AI 翻訳タイトル

脳白質高信号の進行は末梢血白血球の遺伝子発現と関連する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、免疫系が脳血管・脳組織と相互作用して病態進行に関与するという仮説に基づき、末梢血白血球の全遺伝子発現と脳白質高信号（white matter hyperintensities, WMH）体積の経時的進行との関連を明らかにすることである。
  • 認知機能の訴えで受診した166例においてベースラインで脳MRIを施行し半自動セグメンテーションでWMH体積を測定、定期的に再撮像して追跡中央値5.9年（四分位範囲3.5–8.2年）にわたり年率の百分率変化を算出し、同時に採取したベースライン静脈血のRNAシーケンシングによる全ゲノム規模の遺伝子発現とWMH体積変化との関連を解析した。
  • 対象の平均年齢は77.8歳、女性60.2%、ベースラインWMH体積の中央値は13.4 ml（SD 17.4 ml）、WMH体積の年率変化の平均は12%で、変化率により四分位群に区分すると第1四分位−3.5%/年・第2四分位7.4%/年・第3四分位11.7%/年・第4四分位33.6%/年であり、ベースライン白血球遺伝子発現との関連解析ではP<0.05かつ|r|>0.2の基準で148遺伝子が同定され、内皮機能障害、細胞外マトリックスリモデリング、再髄鞘化の変容、炎症、虚血応答に関与する遺伝子・経路（例：ADAM8、CFD、EPHB4、FPR2、Wnt–β-カテニン経路、focal adhesion kinase (FAK)、SIGLEC1）が抽出された。
  • WMH体積の進行は内皮機能障害、細胞外マトリックスリモデリング、再髄鞘化の変容、炎症および虚血応答に関わる白血球遺伝子発現と関連しており、末梢炎症（peripheral inflammation）がWMH進行速度および認知機能低下に及ぼす影響を解明するためのさらなる研究が必要である。

(078) Lampropoulos [3]

📕 書誌情報

Hemodynamics of anterior circulation intracranial aneurysms with daughter blebs: investigating the multidirectionality of blood flow fields.

Dimitrios S Lampropoulos, Ioannis D Boutopoulos, George C Bourantas, Karol Miller, Petros E Zampakis, Vassilios C Loukopoulos

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2023 Jan

  • Keywords: Intracranial aneurysms, anterior circulation, computational fluid dynamics, daughter blebs, hemodynamics

  • DOI: 10.1080/10255842.2022.2048374

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 3
    • FWCI: 0.452
    • Citation Percentile: 78.41

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

娘瘤を伴う前方循環頭蓋内動脈瘤の血流力学：血流場の多方向性の検討

💬 AI 要約

  • 未破裂頭蓋内動脈瘤（IA）では形態学的不整（娘瘤など）が破裂リスクに関与すると考えられる一方、多方向性を伴う擾乱血流を定量化する広く用いられる指標が欠如しているため、本研究は娘瘤を伴う前方循環の未破裂IAにおける血流場の多方向性と壁せん断応力特性を評価することを目的とした。
  • 12例の患者特異的前方循環未破裂IA（娘瘤あり）に対し、スペクトル/hp要素法フレームワーク Nektar++ を用い、ニュートン流体仮定のもと体積流量波形を入力して3心拍周期の血流を数値解析し、時間平均壁せん断応力（TAWSS）、振動せん断指数（OSI）、相対滞在時間（RRT）、時間平均クロスフロー指数（time-averaged cross flow index: TACFI）を算出した。
  • CFD結果から、大半の血管モデルで囊内に複雑な流動パターンが形成され、特に娘瘤領域で低くかつ強く振動する壁せん断応力が認められ、RRTおよびTACFIの分布からも多方向性の擾乱血流の存在が示された。
  • これらの所見は、娘瘤を有するIAが多方向性の擾乱血流と関連し潜在的に破裂リスクが高いことを支持し、TACFIを含む指標群による多方向性の定量評価の有用性を示唆する。

(079) Liu [12]

📕 書誌情報

Geometric features of middle cerebral artery are associated with spontaneous basal ganglia intracerebral haemorrhage.

Dehan Liu, Guopeng Zhang, Yingliang Wang, Jing Li, Peng Cao, Xiaoxv Yin, Changjun Zhou, Mengdie Wang

Stroke Vasc Neurol, 2022 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

中大脳動脈の幾何学的特徴は自発性基底核部脳内出血と関連している

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血行力学が血管形態に依存するという観点から、これまで十分に検討されてこなかった中大脳動脈（MCA）の幾何学的特性と基底核部における自発性脳内出血（ICH）との関連を検討することである。
  • CTで片側性の自発性基底核部ICHが確認された連続入院患者158例を対象とした後ろ向き観察研究として、電子カルテから臨床情報を抽出し、訓練を受けた放射線科医2名が画像を評価して、M1径比（近位/遠位）、M1/M2角、MCA分岐角、冠状断における形状およびM1の配向などのMCA幾何学的指標を測定し、さらに異なる構造特徴下での血行力学解析を行った。
  • その結果、対側MCAと比べて病変側MCAではM1径比（近位/遠位）が大きく、M1/M2角と分岐角が小さく（p＜0.01）、冠状断での形状にも差異が認められ（p＜0.05）、これらの特徴は基底核部自発性ICHと有意に関連していた；血行力学的には、圧力は高い順にM1径比の増大、M1の下向き配向、M1/M2角の小ささ、M1の上向き配向で上昇し、さらにM1径比の増大とM1の下向き配向はM1遠位端の壁せん断応力を増加させた。
  • 以上より、MCAの幾何学的特性は基底核部自発性ICHと有意に関連し、出血リスクは高い順にM1径比（近位/遠位）の増大、M1遠位端の下向き配向、M1/M2角の減少、M1の上向き配向であり、機序としてはこれらの構造的特徴が血管壁圧および壁せん断応力を上昇させることが関与すると考えられる。

(080) Xu [9]

📕 書誌情報

Morphological and Hemodynamic Risk Factors for the Rupture of Proximal Anterior Cerebral Artery Aneurysms (A1 Segment).

Mingwei Xu, Nan Lv, Kai Sun, Rujun Hong, Hao Wang, Xuhui Wang, Lunshan Xu, Lizhao Chen, Minhui Xu

Front Aging Neurosci, 2022

  • Keywords: computational fluid dynamics, hemodynamics, intracranial aneurysms, morphology, proximal anterior cerebral artery (A1 segment)

  • DOI: 10.3389/fnagi.2022.835373

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 9
    • FWCI: 1.355
    • Citation Percentile: 78.41

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

前大脳動脈近位部（A1部）動脈瘤の破裂に関与する形態学的および血行動態学的危険因子

💬 AI 要約

  • 小型未破裂脳動脈瘤の治療適応は依然として議論があり、前大脳動脈A1部動脈瘤は小サイズでも破裂しやすいという特性を有することから、その特異な形態学・血行動態が破裂と関連する可能性があるため、本研究はA1部動脈瘤の破裂危険因子を臨床因子・形態学的指標・血行動態学的指標の解析により明らかにすることを目的とした。
  • 2010年1月〜2020年3月に当院で連続登録されたA1部動脈瘤49例（破裂23例、未破裂26例）を後ろ向きに解析し、年齢・性別・高血圧・喫煙・くも膜下出血家族歴などの臨床因子、ならびに形態学指標と血行動態指標を群間比較し、独立した破裂関連因子を多変量回帰分析により同定した。
  • 臨床因子に群間差は認められなかった一方で、破裂群はサイズ、アスペクト比（AR）、サイズ比（SR）、ボトルネック指数（BN）、ドーム対ネック比（DN）、および振動せん断指数（oscillatory shear index, OSI）が有意に高く、正規化壁せん断応力（normalized wall shear stress, NWSS）は有意に低かった（いずれもP≤0.016）；多変量解析ではSR（オッズ比[OR]=3.672, P=0.003）とNWSS（OR=0.474, P=0.01）のみが破裂と独立に関連した。
  • より高いSRと低いNWSSがA1部動脈瘤の破裂と強く関連することが示され、未破裂A1部動脈瘤の治療方針決定に資する客観的指標となり得ることが示唆された。

(081) Nada [2]

📕 書誌情報

A Finite Element-Based Analysis of a Hemodynamics Efficient Flow Stent Suitable for Different Abdominal Aneurysm Shapes.

Ayat Nada, Mahmoud A Fakhr, Mohamed Tarek I El-Wakad, Mohammed A Hassan

J Biomech Eng, 2022 Sep 01

  • Keywords: COMSOL multiphysics, abdominal aortic aneurysm, computational fluid dynamics, finite element analysis, hemodynamics

  • DOI: 10.1115/1.4053999

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.366
    • Citation Percentile: 64.81

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💬 AI 翻訳タイトル

種々の腹部動脈瘤形状に適合する血行動態的に高効率なフローステントの有限要素法に基づく解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、提案フローステント（PFS）が多様な腹部動脈瘤形状に及ぼす影響を評価し、その血行動態学的有効性を明らかにすることである。
  • そのため、有限要素法に基づく計算流体力学（CFD）モデルを構築し、瘤閉塞および破裂リスクの評価に用いられる主要指標である流速、圧力、壁せん断応力（WSS）およびWSS関連指標によってPFS介入効果を定量的に評価した。
  • 結果として、PFSは母血管の高流量を維持しつつ瘤嚢内の不規則な再循環を低減し、瘤嚢内の流速を55〜80%低下させ、時間平均壁せん断応力（TAWSS）を42〜53%低下させた。
  • これらのシミュレーション結果は、PFSが血栓形成を促進する機序を通じて動脈瘤の治癒を促し、最終的に瘤の再吸収（resorption）に至らせ得ることを示唆する。

(082) Niederreiter [41] ⭐

📕 書誌情報

Complement Activation via the Lectin and Alternative Pathway in Patients With Severe COVID-19.

Janina Niederreiter, Christine Eck, Tajana Ries, Arndt Hartmann, Bruno Märkl, Maike Büttner-Herold, Kerstin Amann, Christoph Daniel

Front Immunol, 2022

💬 AI 翻訳タイトル

重症COVID-19患者におけるレクチン経路および代替経路による補体活性化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、重症COVID-19致死例において、肺および腎における局所の補体沈着を活性化の指標として特徴づけ、関与する活性化経路を明らかにすることである。
  • COVID-19で死亡した38例の剖検肺・腎組織と非COVID対照(n=8)を用い、免疫組織化学によりC1q、MASP-2、補体因子D(CFD)、C3c、C3d、C5b-9の沈着、MPO陽性好中球、およびSARS-CoV-2スパイク蛋白を評価し、組織傷害の半定量スコアと補体沈着との相関を解析した。
  • COVID-19例では肺で硝子様膜形成・血栓・浮腫を伴う傷害が対照より顕著で、腎の尿細管障害も増加し肺傷害と相関(r=0.361)し、スパイク蛋白は肺の22%で検出され腎では検出されず、補体活性化は肺ではレクチン経路および代替経路(MASP-2、CFD、C3d、C5b-9の沈着)を介して肺胞隔壁・硝子様膜・肺胞腔に優位に認められ、腎では尿細管周囲毛細血管および尿細管基底膜に沈着が増加しレクチン経路による活性化が示唆される一方で代替経路の活性化は両群で同程度であり、さらにMPO陽性好中球は肺・腎とも有意に増加し局所のMASP-2沈着と相関した。
  • これらの所見は、致死的SARS-CoV-2感染では肺と腎で補体が活性化し全身性の炎症応答の増悪に関与することを示し、補体抑制は異常な活性化と随伴する組織傷害を防ぐ有望な治療戦略となり得ることを示唆する。

(083) Pravdivtseva [6]

📕 書誌情報

Influence of Spatial Resolution and Compressed SENSE Acceleration Factor on Flow Quantification with 4D Flow MRI at 3 Tesla.

Mariya S Pravdivtseva, Franziska Gaidzik, Philipp Berg, Patricia Ulloa, Naomi Larsen, Olav Jansen, Jan-Bernd Hövener, Mona Salehi Ravesh

Tomography, 2022 Feb 10

  • Keywords: 4D flow MRI, compressed sensing, flow, intracranial aneurysm, intracranial vessels, partial volume effect

  • DOI: 10.3390/tomography8010038

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 6
    • FWCI: 0.98
    • Citation Percentile: 76.47

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💬 AI 翻訳タイトル

3テスラにおける4DフローMRIによる流量定量に対する空間分解能およびCompressed SENSE（CS）加速係数の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、3テスラにおける4DフローMRIの血流定量に対する空間分解能（voxel size）およびCompressed SENSE（CS）加速係数の影響を小口径血管で検討し、2DフローMRI・流量センサおよび動脈瘤モデルにおける計算流体力学（CFD）との整合性を評価することであった。
  • 内径2〜5 mmのシリコンチューブにおける流れを、CS=2.5/4.5/6.5/13と体素サイズ（voxel size）0.5/1.0/1.5 mm^3を用いた4DフローMRIで測定し、2DフローMRIおよび流量センサと比較するとともに、動脈瘤モデルの速度場をCFDと比較した。
  • 流量は流量センサ・2DフローMRI・4DフローMRI間で強い相関（相関係数rho>0.94）を示し、血管径当たりのボクセル数（nROI）が7未満では2DフローMRI比で5%以上の過大評価が生じ、CS=2.5および4.5では流量誤差とnROIに負の相関（rho=-0.81）が認められ、CS加速係数自体の統計学的に有意な影響は認めなかったが加速増大に伴う誤差増大の傾向がみられた; また動脈瘤モデルではCFDとすべての4DフローMRIでピーク速度と停滞域が同定され、CS=4.5はCS=2.5に対し動脈瘤嚢内の速度差誤差が全空間分解能で11%以下であった。
  • 以上より、正確な流量・速度定量を維持しつつ空間または時間分解能を高める目的にはCS加速係数2.5〜4.5が適切と考えられ、4DフローMRIプロトコルの標準化に向けて血管径当たりのボクセル数（nROI）の報告を推奨する。

(084) Uchiyama [1]

📕 書誌情報

Extraction of patient-specific boundary conditions from 4D-DSA and their influence on CFD simulations of cerebral aneurysms.

Yuya Uchiyama, Soichiro Fujimura, Hiroyuki Takao, Hiroshi Ono, Keigo Katayama, Takashi Suzuki, Toshihiro Ishibashi, Katharina Otani, Kostadin Karagiozov, Koji Fukudome, Yuichi Murayama, Makoto Yamamoto

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2022 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

4D-DSAからの患者特異的境界条件の抽出とそれが脳動脈瘤のCFDシミュレーションに及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、4次元デジタルサブトラクション血管造影（4D-DSA）画像から脈動周期および血流速度などの患者特異的流入境界条件を抽出する新規手法を開発し、その妥当性を評価することである。
  • 提案手法により抽出した値を実測値と比較して誤差を評価した結果、最大誤差は14.3%であり、さらに汎用的な流入条件と患者特異的流入条件を用いて計算流体力学（CFD）による血流シミュレーションを実施し、代表的な血行力学的指標を算出した。
  • その結果、汎用的流入条件と患者特異的流入条件から得られた指標の最大差は、速度で約400%、正規化壁せん断応力で約150%、圧力損失係数で約50%であった。
  • 以上より、脳動脈瘤の血行力学を正確に再現するためには患者特異的流入境界条件の導入が極めて重要であることが示された。

(085) Fan [1]

📕 書誌情報

Hemodynamic impact of proximal anterior cerebral artery aneurysm: Mind the posteriorly projecting ones!

Zhenmin Fan, Lijun Dong, Yingying Zhang, Xia Ye, Xiaoyan Deng

Proc Inst Mech Eng H, 2022 May

  • Keywords: Anterior cerebral aneurysms, bifurcation aneurysm, computational fluid dynamics, geometric characterization of aneurysms, hemodynamics

  • DOI: 10.1177/09544119221082420

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  • OpenAlex

    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.151
    • Citation Percentile: 45.58

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💬 AI 翻訳タイトル

前大脳動脈近位部動脈瘤の血行力学的影響：後方突出例に注意を要する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、後方に突出する頭蓋内動脈瘤の高い破裂リスクに関与する血行力学的・力学的機序を解明することである。
  • 臨床データに基づいて三次元の脳動脈瘤モデルを構築し、部位（とくに前大脳動脈A1近位部を含む）、突出方向、サイズ、形状の違いが流速、圧力、壁せん断応力（WSS）に及ぼす影響を数値的に比較検討した。
  • 数値解析の結果、後方突出の動脈瘤は小径であっても異常な血行力学的環境を示し、動脈瘤頸部近傍における局所高圧と壁せん断応力の集中・増大が認められた；さらに前大脳動脈A1近位部に位置する例や楕円体形態の動脈瘤では局所の応力（WSS）が一層増大し、血行力学的悪化が顕著であった。
  • これらの所見は、後方突出動脈瘤の高い破裂率を説明し得る潜在的な力学的機序を示唆し、小径であっても早期・正確な診断と迅速な治療介入が臨床転帰の改善に重要であることを強調する。

(086) Winkler [29] ⭐

📕 書誌情報

Endoluminal Biopsy for Molecular Profiling of Human Brain Vascular Malformations.

Ethan Winkler, David Wu, Eugene Gil, David McCoy, Kazim Narsinh, Zhengda Sun, Kerstin Mueller, Jayden Ross, Helen Kim, Shantel Weinsheimer, Mitchel Berger, Tomasz Nowakowski, Daniel Lim, Adib Abla, Daniel Cooke

Neurology, 2022 Apr 19

💬 AI 翻訳タイトル

血管内腔生検（endoluminal biopsy）によるヒト脳血管奇形の分子プロファイリング

💬 AI 要約

  • 本研究は、開頭手術を要さない脳動静脈奇形（bAVM）の分子プロファイリング法として血管内腔生検（endoluminal biopsy）を適用し、生体患者における内皮細胞の遺伝子発現と血流依存的な転写変化を特性評価することを目的とした。
  • 未破裂bAVM成人例に対し脳血管撮影下でendoluminal biopsyと計算流体力学（CFD）モデリングを行い、連続する動脈セグメントからの細胞採取および手術切除組織を比較対照として、蛍光活性化セルソーティング（FACS）で内皮細胞を濃縮後にIllumina HiSeq 4000を用いたRNAシーケンス（RNAseq）と差次的遺伝子発現、オントロジー、相関解析を実施し、定量逆転写PCR（RT-qPCR）で検証するとともに塞栓術前後での発現変化を評価した。
  • 4例で合併症なく生検に成功し、RNAseqはbAVMでFDR ≤ 0.05の差次的発現遺伝子106個を同定してRas–MAPKシグナルの有意な濃縮（p < 0.05）を示しRT-qPCRおよびMAPK/ERK阻害薬反応性予測パネルで確認され、endoluminal biopsy検体は手術切除組織に対して検出遺伝子の83.3%を再現し全遺伝子発現プロファイルも強い相関（Pearson r = 0.77）を示し、さらにCFDで推定した壁面せん断応力は炎症経路の発現亢進と相関し塞栓術前後の比較でも血流媒介性の遺伝子発現変化が確認された。
  • 以上より、endoluminal biopsyは生体のbAVMにおける分子プロファイリングを実現し、開頭手術で得た組織と同等の発現情報を提供して治療標的となり得るRas–MAPK異常を同定でき、CFDとの統合により血流に起因するトランスクリプトーム変化の同定も可能であり、bAVMに対する精密医療の臨床試験を促進し得る手法であることが示された。

(087) Goodarzi Ardakani [13]

📕 書誌情報

A porosity model for medical image segmentation of vessels.

Vahid Goodarzi Ardakani, Alberto M Gambaruto, Goncalo Silva, Ricardo Pereira

Int J Numer Method Biomed Eng, 2022 Apr

  • Keywords: aortic arch, cerebral aneurysm, computational fluid dynamics, medical image segmentation, nasal cavity, porous medium, velocity thresholding, viscous resistance

  • DOI: 10.1002/cnm.3580

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 13
    • FWCI: 1.458
    • Citation Percentile: 99.99 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

血管の医用画像セグメンテーションのための多孔質モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、画像のグレースケール強度からボクセルの部分体積分率を推定し、多孔質媒体アナロジーに基づく多孔質モデルによって血管などの対象構造をセグメンテーションする物理ベース手法を開発することである。
  • 具体的には、医用画像の体積データを多孔質材料の三次元計算領域に写像し、その内部で非圧縮性流れの数値計算を行って速度場を求め、速度等値面（iso-surface）を対象物の表面として抽出する手順を用い、CT画像の8症例（脳動脈瘤、鼻腔、ならびに大動脈弓）で評価し、動脈瘤では一定グレースケールしきい値法および手動セグメンテーション（臨床医により検証）と比較し、さらにモデリングやユーザー選択に対する感度解析と、壁近傍流れを含むCFDによる妥当性確認を行った。
  • 結果として、提案法はノイズの多い領域においても対象物を抽出でき、脳動脈瘤症例では一定しきい値法や手動セグメンテーションとの比較において有効性を示し、鼻腔および大動脈弓では定性的評価により適切な形状再構成が確認された。
  • 以上より、本多孔質モデルに基づく物理ベースのセグメンテーションは、モデリングやユーザー設定に対して堅牢であり、CFDを含む後続の血流解析において代表性と妥当性を備えた幾何形状を提供し得る有望なアプローチである。

(088) Yang [30] ⭐

📕 書誌情報

Rupture risk prediction of cerebral aneurysms using a novel convolutional neural network-based deep learning model.

Hyeondong Yang, Kwang-Chun Cho, Jung-Jae Kim, Jae Ho Kim, Yong Bae Kim, Je Hoon Oh

J Neurointerv Surg, 2023 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

新規畳み込みニューラルネットワーク（convolutional neural network: CNN）ベース深層学習モデルを用いた脳動脈瘤破裂リスクの予測

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血行力学パラメータに基づく新規畳み込みニューラルネットワーク（convolutional neural network: CNN）ベースの深層学習モデルを用いて、治療方針決定を支援する脳動脈瘤の破裂リスク予測手法を提案・評価することである。
  • 123例の脳動脈瘤症例を対象とした後ろ向き研究において、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）および流体–構造連成（fluid–structure interaction: FSI）により壁せん断応力（wall shear stress: WSS）やひずみ（strain）などの血行力学指標を算出し、独自手法で画像化してCNNの学習データとし、さらに新規のデータ拡張（data augmentation）法を用いて合計53,136枚の画像を生成し、WSS単独、ひずみ単独、両者の組合せ画像でCNNを学習・評価した。
  • その結果、WSS画像、ひずみ画像、両者の組合せ画像で学習したCNNのROC曲線下面積（area under the ROC curve: AUC）はそれぞれ0.716、0.741、0.883であり、最適カットオフに基づく感度/特異度はWSS単独で0.50/0.79、ひずみ単独で0.74/0.71と高くはなかったのに対し、両者の組合せでは0.81/0.82と良好であった。
  • WSSおよびひずみを含む血行力学因子を活用したCNNベースの深層学習アルゴリズムは、脳動脈瘤の破裂リスクを良好な精度で予測し得る有効なツールとなり得ることが示唆された。

(089) Zhang [12]

📕 書誌情報

How to perform intra-aneurysmal coil embolization after Pipeline deployment: a study from a hemodynamic viewpoint.

Mingqi Zhang, Zhongbin Tian, Yisen Zhang, Ying Zhang, Kun Wang, Xiaochang Leng, Xinjian Yang, Jianping Xiang, Jian Liu

J Neurointerv Surg, 2023 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

パイプライン塞栓デバイス留置後の瘤内コイル塞栓術をいかに行うか：血行動態学的観点からの研究

💬 AI 要約

  • 目的：パイプライン塞栓デバイス（PED）留置後に併用する瘤内コイル塞栓の至適戦略、特に追加的な血行動態効果が頭打ちとなるコイル充填率の閾値を、段階的な血行動態変化に基づいて明らかにすることを目的とした。
  • 方法：内頚動脈頭蓋内動脈瘤16例の患者固有モデルを作成し、PEDおよび各コイルを有限要素解析で高忠実度に再現したうえで、術後形状に対して計算流体力学（CFD）解析を行い、PED留置および各コイル挿入の各段階で瘤内流速とその低下率を算出し、共分散分析（ANCOVA）で各コイルの効果を比較した。
  • 結果：PED留置後に瘤内平均流速は有意に低下（15.3→10.0 cm/s, p<0.001）し、第1本目のコイル挿入でさらに有意に低下した（10.0→5.3 cm/s, p<0.001）；第2本目のコイルによる速度低下率の効果は第1本目より有意に小さく（p<0.001）、充填率が平均7.06%に達すると追加コイルは血行動態に追加的効果を示さなかった。
  • 結論：PED後の付加的コイリングは術後の瘤内血行動態を改善するが、高密度充填は不要であり、血行動態は第2本目のコイルまたは充填率約7.06%で安定化することから、併用療法における実用的な目標充填率を示唆する。

(090) Zhai [8]

📕 書誌情報

Case Report: Dynamic Changes in Hemodynamics During the Formation and Progression of Intracranial Aneurysms.

Xiaodong Zhai, Yadong Wang, Gang Fang, Peng Hu, Hongqi Zhang, Chengcheng Zhu

Front Cardiovasc Med, 2021

  • Keywords: computational fluid dynamics, dynamic changes, hemodynamic analysis, intracranial aneurysms, natural history

  • DOI: 10.3389/fcvm.2021.775536

  • Article

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    • Cited by: 8
    • FWCI: 1.204
    • Citation Percentile: 99.99 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

症例報告：頭蓋内動脈瘤の形成・進展過程における血行動態の動的変化

💬 AI 要約

  • 動脈瘤性くも膜下出血（subarachnoid hemorrhage: SAH）が重篤であるにもかかわらず、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm: IA）の形成・進展・破裂の機序は未解明であり、ヒトで発生過程を連続観察することは困難であるため、本研究では2例の実症例におけるIA発生の比較的完全な経過を報告し、医療画像に基づく計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）により血行動態の動的変化を解析して機序解明を目指した。
  • 2症例の連続医療画像から血管形状を再構築し、CFDシミュレーションを用いて時間経過に伴う速度分布、渦構造、壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）および壁面せん断応力勾配（wall shear stress gradient: WSSG）の変化を評価した。
  • 解析の結果、IAの形成・進展は血行動態が刻々と変化する動的過程であり、集中した高速度の流入ジェット、渦を伴う流れ、極端に高いWSS、急峻なWSSGが形成と関連し、複雑な多渦流は増大前の病変と関連し、破裂は低WSSおよび流れパターンの極度の不安定性・複雑性と関連する可能性が示唆された。
  • 医療画像に基づく時系列CFD解析はIAの血行動態条件を経時的に検討する手段を提供し、IAの形成・進展機序に関する理論的理解に独自の示唆を与える一方、症例数が少ないため本知見は予備的・探索的と解釈すべきである。

(091) Tang [18]

📕 書誌情報

Morphological and Hemodynamic Characteristics Associated With the Rupture of Multiple Intracranial Aneurysms.

Xiaoyu Tang, Longjiang Zhou, Lili Wen, Qi Wu, Xiaochang Leng, Jianping Xiang, Xin Zhang

Front Neurol, 2021

  • Keywords: DSA (digital subtraction angiogram), aneurysm rupture, hemodynamic parameters, intracranial mirror aneurysms, morphologic parameters

  • DOI: 10.3389/fneur.2021.811281

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    • Cited by: 18
    • FWCI: 2.709
    • Citation Percentile: 99.99 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

多発性頭蓋内動脈瘤の破裂に関連する形態学的および血行力学的特性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者関連因子の影響を排しつつ多発性頭蓋内動脈瘤の破裂に関連する形態学的・血行力学的因子を同定し、破裂リスク評価の統計モデルを構築することである。
  • 52例の連続症例における104個のミラー頭蓋内動脈瘤（mirror intracranial aneurysms）のデジタルサブトラクション血管造影(DSA)データを用いた後ろ向き解析を行い、3次元再構築と計算流体力学(CFD)により21の形態学的・血行力学的パラメータを算出し、多変量ロジスティック回帰で独立危険因子を同定したのち、受信者動作特性(ROC)解析および2021年1月〜10月の検証コホートで予測モデルの性能を評価した。
  • 破裂群と未破裂群の間で19項目中15項目に有意差が認められ、多変量解析ではブレブ(bleb)形成、ネック幅、サイズ比(SR)が独立因子として抽出され、これらに基づくモデル（Odds = -1.495 - 0.707×ネック幅 + 3.061×ブレブ形成 + 2.1×SR）はAUC 0.901を示し、検証コホートでは感度100%、特異度88.46%と良好な識別能を示した。
  • ブレブ形成、ネック幅、サイズ比は多発性頭蓋内動脈瘤の破裂と独立に関連し、本予測モデルは高破裂リスク動脈瘤の同定と臨床的リスク層別化に有用である可能性が示唆された。

(092) Moerman [11]

📕 書誌情報

Development of a patient-specific cerebral vasculature fluid-structure-interaction model.

Kevin M Moerman, Praneeta Konduri, Behrooz Fereidoonnezhad, Henk Marquering, Aad van der Lugt, Giulia Luraghi, Sara Bridio, Francesco Migliavacca, Jose F Rodriguez Matas, Patrick McGarry

J Biomech, 2022 Mar

  • Keywords: Cerebral vessels, Fluid Structure Interactions, Hyperelastic, Image-based modelling, Non-Newtonian Flow

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2021.110896

  • Article

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    • Cited by: 11
    • FWCI: 1.691
    • Citation Percentile: 100.00 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

患者特異的脳血管系の流体–構造連成(FSI)モデルの開発

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、医用CT画像の解像度や滑らかさの不足、血管間あるいは高蛇行部の自己接触(self contact)の不明瞭さといった技術的課題を克服し、臨床画像から高解像度の患者特異的有限要素解析(FEA)／計算流体力学(CFD)／流体–構造連成(FSI)モデルを高効率かつ自動的に生成するカスタマイズプラットフォームを開発することである。
  • 我々は、幾何スムージングや接触処理を含むモデリング工程を自動化したワークフローを構築し、これを用いて閉塞脳血管における血流と動脈変形の患者特異的FSI解析を、これまでに例のない初のケースとして実施した。
  • その結果、血流の攪乱に加えて、血栓による閉塞が血管ネットワークの形状およびひずみ分布を大きく変化させ、閉塞したM2セグメントが軸方向伸長を示すことが明らかとなった。
  • 本計算手法は、臨床診断支援ツールとしての発展性に加え、血栓回収(Thrombectomy)デバイス設計のプラットフォームとしても有用であると結論づけられる。

(093) Hu [1]

📕 書誌情報

[CT-based morphological and hemodynamics analysis for rupture risk of mirror intracranial aneurysm].

B Hu, D C Li, W D Xu, Z Shi, L J Zhang

Zhonghua Yi Xue Za Zhi, 2022 Feb 08

💬 AI 翻訳タイトル

鏡像脳動脈瘤の破裂リスク評価におけるCT血管撮影に基づく形態学的および血行力学的解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、CT血管撮影（CTA）由来の形態学指標と計算流体力学（CFD）から得られる血行力学指標を用いて鏡像脳動脈瘤（MIA）の破裂例と未破裂例の特徴を比較し、破裂リスク因子を明らかにすることである。
  • 2010〜2016年にデジタルサブトラクション血管造影（DSA）または手術で確定診断された29例（58病変）のMIAを対象に、最大径・頸部幅・サイズ比（SR）などの形態学指標を測定し、CTAモデルに基づくCFD解析から圧力（P）、壁せん断応力（WSS）、壁せん断応力勾配（WSSG）、振動性せん断指数（OSI）を算出し、それらの空間不均一性を変動係数（CV）で表した指標（PCV、WSSCV、WSSGCV、OSICV）を用いて対側ペア内で比較し、条件付きロジスティック回帰により破裂関連因子を評価した。
  • 破裂側は未破裂側に比して最大径・頸部幅・SRが大きく、血行力学的にはWSSCVおよびWSSGCVが高くPCVが低く、多変量解析ではWSSGCVの高値が独立した破裂リスク因子であった（オッズ比 279.20、95%信頼区間 1.10–71,028.28）。
  • 以上より、最大径・頸部幅・SRはMIAの破裂状態を識別する有用な形態学指標であり、動脈瘤囊内のWSSGの空間不均一性（WSSGCV）の高さはMIA破裂と強く関連し、患者間差を抑える鏡像ペア内比較に基づくCTAベースのCFD解析が破裂リスク評価に有用であることが示された。

(094) Khani [34] ⭐

📕 書誌情報

Human in silico trials for parametric computational fluid dynamics investigation of cerebrospinal fluid drug delivery: impact of injection location, injection protocol, and physiology.

Mohammadreza Khani, Goutham Kumar Reddy Burla, Lucas R Sass, Ostin N Arters, Tao Xing, Haiming Wu, Bryn A Martin

Fluids Barriers CNS, 2022 Jan 28

  • Keywords: Biofluid mechanics, Biomechanics, Central nervous system, Cerebrospinal fluid, Cisterna magna drug delivery, Computational fluid dynamics, In vitro model, Intrathecal drug delivery, Magnetic resonance imaging, Multiphase solute transport, Ventricular drug delivery

  • DOI: 10.1186/s12987-022-00304-4

  • Article

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    • Cited by: 34
    • FWCI: 3.887 ⭐
    • Citation Percentile: 99.98 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

ヒトにおける脳脊髄液薬物送達のパラメトリック数値流体力学（CFD）解析のためのインシリコ試験：注入部位、注入プロトコルおよび生理学的要因の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳脊髄液（CSF）系の解剖学的理想化ヒトモデルに対して数値流体力学（CFD）とin vitroモデル検証を用いたインシリコ試験を行い、髄腔内薬物送達における注入部位、注入プロトコル、生理学的要因が薬物到達性に与える影響を定量的に評価することである。
  • 方法として、腰椎穿刺（LP）、大槽（cisterna magna, CM）、脳室内（intracerebroventricular, ICV）の注入部位、LPにおける注入速度・ボーラス体積・フラッシュ量（flush volume）、ならびに心拍および深呼吸により誘発されるCSFストロークボリューム（stroke volume）の増加をパラメトリックに変更し、投与後3時間までシミュレーションして空間・時間的トレーサ濃度、領域別曲線下面積（AUC）、最高濃度到達時間（Tmax）、最高濃度（Cmax）を算出した。
  • 結果として、CMおよびICV注入は他条件と比べて脳領域のAUCを約2桁（~2 logs）増加させ、ボーラス体積の3倍化や5 mLのフラッシュ追加は基準の5 mL LP注入に対し頭蓋内AUCを最大2倍まで増加させた一方、ボーラス注入速度を5倍（25 mL/分）にしても脳内曝露は改善しなかった。また、心拍・呼吸に起因するCSF運動の増大は、脳・基底槽・小脳へのトレーサ拡散を基準LP条件に比べて約2桁増加させた。
  • 結論として、本計算モデルはCSF注入プロトコルに対応したインシリコ試験を可能にし、目標とする脊髄・脳領域へ必要用量を到達させるべく送達プロトコルの最適化可能性を示した；とりわけ注入部位の影響はボーラス注入速度・体積やフラッシュ量の変更より大きく、CMやICVはLPより高い脳内到達性を示した。さらに、CSFのストロークボリュームおよびその頻度は重要な規定因子であり、LPプロトコルの緩和な変更（速度・体積・フラッシュ）よりも大きな影響を及ぼす可能性がある。

(095) MacDonald [7]

📕 書誌情報

Spectral Bandedness in High-Fidelity Computational Fluid Dynamics Predicts Rupture Status in Intracranial Aneurysms.

Daniel E MacDonald, Mehdi Najafi, Lucas Temor, David A Steinman

J Biomech Eng, 2022 Jun 01

💬 AI 翻訳タイトル

高忠実度計算流体力学におけるスペクトル帯状性は頭蓋内動脈瘤の破裂の有無を予測する

💬 AI 要約

  • 本研究では、血管雑音（bruit）や“musical murmur”と整合する高周波の流れ不安定性に着目し、頭蓋内動脈瘤CFDデータにおけるハーモニックな流れ不安定性すなわちスペクトル帯状性（spectral bandedness）が破裂の有無と関連するとの仮説を検証し、同現象の定量・可視化手法を新規に提示することを目的とした。
  • 音楽の音響処理ツールに着想を得たアルゴリズムでスペクトル帯状性指数（SBI）を算出・可視化し、高忠実度CFDで再現した分岐部動脈瘤50例に適用するとともに、破裂と関連が示されてきた既存血行動態指標も算出し、三次元可視化によりSBIの空間分布と流動構造を検討した。
  • その結果、SBIは破裂の有無と有意に関連した唯一の指標であり、AUC=0.76（p=0.002）、特異度79%（未破裂24例中19例を正判別）、感度65%（破裂26例中17例を正判別）を示し、三次元可視化では高SBIの連続領域が壁近傍の強い流入ジェットおよび瘤嚢内の渦放出／フラッター現象に対応していた。
  • これらの所見から、拍動周期内（intracycle）に発生する位相整合した流れ不安定性が流れ誘起振動（flow-induced vibration）を介して動脈瘤壁の進行性劣化に寄与しうる一方、高忠実度CFDでその不在が確認される症例は低破裂リスクの同定に有用である可能性が示唆された。

(096) Uchiyama [5]

📕 書誌情報

Role of patient-specific blood properties in computational fluid dynamics simulation of flow diverter deployed cerebral aneurysms.

Yuya Uchiyama, Soichiro Fujimura, Hiroyuki Takao, Takashi Suzuki, Toshihiro Ishibashi, Katharina Otani, Kostadin Karagiozov, Koji Fukudome, Hideki Yamamoto, Makoto Yamamoto, Yuichi Murayama

Technol Health Care, 2022

  • Keywords: CFD, Hemodynamics, blood flow simulation, flow diverter stent, non-Newtonian fluid, patient-specific blood properties, velocity, wall shear stress

  • DOI: 10.3233/THC-213216

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.753
    • Citation Percentile: 78.41

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💬 AI 翻訳タイトル

患者特異的血液物性がフローダイバータ留置脳動脈瘤の計算流体力学解析に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバータ(FD)ステントで治療された脳動脈瘤における計算流体力学(CFD)解析で、患者特異的血液物性(PSBP)の採用が血行動態評価に及ぼす影響を定量化することである。
  • FD留置を受けた12例の患者について血液の密度と粘度を計測し、測定したPSBPと既報の非患者特異的血液物性を用いた2条件のCFDシミュレーションを、FD非留置および留置の双方で実施し、瘤内平均流速と壁面せん断応力(WSS)を算出した。
  • FD非留置時にはPSBPの採否による瘤内平均流速とWSSの変化率はそれぞれ平均2.93%および3.16%にとどまったのに対し、FD留置時にはそれぞれ平均11.1%および9.06%へと増大した。
  • したがってFD留置後の脳動脈瘤に対するCFD解析ではPSBPの考慮が血行動態指標に実質的な影響を与え得るため無視できず、適切な血行動態評価を得るには患者特異的血液物性を用いることが推奨される。

(097) Liu [12]

📕 書誌情報

Stability of unruptured intracranial aneurysms in the anterior circulation: nomogram models for risk assessment.

Qingyuan Liu, Xinyi Leng, Junhua Yang, Yi Yang, Pengjun Jiang, Maogui Li, Shaohua Mo, Shuzhe Yang, Jun Wu, Hongwei He, Shuo Wang

J Neurosurg, 2022 Sep 01

  • Keywords: hemodynamics, multidimensional predictive model, nomograms, stability, unruptured intracranial aneurysm, vascular disorders

  • DOI: 10.3171/2021.10.JNS211709

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 12
    • FWCI: 1.806
    • Citation Percentile: 99.99 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

前方循環における未破裂脳動脈瘤の安定性：リスク評価のためのノモグラムモデル

💬 AI 要約

  • 未破裂脳動脈瘤（IA）の病変安定性は治療方針決定に重要であり、本研究は前方循環の未破裂IAにおける2年間の安定性（破裂または増大の有無）を評価するため、臨床・形態学的・血行動態的特徴を統合した多次元ノモグラムの開発を目的とした。
  • 前向きに登録した前方循環未破裂IAを定期追跡し、臨床データと形態学的指標を収集するとともに、患者別数値流体力学（computational fluid dynamics, CFD）解析により瘤周囲の血行動態指標を定量化し、多変量ロジスティック回帰に基づくノモグラムを一次コホート（2017年1月〜2018年2月）で構築してPHASESおよびELAPSSスコアと予測能を比較し、さらに検証コホート（2018年3月〜10月）で外部検証を行った。
  • 一次コホートの231例272病変では、高血圧、動脈瘤部位、不整形、サイズ比、正規化平均壁面せん断応力（normalized wall shear stress average）、相対滞留時間（relative residence time, RRT）が2年安定性の独立因子であり、臨床・形態学・血行動態を統合したノモグラム（C+M+Hノモグラム）の予測精度が最も高く（c統計量0.94）、次いで臨床＋形態学ノモグラム（0.89）、PHASES（0.68）、ELAPSS（0.58）であり、検証コホート（85例97病変）でもC+M+Hノモグラムのc統計量は0.94であった。
  • 患者別CFD由来の血行動態指標は保守的管理下の未破裂IAの2年安定性予測に有用であり、従来のリスクスコアに比して多次元ノモグラムは有意に高い予測精度を示す。

(098) Jiang [4]

📕 書誌情報

Design and evaluation of an air-insulated catheter for intra-arterial selective cooling infusion from numerical simulation and in vitro experiment.

Miaowen Jiang, Ming Li, Yuan Gao, Zhichen Yin, Yuchuan Ding, Yufeng Zheng, Shiqiang Zheng, Chuanjie Wu, Ang Li, Jiancheng Fang, Xunming Ji

Med Eng Phys, 2022 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

数値シミュレーションおよびin vitro実験に基づく経動脈選択的冷却灌流用空気層断熱カテーテルの設計と評価

💬 AI 要約

  • 急性虚血性脳卒中の神経保護を目的とする経動脈選択的冷却灌流（intra-arterial selective cooling infusion; IA-SCI）は、カテーテル内搬送中の加温により送達温度が上昇する課題があり、本研究は熱抵抗を高める空気層断熱カテーテルを設計し、その冷却性能を数値解析とin vitroで体系的に評価することを目的とした。
  • 押出成形法により空気層断熱カテーテルを製作し、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）に基づく熱・血行動態モデルで熱伝導・伝熱特性を解析した上で、4°Cの灌流液（20 ml/min）を用いたin vitro試験により市販血管内カテーテルとの熱絶縁能を比較し、さらに人工循環系の中大脳動脈内の模擬血液（グリセリン56%＋二重蒸留水44%、37°C）および生体熱移動（bioheat）数理モデルで脳組織の冷却過程を評価した。
  • その結果、空気層断熱カテーテルの遠位端における灌流液温は14.2°C ± 0.2°Cまでの上昇に抑制され、市販代替品における30°Cと比べ有意に低く、同灌流により模擬血液は29.7°C ± 0.1°Cまで冷却され、生体熱モデルでは注入開始1分以内に脳組織温が2°C低下すると推定された。
  • 以上より、IA-SCI用空気層断熱カテーテルは高い冷却効率を示すことがin vitroで実証され、治療的低体温療法における有望かつ競争力のある介入用カテーテルとなり得ることが示唆された。

(099) Li [8]

📕 書誌情報

In Silico Study to Enhance Delivery Efficiency of Charged Nanoscale Nasal Spray Aerosols to the Olfactory Region Using External Magnetic Fields.

Benjamin Li, Yu Feng

Bioengineering (Basel), 2022 Jan 16

💬 AI 翻訳タイトル

外部磁場を用いた帯電ナノスケール経鼻スプレーエアロゾルの嗅覚領域への送達効率向上に関するin silico研究

💬 AI 要約

  • 中枢神経系疾患治療に向けた経鼻スプレーによる嗅覚領域への薬物送達の諸課題に対し、本研究は計算流体力学（CFD）により、外部磁場が帯電粒子の沈着に及ぼす影響を検討し、粒子の空気力学的直径（aerodynamic diameter）、噴霧速度の大きさ・角度・位置、磁気力の強度・方向といった複数パラメータの包括的評価を通じて、嗅上皮への送達効率の最適化方策を特定することを目的とした。
  • 鼻腔内気流はレイノルズ平均ナビエ–ストークス方程式（RANS）で記述し、鼻孔に現実的な吸気波形を与え、粒子軌跡は一方向結合のEuler–Lagrangeモデル（Euler–Lagrange model）で追跡し、通電導線により生成した磁場で帯電粒子に力を作用させ嗅覚領域へ誘導し、到達後は粘液中を通る嗅上皮までの拡散を解析的に評価した。
  • その結果、粒子の空気力学的直径、噴霧位置、および磁場強度は送達効率に対して相互依存的に作用し、特定の組合せにより、磁場非適用かつ一様噴霧に比べて65倍を超える薬物送達効率が達成された。
  • 得られた知見は、これらの因子を統合的に設計することで嗅上皮への送達効率を最適化し得ることを示唆する。

(100) Wu [5]

📕 書誌情報

Hemodynamics derived from computational fluid dynamics based on magnetic resonance angiography is associated with functional outcomes in atherosclerotic middle cerebral artery stenosis.

Jiahua Wu, Peng Wang, Leilei Zhou, Danfeng Zhang, Qian Chen, Cunnan Mao, Wen Su, Yingsong Huo, Jin Peng, Xindao Yin, Guozhong Chen

Quant Imaging Med Surg, 2022 Jan

  • Keywords: Middle cerebral artery (MCA), arterial stenosis, computational fluid dynamics (CFD), magnetic resonance angiography (MRA), stroke

  • DOI: 10.21037/qims-21-337

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.334
    • Citation Percentile: 61.12

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💬 AI 翻訳タイトル

磁気共鳴血管撮像（MRA）に基づく計算流体力学（CFD）から導出された血行動態指標は、動脈硬化性中大脳動脈狭窄における機能予後と関連する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、磁気共鳴血管撮像（MRA）に基づく計算流体力学（CFD）モデルから得られる血行動態と、FLAIR血管高信号（FVH）および3か月時点の修正Rankin尺度（mRS）で評価した機能予後との関連を、動脈硬化性中大脳動脈（MCA）狭窄症例で検討し、血行動態指標を加えた予測モデルの有用性を評価することである。
  • 50–99%の動脈硬化性MCA狭窄を有する120例をトレーニング群（n=99）と内部検証群（n=21）に分け、臨床指標と画像所見を収集し、CFDより壁面せん断応力比（WSSR）などの血行動態指標を算出、ASPECTSに基づく領域数でFVHスコアを評価し、多変量ロジスティック回帰で予測モデルを構築してDeLong検定でAUCを比較した。
  • 多変量解析では入院時NIHSS、高血圧、脂質異常症、治療前WSSR（WSSRbefore）、WSSRの差（difference in WSSR）が独立に機能予後と関連し、血行動態指標の追加によりモデルのAUCはトレーニング群で治療前0.750→0.802、治療後0.815→0.883、内部検証群で治療前0.782→0.800、治療後0.833→0.861へと有意に向上した一方（いずれもP<0.05、DeLong検定）、FVHスコアは良好予後群と不良予後群で差を認めなかった（治療前0.30±0.81 vs 0.26±0.97、P=0.321；治療後0.08±0.39 vs 0.00±0.00、P=0.244）。
  • CFD由来の血行動態は動脈硬化性MCA狭窄に起因する虚血性脳卒中の機能予後と関連し予測性能向上に寄与する一方、FVHは予後と関連しないことが示され、血行動態指標の臨床的有用性が示唆された。

(101) Kim [16]

📕 書誌情報

Intracranial atherosclerosis: Review of imaging features and advances in diagnostics.

Song J Kim, David J Schneider, Edward Feldmann, David S Liebeskind

Int J Stroke, 2022 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内アテローム性動脈硬化症：画像所見と診断学の進歩に関する総説

💬 AI 要約

  • 本総説の目的は、虚血性脳卒中の主要原因の一つで再発リスクも中等度である頭蓋内アテローム性動脈硬化症について、狭窄評価に偏りがちな現行の管腔中心の画像診断の限界を踏まえ、非狭窄性病変を含む画像的特徴と診断学の最新動向を整理することである。
  • 初期の先駆的臨床試験の知見と、各種画像モダリティにわたる先端的画像診断技術に関する最新研究を収集・統合し、症候性頭蓋内アテローム性動脈硬化症の特性化に関わるエビデンスを横断的にレビューした。
  • その結果、狭窄性変化の同定にはCT血管撮影(CTA)およびMR血管撮影(MRA)が診断の中核をなす一方で、高分解能MRA、定量的MRA、計算流体力学(Computational Fluid Dynamics; CFD)などの新規手法は、従来法では捉えにくい多様な病態生理学的機序の解明に資する可能性が示された。
  • 管腔狭窄の評価のみに依拠する現行の診断は疾患の真の有病率を過小評価しうるため、非狭窄性頭蓋内アテローム性動脈硬化症の検出を含む包括的な画像診断の高度化が、脳卒中二次予防戦略の最適化に重要である。

(102) Gao [12]

📕 書誌情報

Greater hemodynamic stresses initiated the anterior communicating artery aneurysm on the vascular bifurcation apex.

Bu-Lang Gao, Wei-Li Hao, Chun-Feng Ren, Cong-Hui Li, Ji-Wei Wang, Jian-Feng Liu

J Clin Neurosci, 2022 Feb

  • Keywords: Anterior communicating artery, Cerebral aneurysms, Computational fluid dynamics, Hemodynamic stresses, Vascular bifurcation

  • DOI: 10.1016/j.jocn.2021.12.005

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 12
    • FWCI: 1.14
    • Citation Percentile: 82.64

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💬 AI 翻訳タイトル

血管分岐頂部における高い血行力学的ストレスは前交通動脈（ACom）動脈瘤の発生を惹起する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）解析を用いて、前交通動脈（ACom）動脈瘤の形成に関連する血行力学的ストレスを解明することである。
  • ACom動脈瘤患者20例と対照20例の前大脳動脈（ACA）分岐の三次元形状を対象に、全圧、動圧、壁面せん断応力（WSS）、渦度、ひずみ速度を定量し、分岐頂部の流れの衝突中心および両側分枝での分布を評価し、さらに動脈瘤の仮想切除により発生部位の負荷を推定した。
  • 分岐頂部の衝突中心では全圧が最大で分枝に向かって急減する一方、WSS・動圧・渦度・ひずみ速度は衝突中心で最小で分枝方向に急増してピークに達し、ACom動脈瘤群ではACA分岐角が有意に大きく（144.2°±4.1° vs 105.1°±3.2°, P<0.001）、動脈瘤は小径分枝またはA1部とより小角をなす分枝側へ偏位する傾向があり（それぞれ70%および85%）、これらの分枝では対側より血行力学的ストレスが有意に高く、さらに動脈瘤形成後にはドーム上の血行力学的ストレスが仮想切除で推定した発生部位より一様に有意に低下した（P<0.001）。
  • 以上より、分岐頂部における局所的に異常亢進した血行力学的ストレスがACom動脈瘤の発生を規定し、分岐角の増大や分枝の非対称性が素因となるとともに、動脈瘤形成自体は当該異常ストレスの低減に寄与することが示唆された。

(103) Fujimura [12]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamic analysis of the initiation of cerebral aneurysms.

Soichiro Fujimura, Kazutoshi Tanaka, Hiroyuki Takao, Takuma Okudaira, Hirokazu Koseki, Akiko Hasebe, Takashi Suzuki, Yuya Uchiyama, Toshihiro Ishibashi, Katharina Otani, Kostadin Karagiozov, Koji Fukudome, Motoharu Hayakawa, Makoto Yamamoto, Yuichi Murayama

J Neurosurg, 2022 Aug 01

  • Keywords: cerebral aneurysm, computational fluid dynamics, de novo aneurysm, hemodynamics, vascular disorders

  • DOI: 10.3171/2021.8.JNS211452

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 12
    • FWCI: 1.013
    • Citation Percentile: 70.44

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤発生の計算流体力学（CFD）解析

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤の新規発生と血行動態因子との関係は未解明であるため、本研究は動脈瘤形成の前後で取得された血管造影画像を用いて、人工的に再現した血管幾何形状に依存せず、発生に関連する血行動態指標を同定することを目的とした。
  • 既存の別部位の脳動脈瘤のフォローアップ中にde novo（新規発生）動脈瘤を呈した10例を同定し、発生前の画像から血管形状を再構築するとともに、動脈瘤のない34血管部位を対照として選定し、CFD（computational fluid dynamics）解析により動脈壁上のパラメータ（壁せん断応力発散［WSSD: wall shear stress divergence］、圧力損失係数［PLc: pressure loss coefficient］など）を算出した。
  • 全てのde novo例で動脈瘤発生部位は最大WSSD点と一致し当該部位に強い引張力が作用していることが示唆され、他の既報パラメータでは同様の相関は認められなかったうえ、PLcはde novo例で統計学的に有意に高値であった（p<0.01）；さらに、分岐部頂点への流れの衝突や渦を伴う二次流れが、壁に高い引張力と高い全圧損失を生じさせた。
  • 以上より、動脈壁に作用する引張力（WSSDで表現）と全圧損失（PLc）がともに大きい領域では脳動脈瘤の発生リスクが高い可能性が示され、これら指標が発生予測において従来のパラメータより有用であることが示唆された。

(104) Fujimura [12]

📕 書誌情報

Hemodynamic Characteristics and Clinical Outcome for Intracranial Aneurysms Treated with the Derivo Embolization Device, a Novel Second-Generation Flow Diverter.

Soichiro Fujimura, Alex Brehm, Hiroyuki Takao, Yuya Uchiyama, Kostadin Karagiozov, Koji Fukudome, Makoto Yamamoto, Yuichi Murayama, Marios-Nikos Psychogios

World Neurosurg, 2022 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

新規第二世代フローダイバータDerivo Embolization Deviceによる脳動脈瘤治療における血行動態特性と臨床転帰

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、第二世代フローダイバータステントであるDerivo Embolization Device（DED）で治療された脳動脈瘤において、数値流体力学（computational fluid dynamics, CFD）により評価した血行動態指標と6か月後の臨床転帰・閉塞成績との関連を明らかにすることである。
  • 2017–2019年に2施設で治療された23例23動脈瘤を後ろ向きに集積し、先行コイリング、血管形状不適合、幾何学的複雑性により6例を除外して17例でCFD解析を実施、全例でステント留置6か月後にデジタルサブトラクション血管造影でO’Kelly–Marottaグレーディングスケールにより閉塞度を評価し、完全閉塞群と残存群の血行動態・形態学的パラメータを比較した。
  • 全体では17/23例（73.9%）が完全閉塞に至り、CFD解析可能群では13例が完全閉塞、4例が残存（O’Kelly–Marotta A 2例、B 1例、C 1例）であった；完全閉塞例では体積当たりのエネルギー損失（energy loss per volume）がステント前後いずれにおいても有意に大きく（P<0.05）、一方で残存例では流入集中指数（inflow concentration index）が有意に高く、流入面積比（inflow area ratio）が有意に低かった（いずれもP<0.05）。
  • これらの結果から、動脈瘤内を通過する血流に伴うエネルギー損失の大きさと動脈瘤への流入の集中度が、DED治療後に完全閉塞に至るか残存を来すかを規定する主要な決定因子であることが示され、フローダイバータ治療における予後予測のためのCFD指標の有用性が示唆された。

(105) Chen [9]

📕 書誌情報

Non-invasive assessment of intracranial wall shear stress using high-resolution magnetic resonance imaging in combination with computational fluid dynamics technique.

Yuwen Chen, Jia Liu, Mingli Li, Yannan Yu, Zhengzheng Yan, Wenshin Shiu, Bokai Wu, Zaiheng Cheng, Yao Meng, Yang Liu, Weizhuang Yuan, Zongmuyu Zhang, Weihai Xu

Fundam Res, 2022 Mar

  • Keywords: Atherosclerotic plaque, Computational fluid dynamics, High-resolution magnetic resonance imaging, Intracranial atherosclerosis, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.fmre.2021.09.019

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 9
    • FWCI: 1.168
    • Citation Percentile: 72.04

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

高分解能磁気共鳴画像と計算流体力学（CFD）を併用した頭蓋内壁せん断応力の非侵襲的評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、三次元T1強調高分解能MRI（3D T1 HR-MRI）と計算流体力学（CFD）を組み合わせて中大脳動脈（MCA）の頭蓋内壁せん断応力（WSS）を非侵襲的に評価し、低度狭窄（<50%）を有する動脈硬化例と正常例におけるWSS分布とプラーク局在との関連を検討することである。
  • 患者の3D T1 HR-MRIから三次元再構成WSSモデルを作成し、画像の解像度およびスライス厚に基づく投影を用いてCFDモデルをHR-MRIに三次元レジストレーションしたうえで、腹側下壁と背側上壁、曲率の内側壁と外側壁におけるWSSを比較し、43例の患者から得た94個のMCAプラークおよび50本の正常MCAを解析した。
  • 正常MCAでは、近位部および中間部で腹側下壁のWSSは背側上壁より低く（いずれもp<0.001）、曲率の内側壁のWSSは外側壁より低かった（p<0.001）；動脈硬化性MCAではプラークはこれらの低WSS領域に一致して生じ、腹側下壁/背側上壁WSS比および内側/外側WSS比はいずれも正常MCAより低値であった（ともにp=0.002）。
  • 低WSSはMCA動脈硬化の形成と関連し、穿通枝開口部と解剖学的に対向する腹側下壁およびMCA弯曲の内側壁で顕著であり、再構成WSSモデルはさらなる妥当性検証を前提に個別化血管プロファイルを評価しうる有望な非侵襲的手法であることが示された；本研究結果は動脈硬化形成における低WSS理論と整合した。

(106) Prather [3]

📕 書誌情報

In-silico analysis of outflow graft implantation orientation and cerebral thromboembolism incidence for full LVAD support.

Ray Prather, Eduardo Divo, Alain Kassab, William DeCampli

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2022 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

完全左室補助人工心臓（LVAD）補助下における流出グラフト植込み方向と脳血栓塞栓発生率のインシリコ解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、完全左室補助人工心臓（LVAD）補助下において脳血栓塞栓症リスクを低減するため、流出グラフトの植込み方向（吻合角度）の最適化可能性を検討することである。
  • 脈動性血行動態を、血液を非ニュートン流体として扱うマルチスケール計算流体力学（CFD）モデルと2–5 mmの塞栓子を追跡するラグランジュ粒子追跡法を結合した手法により、3種類の流出グラフト植込み角度に対して数値解析した。
  • 吻合角度により脳循環の流量配分が変化し、非定常シミュレーションは定常モデルよりも塞栓化推定の精度が高く、中間角での植込みが脳塞栓発生率を最小化し（11%）、標準角（29%）および浅い角度（36%）より低値を示した。
  • これらのインシリコ所見は、完全LVAD補助下では流出グラフトを中間的な角度で吻合し、かつ非定常モデルを用いることが脳塞栓の最小化に資することを示唆し、手術計画および計算モデリングの実務に対する指針を提供する。

(107) Berod [3]

📕 書誌情報

A heterogeneous model of endovascular devices for the treatment of intracranial aneurysms.

Alain Berod, Christophe Chnafa, Simon Mendez, Franck Nicoud

Int J Numer Method Biomed Eng, 2022 Feb

  • Keywords: computational fluid dynamics, drag model, endovascular treatment, flow-diverter, heterogeneous modelling, immersed boundary method, intracranial aneurysm

  • DOI: 10.1002/cnm.3552

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 3
    • FWCI: 0.38
    • Citation Percentile: 58.82

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤治療に用いる血管内デバイスの非均質モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバータ（flow-diverter）に代表される編組型血管内デバイスで治療された頭蓋内動脈瘤内の血流計算において、従来の均質化手法が捉えられないストラット（strut）近傍の局所的な流れの不均一性を精確に再現しつつ、メモリ、メッシング、計算時間の負担を抑制する非均質モデルの理論的枠組みを提示することである。
  • 提案モデルはデバイスのストラットが流体に及ぼす抗力を再現して局所的・不均一な効果を導入し、理想化デバイスを用いた多様な流れ条件および幾何学条件で広範に検証したうえで、フローダイバータで治療された患者固有の動脈瘤症例に適用し、嚢内速度および計算コストに関して従来手法と定量比較した。
  • その結果、提案法はストラットに起因する局所的な流れの異質性を再現し、患者固有例においても従来法と整合する嚢内速度評価を示しながら、メモリ消費、メッシング負荷、計算時間の削減を達成した。
  • 本非均質モデルは計算流体力学（CFD）と臨床応用との乖離を縮小し、低い計算コストでの数値的治療計画を可能とする計算ツールの実現に寄与する。

(108) Williamson [22]

📕 書誌情報

Review of the Development of Hemodynamic Modeling Techniques to Capture Flow Behavior in Arteries Affected by Aneurysm, Atherosclerosis, and Stenting.

Petra N Williamson, Paul D Docherty, Sina G Yazdi, Adib Khanafer, Natalia Kabaliuk, Mark Jermy, Patrick H Geoghegan

J Biomech Eng, 2022 Apr 01

💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤・動脈硬化・ステント留置の影響を受ける動脈における流れ挙動を捉える血行動態モデリング手法の発展に関する総説

💬 AI 要約

  • 本総説の目的は、動脈瘤や動脈硬化を含む病的状態およびステント／ステントグラフト留置下における動脈血行動態を把握するために、数値流体力学（CFD）および粒子画像流速測定法（PIV）に基づくモデリング手法の発展、得られた知見、ならびに限界を体系的に整理することである。
  • 本レビューは、動脈の生理学と関連力学の概説に加え、各手法で用いられる境界条件および血液を模擬する作動流体の選択とその利点・制約を含めて、既存のCFDおよびPIV研究を比較検討した。
  • 文献の整理から、CFDはステントメッシュ設計が近壁血流や血行動態の改善に及ぼす影響の解明に大きく寄与し、PIVは生理学的条件を模擬した流れの計測に有用である一方、その適用は主として非ステントモデルや動脈瘤内流れに限定され、ステント周囲または遠位の流れ（peri-/distal-stent flow）の解析は乏しいことが示された。
  • また、PIVは独立の計測手法としてだけでなくCFDの妥当性検証にも用いられており、両手法の相補性とともに、適切な境界条件設定と作動流体選定が結果の解釈に決定的であることを明確化し、ステント周囲血行動態の高精度把握に向けたモデリングの高度化が今後の課題であると結論づけた。

(109) Philip [35]

📕 書誌情報

Hemodynamic simulation of abdominal aortic aneurysm on idealised models: Investigation of stress parameters during disease progression.

Nimmy Thankom Philip, B S V Patnaik, B J Sudhir

Comput Methods Programs Biomed, 2022 Jan

  • Keywords: Abdominal aortic aneurysms, Computational fluid dynamics, Fluid structure interaction, Hemodynamics

  • DOI: 10.1016/j.cmpb.2021.106508

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 35
    • FWCI: 4.839 ⭐
    • Citation Percentile: 84.03

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💬 AI 翻訳タイトル

理想化モデルに基づく腹部大動脈瘤の血行動態シミュレーション：疾患進行過程における応力パラメータの検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、従来の最大径基準に代わる血行動態・生体力学指標に基づく破裂リスク評価を支援するため、理想化された紡錘状腹部大動脈瘤(AAA)モデルを用いて、成長各段階における血行動態および壁応力の変化を系統的に解明することである。
  • 形状指数(DHr)の高い（短い）ものから低い（長い）ものまで6種類の理想化瘤形状を設定し、最大径Dmax=3.5, 4.25, 5.0 cmの3段階で、脈動性ニュートン流体(Newtonian)としての血流と均一厚の弾性血管壁を仮定した双方向連成の流体-構造連成(FSI)解析を行い、TAWSS（時間平均壁せん断応力）やOSI（oscillatory shear index：振動性せん断指標）などのWSS（壁せん断応力）指標および破裂・血栓形成に関連するvon Mises応力指標を抽出した。
  • 瘤径の増大に伴い、異常に低いTAWSS領域や高/低OSI領域は短い瘤と長い瘤で拡大速度が異なり、さらに臨界径に近づくにつれて最大壁応力(MWS)および壁変位が顕著に増大した一方、瘤が小さい段階では血行動態予測指標が形状指数(DHr)に強く依存し、臨界径に近づくと壁応力に対するDHrの影響が顕著となった。
  • 特に高DHrの短い瘤では指標の変動が成長段階間で不一致かつ不安定であるため、予期せぬ破裂を回避するには画像検査による定期的モニタリングが必要である。

(110) Futami [2]

📕 書誌情報

Morphological factors affecting vortex core instability on 4D flow MRI of unruptured cerebral aneurysms.

Kazuya Futami, Kouichi Misaki, Takehiro Uno, Iku Nambu, Tomoya Kamide, Mitsutoshi Nakada

Neurol Res, 2022 May

  • Keywords: 4D flow MRI, Unruptured cerebral aneurysm, intra-aneurysmal flow instability, size ratio, vortex core

  • DOI: 10.1080/01616412.2021.2004365

  • Article

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.127
    • Citation Percentile: 58.82

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂脳動脈瘤の4DフローMRIにおける渦コア（vortex core）不安定性に影響する形態学的因子

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、未破裂脳動脈瘤における瘤内渦コア（vortex core）流れの時空間的不安定性と関連する形態学的因子を4DフローMRIに基づく渦コアパターンから同定し、不安定パターンを鑑別するためのカットオフ値を設定することである。
  • 4DフローMRIで40例の未破裂瘤の渦コアパターンを、安定、先端のフラッピング（flapping）を伴う安定、波状またはコイル様に連続的に変形、非可視化の4群に分類し、9つの形態学的パラメータを群間で比較した；群A（安定）と群B（先端フラッピングを伴う安定）に有意差がなかったため、これらを併合して群CおよびDと比較し、多変量ロジスティック回帰解析およびROC解析を行った。
  • 多変量解析ではサイズ比（SR）が唯一の独立した有意因子であり（p<0.05）、群A+B対群Cおよび群A+B対群C+DのROC解析におけるSRのAUCはそれぞれ0.829（95%信頼区間 0.642–1.0）および0.867（95%信頼区間 0.715–1.0）で、SRのカットオフ値は1.72（特異度0.714、感度0.756；特異度0.806、感度0.778）であった。
  • SRは4DフローMRIで規定される渦コアパターンに基づく渦コア不安定性に寄与する独立した形態学的因子であり、SR≧1.72は不安定な渦コアパターンの鑑別に有用となり得る。

(111) Wu [24]

📕 書誌情報

Hemodynamic Study of a Patient-Specific Intracranial Aneurysm: Comparative Assessment of Tomographic PIV, Stereoscopic PIV, In Vivo MRI and Computational Fluid Dynamics.

Xiaolin Wu, Stefanie Gürzing, Christiaan Schinkel, Merel Toussaint, Romana Perinajová, Pim van Ooij, Saša Kenjereš

Cardiovasc Eng Technol, 2022 Jun

  • Keywords: 4D Flow MRI, Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Intracranial aneurysm, Particle image velocimetry, Wall shear stress

  • DOI: 10.1007/s13239-021-00583-2

  • Article

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    • Cited by: 24
    • FWCI: 1.646
    • Citation Percentile: 82.64

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💬 AI 翻訳タイトル

患者特異的頭蓋内動脈瘤の血行動態研究：トモグラフィックPIV、ステレオPIV、生体内MRIおよび数値流体力学（CFD）の比較評価

💬 AI 要約

  • 壁面せん断応力（WSS）が脳動脈瘤の成長・破裂に関連するという背景のもと、in vivo医用画像とin vitro光学流速計測の双方を用いた方法論的検証が稀である現状に対し、本研究は患者特異的嚢状脳動脈瘤における血行動態を4DフローMRI、数値流体力学（CFD）、ステレオPIV（Stereo‑PIV）およびトモグラフィックPIV（Tomo‑PIV）で比較評価し、特にWSS推定の妥当性とモダリティ間の整合性を明らかにすることを目的とした。
  • PIV実験およびCFDは4DフローMRIの収縮期ピーク時に対応する定常条件で実施し、流れの特徴とWSS表面分布を比較するとともに、4DフローMRIに空間分解能を一致させたデータを用いて速度とWSSのBland–Altman解析を行い、さらに面外方向の分解能の影響をステレオPIVとTomo‑PIVの比較により評価した。
  • 全モダリティで主要な流動パターンとWSSの全体分布は類似した一方、絶対的なWSS値には大きな差がみられ、4DフローMRIはTomo‑PIV、ステレオPIVおよびCFDと比べてピークWSSを2～4倍低く（3.99 Pa）、平均WSSを1.6～2倍低く（0.94 Pa）推定した；Bland–Altman解析ではWSSについて値が大きいほど4DフローMRIとPIV/CFDの乖離が増大する比例傾向が示され、4DフローMRIに解像度を一致させた速度比較ではこの傾向は認められず、面外方向の分解能が優れるTomo‑PIVはステレオPIVより高いWSSを与えた。
  • これらの結果から、各モダリティ間の不一致の主因は空間分解能の差にある可能性が高く、現状の技術水準では動脈瘤破裂の定量的リスク解析に絶対値のWSSを用いる際には慎重な運用と解釈が必要である。

(112) Xie [5]

📕 書誌情報

Evaluation of cerebrovascular hemodynamics in vascular dementia patients with a new individual computational fluid dynamics algorithm.

Jian Xie, Zaiheng Cheng, Lihua Gu, Bokai Wu, Gaojia Zhang, Wenshin Shiu, Rongliang Chen, Zan Wang, Chang Liu, Jie Tu, Xiaochuan Cai, Jia Liu, Zhijun Zhang

Comput Methods Programs Biomed, 2022 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

新規個別計算流体力学（CFD）アルゴリズムを用いた血管性認知症患者における脳血管血行動態の評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血管性認知症、特に皮質下血管性認知症（SVaD）における個々の脳血管血行動態を定量化するため、静的な血管幾何学と動的な流量計測を統合した患者特異的計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）アプローチを開発・検証することである。
  • 磁気共鳴血管撮影（MRA）から動脈幾何学を再構築し、超音波ドプラ法で流入条件を設定して個別CFDモデルを構築し、脳動脈容積（cerebral arterial volume; CAV）、可視動脈アウトレット（outlets）数、全脳血流指数（total cerebral blood flow index; tCBF指数）、全脳血管抵抗指数（total cerebrovascular resistance index; tCVR指数）などの構造的・血行動態指標を算出して、SVaD患者（n=38）と認知正常対照（CNCs; n=40）で比較した。
  • その結果、SVaD患者は対照に比べてアウトレット数、CAV、tCBF指数が低く（いずれもP ≤ 0.001）、白質高信号（white matter hyperintensity; WMH）体積およびtCVR指数が高く（いずれもP ≤ 0.01）、アウトレット数の減少（OR=0.77）、Hachinski虚血スコア（HIS）の上昇（OR=3.65）、tCVR指数の上昇（OR=1.98）、WMH体積の増加（OR=1.12）がSVaDと独立に関連し、全指標が群間を弁別し、とくにアウトレット数・tCVR指数・HISを組み合わせた複合指標は高い弁別能（AUC=0.943）を示し、さらにアウトレット数減少とWMH増加のSVaDへの影響はtCBF指数により一部媒介された（14.4%および13.0%）。
  • 結論として、アウトレット数の減少、HISの高値、tCVR指数の上昇はSVaDの独立したリスク因子となりうるうえ、tCBF指数は血行動態指標とSVaDの関連を媒介する可能性があり、模擬指標が真の血行動態を間接的に表すにとどまるにもかかわらず、本CFDモデルは非侵襲的かつ簡便に患者特異的な脳血管血行動態変化を捉える有用な手法である。

(113) Lauric [1]

📕 書誌情報

Moments of Intra-Dome Velocity Distribution as Robust Predictors of Rupture Status in Cerebral Aneurysms.

Alexandra Lauric, James E Hippelheuser, Adel M Malek

World Neurosurg, 2022 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤における破裂の有無の頑健な予測因子としてのドーム内速度分布のモーメント

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、表面不整やノイズに感度が高い壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）に代わり、体積ベースの指標としてドーム内流速分布の統計モーメントが脳動脈瘤の破裂の有無をどの程度識別できるかを検証することである。
  • 体積をマッチさせたカテーテル三次元回転血管造影から抽出した側壁型脳動脈瘤20例（破裂10例）に対して数値流体力学（computational fluid dynamics; CFD）を行い、メッシュ非依存の等間隔サンプリング（isometric sampling）で得たドーム内速度分布に平均・分散・歪度・尖度のモーメント解析を適用し、単変量および多変量解析で識別能を評価するとともに、デジタルブレブ除去および表面ノイズ付加により速度モーメントとWSSの感度を比較した。
  • 破裂動脈瘤では非破裂に比して流速分布の歪度（2.45±0.57 vs 1.36±0.82, P=0.003）と尖度（11.83±4.77 vs 6.05±4.65, P=0.01）が高く平均が低く（0.019±0.01 vs 0.038±0.02, P=0.03）なり、多変量解析では歪度単独が最良の予測因子（曲線下面積[AUC]=0.88）であったうえ、ブレブ除去は低WSSを548%増大させ表面ノイズは85.8%減少させた一方で、速度の歪度・尖度への影響はいずれも7%未満にとどまった。
  • ドーム内流速分布の高い歪度と尖度は低速度域にピークをもつ指数分布を示唆し緩徐流領域の存在と整合し、WSSベースの手法に比べて表面形状の変動に対して頑健で破裂判別能の向上が期待されることから、今後はより大規模なコホートでの検証が必要である。

(114) Cornelissen [9]

📕 書誌情報

Hemodynamic changes after intracranial aneurysm growth.

Bart M W Cornelissen, Eva L Leemans, Cornelis H Slump, René van den Berg, Henk A Marquering, Charles B L M Majoie

J Neurosurg, 2022 Jun 01

  • Keywords: aneurysm growth, computational fluid dynamics, hemodynamics, intracranial aneurysm, vascular disorders

  • DOI: 10.3171/2021.6.JNS204155

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 9
    • FWCI: 1.14
    • Citation Percentile: 82.64

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の増大後における血行力学的変化

💬 AI 要約

  • 未破裂頭蓋内動脈瘤の正確なリスク評価には破裂に至る機序の理解が重要であり、本研究は動脈瘤の増大過程に伴う血行力学的特性の変化を縦断的に評価することを目的とした。
  • 2012〜2016年に縦断的磁気共鳴血管撮影(MRA)で増大が確認された症例を対象に、ベースラインおよび追跡画像から患者固有の血管モデルを構築し、計算流体力学(CFD)により瘤内の正規化壁面せん断応力(WSS)、振動性せん断指数(OSI)、低せん断領域を算出し、対応のあるt検定で時点間差を解析した。
  • 25例31瘤が解析され、平均追跡期間4年(範囲0.4–10.9年)で瘤体積は中央値26 mm3(IQR 9–39)増加し、増大後には正規化WSSの中央値が有意に低下した一方、OSIおよび低せん断領域には群として有意な変化は認められず、個々の症例では大きな変動が観察された。
  • 動脈瘤の増大は瘤内血行力学を大きく変化させ、とくに平均的にはWSSの低下を伴うことが示され、増大過程における血行力学の縦断的変化を患者固有モデルとCFDで定量した点に学術的貢献があるが、動脈瘤間のばらつきが大きいことから個別化評価の必要性が示唆される。

(115) Malek [2]

📕 書誌情報

Vortex formation and associated aneurysmogenic transverse rotational shear stress near the apex of wide-angle cerebral bifurcations.

Adel M Malek, James E Hippelheuser, Alexandra Lauric

J Neurosurg, 2022 Jun 01

  • Keywords: bifurcation apex, flow recirculation, intracranial aneurysms, vascular disorders, wall shear stress

  • DOI: 10.3171/2021.6.JNS204385

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 44.30

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💬 AI 翻訳タイトル

広角脳動脈分岐の頂部近傍における渦形成と動脈瘤原性横方向回転壁面せん断応力

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、分岐角の増大に伴い分岐頂部の血行力学環境で変化する成分を同定し、それらが壁面せん断応力（WSS）パターンに及ぼす影響を明らかにして、脳動脈瘤の発生・進展を規定し得る機序を解明することであり、特に横方向回転WSS（transverse rotational WSS：TRWSS）とその勾配（TRWSSG）に着目した。
  • 対称および非対称のパラメトリック分岐モデル（分岐角45–240°）と3D回転血管撮影に基づく中大脳動脈分岐13例（動脈瘤7、対照6）に数値流体力学（CFD）解析を行い、動脈瘤例では頂部の血行を評価するため動脈瘤をデジタルに削除し、分岐頂部遠位の横断面におけるWSSベクトルを切断面に対して直交分解して縦方向成分と横方向成分を抽出し、TRWSSおよびTRWSSGを頂部ならびに直近遠位でサンプリングした。
  • パラメトリックモデルでは分岐角の増大に伴い横方向の渦流が形成され、頂部に高TRWSSと強い動脈瘤原性の正のTRWSSGが出現し、狭角分岐ではTRWSSが急速に減衰する一方で広角・動脈瘤好発分岐では多半径下流まで高値が持続し、非対称分岐では広い角度側の分枝血管でTRWSSが高値となり、患者モデルでも動脈瘤分岐は対照に比して分岐角が大きく（149.33±12.56° vs 98.17±8.67°，p<0.001）、最大TRWSS（1.37±0.67 vs 0.48±0.23 Pa，p=0.01）とTRWSSG（1.78±0.92 vs 0.76±0.50 Pa/mm，p=0.03）が有意に高かった。
  • 以上より、広角分岐は正の空間勾配を伴うTRWSSという新規（従来未記載）の血行力学的負荷と関連し、狭角分岐ではmedial pad（medial pad）の保護を越えると急速に減衰するのに対し広角分岐では下流遠位まで持続することから、TRWSSは広角脳分岐における動脈瘤の発生・進展に寄与する新たな要因であり、分岐角を低減させる介入の臨床的意義を示唆する。

(116) Salimi Ashkezari [8]

📕 書誌情報

Prediction of bleb formation in intracranial aneurysms using machine learning models based on aneurysm hemodynamics, geometry, location, and patient population.

Seyedeh Fatemeh Salimi Ashkezari, Fernando Mut, Martin Slawski, Boyle Cheng, Alexander K Yu, Tim G White, Henry H Woo, Matthew J Koch, Sepideh Amin-Hanjani, Fady T Charbel, Behnam Rezai Jahromi, Mika Niemelä, Timo Koivisto, Juhana Frosen, Yasutaka Tobe, Spandan Maiti, Anne M Robertson, Juan R Cebral

J Neurointerv Surg, 2022 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤におけるブレブ（bleb）形成の予測：血行力学、幾何形状、解剖学的部位および患者集団に基づく機械学習モデル

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤におけるブレブ（bleb）の存在は不安定性と脆弱性の指標であり、本研究は血行力学、幾何形状、解剖学的部位および患者集団情報に基づいてブレブ形成を予測する機械学習モデルを開発・評価することを目的とした。
  • 2395例の脳動脈瘤（単時点の横断的データ）を用いてランダムフォレスト、サポートベクターマシン、ロジスティック回帰、k近傍法、バギングのモデルを学習し、血行力学および幾何形状の特徴は画像ベースの数値流体力学（computational fluid dynamics; CFD）から抽出、独立した266例でROC曲線下面積（AUC）、真陽性率（TPR）、偽陽性率（FPR）、適合率、バランス精度で性能を評価した。
  • 最終モデルは血行力学的・幾何学的特徴、解剖学的部位、多発性、形態学的パラメータおよび患者集団を含む18変数を保持し、強く集中した流入ジェット、高流速、複雑で不安定な流れ、集中・振動性・不均一な壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）パターン、ならびにより大きく伸長し歪んだ形状がブレブ形成と関連したうえ、検証データではランダムフォレストが最良（AUC=0.82、TPR=91%、FPR=36%、誤分類率=27%）であった。
  • ブレブを仮想的に除去した血管再構築から得られる特徴がブレブ形成前の特性に類似するという前提に基づき、機械学習モデルはブレブ形成素因を良好な精度で同定し得ることが示され、縦断データによるさらなる検証を経れば、脳動脈瘤の脆弱化や破裂への進展傾向の評価に有用となる可能性がある。

(117) Lauric [2]

📕 書誌情報

Aneurysm presence at the anterior communicating artery bifurcation is associated with caliber tapering of the A1 segment.

Alexandra Lauric, Luke Silveira, Emal Lesha, Jeffrey M Breton, Adel M Malek

J Neurosurg, 2022 Jun 01

  • Keywords: ACoA aneurysms, aneurysm presence, intracranial aneurysms, vascular disorders, vessel tapering

  • DOI: 10.3171/2021.5.JNS204389

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.253
    • Citation Percentile: 44.30

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💬 AI 翻訳タイトル

前交通動脈（ACoA）分岐部における動脈瘤の存在はA1部の口径テーパリングと関連する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血管の口径テーパリングが動脈瘤形成の一般化可能な素因であるかを検証するため、発生頻度が高く高破裂リスクと関連する前交通動脈（anterior communicating artery; ACoA）複合体において、上流のA1部形態と動脈瘤の存在との関連を評価することである。
  • 3次元回転血管造影を用いてACoA動脈瘤68例、非動脈瘤側対側37例、健常両側対照53例（計211サンプル）を解析し、A1部を血流量と径に基づき優位・等優位・非優位に分類したうえで、中心線に沿った等間隔の直交断面を作成し、輝度不変エッジ検出フィルタリングにより近位および遠位の断面積（cross-sectional area; CSA）を測定してテーパリング比（遠位/近位のCSA）を算出し、さらにテーパリングの有無を変えたACoAパラメトリックモデルで数値流体力学（Computational Fluid Dynamics; CFD）を実施した。
  • 動脈瘤は主として優位（79%）および等優位（17%）のA1部に対応しており、未破裂ACoA動脈瘤に連なるA1部は優位性の如何にかかわらず非動脈瘤対側（テーパリング比0.69±0.13対0.80±0.17、p=0.001）および健常対照（0.69±0.13対0.83±0.16、p<0.001）より有意に強いテーパリングを示し、対側と健常の間には差がなく（0.80±0.17対0.83±0.16、p=0.56）、さらにCFDによりA1部のテーパリングがACoA分岐部での限局高圧・高壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）・高流速を誘発することが示され、動脈瘤側A1にのみ有意な進行性血管テーパリングが認められた。
  • 以上より、A1部の上流口径テーパリングはACoA分岐部における動脈瘤形成に好発する血行力学（高圧・高WSS・高流速）と結びつく構造的所見であり、非交通性の中大脳動脈（MCA）分岐部で既に示された上流テーパリング効果とも整合することから、両者で頭蓋内動脈瘤の過半を占める領域に共通する機序としての臨床的意義の機械論的解明と治療戦略の開発が求められる。

(118) Bastir [11]

📕 書誌情報

Three-dimensional form and function of the nasal cavity and nasopharynx in humans and chimpanzees.

Markus Bastir, Daniel Sanz-Prieto, Manuel Burgos

Anat Rec (Hoboken), 2022 Aug

  • Keywords: 3D geometric morphometrics, airways, comparative functional anatomy, computational fluid mechanics, nasal cavity

  • DOI: 10.1002/ar.24790

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    • Cited by: 11
    • FWCI: 2.782
    • Citation Percentile: 99.98 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

ヒトおよびチンパンジーにおける鼻腔および上咽頭の三次元的形態と機能

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ヒトにおける鼻腔の空気調節（加温・加湿）能力が損なわれているという仮説を検証し、ヒトとチンパンジー間の気道形態差を三次元的に明らかにすることで、アウストラロピテクスからヒト属への進化過程における顔面前突の減少と鼻形態の機能的意義を評価することである。
  • 流入部のモデル化を改良した計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）モデルを用いて、成人ヒト6例とチンパンジー6例の気流の圧力・速度・温度変化をシミュレーションし、さらにヒト10例・チンパンジー10例の鼻・上咽頭形態について164個の半ランドマーク（semi-landmarks）による三次元幾何学的形態測定（3D geometric morphometrics）を実施した。
  • その結果、内部三次元鼻気道の形態には種間で有意な差異が認められ、圧力・速度・温度の種平均値にも統計的に有意な違いが見られた一方、形態に起因する温度交換の差は軽微であった。
  • これらの所見は、ヒトの空気調節機能に適応上の大きな不利があるという見解に疑義を呈し、むしろ脳の進化と頭蓋顔面の統合に伴う顔面・鼻の改変が、空気調節に関連する呼吸適応を維持する方向に寄与したという仮説を支持する。

(119) Zhang [2]

📕 書誌情報

Numerical simulation flow dynamics of an intracranial aneurysm.

Yang Zhang, Junjie Fan, Yunxia Xiu, Luyao Zhang, Guangxin Chen, Jinyu Fan, Xiao Lin, Chen Ding, Mingming Feng, Ruliang Wang, Yang Liu

Biomed Mater Eng, 2022

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の血流動態の数値シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）を用いて、健常な内頚動脈（internal carotid artery: ICA）と脳動脈瘤を伴うICAにおける血流特性を比較することである。
  • 単一患者の内頚動脈に対して患者固有の幾何学モデルを構築しCFDシミュレーションを行い、壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）、振動せん断指数（oscillatory shear index: OSI）、および粒子滞留時間（particle retention time）などの血行力学的パラメータを算出した。
  • その結果、動脈瘤関連ICAは正常ICAと比較してWSSが低く、OSIが高く、粒子滞留時間が長いことが示され、さらに瘤内では渦の形成とそれに伴う乱流（turbulence）様の不安定な流れが示唆された。
  • これらの知見は、正常部と瘤部で血流動態が明確に異なること、ならびに渦支配の不安定性が脳動脈瘤の増大および破裂に関与しうることを示し、低WSS・高OSI・長い滞留時間といったリスク関連の血行力学的指標を同定するうえでCFDの有用性を示す。

(120) Sunderland

📕 書誌情報

Computational Assessment of Hemodynamics Vortices Within the Cerebral Vasculature Using Informational Entropy.

Kevin Sunderland, Feng Zhao, Jingfeng Jiang

Methods Mol Biol, 2022

💬 AI 翻訳タイトル

情報エントロピーを用いた脳血管系における血行力学的渦の計算的評価

💬 AI 要約

  • 本章は、動脈壁の病態生理およびリモデリングに影響を及ぼす擾乱流の理解を深めるため、従来の質的評価やクリティカルポイント(critical point)解析に依存しない脳血管系の渦構造の適切な評価法を提示することを目的とする。
  • 市販の数値流体力学(CFD)ソフトウェアであるANSYS Fluentを用いて、脳血管の複雑形状内における現実的な血行力学的流れ、流速、および壁せん断応力をシミュレートし、情報エントロピーに基づく新規解析法により渦の領域を同定し、心周期全体にわたる空間的・時間的なバルクフロー(bulk-flow)特性の変化を定量化する手順を提示する。
  • この解析枠組みにより、流れの渦が発生する領域の同定に加えて、渦の安定性や、動脈瘤嚢のうち旋回流が支配的となる部分などの特性を抽出・記述可能であることが示される。
  • 以上より、本章のプロトコルと解析法は、バルクフローに着目した定量的指標を通じて脳血管内の渦構造を包括的に評価し、擾乱流が血管壁の病態生理に及ぼす影響の解明および動脈瘤の病態の同定に資することが示唆される。

(121) Nakajima [2]

📕 書誌情報

Prediction of atherosclerotic changes in cavernous carotid aneurysms based on computational fluid dynamics analysis: a proof-of-concept study.

Shintaro Nakajima, Shinichiro Sugiyama, Hidenori Oishi, Kenichi Sato, Yasushi Matsumoto, Kuniyasu Niizuma, Miki Fujimura, Teiji Tominaga

Neuroradiology, 2022 Mar

  • Keywords: Aneurysm, Atherosclerosis, Blood residence time, Computational fluid dynamics, Flow diversion, Hemodynamics

  • DOI: 10.1007/s00234-021-02803-x

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.253
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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学解析に基づく海綿部内頸動脈瘤の動脈硬化性変化の予測：概念実証研究

💬 AI 要約

  • 本概念実証研究の目的は、病態生理と血行動態の関連に基づき、治療計画への計算流体力学（CFD）解析の臨床的実用性を検証するため、大型の海綿部内頸動脈瘤（CCA）における血液滞留と動脈硬化性変化の関係を評価することである。
  • 大型CCA15例を対象に、デジタルサブトラクション血管撮影（DSA）のマスク画像で動脈硬化性変化の指標である石灰化を同定し、磁気共鳴速度計測（MRベロシメトリ）で得た患者固有の流入流量を用いてCFDを実行、血液滞留時間を算出して1秒超に曝露される壁面領域をセグメンテーションし、さらにTOF-MRAからフローダイバーター治療後の瘤体積減少率を測定した。
  • 石灰化は血液滞留時間が1秒を超える領域に一致して認められ、当該領域の瘤壁面に対する比率は6か月および12か月時点の体積減少率と負の関係を示し、可視化では瘤体積に対して流入流量が小さい条件で瘤内旋回流が血液滞留時間を延長することが示された。
  • これらの結果は、大型CCAにおける動脈硬化性変化の診断およびフローダイバーター治療反応の予測にCFD解析が有用である可能性を示し、治療計画へのCFDの臨床応用の実現可能性を支持する。

(122) Uno [5]

📕 書誌情報

Hemodynamic factor evaluation using computational fluid dynamics analysis for de novo bleb formation in unruptured intracranial aneurysms.

Takehiro Uno, Kouichi Misaki, Kazuya Futami, Iku Nambu, Akifumi Yoshikawa, Tomoya Kamide, Naoyuki Uchiyama, Mitsutoshi Nakada

Neurol Sci, 2022 Mar

  • Keywords: Computational fluid dynamics, De novo bleb formation, Hemodynamic factors, Intracranial aneurysms, Pressure, Wall shear stress

  • DOI: 10.1007/s10072-021-05482-x

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.633
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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂脳動脈瘤におけるde novoブレブ形成に関連する血行力学的因子の数値流体力学(CFD)解析による評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、前ブレブモデルの形態差と症例数の制約により頑健な因果的血行力学因子の特定が困難であった課題に対し、動脈瘤モデルの違いが解析に及ぼす影響を検討し、未破裂脳動脈瘤のde novoブレブ形成に関与する血行力学的因子を同定することである。
  • 未破裂脳動脈瘤2例を対象に、実前ブレブ(actual prebleb)・後ブレブ(postbleb)・仮想前ブレブ(virtual prebleb)の3種モデルでCFD解析を実施し、新規の多点法(multipoint method)を導入して実前ブレブモデルの動脈瘤表面に0.5 mm間隔で点を均等配置（各146点および152点）し、ブレブ形成部位と非形成部位に属する点（それぞれ19点および279点）の血行力学指標を統計的に比較した。
  • 結果として、視覚的評価では実前ブレブおよび仮想前ブレブモデルの双方で将来のブレブ形成部は類似の血行力学的特徴を呈し、さらに多点法を用いた統計解析によりde novoブレブ形成部は高圧力（p<0.001）、低壁面せん断応力(WSS)（p<0.001）、およびWSSベクトルの発散中心（p=0.025）と有意に関連した。
  • これらの所見から、未破裂脳動脈瘤におけるde novoブレブ形成は高圧力・低WSS・WSSベクトルの発散中心が重なる領域で生じうることが示唆され、また多点法は症例数が限られる状況における血行力学の統計解析に有用である。

(123) Keller [2]

📕 書誌情報

Characterizing Intracranial Hemodynamics in Sickle Cell Anemia: Impact of Patient-Specific Viscosity.

Sara B Keller, Jacob M Bumpus, J Christopher Gatenby, Elizabeth Yang, Adetola A Kassim, Carlton Dampier, John C Gore, Amanda K W Buck

Cardiovasc Eng Technol, 2022 Feb

  • Keywords: Computational fluid dynamics (CFD), Hemodynamics, Medical imaging-based simulations, Sickle cell anemia (SCA), Wall shear stress

  • DOI: 10.1007/s13239-021-00559-2

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.348
    • Citation Percentile: 46.07

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💬 AI 翻訳タイトル

鎌状赤血球貧血における頭蓋内血行動態の特性評価：患者特異的粘度の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、鎌状赤血球貧血（SCA）患者におけるウィリス動脈輪の血行動態を特性評価し、血液粘度の設定（患者特異的値と標準値）が病態生理学的に関連する指標に及ぼす影響を定量化することである。
  • 計測した血管形状、時間変動流量、および血液パラメータに基づき、SCA患者6例に対して患者特異的な数値流体力学（CFD）シミュレーションを定常流および拍動流条件で実施し、患者特異的粘度と標準粘度を用いた場合の壁面せん断応力（WSS）などの指標を比較した。
  • 標準粘度の使用は病態関連指標の推定に大きな誤差を生じ、ピークWSSを定常流で55%、拍動流で49%過大評価し、時間平均WSSを平均32%（標準偏差7.1%）過大評価したほか、粘度に起因するWSS誤差は正負が混在する非一様な空間分布を示した；さらに、せん断速度の差異は粘度選択が壁近傍の流れ場を変化させ、血行動態指標に影響することを示した。
  • 本研究はSCA患者におけるウィリス動脈輪血流の患者特異的シミュレーションを提示し、患者特異的粘度の導入が重要かつ実現可能であることを明示するとともに、SCA集団における大血管閉塞、動脈瘤、組織障害の病態解明に資する可能性を示唆する。

(124) Yatomi [4]

📕 書誌情報

Outcomes following aneurysmal coil embolization with intentionally shortened low-profile visible intraluminal support stent deployment.

Kenji Yatomi, Yumiko Mitome-Mishima, Takashi Fujii, Kohsuke Teranishi, Hidenori Oishi, Akihide Kondo

Neuroradiol J, 2022 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

意図的短縮展開を用いたLow-profile Visualized Intraluminal Support（LVIS）ステント併用脳動脈瘤コイル塞栓術の治療成績

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、金属被覆率が最も高いとされるLow-profile Visualized Intraluminal Support（LVIS）ステントをデリバリーワイヤあるいはマイクロカテーテルのプッシュ操作により意図的に短縮展開しフローダイバージョン効果を得る手技の有用性を、未破裂脳動脈瘤に対する非短縮展開法と比較検証し、併せて有限要素法（FEM）および計算流体力学（CFD）により血行動態学的機序を評価することである。
  • 単施設レトロスペクティブ研究として、2016年2月から2019年1月にLVISステント併用コイル塞栓術を受けた130例131動脈瘤を対象に、意図的短縮展開群と非短縮展開群に分け、周術期合併症を記録し、6カ月ごとに脳血管造影または磁気共鳴血管撮影で経過観察し、修正Raymond–Roy閉塞分類（mRROC）で閉塞度を評価し、短縮展開後の血行動態をFEMおよびCFDで解析した。
  • 治療直後のmRROCは短縮展開群で有意に良好で（p<0.05）、最新の血管造影成績でも同様の傾向を示し、CFD解析は本意図的短縮法により十分なフローダイバージョン効果が得られることを示唆し、全体として高い完全閉塞率と低い合併症率が得られた。
  • 以上より、LVISステントの意図的短縮展開はフローダイバージョン効果を付与し、早期の動脈瘤内血栓形成を促進し得る有望な戦略であることが示唆された。

(125) Yan [16]

📕 書誌情報

SDF-1α/CXCR4 Pathway Mediates Hemodynamics-Induced Formation of Intracranial Aneurysm by Modulating the Phenotypic Transformation of Vascular Smooth Muscle Cells.

Yazhou Yan, Jiachao Xiong, Fengfeng Xu, Chuanchuan Wang, Zhangwei Zeng, Haishuang Tang, Zhiwen Lu, Qinghai Huang

Transl Stroke Res, 2022 Apr

  • Keywords: Intracranial aneurysms, Phenotypic transformation, SDF-1α/CXCR4 signaling pathway, Vascular remodeling, Vascular smooth muscle cells

  • DOI: 10.1007/s12975-021-00925-1

  • Article

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    • Cited by: 16
    • FWCI: 1.899
    • Citation Percentile: 70.44

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💬 AI 翻訳タイトル

SDF-1α/CXCR4経路は、血行力学的負荷により誘導される脳動脈瘤形成を、血管平滑筋細胞の表現型転換の調節を介して媒介する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血行力学的負荷により誘導される脳動脈瘤（IA）発生においてSDF-1α/CXCR4経路が果たす役割を解明することである。
  • 12例の脳動脈瘤および6例の浅側頭動脈標本を用い、ハイスループットシークエンシング、ヘマトキシリン・エオジン（HE）染色、免疫組織化学により血管リモデリングとSDF-1α/CXCR4経路構成分子、血管平滑筋細胞（VSMC）の構造/収縮マーカー（α-SMA、カルポニン）および炎症因子（MMP-2、TNF-α）の発現を評価し、計算流体力学（CFD）で血行力学解析を行うとともに、マウスIAモデルおよび動的共培養モデルを構築してin vivo/in vitroで当該経路がVSMCの表現型転換を制御する機序を検討した。
  • その結果、IA壁ではSDF-1αおよびCXCR4の発現が有意に上昇し、炎症因子（MMP-2、TNF-α）の発現亢進とVSMC収縮マーカー（α-SMA、カルポニン）の発現低下を伴う血管リモデリングが認められ、さらにCFD解析では未破裂動脈瘤に比べて破裂動脈瘤で壁せん断応力が低くMMP-2発現が高いことが示され、in vivo/in vitroの実験では異常な血行力学がSDF-1α/CXCR4、p38、JNKシグナル伝達経路を活性化してVSMCの表現型転換を誘導しIA形成に至ることが明らかとなった。
  • 結論として、血行力学はSDF-1α/CXCR4シグナル伝達経路の活性化を介してVSMCの表現型転換を誘導し脳動脈瘤形成を惹起し得ることを示し、本経路が病態機序の要となるとともに治療標的候補であることを示唆した。

(126) Liu [35]

📕 書誌情報

The Relationship of Morphological-Hemodynamic Characteristics, Inflammation, and Remodeling of Aneurysm Wall in Unruptured Intracranial Aneurysms.

Qingyuan Liu, Yisen Zhang, Junhua Yang, Yi Yang, Maogui Li, Shanwen Chen, Pengjun Jiang, Nuochuan Wang, Yanan Zhang, Jia Liu, Jun Wu, Shuo Wang

Transl Stroke Res, 2022 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

無破裂脳動脈瘤における形態学的・血行力学的特性、炎症、および動脈瘤壁リモデリングの関連

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、無破裂脳動脈瘤（intracranial aneurysm; IA）における形態学的・血行力学的指標と炎症および動脈瘤壁リモデリング（aneurysm wall remodeling; AWR）の関連を解明し、IA進展に対するこれら形態・血行力学的予測因子の病理学的根拠を検証することである。
  • 110例から前向きに収集した113個の無破裂IAを対象に、患者固有の幾何形状に基づくComputational Fluid Dynamics（CFD）解析で血行力学・形態パラメータを算出し、Hematoxylin–Eosin染色でAWRを同定、免疫蛍光で炎症マーカーを測定、Masson染色で動脈瘤壁の動脈硬化特性を評価したうえで、多変量ロジスティック解析と相関解析を実施した。
  • AWRは92/113（81.4%）で認められ、多変量解析では瘤径（オッズ比[OR] 2.63, 95%信頼区間[CI] 1.04–6.67, P=0.041）、サイズ比（Size Ratio; SR）（OR 1.95, CI 1.38–2.76, P<0.001）、正規化平均壁面せん断応力（Normalized Wall Shear Stress Average; NWSSA）（OR 0.05, CI 0.01–0.15, P=0.007）、Relative Residence Time（RRT）（OR 1.28, CI 1.07–1.53, P=0.007）がAWRの関連因子であった；免疫蛍光では瘤径・SR・NWSSA・RRTがIA組織の炎症レベルと有意に相関し、Masson染色ではRRTが動脈瘤壁の動脈硬化面積およびNWSSAと相関した。
  • 以上より、SR・NWSSA・RRTはAWRのリスク因子であり、これらの血行力学指標は動脈瘤壁の炎症および動脈硬化の特徴を反映しうることが示され、動脈瘤壁における生体力学的ストレスと炎症の連関を明確化してIA進展に対する形態・血行力学的予測因子の病理学的根拠を裏付けた。

(127) Rajabzadeh-Oghaz [21]

📕 書誌情報

The association between hemodynamics and wall characteristics in human intracranial aneurysms: a review.

Hamidreza Rajabzadeh-Oghaz, Adnan H Siddiqui, Arash Asadollahi, John Kolega, Vincent M Tutino

Neurosurg Rev, 2022 Feb

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Histology, Intracranial aneurysms, Vessel wall, Vessel wall magnetic resonance imaging

  • DOI: 10.1007/s10143-021-01554-w

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 21
    • FWCI: 0.403
    • Citation Percentile: 52.42

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

ヒト脳動脈瘤における血行力学と壁特性の関連：総説

💬 AI 要約

  • 本総説の目的は、脳動脈瘤における血行力学指標とヒト動脈瘤壁の生物学的・力学的特性との関連を検討した研究を体系的に概観し、各研究の方法論と知見の一致度を評価することである。
  • PubMedを用いて、切除標本（n=4）、術中画像（n=17）、血管壁磁気共鳴画像（MRI；n=7）により動脈瘤内の流れと動脈瘤壁特性を評価した28報を同定し、血行力学的指標と壁病理との相関を統合的に解析した。
  • 組織学的相関を有する研究では、高い壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）に複雑なパターンと圧上昇を伴う高流れ条件が壁の変性および生理的でないコラーゲン配向と合成亢進に関連し、MRI研究では低WSSと高い血液滞留時間により特徴づけられる低流れが壁肥厚と造影後増強と強く関連し、術中画像研究には不一致もみられたが概して滞留時間の延長部位に壁肥厚が共存し高い圧と複雑なWSSパターンに曝される部位で壁菲薄化が生じることが示された。
  • 以上より、脳動脈瘤の発生・進展には二つの一般的な血行力学‐生物学機序が支持され、すなわち低流れは壁肥厚と動脈硬化様リモデリングを、一方で高流れ／衝突流（impinging flow）は壁の変性・菲薄化とコラーゲンリモデリングを惹起することが示唆される。

(128) Zhang [3]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics analysis of intracranial aneurysms treated with flow diverters: A case report.

H Zhang, L Li, F Miao, J Yu, B Zhou, Y Pan

Neurochirurgie, 2022 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーターで治療した頭蓋内動脈瘤の計算流体力学解析：症例報告

💬 AI 要約

  • 本症例報告の目的は、フローダイバーター（FD）治療を受けた頭蓋内動脈瘤における血行動態の変化を計算流体力学（CFD）により定量化し、コイル充填率を含む最適な治療戦略を検討することである。
  • 患者のCTデータに基づきFD導入前後の血管・ステントモデルを構築し、標準境界条件下で瘤内の内圧、流速、壁面せん断応力（WSS）を算出して、単層FD、二重FD、ならびに単層FDにコイル充填（10%および30%）を併用した条件を比較した。
  • 単層FDおよび二重FDはいずれも瘤内血流およびWSSを低下させ、単層FD＋30%コイル充填は血流低下効果がより顕著であった一方、過度のコイル充填が動脈瘤破裂を招きうることが示され、結果として単層FD＋10%コイル充填率が最適と判断された。
  • これらの所見は、CFDに基づく流速およびWSSの評価が、頭蓋内動脈瘤に対して保護的効果をもたらしうる治療選択の指標となることを示唆する。

(129) Prisco [30]

📕 書誌情報

Concomitant Respiratory Failure Can Impair Myocardial Oxygenation in Patients with Acute Cardiogenic Shock Supported by VA-ECMO.

Anthony R Prisco, Jazmin Aguado-Sierra, Constantine Butakoff, Mariano Vazquez, Guillaume Houzeaux, Beatriz Eguzkitza, Jason A Bartos, Demetris Yannopoulos, Ganesh Raveendran, Mikayle Holm, Tinen Iles, Claudius Mahr, Paul A Iaizzo

J Cardiovasc Transl Res, 2022 Apr

  • Keywords: Acute respiratory distress syndrome, Computational fluid dynamics, North-south syndrome, VA-ECMO

  • DOI: 10.1007/s12265-021-10110-2

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    • Cited by: 30
    • FWCI: 1.83
    • Citation Percentile: 100.00 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

VA-ECMO補助下の急性心原性ショック患者では、併存する呼吸不全が心筋酸素化を障害しうる

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、急性肺障害を合併した急性心原性ショックに対するVA-ECMO（静脈-動脈体外式膜型人工肺）補助中に生じるノースサウス症候群（NSS）の血行動態を特性評価し、冠動脈が大動脈弁輪に近接するため心筋が脳よりも低酸素血を受けやすいという仮説を検証することである。
  • ヒト大動脈系の三次元モデルに基づく計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）シミュレーションを実施し、残存自己心機能の程度を段階的に変化させながら、各大動脈分枝に到達する血液のうち自己心拍出由来とVA-ECMO由来の割合を定量化した。
  • その結果、残存心機能が増加して自己拍出が回復するにつれて、ECMO血と自己血の不均一混合により脳低酸素に先立って心筋低酸素が出現し、冠循環がより低酸素血に曝露されることが示された。
  • 本研究は、NSSが発生する条件と臓器特異的低酸素をもたらす相対的心機能の範囲を理論的に示し、VA-ECMO管理下では血流源の混合様式が臓器別の酸素供給を規定し心筋が早期に脆弱となりうることを示唆する。

(130) Youn [24]

📕 書誌情報

From 2D to 4D Phase-Contrast MRI in the Neurovascular System: Will It Be a Quantum Jump or a Fancy Decoration?

Sung Won Youn, Jongmin Lee

J Magn Reson Imaging, 2022 Feb

  • Keywords: 4D flow MRI, cerebral aneurysm, intracranial flow, neurovascular disease, time-resolved, velocity-encoding

  • DOI: 10.1002/jmri.27430

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 24
    • FWCI: 0.518
    • Citation Percentile: 52.89

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💬 AI 翻訳タイトル

神経血管系における2Dから4D位相コントラストMRIへ：飛躍的進歩か、それとも単なる装飾か？

💬 AI 要約

  • 本総説は、血流と血管壁の相互作用を考慮した神経血管系の血行動態評価として、従来のCT/MR血管撮影に予後的意義を付加し得る手法である4D flow MRI（時間分解3D速度符号化位相コントラストMRI）の最新動向と潜在的臨床応用を概説することを目的とする。
  • 文献レビューとして、並列撮像やCompressed Sensing（圧縮センシング）を併用した高速化技術およびradial k-spaceアンダーサンプリングにより撮像時間を短縮しつつ空間分解能を維持する手法を整理し、動脈瘤・動静脈シャント・動脈硬化性狭窄などにおける3次元複雑流の可視化・定量（流量、速度ベクトル、圧力勾配、壁せん断応力）ならびにドプラ超音波や数値流体力学（CFD）との比較を総括した。
  • その結果、近年の高速化により小径の頭蓋内血管でも撮像時間を大幅に短縮しつつ時空間分解能を確保でき、位相コントラスト法の非侵襲性と後処理により任意の解析平面での流れ計測が可能で、血流状態と血管壁の評価を同一モダリティで同時に行えるなど、4D flow MRIはこれら疾患における3次元複雑流の可視化・定量に加えてドプラ超音波やCFDに対する複数の利点を示した。
  • 以上より、4D flow MRIは神経血管疾患における包括的かつ非侵襲的な血行動態評価モダリティとして臨床実装に近づきつつあり、従来のCT/MR血管撮影に予後的価値を付加し得る一方で、現時点のエビデンスレベルは5、技術的有効性段階は3であり、さらなる臨床研究が必要である。