コンテンツにスキップ

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
  • 本調査の趣旨および注意点については調査の概要をご参照ください
  • 調査条件
    • データベース：PubMed
    • 検索キーワード：(Cerebral OR Brain OR Intracranial OR Neuro) AND (Blood OR Flow OR Hemodynamics OR WSS OR Pressure OR Velocity OR Aneurysm OR Rupture OR Stroke OR Stenosis) AND (CFD OR "Computational Fluid Dynamics")
    • 検索期間：2022-01-01 - 2022-12-31
    • 要約用 AI/LLM：gpt-5.4-nano (OpenAI, 2026-03)
    • ソート基準：被引用数降順（同値の場合はFWCI降順）
    • データ更新日：2026-05-11

(001) Mu [91] ⭐

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 91
    • FWCI: 10.5266 🌟
    • Citation Percentile: 98.85 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

差分前処理および幾何学的後処理を伴う注意残差U-Net：頭蓋内動脈瘤を含む血管のセグメンテーションを学習する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）およびその隣接血管を、3D回転血管撮影（3D rotational angiography: 3DRA）画像から信頼性高く、迅速かつ高精度に自動セグメンテーションするための手法を開発することである。
  • 方法として、古典的U-Netを基盤に、境界強調に基づく差分前処理、各層における注意ゲートの長いスキップ結合、各層への残差型短いスキップ結合による深部スーパービジョン、デコーディング経路の異なる段階で独立予測を行うマルチスケール・スーパービジョン、さらに3D条件付きランダム場（3DCRF）および3D連結成分最適化（3DCCO）を用いた幾何学的後処理を組み込んだ注意残差U-Net（ARU-Net）を提案した。
  • 結果として、包括的な実験評価により提案手法の有効性が確認され、定量および定性評価の双方で最先端手法と同等、またはそれを上回る性能が得られた。特にARU-Netは、他手法では認識が困難な小血管を含め、動脈瘤に連結する血管の同定を改善し、その結果として、続く患者個別（patient-specific）CFD（computational fluid dynamics）においてより良好な血行動態計算性能につながるIA形状が得られた。
  • 結論として、提案ARU-Netは比較的高い精度で3DRA画像中のIAsを自動セグメントでき、臨床における計算血行動態解析（computational hemodynamic analysis）に対して大きな価値を有する可能性が示された。またアブレーション研究により、挙げた5つの主要改良の効果が確認された。

(002) Pan [79] ⭐

📕 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: 79
    • FWCI: 6.5231 ⭐
    • Citation Percentile: 97.46 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

虚血性脳卒中に対する桃紅四物湯（Taohong Siwu Decoction）の作用効果と機序を理解するためのネットワーク薬理学および実験的検証に基づくアプローチ

💬 AI 要約

  • 本研究は、血行促進および血瘀（けつお）改善を目的として用いられる伝統医学方剤「桃紅四物湯（THSWD）」が脳虚血の治療に及ぼす機序を明らかにすることを目的とした。
  • PharmMapperデータベースからTHSWDの39の血中成分を取得して標的予測を行い、脳虚血の標的と成分の重複を抽出したのち、タンパク質間相互作用（PPI）ネットワークを構築し、GOおよびKEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）富化解析を実施した。
  • さらにラット脳虚血モデルを作製し、ネットワーク薬理学の結果をin vivo実験で検証した結果、成分—標的—経路ネットワークの解析およびトランスクリプトミクスにより11の標的遺伝子（Plau, Fabp4, Mmp9, Mmp12, Cfd, Lcn2, Trem1, Lgals3, Hmox1, Selp, Slc6a4）と7つの関連経路（focal adhesion、補体および凝固カスケード、Staphylococcus aureus感染、マラリア、がんにおける転写調節異常、プロゲステロンによる卵母細胞成熟、PI3K-Aktシグナル伝達経路）が同定された。
  • 補体および凝固カスケードが炎症応答に関与することを踏まえ、C1qb、C1qc、C3ar1、C5ar1およびCfdなどの主要タンパク質と炎症性因子を測定したところ、THSWDは炎症性因子の放出を低減し、補体シグナル伝達経路の活性化を抑制することで虚血性脳卒中から防御しうることが示された。

(003) Rostam-Alilou [46] ⭐

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 46
    • FWCI: 5.4621 ⭐
    • Citation Percentile: 96.83 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

動脈硬化が血行動態、動脈組織リモデリング、および頭蓋内動脈瘤の発生リスクに与える影響を検討するための流体—構造間相互作用（FSI）シミュレーション

💬 AI 要約

  • 目的：動脈硬化が頭蓋内動脈瘤（IA）の発生に及ぼす生体力学的および血行動態学的影響は、いまだ明確に解明されていない。また、動脈硬化性狭窄による血行動態変化の観察と、それが動脈リモデリングおよび動脈瘤形成に与える影響は、血管工学分野において議論の余地が残っている。
  • 方法：既存研究の多くは計算流体力学（CFD）シミュレーションに関連するが、血液と動脈組織の相互作用を十分に考慮できていない。本研究では、動脈硬化性閉塞に起因する血液—血管組織の相互作用を、流体—構造間相互作用（FSI）解析を新たに構築することで初めて検討し、半現実的なシミュレーション環境により血液と血管の構造学的相互作用が生体力学的解析の精度をどのように高め得るかを評価した。まず、動脈硬化が動脈組織リモデリングに与える生体力学的および血行動態学的影響を調べるために、多様な頭蓋内血管をモデル化し、無傷（intact）な動脈、頭蓋内動脈硬化（ICAS）を有する動脈、動脈硬化性動脈瘤（ACA）を有する動脈の3つの生理学的条件を、必要な仮定のもとで組み込んだ。
  • 結果：得られた解析結果に対して、無傷モデル（正常生理条件）を基準とした比較および統計解析を行った。その結果、動脈の断面積に存在する既存の閉塞が、血管セグメントの血行動態挙動を変化させる上で決定的な役割を果たすことが示された。
  • 結論：血管内を通じた血流速度および血圧の望ましくない変動は、動脈組織のリモデリングおよび動脈瘤形成のリスクを高めることが明らかになった。

(004) Khani [46] ⭐

📕 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

  • OpenAlex

    • Cited by: 46
    • FWCI: 4.1429 ⭐
    • Citation Percentile: 95.27 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

脳脊髄液薬物送達に対するパラメトリック計算流体力学（CFD）によるヒトin silico試験：注入部位、注入プロトコル、ならびに生理状態の影響

💬 AI 要約

  • 髄腔内（intrathecal）薬物送達は疼痛管理および中枢神経系（CNS）疾患の治療に重要であり、臨床家が脊髄または脳への適切な薬剤投与量を選択するための流体物理に基づく支援が治療スケジュールの改善に資する可能性があることを目的とした。
  • 本研究では、計算流体力学（CFD）とin vitroモデル検証を組み合わせ、ヒトCSF（脳脊髄液）系を解剖学的に理想化したモデル（CNSの主要な解剖学的特徴を含む）における髄腔内薬物送達を評価した。
  • 解析した主要パラメータは、注入部位（腰椎穿刺［LP］、大槽［CM］、脳室内［ICV］）、LP注入速度・注入量・フラッシュ量、ならびに生理学的因子（心拍誘発および深呼吸誘発によるCSFストローク体積増加）であり、注入後3時間のシミュレーションから空間—時間的トレーサ濃度、領域別AUC（area under the curve）、最大濃度到達時間（Tmax）、最大濃度（Cmax）を定量化した。
  • CMおよびICV注入は他の全条件と比較して脳領域のAUCを約2桁増加させ、ボーラス量の3倍化と5 mLフラッシュ追加は、ベースラインの5 mL LP注入に対して脳のAUCを最大で2倍まで高めた一方、ボーラス速度の5倍化（25 mL/min）は脳へのトレーサ曝露を改善しなかった；さらに心拍および呼吸に起因するCSF運動の増加は、ベースラインLP注入と比べて脳基底槽および小脳へのトレーサ拡散を約2桁まで高めた。以上より、本計算モデリングはCSF注入プロトコルを代表するin silico試験を実施可能であり、治療標的領域（脊髄および/または脳）への到達には注入部位が特に重要で、ボーラス速度/量およびフラッシュ量のパラメトリック変更も影響するが、その寄与は注入部位に比して小さい可能性が示唆された。

(005) Niederreiter [46] ⭐

📕 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を介した補体活性化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、重症COVID-19において補体活性化が肺および腎臓でどのように局所的に生じ、炎症反応の全身的増悪や臓器障害に関与しうるかを明らかにすることである。
  • 方法として、免疫組織化学により、補体因子C1q、MASP-2、因子D（CFD）、C3c、C3d、C5b-9の沈着、およびMPO陽性好中球とSARS-CoV-2ウイルス粒子を、COVID-19で死亡した38例の肺および腎臓の剖検検体で評価した。
  • 結果として、COVID-19患者では対照（心血管死、脳出血、肺塞栓）と比べて肺損傷が有意に増悪し、硝子膜形成、血栓、浮腫がより顕著であった；また腎尿細管障害は肺損傷と相関し、MASP-2、CFD、C3d、C5b-9に基づく補体活性化はレクチン経路および代替経路を介して肺で有意に強かった。
  • 結論として、SARS-CoV-2感染で死亡した患者では補体が肺と腎臓の双方で活性化され、炎症反応の全身的な増悪に関与する可能性が示唆されたため、補体阻害は異常な活性化とそれに続く随伴的な組織損傷を予防する有望な治療選択肢となり得る。

(006) Philip [44] ⭐

📕 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: 44
    • FWCI: 4.3735 ⭐
    • Citation Percentile: 95.45 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

理想化モデルを用いた腹部大動脈瘤の血行動態シミュレーション：疾患進行における応力パラメータの検討

💬 AI 要約

  • 腹部大動脈瘤（AAA）の破裂リスクを解析・予測し、外科的介入の計画や治療モダリティの評価を可能にすることは重要であるが、最大径基準に代わり、血行動態および生体力学に基づく予測因子がComputational fluid dynamic（CFD）シミュレーションと併用されつつある。本研究は、成長段階の異なる時期における血行動態指標および生体力学指標の変化を明らかにし、定期モニタリングによって突然の破裂リスクを低減するための基盤を提供することを目的とした。
  • 流体構造相互作用（FSI）解析により、大きさ指標DHr（形状指数）が高い（短い）値および低い（長い）値を含む6つの理想化紡錘状（fusiform）動脈瘤モデルを作成し、成長段階としてDmax 3.5cm、4.25cm、5cmの3条件を設定した。弾性動脈壁（均一厚さ）を通過する拍動性ニュートン流体の血流を仮定し、流体と構造を双方向連成した数値計算で血流力学と動脈壁の変形を模擬した。
  • 各成長段階において、破裂および血栓形成と関連し得る指標として、壁面せん断応力（WSS）パラメータとvon Mises応力指標を抽出・報告した。動脈瘤の径が進行するにつれて、異常に低いTAWSSを示す領域および高/低のOSl（oscillatory shear index）を示す領域が、短い瘤と長い瘤で異なる増加率で拡大することが示された。
  • さらに、動脈瘤が臨界径に近づく段階で最大壁応力（MWS）および壁変位が顕著に増大した。血行動態予測因子は、瘤が小さい時期では形状指数（DHr）への依存性が高い一方、臨界径へ接近するにつれて壁応力に対するDHrの影響が有意に大きくなることが示唆された。成長段階ごとの短い瘤（高DHr）で指標が一貫した変化を示さないため、突然の破裂を回避する観点から、そのような瘤に対する定期的な画像検査（scans）によるモニタリングが必要であると結論づけた。

(007) Liu [42] ⭐

📕 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

未破裂頭蓋内動脈瘤における動脈瘤壁の形態・血行動態特性、炎症、ならびに動脈瘤壁リモデリングの関連性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）における形態・血行動態特性と炎症、ならびに動脈瘤壁リモデリング（aneurysm wall remodeling: AWR）との関連性を明らかにし、IA発生を捉える形態・血行動態予測因子の病理学的基盤を提示することである。
  • そのために、110例から113の未破裂IAsを前向きに収集し、患者固有の計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）および幾何学情報を用いて血行動態・形態学的パラメータを算出した。
  • また、ヘマトキシリン・エオジン（Hematoxylin-Eosin）染色によりAWRを同定し、免疫蛍光により炎症マーカーを検出、さらにマッソン（Masson）染色により動脈瘤壁内の動脈硬化（atherosclerosis）特性を評価したうえで、多変量ロジスティック解析によりAWRに関するパラメータを抽出し、相関解析により形態・血行動態と病理学的特徴の関連を検証した。
  • 結果として、AWRは113例中92例（81.4%）で認められ、動脈瘤サイズ（OR 2.63; 95%CI 1.04–6.67; P=0.041）、サイズ比（size ratio: SR; OR 1.95; 95%CI 1.38–2.76; P<0.001）、正規化壁面せん断応力平均（normalized wall shear stress average: NWSSA; OR 0.05; 95%CI 0.01–0.15; P=0.007）、相対滞在時間（relative resident time: RRT; OR 1.28; 95%CI 1.07–1.53; P=0.007）がAWRのリスク因子として同定された。さらに免疫蛍光の結果から、これらのパラメータ（動脈瘤サイズ、SR、NWSSA、RRT）はIA組織における炎症レベルと有意に相関し、マッソン染色では動脈瘤壁の動脈硬化領域とRRT、ならびにNWSSAがRRTと相関することが示された。以上より、SR、NWSSA、RRTはAWRのリスク因子であるだけでなく、動脈瘤壁における炎症および動脈硬化の特徴を反映し、動脈瘤壁の生体力学的ストレスと炎症が関連すること、そしてIA発生における形態・血行動態予測因子の病理学的証拠を支持し得ることが示唆された。

(008) Yi [41] ⭐

📕 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類似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

  • 本研究は、非ニュートン性血液類似体を用いて脳動脈瘤（CA）の血行動態特性を推定するための、実験的に妥当化された計算流体力学（CFD）モデルを構築することを目的とした。
  • まず、4つの温度条件下でせん断速度に依存して変化する血液粘度を測定し、血液類似体作製の基準とした。次に、作製した血液類似体を用いて脳動脈瘤（CA）モデルに対する粒子画像流速測定（PIV）を行い、流動特性を定量化した。
  • その後、実験と同一の血液物性を用いたCFDシミュレーションを実施し、得られた流動パターンをPIV結果と比較した。さらに、実験的に妥当化されたCFDモデルにより、単純ニュートンモデルおよび非ニュートンモデルにおける血行動態特性を定量化し比較した。
  • 結果として、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が変化しても血液のせん断減粘特性を正確に予測できた。加えて、血液類似体に基づいて開発した粘度モデルは血液のレオロジー特性を適切に表現でき、PIVとCFDの流動特性比較は良好な一致を示し、構築したCFDモデルがCA内の血行動態因子の検討に適格であることが示された。さらに、壁面せん断応力（WSS）および振動せん断指数（OSI）分布において、絶対値の差はニュートン／非ニュートンで概して小さい一方で、単純ニュートンモデルは動脈瘤内嚢の多くの領域でWSSおよびOSIを過小評価し、また高OSI領域の同定にも誤りを生じ得ることが示され、CAの病態生理に関する血行動態評価を誤らせる可能性が示唆された。

(009) Huang [34] ⭐

📕 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

血液脳関門（BBB）モデルの前臨床評価への応用：膠芽腫標的CAR-T免疫療法における検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、iPS細胞由来の血液脳関門（BBB）モデルを用いて、膠芽腫（glioblastoma）標的CAR-T免疫療法がBBBの破綻を伴う可能性や、その毒性・有効性を前臨床段階で評価できるかを検証することである。
  • 方法として、U87MGヒト膠芽腫（GBM）細胞で腫瘍特異的に変異タンパクEGFRvIII（U87vIII）を過剰発現させた系に対し、EGFRvIIIを標的とする2種類の抗EGFRvIII CAR-T（トニックシグナルプロファイルの異なるCAR-F263およびCAR-F269）と対照Mock T細胞を、iPSC由来脳内皮様細胞（iBEC）を用いたトランスウェル共培養BBBモデルの管腔側に添加した。
  • 結果として、CAR-F263およびCAR-F269はいずれも経内皮電気抵抗（TEER）の低下とBBB透過性の増加を誘導し、またフローサイトメトリーおよびIncucyteリアルタイム細胞生存イメージングにより、48時間にわたりU87vIII細胞の生存率が有意に低下することが示された；特に構成的に活性化されたCAR-F263で最も強い細胞傷害性が観察された一方、CAR-F269は同程度のトランスミグレーション率であるにもかかわらずCAR-F263に比べてU87vIII細胞に対する殺傷効率が約4分の1に低下した。
  • 結論として、BBT-on-CHIPモデルによる可視化でもCAR-TのBBB越え（extravasation）が確認され、本研究で提示するBBBアッセイは、異なるEGFRvIII-CARの細胞傷害効能の差を識別し、BBB完全性に生じうる変化を定量的に評価しうること、さらにCAR-Tに誘導されるBBB破綻の機序解明に有用なin vitroツールとなり得ることを示した。

(010) Ho [34]

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 34
    • FWCI: 2.8315
    • Citation Percentile: 91.56 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

調節可能な表面電荷により、ハイドロゲル—ナノ粒子ドラッグデリバリーシステムからの神経保護ペプチドの電気吸着（electrostatic adsorption）制御放出が可能となる

💬 AI 要約

  • 本研究は、神経保護ペプチドPACAP（pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide）を生体内で確実に送達することを目的として、負電荷を有するPLGAナノ粒子表面への電気吸着に基づく放出制御戦略を提案することを目的とする。
  • 方法として、PACAPを正電荷であるペプチドとしてPLGAナノ粒子に電気静力学的に吸着させ、ハイアルロン酸—メチルセルロース（HAMC）ハイドロゲル複合体中に分散させた系において、ペプチド吸着挙動を、(i)ハイドロゲルへのナノ粒子充填量の調整、または(ii)ナノ粒子表面電荷の改変により操作してPACAP放出速度を調節した。
  • 結果として、PLGAのpH応答性カルボン酸末端基によりペプチド—ナノ粒子相互作用を制御でき、さらに新規の安定化PACAPアナログAc-[Ala15, Ala20]PACAP-propylamide（血中のペプチダーゼ認識をマスク）についても、同様に制御放出を実証した; その放出物は培養一次アストロサイトにおける神経保護性Interleukin-6の産生を増大させた。
  • 結論として、実験的に得た吸着等温線に基づき計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）手法で複合体からのPACAP放出を予測したところ、実験データと類似した放出プロファイルが得られ、吸着ベースの汎用システムにより脳卒中損傷マウスの脳へ10日間にわたり局所送達可能であることが示された。

(011) Yang [32] ⭐

📕 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（CNN）に基づく深層学習モデルを用いた脳動脈瘤の破裂リスク予測

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤は破裂により重度の障害を生じるため、破裂前に治療すべきであり、そのために破裂リスクを高精度に予測することが重要であるが、これまで多様な血行動態因子に基づく推定が検討されてきた。
  • 本研究は、血行動態パラメータに基づく新規深層学習モデルを用いて破裂リスクを予測し、治療方針の意思決定を改善する新たな方法を提示することを目的とした。
  • 具体的には、123例の動脈瘤症例を対象に後ろ向きに畳み込みニューラルネットワーク（CNN）による破裂リスク予測を行い、血行動態パラメータは計算流体力学（CFD）および流体—構造間相互作用（fluid-structure interaction）により算出したのち、新規手法で画像化してCNNの学習に用いた。
  • データ拡張により生成した53,136枚の画像で学習・検証を行った結果、壁面せん断応力（WSS）、ひずみ（strain）、それらの組合せ画像を用いたCNNのROC曲線下面積はそれぞれ0.716、0.741、0.883となり、WSS単独またはひずみ単独では予測能が十分に高くない一方、WSSとひずみの組合せ画像では感度0.81、特異度0.82を示したことから、WSSおよびひずみを含む血行動態因子を用いたCNNベースの深層学習は、良好な予測精度を伴う破裂リスク予測の有効な手段となり得る。

(012) Winkler [32] ⭐

📕 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

ヒト脳血管奇形に対する内腔内生検による分子プロファイリング

💬 AI 要約

  • 本研究は、開放手術なしに脳動静脈奇形（bAVM）を分子レベルでプロファイリングする手段が存在しないことに起因し、治療の精密化（precision medicine）を制約している点を背景として、Ras-MAPK（ras-mitogen-activated protein kinase）シグナル異常を含むbAVMの分子特性を、生体内で採取可能かつ血流依存的転写変化を同時に評価できる方法として内腔内生検を報告することを目的とした。
  • 非破裂AVMを有する成人において、脳血管造影下で内腔内生検によりbAVMの血管内腔から細胞を採取し、同時に計算流体力学（CFD）モデリングを実施した。患者は外科的切除を受け、連続した動脈セグメントから細胞が採取され、蛍光支援細胞選別により内皮細胞を濃縮した後、Illumina HiSeq 4000でRNAシーケンス（RNAseq）を行い、差次的遺伝子発現・オントロジー・相関解析を実施した。
  • 内腔内生検は4例で合併症なく成功し、1検体あたり平均269.0±79.9細胞を回収した。RNAseqでは偽発見率（false discovery rate）≤0.05でbAVMにおける差次的発現遺伝子（DEGs）106件を同定し、Ras-MAPKシグナル伝達を含むbAVMの病因カスケードが有意に濃縮された（p<0.05）。RT-qPCRおよびMAPK/細胞外シグナル調節キナーゼ（ERK）阻害薬に対する応答を予測するパネルによりこれらを検証し、さらにCFDで測定した壁面せん断応力（wall shear stress）と炎症性経路の上方制御との相関、ならびに塞栓術前後での血流依存的遺伝子発現変化の再現性も示された。
  • 内腔内生検は、生体内のヒトbAVMに対して分子プロファイリングを可能にする手法であり、開放手術で得られた組織と高い一致を示す遺伝子発現プロファイルを提供すること、そしてRas-MAPKシグナル異常といった治療標的化しうる経路を同定できることを結論とした。加えて、CFDとの統合により血流依存的なトランスクリプトーム変化を推定できるため、ヒトにおけるbAVMの精密医療アプローチの臨床試験を促進しうる可能性が示された。

(013) Prisco [32]

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 32
    • FWCI: 1.9522
    • Citation Percentile: 85.10

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

VA-ECMOによる急性心原性ショックを支持される患者において、呼吸不全の併発は心筋酸素化を障害し得る

💬 AI 要約

  • 急性心原性ショックに対する静脈-動脈（VA）体外式膜型人工肺（VA-ECMO）治療では、急性肺障害を伴う場合に「ノースサウス症候群（NSS）」と呼ばれる重篤な合併症の発生が助長され、脳低酸素を引き起こし得るが、その病態は十分に解明されていない。
  • 本研究では、冠動脈が大動脈弁輪に近いことから、NSSでは脳よりも心臓が低酸素血を受けやすい可能性を仮説として、VA-ECMOで支持されたヒトを対象とした血流の計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施した。
  • シミュレーションでは、残存する生来の心拍出量とVA-ECMO回路由来の血流が、各大動脈分岐血管にどの程度寄与するかを定量化し、残存心機能の増加に伴い、心筋低酸素が脳低酸素より先に生じ得ることを示した。
  • これらの結果は、NSSが成立する条件と、臓器特異的な低酸素をもたらし得る相対的な心機能の程度を明らかにし、臓器別の酸素供給に対するNSSの影響を支持するものである。

(014) Wang [31] ⭐

📕 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: 31
    • FWCI: 7.6422 ⭐
    • Citation Percentile: 97.78 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

深層学習に基づく頸動脈狭窄の術前・術後における血行動態予測

💬 AI 要約

  • 頸動脈狭窄（CAS）の血行動態予測は、虚血性脳卒中の診断、予防、および治療予後の推定において臨床的に重要である一方、複雑な血流を対象とした計算流体力学（CFD）では実時間シミュレーションに高い計算コストが必要となるという課題がある。
  • 本研究では、280例の頭部／頸部CT血管造影データベースに基づき、血管抽出、計算領域のメッシング、および脈動流境界条件の設定を通じてCASの画像ベース3次元CFDモデルを構築し、複数のCFDシミュレーションを実施した。
  • 抽出した点群データとデュアル・サンプリング解析チャネルを備えた深層学習（DL）ネットワークにより、画像から得たCASの幾何形状を多様に写像（multimode mapping）しつつ、CFDに基づく血行動態を学習・検証データで予測する戦略を提案し、2つの出口の質量流量に関して既報結果と整合する妥当性を確認した。
  • 包括的な解析と誤差評価により、当該DL戦略が、CASの術前・術後における過渡的な血流特性と血管腔形状情報との関連を明らかにできることを示し、計算コストを従来より7,200分の1に削減しつつ精度良好（誤差<12.5%）で、狭窄部の平均速度についてもCFDとの良好な一致を得た。さらに、ステント介入などの特定の術式イベントを含むより大規模データ、個別化境界条件の導入、DLネットワークの最適化により、予測精度と柔軟性の向上が可能であると結論づけた。

(015) Philip [31] ⭐

📕 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

  • OpenAlex

    • Cited by: 31
    • FWCI: 3.5999 ⭐
    • Citation Percentile: 94.40 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

分岐部に存在する形態学的に異なる嚢状（サッカリュラー）脳動脈瘤の血行動態および生体力学：理想化形状と患者特異的形状の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈瘤破裂に影響する因子を明らかにし、動脈瘤の形態学的特徴と、それを取り巻く動脈壁に生じる機械的応力との関係が血行動態によってどのように左右されるかを評価することである。
  • 方法として、患者特異的臨床研究で同定される形状に対応させた3種類の分岐部動脈瘤（球状、蜂の巣状（beehive）、梨状（pear-shaped））を対象に、流体と血管壁の流体構造連成（FSI）を考慮した計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施した。血液はニュートン流体、動脈壁は線形弾性体として仮定し、市販ソルバを用いて詳細計算を行った。
  • 結果として、梨状動脈瘤では大きな再循環（re-circulation）バブルと流れの停滞域がみられ、粒子の滞留時間が増大することから動脈硬化性病変の形成につながり得ることが示唆された。蜂の巣状では動脈瘤内への最大流入が生じ、ジェットがドーム部に衝突して最大壁面せん断応力（MWSS）が高値となり、二次ブレブ形成への傾向が高まる可能性がある一方、球状では渦が少なく流れ場が安定し、嚢内全体で壁応力がほぼ一様に分布するため、血行動態および生体力学的に安定な状態を示す可能性が示された。
  • 結論として、患者特異的な頭蓋内動脈瘤を球状、蜂の巣状、梨状といった標準形状に分類できれば、血行動態および生体力学に基づく破裂指標の予測過程を一般化し得ることが示された。さらに、理想化モデルで得られた流れ場と応力の傾向を患者特異的シミュレーションと比較することで、動脈瘤の形状依存性に関する血行動態学的・生体力学的理解を促進し得ることが示唆された。

(016) Wu [31]

📕 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

  • OpenAlex

    • Cited by: 31
    • FWCI: 1.5226
    • Citation Percentile: 85.55

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

患者固有の頭蓋内動脈瘤における血行動態学的研究：トモグラフィ型（Tomo-PIV）およびステレオ型（Stereo-PIV）粒子画像流速測定、in vivo MRI、ならびに計算流体力学（CFD）の比較評価

💬 AI 要約

  • 壁面せん断応力（WSS）は頭蓋内動脈瘤の増大および破裂と関連するが、その基盤となる関係性を明らかにするために多くの画像ベースCFD研究が行われている一方、in vivo医用画像とin vitro光学的流速計測の両方を用いた方法論の検証は稀であった。
  • 本研究では、in vivo 4D Flow MRI、in silico CFD、ならびにin vitroのステレオ型およびトモグラフィ型粒子画像流速測定（Stereo-PIVおよびTomo-PIV）を用いて、患者固有の嚢状頭蓋内動脈瘤の血行動態を比較評価した。
  • PIVおよびCFDは、4D Flow MRIの収縮期ピークに対応する定常状態として実施した結果、全てのモダリティで流れの特徴およびWSSの表面上の概略分布は概ね一致したが、絶対的WSS値には大きなばらつきが認められた。4D Flow MRIは、Tomo-PIV、Stereo-PIVおよびCFDよりもピークWSSを2〜4倍低く（3.99 Pa）、平均WSSを1.6〜2倍低く推定し、高WSS領域ほどPIV/CFD由来WSSと4D Flow MRI由来WSSの差が拡大する比例的傾向がBland-Altman解析で示された。
  • 一方、速度のBland-Altman比較ではPIVおよびCFDデータセットの解像度を4D Flow MRIに合わせたため、その比例的傾向は観察されなかった。また、Tomo-PIVは面外方向の解像度が優れるため、Stereo-PIVよりもWSS推定が高くなることが分かった。以上より、モダリティ間の不一致の主要因として空間解像度の違いが示唆され、現行技術に基づく場合には動脈瘤破裂リスクの定量的解析に絶対値のWSSを用いる際に注意を要すると考えられる。

(017) Teng [30] ⭐

📕 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曲率と壁面せん断応力の複合解析：破裂リスク因子の解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、幾何学的および血行動態学的パラメータに基づいて腹部大動脈瘤（abdominal aortic aneurysm）の破裂リスク因子を検討することを目的とした。
  • 2019年10月から2020年12月までにCT angiography（CTA）により腹部大動脈瘤と診断された症例を後ろ向きに抽出し、破裂群13例と非破裂群22例の臨床データを解析した上で、CTAに基づく計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）により両群の解剖学的因子と血行動態学的指標の差および相関を評価した。
  • 破裂群では、最大径（79.847±10.067 mm vs. 52.320±14.682 mm, P<0.001）、曲率（0.139±0.050 vs. 0.080（0.123-0.068）, P=0.021）、および最大血流の影響部位における壁面せん断応力（0.549（0.839-0.492）Pa vs. 1.378±0.255 Pa, P<0.001）が非破裂群と有意に異なった。
  • さらに破裂群では、破裂部位の壁面せん断応力が最大血流影響部位と有意に異なり（0.025（0.049-0.018）Pa vs. 0.549（0.839-0.492）Pa, P=0.001）、最大径と曲率が破裂と関連していた（最大径：OR 1.095, P=0.003；曲率：OR 1.142E+10, P=0.012）；加えて曲率は壁面せん断応力と負の相関を示した（r=-0.366, P=0.033）。これらの結果から、曲率と壁面せん断応力はいずれも瘤の破裂リスク評価に有用であり、曲率は壁面せん断応力の幾何学的代替指標として利用可能であることが示唆された。

(018) Youn [27]

📕 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: 27
    • FWCI: 1.8963
    • Citation Percentile: 88.88

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

神経血管領域における2次元から4次元の位相コントラストMRI：それは量子的飛躍か、それとも単なる装飾か？

💬 AI 要約

  • 神経血管系では血流と血管壁の相互作用（crosstalk）を考慮したうえで、標準的なCT/MR血管造影に予後情報を付加する形で診断と管理を統合的に支援するヘモダイナミクス評価の有用性が示唆される。
  • 著者らは、長時間撮像と低い時空間分解能により細径の頭蓋内血管の評価で臨床研究上の課題を抱えてきた4D flow MRI（時間分解3次元速度エンコード位相コントラストMRI）について、並列イメージングとcompressed sensing、放射状k空間のアンダーサンプリングを含む近年の加速MRI技術の進歩を概説し、その有望性を整理した。
  • 4D flow MRIでは、動脈瘤、動静脈シャント、動脈硬化性狭窄などの神経血管疾患における複雑な3次元血流を、流量、速度ベクトル、圧力勾配、壁面せん断応力などの指標を用いて可視化・定量化でき、さらに位相コントラスト法の非侵襲性と、解析平面を後から選択できる（retrospective）フロー計測の利点も踏まえて評価を行った。
  • 本総説は、同一の撮像モダリティ内で血流状態と血管壁を同時に評価でき、ドプラ超音波や計算流体力学（computational fluid dynamics）に対する複数の利点を4D flow MRIが持つ可能性を示し、神経血管疾患に対する臨床応用の見通しをまとめた。

(019) Williamson [25] ⭐

📕 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、アテローム性動脈硬化、およびステント留置により影響を受けた動脈における血流挙動を捉えるための血行動態モデリング技術の開発に関するレビュー

💬 AI 要約

  • 心血管疾患（CVD）は先進国における主要な死因であり、アテローム性動脈硬化、動脈瘤、解離、主要動脈の閉塞などが含まれるが、これらの多くは不健康な（異常な）血行動態に起因しうるため、ステントおよびステントグラフトによる治療後の血行動態変化を理解することが重要である。
  • 本論文は、ステントおよびステントグラフトが動脈へ与える影響と治療後の血行動態変化を検討するための血行動態モデリング手法について、計算流体力学（CFD）と粒子画像流速測定（PIV）に基づく研究の成果と限界を整理するレビュー研究として構成されている。
  • 具体的には、CFDを用いた多数の研究により、ステントメッシュ設計が血流の近壁部挙動や血行動態の改善に与える影響に関する重要な知見が得られている一方で、PIV研究は主に非ステントモデルまたは動脈瘤内流れに限定され、ステント周囲（peri）や遠位（distal）のステント周辺流れの挙動を対象とする範囲が十分でないことが示されている。
  • さらに、本レビューでは、PIVを単独の計測手法として用いる場合やCFD研究の妥当性検証に用いる場合の双方を踏まえ、各モデリング手法で血液を模擬する作動流体（working fluids）や境界条件の設定、ならびに導入される利点と限界を含めて、血管生理と関連力学の概説から技術的論点を体系化することにより、今後のモデル化の指針を与えることを目的としている。

(020) Rajabzadeh-Oghaz [24]

📕 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: 24
    • FWCI: 1.1982
    • Citation Percentile: 81.31

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

ヒト頭蓋内動脈瘤における血行動態と壁特性の関連：レビュー

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）の自然史において血行動態が重要な役割を担うが、ヒトにおける動脈瘤内血行動態と動脈瘤壁の生物学的・機械的特性との関連を検討した研究は乏しい。
  • 本レビューでは、PubMedを用いて、異なる情報源から血行動態とヒトIA壁特徴の関連を調べた研究のシステマティックレビューを実施し、各研究の手法と知見を整理したうえで、それらの合意度（consensus）を評価した。
  • 動脈瘤の血流とIA壁を特徴づけた28報を同定し、4報は摘出組織、17報は術中画像、7報は血管壁MRIを用いていた；組織との相関に基づくと、高い壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）を含む複雑なパターンや高圧条件は、壁の変性およびコラーゲンの生理学的でない配向、ならびにより速い合成と関連していた。
  • 一方で、MRI研究は低流量条件（低WSSかつ血液滞留時間の延長）と、より厚い壁および造影後増強の関連を強く支持した；術中画像に関しては相違が認められたものの、概して、厚い部位は滞留時間の延長部位と共存し、薄い部位は主に複雑なWSSパターンを伴う高圧に曝露されることを示唆していた；総体として、IA発達には2つの血行動態—生物学的機序があるという理論が支持されており、低流量が厚化と動脈硬化様のリモデリングに結びつく機序と、高くかつ衝突（impinging）する流れが壁の変性、菲薄化、ならびにコラーゲンのリモデリングに結びつく機序が提唱された。

(021) Shin [23] ⭐

📕 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

畜産施設における需要連動換気制御システム（DCV）の適用可能性評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、畜舎におけるエネルギー効率の高い機械換気制御として需要連動換気制御（demand-controlled ventilation: DCV）が適用可能であるかを評価することである。
  • そのために、室内温度およびCO2濃度の予測モデルを構築し、DCV制御適用時の室内環境とエネルギー消費挙動を解析した。
  • 結果として、DCV制御を適用すると既存の制御手法よりもエネルギー消費は小さくなる一方、時間ステップを1時間刻みで制御した場合には室内温度の上昇が大きく、複数の区間で最大温度を超過した。
  • さらに、15分刻みで制御すると室内温度上昇およびエネルギー消費は低減したが、屋外温度が高い日や、豚の発熱（pig heat）の寄与が大きい日には十分なエネルギー効率が得られなかった。

(022) Tang [23]

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 23
    • FWCI: 2.6007
    • Citation Percentile: 90.83 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

複数頭蓋内動脈瘤の破裂に関連する形態学的および血行動態学的特性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者関連因子にかかわらず複数頭蓋内動脈瘤の破裂に関連する形態学的因子および血行動態学的因子を同定し、動脈瘤破裂リスク評価のための統計学的モデルを構築することである。
  • 方法として、連続52例の患者におけるミラー対向頭蓋内動脈瘤104個のデジタルサブトラクション血管造影（DSA）データを後ろ向きに解析し、3次元再構成および計算流体力学（CFD）シミュレーションにより19種類の形態学的パラメータと血行動態学的パラメータを算出した。
  • 結果として、破裂群と未破裂群の間で19項目中15項目に有意差（p < 0.05）が認められ、多変量ロジスティック回帰により独立したリスク因子を抽出したところ、ブレブ形成、頸部幅、およびサイズ比が独立因子であった。
  • 結論として、3つの独立因子に基づく予測モデル（Odds = -1.495 - 0.707 ×（Neckwidth） + 3.061 ×（Blebformation） + 2.1 ×（SR））を構築し、モデルのAUCは0.901で、検証コホートでは感度100%かつ特異度88.46%と良好な性能を示したことから、ブレブ形成、頸部幅、サイズ比は動脈瘤破裂の状態と独立に関連し、破裂リスクが高い動脈瘤の同定に有用である可能性が示された。

(023) Vandenbulcke [23]

📕 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

  • OpenAlex

    • Cited by: 23
    • FWCI: 1.6167
    • Citation Percentile: 82.69

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

生理学的境界条件を実装することで脳脊髄液の動的挙動を予測するための計算流体力学モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳脊髄液（CSF）動態に影響する種々の生理学的プロセスがCSF流れに及ぼす寄与を明らかにし、水頭症、キアリ奇形、頭蓋内圧亢進などの神経疾患の理解を深めることである。
  • そのために、CSFの3次元計算流体力学（CFD）モデルを構築し、生理学的プロセスを境界条件として組み込んだ。具体的には、流入境界条件としてCSF産生と拍動性の動脈・静脈体積変化を与え、流出境界にはCSFのコンプライアンスと吸収を模擬する2要素Windkesselモデルを課した。
  • 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圧力拍動を得たうえで、脊髄くも膜下腔（SAS）および脳の脳室管（cerebral aqueduct）におけるin vivo流量計測、ならびに文献報告の頭蓋内圧値とシミュレーション結果を比較した結果、呼吸影響を除外した場合、0.17 ml/mmHgのコンプライアンスで振幅約5 mmHgの圧力拍動かつ平均値7–15 mmHgの範囲が得られ、モデル流量も報告値と良好に一致した。
  • 一方、呼吸影響を加えると同程度の圧力振幅に対して総コンプライアンスを0.51 ml/mmHgへ増加させる必要があり、これはin vivoで測定される0.4–1.2 ml/mmHgの範囲に含まれた；さらに、4つの流出孔におけるコンプライアンス分布の変更は、たとえば大孔（foramen magnum）を介する局所流量を含む各部の流量に影響し、その寄与は各流出孔からの流出量に比例した。また、総コンプライアンス値は頭蓋内圧に影響した。結論として、本研究は生理学的プロセスに基づく境界条件を組み込むことでCSF圧力および速度を生理学的範囲内で再現可能なCSF計算モデルを開発した。

(024) Zhang [21] ⭐

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 21
    • FWCI: 4.5757 ⭐
    • Citation Percentile: 95.51 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

ナビエ–ストークス方程式による補正を用いた4DフローMRIからの壁面せん断応力推定

💬 AI 要約

  • 本研究は、4DフローMRIに対する新規な壁面せん断応力（WSS: wall shear stress）推定法を提示することを目的とした。
  • 提案法では、復元された圧力勾配および流体力学的制約を用いて速度勾配の推定を補正し、ナビエ–ストークス方程式に基づく修正によりWSSの精度を改善する。
  • 解析的ウォーマースリー流れおよび脳動脈瘤内の流れを対象とする合成4Dフローデータで検証した結果、提案法はWomersley流れでWSS精度を最大100%改善し、動脈瘤状の合成流れにおける平均WSSの過小評価を39〜50%低減したほか、in vivo動脈瘤データでは平均WSSの予測値が他手法より31〜50%高かった。
  • さらに、提案法による大動脈WSSの予測値は他手法より3〜6倍高く、既報のCFD研究および4DフローMRIの空間分解能の制限を考慮した最近の手法の結果と整合しており、血管リモデリングや心血管疾患の進行予測に資するWSS推定精度の向上が示された。

(025) Chen [20]

📕 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

機械学習および深層学習アルゴリズムを統合したモデルによる破裂状態の分類（IAs）

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）の破裂リスク評価は臨床的に重要であるが、破裂リスクを臨床的意思決定において正確に評価することは依然として課題である。本研究は、IAsの破裂リスク評価を改善するための統合モデルの構築を目的とした。
  • 後ろ向きに抽出した148例（破裂39例、未破裂109例）を対象として計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）によりシミュレーションを行い、機械学習（machine learning: ML）と深層学習（deep learning: DL）を組み合わせた統合モデルを提案した。MLとしては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を用い、CFDから得られた血行動態クラウド（hemodynamic clouds）に対してPointnet型DLアルゴリズムを適用して血行動態クラウドの特徴量を抽出した。
  • 分類モデルへの入力として形態学的変数および血行動態パラメータに加え、血行動態クラウド特徴量を含めた場合と含めない場合で分類性能を計算し比較した。血行動態クラウド特徴量を考慮しない場合、RF、KNN、XGB、SVM、LightGBMの精度はそれぞれ0.824、0.759、0.839、0.860、0.829、AUCはそれぞれ0.897、0.584、0.892、0.925、0.890であった。
  • 血行動態クラウド特徴量を考慮すると精度は順次0.908、0.873、0.900、0.926、0.917へ上昇し、AUCも最終的に0.952、0.881、0.950、0.969、0.965へ到達した。中でも、血行動態クラウド特徴量を付加したSVMが最良であり、最高精度0.926およびAUC 0.969を示した。以上より、MLとDLを統合したモデルはIAsの分類精度を改善し、血行動態クラウド特徴量の導入がより正確な分類に寄与すること、ならびにこれらの特徴量が破裂IAsの識別に重要であることが示された。

(026) Li [20]

📕 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

  • OpenAlex

    • Cited by: 20
    • FWCI: 2.353
    • Citation Percentile: 89.85

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

汎用的な流動条件を用いて動脈瘤の血行動態を定量することの信頼性：実体内で計測した境界条件を取り込んだシミュレーションとの比較

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤の発生・増大・破裂は、その局所的な血行動態環境と密接に関連すると考えられているが、CFD（computational fluid dynamics）による血行動態の信頼性は境界条件の設定精度に強く依存するため、本研究では汎用的境界条件に基づくシミュレーション結果と、実体内計測に基づく流れ条件を用いた結果を比較した。
  • 3次元回転DSA（digital subtraction angiography）が必要な頭蓋内動脈瘤患者19例を前向きに登録し、カテーテルにより内頸動脈の血圧を測定するとともに、専用ソフトウェアツールにより流量を測定した流れ条件を得た。
  • 得られた実体内計測条件を入力として各患者の動脈瘤内血行動態をCFDで定量化し、文献に報告された汎用条件から算出した指標と比較したところ、時間平均壁面せん断応力（TAWSS）、振動性せん断指数（OSI）、動脈瘤内流量割合（PIAF）において患者固有条件と汎用条件との間に統計学的に有意な差（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）が認められた一方、相対滞留時間（RRT）では有意差はみられなかった（49 ± 307 Pa-1, p = 0.062）。
  • さらに、流出戦略（分岐法 vs. Murrayの法則）およびシミュレーション手法（過渡解析 vs. 定常解析）が各条件に対する血行動態指標へ与える影響を評価した結果、いずれの指標でも統計学的に有意な差は認められず（すべてp > 0.05）、得られたパラメータは良好な相関（すべてr > 0.71, p < 0.001）を示した；また、サイクル平均流量条件から得られるWSSと動脈瘤のTAWSSの差は小さく（0.66 ± 1.36 Pa, p = 0.000）、過渡解析と定常解析で得られるPIAFの差も小さい（0.02 ± 0.05, p = 0.000）ことから、患者固有の境界条件を取り込むことがCFDで動脈瘤血行動態を特徴づける上で重要であり、流出戦略は大きな不確実性を導入しない可能性がある一方、サイクル平均流量を用いた定常解析は過渡解析に比べてWSSおよびPIAFの推定をバイアスなく行える可能性が示された。

(027) Souche [20]

📕 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

  • OpenAlex

    • Cited by: 20
    • FWCI: 2.2292
    • Citation Percentile: 89.45

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

乱流様の脳動脈瘤流れに対する高忠実度流体—構造相互作用（FSI）シミュレーション：高周波の狭帯域壁面振動の観察とメカノバイオロジー学的関連性の示唆？

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤（intracranial aneurysm）血行動態に対する高解像度／高忠実度計算流体力学（CFD）で観察される乱流様流れに伴う高周波圧力変動が、動脈瘤壁の振動を促進し得るかどうかを検証することである。
  • 方法として、血流とコンプライアントな動脈瘤嚢壁との間で完全結合の高忠実度・過渡型流体—構造相互作用（fluid structure interaction）を実施し、3次元の患者特異的モデルに対して1秒あたり5,000 time stepsでシミュレーションした。なお、このモデルは先行研究で乱流様流れの存在が示されている。
  • 結果として、流速には約160 Hzまで滑らかで連続的に減衰するエネルギー分布を伴う変動が含まれ、圧力には約30、130、210 Hzに特徴的な周波数ピークが認められた。さらに、圧力と壁変形の間には強い双方向結合が成立しており、周波数スペクトルは類似の特徴を示す一方で、約120 Hzの狭帯域ピークが現れ、その振幅は最大80 μmまで領域差が大きかった。
  • 結論として、流れ側の物理は臨床報告に整合的であるのに対し、壁側の物理は動脈瘤患者で報告されるスペクトルピークと整合的であり、乱流様流れを有する動脈瘤では壁振動が広く生じ得ることが示唆された。加えて、動脈瘤は定義上血管の病理であるにもかかわらず多くの（大部分の）動脈瘤では内皮細胞を欠く場合でも限局的リモデリングが観察されることから、壁内における振動および応力が血管壁病変のメカノバイオロジー学的過程に寄与する可能性を著者らは仮説として提示した。

(028) Tian [18]

📕 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

従来の血管リスク因子および脳血行動態指標に基づく症候性頭蓋内動脈硬化性疾患におけるリスク層別化

💬 AI 要約

  • 症候性頭蓋内動脈硬化性狭窄（sICAS）は、現在の最適化された内科的治療にもかかわらず反復脳卒中のリスクが高い。本研究の目的は、血管リスク因子およびCFD（computational fluid dynamics）モデルから得られる血行動態指標に基づいて、sICASにおける脳卒中再発リスク予測ノモグラムを開発・比較することである。
  • CT血管造影（CTA）で確認された50〜99%のsICAS患者を対象として、従来の血管リスク因子を収集した。sICASの血管狭窄度は中等度（50〜69%）と重度（70〜99%）に二値化し、CTAベースのCFDモデリングにより経壁圧比（PR）と壁面せん断応力比（WSSR）を定量したうえで、血行動態状態を正常（正常PR&WSSR）、中間（それ以外）、異常（異常PR&WSSR）として分類した。
  • ガイドライン推奨の内科的治療を全患者に施し、多変量ロジスティック回帰で同定した独立予測因子とこれらの指標から構成されるノモグラムの性能を、同一灌流領域における1年以内の一次アウトカムである反復虚血性脳卒中の予測により評価した。245例中20例（8.2%）でSITを認め、糖尿病、脂質異常症、CFDで評価したsICASの血行動態状態、高血圧、ならびに50歳以上を組み込むD2H2Aノモグラムは、較正（Hosmer-Lemeshow検定P=0.560）と弁別能（C統計量0.73、95%CI 0.60〜0.85）が良好であった。
  • さらに、D2H2Aノモグラムは従来の血管リスク因子のみ、あるいは狭窄度（luminal stenosis severity）を追加したノモグラムと比較して、リスク再分類の改善と意思決定曲線解析における純利益の増大を示した。前交通部以外も含む前方循環sICASにおける感度分析でも同様の結果が得られ、CFDモデルで評価したsICASの血行動態学的重要性を組み込むことが、現在の最適化された内科的治療下における再発脳卒中リスクを層別化するための有用な手段となり得ることが示唆された。

(029) Veeturi [18]

📕 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

  • OpenAlex

    • Cited by: 18
    • FWCI: 2.2292
    • Citation Percentile: 89.49

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 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に観察される薄い壁領域と高い壁面せん断応力（WSS）の関連が示される

💬 AI 要約

  • 血行動態と局所的な頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm: IA）の病態生理との関係を明らかにすることは、IAの自然史を理解するうえで有用であるため、本研究では術中画像に基づくIA壁の見え方とCFDシミュレーションによる血行動態との対応関係を検討した。
  • 3次元形状を15個のIAについて構築し、それを用いてCFD解析を実施した後、術中の2次元画像を機械学習により壁タイプ分類し、その分類結果を3次元表面へマッピングした。
  • IA壁領域は厚い領域（white）、正常領域（purple-crimson）、薄い／透過性の領域（red）に分類され、薄い領域では、正常・厚い領域のいずれと比較してもWSS、正規化壁面せん断応力（Normalized WSS: WSSNorm）、WSS Divergence、ならびに横方向WSS（Transverse WSS）が有意に高かった。
  • 加えて、厚い領域は薄い領域よりもRRTが有意に高い傾向を示し、局所スケールでも同様の傾向が観察された; 回帰解析ではWSSと薄い領域の間に有意な正の相関、WSSDと厚い領域の間に有意な負の相関が認められ、血行動態シミュレーション結果は術中観察されたIA壁タイプと整合することから、WSSおよびWSSNormの上昇は厚い／正常領域よりも薄い領域に関連することが一貫して示された。

(030) Yan [18]

📕 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

  • OpenAlex

    • Cited by: 18
    • FWCI: 1.6339
    • Citation Percentile: 86.12

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

SDF-1α/CXCR4経路は、血管平滑筋細胞の表現型変換を調節することにより血行動態に誘発される頭蓋内動脈瘤の形成を媒介する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血行動態（hemodynamic forces）によって誘発される頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm: IA）の発症におけるSDF-1α/CXCR4経路の役割を明らかにすることである。
  • 方法として、12例のIAおよび6例の浅側頭動脈試料を回収し、高スループットシーケンス、ヘマトキシリン・エオシン染色、免疫組織化学により血管リモデリングとSDF-1α/CXCR4経路構成要素の発現、血管平滑筋細胞（VSMCs）の構造タンパク（α-SMAおよびcalponin）、および炎症因子（MMP-2およびTNF-α）を評価した。
  • また、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）による血行動態解析を行い、さらにin vivoではマウスIAモデル、in vitroでは動的共培養モデルを構築して、SDF-1α/CXCR4経路がVSMCsの表現型変換を調節する機序を検討した。
  • その結果、IAではSDF-1αおよびCXCR4の有意な上昇が認められ、動脈瘤壁における血管リモデリング（炎症因子MMP-2およびTNF-αの上方制御、収縮性マーカーであるα-SMAおよびcalponinの下方制御）を伴っていた; さらに血行動態解析では、破裂例は未破裂例に比べて壁面せん断応力が低く、MMP-2発現が高いことが示された; in vivoおよびin vitroの実験では、異常な血行動態がSDF-1α/CXCR4、P38、JNKシグナル伝達経路を活性化し、VSMCsの表現型変換を誘導してIA形成に至ることが示された。

(031) Fujimura [18]

📕 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: 18
    • FWCI: 0.8714
    • Citation Percentile: 77.44

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の発生開始に関する計算流体力学的解析

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤の発生開始と血行動態因子との関係は、de novo（新生）動脈瘤が稀であるため不明な点が多い。
  • 本研究では、動脈瘤形成前後で撮像された血管造影画像を用い、動脈瘤発生開始に関連する血行動態因子を検討するためにCFD解析を行った。
  • 追跡検査により別血管に生じたde novo動脈瘤を10例同定し、動脈瘤形成前の画像から血管形状を再構築したうえで、対照として非動脈瘤部位34箇所を選定した結果、全てのde novo例において動脈瘤発生部位は壁面せん断応力の発散（WSSD）が最大となる点と一致し、発生部位に強い牽引（張力）力が作用していることが示された。
  • さらに、de novo例では圧力損失係数（PLc）が統計学的に有意に高かった（p < 0.01）ことから、分岐部尖端における血流の影響や渦を伴う二次流れが血管壁に高い張力と高い全圧損失をもたらす可能性が示され、血管壁に作用する張力と全圧損失の双方が大きい領域で動脈瘤発生開始が起こりやすいことが示唆された。

(032) Liu [17] ⭐

📕 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: 17
    • FWCI: 3.2728 ⭐
    • Citation Percentile: 92.80 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈硬化性狭窄（ICAS）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）モデリングを用いたシミュレーション研究

💬 AI 要約

  • 目的：頭蓋内動脈硬化性狭窄（ICAS）では、ステントの形状が局所血行動態に影響し、それによりプラーク増殖やステント内再狭窄に関与しうる。本研究は、計算流体力学（CFD）シミュレーションを用いて、ステント形状とICASにおける局所血行動態との関連性を明らかにすることを目的とした予備的検討である。
  • 方法：異なる形状のステントを手動で操作して作成したCFDモデルに基づき、理想化した動脈モデルを構築し、さらにICASの患者特異的モデル4例を再構築した。各モデルに対して、ステント幾何を3種類（拡大、内側狭窄、外側狭窄）に変化させたバリエーションを作成した。
  • 結果：理想化モデルおよび患者特異的モデルに対して静的CFD解析を行い、さらに患者特異的モデル1例に対して3心拍周期の動的（transient）CFD解析を実施した。圧力、壁面せん断応力（WSS）、ならびに低密度リポ蛋白（LDL）ろ過（filtration）率を評価し、内側狭窄または外側狭窄ステントのモデルと拡大ステントのモデルを比較した。
  • 結論：幾何学の違いによる局所圧の差はごく小さく、すべての症例で正規化差（ND）が1%未満であった。一方、WSSおよびLDLろ過率では有意な差が認められ、静的モデルではNDが20%以上となった。これらの差は主にステント近傍およびステント直後の領域で観察され、動的解析ではLDLろ過率はWSSよりも時間的変動が小さかった。ステント形状はICASにおける局所WSSおよびLDLろ過率に影響しうるが、圧力への影響はごく僅かである可能性が示された。今後、これら血行動態指標の変化がプラーク増殖および（場合によっては）ステント内再狭窄を規定することに関連するかを検証する研究が必要である。

(033) Fu [17] ⭐

📕 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

流入角は側壁型および分岐部脳動脈瘤の形態・血行動態・炎症に影響する

💬 AI 要約

  • 目的：動脈瘤の流入角は計算流体力学（CFD）により血行動態の変化と関連することが示されているが、従来研究は単一動脈瘤モデルに基づき、側壁型動脈瘤に限定されていた。本研究は、頭蓋内側壁型および分岐部動脈瘤において、流入角と形態・血行動態・炎症（動脈瘤壁増強）との関連を検討することを目的とした。
  • 方法：前向き研究として、破裂していない側壁型動脈瘤59例および破裂していない分岐部動脈瘤17例、計62人（平均58.34±12.39歳、女性44人）を対象に、TOF-MRA画像で2名の神経放射線科医が3D空間内の動脈瘤の流入角およびサイズを評価した。さらに4D-flow MRIから2名の神経放射線科医が設定した関心領域（ROI）に基づき、平均・最大流入速度（Vavg-IA, Vmax-IA）、平均・最大血流量（Flowavg-IA, Flowmax-IA）、平均壁面せん断応力（WSSavg-IA）を算出し、T1-VISTA（前後造影）における動脈瘤壁増強（AWE）グレードを3名の神経放射線科医が評価した。
  • 結果：側壁型動脈瘤では、流入角サブグループ間でWSSavg-IA（0.52±0.34 vs. 0.27±0.22）およびAWEグレード（1.38±1.04 vs. 2.02±0.68）が有意に異なった。また、流入角は側壁型動脈瘤で動脈瘤サイズ（rs=0.31）、WSSavg-IA（rs=-0.45）、AWEグレード（rs=0.45）と有意に相関した。一方、分岐部動脈瘤では、流入角とサイズ（P=0.901）、Vavg-IA（P=0.699）、Vmax-IA（P=0.482）、Flowavg-IA（P=0.550）、Flowmax-IA（P=0.689）、WSSavg-IA（P=0.573）、AWEグレード（P=0.872）の間に有意な関連は認められなかった。
  • 結論：側壁型動脈瘤においては、流入角が大きいほど動脈瘤サイズが大きく、WSSが低く、AWEグレードが高い（炎症性変化を示唆する）ことが関連していた。これにより、流入角は側壁型動脈瘤の血行動態および炎症指標と結びつく重要な形態学的パラメータである可能性が示された。

(034) Kim [17]

📕 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

頭蓋内動脈硬化：画像所見のレビューと診断の進歩

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈硬化性疾患は虚血性脳卒中の主要因の一つであり、中等度の再発リスクをもたらすが、真の有病率は現状の診断法では過小評価されうる。
  • 本レビューは、初期の重要な臨床試験の知見および最新の先進的放射線学的手法に関する研究を統合し、複数の画像モダリティにおける症候性頭蓋内動脈硬化を特徴づける所見を整理した。
  • 血管内腔の狭窄（stenosis）を評価するCT血管造影（CTA）およびMR血管造影（MRA）が診断の中核を成す一方、狭窄を伴わない頭蓋内動脈硬化の検出は二次的脳卒中予防戦略の最適化に重要である。
  • 高解像度MRA、定量的MRA（quantitative MRA）、および計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）のような新興手法は、動脈硬化に関連する多様な病態生理学的メカニズムを明らかにしうると結論づけている。

(035) Liu [15]

📕 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: 15
    • FWCI: 1.8619
    • Citation Percentile: 86.28

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 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（intracranial aneurysms; IAs）における病変の安定性の見込みは、治療方針を決定するうえで重要であるため、本研究は未破裂IAsの安定性を予測する多次元的な予測モデルの開発を目的とした。
  • 前方循環に存在する未破裂IAsの患者を前向きに登録し、定期的に追跡した。臨床データを収集し、IAsの形態学的特徴を評価するとともに、患者固有の計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）モデリングにより隣接血行動態特徴を定量化した。
  • 多変量ロジスティック回帰分析に基づき、2017年1月から2018年2月に登録された一次コホートで、2年以内の破裂または増大を予測する因子を組み込んだノモグラムを作成し、PHASESスコアおよびELAPSSスコアと精度を比較したうえで、2018年3月から10月に登録された検証コホートで検証した。
  • 一次コホートの231例・272個の未破裂IAsにおいて、血圧（hypertension）、動脈瘤の位置、形状の不整（irregular shape）、サイズ比、正規化平均壁面せん断応力（normalized wall shear stress average）、および相対滞留時間（relative resident time）が2年の安定性と独立して関連していた。臨床・形態・血行動態特徴を統合したC+M+Hノモグラムは最も高い予測精度（c-statistic 0.94）を示し、C+Mノモグラム（c-statistic 0.89）および従来のPHASES（c-statistic 0.68）・ELAPSS（c-statistic 0.58）より優れていた。検証コホートでも同様にC+M+Hノモグラムが最高精度（c-statistic 0.94）であり、保存的に治療される未破裂IAsの2年安定性には血行動態指標が予測的価値を有し、多次元ノモグラムは従来のリスク予測スコアより有意に高い精度を持つことが示された。

(036) Zhang [15]

📕 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

Pipeline留置後に瘤内コイル塞栓術を実施する方法：血行動態の観点からの研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、Pipeline embolization device（PED）留置にコイル治療を組み合わせた大型で複雑な頭蓋内動脈瘤治療において、コイルの最適戦略を血行動態学的観点から明らかにすることである。
  • 患者固有の動脈瘤モデルおよび有限要素解析を用いて、PED留置後におけるコイルの理想的な充填密度を推定した。さらに、有限要素解析により、PEDと全コイルを含む実際の治療過程を高忠実度に表現し、治療後の計算流体力学（CFD）解析の精度向上を図った。
  • PED留置後、動脈瘤内の流速は有意に低下した（15.3 vs 10.0 cm/s；p<0.001）。最初のコイル挿入時にも流速はさらに有意に低下し（10.0 vs 5.3 cm/s；p<0.001）、共分散分析では2本目のコイルによる流速低下の効果は1本目より有意に小さかった（p<0.001）。また、充填密度が7.06%に増加すると、それ以上のコイル追加ではさらなる血行動態的効果が得られないことが示された。
  • これらの結果より、補助的コイル塞栓術は治療後の頭蓋内動脈瘤における血行動態環境を改善しうるが、過度な高充填は不要であり、充填密度が平均7.06%に到達するか、2本目のコイル挿入以降は動脈瘤内血行動態が安定化する傾向があることが結論づけられた。

(037) Goodarzi Ardakani [15]

📕 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: 15
    • FWCI: 1.4286
    • Citation Percentile: 82.24

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 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

  • 本研究は、物理に基づく医用画像セグメンテーション手法を開発し、画像の灰度情報から対象血管（形状）の抽出を可能にすることを目的とした。
  • 具体的には、画像のグレースケール強度を用いてボクセルの部分体積を推定し、続いて多孔質媒質のアナロジーとして定式化することで、医用画像の三次元ボリュームデータを多孔質材料の三次元計算領域へ写像する手順を採った。
  • その後、多孔質材料内の非圧縮性流体の数値シミュレーションにより速度場を取得し、速度の等値面から対象物の表面記述を得た。さらに、脳動脈瘤、鼻腔（NC）、大動脈弓（AA）を対象とする8症例のCT画像で検証し、動脈瘤では提案手法の結果を定数グレースケール閾値処理および手動セグメンテーションと比較し、手動セグメンテーションは臨床実務家により妥当性確認された。
  • 結果として、提案手法はノイズの多い領域においても対象物の抽出が可能で有効であることが示され、モデル化またはユーザ選択に対する性能の感度解析が行われた。加えて、近壁流れ解析を含む計算流体力学（CFD）シミュレーションにより、セグメント化された形状と得られた計算結果が代表的かつ意味のあるものであることを評価したことにより、本手法の学術的貢献が裏付けられた。

(038) Pan [15]

📕 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的な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、外傷性脳損傷（TBI）における最重度の病理学的特徴であるびまん性軸索損傷（DAI）について、過渡的な機械的衝撃によって一次的な軸索損傷がいかに誘導されるかという機序を明らかにすることである。
  • そのために、軸索オンチップ（Axon-on-a-chip; AoC）モデルを構築し、計算流体力学（CFD）とマイクロ流体デバイス技術を統合して、横方向への精密に制御されたマイクロフラックス注入によりDAIを誘導した。
  • 注入フラックスの流速とDAI重症度との間に明瞭な相関が示されたほか、フラックス中にCa2+サージを伴う限局性軸索膨大（focal axonal swellings; FAS）の動的形成が観察された。
  • さらに、フラックス後には周期的な軸索細胞骨格の破綻が速やかに生じることが確認され、これらの即時の傷害応答はフラックス経由の軸索に空間的に限定され、急性期には神経細胞の全体的な生存性に影響しなかった；高解像度の生細胞イメージングと両立するAoCは、DAIの初期機序の同定およびTBI緩和に向けた治療のスクリーニングを可能にする汎用的システムを提供する。

(039) Hong [14]

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 14
    • FWCI: 1.1146
    • Citation Percentile: 79.46

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

拍動性耳鳴（PT）患者における横静脈洞狭窄と基礎的渦流を伴う静脈洞内の流れパターン

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、横静脈洞狭窄（TSS）を有する拍動性耳鳴（PT）患者において、狭窄部位に伴う静脈洞の渦流（vortical flow）の分布および強度がPT発生に及ぼす影響を理解することである。
  • 方法として、MRIに基づく患者固有形状に対し計算流体力学（CFD）による血行動態解析を実施し、PT患者16例の静脈洞内の速度場のストリームラインと、流れパターンに対応する圧力分布を得るために、層流モデルおよび乱流モデルの両方を用いた。
  • 結果として、横静脈洞とS状静脈洞（sigmoid sinus）の接合部近傍の静脈洞再循環領域における流れパターンを評価したところ、静脈洞内の局所血行動態変動の主因は横静脈洞狭窄であり、この文脈で渦度（vorticity）が狭窄機能の重症度指標として利用可能であることが示された（渦度と狭窄最大速度SMVの相関：r = 0.282, p = 0.004）。
  • さらに、流れおよび解剖学的変数から渦度を予測する乱流エディ予測モデル（TEPモデル）を提案し、TEPモデルが支配的な流れ分布に対して感度を示し、流れに基づく渦度との高い相関を示した（r = 0.809, p = 0.009）；TSS下流での渦度（およびMVV）の定量化は、横—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の機能的評価の血行動態マーカーとして機能する可能性がある。

(040) Jickling [14]

📕 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（white matter hyperintensity: WMH）の進行は白血球遺伝子発現と関連する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、加齢に伴う脳病理における重要な要因であるWMH体積の進行に関し、免疫系が脳血管および組織と相互作用することが疾患進行に関連する可能性を踏まえ、血液白血球の遺伝子発現とWMH進行との関連を明らかにすることである。
  • 方法として、認知訴えのある166例でベースライン時に脳MRIを取得し、その後中央値5.9年（四分位範囲3.5–8.2年）にわたり定期的に再検した。WMH体積は半自動セグメンテーションにより計測し、年あたりのWMH体積の変化率（percentage change）を算出した。ベースライン時に採取した静脈血を用いてRNA sequencingにより全ゲノム発現を測定し、経時的なWMH体積変化とベースラインの白血球遺伝子発現の関連を解析した。
  • 結果として、平均年齢は77.8歳（SD 7.5）で、参加者の60.2%が女性であった。WMH体積の中央値は13.4 mL（SD 17.4 mL）で、WMH体積の平均変化は年あたり12%であった。変化率に基づき四分位群に分けると、第1四分位は-3.5%/年、第2四分位は7.4%/年、第3四分位は11.7%/年、第4四分位は33.6%/年であった。経時的なWMH体積の変化に関連する遺伝子は148個で（P<0.05、|r|>0.2）、内皮機能障害、細胞外マトリックス（extracellular matrix）リモデリング、脱髄の変化（altered remyelination）、炎症、虚血への応答に関与する経路が同定された。
  • 結論として、WMH体積の時間的進行は、内皮機能障害、細胞外マトリックスリモデリング、脱髄の変化、炎症および虚血への応答に関わる遺伝子と関連していた。末梢炎症がWMH進行速度および認知低下への寄与に及ぼす役割を評価するためには、さらなる研究が必要である。

(041) Wickramarachchi [14]

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 14
    • FWCI: 0.8993
    • Citation Percentile: 70.40

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

動静脈体外式膜型人工肺（VA ECMO）における心動脈カニューレ先端位置が差分的低酸素血症に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、先行する心室拍出とVA ECMO流量の相互作用により大動脈弓分枝への酸素化血流が阻害され、差分的低酸素血症が生じうるという問題に着目し、動脈カニューレ先端位置が上肢へのVA ECMO血流に与える影響を明らかにすることを目的とした。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）シミュレーションを用いて、動脈カニューレ先端の4つの位置（P1：総腸骨動脈、P2：腹部大動脈、P3：下行大動脈、P4：大動脈弓）を、心機能障害の程度およびVA ECMO補助率（50%、80%、90%）を変化させた条件下で比較した。
  • その結果、大動脈弓位置（P4）はいずれの補助レベルでも弓部血管へ酸素化血流を供給できたのに対し、P1〜P3は最も高い補助レベル（90%）のときにのみ弓部血管へ酸素化血流を供給した。
  • さらに、最も高い補助レベルにおいてもP1〜P3が腕頭動脈へ供給できる酸素化VA-ECMO流は0.11 L/minにとどまったのに対し、P4では0.5 L/minであったことから、動脈カニューレ先端を大動脈弓へ進めることでVA ECMO流による脳灌流を増加できる可能性が示唆された。

(042) Bastir [13] ⭐

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 13
    • FWCI: 4.2226 ⭐
    • Citation Percentile: 94.94 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

ヒトおよびチンパンジーにおける鼻腔と咽頭（鼻咽腔）の三次元的形態と機能

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、進化過程における顔面形態の相違が、空調（air-conditioning）に関連する呼吸適応の低下と結び付くのか、あるいは脳進化に伴う頭蓋顔面の形態変化と統合に起因するのかを検証することである。
  • 方法として、流入境界領域を改善した計算流体力学（CFD）モデルを構築し、さらにヒトおよびチンパンジーの気道形状の種間差を評価するために三次元（3D）幾何学的モルフォメトリ（geometric morphometrics）を実施した。
  • その結果、6名の成人ヒトと6名のチンパンジーにおける気流の圧力・速度・温度変化をCFDで模擬し、10名ずつについて3Dサイズと形状の比較のために164のsemi-landmarksを解析したところ、内部の3D鼻腔気道に有意な差が確認された。
  • 結論として、圧力・速度・温度の種間平均は統計学的に有意に異なった一方で、温度交換に関わる形態由来の差は微小であり適応上の不利を強くは支持しない可能性が示されたため、オーストラロピテクス–ヒトの移行期における頭蓋顔面の変化が脳進化および顔面・鼻の修飾と頭蓋顔面統合に関連し、空調に関連する呼吸適応の維持に寄与したという仮説を支持する。

(043) Rigatelli [13]

📕 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における指標としての血液滞留時間の増大

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者固有の3次元計算流体力学（CFD）解析を用いて、卵円孔開存（PFO）患者の心房滞留時間（Rt）を洞調律（SR）および心房細動（AF）患者と比較し、PFOに伴う高リスク機序の解明に資することである。
  • 左房（LA）血行動態モデルは、時間分解CTと経胸壁心エコー（TTE）から作成し、対象はSRの健常者30例、PFO患者30例、さらにPFOを伴わないAF患者30例の3群に分けた。
  • 血液停滞は、LAおよび左心耳（LAA）における血液滞留時間（Rt）分布を評価することで定量化し、PFO患者では健常者よりも高い平均Rt（2.65±0.2 vs 1.5±0.2 s）が示された一方、AF患者はPFO患者よりも高いRt（2.9±0.3 vs 2.3±0.2 s）を示した。
  • さらに、脳MRIで脳病変を認めるPFO患者では、認めないPFO患者と比べてより高いRt（2.9±0.3 vs 2.3±0.2 s、p<0.001）が観察され、PFO患者のLA Rtの増大はAFと類似していたことから、平均LA Rt高値はPFOと原因不明（cryptogenic）脳卒中を結び付ける病態生理学的機序の手掛かりとなり、高リスクPFOの指標となり得ることが示唆された。

(044) Salimi Ashkezari [13]

📕 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で規則的形状を有する脳動脈瘤の同定

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、小型かつ規則的形状を有する脳動脈瘤の破裂に関連する患者および動脈瘤の特徴を同定し、この動脈瘤サブタイプにおける破裂の予測モデルを作成・検証することである。
  • 7 mm未満で規則的形状（瘤瘤内のbl ebを欠く）を持つ動脈瘤1079例の横断データを用いて、画像ベースの計算流体力学（CFD）モデルから得られた血行動態学的・幾何学的特性に、患者集団、動脈瘤の位置を加えた説明変数により、機械学習手法で破裂予測モデルを学習した。
  • 独立データセットとして小型の規則的形状動脈瘤102例を用いて検証したところ、強い集中流入ジェット、速度が高いこと、複雑かつ不安定な流れのパターン、さらに壁面せん断応力（WSS）の集中的・振動的・不均一な分布などの不利な血行動態環境が、小型規則的形状動脈瘤の破裂と関連していた。
  • また、このサブセットでは破裂動脈瘤は未破裂動脈瘤よりも大きく、伸長していることが示され、最良の機械学習破裂予測モデルは外部検証データで曲線下面積（AUC）0.84の良好な性能を達成した。本研究は、動脈瘤特異的な血行動態学的・幾何学的・解剖学的特性に基づく予測的機械学習モデルにより、破裂リスクの高い小型規則的形状動脈瘤を同定し得る可能性を示した。

(045) Yang [13]

📕 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破裂リスク予測のための頭蓋内動脈瘤に関する新規形態学的パラメータ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤の形態学的パラメータを用いた破裂リスク評価における課題として、既存のパラメータでは動脈瘤の不整性を十分に評価できない点に着目し、不整性を定量的に記述可能な新規形態学的パラメータを提案するとともに、その破裂リスク予測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例、破裂45例）に対して、従来の形態学的パラメータ（aspect ratio、bottleneck ratio、height-to-width ratio、volume to ostium ratio、size ratio）および新規提案パラメータ（mass moment of inertia）を算出した。
  • さらに、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）および流体—構造連成（fluid-structure interaction）により血行動態パラメータ（壁面せん断応力およびひずみ）を算出し、各パラメータで学習した人工ニューラルネットワークを用いて破裂リスク予測を行った。
  • mass moment of inertiaの各成分（Ixx、Iyy、Izz）はいずれも破裂例で未破裂例より有意に高く（p値：それぞれ0.032、0.047、0.039）、従来の形態学的パラメータ、血行動態パラメータ、およびmass moment of inertiaを同時に考慮した場合に最良の破裂リスク予測性能が得られた（感度96.3%；特異度85.7%；受動的特性曲線下面積0.921）。このことから、mass moment of inertiaは動脈瘤の不整性評価および破裂リスク評価に有用であり、本アプローチは臨床における破裂リスク予測の有効性向上に寄与し得る。

(046) MacDonald [13]

📕 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

高精度計算流体力学におけるスペクトル・バンデッドネスが頭蓋内動脈瘤の破裂状態を予測する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、高精度CFD解析で観測される高周波の流れ不安定性と臨床的な血管雑音（bruits）や“musical murmurs”との関連が動脈瘤の成長・破裂に寄与しうるという先行知見を踏まえ、動脈瘤CFDデータにおける調和的流れ不安定性（spectral bandedness）が破裂状態と関連しうるかを検証することである。
  • 方法として、心血管CFDデータにおけるスペクトル・バンデッドネスを定量化・可視化する新規手法を、音楽音響処理ツールに基づき提案し、さらに既報の大規模研究で破裂と関連が示されている既存指標のうち複数を算出して比較した。
  • 高精度CFDでモデル化した分岐型動脈瘤50形状のデータセットにおいて、スペクトル・バンデッドネス指標（SBI）のみが破裂状態と有意に関連し（AUC=0.76、p=0.002）、特異度79%（無破裂24例中19例の正しい予測）および感度65%（破裂26例中17例の正しい予測）を示した。
  • 三次元の流れ可視化では、高SBI領域が動脈瘤壁近傍における強い流入ジェットおよび渦放出・フラッタリング現象と対応することが示され、これらの心拍周期内のコヒーレントな不安定性が流れ誘起振動メカニズムを介して動脈瘤壁の段階的な劣化に優先的に寄与しうること、また高精度CFDにおいてそれらが欠如することが破裂リスクの低い頭蓋内動脈瘤の同定に有用である可能性があると推測された。

(047) Chen [13]

📕 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: 13
    • FWCI: 1.0205
    • Citation Percentile: 78.29

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

高解像度磁気共鳴画像法と計算流体力学（CFD）手法の併用による頭蓋内壁面せん断応力の非侵襲的評価

💬 AI 要約

  • 頭蓋内プラークと壁面せん断応力（WSS）との関連に関するin vivo研究は不足しているため、本研究では高解像度磁気共鳴画像（HR-MRI）と計算流体力学（CFD）を統合した非侵襲的WSS評価法の有用性を検討することを目的とした。
  • 低グレード狭窄（<50%）を伴うアテローム性動脈硬化性中大脳動脈（MCA）患者および正常MCA被験者の3次元T1強調高解像度MRI（3DT1 HR-MRI）データを用い、CFD技術により3次元再構築WSSモデルを構築した。
  • CFDモデルのHR-MRIへの3次元レジストレーションは、画像の解像度と厚みに基づく投影により実施し、血管壁の各部位におけるWSSとプラーク位置との関係を解析した結果、正常MCAでは腹側-下方壁が背側-上方壁よりもWSSが低く、さらにMCA屈曲部では内側壁の方が外側壁よりもWSSが低かった（それぞれp<0.001）。
  • アテローム性MCAでは、プラーク形成部位に対応して同様の低WSS領域が観察され、腹側-下方壁／背側-上方壁のWSS比および内側壁／外側壁のWSS比は正常MCAより低かった（いずれもp=0.002）ことから、低WSSはMCAアテローム性動脈硬化の形成と関連し、とくに穿通動脈の開口部と解剖学的に対向する腹側-下方壁ならびにMCA屈曲部の内側壁で主に生じることが示された。

(048) Yoshida [13]

📕 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

側脳室における脈毛（シリア）によって誘起される表面速度が脳脊髄液交換に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、線毛運動障害が水頭症（hydrocephalus）を来す機序として、脈絡叢から産生される脳脊髄液（CSF）に対して線毛によって誘起される表面速度がどのように影響するかを明らかにすることである。
  • 方法として、医用画像データに基づいてヒト脳室形状の幾何学モデルを構築し、脳室壁における速度境界条件として脈絡叢由来のCSF生成および線毛誘起表面速度を与えたうえで、計算流体力学（computational fluid dynamics）により健常モデルと線毛運動低下モデルを比較した。
  • 線毛運動低下モデルでは、健常モデルと比べて脳室内圧にほとんど差がないことが示された。さらに、低下モデルでは脈絡叢から新たに生成されたCSFが、側脳室の前角および下角へ十分に広がらないことが見出された。
  • 以上より、線毛運動障害は側脳室の前角および下角におけるCSF交換を遅延させ得ることが示唆され、線毛機能低下に伴う水頭症の理解に寄与する可能性がある。

(049) Gao [13]

📕 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: 13
    • FWCI: 0.9788
    • Citation Percentile: 79.31

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

前交通動脈瘤は血管分岐部の頂点において惹起されるより大きな血行動態学的ストレスによって開始される

💬 AI 要約

  • 前交通動脈（Acom）瘤形成に伴う血行動態学的ストレスを、計算流体力学（CFD）解析により検討することを目的とした。
  • Acom瘤を有する20例および対照20例について前大脳動脈（ACA）分岐の三次元形状を用い、合計圧（total pressure）および動圧（dynamic pressure）、壁面せん断応力（WSS）、渦度（vorticity）、ひずみ速度（strain rate）を含む血行動態学的指標を解析した。
  • 分岐の頂点へ直接衝突する流れの中心では、合計圧は最大である一方で、衝突中心から両方の分枝（daughter branches）へは速やかに低下したが、WSS、動圧、渦度、ひずみ速度は衝突中心で最小となり、両分枝へ向かって急速に増加してピークに達した。
  • ACA分岐角はAcom瘤を有する症例で有意に大きく、（144.2°±4.1° vs. 105.1°±3.2°；P<0.001）、大部分の瘤はより小さい分枝、またはA1セグメントとのなす角が小さい分枝へ偏位し、その部位の血行動態学的ストレスは対側分枝より有意に高かった（P<0.05）；さらに、瘤形成後は瘤ドーム上の血行動態学的ストレスが、瘤の開始部位に比べて有意に低下した（瘤の仮想除去後、P<0.001）。以上より、Acom瘤の形成は局所的に異常に増強した血行動態学的ストレスと密接に関連し、それを低下させることが示唆された。

(050) Fujimura [13]

📕 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

Derivo塞栓術デバイス（新規第2世代フローダイバータ）によって治療された頭蓋内動脈瘤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、計算流体力学（CFD）を用いて、新規第2世代フローダイバータステントであるDerivo塞栓術デバイスにより治療された動脈瘤における血行動態特性と臨床転帰の関連を明らかにすることである。
  • 方法として、2017年から2019年の2施設における後ろ向きデータを解析し、Derivo塞栓術デバイスで動脈瘤23例に対して治療が行われた23人を対象としたが、事前コイリング、適切でない動脈形状、複雑な形態のため除外例があり、最終的に17例でCFD解析が実施された。
  • 結果として、ステント留置6か月後のデジタルサブトラクション血管造影によりO'Kelly-Marottaグレーディングスケールで動脈瘤閉塞を評価し、完全閉塞は23例中17例（73.9%）で認められた；CFD解析可能例では完全閉塞13例と残存4例（O'Kelly-Marotta Cが1例、Bが1例、Aが2例）が観察された。
  • 結論として、CFD解析から、動脈瘤を通過する血流に伴うエネルギー損失および動脈瘤への流入が集中することを示す指標が、完全閉塞となるか残存となるかを規定する最も重要な因子であることが示唆された。

(051) Salimi Ashkezari [13]

📕 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

動脈瘤血行動態、形状、解剖学的位置および患者集団に基づく機械学習モデルによる頭蓋内動脈瘤におけるブレブ形成の予測

💬 AI 要約

  • ブレブの存在は頭蓋内動脈瘤（IA）の不安定性および脆弱性の指標として知られているため、本研究は血行動態、幾何学的特徴、解剖学的位置、患者集団に基づいてブレブ発生を予測するモデルを開発し、その性能を評価することを目的とした。
  • 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、およびバギングの機械学習モデルにより、2395例のIAの横断的データ（一時点）を用いてブレブ形成モデルを学習した。動脈瘤の血行動態と幾何学的特徴は、画像ベースの計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）により特徴化した。さらに、266例の別個のデータセットでモデル評価を行った。
  • モデル性能は、受信者動作特性曲線下面積（AUC）、真陽性率（TPR）、偽陽性率（FPR）、適合率（precision）、およびバランス精度（balanced accuracy）によって定量化した。最終モデルは血行動態、幾何学、位置、多発性および形態パラメータ、ならびに患者集団を含む18変数を保持し、一般に、強くかつ集中した流入ジェット、高速度、複雑で不安定な流れパターン、ならびに集中した・周期的で・不均一な壁面せん断応力パターンに加え、大きく、より細長く、かつ変形の大きい形状がブレブ形成と関連していた。
  • 検証セットにおいて最良の性能はランダムフォレストモデルで得られ（AUC=0.82、TPR=91%、FPR=36%、誤分類誤差=27%）、ブレブ形成前の動脈瘤特性が、ブレブを仮想的に除去した血管再構成から得られる特性に類似するという前提のもとで、機械学習モデルはブレブ発生傾向を良好な精度で識別できることが示された。今後、縦断データによる追加検証が待たれるものの、これらのモデルは、IAが脆弱な状態へ進展し破裂に至る可能性を評価するうえで有用となり得る。

(052) Moerman [12]

📕 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

  • OpenAlex

    • Cited by: 12
    • FWCI: 1.5575
    • Citation Percentile: 81.98

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

患者特異的な脳血管流体・構造連成（FSI）モデルの開発

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、臨床画像に基づく患者特異的な脳動脈ネットワークのin-silicoモデル構築に関する技術的課題を解決し、高精度な流体解析（CFD）／構造解析（FEA）／流体・構造連成（FSI）を可能とする自動化プラットフォームを開発することである。
  • 方法として、医用CT画像の解像度と平滑性がFEA/CFD/FSIに必要な要素長・細胞長より低いこと、および血管の接触（さらに高い蛇行を持つ血管の自己接触）がCT画像から明確に同定できないこと等の問題に対処する、カスタムかつ高自動化のモデル生成基盤を構築した。
  • 本プラットフォームを用いて、閉塞性病変を有する脳血管に対する血流と動脈変形の初めての患者特異的FSI解析を実施した結果、閉塞による血流の攪乱に加えて、血栓閉塞が血管ネットワークの幾何学形状とひずみ分布を顕著に変化させ、特に閉塞されたM2セグメントが軸方向に伸長することが示された。
  • 結論として、本研究で提示した計算アプローチは、臨床診断ツールおよび血栓除去（thrombectomy）デバイス設計のためのプラットフォームへと発展させ得る。

(053) 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: 1.4861
    • Citation Percentile: 83.99

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

種々の狭窄形態を示す内頸静脈における血流の数値モデリング結果

💬 AI 要約

  • 本研究は、内頸静脈上部に存在するノズル状狭窄（nozzle-like strictures）の臨床的意義が不明であることを背景に、その狭窄によって生じる流れの攪乱を理解することを目的とした。
  • COMSOL Multiphysicsを用いた計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析により、狭窄部を付加した2次元計算領域と、下流側に柔軟な弁を配置したモデルを構築した。
  • 弁は高分子弾性（hyperelastic）材料として扱い、上流側に狭窄がなく、または軽度な30%狭窄を伴う対称的な2弁尖モデルでは流れは攪乱されなかった一方、60%および75%の高度狭窄では中心線速度が非対称に配置され、逆流域および流れの分離が形成された。
  • さらに、高度狭窄を伴う2弁尖モデルではモデル全経路にわたり流れの非対称性を誘発する渦が存在し、弁尖は非対称な流れによって変形していたことから、本CFDモデリングは、内頸静脈を介した脳からの排出不全が主として上部の病的狭窄により主に引き起こされうること、加えてこれら上流側に位置する狭窄が頸静脈弁の病理を増悪しうることを示唆した。

(054) Yi [12]

📕 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: 12
    • FWCI: 1.4861
    • Citation Percentile: 83.57

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

二つの患者固有の内頸動脈側壁動脈瘤を対象とした数値研究：二分岐遠位動脈における拍動流量およびシャント比が、血行動態特性に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 脳動脈系における拍動流量（PFR）と、二分岐動脈におけるシャント比は、脳動脈瘤の病態生理に関わる血行動態特性へ影響しうる患者固有パラメータであり、その包括的な同定が必要である。
  • そこで、計算流体力学（CFD）モデリングにより、二つの内頸動脈側壁動脈瘤モデルに対して、拍動流量（PFR-I、PFR-II、PFR-III）およびシャント比（75:25、64:36）と、時間変動する心臓拍動波形を用いた系統的な数値検討を行った。
  • 数値結果は、より大きいPFRが動脈瘤ドームの一部局所領域において壁面せん断応力（WSS）を高め、より小さいPFRの場合と比較して小型／二次動脈瘤の生成確率を増加させうることを示した。一方、より小さいPFRでは低WSSおよび比較的高い振動せん断指数（OSI）が生じ、動脈瘤囊の増大や破裂リスクの可能性を高める可能性があることが示唆された。
  • ただし、PFRのばらつきおよび二分岐シャント比の違いは動脈瘤囊上の時間平均圧（TAP）分布にはまれな影響にとどまる一方、より高いPFRはICASA-1のドームでの圧力増加により寄与しうることが明らかになった；さらに、二分岐遠位動脈におけるシャント比のばらつきが血行動態特性へ与える影響が限定的であるのは、現モデルでは分岐位置が動脈瘤囊に十分近くないためであると考えられた。加えて、渦（vortex）の位置が、心周期に応じてWSSの時間的・空間的分布を大きく変化させる上で主要な役割を果たすことが見出された。

(055) 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然発生基底核内出血と関連する

💬 AI 要約

  • 本研究は、中大脳動脈（MCA）および穿通枝動脈周囲の血行動態が血管破綻に重要であり、血管形状が局所血行動態に影響する一方で、MCAの幾何学的特徴と自然発生基底核内出血（ICH）との関連が未検討であることを背景として、その関連性を明らかにすることを目的とした。
  • 方法として、本研究は後ろ向きかつ観察研究であり、連続的に入院したCTで片側性の自然発生基底核ICHが確認された158例を対象とし、電子カルテから臨床データを抽出し、画像データを2名の訓練を受けた放射線科医が評価した。
  • MCA関連の幾何学的特徴を検討し、自然発生基底核ICHとの関連を解析するとともに、異なるMCA構造特性に基づく血行動態解析を実施した結果、同側MCAではM1径比（近位/遠位）が大きく、M1/M2角およびMCA分岐角が小さかった（p＜0.01）。また、冠状断面において両側でMCA形状の差が認められた（p＜0.05）。
  • さらに、これらのMCA幾何学的特徴は基底核における自然発生ICHと有意に相関し、M1径比（近位/遠位）が大きいこと、下方（inferior）へ向いたM1、M1/M2角の小ささ、上方（superior）へ向いたM1の条件ほど、圧力および剪断応力が増大し、出血リスクが高い順に整理できた。機序として、これらの血管構造は血管壁の圧力と剪断応力の上昇をもたらし、最終的に出血に至ることが示唆された。

(056) Cornelissen [12]

📕 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: 12
    • FWCI: 0.9789
    • Citation Percentile: 79.10

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

脳内動脈瘤の増大後における血行動態の変化

💬 AI 要約

  • 未破裂脳内動脈瘤のリスク評価を正確に行うためには、破裂に至る機序を理解することが重要であるが、血行動態異常が動脈瘤の増大および破裂に関与し、増大した動脈瘤ほど破裂リスクが高いことは知られている。しかし、増大が血行動態特性にどのように影響するかは不明である。
  • 本研究では、動脈瘤の増大過程に伴い血行動態特性がどのように変化するかを評価した。2012年から2016年の期間に縦断的MRAで観察された動脈瘤増大例を対象とし、ベースライン像とフォローアップ像から患者固有の血管モデルを作成したのち、計算流体力学（computational fluid dynamics）により動脈瘤内の血行動態指標を算出した。
  • 正規化壁面せん断応力（normalized wall shear stress）、振動せん断指数（oscillatory shear index）、低せん断領域（low shear area）を用いて血行動態特性を定量化し、ベースラインとフォローアップの差を対応のあるt検定で解析した。対象は25例で合計31個の動脈瘤を含み、動脈瘤容積は追跡期間の平均4（範囲0.4–10.9）年の後に中央値26（9–39）mm3増加した。
  • 増大後には壁面せん断応力が有意に低下した一方で、他の血行動態パラメータは有意な変化を示さなかったが、大きな個体差と高いばらつきが観察された。総じて、動脈瘤の増大により血行動態特性は大きく変化し、平均的には壁面せん断応力は低下するものの、血行動態変化には動脈瘤間で大きなばらつきがあることが示された。

(057) Fillingham [12]

📕 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

  • OpenAlex

    • Cited by: 12
    • FWCI: 0.8084
    • Citation Percentile: 66.18

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

脳内腔における脳脊髄液（CSF）流動の患者特異的計算流体力学シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、アルツハイマー病や水頭症などの神経疾患に関連する異常な脳脊髄液（CSF）流動の力学を包括的に理解し、診断評価および治療選択肢の可能性につなげるための、全脳スケールの患者特異的CFD枠組みを構築することである。
  • 方法として、構造MRIからCSFで満たされた空間の患者特異的3次元形状をセグメンテーションし、境界条件は位相コントラストMRIにより個別に計測した患者特異的波形を用いた。
  • 結果として、質量保存に基づき算出した体積流量境界条件により脳組織の変形を考慮しつつ、リジッドウォール3次元CFDを実施したところ、シミュレーションで得られた大脳水道部の最大速度は検証において良好な一致を示した。
  • 結論として、心周期を通じたCSFダイナミクスを定量的に再現し、動脈流動とCSF流動の関連や、心周期に対する位相遅れ（約20%）ならびに側脳室とくも膜下腔における圧力応答の差を示したことから、本手法は非生理学的な境界条件や脳組織の力学特性に関する不要な仮定を排除する点で従来より改良され、神経変性疾患の発症評価に資する臨床有用性への重要な一歩となる。

(058) 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

心房細動時の脳循環動態：7 T高解像度磁気共鳴画像を用いたレンズ線条体動脈の計算流体力学解析

💬 AI 要約

  • 心房細動（AF）は最も一般的な心房性不整脈であり、不規則かつ高頻度な心拍を引き起こすため、症状のほかにも臨床的脳卒中がなくても認知症や認知機能低下のリスクを高める可能性が示唆されているが、その機序は十分に解明されていない。
  • 本研究は、深部脳循環動態のAF変化という仮説を検証するため、7 T高解像度MRI（magnetic resonance imaging）を用いてレンズ線条体動脈（LSAs）の血行動態に対するAFの影響を初めて計算流体力学（CFD）で解析した。
  • 具体的には、健康な若年男性から得たMRIデータに加え、検証済みの0D心血管―脳モデリングによる内頸動脈データを流入境界条件として用い、洞調律およびAFにおいて心拍数（HR）を50〜130 bpmの範囲で検討した結果、AFは壁面せん断応力および流速場の著明な低下をもたらした。
  • 以上より、本研究はLSAs領域において心拍数が高いAFがアテローム性変化および血栓形成（thrombogenesis）のリスクを増大させ、より危険な血行動態シナリオを形成し得ることを示唆する。

(059) Song [11]

📕 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患者におけるステント内再狭窄のための血行動態および血管形態リスク因子

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈硬化性狭窄（ICAS）患者における経皮的血管形成術・ステント留置（PTAS）後のステント内再狭窄（ISR）に関連する血管形態および血行動態のリスク因子を明らかにすることを目的とした。
  • 重症ICAS患者を後ろ向きコホート研究として組み入れ、フォローアップ時にISRが発生した群（ISR群）と発生しなかった群（非ISR群）に分類した。PTAS前後のデジタルサブトラクション血管造影（DSA）に基づいて計算流体力学（CFD）モデルを構築し、血流をシミュレーションするとともに血行動態パラメータを定量化した。
  • 39例中7例（17.95%）で平均6.69±3.24か月の追跡期間後にISRが発生した。PTASにより血管の屈曲角は低下し（51.11°[40.07°–67.27°]→15.97°[0.00°–36.16°]、P=0.000）、血管の蛇行度も低下した（0.09[0.06–0.13]→0.01[0.00–0.03]、P=0.000）。同時に、透過血管部の並進圧比（translational pressure ratio: PR）は大幅に増加し（0.07[0.00–0.31]→0.62[0.41–0.82]、P=0.000）、壁面せん断応力比（wall shear stress ratio）は低下した（13.93[8.37–40.30]→2.90[1.69–4.48]、P=0.000）。
  • 多変量解析では、蛇行度の変化量（Δ tortuosity）が小さいことがISR発生と独立して関連し（P=0.038）、さらにPTAS後の透過部translesional PRが小さいことも周辺的に有意な予測因子であった（P=0.059）。以上より、PTASは血管の屈曲角、蛇行度、および透過部壁面せん断応力比を低減し、透過部PRを大幅に増加させる一方で、ISRには幾何学的ならびに血行動態学的パラメータの双方が重要な役割を果たすことが示唆された。

(060) Satoh [11]

📕 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

未破裂頭蓋内動脈瘤における瘤（bleb）の形成と動脈瘤周囲接触（peri-aneurysmal contact）との関連

💬 AI 要約

  • 本研究は、未破裂頭蓋内動脈瘤（UIA）における瘤（bleb）形成の機序が不明であることを背景として、動脈瘤周囲接触（PAC）がbleb形成と関連するかを検討することを目的とした。
  • CT血管造影およびMRIを用いて45個の動脈瘤を、blebの有無とPACの有無に基づき分類し、動脈瘤内血行動態は計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）により評価した。
  • blebを有する14例（31.1%）はすべてPAC部位に位置しており（群A）、blebを有しない31例（68.9%）では13例がPACを有し（群B）、18例はPACを有さなかった（群C）。bleb形成に独立して関連する変数はPACのみであった（p < 0.05）。
  • 群Aの動脈瘤容積は群Bおよび群Cより有意に大きく、また動脈瘤壁面せん断応力（WSS）は群Aで最も低い傾向があり、次いで群B、群Cの順であった。さらに、bleb部位における最大WSSは動脈瘤ドームにおける最大WSSの17%に過ぎなかった。以上より、本研究はUIAにおけるbleb形成が成長過程でのPACの成立と関連し、血行動態よりもbleb形成に対してより有害な影響を及ぼし得ることを示した。

(061) Savastano [11]

📕 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

構造的表現型および血管内腔／壁境界で発現する力に基づく頸動脈プラーク破綻の統一理論

💬 AI 要約

  • 本研究は、頸動脈粥腫（atheroma）におけるプラーク破綻を駆動する形態学的、血行動態（haemodynamic）、および力学的要因を統合して説明する理論を構築することを目的とした。
  • まず、写真データセットAにおいて頸動脈内膜切除術標本の表現型を解析し、術前の脳卒中リスクとの関連を評価した。次に、レーザー血管内視鏡（laser angioscopy）により無傷標本（データセットB）の表現型を詳細化し、組織学（histology）でベンチマークした。さらに、各構造的表現型に対応する代表血管形状を計算流体力学（CFD）で解析し、複雑な粥腫が貫通力に抵抗する機械的強度を定量化した（n=14）。
  • データセットA（n=345）では、全プラークの82%で潰瘍形成（線維性被膜（fibrous cap）の破綻）が観察され、68%で粥腫内出血（intraplaque haemorrhage）が認められた（その93%は潰瘍の直下に存在）。また、偽腔形成（false luminal formation）は48%にみられた。症候性患者（n=69）ではいずれか一つ以上の「破綻」表現型が97%に認められたのに対し、無症候性患者では61%であった（nは提示）。データセットB（n=30）では、レーザー血管内視鏡が組織学との間でほぼ完全な一致で表現型を再提示した。CFD解析では、血行動態ストレスが大きな拍動（pulse）変動を示し、最大狭窄点の上流側で高値を呈したほか、潰瘍部位では流入ジェットが壊死性コアを頭側に掘り進め、その後真の内腔へ再循環する挙動が示された。
  • 機械的試験（n=14）に基づくと、壊死性コアは機械的に脆弱であり、線維性被膜の破綻により血液が貫入した。線維性被膜の潰瘍形成、粥腫内出血、ならびに掘削（excavation）は、血行動態力が力学的強度の不足を「加工する（chiselling）」ことによって連鎖的に生じる破綻の段階的表現型である。この一連の出来事は、狭窄（stenosis）の程度に依存せず、血栓塞栓イベントを引き起こし得ることが示唆された。

(062) Zhai [11]

📕 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

  • OpenAlex

    • Cited by: 11
    • FWCI: 0.9908
    • Citation Percentile: 75.77

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

症例報告：頭蓋内動脈瘤の形成および進展に伴う血行動態の動的変化

💬 AI 要約

  • くも膜下出血（SAH）を伴う破裂がもたらす壊滅的な転帰にもかかわらず、頭蓋内動脈瘤（IA）の形成・進展・破裂の機序は複雑であり、いまだ十分には解明されていない。本研究の目的は、ヒトにおける動脈瘤発達過程を連続的に観察することが困難である現状を踏まえ、実症例で得られた経過に基づき、形成・進展・破裂に関連する血行動態の変化を検討することである。
  • 2例の実患者におけるIA形成の比較的包括的な経過を報告し、そのデータに基づいて医用画像により計算流体力学（CFD）解析を実施して、血行動態の経時的変化を評価し、形成・進展・破裂の機序を解析した。
  • その結果、IAの形成および進展は、血行動態特性が絶えず変化する動的過程となり得ることが示された。具体的には、集中した高速度流入ジェット、渦構造を伴う流れ、極めて高いWSS（wall shear stress）、および非常に急峻なWSSG（wall shear stress gradient）が、IAの形成と相関していた。
  • さらに、成長に先行する段階でのIAには複雑な多重渦流が関与する可能性があり、破裂には低WSS、極端な不安定性、ならびに流れパターンの複雑性が関係する可能性が示唆された。医用画像に基づくCFDは、時間的な血行動態条件を研究する機会を提供し、本研究はIAの形成・進展に関する理論的血行動態機序への独自の知見を与える一方、症例数が少ないため本結果は予備的かつ探索的であるべきと結論づけられる。

(063) Akiyama [10]

📕 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

  • OpenAlex

    • Cited by: 10
    • FWCI: 1.493
    • Citation Percentile: 82.55

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

葉酸は血液—脳脊髄液バリア（blood-cerebrospinal fluid barrier）を介した5-メチルテトラヒドロ葉酸（5-methyltetrahydrofolate: 5MTHF）の輸送を阻害する：2例の臨床生化学データ

💬 AI 要約

  • 脳葉酸欠乏症（cerebral folate deficiency: CFD）において葉酸（folic acid: FA）の使用が理論的に5-メチルテトラヒドロ葉酸（5MTHF）が血液—脳脊髄液バリア（blood-cerebrospinal fluid barrier）を通過する輸送を抑制し得るため、推奨されてこなかった点に着目し、本研究はその仮説を支持する臨床生化学的根拠を提示することを目的とした。
  • Kearns-Sayre症候群（KSS）患者およびMTHFR C677Tホモ接合体患者の2例において、葉酸補充の前後で髄液および血清中の5MTHF濃度を測定した; さらに、葉酸補充を受けていない小児における髄液・血清検体も解析し、5MTHF濃度の評価を行った。
  • 2例はいずれも治療前に髄液5MTHFが低値であり、高用量FA治療では髄液5MTHFは正常化しなかった; またFA治療中は血清総葉酸と5MTHF濃度の間に解離が認められ、未代謝のFAの出現によるものと考えられた。
  • KSS患者ではホリナート（folinic acid）の追加は髄液5MTHF低値を改善せず、FA中止により髄液5MTHFは正常化した一方、MTHFR C677Tホモ接合体患者ではFA投与量の最小化により髄液5MTHFが正常化し髄液対血清の5MTHF比が増加した; これらの結果から、FAの過剰補充が血液—CSFバリアを介した5MTHF輸送を障害し得ることが示唆され、CFD治療では（5MTHF合成障害例を含め）FAよりもホリナートまたは5MTHF補充が望ましいこと、ならびに小児600例に基づく髄液5MTHF基準値も提示された。

(064) Li [10]

📕 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点鼻スプレーエアロゾルの嗅部領域への送達効率向上に関するin silico研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、鼻腔用スプレーにより中枢神経系疾患を治療するために、薬剤を嗅部領域へ効率よく送達する際の課題に対し、外部磁場を印加した際の薬剤沈着への影響を明らかにすることである。
  • 方法として、計算流体力学（CFD）により鼻腔内の薬剤送達をシミュレーションし、帯電粒子に作用する外部磁場の効果を評価するとともに、粒子の空力学的直径、噴霧速度の大きさ・角度・位置、磁気力の強度および方向といった複数パラメータの影響を包括的に解析した。
  • 気流はレイノルズ平均ナビエ–ストークス方程式で支配し、鼻孔部には現実的な吸気波形を与え、粒子挙動は一方向結合（one-way coupled）Euler-Lagrangeモデルによりモデル化した; また、帯電粒子へ力を付与して嗅部領域へ導くため、通電ワイヤにより磁場を生成し、粒子が嗅部に到達した後の粘液中での拡散を解析的に算出した。
  • その結果、粒子の空力学的直径、噴霧位置、および磁場強度は送達効率に相互に関連し、これらの組合せによって、磁場なしの一様噴霧と比較して65倍超の薬剤送達効率が得られたことから、最適効率を実現するための要因統合に関する知見が示された。

(065) Xu [10]

📕 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: 10
    • FWCI: 1.2384
    • Citation Percentile: 80.03

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

近位前大脳動脈瘤（A1セグメント）の破裂に対する形態学的および血行動態的リスク因子

💬 AI 要約

  • 本研究は、未破裂の小型頭蓋内動脈瘤に対する治療が依然として議論の余地があることを背景に、A1セグメント動脈瘤が小さい段階で破裂しやすいという特徴に着目し、その形態および血行動態に基づく破裂リスク因子を明らかにすることを目的とした。
  • 2010年1月から2020年3月までに本施設を受診し、A1セグメント動脈瘤を呈した連続症例49例（破裂23例、未破裂26例）を後ろ向きに登録し、臨床的リスク因子、形態学的指標、および血行動態指標を解析した。
  • 破裂群では未破裂群と比べて、動脈瘤サイズ（Size）、アスペクト比（AR）、サイズ比（SR）、ボトルネック指数（BN）、ドーム-ネック比（DN）、および振動せん断（oscillatory shear index: OSI）が有意に高く、さらに正規化壁面せん断応力（normalized wall shear stress: NWSS）は有意に低かった。
  • 多変量回帰分析では、A1セグメント動脈瘤の破裂の独立したリスク因子としてSR（OR=3.672, P=0.003）およびNWSS（OR=0.474, P=0.01）のみが抽出され、高いSRおよび低いNWSSが本研究におけるA1セグメント動脈瘤の破裂と密接に関連することが示され、未破裂A1セグメント動脈瘤の臨床的意思決定の参考となる知見を提供した。

(066) Miyata [10]

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 10
    • FWCI: 1.1146
    • Citation Percentile: 79.30

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

分岐角および流入係数の相違に基づく中大脳動脈分岐部動脈瘤の成長予測

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、長期フォローアップ中の中大脳動脈（MCA）分岐部動脈瘤の成長に対して形態学的特徴および血行動態環境が及ぼす影響を明らかにし、破裂に至る以前の小型動脈瘤において成長・破裂を予測しうる術前指標を探索することである。
  • 2011年から2019年にかけて施設で2年以上の経過観察が行われたMCA M1-2分岐部嚢状動脈瘤患者102例を後ろ向きに抽出し、成長を認めた症例をイベント群、動脈瘤サイズが不変の症例を対照群とした。
  • 形態学的パラメータ（動脈瘤頸部長、 dome高、aspect ratio、体積、M1・M2径とその比、ならびにM1・M2・動脈瘤間の角度構成）および血行動態パラメータ（M1、M2、動脈瘤における流量と壁面せん断応力、ならびに動脈瘤流入レート係数AIRC：動脈瘤流入レート/M1流量）を群間で統計学的に比較し、形態学的指標と血行動態指標の相関も検討した。
  • 最終的に83例（成長あり25例、安定58例）を解析したところ、患者年齢とAIRCがMCA動脈瘤の成長の有意な独立予測因子であり、AIRCは分岐および流入角の鋭角化ならびにM1とM2の傾斜角の拡大と強く相関したことから、これらの分岐構成を有するMCA動脈瘤は成長および破裂を起こしやすい可能性が示された。

(067) Masuda [10]

📕 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

ステントワイヤメッシュ密度の違いがサイズの異なる動脈瘤の血行動態に与える影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈瘤内の嚢（dome）への血流流入を血流転換（flow diversion）によって抑制するために用いられる頭蓋内ステントの留置後の圧力変化の基礎特性を明らかにし、遅発破裂（delayed rupture）との関連を念頭に、サイズの異なる動脈瘤に対する異なるワイヤメッシュ密度のステントが血行動態へ及ぼす影響を評価することである。
  • 方法として、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）解析を用い、サイズの異なる5種類の基本的動脈瘤（Small、Medium、Medium-Large、Large、Giant）のデジタルモデルに対して、各動脈瘤に6種類のステント（ワイヤ本数、ステントピッチ、およびワイヤメッシュ密度が異なる）を適用し、速度、体積流量、圧力、ならびに動脈瘤内残留体積に関連する指標を評価した。
  • 結果として、動脈瘤サイズにかかわらず、動脈瘤内の速度および動脈瘤への流入体積流量は、ステントメッシュ密度の増加に伴いそれぞれ最大89.2%および78.1%まで連続的に低下した；圧力に関しては、Giant動脈瘤では動脈瘤表面の圧力が10.3%上昇した後、メッシュ密度の増加に伴い5.1%まで低下した一方、小型動脈瘤では圧力がメッシュ密度の増加に伴い連続的に低下した。
  • 結論として、メッシュ密度が低い（20%未満）ステントをGiant動脈瘤に用いた場合、ステントの血流転換効果は限定的であり、本結果は動脈瘤サイズに応じた適切なステント選択が、留置に関連する血行動態の変化リスクを低減し、遅発破裂の発生頻度低下につながり得ることを示唆する。

(068) Lu [10]

📕 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

未破裂脳動脈瘤に対する血行動態および形態の評価のための非造影サイレントMRアンギオグラフィ：比較計算流体力学研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、サイレントMRアンギオグラフィ（silent MRA）に基づく3次元（3D）形状記述および血行動態計算が、未破裂脳動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）に対してどの程度信頼性を有するかを検証することを目的とした。
  • サイレントMRAと3D回転アンギオグラフィ（3DRA）を両方実施した19人の患者、計23個の未破裂IAsを対象とし、患者固有の3D再構成画像に対して計算流体力学（CFD）シミュレーションを行い、両撮像モデル間でIAsの形態および血行動態を比較した。
  • サイレントMRAモデルでは、最大高さおよび垂直方向高さ（mm）、動脈瘤表面積（mm2）、動脈瘤体積（mm3）が3DRAより小さく（p<0.05）、差はそれぞれ9.0±6.2%、7.7±7.4%、15.9±13.0%、21.4±17.5%であった。
  • 一方で、形態パラメータの多次元における相関解析およびモデル間比較では、両モデルの幾何学的特徴は概ね良好に一致し、動脈瘤および親血管の時間平均壁面せん断応力（TAWSS, PAWSS）、動脈瘤速度（AV）、親血管速度、振動性せん断指数（OSI）では中等度の一致が認められた；さらに正規化指標（NWSS, LSA, ICI, NAV）はTAWSS、AV、OSIよりもサイレントMRA関連の血行動態評価において優れていることが示され、サイレントMRAによるIAsの形態・血行動態評価は3DRAと同等であると結論づけられた。

(069) Rafiei [9]

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 9
    • FWCI: 1.743
    • Citation Percentile: 84.56

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

冠動脈における血流の血行動態特性に対する動脈瘤の幾何学的特徴の影響：CT血管造影（CT angiography）ベースの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）内における血行動態条件に対する動脈瘤の幾何学的特徴の影響を評価することである。
  • シミュレーションは2つの主要部分から構成され、第I部では3つのケース（case 1, case 2, case 3）について分岐領域の3通りのサイズ（それぞれ[Formula: see text]、[Formula: see text]、[Formula: see text]）を考慮し、第II部では左回旋枝（left circumflex branch）上の紡錘状（fusiform）動脈瘤を、主要分岐の近位（P1）および遠位（P2）の2つの位置に配置した3つのケース（case 4, case 5, case 6）を実施した。
  • 評価は、動脈瘤とアテローム硬化の形態学的特徴、ならびに血栓形成との相関を、流線および速度の等高線、壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）、振動性せん断指数（oscillatory shear index; OSI）、相対滞留時間（relative residence time; RRT）などの定量的・定性的指標を用いて予測・判定した。
  • 分岐領域における時間平均壁面せん断応力（TAWSS）は、[Formula: see text]のモデルで[Formula: see text]より18–24%低く、さらに健常（intact）モデルより74–81%低かったほか、LCA拡張が小さいほど血流の再循環が減少し、血栓リスクが低下することが示された；加えて、case 4のP1モデルでは動脈瘤のTAWSSがP2より16.4%低い一方で、case 5およびcase 6のP1モデルではP2よりそれぞれ約16.3%および12.5%高い値を示し、特に動脈瘤前の曲率を含むLCAの複雑な幾何が動脈瘤内の血行動態に顕著な影響を与えると結論づけられた。限られた症例数ではあるが、本計算評価の結果は冠動脈動脈瘤の評価における臨床的意思決定に資する可能性がある。

(070) Jiang [9]

📕 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: 9
    • FWCI: 1.2371
    • Citation Percentile: 77.31

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 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：脳温度に対する計算流体熱力学の性能評価、実験的評価、ならびに検証

💬 AI 要約

  • 自家血（IA-SCAI）を用いた動脈内選択的冷却注入は、急性虚血性脳卒中（AIS）患者に対する神経保護目的の治療的低体温導入として有望であるが、その冷却能は血液熱交換器（BHE）に強く依存する。
  • しかし、IA-SCAIに必要な脳循環動態と両立する低血流量に特化して設計されたBHEは現時点で存在しないため、商用BHEであるMedtronic MYOtherm XP®の試作機を数学的にモデル化し、計算流体力学（CFD）により低血流条件下での温度分布、速度場、せん断応力などの血流力学的・熱力学的特性を解析した。
  • 数値モデルでは、BHE内部における溶血（hemolysis index）が血流量10～50 mL/minの範囲で0.0041%～0.0581%と予測され、またin vitroの熱伝達実験では、冷水（200 mL/min、0°C）により模擬血液を150 s以内に初期37°Cから5.8°Cへ効率的に冷却できることが示された。
  • さらに、人工循環系の中大脳動脈（MCA）においては、冷却した模擬血液が血液灌流量10～50 mL/minに応じて37°Cから16.8～33.7°Cへ冷却可能であり、生体の熱伝達数学モデルにより注入開始後1分以内に脳組織温が2°C低下し得ることが示されたことから、本研究は商用BHEをIA-SCAIに用いる実現可能性と治療的低体温に対する冷却能の示唆を与えた。

(071) Yi [9]

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 9
    • FWCI: 0.9908
    • Citation Percentile: 77.73

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈内側（internal carotid artery）側壁動脈瘤の3次元（3D）インシリコ患者特異モデルの作製と、in vitroによる妥当性確認

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈瘤内の流れ場を正確に計測するための技術が乏しいため、脳動脈瘤（cerebral aneurysm）に作用する血行動態因子の直接定量が困難であるという課題に対し、血行動態因子が動脈瘤の病態生理に及ぼす影響を検討できるin vitroで妥当化した3Dインシリコ内頸動脈側壁動脈瘤（internal carotid artery sidewall aneurysm; ICASA）患者特異モデルを開発することである。
  • 方法として、PIV（particle image velocimetry）計測とCFD（computational fluid dynamics）シミュレーションを用いて流れ場を定量化し比較することで、妥当化されたICASAモデルを構築した。具体的には、心拍周期の代表的な時間相において、血流量、正規化速度プロファイル、流れのストリームライン、渦（vortex）の位置という流れ場の特徴を、ICASAモデルの2つの領域でそれぞれ比較した。
  • 結果として、開発したCFDモデルは、並行して行ったPIVおよび流量計測の結果と概ね良好に一致し、ICA（internal carotid artery）入口部では体積流量の相対差が0.33%未満、複雑な動脈瘤内では平均速度の相対誤差が9.52%未満であった。
  • 結論として、CFDとPIVの壁近傍における小さな差異は、3Dプリントモデル形状のわずかな相違、動脈壁近傍での光の反射・屈折、ならびに流動波形の不確実性に起因すると考えられた。妥当化された本モデルは、脳動脈瘤の病態生理に対する血行動態因子を統計学的に解析するために今後活用できるだけでなく、他の専門家に対して血行動態効果評価のための典型モデルおよび指針を提供する。

(072) Pravdivtseva [9]

📕 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: 9
    • FWCI: 0.8835
    • Citation Percentile: 71.11

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 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）加速因子の影響

💬 AI 要約

  • 4DフローMRIは血管内の血流を非侵襲的かつ生体内で定量できるが、小血管領域での臨床応用は長い検査時間と限られた空間分解能によって制約されるため、その改善に向けた空間分解能とCompressed SENSE（CS-SENSE）加速の影響を検討することを目的とした。
  • 3Tで小血管を模擬したin vitro条件として4DフローMRIを用い、シリコンチューブ（内径2、3、4、5 mm）内の流れを、CS因子（CS=2.5、4.5、6.5、13）およびボクセルサイズ（0.5、1、1.5 mm³）の3条件で測定した結果を、2DフローMRIと流量センサと比較し、さらに動脈瘤モデルでは4DフローMRIで得た速度場をCFD（computational fluid dynamics）でシミュレートした速度場と比較した。
  • 流量センサ、2DフローMRI、4DフローMRIの間には強い相関が認められ（rho > 0.94）、血管径あたり7ボクセル未満では2DフローMRIに比べて5%以上の流量過大評価が生じた；また、CS=2.5および4.5では流量誤差とnROIの間に負の相関（rho=-0.81）が観察されたが、流量差に対するCS因子の統計学的に有意な影響は認められず、CS因子増加に伴う誤差増大傾向が示された。
  • 動脈瘤モデルではCFDと各4DフローMRI変法のいずれでも最大速度および停滞領域が検出され、動脈瘤嚢内の速度差誤差は空間分解能の全条件においてCS=2.5に対してCS=4.5で11%を超えなかったため、CS=2.5〜4.5は流量および速度の正確な定量のために空間・時間分解能を改善し得る条件として適切である可能性が示された；著者らは血管径あたりのボクセル数（nROI）を報告し、4DフローMRIプロトコルの標準化を促すことを提案している。

(073) Uno [9]

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 9
    • FWCI: 0.5438
    • Citation Percentile: 69.26

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

未破裂頭蓋内動脈瘤における新生ブレブ形成のための計算流体力学解析に基づく血行動態因子の評価

💬 AI 要約

  • ブレブ形成は頭蓋内動脈瘤の破裂リスクを増大させるが、既報の計算流体力学（CFD）研究では、ブレブ発生前モデルの形態差や新生ブレブを伴う動脈瘤の症例数が少ないことにより、頑健な因果的血行動態因子を特定できていない。
  • 本研究では、動脈瘤モデル間の差異の影響を検討し、新生ブレブ形成に関与する因果的血行動態因子を同定することを目的として、未破裂動脈瘤2例について、実測のブレブ発生前（actual prebleb）、ブレブ発生後（postbleb）、仮想のブレブ発生前（virtual prebleb）モデルの3種類でCFD解析を実施した。
  • 本研究では新たに多点法を導入し、実測ブレブ発生前モデルの動脈瘤表面に0.5 mm間隔で点を均等配置した（各動脈瘤146点および152点）うえで、ブレブ形成あり／なし領域の点（19点および279点）における血行動態を統計学的に比較した。
  • 多点法による統計解析の結果、新生ブレブ形成領域は高圧（p < 0.001）、低壁面せん断応力（WSS）（p < 0.001）、ならびに発散するWSSベクトルの中心（p = 0.025）と有意に相関したため、新生ブレブ形成は高圧・低WSS・発散WSSベクトル中心の組合せに関連する領域で生じうることが示唆された；さらに、本多点法は症例数が限られた動脈瘤における血行動態の統計解析に有用である。

(074) Sucosky [8]

📕 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血行動態の動脈硬化誘発能：数値的検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、長期宇宙飛行がもたらす微小重力が脳動脈血行動態に与える影響を明らかにすることであり、16例の頸動脈分岐部形状に対して血行動態および壁面せん断応力（WSS）の特性に及ぼす効果を定量化することとした。
  • 超音波画像から再構築した16種類の頸動脈分岐部形状を対象に、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）モデルを用いて微小重力条件下での流れの指標およびWSS関連指標を解析した。
  • 微小重力により、全ての分岐枝において流れ停滞指数が有意に21%増加し、WSSの大きさが22–23%低下し、相対滞留時間が16–26%増加した一方で、WSSの一方向性は維持された。
  • しかしながら2つの解剖学的形状では、微小重力は流れ停滞を促進するだけでなく、外頸動脈壁の凸領域においてWSSの双方向性を中等度に増大させ、集団平均の傾向と対照的な結果となった；本研究は、長期の微小重力暴露が血管に動脈硬化（atheroprone）を助長し得る血行動態を付与する可能性があり、その効果は被験者固有の解剖学的特徴によって調節されることを示唆し、微小重力誘発WSS異常の生物学的影響を検討して長期宇宙飛行に伴う心血管リスクをより明確化する必要があることを結論づけた。

(075) Vivas [8]

📕 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: 8
    • FWCI: 0.9908
    • Citation Percentile: 76.46

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤オンチップ：頭蓋内動脈瘤の計算流体力学モデリングに基づくマイクロ流体デバイスによる内皮培養のための流動パラメータ設定

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤形成に関与すると考えられる血流（血行力学）的変化が内皮へ与える影響を再現するために、患者特異的な流動パラメータと患者特異的細胞を用いたパーソナライズド動脈瘤オンチップモデルの結果を提示することである。
  • 方法として、CT画像から没入境界（immersed boundary）法によりCFDパラメータを算出し、マイクロ流体デバイスを用いてヒト臍帯静脈内皮細胞（HUVEC）またはヒト人工多能性幹（iPS）細胞由来内皮細胞（hiPSC-EC）を培養した。
  • HUVECおよびhiPSC-ECを、計算上の動脈瘤モデルにおける低せん断領域と高せん断領域に相当する0.03 Paまたは1.5 Paのせん断応力下で24時間曝露し、さらに対照として静的条件でも24時間培養したところ、静的条件および低せん断条件では両細胞種でコンフルエントな単層形成が観察され、特定の配向は認められなかった。
  • 高せん断条件ではHUVECは流れ方向に伸長し整列した一方、hiPSC-ECでは細胞数の減少、単層ギャップ形成、および異常で広がった形態がみられたため、今後はhiPSC-ECの安定化に焦点を当て、パーソナライズドな頭蓋内動脈瘤モデルの実現を可能にする必要がある。

(076) 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における流れのモデル化：現実的な患者特異的な多孔質モデルアプローチ

💬 AI 要約

  • 計算流体力学（CFD）は、コイル塞栓術による脳動脈瘤治療の有効性を評価するために用いられているが、コイル塊の明示的幾何学形状は臨床画像から再構成できないため、通常はCFDに組み込むことが困難である。
  • 本研究では、動脈瘤内に留置されたコイルの多孔率ヘテロジニティを考慮した新規多孔質モデルを提案し、2名の患者の脳動脈瘤ファントムにおいて3次元X線シンクロトロン画像に基づいてコイル塊の多孔率ヘテロジニティを定量化した。
  • さらに、この画像から多孔質モデルに用いる透過率および慣性因子を算出し、コイルの不均一性を考慮した新しい均質多孔質モデル（porous crowns model）を構築して、コイルにより充填された動脈瘤内の流れを再現した。
  • 最後に、コイルを解像したシミュレーションとの比較によりモデル妥当性を評価した結果、動脈瘤壁近傍で計測された強い多孔率勾配がporous crowns modelにより良好に再現され、モデルに用いる透過率と慣性因子の値は理想的な均質多孔質モデルに近く、動脈瘤嚢内の平均速度はコイル解像モデルと同程度であった。

(077) Holmgren [7]

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 7
    • FWCI: 0.7559
    • Citation Percentile: 72.99

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 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（computational fluid dynamics）アプローチ

💬 AI 要約

  • 頸動脈血管手術において頸動脈を閉塞した際に脳内の灌流圧を維持することは、術中の低灌流および虚血性脳卒中のリスク回避に不可欠である。本研究は、頸動脈内膜切除術における頸動脈クランプ時の患者別脳灌流圧を計算流体力学により予測する方法を提案し、その有用性を評価することを目的とした。
  • 対象は、症候性頸動脈狭窄の22例であり、全例で頸動脈内膜切除術を施行した（73±5歳、59–80歳、男性17例）。ウィリス動脈輪の形状は手術前のCT angiographyから取得し、4D flow magnetic resonance imagingにより対応する血流量を得た。さらに、同側の後交通動脈が存在するか否かをCT angiographyに基づき分類した。
  • 計算流体力学による予測平均シャンツ圧（stump pressure）を、術中に頸動脈内膜切除術中に実測したシャンツ圧と比較した。その結果、集団レベルでは予測値と実測値の間に差は認められず（-0.5±13 mmHg、P=0.86）、両者は相関を示した（r=0.44、P=0.039）。外れ値2例を除外すると相関は改善し（r=0.78、P<0.001）、（-1.4±8.0 mmHg、P=0.45）、同側後交通動脈が存在する症例は存在しない症例より実測シャンツ圧が高かった（それぞれn=8およびn=12、P<0.001）。
  • シャンツ圧の一致度は、計算流体力学アプローチが頸動脈クランプ時の脳灌流圧を予測するうえで有望であることを示唆した。この手法は、血管介入の術前計画に有用となる可能性がある。

(078) Tikhvinskii [7]

📕 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: 7
    • FWCI: 0.7448
    • Citation Percentile: 71.34

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

デ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：臨床データに基づく数値研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、術前計画に有用な数値モデリングを用いて、フローダイバータによる脳動脈瘤閉塞治療におけるステント内皮化（endothelization）に影響する血行力学的因子と、そのリスクを後ろ向きに解析することである。
  • 方法として、脳動脈瘤閉塞のためのフローダイバータ留置を対象とした4つの臨床症例（成功例1例、閉塞なし1例、ステント内狭窄2例）について、複数の幾何学的アプローチを仮想留置したうえで計算流体力学により血行力学パラメータを比較解析した。
  • 結果として、ステント内狭窄の発生に必要なせん断応力の限界値（MaxWSS > 1.23）および内皮化が十分に活性化されず頸部動脈瘤の閉塞が生じない条件（MaxWSS < 1.68）について、定量的な評価を統計学的に初めて証明した（p < 0.01）。
  • 結論として、フローダイバータ治療におけるMaxWSSが異常内皮化および閉塞不全に関与する閾値として機能し得ることが示され、術前のリスク層別化に向けた数値解析の学術的貢献が示された。

(079) Wu [7]

📕 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: 7
    • FWCI: 0.4374
    • Citation Percentile: 65.08

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

磁気共鳴血管撮像に基づく計算流体力学（CFD）から得られる血行動態は、動脈硬化性中大脳動脈（MCA）狭窄における機能予後と関連する

💬 AI 要約

  • 本研究は、磁気共鳴血管撮像（MRA）に基づく計算流体力学（CFD）モデルを用いて、動脈硬化性中大脳動脈（MCA）狭窄におけるFLAIR血管高信号（FLAIR vascular hyperintensity: FVH）、血行動態パラメータ、ならびに3か月後の機能予後（modified Rankin Scale: mRS）との関連を明らかにすることを目的とした。
  • 50〜99%の動脈硬化性MCA狭窄を有する計120名を対象とし、トレーニング群99名および内部検証群21名に分けたうえで、人口統計・画像データ・機能予後（3か月後mRS）を収集した。
  • FVHスコアは、Alberta Stroke Program Early Computed Tomography Score（ASPECTS）の空間分布に基づきFVH陽性の領域数から算出し、臨床変数およびCFD由来の血行動態変数を多変量ロジスティック解析により予測モデル化した後、DeLong検定で各モデルのAUCを比較した。
  • 多変量ロジスティック回帰の結果、入院時NIHSS、心拍（高血圧）および高脂血症、治療前壁面せん断応力比（WSSRbefore）、ならびに壁面せん断応力比の差（difference in WSSR）が機能予後と独立して関連していた（すべてP<0.05）。血行動態パラメータを組み込んだモデルは、臨床変数のみのモデルより有意に高い識別能を示した（すべてP<0.05、DeLong検定）が、FVHスコアは良好群と不良群で有意差を認めなかったことから、動脈硬化性MCA狭窄に起因する虚血性脳卒中において血行動態が機能予後と関連し、予測モデルでは血行動態パラメータの重要性が高いことが示された。

(080) Gao [6]

📕 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

時間分解CT（CT-scan）と計算流体力学（CFD）に基づく内臓動脈瘤の心周期に伴う心臓形態変動が血行動態に及ぼす影響に関する研究

💬 AI 要約

  • 目的：筋性動脈および関連する動脈瘤は心周期の間も変形し続けるが、現行の患者特異的CFD解析では通常、単一の心相画像に基づくことが多い。本研究は、内臓筋性動脈（VMA）および内臓動脈瘤（VAA）における心臓形態変動と、それが病変部位の血行動態結果に与える影響を明確化することを目的とした。
  • 方法：VAAを有する6人の患者について4次元CT血管造影（4D-CTA）画像を取得し、画像レジストレーションによりVMAの心周期に伴う変動（cardiac variations）を抽出した。得られた時相ごとに計12種類の変形形状を用いて定常状態CFDシミュレーションを実施し、変形・変位に加えて壁面せん断応力（WSS）、速度、圧力値を病変部位で比較した。
  • 結果：6人の個別症例における病変部位の変形・変位は拍動性のパターンを示し、最大変位は常に4 mm未満であった。心臓変形を表す指標として用いた血管内腔容積と血管内壁表面積の比の変動は常に20%未満であった。変形VMAに基づくCFDでは、速度および圧力よりもWSSの変動係数（COV）が大きく、WSSを除く多くのパラメータではシミュレーション結果由来のCOVが常に10%未満であった。
  • 結論：4D-CTAに基づき、VMAの形態学的特性には循環血行が周期的に影響することを確認した。対象領域全体に及ぶ波動が観察され、VMAの変位に対する支配的な影響因子として働いていた。さらに、VMAの周期的変形・変位が異なる血行動態指標へ与える影響は一様ではなく、WSSのばらつきが圧力や速度よりも顕著であった一方、ほとんどの場合においてシミュレーション結果への影響は小さいが、変形VMAに基づく変異シミュレーション結果は単純に無視できないことが示された。

(081) 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計算流体力学により記述される脳循環動態および血管トポロジーへ与える影響

💬 AI 要約

  • 本研究の主目的は、計算流体力学（CFD）モデリングを用いて、鎌状赤血球症（SCD）における無症候性および顕性の血管アーキテクチャが脳血管疾患リスクに寄与する度合いを検討し、慢性赤血球（cRBC）輸血などの治療に対する応答メカニズムを明らかにすることである。
  • SIT（silent cerebral infarct transfusion）試験に参加した小児SCD患者10名（輸血群5名、観察群5名）について、ベースライン（スクリーニング）、ランダム化前、および研究終了時の磁気共鳴血管撮影（MRA）画像を解析し、CFDモデリングにより頭蓋内内頸動脈および分枝の形状を再構築した。
  • 具体的には、3D Slicerにより形状を抽出し、内頸動脈の頭蓋内開始部から中大脳動脈分岐点直後（約0.25インチ）までを対象範囲とするように大血管の所定区間を切り出してモデル化し、Ansys 2021R2/2022R1に輸入後、層流および時間依存性の流れを対象にシミュレーションを実施した。
  • 観察群とcRBC輸血群の間で、時間平均平均流速（TAMV）、壁面せん断応力（WSS）、ならびに血管の蛇行度（tortuosity）の変化に有意な差は認められず、研究入口においてTAMVと経頭蓋ドプラ（TCD）平均速度との相関も確認されなかった一方、神経血管転帰を発症した3名中2名（TIAを発症）ではWSSおよびTAMVが異常であった；本コンセプト実証研究により、MRA画像を用いたCFDがSCDにおける血管トポロジーと血行動態の評価に有用である可能性が示され、今後はより大規模なサンプルで頑健な結論を得るための研究を計画している。

(082) 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 6
    • FWCI: 0.907
    • Citation Percentile: 75.58

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈硬化性疾患（ICAD）の診断のためのマルチモーダル画像化アプローチ：基礎原理、現状および将来展望

💬 AI 要約

  • 本論文は、頭蓋内動脈硬化性疾患（Intracranial Atherosclerotic Disease: ICAD）の診断に用いられる各種画像モダリティについて、その最新の開発状況とICADマネジメントにおける臨床的意義を概説することを目的とする。
  • 方法として、Google Scholar、PubMed/Medline、EMBASE、Scopus、clinicaltrials.gov、Cochrane Libraryを用いた文献検索を行い、「imaging modalities in ICAD」「ICAD diagnostic」「Neuroimaging of ICAD」「Evaluation of ICAD」を検索語として用いたレビューを実施し、各モダリティの基本原理、利点、欠点を整理・比較した。
  • 合計144件の論文が同定され検討され、ICAD診断で最も一般的に用いられる画像法はDSA、CTA、MRA、TCDであり、これらはいずれも診断精度と固有の利点・限界を有することが示された。
  • さらに、VWI、IVUS、OCT、PWI、CFDなどの新規モダリティは、血管壁、プラーク特性、血流動態に関するより詳細な情報を提供し、治療方針決定に重要な役割を果たす可能性があること、また臨床シナリオによっては複数モダリティの併用がICAD同定に有用であることを結論として述べ、画像解析ソフトウェア（virtual histology等）の発展が、適切な転帰を伴う個別化かつ低侵襲な治療につながることを期待している。

(083) 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

脳動脈瘤頸部の過大評価は，シミュレーション血行動態に与える影響が比較的小さい

💬 AI 要約

  • 目的：3D血管造影により脳動脈瘤頸部幅が過大評価されることは臨床上の既知の問題であり，画像ベースCFD（computational fluid dynamics）において長らく懸念されてきた。本研究の目的は，頸部過大評価がCFDから得られる血行動態に実際にどの程度，どのように影響するかを，SURGE（segmentation with upsampled resolution and gradient enhancement）を用いて検証することである。
  • 方法：連続60症例の臨床サンプルから頸部誤差が最大の17例の部分集団を選択し，3DRA（3D rotational angiography）画像を標準的watershed法とSURGE法の両手法でセグメンテーションした。高精度かつ拍動流を考慮したCFDを実施し，動脈瘤の増大および／または破裂状態に関連づけられている複数の指標（scalar hemodynamic parameters）を算出した。
  • 結果：いくつかの例外を除き，頸部過大評価モデルと補正モデルの間で，流れおよび壁面せん断応力（WSS: wall shear stress）のパターンは概ね定性的に類似していた。頸部補正後の平均WSS（sac-averaged WSS）は有意に低下した（p＝0.0005）が，頸部過大評価モデルとの相関は高く（R2＝0.98），一方でジェットの衝突（jet impingement）は頸部補正モデルで有意により集中し（p＝0.0011），相関は中程度（R2＝0.61）であった。
  • 結論：速度やWSS変動を定量化する指標は頸部補正後に有意な差を示さなかったが，これはそれらの相関が低い（R2＜0.4）ことを反映していた。いずれの血行動態指標においても中央値の絶対差は26%未満であり，絶対差が50%を超える指標は17例中最大で5例にとどまった。さらに，頸部幅過大評価に起因する血行動態の差は，他のCFDの誤差／不確実性源（ソルバ設定や仮定した流入条件など）として報告されているものと同程度以下，かつしばしばそれ未満であることが示された。

(084) Hu [6]

📕 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

  • OpenAlex

    • Cited by: 6
    • FWCI: 0.7431
    • Citation Percentile: 72.91

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

コンピュータ支援による半自動計測および血行動態解析を用いたミラー中大脳動脈瘤破裂のリスク因子

💬 AI 要約

  • ミラー中大脳動脈（MCA）瘤における形態学的および血行動態学的リスク因子を同定することを目的とした。
  • 対をなす40組のミラーMCA瘤について後ろ向き解析を実施し、破裂群と未破裂群に分類した。形態17項目および血行動態9項目を、コンピュータ支援半自動計測（CASAM）とコンピュータ流体力学（CFD）シミュレーションにより計測した。
  • 群間比較には、正規分布データでは対応のあるt検定、非正規分布データでは対応のあるWilcoxon順位和検定を用いた。さらに、多変量条件付きロジスティック回帰分析により独立したリスク因子を抽出し、受動的作動特性（ROC）曲線からAUCおよびカットオフ値を算出した。
  • 破裂群では形態学的および血行動態学的パラメータに有意差が認められ、多変量解析では、瘤サイズの増大（オッズ比[OR]=9.807, p=0.003）、ネック径の低値（OR=0.285, p=0.018）、最大振動せん断指数（maximum oscillatory shear index; OSI）の低値（OR=0.000001, p=0.046）が独立して破裂と関連した。サイズ、N.、および最大OSIのAUCはそれぞれ0.794、0.695、0.701であり、カットオフ値はそれぞれ6.30、5.07、および0.356437であった。形態と血行動態は動脈瘤破裂リスクの予測に寄与し、より大きなサイズ、より小さなネック径、より低い最大OSIがMCA動脈瘤破裂の独立リスク因子となり得ることが示された。

(085) 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

巨大内頸動脈瘤の治療後に生じた血流停滞：計算流体力学（CFD）解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、巨大内頸動脈（ICA）瘤の治療後に生じる穿通枝関連の術後虚血合併症の原因を明らかにし、術後の血流特性を解析することを目的とした。
  • シミュレーション研究として、3次元デジタルサブトラクション血管造影（3D-DSA）から流れデータを取得し、CFD解析モデルを構築したうえで、種々のバイパス流量条件で流れのシミュレーションを実施した。
  • CFD解析の結果、低流量バイパスグラフトで外科的治療を行った場合にのみICA内で血流停滞が認められ、穿通枝に関連した予期しない術後血栓形成が示唆された。
  • 血栓形成は、前脈絡動脈（anterior choroidal artery）などの穿通枝に関連する虚血性合併症につながり得る一方、BTOはバイパス血流の影響を反映しないため、CFD解析により血流停滞が生じ得ることを認識し、外科的戦略を総合的に決定することが合併症予防に有用であることが結論づけられた。

(086) 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: 0.7431
    • Citation Percentile: 71.53

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

破裂した椎骨動脈解離性動脈瘤に対して、LVIS補助下コイル塞栓治療の再発後にPipelineを留置した症例：ケースレポートおよび文献レビューに基づく数値流体力学（CFD）解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、破裂および再発における血行動態の役割を解明することを目的とし、椎骨動脈解離性動脈瘤（VADA）における再発と血行動態との関連を検討した。
  • 破裂VADAをまずLVIS（low-profile visualized intraluminal support）補助下コイル塞栓術で治療し、その後動脈瘤再発に対してPipeline Embolization Device（PED）を留置した1症例において、6回の連続画像手順に基づく有限要素解析および数値流体力学シミュレーションを実施し、算出した血行動態と再発を関連付けた。
  • LVISステント併用コイル塞栓から7か月後、紐状（entry tear）が突出部（protuberance）の上方に生じ、壁面せん断応力（WSS）は十分に抑制されず、その結果として動脈瘤の再発がみられた。
  • PED留置後は、動脈瘤頸部におけるWSS、流入ストリーム、ならびに速度が有意に低下し、PED留置後3か月で動脈瘤嚢の有意な縮小と嚢内血流の大幅な減少を認め、留置後27か月では動脈瘤は安定であったことから、高WSSおよび親血管頸部（特に後下小脳動脈近傍）の高流入速度の抑制不十分が再発に関連し得ることが示唆された。

(087) Xie [6]

📕 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

新規の個別化（individual）計算流体力学（CFD）アルゴリズムによる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

  • 血管性認知症（VaD）の発症および進行には脳血行動態障害が関与するが、血行動態の検出手法は多様で不確実であるため、本研究では静的および動的パラメータを用いた計算流体力学（CFD）アプローチにより個別の脳血管血行動態を定量的に検出することを目的とした。
  • 患者個別のCFDモデルを作成し、磁気共鳴血管撮影（MRA）から得た幾何学的血管形状と、超音波ドップラーで推定した血行動態パラメータを組み合わせることで、主に脳動脈容積（CAV）、視認される動脈出口数、総脳血流（tCBF）index、総脳血管抵抗（tCVR）indexといった構造的およびシミュレーション上の血行動態指標を算出した。
  • 皮質下血管性認知症（SVaD）患者（n=38）と認知正常対照（CNCs；n=40）を比較すると、SVaD群では出口数、CAV、tCBF indexがいずれも低下（すべてP≤0.001）し、白質高信号（WMH）の容積とtCVR indexが増加（いずれもP≤0.01）した。
  • 出口数の減少（OR=0.77）、Hachinski虚血スコア（HIS）の上昇（OR=3.65）、tCVR indexの増加（OR=1.98）、WMH容積の増加（OR=1.12）がSVaDと独立して関連し、これら指標、特に出口数・tCVR index・HISから算出した複合指標はSVaDとCNCsを高精度に識別できた（AUC=0.943）；またtCBF indexが血行動態指標とSVaDの関連を部分的に仲介しうることが示され、非侵襲的かつ実用的な患者個別の血行動態変化の推定に本CFDモデルが有用である可能性が結論づけられた。

(088) Hattori [6]

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 6
    • FWCI: 0.6725
    • Citation Percentile: 72.33

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学（CFD）により血流量が心腔内血栓の到達先の決定に及ぼす影響を評価する

💬 AI 要約

  • 心房細動（AF）では心腔内フィブリン血栓の形成により心原性塞栓性脳卒中が生じるが、心原性塞栓性脳卒中が発生した際に血栓が各患者でどこへ移行するかは不明である。
  • 本研究では、AF患者において左右の内頸動脈（ICA）にほぼ同時に閉塞が生じたと考えられた症例に対し、造影CT血管撮影（contrast-enhanced computed tomography angiography）に基づくCFDを用いて、大動脈および大動脈弓主要分枝の血流を解析した。
  • その結果、大動脈弓の他の分枝と比較して左右の総頸動脈（CCA）がより大きい血流量を担っていることが示され、当該患者では心腔内血栓が左右両側のCCA-ICAへ移行した可能性が示唆された。
  • 以上より、大動脈弓から分岐する主要血管の流体力学的因子が、心腔内血栓の分布を規定する決定的要因の一つとなり得ることが示された；さらにCFDは患者固有の血行動態を模擬し、AFにより生じた心腔内塞栓に対する大動脈弓分枝の閉塞感受性を検討するのに有用である。

(089) Huang [6]

📕 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: 6
    • FWCI: 0.6047
    • Citation Percentile: 69.32

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

脳底動脈プラークの破裂線維性被膜に関連する近位部壁面せん断応力の増大

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳底動脈プラークにおける破裂線維性被膜の形成に対する流体力学的因子の役割を明らかにすることを目的とした。
  • 50〜99%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、高解像度MRIにより線維性被膜の健全性（破裂の有無）を評価した。さらに、MRアンギオグラフィに基づく計算流体力学（CFD）モデルを構築して壁面せん断応力および血流速度を算出した。
  • 計113?ではなく、計176例が解析に含まれ、高解像度MRIにより脳底動脈プラークの破裂線維性被膜が35例で同定された。破裂線維性被膜は脳底動脈領域における急性梗塞（27/35 対 96/141、p<0.05）と有意に関連していた。
  • 狭窄の近位部における壁面せん断応力は破裂線維性被膜と正の相関を示し（OR 1.564、95%CI 1.101–2.222、p=0.013）、破裂線維性被膜を識別する壁面せん断応力の閾値は4.84 Paであった（ROC下の面積0.732、p=0.008、95%CI 0.565–0.899）。以上より、狭窄の近位部壁面せん断応力の増大が、脳底動脈プラークの破裂線維性被膜と関連することが示された。

(090) 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 5
    • FWCI: 1.4699
    • Citation Percentile: 82.93

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

後天性脳損傷患者における気管切開後のPassy-Muirバルブによる吸引（aspiration）低減の生体力学的機序：声門下圧に関するエビデンス

💬 AI 要約

  • 後天性脳損傷（ABI）患者における気管切開後の吸引は、嚥下機能障害に起因して頻発し、誤嚥性肺炎を来し得るが、その予防に用いられるPassy-Muir Tracheostomy and Ventilator Swallowing and Speaking Valve（PMV）の有益効果の機序は不明であるため、本研究は吸引予防に関するPMV介入の機序を解明することを目的とした。
  • ABIに伴う吸引を有する気管切開患者20例を対象に、PMV介入群と非PMV介入群にランダム化した単盲検・対照研究を実施し、介入前後でビデオ透視嚥下検査（VFSS）および高解像度マノメトリー（HRM）により嚥下の生体力学的特性を評価した。
  • さらに、CTスキャンデータに基づく3次元（3D）上気道解剖学的再構成を行い、計算流体力学（CFD）シミュレーション解析により声門下圧を検出した結果、非PMV介入群と比較してPMV介入群では軟口蓋（velopharynx）最大圧（VP-Max）および上部食道括約筋弛緩時間（UES-RD）が有意に増加した一方（P < 0.05）、Penetration-Aspiration Scale（PAS）スコアは有意に低下した（P < 0.05）。
  • 加えて、CFD解析による声門下圧の検出が可能であり、PMV介入群では2週間後に非PMV介入群よりも声門下圧が有意に増加した（P < 0.001）ことから、声門下圧はPMV介入によって再構築（remodeling）され得ることが示唆された。以上より、PMVは気管切開患者におけるVP-MaxおよびUES-RDを改善し吸引を低減し、その想定される機序は声門下圧に関連する可能性があることを本研究は明らかにした。

(091) 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: 0.8294
    • Citation Percentile: 72.57

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

片側性モヤモヤ病の外科的治療後におけるブリッジング動脈の脳灌流および血行動態の血管造影学的特性

💬 AI 要約

  • 本研究は、モヤモヤ病（MMD）の治療におけるバイパス術後の灌流・血行動態の特徴を、iFlow カラーマップ（color-coded flow map）を用いた血管造影所見と、MRI灌流強調画像（MRI-PWI）および計算流体力学（CFD）解析とを比較することで明らかにすることを目的とした。
  • 片側性MMDに対してバイパス術を受け、MRI-PWIおよびデジタルサブトラクション血管造影を実施してiFlowカラーマップを取得した患者を後ろ向きに登録し、CFDによりバイパスグラフト周囲の血行動態ストレスを算出した。
  • 合計45例においてバイパス術は全例で成功し、周術期の重篤な神経学的合併症は認められなかった；4〜12か月（中央値5.5か月）の追跡で神経機能は全例良好であった。
  • 術前後で、灌流指標（CBF、CBV、MTT、TTP）が手術側の中大脳動脈領域で有意に改善し（p < 0.05）、iFlowの灌流とMRI-PWIの灌流の間にはTTPを含む有意な正の相関が示された（TTPでr = 0.765, p < 0.01）；さらにCFDではバイパスグラフトおよび遠位血管周囲の血行動態ストレスが改善し、遠位の動脈分枝へ流入する血流の促進に寄与することが示唆された。これらより、iFlowカラーマップはMMDに対するバイパス術後の脳灌流解析にMRI-PWIと同様に利用でき、CFDは血行動態の改善を可視化して遠位動脈への血流流入を促進する機序の解明に有用であることが示された。

(092) 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.7558
    • Citation Percentile: 72.56

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

重度中大脳動脈（MCA）狭窄に対する不十分なステント再開通は、血行動態を有意に改善し得る

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、MCA M1セグメントの重度狭窄に対する「不十分な（sub-satisfactory）ステント再開通」が、狭窄部およびその近位・遠位の血行動態（hemodynamic stresses）に与える影響を検討することである。
  • 方法として、MCA M1セグメントの重度狭窄を有し、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、ステント前後で3次元デジタルサブトラクション血管造影を実施した上で、狭窄部と近位・遠位の正常血管セグメントにおけるCFD（computational fluid dynamics）解析により血行動態ストレスを評価した。
  • 結果として、重度狭窄（5.1〜12.8 mm、平均9±3.3 mm）を有する51例が登録され、全例でステント血管形成術は成功（100%）した；血管造影ではステント直後に狭窄率が有意に低下（31.4±12.5% vs. 87.5±9.6%、P<0.05）し、残存狭窄は15〜30%（平均22.4±3.5%）であった。
  • さらに、ステント前では狭窄近位の正常血管セグメントで総圧（total pressure）が有意に高く、WSS（wall shear stress）、速度、渦度（vorticity）は有意に低下（P<0.0001）し、狭窄遠位でも同様に総圧、WSS、速度、渦度はいずれも有意に低下（P<0.0001）したが、不十分な再開通後には狭窄の近位・遠位および穿通枝根部における血行動態ストレスが、ステント前と比較して改善し、仮想狭窄除去後と同程度となったことから、重度MCA狭窄に対する不十分な再開通でも、狭窄部での脳灌流に関する血行動態状態を有意に改善し得ると結論づけられた。

(093) Chivukula [5]

📕 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

  • OpenAlex

    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.6206
    • Citation Percentile: 67.91

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

患者固有のシミュレーション血管造影（simulated angiogram）を活用した計算流体力学による脳動脈瘤の血行動態特性評価

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤（cerebral aneurysms: CA）は米国人口の約6%に影響し、その破裂は出血性脳卒中の主要原因の一つである。神経内科的介入医（neurointerventionalists）による血管内治療（endovascular therapy: ET）は、蛍光透視（fluoroscopy）のみに基づく定性的な画像シーケンスに依存しており、治療前・治療中・治療後の血流に関する重要な定量情報が得られないことが、最大30%に及ぶ不成功率の一因となっている。
  • 本研究では、血液の流動物理と注入した造影剤（contrast agent）との相互作用を解くCFDベースの新規シミュレーション血管造影アプローチ（simulated angiogram approach: SAA）を提示し、リアルタイムのパラメトリック画像解析に利用可能な定量的血行動態パラメータを抽出することを目的とした。
  • SAAにより、関心領域内の複数点で得られる時間—濃度曲線（time-density curves: TDC）を介して、造影剤の輸送と基盤となる血行動態条件との相関付けが可能となり、TDCおよびSAAの有効性として、CA周辺およびCA内における洗い出し（washout）や局所流れの変化といった重要な血行動態パラメータを評価できることを検討し、提示した。
  • 血液流動の物理を組み込み、造影剤輸送を血行動態パラメータと定量的に関連付けることで、介入時点において医師に不可欠な定量情報を提供し、より良い治療転帰を可能にする意思決定を支援することが示された。

(094) 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によるフローダイバータのモデリング：仮想的なフローダイバータ展開に代わる高速手法

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、Tubridgeフローダイバータ（FD）に対するシミュレーションにおいて、仮想FD展開に基づく数値解析が計算資源を要する点を踏まえ、臨床研究への応用を想定した時間と手順の複雑性を低減するための多孔質媒体によるFD効果モデリング戦略を評価することである。
  • 後ろ向きに収集された診断用3次元デジタルサブトラクション血管造影（3D-DSA）画像から、患者特異的な動脈瘤モデル10例を再構築し、仮想FDを展開した後、動脈瘤入口（ostium）に対応する多孔質媒体パッチを作成した；さらに、研究用CFDプロトタイプ（Siemens Healthineers）を用いて、2通りのアプローチで血行動態を再現した。
  • その結果、これら2アプローチにより算出された動脈瘤内の血行動態は概ね整合し、動脈瘤壁における平均壁面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）；また、動脈瘤内、入口部、および主分岐頂点を含む断面における平均速度ならびに平均圧も有意に相関した（速度：r=0.9、圧：r=1.0、P<0.05）。
  • 多孔質媒体パッチを用いることで、準備およびシミュレーションに要する時間を約50%短縮でき、血行動態変化の平均的指標は直接的な仮想FDシミュレーションと同等の値を与えたことから、多孔質媒体アプローチはモデリングの複雑性および計算時間を大幅に低減する有用な方法であると結論づけた。

(095) 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: 0.6192
    • Citation Percentile: 67.59

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータ（FD）ステントを留置した脳動脈瘤における計算流体力学シミュレーションに対する患者固有の血液物性の役割

💬 AI 要約

  • 目的：フローダイバータ（FD）ステントで治療した脳動脈瘤における血行動態と臨床転帰は、これまで計算流体力学（CFD）シミュレーションを用いて検討されてきたが、多くの既存研究では非患者固有の血液物性（non-PSBP）が用いられているため、本研究では患者固有の血液物性（PSBP）により生じる血行動態への影響を明らかにすることを目的とした。
  • 方法：FDステント留置術を受けた12名の患者において血液物性（密度および粘度）を測定し、測定したPSBPと、先行研究から引用した非PSBPを用いたCFD解析を実施した。
  • 結果：動脈瘤内における平均血流速度および壁面せん断応力を算出し、2つのシミュレーション条件を比較したところ、FDステント未留置では速度および壁面せん断応力の変化はそれぞれ平均2.93%および3.16%であったのに対し、FDステントを留置すると変化率はそれぞれ平均11.1%および9.06%へ増大した。
  • 結論：PSBPを考慮した場合の血行動態パラメータの変化は無視できない可能性があり、FDステント留置脳動脈瘤のCFDシミュレーションを適切な血行動態環境で実施するためにはPSBPの使用が推奨される。

(096) Lampropoulos [5]

📕 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: 5
    • FWCI: 0.4954
    • Citation Percentile: 64.34

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

娘嚢（ダウター・ブレブ）を伴う前方循環の頭蓋内動脈瘤の血行動態：血流場の多方向性を検討する

💬 AI 要約

  • 近年の診断用神経放射線学的画像技術の進歩により、未破裂頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）の検出が可能となったが、動脈瘤ドームの形状（不規則あるいは多葉性）は、サイズや部位、患者の背景と独立して破裂リスク因子となり得ると考えられている。とりわけ血流場の攪乱はIAsの進展に重要な役割を担うとされる一方で、多方向に攪乱された血流の程度を定量化するための広く用いられた血行動態指標が不足している。
  • 本研究では、Nektar++ を用いたスペクトル/hp 要素（spectral/hp element）枠組みにより、娘嚢（daughter blebs）を伴う前方循環の未破裂IAs 12例に対して患者特異的な血流シミュレーションを実施した。体積流量波形を用いて3心拍周期を計算し、血液はニュートン流体として取り扱った。
  • 血流場の多方向性を評価するために、時間平均壁面せん断応力（time-averaged wall shear stress: TAWSS）に加えて、振動性せん断指数（oscillatory shear index: OSI）、相対滞留時間（relative residence time: 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シミュレーションの結果、多くの血管モデルにおいて娘嚢の領域を中心に、複雑な嚢内（intrasaccular）流れパターンの形成が示され、低いならびに強く振動するWSSが生じていた。さらに、RRTおよびTACFIの分布によって、多方向に攪乱された血流場の存在が支持され、娘嚢を有するIAsは破裂リスクが潜在的に高い可能性があるという理論を一層裏付ける知見が得られた。

(097) Salman [5]

📕 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: 5
    • FWCI: 0.4042
    • Citation Percentile: 52.91

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 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繊毛駆動の脳脊髄液流れの計算モデリング

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、繊毛の傾斜角、繊毛数、および隣接繊毛間の位相関係が、ゼブラフィッシュ胚の脳室における脳脊髄液（CSF）流動パターンに与える影響を明らかにすることである。
  • そのために、運動性繊毛が生成する流れ場を評価する2次元計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施し、繊毛は規定された運動をもつ薄い膜としてモデル化した。
  • 繊毛の運動は、過去にライトシート蛍光顕微鏡で撮像された受精後2日目（two-day post-fertilization）のゼブラフィッシュ胚のデータから取得した結果、繊毛角は生成される流速および質量流量に対して有意な影響を及ぼした。
  • 壁面に近づくほど高い流速が観察され、また隣接する2本の繊毛の位相差は流れ場に影響し、位相差がない場合には質量流量が有意に低下したことから、繊毛駆動の流体輸送では、位相差を伴う複数繊毛の整列が最も効率的であることが示された。

(098) Keller [5]

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.3908
    • Citation Percentile: 62.44

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

鎌状赤血球症における頭蓋内血行動態の特性評価：患者固有の粘度の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、鎌状赤血球症（SCA）患者におけるウィリス動脈輪の血行動態を特徴づけ、病態生理学的に関連する血行動態指標に対する粘度選択の影響を定量化することである。
  • 計測された血管形状、時間変化を有する流量、および血液パラメータに基づき、SCA患者（n=6）を対象としてウィリス動脈輪の患者固有シミュレーションを実施した。
  • シミュレーションでは、患者固有および標準的な血液粘度が壁面せん断応力（WSS）に与える影響を定量化し、標準粘度モデルは定常流および拍動流においてピークWSSをそれぞれ55%および49%過大評価したことを示した。
  • さらに、粘度に関連した正負のWSS誤差が不均一な空間パターンを示すこと、および標準粘度シミュレーションが時間平均WSSを32%（標準偏差=7.1%）過大評価することを明らかにしたうえで、せん断速度の差が近壁領域の流れ場を変化させ、血行動態指標に影響を及ぼすことを示した。これらの結果は、SCA集団において患者固有粘度を用いることの重要性と実現可能性を提示し、主要血管閉塞、動脈瘤、および組織障害の病態生理の解明に資する可能性がある。

(099) Prather [5]

📕 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LVAD支援における流出グラフト留置のオリエンテーションと脳塞栓発生率に関するin-silico解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、完全な左室補助人工心臓（LVAD）支援において、LVADのカニューレ留置角度を調整することで脳塞栓リスクを低減できるかを検討することを目的とした。
  • 多尺度の計算流体力学（CFD）モデルを用いて拍動性血行動態を解像し、2〜5 mm粒子を追跡するラグランジュ（Lagrangian）スキームと結合したうえで、3種類のカニューレ留置を対象に解析した。
  • 血液は非ニュートン流体としてモデル化し、吻合部（anastomosis）角度に応じて脳内の流れ分布が変化することを示したほか、定常流モデルと非定常流モデルにおける平均塞栓化率を比較し、完全LVAD支援の場合であっても非定常モデルの方がより正確であることを示した。
  • さらに、中間角度での留置では、正常（normal）留置で11%、浅い（shallow）留置で36%であるのに対し、脳塞栓発生（cerebral embolization）頻度が最も低い29%ではなく11%となることを明らかにし、カニューレ留置角度の最適化により脳塞栓発生の低減が可能であると結論づけた。

(100) 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

脳動脈瘤の壁厚の解析：計算流体力学は嚢状脳動脈瘤の“透見（translucent）”領域を検出し，破裂リスクを術前に予測できるか？

💬 AI 要約

  • 本研究は，脳動脈瘤（intracranial aneurysm; IA）表面における透見領域が破裂リスクと関連することを背景に，CFD（computational fluid dynamics）により動脈瘤壁厚を解析して透見領域の検出と破裂リスクの術前予測が可能かを検討することを目的とした。
  • 方法として，AnsysソフトウェアのPolyflowモジュールを用い，動脈瘤壁厚のシミュレーションを行って“透見（translucent）”であるか否かを判定し，さらに破裂リスクを評価した；顕微手術を受けた45例（48個のIA）を後ろ向きに検討し，診療録，画像所見，および術中画像を収集した。
  • 結果として，シミュレーションにより得られた動脈瘤壁厚の最小極値点の位置は，実在する動脈瘤表面における透見領域または破裂点と一致することが示された；動脈瘤の成長および破裂に伴う壁面領域と体積の変化率（IS）の相関は低下傾向を示し，破裂群では非破裂群よりも不均一性係数Iδが高かった。
  • 結論として，非破裂IAにおいても透見を伴う動脈瘤は，不透見の動脈瘤より不均一性係数Iδが高く，複数の壁厚変化（multiple IBA）もより顕著であったため，Ansys Polyflowモジュールは透見の有無を検出し，破裂リスクおよび破裂点を予測できる可能性が示された。

(101) 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とin vitro実験に基づく、血管内選択的冷却注入のための空気絶縁型カテーテルの設計・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神経保護法である血管内選択的冷却注入（IA-SCI）において、カテーテル経路に沿った冷却灌流液の加温により生じる送達温度上昇を抑制するために、カテーテルの熱抵抗を高める空気絶縁型カテーテルを設計・評価することである。
  • 方法として、押出成形（extrusion molding）技術により空気絶縁型カテーテルを設計・製造し、熱伝導特性を評価するために数値流体力学（CFD）に基づく熱力学／血行動態（thermo-/hemo-dynamics）モデルを用いた。
  • 結果として、市販のエンドバスキュラー（endovascular）カテーテルと比較した場合、4°Cの灌流液（20 ml/min）は空気絶縁型カテーテルの遠位チップ到達後に14.2°C ± 0.2°Cへ上昇し、市販品の30°Cより有意に低かった。
  • さらに、人工循環系における中大脳動脈（middle cerebral artery）の模擬血液（56%グリセリン、44%二重蒸留水、37°C）は当該灌流液によって29.7°C ± 0.1°Cまで冷却され、併せて生物学的熱伝達の数学モデルにより脳組織の冷却は初期1分以内に2°C低下することが示されたことから、本研究はIA-SCI向けの高い冷却効率を有する空気絶縁型カテーテルがin vitroで有望であり、治療的低体温療法（therapeutic hypothermia）の競争力ある介入カテーテルとなり得ることを結論づけた。

(102) 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

意図的に短縮した低プロファイル可視化内腔内ステント留置（deployment）による動脈瘤コイル塞栓術の転帰

💬 AI 要約

  • 本研究は、低プロファイル可視化内腔内サポートステントの留置長を意図的に短縮することにより（shortened deployment）血流転換（flow diversion）効果を得られるか、未破裂頭蓋内動脈瘤を対象として転帰を検討することを目的とした。
  • 方法として、2016年2月から2019年1月までに低プロファイル可視化内腔内サポートステントを用いたステントアシストコイル塞栓術を受けた130例131個の動脈瘤について後ろ向きに医療記録を解析し、周術期合併症を記録したうえで、6か月ごとに血管撮影またはMR angiographyで評価した。
  • 血管撮影に基づく動脈瘤閉塞の評価はmodified Raymond-Roy閉塞分類により行い、治療直後では短縮群が非短縮群より有意に良好であった（p<0.05）ことに加え、最新の血管撮影でも同様の傾向が示された。
  • さらに、有限要素法および計算流体力学（computational fluid dynamics）による血行動態解析では、意図的短縮法によって十分な血流転換効果が示唆され、当該手技によるステントアシストコイル塞栓術は高い完全閉塞率と低い合併症率を示したことから、短縮したステント留置が動脈瘤内血栓の早期形成につながり得ると結論づけられた。

(103) Zhong [4]

📕 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: 4
    • FWCI: 0.2477
    • Citation Percentile: 54.93

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

未破裂中大脳動脈瘤における動脈瘤壁造影の解析：血行動態特性との関連

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血管壁MRIにおける動脈瘤壁造影（AWE）が未破裂頭蓋内動脈瘤の不安定性マーカーおよび破裂リスク予測因子である可能性を背景に、AWEを伴う未破裂中大脳動脈（MCA）動脈瘤における異常血行動態の役割を明らかにすることである。
  • 方法として、サイズ3 mm超のMCA分岐部動脈瘤32個を有する28例を後ろ向きに抽出し、血管壁MRIを評価して各動脈瘤のAWEパターン（造影なし、部分的AWE、環状AWE）を分類した。
  • 計算流体力学（CFD）により各動脈瘤の血行動態指標を算出し、単変量および多変量解析でAWEと血行動態指標の関連を検討した結果、AWEは13個（40.6%）に認められ、壁せん断応力（WSS）、振動せん断指数、動脈瘤圧（AP）、相対滞留時間、低せん断領域（LSA）などの複数指標がAWEと有意に関連していた（p < 0.05）。
  • さらに、順序ロジスティック回帰ではWSSのみがAWEとの有意な関連因子であった（p = 0.048）が、LSA（p = 0.055）およびAP（p = 0.058）でも同様の傾向がみられた；相関解析ではAWEはWSSおよびAPと負の相関（rs = -0.622, p < 0.001；rs = -0.535, p = 0.002）を示し、LSAとは正の相関を示した（rs = 0.774, p < 0.001）。

(104) Pradakis [4]

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 4
    • FWCI: 0.2452
    • Citation Percentile: 47.73

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

生物医学応用のための外部磁場印加下における鼻腔内での磁性粒子運動の計算学的研究

💬 AI 要約

  • 血液脳関門（BBB）は、血流と脳の間を隔てる高度に選択的な半透膜性バリアであり、中枢神経系（CNS）への物質蓄積を妨げるため、神経変性疾患に対抗する治療計画が制限され得る。
  • 鼻—脳経路の利用は有望な迂回（バイパス）法となり得るが、流体力学的相互作用のみに依存した場合には嗅上皮（olfactory epithelium）を介する薬剤の取り込みが治療上十分ではないことが問題となるため、薬物キャリアとして磁性粒子を用い、さらに外部磁場を印加することで粒子運動を制御し取り込み増大を目指す方針を計算論的に検討した。
  • 本研究では半径7.5 μmのマグネタイト粒子に対し、9.5×10^5 A/mの磁化を有する永久ネオジム—鉄—ホウ素（Nd-Fe-B）磁石による磁場を印加し、最適な薬物送達プロトコルを評価した結果、送達効率は2%に到達した。
  • このプロトコルの最も重要な利点は、複雑な装置を不要とする単純な設計であり、そのため携帯性が高く、反復投与や在宅投与に適用しやすい点にあると結論づけられる。

(105) Lauric [4]

📕 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: 4
    • FWCI: 0.2175
    • Citation Percentile: 57.68

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

前交通動脈（ACoA）分岐部の動脈瘤の存在はA1セグメントの口径漸細化（caliber tapering）と関連する

💬 AI 要約

  • 血管の漸細化は下流分岐における血流加速（firehose nozzle effect）を引き起こし、動脈瘤形成に有利な血行動態を誘導することが示唆されているが、これが一般化可能な素因であるかは不明であるため、本研究はACoA複合部における動脈瘤の有無と関連する上流A1セグメントの形状プロファイル（口径漸細化）を評価した。
  • 3次元回転血管造影データを解析し、ACoA動脈瘤68例、動脈瘤非保有の対側37例、健常両側対照53例（計211サンプル）を対象とした。A1セグメントは流量とサイズに基づき優位（dominant）、共優位（codominant）、非優位（nondominant）に分類し、A1中心線に沿って等距離の断面を設定して近位・遠位の断面積（CSA）を強度不変エッジ検出フィルタで評価した。
  • A1セグメントの相対的な漸細化はテーパリング比（遠位CSA/近位CSA）として定量し、漸細化あり/なしのACoAパラメトリックモデルに対して計算流体力学（CFD）解析を行った。動脈瘤は優位A1（79%）および共優位A1（17%）に優位に発生し、未破裂ACoA動脈瘤を導くA1では、対側の非動脈瘤A1および健常対照A1と比べて有意に大きな漸細化が認められた。
  • 血行動態学的には、A1セグメントの漸細化によりACoA分岐部で高い局所圧力、高い壁面せん断応力、および高い速度が生じることが示された。動脈瘤を有するA1セグメントのみが対側または健常対照と比べて有意かつ進行性の血管漸細化を示し、これがACoA複合部における動脈瘤発生性の血行動態条件に関連することが示唆された。

(106) Malek [4]

📕 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: 4
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 19.46

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

広角脳動脈分岐部の頂部近傍における渦形成とそれに関連する動脈瘤形成促進性の横方向回転性壁面せん断応力

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、広角脳動脈分岐部の頂部領域において分岐角の増大に伴い変化する血行動態環境の他成分を明らかにし、さらにそれらが血管壁での壁面せん断応力（WSS）パターンに及ぼす影響を通じて、動脈瘤の形成・進展に関与しうる機序を評価することである。
  • 対称型および非対称型の分岐部について、分岐角を45°〜240°で変化させたパラメトリックモデルを作成し、計算流体力学（CFD）により13例の中大脳動脈（MCA）分岐部（動脈瘤あり7、対照6）に基づく3次元回転血管撮影モデルを解析した。
  • 動脈瘤形成分岐では動脈瘤をデジタル的に切除し、分岐頂部遠位の断面に沿うWSSベクトルを切断面への直交射影により縦方向成分と横方向（断面に対して接線方向）成分に分解したうえで、頂部および頂部直後における横方向回転性WSS（TRWSS）とその勾配（TRWSSG）をサンプリングし評価した。
  • パラメトリックモデルでは、分岐角の増大が横方向の流れ渦の形成と関連し、その結果として頂部に高いTRWSSと動脈瘤形成促進性の正のTRWSSGが出現した一方、細い角度の分岐ではTRWSSは頂部から急速に減衰したが、より広角で動脈瘤好発性の分岐では下流にわたり多くの半径で高値が持続した；非対称分岐では、より広い角度に関連する動脈瘤好発側の娘血管でTRWSSが高かった。さらに患者由来モデルでも広角分岐部は角度が有意に大きく、最大TRWSSおよびTRWSSGも対照の非動脈瘤分岐より有意に高かったことから、従来記載のない横方向成分の回転性壁面せん断応力と、その正の（動脈瘤形成促進性の）空間勾配により、内側パッド（medial pad）による保護の効果を越えて下流まで及ぶ血行動態的障害が生じうることが示された。これらの知見は、広角脳分岐部における動脈瘤形成・進展を支持する新たな血行動態因子としてTRWSSを位置づけ、分岐角の低減を目指す介入への臨床的示唆を与える可能性がある。

(107) 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: 0.4535
    • Citation Percentile: 61.93

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

1000 fps高速度アンギオグラフィ（HSA）投影画像への3次元CFD血管形状の半自動コレジストレーション：流れの決定に関する比較のための手法

💬 AI 要約

  • 画像コレジストレーションは、時間や取得元が異なる画像・データセット間で定量的または定性的に情報を比較するための重要な手段である。本研究は、頭蓋内動脈瘤の3次元血管形状を新規の高速度アンギオグラフィ（HSA）1000 fpsの投影画像に対して半自動的にコレジストレーションする手法を提案することを目的とした。
  • Tecplot 360を用いて、患者特異的血管モデルに対する計算流体力学（CFD）から生成した3次元速度計測データ（3D velocimetry）を抽出し、Pythonへ取り込む。次に、3D velocimetryデータに対して、膨張（dilation）、並進（translation）、および角度回転（angular rotation）を行い、3Dプリント血管モデルに対応する2次元HSA投影画像へ形状を幾何学的に重ね合わせる。
  • 3D CFD velocimetryデータが幾何学的に整列した後、2次元のvelocimetryプロットを作成し、コレジストレーションの成否を評価するためにSørensen-Dice係数を算出した。2種類の血管モデルについてそれぞれ10回のコレジストレーションを実施した結果、平均Sørensen-Dice係数は0.84 ± 0.02であった。
  • 本研究で提示する手法により、3D CFD velocimetryデータとin-vitroの2D velocimetry手法との直接比較が可能となる。さらに、HSA由来の流れ指標に加えて、CFDからは速度計測データ以外の種々の流れ特性も比較でき、他の血管形状に対しても頑健である。

(108) Nada [3]

📕 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: 3
    • FWCI: 0.452
    • Citation Percentile: 61.88

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

腹部大動脈瘤の形状が異なる場合にも適用可能な血流効率型ステントに関する有限要素法ベースの血行動態解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、提案した血流効率型フローステント（PFS）が異なる腹部動脈瘤形状に及ぼす影響を評価することを目的とした。
  • そのために、計算流体力学（CFD）法を用いた有限要素法ベースのモデルを構築した。
  • PFSによる介入の効果は、動脈瘤閉塞および破裂の可能性の評価に用いられる主要な評価基準に基づき、流速、圧力、壁面せん断応力（WSS）、ならびにWSS関連指標によって推定した。
  • 結果として、PFSは高い流量の効果を維持しつつ、動脈瘤内の不規則な再循環を低減した；動脈瘤嚢内の流速低下は55%から80%の範囲、PFS留置による時間平均壁面せん断応力（TAWSS）の低下は42%から53%の範囲であったことから、本シミュレーションは、血栓（thrombus）の形成を促す機序を介して最終的に動脈瘤の縮小（resorption）に至り得るため、PFSが動脈瘤を効率的に治癒し得ることを示唆した。

(109) 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: 0.3724
    • Citation Percentile: 60.90

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 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、術前イラストレーションが脳動脈瘤壁の形状、方向、穿孔の有無を理解する上で重要であり、さらにCFD（computational fluid dynamics：計算流体力学）による動脈瘤内および関連血管の流体力学（flow dynamics）評価の発展に基づいて、術前イラストレーションとCFDを統合した複合画像を用いた臨床応用を提案することである。
  • 方法として、当院で治療した内頸動脈—後交通動脈（ICPC）および前交通動脈（AcomA）の未破裂脳動脈瘤について、術前イラストレーションとCFD画像の組み合わせを「iPad Pro」を用いて作成し、周囲の脳構造と併せた可視化を行った。
  • 結果として、CFDと周囲脳構造を組み合わせた未破裂脳動脈瘤の術前検討において、術前イラストレーションの情報が手術アプローチ決定のための判断材料として有用であることが示された。
  • 結論として、CFDと周囲の脳構造を組み合わせた術前検討における医療イラストレーションは、最適な手術アプローチの選択および成功した外科治療（successful surgical treatments）に資する有用な手段である。

(110) 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: 0.3263
    • Citation Percentile: 63.39

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 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不均一（ヘテロジニアス）モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバータ等の血管内ブラッドデバイスにより治療された頭蓋内動脈瘤内の血行動態を理解し、治療手技の改善に資するための数値流体解析（CFD）を、計算・メッシング負荷を抑えつつ高精度に実現する枠組みを提示することである。
  • 方法として、デバイスの微細ストラット（細線）の密な織り目と動脈体積との間に存在する長さスケールの不均一性に起因する高い計算・メッシングコストを低減しつつ、ワイヤによる局所的な流れの不均一性を適切に再現するための汎用的な理論的枠組みを構築し、流体に作用するストラットの抗力（drag forces）を再現するモデルを提案した。
  • 結果として、理想化したデバイスを用いた多様な流れおよび幾何学的条件に対する広範な検証により、モデルがストラット近傍での局所的かつ不均一な流れ場の効果を生成できることが示された。
  • さらに、フローダイバータで血管内治療された実患者固有の動脈瘤に適用し、動脈瘤内速度に関する定量的比較と、計算コスト低減の観点の両方で、従来手法との比較を可能にすることが示され、提案する不均一モデルがCFDと臨床応用のギャップを橋渡しし、最小コストの計算ツールによる新しい数値治療計画の時代を切り開くことが期待される。

(111) Kageyama [3]

📕 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: 3
    • FWCI: 0.3043
    • Citation Percentile: 58.86

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

呼吸時における気管切開チューブコネクタ内の陽圧呼気終末圧が流体力学的に与える影響の評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、気管切開チューブを用いた高流量酸素療法における陽圧呼気終末圧（positive end-expiratory pressure: PEEP）の幾何学的効果、特に気管切開チューブコネクタ（アダプタ）に関する不明点を明らかにするため、患者固有のスパイロメトリ（spirometry）を考慮した呼気終末圧（end-expiratory pressure: EEP）を定量化する枠組みを構築することである。
  • 方法として、呼吸下でPEEPを評価するためのプラットフォームを開発し、気管切開チューブコネクタ内の気流を3次元（3D）シミュレーションで解析するとともに、肺をlumped model（集中定数系モデル）で結合した数値モデルを構築した。
  • 結果として、提案した数値モデルは肺ファントムを用いて実験的に測定されたEEPの大きさを、数値的に良好に再現できた。
  • さらに数値シミュレーションにより、コネクタ入口角や狭窄（stenosis）率といった幾何学的パラメータがPEEPに与える影響を定量化したところ、鋭い入口角はEEPの増大をもたらす一方で、臨床的に妥当なPEEPを達成することは期待できなかったが、コネクタの幾何学的な狭小化は従来の鼻カニューレで得られるPEEPに相当する値を生じ得ることが示された。

(112) 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によって治療された頭蓋内動脈瘤に対する計算流体力学解析：症例報告

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（IA）は内皮層の脆弱性に起因する頭蓋内動脈の限局性拡張であり、ステントとコイルの併用に代わる治療選択肢としてフローダイバーター（FD）による治療が検討されるが、その血行動態への影響は症例ベースの検討が重要である。
  • 本症例では、FDで治療された65歳女性の巨大神経動脈瘤について、CTデータに基づきFD前後の動脈瘤血管ステントモデルを構築し、標準的境界条件を適用したCFD解析により動脈瘤内の内圧、血流速度、および壁面せん断応力（WSS）を評価した。
  • その結果、単一FDステントおよび二重FDステントはいずれも動脈瘤への血流量とWSSを低下させたが、単一FDステント＋充填率30%では血流低下効果がより顕著であった一方、動脈瘤破裂は過度なコイル充填によって生じた。
  • 以上より、単一ステント＋コイル充填率10%が動脈瘤治療として最適な選択肢である可能性が示され、血流速度およびWSSに関するCFD解析は動脈瘤の保護に資することが示唆された。

(113) 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: 0.2477
    • Citation Percentile: 57.46

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

カラーコード化イメージングによる流れ（flow）変化の評価を含むWEBデバイスを用いた広頸動脈瘤の治療：単一施設での経験

💬 AI 要約

  • 本研究は、Woven EndoBridge（WEB）デバイスが脳動脈瘤内に生じる血流変化についての知見が乏しいことを背景として、syngo iFlow（Siemens AG）の各種パラメータにより動脈瘤閉塞を予測することを目的とした。
  • 2016年から2020年にかけてWEBデバイスで治療された未破裂脳動脈瘤患者のデータを後ろ向きに検討し、動脈瘤閉塞および合併症を評価したうえで、デジタルサブトラクション血管造影（DSA）後のsyngo iFlowを用いて種々の定量的指標を比較した。
  • 対象は26例（26個の脳動脈瘤）で、追跡可能であった21例の平均フォローアップ期間は7.3±6.3か月であった。十分な動脈瘤閉塞が85.7%（18/21）で得られ、動脈瘤からの流出低下（ID-R）のiFlowパラメータは流入低下（PI-RおよびPI-D）に関するパラメータと有意差を示した（P<0.001）が、十分/不十分閉塞の群間では有意差は認められなかった。
  • 治療関連の罹患または死亡は認められなかった。さらに、不十分閉塞例においてID-Rが低い傾向がみられ（P=0.063）、不十分な流出の可能性を示唆したことから、WEBデバイスによる血流変化が流入よりも流出に強く影響し、適切な閉塞を予測し得る可能性がsyngo iFlowパラメータにより支持された。

(114) 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.2175
    • Citation Percentile: 56.94

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学解析に基づく海綿静脈洞部（cavernous）内頸動脈瘤の動脈硬化性変化の予測：概念実証（proof-of-concept）研究

💬 AI 要約

  • 近年の計算流体力学（CFD）研究は、血液の滞留が長期間に及ぶ領域において動脈硬化性変化が併発することを示唆している。本概念実証研究では、病態生理と血行動態の関連に基づき、治療計画へのCFD解析の臨床的実現可能性を検証することを目的とした。
  • 大きくかつ均質な海綿部内頸動脈瘤（large cavernous carotid aneurysms, CCAs）の小規模コホート（15例）を対象に、デジタルサブトラクション血管造影（digital subtraction angiography）のマスキングデータを用いて、動脈硬化性変化を示す石灰化を同定した。
  • 磁気共鳴（MR）ベロシモルフィ（velocimetry）により測定した患者固有の流入流量条件にてCFDシミュレーションを実施し、血液滞留時間および血液滞留時間が1 s超となる表面を分割した。さらに、フローディバーション後の体積減少率を、元のtime-of-flight MR angiographyデータにより評価したところ、滞留時間関連指標と石灰化の分布に対応が観察され、また滞留時間に基づく指標（［Formula: see text］の値と動脈瘤ドメイン表面積の比）の6か月および12か月フォローアップにおける体積減少率との間に負の関連が示された。
  • CFDの可視化では、流入流量が小さい条件下で、動脈瘤内の渦流が血液滞留時間を延長することが、動脈瘤体積と比較して示された。以上より、本研究は、フローディバーション後の治療反応に影響し得る大きなCCAsに対する動脈硬化性変化の診断において、CFD解析が有用である可能性を示している。

(115) Kissas [2]

📕 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

  • 子癇前症などの妊娠高血圧症候群（HPDs）は、妊娠期間における母体および胎児の罹患・罹病の主要因であるため、非侵襲的画像（超音波・MRI）が高リスク妊娠の予測およびモニタリングに重要な役割を担う。しかし、子宮動脈の拍動指数や抵抗指数（PI・RI）などの血行動態指標の解釈は経験的基準に依存しており、HPDsの発症に関わる物理機構への洞察が限定的である。
  • 本研究では、計算流体力学（CFD）を用いて、血管抵抗、コンプライアンス、血管断面積といった高血圧の発症に関連すると知られるパラメータを推定する患者特異的計算フレームワークを開発し、ベイズ推論と縮約次元（reduced-order）の流体力学モデルを統合することで、疎かつノイズを含むMRI測定から血行動態情報を意味のある形で推定できるようにすることを目的とする。
  • 提案手法により、大動脈から分岐する頸動脈を含む1つの全身動脈ネットワーク形状および母体骨盤動脈ネットワークの2つの幾何学的モデルにおいて、圧力および速度などの注目量を、与えられた測定値から再構成し、さらに関心パラメータを推定できることを示す。
  • 母体骨盤動脈の症例においては、予測される絶対圧の値域を通して、高血圧へ移行する妊娠と正向性（normotensive）で推移する妊娠とを識別できる可能性が示された。

(116) Otaki [2]

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.1238
    • Citation Percentile: 50.16

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

前脊髄動脈（ASA）および椎骨動脈に位置する動脈瘤の破裂に伴うくも膜下出血に対する動脈瘤内塞栓術：症例提示

💬 AI 要約

  • 目的：前脊髄動脈（vertebral artery-anterior spinal artery; VA-ASA）動脈瘤は極めて稀であり，本研究はVA-ASA動脈瘤破裂例に対してコイル塞栓術が有効であった症例を報告することを目的とする。
  • 方法：WFSNSグレードIIのくも膜下出血を呈した54歳男性において，椎骨動脈（VA）から前脊髄動脈（ASA）が起始する部位を含む領域に発生した動脈瘤を対象として，瘤の再破裂予防と穿通枝温存を目的に血管内治療を選択した。
  • 結果：蒸気を用いてカテーテル形状を成形し動脈瘤への到達性を高めたうえで，ASAを温存するために部分塞栓を行い，再破裂も防止できた。治療後16日目の血管造影では，動脈瘤内に血栓化が確認され，頸部遺残が存在したにもかかわらずASAの血流は保たれていた。
  • 結論：VA-ASA動脈瘤の破裂急性期における血管内コイル塞栓術は良好な転帰を得られ，適切なデバイス選択およびカテーテル形状の調整により安全に治療可能であることが示唆された。

(117) 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

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.1088
    • Citation Percentile: 50.75

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

未破裂脳動脈瘤の4Dフロ―MRIにおける渦コア不安定性へ影響する形態学的因子

💬 AI 要約

  • 未破裂脳動脈瘤の破裂に関与し得る因子として、動脈瘤内渦流の時空間的不安定性が示唆されることを背景に、本研究は4Dフロ―MRIにより分類される動脈瘤内渦コアの不安定性パターンに影響する形態学的因子を同定し、その識別のためのカットオフ値を決定することを目的とした。
  • 4Dフロ―MRIを用いて未破裂動脈瘤40例の渦コアパターンを、安定、先端がはためく安定、波状またはコイル状の連続的変形、非描出の4群に分類し、各パターン群間で9つの形態学的パラメータを統計学的に比較した。
  • 渦コアは安定（n=16；群A）、先端がはためく安定（n=15；群B）、波状またはコイル状（n=7；群C）、非描出（n=2；群D）に分布し、群Aと群Bには有意差が認められなかったため、群A・群Bと他群との比較を行ったところ、多変量ロジスティック回帰分析で独立して有意な因子はサイズ比（SR）のみであった（p<0.05）。
  • さらにROC解析により、形態学的因子の中でSRのAUCが群A・群Bと群C、ならびに群A・群Bと群C・群Dの比較において最も高く、SRのカットオフ値は1.72であったことから、SRは4Dフロ―MRI上の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ることが示された。

(118) 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

頭蓋内動脈瘤における数値シミュレーション流動ダイナミクス

💬 AI 要約

  • 計算流体力学（computational fluid dynamics）は、頭蓋内動脈瘤の形成および発展に伴う血流特性を解析するための新しい手法を提供することから、本研究は健常な内頸動脈と正常な頭蓋内動脈瘤との間で血流特性を比較することを目的とした。
  • 単一症例において、内頸動脈の血行動態パラメータを得るために、内頸動脈を数値的に（in silico）模擬した。
  • 動脈瘤に関連する内頸動脈では、健常な内頸動脈と比較して壁面せん断応力が低く、振動性壁面せん断指数が高く、ならびに粒子滞留時間が高いことが示された。
  • 以上より、正常な内頸動脈と頭蓋内動脈瘤では血流に差異が存在し、動脈瘤の渦が乱流を生じさせて不安定性を示すことで、動脈瘤の成長および破裂に寄与しうることが示唆された。

(119) Lauric [2]

📕 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状態の頑健な予測因子としてのドーム内部速度分布モーメント

💬 AI 要約

  • 壁面せん断応力（WSS）は破裂に関連する血行動態解析に用いられているが、血管内腔表面の不整やノイズに対して感度が高い。本研究では、ドーム内部の流速分布の体積（volumetric）解析とモーダル解析が、従来のWSS解析と比較して破裂状態判別においてどの程度の識別能を持つかを検討した。
  • カテーテルによる3次元回転血管撮影データを容量一致させて分割し、側壁型動脈瘤20例（破裂10例）に対して計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施した。メッシュ非依存の等方的サンプリングにより速度分布を抽出した後、平均、分散、歪度（skewness）、尖度（kurtosis）からなるモーメント解析を行った。
  • 単変量および多変量解析により、速度モーメントの識別性能を評価した結果、破裂動脈瘤では歪度（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）が有意に高く、平均値は低かった（0.019±0.01 vs. 0.038±0.02, P=0.03）。多変量モデルでは歪度のみが最良の予測因子として抽出され、AUCは0.88であった。
  • さらに、デジタルなbleb除去により低WSSが548%増加し、表面ノイズ追加では低WSSが85.8%低下した一方で、速度の歪度と尖度への影響は小さく（<7%）、提案手法は表面変動に対して頑健であることが示された。破裂病変では高いドーム内部流速の歪度・尖度が指数分布を示唆し、低流速域での高ピーク（低速流の存在）と整合的であり、WSSベース手法よりも破裂状態の識別能改善が期待できるが、今後の拡張研究によるさらなる検証を要すると結論づけた。

(120) Yin [1]

📕 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

CT血管造影（CTA）由来の計算流体力学（CFD）による頭蓋内動脈狭窄評価の実現可能性解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈狭窄の生理学的意義を非侵襲的に評価するために、CT血管造影（CTA）から構築した計算流体力学（CFD）に基づく指標（CT-FFR）の有用性を検証することを目的とした。
  • 2018年11月から2019年5月に東部戦区総医院で、CTA、デジタル減算血管造影（DSA）、および有侵襲性の血流予備能（fractional flow reserve: FFR）評価を受けた頭蓋内動脈狭窄患者8例（男性7例、女性1例、47〜77歳、平均59±3歳）の後ろ向き研究を実施し、CTA画像データから頭蓋内血管の3次元（3D）プロトタイプモデルを作成してCFDにより血行動態パラメータを算出した。
  • 結果として、CT-FFRは0.59±0.18、有侵襲FFRは0.60±0.22であり、両者は概ね整合していた。
  • 以上より、非侵襲的な血行動態解析は、頭蓋内動脈狭窄の生理学的意義の評価に用い得る可能性が示唆された。

(121) 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（ICAS）は虚血性脳卒中の重要な原因の一つであるが、その治療は薬物療法を含め最適化されていないことから、本研究はその機序の多様性に着目する必要がある。
  • 著者らは、浮遊血栓を伴う重度の中大脳動脈狭窄の症例を報告し、抗凝固薬を含む複数の抗血栓療法により治療し、血栓消失を確認した上で、患者固有モデルを用いた計算流体力学（CFD）により狭窄周囲の局所血行動態を解析した。
  • CFD解析により、血栓形成は強い停滞流を伴う狭窄後方領域で生じることが示され、その評価は壁面せん断応力およびせん断速度がそれぞれ定められた閾値未満であることに基づいて判定された。
  • これらの結果は、CFDが停滞流（stagnant flow）に起因する血栓形成リスクの診断に有用であり、さらにICASにおける遠位塞栓の予防に対する抗凝固薬の有効性を予測する上でも有益であることを示唆する。

(122) 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

大規模で一様に分布したデータセットに対する4次元局所ラジアル基底関数（RBF）補間

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、高分解能の医用画像ベロシメトリから得られる大規模・一様分布・複雑かつ時間変化するデータを用いて、データから4次元の完全な汎関数関係を効果的に再構成するための補間手法を検討することである。
  • 方法として、層流に対して、局所Hermite補間（Local Hermitian Interpolation: LHI）を基盤にし、多重二次（multi-quadric）RBFとPartition of Unity（PU）スキームを組み合わせた4次元局所RBF補間アルゴリズムを提案し、領域を近傍点のみで構成される一様な部分系に分割した。
  • 結果として、既知の4次元解析データとCFDに基づく層流ファントムで妥当性を検証し、さらにMRI計測による脳脊髄液速度の大規模4次元層流データに適用して、四線形補間（quad-linear interpolation）と比較して精度が良好に向上することを示した。
  • 結論として、本手法は、領域分割によってRBFを限定された点集合にのみ適用するため、非適切（ill-conditioning）や計算コストの増大を回避しつつ、ユークリッド空間および時間における洗練された補間を可能にする、頑健で計算効率の高い4次元局所RBF補間の実現可能性が示された。

(123) 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からの患者固有境界条件の抽出と，脳動脈瘤に対するCFDシミュレーションへの影響

💬 AI 要約

  • 本研究では，4次元デジタルサブトラクション血管造影（4D-DSA）画像から拍周期持続時間および血流速度などの患者固有の流入条件を抽出する新規手法を開発し，その妥当性を検証することを目的とした。
  • 提案手法を用いて抽出値を得て，実測値と比較することで抽出精度を評価した後，血流シミュレーションを実施し代表的な血行動態パラメータを算出した。
  • 抽出手法によって得られた値と計測値との最大誤差は14.3%であり，さらに一般的な流入条件と患者固有の流入条件のいずれを用いた場合でも，速度で最大約400%，正規化壁面せん断応力で最大約150%，圧力損失係数で最大約50%の差が認められた。
  • 以上の結果は，動脈瘤の血行動態を正確に再現するためには患者固有の境界条件が重要であることを示している。

(124) 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: 0.1238
    • Citation Percentile: 47.57

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

複雑な脳動脈瘤に対する治療としての高流量・外頸—内頸（頭蓋内）バイパスの数学的モデリング

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、複雑な脳動脈瘤に対する高流量の外頸—内頸（頭蓋内）バイパス計画について、計算モデリング（CFD）が治療計画の有効性評価に資する可能性を検証することである。
  • 方法として、内頸動脈（ICA）の巨大な血栓化脳動脈瘤症例に対し、術前CTA画像とGamma Multivoxワークステーションを用いて3次元の患者別血管モデル（動脈瘤なしの正常解剖、ICA閉塞、仮想バイパス）を作成し、さらに術後データに基づくモデルも構築した。
  • 境界条件はPC-MRI測定値に基づき、有限要素解析ソフトウェアANSYS Workbench 19で血行動態を計算した結果、仮想手術後に罹患側の血流が70%以上増加し、左右（罹患側と対側）間での血流分布の均一性が得られたことから、治療の効率が示唆された。
  • さらに、CFDによるシミュレーション結果は術後データと一致し、術前の仮想CFDモデリングが手術計画を大きく簡便化し、外科的治療の有効性向上に寄与し得ることが示された。

(125) 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.1238
    • Citation Percentile: 44.16

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

近位部前大脳動脈瘤の血行動態への影響：後方へ突出するタイプに注意！

💬 AI 要約

  • 後方へ突出する（projected posteriorly）頭蓋内動脈瘤は破裂リスクが高いことが知られているため、本研究では当該有害事象に関与する生体力学的メカニズムを解明することを目的とした。
  • 臨床データに基づいて三次元の頭蓋内脳動脈瘤モデルを構築し、動脈瘤の位置、姿勢（position）、サイズ、形状が速度、圧力、ならびに壁面せん断応力（WSS）を含む血行動態条件に及ぼす影響を数値的に比較した。
  • 数値結果では、小さなサイズであっても後方へ突出する動脈瘤は異常な血行動態環境を生じさせ、動脈瘤頸部（neck）近傍に局所的な高圧および応力集中が形成されることが示された。
  • さらに、近位A1セグメントに位置し楕円体（ellipsoidal）形状の動脈瘤では局所の血行動態環境がより悪化し、高い局所応力を引き起こすことが明らかとなり、これらの知見は後方突出型動脈瘤で破裂率が高い機械的要因の可能性を示唆した；したがって、小さな動脈瘤であっても早期かつ正確な診断と速やかな治療が臨床転帰の改善に重要である。

(126) 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

CTに基づく形態学的および血流動態解析による鏡像（ミラー）動脈瘤の破裂リスク評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、CT血管造影（CTA）における鏡像（ミラー）脳内動脈瘤（MIA）の形態学的および血流動態学的特徴を比較し、MIAの破裂リスク因子を明らかにすることである。
  • 方法として、2010年1月から2016年12月までに南京大学医学院附属金陵医院でデジタルサブトラクション血管造影（DSA）または手術で確認されたMIA患者29例（左右1対で計58個）を後ろ向きに収集した。破裂所見に基づき58個を破裂群（n=29）と未破裂群（n=29）に分類し、さらに動脈瘤の部位により後交通動脈（n=32）と非後交通動脈（n=26）のサブグループに分けた。各患者の臨床情報および動脈瘤形態パラメータを収集し、計算流体力学（CFD）解析により圧力（P）、壁面せん断応力（WSS）、壁面せん断応力勾配（WSSG）、振動性せん断指数（OSI）を算出した。これらの血流動態指標に対して変動係数（CV）を適用し、PCV、WSSCV、WSSGCV、OSICVとして評価した上で、破裂群と未破裂群の差を比較し、条件付きロジスティック回帰分析で破裂リスク因子を同定した。
  • 結果として、29組のMIAは、両側後交通動脈に分布するものが16組（55%）、両側中大脳動脈が9組（31%）、両側内頸動脈が4組（14%）であった。未破裂MIAと比較して、破裂MIAは最大径、頸部幅、サイズ比（SR）が有意に大きかった（いずれもP<0.05）。血流動態のサブグループ解析では、破裂側のMIAでWSSCVおよびWSSGCVが対側の未破裂MIAより高値であった一方、PCVは低値であった（いずれもP<0.05）。ロジスティック回帰分析では、WSSGCV高値がMIA破裂の独立したリスク因子であることが示された（OR=279.20、95%CI:1.10–71,028.28）。
  • 結論として、MIAの破裂状態の識別には最大径、頸部幅、SRといった形態学的パラメータが信頼できる指標になり得ること、さらに動脈瘤囊内の高いWSSGCVがMIA破裂と強く相関することが明らかになった。

(127) 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.0852
    • Citation Percentile: 40.65

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

未破裂頭蓋内動脈瘤における破裂リスクの血行動態、形態、ならびに可溶性Axl（soluble Axl）の血漿濃度による評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、形態学的指標、血行動態パラメータ、および可溶性チロシンキナーゼ受容体Axl（soluble form of tyrosine kinase receptor Axl; sAxl）の血漿濃度の関連性と、頭蓋内動脈瘤の破裂リスク評価への寄与を検討した。
  • PHASESスコアに基づいて39例の患者を低・高破裂リスク群に後ろ向きに分類し、sAxlは酵素免疫測定法（ELISA）を用いて測定した。一方、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）により形態および血行動態パラメータを算出した。
  • 単変量解析で臨床データ、形態—血行動態パラメータおよびsAxl値の差を評価し、p＜0.05の変数をロジスティック回帰モデルに投入した結果、動脈瘤サイズ比（aneurysm size ratio; SR）（p=0.023）および正規化壁面せん断応力（normalized wall shear stress; WSS）（p=0.02）が両群間で有意差を示した。さらに、高破裂リスク群では血漿sAxl濃度が有意に高かった（8.47±4.43 ng/mL vs. 5.37±3.21 ng/mL; p=0.016）ことから、sAxl濃度は高破裂リスクの独立した規定因子であることが示された（odds ratio=1.41, 95%CI=1.08–1.83; p=0.011）。
  • sAxlにSRおよびWSSを組み合わせることで破裂リスク予測のための曲線下面積（AUC）が最大となり（AUC=0.849）、高破裂リスクの未破裂頭蓋内嚢状動脈瘤ではSRが大きくWSSが低くsAxl濃度が高いことが明らかとなった。これらより、sAxl・SR・WSSの併用が頭蓋内嚢状動脈瘤の破裂リスク推定に有用である可能性が示唆された。

(128) 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

体外機械的循環補助システムに用いられる水力学的に浮上した遠心血液ポンプの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、体外式遠心ポンプを対象として、水力学的軸受設計により羽根車がケーシング壁に接触しないようにすると同時に十分な洗浄（washout）によって血栓形成を抑制するコンセプトに対し、ポンプ内の漏れ流れが効率と生体適合性に与える影響を明らかにすることである。
  • 方法として、羽根車の左右両側にデュアル（dual）環状パスを配置した水力学的軸受を備える耐久型遠心ポンプを対象とし、数値流体力学（CFD）解析により、羽根車と隙間を通る漏れ流れとその特性を推定した。
  • 3000〜5000 rpmのモータ回転数および1.0〜9.0 L/minの流量条件で計算した結果、漏れ流れはポンプの圧力ヘッドの増加に対して概ね線形に増加し、全流量に対する漏れ流量割合は2.0〜27.3%の範囲であった。
  • さらに、ケーシング底部の平均壁面せん断応力は10.6〜40.9 Paであり、水力学的に浮上した羽根車を有する遠心ポンプの漏れ流れは水力学的エネルギー損失に対して測定可能な影響を及ぼす一方で、洗浄流れを高めることにより良好な抗血栓性（anti-thrombogenicity）に寄与することが示唆された。

(129) Ho [1]

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 12.48

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

心肺バイパス（CPB）流量を変化させることでトレンデレンブルグ体位の有効性を向上させる

💬 AI 要約

  • 本研究は、心臓手術中にトレンデレンブルグ体位（TP）で脳領域から気泡性塞栓を移送する際、心肺バイパス（CPB）流量の変化と組み合わせたTPの有効性が十分に検討されていないことを背景として、塞栓の捕捉量および大動脈弓分枝動脈（AABA）へ流入する塞栓負荷を評価することを目的とした。
  • 計算流体力学（CFD）により、CPB回路を模擬した中央カニューレ留置の成人患者固有大動脈モデルを用いて、臥位（0°）およびTP（-20°）を、ポンプ流量2 L/minおよび5 L/minで条件付けし、気泡塞栓（0.1 mm、0.5 mm、1.0 mm、各n=700）を大動脈内へ注入して、AABAへ流入する塞栓数を比較した。
  • 0.1 mmに関して、TPはCPB 5 L/minで最も低い平均塞栓負荷を示し、2 L/min（臥位：64.3 ± 35.4、TP 5 L/min：55.3 ± 30.8）に比べて低値であった。一方、臥位およびTPのいずれにおいても2 L/minでは、5 L/minよりも高い位置領域で捕捉される模擬塞栓数が最大となり（臥位：541 ± 185、548 ± 191 vs 520 ± 159、512 ± 174）、流量が捕捉の分布に影響することが示された。
  • 気泡挙動の検証として実施した大動脈ファントム流実験により、2 L/minは気泡の凝集（coalescence）を促進して捕捉塞栓が増加し、5 L/minはAABAから空気塞栓を遠ざけることが示された。これにより、CPB流量を塞栓管理に活用することでTPの有効性を改善できる可能性が示唆され、塞栓挙動の予測および脱気（de-airing）手技の改善に関する洞察が得られた。

(130) Sunderland [1]

📕 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内血行動態渦の計算的評価

💬 AI 要約

  • 目的：血行動態における渦（vortices）を適切に評価することは、攪乱された流れが動脈壁の病態生理およびリモデリングに及ぼす影響の理解につながる可能性がある。
  • 方法：本研究では、ANSYS-FLUENT（汎用の商用計算流体力学ソフトウェア）により、複雑な脳血管形状を対象として現実的な血行動態流動パターン、流体速度、および壁面せん断応力をシミュレーションするためのプロトコルを提示するとともに、流れの渦を評価するための革新的解析手法を導入した。
  • 結果：提案手法は、流れ中の渦の存在領域を同定し、心周期を通じて空間的・時間的に、臨界点解析で見落とされやすいより広範なバルク流動（critical pointではなくbulk-flow）の性状がどのように変化するかを定量化できた。
  • 結論：本解析により、渦の安定性や、渦巻き流れによって支配される動脈瘤嚢（aneurysmal sac）部分といった特徴を同定でき、これらは血管病変の指標となり得る。