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脳 CFD血流解析 学術文献調査 PubMed 2023

  • 『脳 CFD血流解析』に関する学術文献調査を掲載しています
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    • データベース：PubMed
    • 検索キーワード：(Cerebral OR Brain) AND ("Blood Flow" OR Hemodynamics OR WSS OR Rupture) AND (CFD OR "Computational Fluid Dynamics")
    • 検索期間：2023-01-01 - 2023-12-31
    • 要約用 AI/LLM：o3-mini-2025-01-31 (OpenAI, 2025-01)
    • データ更新日：2025-02-04

(001) Rezaeitaleshmahalleh

📕 書誌情報

USING CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORK-BASED SEGMENTATION FOR IMAGE-BASED COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS SIMULATIONS OF BRAIN ANEURYSMS: INITIAL EXPERIENCE IN AUTOMATED MODEL CREATION.

Mostafa Rezaeitaleshmahalleh, Zonghan Lyu, Nan Mu, Jingfeng Jiang

J Mech Med Biol, 2023 May

  • Keywords: 22E46, 53C35, 57S20, Aneurysm, Computational Fluid Dynamics, Computational Hemodynamics, Convolution Neural Network, Image Segmentation
  • DOI
  • PubMed
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  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

畳み込みニューラルネットワークベースのセグメンテーションを用いた脳動脈瘤の画像ベース計算流体力学シミュレーション：自動モデル作成における初期経験

💬 AI 要約

  • 本研究は、画像ベースの計算流体力学（CFD）シミュレーションにおけるCFDモデル作成の高速化を目的として、人工知能（AI）セグメンテーション、すなわち深層学習を用いた画像セグメンテーションが従来の手動セグメンテーションに代わり得るかを検討した。
  • 研究方法として、3次元回転血管造影データから脳内動脈瘤を含むCFDモデルを抽出するために、二つの畳み込みニューラルネットワークベースのAI手法（MIScnnおよびDeepMedic）が採用され、その結果、AIを用いたモデル生成と二人の人間による手動セグメンテーションで得られた動脈瘤の形態および血行動態パラメータが比較された。
  • 評価指標として、クラス内相関係数（ICC）、Bland-Altmanプロット、Pearson相関係数（PCC）が用いられた結果、11項目の形態パラメータおよび8項目の血行動態パラメータ中の5項目でほぼ完全な一致が得られ、残りの3項目では中程度の一致が認められた。
  • 以上の結果から、さらなる改良が必要ではあるものの、AIセグメンテーションを活用したCFDモデルの自動作成は実現可能であり、臨床応用への展開に貢献する可能性が示された。

(002) Liao[1]

📕 書誌情報

Fluid dynamic analysis in predicting the recanalization of intracranial aneurysms after coil embolization - A study of spatiotemporal characteristics.

Jing Liao, Kouichi Misaki, Tekehiro Uno, Iku Nambu, Tomoya Kamide, Zhuoqing Chen, Mitsutoshi Nakada, Jiro Sakamoto

Heliyon, 2024 Jan 15

💬 AI 翻訳タイトル

コイル塞栓術後の頭蓋内動脈瘤再開通予測における流体力学解析 - 時空間的特徴に関する検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、コイル塞栓術後の頭蓋内動脈瘤再開通予測において、血行力学パラメータの時空間的特徴が予測性能にどのように影響するかを評価することを目的とした。
  • 66個の頭蓋内動脈瘤（65患者）を対象にCFD解析を用いて血行力学をシミュレーションし、前術モデルおよび仮想後術モデルからそれぞれ14種類と5種類の時空間定義に基づく合計91の血行力学特徴を抽出して、単変量予測子（UP）および多変量ロジスティック回帰（LR）モデルを構築した。
  • 各時空間血行力学特徴はAUROC値0.224～0.747の幅広い性能を示し、PDave,q1が最強の単変量予測子として特定された一方、LRモデルはAUROC 0.890およびAUPRC 0.903を達成し、UPモデルを大きく上回る感度および特異度を示した。
  • 以上の結果から、血行力学パラメータの時空間的特徴が予測モデルの開発に著しい影響を及ぼすことが示唆され、これらの特徴に基づくLRモデルが非侵襲的な方法でコイル塞栓術後の再開通予測に臨床的有用性を有する可能性があると結論付けられた。

(003) Weiss

📕 書誌情報

A matched-pair case control study identifying hemodynamic predictors of cerebral aneurysm growth using computational fluid dynamics.

Allyson J Weiss, Aaron O Panduro, Erica L Schwarz, Zachary A Sexton, Ingrid S Lan, Thomas R Geisbush, Alison L Marsden, Nicholas A Telischak

Front Physiol, 2023

  • Keywords: aneurysm, blood flow, cerebral, computational fluid dynamics, hemodynamics, intracranial, stroke
  • DOI
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  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

CFDを用いた血行力学的予測因子の同定に関するマッチドペア症例対照研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤の成長に関与する血行力学的予測因子を明らかにするため、成長する動脈瘤と安定した動脈瘤との間で血行力学的特徴の違いを解析することを目的とした。
  • MRAおよびCTA画像から得られた、サイズおよび位置が一致する11ペアの脳動脈瘤（成長例と非成長例）を対象に、[computational fluid dynamics] (CFD) シミュレーションを実施し、壁剪断応力（WSS）、振動剪断指数（OSI）、および低剪断領域の割合などの主要パラメータを評価した。
  • 解析の結果、親動脈の平均壁剪断応力の70%未満となる動脈瘤ドーム部の割合が、成長動脈瘤で安定動脈瘤よりも有意に高い傾向を示し、他の低剪断領域に関する指標でも同様の傾向が確認された。
  • これらの結果は、先行研究で示唆される血行力学的傾向と一致するとともに、シミュレーションにおけるメッシュ解像度の重要性を確認し、精度の高い解析のためには頑健な計算モデルが必要であることを示唆している。

(004) Fillingham

📕 書誌情報

Standardized viscosity as a source of error in computational fluid dynamic simulations of cerebral aneurysms.

Patrick Fillingham, Neethi Belur, Rebecca Sweem, Michael C Barbour, Laurel M M Marsh, Alberto Aliseda, Michael R Levitt

Med Phys, 2024 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤のCFDシミュレーションにおける誤差の源としての標準化された粘度

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤のCFD（Computational Fluid Dynamics）シミュレーションにおいて、患者固有の血液粘度（hematocrit測定に基づく値）と比較して、標準化された血液粘度値を使用することがどの程度の誤差を引き起こすかを明らかにすることである。
  • 方法として、41例の脳動脈瘤に対して、患者固有の境界条件を用いた2種類のCFDシミュレーション（1つは患者固有の血液粘度、もう1つは標準化された血液粘度値）を実施し、壁せん断応力（WSS）、壁せん断応力勾配（WSSG）、および振動性せん断指数（OSI）といった血行動態パラメータを評価した。
  • 結果として、WSS、WSSG、およびOSIにおいて、63.2%、41.5%、48.7%の脳動脈瘤で患者固有の粘度シミュレーションと標準化された粘度シミュレーションの間に有意差が認められたが、粘度の上下変化により一方向に変動する傾向は見られず、粘度の変化パーセンテージと各パラメータの変動との間には相関が認められなかった。
  • 結論として、脳動脈瘤のCFDシミュレーションにおける標準化された血液粘度値の使用は、計算されたWSS、WSSG、およびOSIに対して大きく予測不可能な影響を及ぼすため、今後の研究ではhematocritに基づく患者固有の血液粘度値の導入が推奨される。

(005) Tajima

📕 書誌情報

Verifying the Accuracy of Hemodynamic Analysis Using High Spatial Resolution 3D Phase-contrast MR Imaging on a 7T MR System: Comparison with a 3T System.

Shunsuke Tajima, Haruo Isoda, Masaki Fukunaga, Yoshiaki Komori, Shinji Naganawa, Norihiro Sadato

Magn Reson Med Sci, 2025 Jan 01

  • Keywords: 4D flow MRI, hemodynamics, intracranial artery, magnetic field strength, phase-contrast MR imaging
  • DOI
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  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

7T MRシステムにおける高空間分解能3D位相コントラストMRイメージングを用いた血行動態解析の精度検証：3Tシステムとの比較

💬 AI 要約

  • 本研究は、7T MRシステムを用いた高空間分解能3D位相コントラストMRイメージングによるMR血流動態解析の精度が、3Tシステムによる解析を上回るかどうかを検討することを目的とした。
  • 人間の脳血管ファントムおよび10名の健康被験者を対象に、3Tおよび7Tシステム上で3D位相コントラストMRおよび3D TOF MRAイメージングを実施し、CFD[Computational Fluid Dynamics]の結果と比較する形で、3次元速度ベクトル場、相関係数(R)、角度類似指数(ASI)および大きさ類似指数(MSI)を含むMR血流動態解析を行った。
  • その結果、7Tシステムでは、血管壁付近にノイズのようなベクトルが観察されず、CFDの結果に類似した3次元速度ベクトル場を示すとともに、R、ASIおよびMSIの値が3Tシステムよりも高く、特に健康被験者においてはASIとMSIに有意な差が認められた。
  • これらの結果は、7T MRシステムを用いた高空間分解能MR血流動態解析が、脳内動脈瘤の形成、成長および破裂に関与する血行動態解析の精度向上に寄与し、3Tシステムを凌駕する優れた解析精度を提供することを示している。

(006) Kizhisseri

📕 書誌情報

Differential sensitivities to blood pressure variations in internal carotid and intracranial arteries: a numerical approach to stroke prediction.

Muhsin Kizhisseri, Saleh Gharaie, Sethu Raman Boopathy, Ruth P Lim, Milad Mohammadzadeh, Jorg Schluter

Sci Rep, 2023 Dec 15

💬 AI 翻訳タイトル

内頸動脈および頭蓋内動脈における血圧変動への感受性の差異：数値的アプローチによる脳卒中予測

💬 AI 要約

  • 本研究は、内頸動脈の主要枝（中大脳動脈[MCA]、前大脳動脈[ACA]等）における血圧変動への感受性の違いを通じて、脳卒中予測における血圧の役割を明らかにすることを目的としている。
  • Windkesselモデルに基づくComputational Fluid Dynamics (CFD)を用い、狭窄を導入した患者特異的内頸動脈モデルを作成し、Fractional Flow Reserve (FFR)解析を組み込んだシミュレーション手法を適用した。
  • シミュレーションの結果、M1枝が高い血圧感受性を示し、ACAが中程度、M2が低い感受性を示すこと、さらにICAとMCAの比較ではMCAが逆流の可能性に対して高感受性であることが明らかとなり、狭窄による血流変動が複雑な代償機構を誘発することが示された。
  • 結論として、本研究は頭蓋内主要動脈における血行力学の複雑性を包括的に明らかにし、血圧変動、流速、流量およびFFRを指標とした脳卒中リスク評価の有用性を実証するとともに、被験者特異的データの統合によってモデルの信頼性向上に寄与している。

(007) Qi

📕 書誌情報

Computational Fluid Dynamics of Stent-Mounted Neural Interfaces in an Idealized Cerebral Venous Sinus.

Weijie Qi, Andrew Ooi, David B Grayden, Sam E John

Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc, 2023 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

理想化された大脳静脈洞におけるステント搭載神経インターフェースの計算流体力学解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、エンドバスキュラー [electrophysiology] の関心の高まりを背景に、理想化された大脳静脈洞（SSS）モデルにおけるステント搭載神経インターフェースの血行動態への影響を検討することである。
  • 方法として、理想化された [Superior Sagittal Sinus (SSS)] モデルに仮想的にステントを留置し、局所的な静脈血流が計算流体力学（CFD）を用いてシミュレーションされた。
  • 結果として、シミュレーションはステントが再循環および低壁せん断応力（WSS）を伴う血流変化を引き起こす一方で、電極の小型であるために血流への影響が顕著ではなかったことを示した。
  • 結論として、これらの初期的知見は、ニューインティマル成長および血栓形成といったステント関連合併症の理解に寄与し、今後の研究において血流およびステント転帰に影響を与える要因の解明が求められることを示唆している。

(008) Yang

📕 書誌情報

Investigation of paraclinoid aneurysm formation by comparing the combined influence of hemodynamic parameters between aneurysmal and non-aneurysmal arteries.

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

J Cereb Blood Flow Metab, 2024 Aug

  • Keywords: Aneurysm formation, cerebral aneurysm, computational fluid dynamics, fluid-structure interaction, hemodynamic parameters
  • DOI
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  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

血行力学パラメータの複合的影響を動脈瘤動脈と非動脈瘤動脈間で比較することによる傍クリノイド動脈瘤形成の検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、動脈瘤発生における血行力学的パラメータ（壁剪断応力 [WSS] およびひずみ）の影響を、動脈瘤動脈と非動脈瘤動脈との比較を通じて検討することを目的とした。
  • 本研究では、58人の傍クリノイド動脈瘤患者を対象とし、磁気共鳴血管造影に基づいて各患者の左右内頸動脈を再構成し、動脈瘤の有無により動脈瘤動脈および非動脈瘤動脈を定義した上で、計算流体力学（CFD）および流体構造相互作用解析を実施した。
  • その結果、動脈瘤動脈においては、高いWSSとひずみの局所が動脈瘤発生部と一致し、これらのパラメータ間には顕著な相関が認められたが、非動脈瘤動脈においては有意な関係は確認されなかった。
  • これらの知見は、動脈瘤発生メカニズムの理解に寄与するとともに、今後の関連研究を促進するものと考えられる。

(009) Abubakar

📕 書誌情報

Imperatives of Mathematical Model of Arterial Blood Dynamics for Interpretation of Doppler Velocimetry: A Narrative Review.

Umar Abubakar, Anthony Chukwuka Ugwu, Godwin Christopher Ezike Mbah, Tertsegha Tivde, Mohammed Sidi, Geofery Luntsi, Kalu Ochie, Alhaji Modu Ali, Anas Mohammed

J Med Ultrasound, 2023

💬 AI 翻訳タイトル

ドップラー速度計測解釈のための動脈血流動態数学モデルの必要性：ナラティブレビュー

💬 AI 要約

  • 本レビューの目的は、動脈ドップラー速度計測による臓器評価と早期の動脈硬化部位予測において、数学的モデルが果たす重要な役割を明らかにすることである。
  • 研究方法として、1971年から2021年にかけた文献をNC AHEC Digital Library、PUBMED、ERIC、MEDLINE、Free Medical Journals、および EMBASE などの複数の電子データベースから徹底的にレビューし、結果は PRISMA フローチャートを用いて提示された。
  • 結果として、インターロバール動脈での血流速度は0.2Hzから0.50Hzの周波数範囲で時間とともに低下し、大血管の数学的モデルの測定値はドップラー超音波速度計測と15%未満の差異で一致することが示された。
  • 結論として、本レビューは、不可圧縮Navier-Stokes方程式、Windkesselモデル、およびCFDに基づく数学的モデルが、正確な壁面せん断応力（WSS）分布の取得と潜在的な動脈硬化部位の早期検出に有効であり、臨床ドップラー超音波検査の解釈において不可欠であることを強調している。

(010) Fattahi

📕 書誌情報

Usage of computational method for hemodynamic analysis of intracranial aneurysm rupture risk in different geometrical aspects.

Mehdi Fattahi, Seyyed Amirreza Abdollahi, Ali Hosin Alibak, Saleh Hosseini, Phuyen Dang

Sci Rep, 2023 Nov 25

💬 AI 翻訳タイトル

異なる幾何学的側面における頭蓋内動脈瘤破裂リスクの血行動態解析のための計算手法の利用

💬 AI 要約

  • 本研究は、親血管の形状特徴が頭蓋内動脈瘤破裂リスクに与える影響を明らかにするため、内部頸動脈（ICA）動脈瘤に対して親血管の平均径が異なる場合の血行動態を解析することを目的としている。
  • 研究では、血流をモデル化するためにCFD [Computational Fluid Dynamics] を用い、壁せん断応力（WSS）、振動せん断指数（OSI）、および圧力分布といった主要な血行指標を比較検討した。
  • その結果、親血管の平均径が3.18 mmから4.48 mmに増加すると、最小壁せん断応力が約71%低下することが示された。
  • 以上の結果は、親血管の幾何学的特徴が動脈瘤の血行動態及び破裂リスクに大きく影響することを示し、臨床における破裂リスク評価の向上に寄与するものである。

(011) Tadokoro

📕 書誌情報

Left Ventricular Assist Device Implantation With Total Cavopulmonary Connection for Arrested Heart.

Naoki Tadokoro, Shigemitsu Iwai, Kohei Tonai, Shotaro Komeyama, Motoki Komori, Yasumasa Tsukamoto, Tomoyuki Fujita, Satsuki Fukushima

Ann Thorac Surg Short Rep, 2024 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

停止心に対する左室補助人工心臓デバイスの植込みおよび全大静脈–肺動脈接続

💬 AI 要約

  • 本研究は、リンパ球性高悪性心筋炎に起因する重度の心筋障害による心停止の症例において、左室補助人工心臓デバイスの植込みと心外全大静脈–肺動脈接続（EC-TCPC）による治療を報告することを目的とした。
  • 治療法の選定にあたり、血流の動態を評価するために[computational fluid dynamics]解析を用いて、EC-TCPC、Glenn法および従来のFontan法との比較シミュレーションを実施した。
  • その解析結果、EC-TCPCは他の手法と比較して血行動態において最も優れた性能を示すことが明らかとなった。
  • これらの知見は、心筋炎に関連する心停止患者に対して、左室補助人工心臓デバイスの植込みとEC-TCPCの併用が有望な機械的循環補助治療である可能性を示唆する。

(012) Liu

📕 書誌情報

Impact on hemodynamics in carotid arteries with carotid webs at different locations: A Numerical Study Integrating Thrombus Growth Model.

Xinhui Liu, Pan Song, Qi Gao, Min Dai, Junjie Rao, Jun Wen

Comput Methods Programs Biomed, 2024 Jan

  • Keywords: Carotid Webs, Computational Fluid Dynamics, Different Locations, Hemodynamics, Thrombus Growth Model
  • DOI
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  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

異なる位置における頸動脈ウェブの血行力学への影響：血栓成長モデルを統合した数値解析研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、頸動脈ウェブ（CWs）の位置により、頸動脈の血行力学に与える影響を明らかにすることを目的とした。
  • 健康な頸動脈8例のCTA [Computed Tomography Angiography]データセットから、共通頸動脈、内頸動脈起始部、頸動脈洞における3種類のCWsモデルを再構築し、TAWSS、OSI、RRT、ECAPといった壁剪断応力に基づくパラメータを解析するとともに、長期的な血栓形成を評価するために血栓成長モデルを組み込んだ。
  • シミュレーションの結果、共通頸動脈に位置するモデルでは螺旋流が確認される一方、内頸動脈起始部および頸動脈洞に位置するモデルでは血流乱れが観察され、特に頸動脈洞モデルは低TAWSS、RRTおよびECAPの大きな領域と最も高い血栓体積が示された。
  • これらの数値解析は、CWsの血行力学的影響が位置依存的であり、内頸動脈起始部に位置する場合に血流乱れと血栓凝集のリスクが高まり、結果として遠位脳血管における虚血性脳卒中のリスクが増大する可能性があることを示唆している。

(013) Valeti

📕 書誌情報

Numerical investigation of unruptured middle cerebral artery bifurcation aneurysms: influence of aspect ratio.

Chanikya Valeti, Saravanan Gurusamy, K Krishnakumar, Hariharan Venkat Easwer, Santhosh K Kannath, B J Sudhir, B S V Patnaik

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2024 Dec

  • Keywords: Biomechanics, cerebral aneurysm, computational fluid dynamics, hemodynamics, wall shear stress
  • DOI
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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂型中大脳動脈分岐部動脈瘤の数値解析：アスペクト比の影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、未破裂型中大脳動脈分岐部動脈瘤におけるアスペクト比の影響を明らかにすることを目的としている。
  • 患者固有の境界条件を用いた数値シミュレーションにより、26例の中大脳動脈動脈瘤から選出された3つの代表的サイズを対象に、動脈瘤の成長段階に伴う血行動態パラメータの変化を比較検討した。
  • シミュレーションの結果、アスペクト比が高い動脈瘤では time-averaged wall shear stress (TAWSS) および spatial wall shear stress gradients (WSSG) が低下し、小さい中大脳動脈では positive wall shear stress divergence (WSSD) が増加することが明らかになった。
  • これらの成果は、positive wall shear stress divergence (PWSSD) が動脈瘤の成長評価のための潜在的なバイオマーカーとして有用である可能性を示唆しており、本研究は血行動態解析に関連する新たな知見を提供するものである。

(014) Yi

📕 書誌情報

Quantitative Evaluation of Hemodynamic Changes After Multiple Intracranial Aneurysms Occlusion Using Computational Fluid Dynamics.

Xu Yi, Shuhua Zhang, Qicheng Han, Wenyao Hong, Bingwei He, Yuqing Liu, Rongye Zheng

World Neurosurg, 2024 Jan

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Intracranial, Multiple intracranial aneurysms, Occlusion
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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学を用いた多発脳動脈瘤閉塞後の血行動態変化の定量的評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、多発脳動脈瘤において、内頸動脈(ICA)および中大脳動脈(MCA)の動脈瘤閉塞後の血行動態変化を定量的に評価し、他の動脈に与える影響と治療順序の問題を解析することである。
  • 本研究では、9人の患者モデルを用い、1次元[1-dimensional]および3次元[3-dimensional]の計算流体力学(CFD)モデルを組み合わせて血管内の流れのパターンおよび壁圧を解析した。
  • その結果、ICAの動脈瘤閉塞後にはMCAおよび前大脳動脈(ACA)において圧が上昇する一方、MCAの動脈瘤閉塞後にはICAの圧にほとんど変化が認められず、またMCAの動脈瘤サイズの違いはICAおよびACAの圧に大きな影響を及ぼさなかった。
  • 以上の結果から、患者因子や動脈瘤の特性に基づいて治療順序が決定できない場合には、MCAの動脈瘤を優先的に治療すべきであると結論付けた。

(015) Zhou

📕 書誌情報

Sub-satisfactory stenting recanalization of severe vascular stenosis of the posterior circulation can significantly improve cerebral hemodynamic perfusion.

Zhi-Long Zhou, Liang-Fu Zhu, Tian-Xiao Li, Li-Heng Wu, Min Guan, Zhen-Kai Ma, Yang-Hui Liu, Jin Qin, Bu-Lang Gao

Eur J Radiol, 2023 Dec

  • Keywords: Cerebral perfusion, Hemodynamic parameters, Posterior circulation, Severe vascular stenosis, Stent angioplasty, Sub-satisfactory recanalization
  • DOI
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💬 AI 翻訳タイトル

後部循環の重度血管狭窄に対する[sub-satisfactory]ステント再開通は脳血行動態灌流を著しく改善する可能性がある

💬 AI 要約

  • 本研究は、後部循環の重度血管狭窄に対する[sub-satisfactory]ステント再開通が脳血行動態灌流に及ぼす影響を検討することを目的とした。
  • 研究では、重度の血管狭窄患者を対象に、ステント治療前後に三次元脳血管造影を実施し、狭窄部、穿通枝および狭窄の近位および遠位の正常動脈におけるComputational Fluid Dynamic [CFD]解析を行った。
  • その結果、ステント血管形成術により狭窄率は85.3%から18.6%へと有意に低下し、近位正常動脈では総圧が減少する一方、その他のパラメータ（せん断応力 [WSS]、cell Reynolds number、速度、渦度、乱流強度、乱流運動エネルギーおよび散逸率）は有意に増加、狭窄部では全パラメータが有意に低下、さらに穿通枝付近では一部パラメータが低下し、他は上昇するなど、各部位における血行動態パラメータが改善されたことが示された。
  • 以上の結果から、[sub-satisfactory]ステント再開通は狭窄部および穿通枝根部の血行動態を著しく回復させ、仮想的な狭窄除去後の状態に近づけることで脳灌流の改善に寄与することが明らかとなった。

(016) Guo

📕 書誌情報

Greater hemodynamic stresses initiate aneurysms on major cerebral arterial bifurcations.

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

Front Neurol, 2023

  • Keywords: arterial bifurcation, computational fluid dynamics, hemodynamic stresses, intracranial aneurysms, major cerebral arteries
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💬 AI 翻訳タイトル

主要脳動脈分岐部におけるより大きな血行動力学的応力が動脈瘤を誘発する

💬 AI 要約

  • 本研究は、計算流体力学（CFD）解析を用いて、主要な脳動脈分岐部における動脈瘤形成の開始に関連する血行動力学的応力を後ろ向きに検討することを目的とした。
  • 内頸動脈、中大脳動脈、前大脳動脈および脳底動脈の主要分岐部の脳立体血管造影データを、動脈瘤を有する80例の患者と動脈瘤のない80例の対照群から回顧的に収集し、血行動力学的応力をCFD解析により評価した。
  • 解析の結果、すべての患者において分岐角が年齢と有意に正の相関を示し、直接流衝突中心（CDFI）では総圧が最も高く、分岐部に向かうにつれて急激に低下する一方、壁面剪断応力、動圧、ひずみ速度および渦度はCDFIで最小から分岐部へ急激に増加し、特に動脈瘤のある患者では分岐角が有意に拡大しており、多くの動脈瘤は親動脈との角度が小さい側枝またはより小さい角度をなす側枝に偏在していた。
  • 以上の結果から、主要脳動脈分岐部における頭蓋内動脈瘤の形成は、局所的に著しく増大した血行動力学的応力と有意に関連しており、これらの応力の低減が重要であることが示された。

(017) Li

📕 書誌情報

Cerebral hemodynamics and stroke risks in symptomatic intracranial atherosclerotic stenosis with internal versus cortical borderzone infarcts: A computational fluid dynamics study.

Shuang Li, Xuan Tian, Bonaventure Ip, Xueyan Feng, Hing Lung Ip, Jill Abrigo, Linfang Lan, Haipeng Liu, Lina Zheng, Yuying Liu, Yu Liu, Karen Ky Ma, Florence Sy Fan, Sze Ho Ma, Hui Fang, Yuming Xu, Alexander Y Lau, Howan Leung, Yannie Oy Soo, Vincent Ct Mok, Ka Sing Wong, Xinyi Leng, Thomas W Leung

J Cereb Blood Flow Metab, 2024 Apr

  • Keywords: Borderzone infarct, cerebral hemodynamics, intracranial atherosclerotic disease, ischemic stroke, prognosis
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💬 AI 翻訳タイトル

症候性頚内動脈硬化性狭窄における内側（IBZ）および皮質側（CBZ）ボーダーゾーン梗塞の脳血行動態と脳卒中リスク：計算流体力学(CFD)研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、症候性頚内動脈硬化性狭窄において、内側[internal]（IBZ）および皮質側[cortical]（CBZ）ボーダーゾーン梗塞の背後にある異なるメカニズムを解明することを目的とした。
  • M1中大脳動脈(MCA-M1)の50-99%狭窄と拡散強調画像上に急性ボーダーゾーン梗塞を呈する84例の患者を対象に、IBZ、CBZ、およびIBZ+CBZ型に梗塞パターンを分類し、CT血管造影に基づく計算流体力学(CFD)モデルを用いて病変をまたぐ圧力比(PR)を定量評価した。
  • CFD解析の結果、IBZ梗塞の患者は、病変をまたぐ順行性血流の障害を反映する低いPRを示す傾向があり、CBZ梗塞の患者は、小さな皮質梗塞の併存（塞栓[embolism]現象を示唆）傾向が強いことが明らかとなり、低いPRは単独IBZ梗塞と独立して関連していた。
  • 本研究は、IBZおよびCBZ梗塞群が現行の医療治療下において異なる脳卒中リスクの経過をたどる可能性があることを示し、特に単独IBZ梗塞の患者は、単独CBZ梗塞の患者に比べ3ヶ月以内の同一領域再発虚血性脳卒中リスクが高いと結論付けた。

(018) Brambila-Solórzano

📕 書誌情報

Influence of Blood Rheology and Turbulence Models in the Numerical Simulation of Aneurysms.

Alberto Brambila-Solórzano, Federico Méndez-Lavielle, Jorge Luis Naude, Gregorio Josué Martínez-Sánchez, Azael García-Rebolledo, Benjamín Hernández, Carlos Escobar-Del Pozo

Bioengineering (Basel), 2023 Oct 08

💬 AI 翻訳タイトル

血液レオロジーおよび乱流モデルが動脈瘤の数値シミュレーションに及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、血液レオロジーと乱流モデルが動脈瘤の数値シミュレーションに及ぼす影響を調査し、これらが動脈瘤のヘモダイナミクスおよび進展にどのように寄与するかを解明することを目的とした。
  • 研究方法として、2例の大動脈動脈瘤および1例の脳動脈瘤を対象に数値シミュレーションを実施し、各種乱流モデルおよび液体構造相互作用 ([fluid-structure interaction, FSI]) 解析を取り入れた。
  • シミュレーション結果は、大動脈動脈瘤の場合、血液レオロジーの影響は限定的である一方、脳動脈瘤では血液レオロジーがヘモダイナミクスに顕著な影響を与える可能性が示され、評価対象の乱流モデル間に大きな差異は認められなかった。
  • 最終的に、液体構造相互作用が動脈瘤の数値シミュレーションにおいて支配的な要因であることが明らかとなり、動脈瘤の成長メカニズムの理解に重要な知見を提供することが結論付けられた。

(019) Tanaka

📕 書誌情報

Hemodynamic differences of posterior communicating artery aneurysms between adult and fetal types of posterior cerebral artery.

Katsuhiro Tanaka, Kazuhiro Furukawa, Fujimaro Ishida, Hidenori Suzuki

Acta Neurochir (Wien), 2023 Dec

  • Keywords: Cerebral aneurysm, Coil embolization, Computational fluid dynamics, Recurrence
  • DOI
  • PubMed
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💬 AI 翻訳タイトル

後大脳動脈の成人型と胎児型における後交通動脈瘤の血行力学的相違

💬 AI 要約

  • 本研究は、計算流体力学（CFD）を用いて成人型および胎児型後大脳動脈（PCA）における後交通動脈（PCoA）瘤の血行力学的相違を検討することを目的とした。
  • 55例のPCoA瘤を3次元CT血管造影により評価し、無破裂瘤（成人型群および胎児型群）と破裂瘤（成人型群および胎児型群）に分類して、形態学的および血行力学的特性をCFD解析および多孔質媒体モデルを用いた疑似血管内治療で解析した。
  • 解析の結果、形態的特徴では、破裂瘤の成人型群が胎児型群に比べて親動脈径が小さく、サイズ比が高いことが明らかとなり、CFD解析では無破裂群では成人型が胎児型に比べ低いoscillatory shear index（OSI）を、破裂群では成人型が胎児型に比べ低いwall shear stress（WSS）かつ高いOSI、および胎児型が破裂瘤の成人型に比べ高い瘤内血流速度を示した。
  • これらの結果は、胎児型PCAを有するPCoA瘤が成人型に比べ形態学的および血行力学的特性に差異を示し、これが再開通リスクの増大に寄与する可能性を示唆している。

(020) Shields

📕 書誌情報

Enhancing cerebral vasculature analysis with pathlength-corrected 2D angiographic parametric imaging: A feasibility study.

Allison Shields, Kyle Williams, Mohammad Mahdi Shiraz Bhurwani, Swetadri Vasan Setlur Nagesh, Venkat Keshav Chivukula, Daniel R Bednarek, Stephen Rudin, Jason Davies, Adnan H Siddiqui, Ciprian N Ionita

Med Phys, 2024 Apr

  • Keywords: computational fluid dynamics, hemodynamics, quantitative angiography
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💬 AI 翻訳タイトル

パスレングス補正2Dアンジオグラフィックパラメトリックイメージングによる脳血管解析の高度化：実現可能性に関する研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）シミュレーションを用いて3Dコントラスト流量を2D投影コントラスト流量に変換するシミュレーテッドアンジオグラフィックフレームワークを構築し、パスレングス補正フレームワークの効果を検証することである。
  • 方法として、患者特有の4つの頭蓋内動脈瘤形状において参照となる体積コントラスト分布を生成し、コーンビーム幾何学に基づく二平面投影を作成、さらに Parker-加重再構成により3D血管構造を抽出し、標準的なray tracing技法を用いてパスレングス補正マップを作成した。
  • 結果として、AUC（area under the curve）およびPH（peak height）といった強度ベースのAPIパラメータは、パスレングス補正後に振幅および空間分布が正確に表現され、動脈瘤領域内の最大パーセンテージ差が補正なしの47.7%から補正後には3.3%まで低減したが、MTT（mean transit time）、TTP（time-to-peak）、TTA（time-to-arrival）などの時間的パラメータは影響を受けなかった。
  • 結論として、本研究はパスレングス補正を施さない従来の2D APIにおける強度ベースのバイオマーカーが投影方向に大きく依存することを示すとともに、提案されたパスレングス補正メトリックの導入により2D API由来のバイオマーカーを標準化し、脳血管介入時の診断精度向上に貢献する可能性があることを明らかにした。

(021) Caddy

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Comparison of computational fluid dynamics with transcranial Doppler ultrasound in response to physiological stimuli.

Harrison T Caddy, Hannah J Thomas, Lachlan J Kelsey, Kurt J Smith, Barry J Doyle, Daniel J Green

Biomech Model Mechanobiol, 2024 Feb

  • Keywords: Cerebral vasculature, Computational fluid dynamics, Stimuli, Transcranial Doppler ultrasound
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💬 AI 翻訳タイトル

生理学的刺激に対する応答における計算流体力学と経頭蓋ドップラー超音波の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、経頭蓋ドップラー（TCD）によって得られる速度波形指標と、被検者個別の3次元[CFD]シミュレーションを用いて得られる速度指標を比較評価することであった。
  • 方法として、12名の健康な参加者に対して頭部及び頸部の3T磁気共鳴血管造影を行い、中大脳動脈の速度波形はTCD超音波で測定され、内頸動脈および椎骨動脈の直径と速度はデュプレックス超音波を用いて測定され、安静時、高炭酸ガス血症および運動時の脳血流が算出された。
  • 結果として、測定された絶対的なTCD速度は[CFD]によって計算された速度よりも有意に高く、各条件間で相関は認められなかったが、一方で、安静時からの収縮期速度および時間平均速度の相対変化に関しては、両手法間で有意な正の相関が確認された。
  • 結論として、本研究は、TCDと3次元[CFD]シミュレーション間で脳血流速度の絶対値には差異があるものの、安静時からの生理学的変化の追跡においては両手法が一致した結果を示している。

(022) Zheng

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Hemodynamic significance of intracranial atherosclerotic disease and ipsilateral imaging markers of cerebral small vessel disease.

Lina Zheng, Xuan Tian, Jill Abrigo, Hui Fang, Bonaventure Ym Ip, Yuying Liu, Shuang Li, Yu Liu, Linfang Lan, Haipeng Liu, Hing Lung Ip, Florence Sy Fan, Sze Ho Ma, Karen Ma, Alexander Y Lau, Yannie Oy Soo, Howan Leung, Vincent Ct Mok, Lawrence Ks Wong, Yuming Xu, Liping Liu, Xinyi Leng, Thomas W Leung

Eur Stroke J, 2024 Mar

  • Keywords: Cerebral small vessel disease, cortical microinfarct, hemodynamics, intracranial atherosclerotic disease, white matter hyperintensity
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💬 AI 翻訳タイトル

脳内アテローム性疾患の血行動態的重要性および同側における脳小血管疾患のイメージングマーカー

💬 AI 要約

  • 本研究は、前循環領域の症候性脳内アテローム性疾患（sICAD）病変の血行動態特徴（translesional pressure ratio [PR]およびwall shear stress ratio [WSSR]による評価）と、MRIで評価される白質高信号（WMHs）、ラクーナ、および皮質微小梗塞（CMIs）などの脳小血管疾患（CSVD）マーカー並びに全体的なCSVD負荷との関連性を調査することを目的とした。
  • 本研究では、50%～99%の狭窄を有する前循環sICAD患者を対象に、CTアンジオグラフィーに基づく[computational fluid dynamics]解析により、病変のPRおよびWSSRを定量化し、MRIを用いてsICAD病変の同側および対側におけるWMHs、ラクーナ、CMIsを評価した。
  • 解析の結果、同側半球において対側半球に比べてより重度のWMHs、ラクーナ、CMIsおよびCSVD負荷が認められ、さらに異常なPRおよび高いWSSRは独立して中～重度のWMHs、CMIsの存在および中～重度のCSVD負荷と有意に関連していることが明らかになったが、EPVSsおよびCMBsに関しては両半球間で有意な差は認められなかった。
  • 結論として、sICAD病変の血行動態特性は、同側におけるWMHsおよびCMIsといったCSVDのイメージングマーカーの存在および重症度と独立して関連しており、血流動態の変化が同側脳小血管疾患の病態形成に寄与している可能性が示唆された。

(023) Wu

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Hemodynamics combined with inflammatory indicators exploring relationships between ischemic stroke and symptomatic middle cerebral artery atherosclerotic stenosis.

Xiao-Bing Wu, Yi-Ao Liu, Li-Xin Huang, Xin Guo, Wang-Qing Cai, Bin Luo, Sheng-Wen Wang

Eur J Med Res, 2023 Sep 26

  • Keywords: Hemodynamics, Intracranial atherosclerotic stenosis, Lymphocyte–monocyte ratio, Plaque burden, Plaque enhancement, Wall shear stress
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💬 AI 翻訳タイトル

血行動態と炎症指標の統合解析による虚血性脳卒中および症候性中大脳動脈アテローム性狭窄との関連性の解明

💬 AI 要約

  • 本研究は、HR-VWIによるプラーク特性、血行動態パラメーター、および末梢血炎症指標が症候性頭蓋内アテローム性狭窄（sICAS）に与える影響とその相互関係を解明することを目的とした。
  • 2018年6月から2022年7月にわたりアテローム性中大脳動脈狭窄と診断された患者を後ろ向きに登録し、HR-VWIを用いてプラークの増強を定性・定量的に解析するとともに、Computational Fluid Dynamics（CFD）モデルを構築して壁面剪断応力（WSS）や圧力比（PR）などの血行動態パラメーターを測定した。
  • 解析の結果、プラーク増強の割合、最大WSS、及びWSS比（WSSR）の上昇がsICASと有意に関連し、重回帰分析ではWSSRのみが独立した危険因子として確認され、さらにプラークの増強及びプラークバーデンはWSSRと正の相関、リンパ球対単球比（LMR）とは負の相関を示した。
  • 以上の結果から、血行動態および炎症の複合的な作用がプラーク進展を促進することが示唆され、特にWSSRがsICASの予測に有用な指標であると結論付けられる。

(024) Oh

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The influence of contralateral circulation on computational fluid dynamics of intracranial arteries: simulated versus measured flow velocities.

SuJeong Oh, YunSun Song, HyunKyung Lim, YoungBae Ko, SungTae Park

Eur Radiol Exp, 2023 Sep 22

  • Keywords: Carotid artery (internal), Hemodynamics, Intracranial aneurysm, Magnetic resonance angiography, Pulsatile flow
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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈の計算流体力学に対する対側循環の影響：シミュレーションと実測血流速度の比較

💬 AI 要約

  • 本研究は、片側前大循環のCFD（Computational Fluid Dynamics）解析における血流速度シミュレーションと、位相差磁気共鳴血管造影（PC-MRA）による実測値を比較することにより、対側前大循環が頭蓋内動脈のCFDに及ぼす影響を後ろ向きに評価することを目的とした。
  • 近位狭窄のない15人の患者から得られた21の片側前大循環モデルを用い、TOF-MRAおよびPC-MRAを実施し、PC-MRAにより測定された内頚動脈（ICA）の拍動流を流入境界条件とし、大気圧を流出境界条件としてCFDシミュレーションを行った。
  • CFDシミュレーションの結果、中大脳動脈（MCA）の血流速度は正確に再現されたのに対し、前大脳動脈（ACA）の血流速度は不正確であり、MCAとACAの間のSpearman相関係数はそれぞれ0.773および0.282で、対側ICAに重度の狭窄または閉塞が認められる場合、シミュレーションによるACAの血流速度は実測値の50%未満に過小評価された。
  • これらの結果から、特にACAにおいて双方向流や正確な血流速度が重要な役割を果たすことから、頭蓋内動脈のCFD解析において対側前大循環の流れの状態を考慮することが、Acom aneurysmの破裂リスクの正確な予測に臨床的意義があると結論付けた。

(025) Kizhisseri

📕 書誌情報

An analytical method informed by clinical imaging data for estimating outlet boundary conditions in computational fluid dynamics analysis of carotid artery blood flow.

Muhsin Kizhisseri, Saleh Gharaie, Jorg Schluter

Sci Rep, 2023 Sep 11

💬 AI 翻訳タイトル

臨床画像データに基づく解析手法による頸動脈血流のCFD解析におけるアウトレット境界条件の推定

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、臨床画像から得られる下流動脈の幾何学的情報を利用して、CFD解析に必要な頸動脈のアウトレット境界条件を推定する方法を提案することである。
  • 提案手法は、主にアクセス可能な動脈形状および流入量という臨床データに基づき、血流シミュレーションにおける境界条件のパラメータ（抵抗 [resistance] やコンプライアンス [compliance]）を評価する解析的枠組みを用いる。
  • 解析結果は、従来の臨床データに合わせた境界条件の調整手法に比べ、より整合性のある正確な血流解析が可能であることを示している。
  • したがって、本研究で提案する解析的枠組みは、CFD解析における血流シミュレーションの信頼性向上に貢献する有望なツールであると結論付けられる。

(026) Fujimura[1]

📕 書誌情報

Hemodynamic and morphological differences in cerebral aneurysms between before and after rupture.

Soichiro Fujimura, Yuma Yamanaka, Hiroyuki Takao, Toshihiro Ishibashi, Katharina Otani, Kostadin Karagiozov, Koji Fukudome, Makoto Yamamoto, Yuichi Murayama

J Neurosurg, 2024 Mar 01

💬 AI 翻訳タイトル

破裂前後における脳動脈瘤の血行動態および形態学的差異

💬 AI 要約

  • 本研究は、動脈瘤破裂前後における脳動脈瘤の血行動態および形態学的変化を調査することを目的としている。
  • 21例の破裂した脳動脈瘤について、破裂前後の血管造影画像から3次元形状を再構成し、再構成した形状を用いて[computational fluid dynamics (CFD)]解析により血流のシミュレーションを実施し、形態学的および血行動態学的パラメータを算出した。
  • 解析の結果、破裂後は瘤の高さ、アスペクト比、動脈瘤体積および歪み指数が有意に増加し、さらに正規化壁せん断応力 (NWSS) を始めとする血行動態学的パラメータが有意に低下することが明らかとなった。
  • これらの結果は、破裂後に脳動脈瘤が伸長かつ不規則な形状に変化し、体積が増大するとともに、停滞流による低い壁せん断応力が生じることを示し、将来的に破裂前の形態学および血行動態に基づく破裂リスク評価手法の開発に寄与する可能性を示唆している。

(027) Xu

📕 書誌情報

Application of microcatheter shaping based on computational fluid dynamics simulation of cerebral blood flow in the intervention of posterior communicating aneurysm of the internal carotid artery.

Gangqin Xu, Yueyang Ba, Kun Zhang, Dongyang Cai, Bowen Yang, Tongyuan Zhao, Jiangyu Xue

Front Neurol, 2023

  • Keywords: aneurysm intervention embolization, computational fluid dynamical, internal carotid artery-posterior communicating artery aneurysm, intracranial aneurysm, microcatheter shaping
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💬 AI 翻訳タイトル

CFDシミュレーションに基づく脳血流解析を活用したマイクロカテーテル成形の応用：内頸動脈後交通動脈瘤介入治療における検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、計算流体力学（CFD）を用いた脳血流シミュレーションに基づくマイクロカテーテル可塑性調整法の応用が、内頸動脈後交通動脈瘤の介入治療における実用性および安全性に与える影響を検討することを目的とした。
  • 本研究では、2020年1月から2022年12月までに内頸動脈後交通動脈瘤で治療を受けた患者20例に対し、CFDによる脳血流線シミュレーションを活用し、主要血流線に沿ったマイクロカテーテル成形と介入塞栓術を施行、その成功率、安定性および支持効果を評価した。
  • その結果、全例においてマイクロカテーテルが滑らかに配置され、実験室内モデルテスト及び手術中において安定性・支持性が確認され、塞栓成功率は100%を達成し、19例では完全塞栓、1例では僅かな動脈瘤頸部残存が認められた。
  • これらの結果から、CFDシミュレーションに基づく正確なカテーテル成形法は手技の成功率、安定性及び支持効果を向上させ、カテーテル成形の難易度を大幅に低減することが示され、今後のさらなる研究への応用が期待される。

(028) Romero Bhathal

📕 書誌情報

Towards Prediction of Blood Flow in Coiled Aneurysms Before Treatment: A Porous Media Approach.

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

Ann Biomed Eng, 2023 Dec

  • Keywords: Cerebral aneurysm, Coils, Computational fluid dynamics, Porous model
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💬 AI 翻訳タイトル

治療前のコイル塞栓脳動脈瘤における血流予測への取り組み：多孔質媒体アプローチ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、8人の患者コホートにおいて多孔性冠モデルを検証するとともに、治療計画に応用可能な新たな【bilinear】多孔質モデルを提案し、コイル治療された脳動脈瘤の血流予測を改善することである。
  • 研究方法として、患者特異的な脳動脈瘤ファントム内に配置されたエンドバスキュラーコイルの不均一な孔隙率分布を、3D x線シンクロトロン画像を用いて解析し、従来の手法や詳細なコイル解像シミュレーションと比較しながら、透過性および慣性係数を算出した。
  • 結果、従来の平均孔隙率モデルに比べ、多孔性冠モデルと新たな【bilinear】モデルは、コイル解像シミュレーションを基準とした場合、それぞれ66%と26%の誤差で、より正確な血行動態予測を示した。
  • これらの結果から、本研究は【bilinear】多孔質モデルがコイル塞栓脳動脈瘤の治療成績予測において有望なツールであり、臨床治療計画への応用可能性を示唆している。

(029) Decroocq

📕 書誌情報

Modeling and hexahedral meshing of cerebral arterial networks from centerlines.

Méghane Decroocq, Carole Frindel, Pierre Rougé, Makoto Ohta, Guillaume Lavoué

Med Image Anal, 2023 Oct

  • Keywords: Centerlines, Cerebral arterial network, Computational fluid dynamics, Hexahedral mesh
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💬 AI 翻訳タイトル

中心線からの脳動脈網のモデリングと六面体メッシング

💬 AI 要約

  • 本研究は、中心線を用いた脳血管網から直接CFDシミュレーションに適した構造化六面体メッシュを自動生成する手法の開発を目的とする。
  • 本手法では、ペナルティードスプラインに基づく血管モデルを提案し、中心線特有のノイズや疎性の問題を克服するとともに、解剖学に基づいたパラメトリックモデルを用いて分岐点および平面的な[n-furcations]を再構築し、その後流れ指向で構造化された六面体セルからなる体積メッシュを生成した。
  • 提案手法は、従来の手法に比べ中心線の一般的な欠陥に対する頑健性とメッシュ品質の向上を示し、60件の脳血管ネットワークデータセットに対して、92%の血管および83%の分岐点を手作業介入なしにメッシュ化することに成功した。
  • その結果、中心線のみを利用して血管モデルを容易に編集可能となり、血管形状およびトポロジーが血行動態に与える影響を効率的に検討できるとともに、ソースコードも公開された。

(030) Che

📕 書誌情報

Hemodynamics of different configurations of the left subclavian artery parallel stent graft for thoracic endovascular aortic repair.

Yue Che, Jiawei Zhao, Xuelan Zhang, Mingyao Luo, Xiran Cao, Liancun Zheng, Chang Shu

Comput Methods Programs Biomed, 2023 Nov

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Parallel stent graft, Postoperative complication
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💬 AI 翻訳タイトル

胸部大動脈内治療における左鎖骨下動脈並行ステントグラフト各種構成の血行力学

💬 AI 要約

  • 本研究は、胸部大動脈内治療 (TEVAR) において、不十分なランディングゾーン対策として用いられる左鎖骨下動脈 (LSA) 並行ステントグラフトの各種構成の血行力学的性能を体系的に評価し、合併症リスクに寄与する要因を明らかにすることを目的としている。
  • 患者固有の3次元大動脈形状に基づき、前方（Forward）、後方（Backward）、拡張型（Extended）、楕円型（Elliptical）、ペリスコープ型（Periscopic）の5種類のLSA分岐ステントグラフト構成を模擬した計15モデルを設計し、[Computational fluid dynamics] を用いて血行力学的特性の解析を行った。
  • 計算結果では、ペリスコープ型技法がチムニー型と比較してLSAの血流量を半減させる一方、逆行性カーブと順行性カーブ間で時間平均壁面剪断応力（WSS）に顕著な差がみられ、平坦なチムニー型ステントグラフトはほぼ円形のものと比べて最大WSSが65.56%高く、より攻撃的な血行力学的力を生み出すことが示された。
  • これらの知見は、血行力学的性能の最適化を通じて、脳卒中や再介入のリスクを低減するために、医師が適切な並行グラフト技法を選択する際の参考となる重要な示唆を提供するものである。

(031) Guo

📕 書誌情報

High hemodynamic stresses induce aneurysms at internal carotid artery bends.

Hao Guo, Song-Tao Yang, Ji-Wei Wang, Hui Li, Bu-Lang Gao, Cong-Hui Li

Medicine (Baltimore), 2023 Aug 04

💬 AI 翻訳タイトル

高い血行動力学的応力は内頸動脈湾曲部に動脈瘤を誘発する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、内頸動脈湾曲部における血行動力学的応力が脳動脈瘤の発生を引き起こす役割を明らかにすることである。
  • 研究方法として、内頸動脈湾曲部に動脈瘤を有する61人の患者（68の動脈瘤）と、動脈瘤の存在しない30例の正常内頸動脈を対象に、3次元血管造影およびCFD [Computational Fluid Dynamics]解析を後ろ向きに実施した。
  • 結果、実験群では対照群に比べ湾曲角度が有意に小さく（P < .0001）、動的圧力、せん断応力、ひずみ速度および全圧勾配が動脈瘤部位で他の領域に比べ有意に大きいことが示された。
  • これらの結果は、内頸動脈湾曲部における直流の衝突と増大した血行動力学的応力が動脈瘤形成の原因であり、湾曲角度が小さいことが流束衝突部近傍で異常な応力上昇を引き起こすため、動脈瘤を誘発する重要な因子であることを示唆している。

(032) Murakami

📕 書誌情報

Serum proteomic identification and validation of two novel atherosclerotic aortic aneurysm biomarkers, profilin 1 and complement factor D.

Yusuke Murakami, Mitsuhiro Nishigori, Hiroaki Yagi, Tsukasa Osaki, Masaki Wakabayashi, Manabu Shirai, Cheol Son, Yutaka Iba, Kenji Minatoya, Kengo Kusano, Tsutomu Tomita, Hatsue Ishibashi-Ueda, Hitoshi Matsuda, Naoto Minamino

Proteome Sci, 2023 Aug 05

  • Keywords: Aortic aneurysm, Biomarker, Blood test, Discovery, Proteome analysis, Validation
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💬 AI 翻訳タイトル

新規動脈硬化性大動脈瘤バイオマーカーとしてのプロフィリン1および補体因子Dの血清プロテオミクス同定と検証

💬 AI 要約

  • 本研究は、早期検出および破裂リスク評価に寄与する大動脈瘤（AA）の血液検査可能な診断バイオマーカーの探索を目的とした。
  • 患者群（動脈硬化性胸部大動脈瘤:TAA）と健常対照群（HC）から得られた血清サンプルを低密度リポタンパク質、 高密度リポタンパク質、およびタンパク質フラクションに分離し、主要タンパク質を除去した後、プロテオーム解析を実施し、ROC分析によりTAAおよび腹部大動脈瘤（AAA）患者とHCを識別する候補バイオマーカーを評価した。
  • その結果、全フラクションにおいてTAA患者とHCとの間で一様に変動する候補として、プロフィリン1（PFN1）が減少し、補体因子D（CFD）が増加する特性が認められ、ROC分析および臨床検証において有意な識別能力が示された。
  • 以上の結果から、PFN1とCFDはTAAおよびAAAの診断に有望な血清バイオマーカーであり、両者を組み合わせることで診断性能が向上する可能性が示唆され、本研究はAA患者の診断システム構築に貢献する。

(033) Fillingham[1]

📕 書誌情報

Improving the accuracy of computational fluid dynamics simulations of coiled cerebral aneurysms using finite element modeling.

Patrick Fillingham, Julia Romero Bhathal, Laurel M M Marsh, Michael C Barbour, Mehmet Kurt, Ciprian N Ionita, Jason M Davies, Alberto Aliseda, Michael R Levitt

J Biomech, 2023 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

有限要素法を用いた巻線頭蓋内動脈瘤の計算流体力学シミュレーション精度の向上

💬 AI 要約

  • 本研究は、施行後の予後をより正確に予測するため、患者個別の巻線配置を有限要素法（FEM）を用いてモデル化することで、巻線頭蓋内動脈瘤のCFDシミュレーションの精度向上を図ることを目的とする。
  • この研究では、4例の内頚動脈（ICA）動脈瘤に対して、3Dプリントによる実体モデルとFEMに基づく仮想シミュレーションを用い、両者の巻線形状をボクセル化し、porosityマップを生成することで定量的比較を行ったほか、CFDではporous medium近似も適用した。
  • 評価の結果、FEM生成の巻線形状は平均バイナリアキュラシースコア0.8623およびporosity誤差4.94%を示り、CFDシミュレーションにおいてはNeck Inflow Rate (Qneck)とWall Shear Stress (WSS)の相対誤差がそれぞれ6.6%と21.8%であったのに対し、porous medium近似を用いた場合は誤差が55.1%と36.3%と大幅に高かった。
  • これらの知見は、患者個別のCFDシミュレーションにおいてFEM生成の巻線形状を組み込むことが、巻線頭蓋内動脈瘤における血行動態予測の精度を著しく向上させ、最適な巻線配置戦略の確立に寄与することを示している。

(034) Huang

📕 書誌情報

Analysis of the effects of stent-induced deformation on the hemodynamics of MCA aneurysms.

Conggang Huang, Xueqin Zhou, Faliang Duan, Ruixue Li, Ming Luo, Zhihua Luo, SValiallah Mousavi

Sci Rep, 2023 Jul 31

💬 AI 翻訳タイトル

ステント誘発変形がMCA動脈瘤の血行動態に及ぼす影響の解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、ステントを用いたコイリングがMCA動脈瘤における主要血管の位置変化および血流動態に与える影響を検証することを目的とした。
  • 研究では、計算流体力学 (Computational Fluid Dynamics, CFD) を用い、二種類の異なるMCA動脈瘤においてOSI、WSS、および血液構造を比較解析した。
  • 解析の結果、動脈瘤の変形は必ずしも破裂リスクの低下に結び付かず、コイリングが動脈瘤内の血流遮断においてより効果的であることが明らかとなった。
  • この成果は、ステント誘発変形が血行動態に及ぼす影響に関する理解を深め、MCA動脈瘤における高リスク出血部位の同定に寄与する知見として科学に貢献している。

(035) Bérod

📕 書誌情報

Assessing a heterogeneous model for accounting for endovascular devices in hemodynamic simulations of cerebral aneurysms.

Alain Bérod, Fernando Mut, Juan Cebral, Simon Mendez, Christophe Chnafa, Franck Nicoud

Int J Numer Method Biomed Eng, 2023 Nov

  • Keywords: cerebral aneurysms, computational fluid dynamics, endovascular devices, modeling
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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の血行力学シミュレーションにおける内血管デバイスを考慮した異種モデルの評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、内血管プロテーゼの血行力学的影響を表現するためにBerod et alによって開発された異種モデルの有用性を評価することである。
  • この研究では、10例の患者固有の脳動脈瘤に対して、6例がフローダイバーター、4例がWEBを用いた治療を受けたケースで、動脈瘤頸部での流入率と嚢状平均速度という2つの指標を用いてモデルの性能を評価した。
  • 結果として、ワイヤ解像度シミュレーションとの比較において、いずれの指標でも非常に良好な一致が認められ、ストラットの下流で発生するジェッティング型流れも正確に再現された。
  • これらの成果は、同一の異種モデルがフローダイバーターとWEBの両方に適用可能であることを示しており、実際の治療結果の予測や血行力学シミュレーションの精度向上に寄与するものである。

(036) White

📕 書誌情報

Investigating Angiographic Injection Parameters for Cerebral Aneurysm Hemodynamic Characterization Using Patient-Specific Simulated Angiograms.

R White, A Shields, S V Nagesh, E Smith, J Davies, D R Bednarek, S Rudin, C Ionita, V Chivukula

Proc SPIE Int Soc Opt Eng, 2023 Feb

  • Keywords: Angiographic Analysis, Angiographic Parametric Imaging (API), Cerebral Aneurysm, Computational Fluid Dynamics (CFD), Hemodynamics, Simulated Angiograms, Time Density Curve
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💬 AI 翻訳タイトル

患者特異的シミュレーテッドアンジオグラムを用いた脳動脈瘤血行力学評価のためのアンジオグラフィー注入パラメータの検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤破裂が出血性脳卒中の主要な原因の一つであることを踏まえ、臨床的に利用されるコントラスト剤との相互作用を定量的に解析し、血行力学情報を明らかにすることを目的としている。
  • 患者特異的幾何学形状を用い、CFD（Computational Fluid Dynamics）に基づくシミュレーテッドアンジオグラム（SA）を作成し、興味領域内でのタイムデンシティカーブ（TDC）を抽出して、ピーク到達時間（TTP）や平均通過時間（MTT）などの血行力学パラメータを評価した。
  • 解析の結果、異なる注入持続時間やボーラス量など複数の臨床的状況下で、血管および動脈瘤の形態、コントラストフロー条件および注入のばらつきに関連する貴重な血行力学情報が得られ、特に大きな動脈瘤や曲がりくねった血管では、注入されたコントラストが複数の心周期にわたって動脈瘤内に循環することが確認された。
  • このSA手法は、in vitroやin vivoでのアンジオグラフィー手技の定量化における従来の課題を克服する可能性を示し、脳動脈瘤治療に対して臨床的に有用な血行力学的洞察を提供することが期待される。

(038) Yi

📕 書誌情報

Pathophysiology of intracranial aneurysms in monozygotic twins: A rare case study from hemodynamic perspectives.

Hang Yi, Zifeng Yang, Luke Bramlage, Bryan Ludwig

Comput Biol Med, 2023 Sep

  • Keywords: Computational fluid dynamics (CFD), Fenestrated artery (FA), Hemodynamics, Intracranial aneurysm (IA) pathophysiology, Monozygotic twins (MT), Non–Newtonian modeling, Oscillatory shear index (OSI), Time–averaged pressure (TAP), Wall shear stress (WSS), Wall shear stress gradient (WSSG)
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💬 AI 翻訳タイトル

一卵性双生児における頭蓋内動脈瘤の病態生理：血流力学的視点からの希少な症例研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、一卵性双生児における頭蓋内動脈瘤の形成および成長に関する血流力学的メカニズムを明らかにすることを目的としている。
  • 実験的に検証された数値モデルを用い、3つの解剖学的モデルと5つのアブレーションスタディによる神経血管モデル間で、7つの主要な血流力学パラメーターを比較検討した。
  • 解析結果は、双生児で遺伝的背景が同一であるにもかかわらず、血流力学に有意な差異が認められることを示し、遺伝子変異や環境要因が神経血管形態に影響を与え、局所的な瞬間壁剪断応力（IWSS）、瞬間壁剪断応力勾配（IWSSG）、および振動性剪断指数（OSI）の変動を引き起こす可能性があることを明らかにした。
  • 結論として、本研究は血流力学が頭蓋内動脈瘤の発生・進展において重要な役割を果たすと示唆しており、動脈瘤の生成が各連結動脈の血流量およびそれに伴う組織・臓器への血液供給に変化をもたらす可能性を示している。

(039) Cho

📕 書誌情報

The Current Limitations and Advanced Analysis of Hemodynamic Study of Cerebral Aneurysms.

Kwang-Chun Cho

Neurointervention, 2023 Jun

  • Keywords: Cerebral aneurysm, Computational fluid dynamics, Fluid-structure interaction, Hemodynamics, Wall shear stress
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  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の血行動態解析における現行の限界と先進的解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、近年注目されている血行動態解析が脳血管疾患の理解に寄与することを背景に、CFD（Computational Fluid Dynamics）解析を用いた脳動脈瘤の研究の現状と限界を概説することを目的としている。
  • 本稿では、CFD解析を主たる手法とし、脳動脈瘤に関する先行研究の成果や、代表的なパラメータであるWall Shear Stress（WSS）の評価方法について詳細にレビューを行った。
  • 解析の結果、WSSの高さが脳動脈瘤の形成に影響を与える一方で、その成長および破裂における具体的な役割については議論が継続しており、明確な合意には至っていないことが示された。
  • これらの知見は、従来のCFD解析手法の内在する限界を踏まえ、新たな血行動態解析手法の必要性を示唆するものである。

(040) Boite[1]

📕 書誌情報

Numerical simulation of flow-diverting stent: comparison between branches in bifurcation brain aneurysm.

Yasmin Boite, Tânia Suaiden Klein, Ricardo de Andrade Medronho, Eduardo Wajnberg

Biomech Model Mechanobiol, 2023 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

流入偏向ステントの数値シミュレーション：分岐型脳動脈瘤における枝間比較

💬 AI 要約

  • 本研究は、[computational fluid dynamics (CFD)]解析を用い、分岐型脳動脈瘤に対する流入偏向ステント配置が各枝に与える血流力学的影響を比較検討することを目的とした。
  • 患者特異的な中大脳動脈(MCA)動脈瘤モデルを使用し、デバイスは均質多孔質媒体として簡略化され、極端な孔隙率値を用いたシミュレーションにより、壁せん断応力(WSS)および流量の比較が行われた。
  • シミュレーションの結果、いずれの枝へのステント配置においても、壁せん断応力及び動脈瘤内への流量が著しく低減され、各枝への血流は許容範囲内に維持されることが確認された。
  • これにより、本研究は、分岐型動脈瘤における流入偏向ステントの安全かつ効果的な適用を支持する迅速な解析手法を提供し、日常の医療現場への実用化に寄与する点で科学に貢献することを示した。

(041) Hadad

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Understanding development of jugular bulb stenosis in vein of galen malformations: identifying metrics of complex flow dynamics in the cerebral venous vasculature of infants.

Sara Hadad, Shivani D Rangwala, Jeffrey N Stout, Fernando Mut, Darren B Orbach, Juan R Cebral, Alfred P See

Front Physiol, 2023

  • Keywords: blood flow velocity, cerebral angiography, cerebrovascular circulation, fluid dynamics, jugular foramen, magnetic resonance imaging, vein of galen malformation
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💬 AI 翻訳タイトル

乳児におけるガレン静脈奇形の大脳静脈における複雑な流れ力学指標の特定：頸静脈球狭窄発生メカニズムの理解

💬 AI 要約

  • 本研究は、乳児期のガレン静脈奇形の進展に伴う大脳静脈内の複雑な流れ力学を特徴付けるため、core line length (CL) やcritical points [臨界点] の数などの高度な血行動態指標の評価を目的とした。
  • Boston Children's Hospitalにおける3名のVOGM乳児患者の構造MRIデータを用い、セグメンテーションによるmesh [メッシュ]作成とPC-MRによる動脈および静脈ダブル速度エンコーディングから得られた境界条件を適用してCFDモデルを構築し、WSSmean、OSI、CL、nCrPointsmeanなどのパラメータを算出した。
  • CFDモデリングとPC-MRは左右の静脈流出分割において一致した結果を示したが、基本的なパラメータでは捉えきれない高度な血行動態指標により、同一患者内の左右静脈流路間でCLが3.3倍以上、nCrPointsmeanが1.7倍以上の差が認められ、頸静脈球狭窄を発現する側ではより高いnCrPointsmeanが観察された。
  • 本研究の結果、CFDモデルにより得られる高度な流れの複雑性指標は、VOGMにおける頸静脈球狭窄の発生に影響を与える生理学的状態を反映している可能性があり、従来の血行動態パラメータを補完する新たな解析手法として寄与することが示唆された。

(042) Garud[1]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics based Taguchi analysis on shear stress in microfluidic cerebrovascular channels.

Kunal Sandip Garud, Sehoon Jeong, Moo-Yeon Lee

Int J Numer Method Biomed Eng, 2023 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学に基づくタグチ解析によるマイクロ流体脳血管チャネルにおける剪断応力の評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、非ニュートン流体挙動を含む様々な幾何学的および作動パラメータが、マイクロ流体脳血管チャネルにおける剪断応力に与える影響を評価し、脳への薬剤送達に関する新たな示唆を得ることを目的とする。
  • 計算流体力学 (CFD) とタグチ解析を組み合わせたハイブリッド手法を用い、L16直交配列表により流量、チャネルの幅・高さ、およびニュートン流体と6種の非ニュートン流体（Carreau, Carreau-Yasuda, Casson, Cross, Ostwald-de Waele, Herschel-Bulkley）モデルを用いて粘度の影響を評価した。
  • その結果、剪断応力はチャネルの幅と高さの増加および粘度の低下に伴って減少し、ニュートン、Carreau、Carreau-Yasudaモデルでは実験値との最大誤差がそれぞれ2.17%、1.30%、1.48%であることが確認され、さらに孔隙率が最も影響の大きい因子であると明らかとなった。
  • これらの知見を踏まえ、孔隙率、幅、高さ、流量および粘度の影響を統合した修正剪断応力方程式を提案し、その高い精度（0.96）は、in vivoレベルの剪断応力を再現するための in vitro マイクロ流体脳血管モデルの設計および製造に有益な指針を提供する。

(043) Song

📕 書誌情報

Peri-therapeutic multi-modal hemodynamic assessment and detection of predictors for symptomatic in-stent restenosis after percutaneous transluminal angioplasty and stenting.

Xiaowen Song, Hancheng Qiu, Shuo Yang, Yuqi Liu, Yong Cao, Shuo Wang, Jizong Zhao

Front Neurol, 2023

  • Keywords: computational fluid dynamics, intracranial artery stenosis, multi-modal hemodynamic, percutaneous transluminal angioplasty and stenting, quantitative digital subtraction angiography
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  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

経皮的血管形成術・ステント留置後の症候性ステント内再狭窄に対する周術期多モーダル血行動態評価および予測因子の検出

💬 AI 要約

  • 本研究は、定量カラーデジタル減算法（QDSA）およびコンピュータ流体力学（CFD）を含む多モーダル血行動態解析を用いて、周術期における血行動態変化を明らかにし、ステント内再狭窄（ISR）および症候性ISR（sISR）のリスク要因を探究することを目的とした。
  • 40例の患者を対象に、QDSAでTTP、FWHM、CCT、aMTT、ASI、WI、WOおよびstasis indexが算出され、CFDからはtranslesional圧比（PR）および壁剪断応力比（WSSR）が定量され、術前後の比較と多変量ロジスティック回帰解析が実施された。
  • 結果として、ステント留置後はTTP、stasis index、CCT、aMTTおよびtranslesional WSSRが減少し、translesional PRが有意に増加したほか、低いASI（<0.636）と高いstasis indexが独立してsISRに関連していることが示された。
  • 結論として、QDSA由来のASIおよびstasis indexはsISRのリスク層別化において顕著な役割を果たし、多モーダル血行動態解析は術中のリアルタイム血行動態モニタリングおよび介入終点の決定に寄与することが明らかにされた。

(044) Komura

📕 書誌情報

Computational Fluid Dynamics Analysis Features in Aneurysm Development in Rats.

Shoichi Komura, Katsuya Komatsu, Takeshi Mikami, Yukinori Akiyama, Sangnyon Kim, Rei Enatsu, Hiroshi Nagahama, Nobuhiro Mikuni

Neurol Med Chir (Tokyo), 2023 Jun 15

  • Keywords: animal aneurysm model, computational fluid dynamics, dolichoectatic aneurysm, low WSS
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💬 AI 翻訳タイトル

ラットを対象とした動脈瘤発生における[Computational Fluid Dynamics]解析特徴

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動物モデルを用いて脳動脈瘤の発生に関連する[Computational Fluid Dynamics (CFD)]解析結果の特徴を明らかにすることである。
  • 本研究では、ラットモデル計19例の脳動脈瘤が作製され、動脈瘤が10週間以内に[Magnetic Resonance Angiography (MRA)]で確認された群（n＝10）と、動脈瘤が認められなかった群（n＝9）との間でCFD解析を比較検討した。
  • 解析の結果、動脈瘤群では、動脈瘤発生部位と一致する箇所において[wall shear stress (WSS)]の低下が認められ、さらに左P1部の断面積の増大および平均曲率の上昇が確認された。
  • これらの結果は、脳動脈瘤の発生が、血管径の拡大、高い曲率、並びに動脈瘤発生部位でのWSS低下という血管形態学的変化に起因することを示唆している。

(045) Tsubata[2]

📕 書誌情報

Pulmonary artery blood flow dynamics in chronic thromboembolic pulmonary hypertension.

Hideo Tsubata, Naohiko Nakanishi, Keiichi Itatani, Masao Takigami, Yuki Matsubara, Takeshi Ogo, Tetsuya Fukuda, Hitoshi Matsuda, Satoaki Matoba

Sci Rep, 2023 Apr 20

💬 AI 翻訳タイトル

慢性血栓塞性肺高血圧症における肺動脈血流力学

💬 AI 要約

  • 本研究は、計算流体力学 (Computational Fluid Dynamics [CFD]) を用いて、慢性血栓塞性肺高血圧症患者における肺動脈血流力学を、肺動脈血栓内膜摘出術およびバルーン肺動脈血管形成術前後で評価することを目的とした。
  • 10例の慢性血栓塞性肺高血圧症患者と3例の健常対照から得られた患者固有の肺動脈モデルを構築し、流速、壁面剪断応力 (Wall Shear Stress [WSS])、振動剪断指数 (Oscillatory Shear Index [OSI]) および血流停滞体積などのパラメータを解析した。
  • 解析の結果、患者群では健常対照と比較して流速および壁面剪断応力が有意に低下し、振動剪断指数および血流停滞体積が有意に増加していることが明らかとなり、肺動脈血栓内膜摘出術は血流の再分配を、バルーン肺動脈血管形成術は血流乱れの改善、血流停滞の減少および壁面剪断応力の上昇による遠位肺動脈の血管拡張を誘導した。
  • 本研究は、慢性血栓塞性肺高血圧症における血行動態の変化を明らかにし、両治療介入が肺動脈血流力学の改善に寄与することを示すことで、当該分野の科学的理解に貢献している。

(046) Zheng[1]

📕 書誌情報

Hemodynamic characteristics and mechanism for intracranial aneurysms initiation with the circle of Willis anomaly.

Rongye Zheng, Qicheng Han, Wenyao Hong, Xu Yi, Bingwei He, Yuqing Liu

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2024 May

💬 AI 翻訳タイトル

ウィリス輪異常に伴う血行力学的特徴と頭蓋内動脈瘤発症メカニズム

💬 AI 要約

  • 本研究は、ウィリス輪の異常に伴う血行力学的特徴を明らかにし、その観点から頭蓋内動脈瘤（IAs）発症メカニズムの解明を目的とした。
  • エモリー大学オープンソースデータセンターから選定された3例の患者由来幾何学モデルにおいて、実際のIAsを仮想的に除去することで前IAs幾何学モデルを再現し、1次元（1-D）ソルバーと3次元（3-D）ソルバーを組み合わせた数値シミュレーションにより血流解析を実施した。
  • 解析の結果、ウィリス輪が完全な場合は前交通動脈（ACoA）の平均血流がほぼゼロであったのに対し、前大脳動脈A1部の一側欠損が存在する場合、ACoAの血流が著しく増加し、その分岐部において[jet flow]が発生、局所には高いWall Shear Stress（WSS）および高い壁圧が観察された。
  • これらの結果は、血流の[jet flow]を引き起こす血管異常がIAs発症のリスク因子であることを示唆し、血行力学的観点が頭蓋内動脈瘤の発症機序解明に寄与することを明らかにした。

(047) Piechna

📕 書誌情報

Influence of hydrodynamic and functional nonlinearities of blood flow in the cerebral vasculature on cerebral perfusion and autoregulation pressure reserve.

Adam Piechna, Krzysztof Cieślicki

Sci Rep, 2023 Apr 17

💬 AI 翻訳タイトル

脳血管における血流の流体力学的および機能的非線形性が脳灌流および自動調節圧力予備能に与える影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳への酸素化血液の輸送が保持されることの重要性を背景に、脳循環の支配的な機能関係を評価するためのモデルを提示することである。
  • 研究方法として、流体力学的非線形性および自動調節メカニズムを考慮したゼロ次元の脳循環モデルを構築し、Circle of Willis（CoW）およびその供給・排出枝に関するCFD（Computational Fluid Dynamics）モデルを用いて検証を行った。
  • 結果として、提示されたモデルは脳循環の主要な特徴を正確に捉え、対称的なCoW構成では2.6％、高度に非対称な構成では9.9％以内の誤差でCFDモデルと良好な一致を示した。
  • 結論として、自然吻合部（PosteriorおよびAnterior Communicating Arteries）の異なる直径に対する自動調節圧力予備能の予測における実用応用が示され、モデルの利点と限界について議論された。

(048) Chung[1]

📕 書誌情報

Is Fetal-Type Posterior Cerebral Artery a Risk Factor for Recurrence in Coiled Internal Carotid Artery-Incorporating Posterior Communicating Artery Aneurysms? Analysis of Conventional Statistics, Computational Fluid Dynamics, and Random Forest With Hyper-Ensemble Approach.

Jaewoo Chung, Jin Hwan Cheong, Jae Min Kim, Deok Hee Lee, Hyeong-Joong Yi, Kyu-Sun Choi, Jae Sung Ahn, Jung Cheol Park, Wonhyoung Park

Neurosurgery, 2023 Sep 01

💬 AI 翻訳タイトル

胎児型後大脳動脈は、内頸動脈を取り込む後交通動脳瘤に対するコイル塞栓療法における再発危険因子であるか？従来統計解析、CFDシミュレーションおよびハイパー・アンサンブルアプローチを用いたランダムフォレストによる解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、胎児型後大脳動脈（FPCA）が内頸動脈を取り込む後交通動脳瘤に対するコイル塞栓療法後の再発リスクに与える影響を明らかにすることを目的としている。
  • 解析には、2011年1月から2016年12月までにコイル塞栓療法を受けた症例の臨床データに基づく従来統計解析、三次元モデルを用いたCFDシミュレーション、およびハイパー・アンサンブルアプローチを用いたランダムフォレスト解析が用いられた。
  • 従来統計解析ではFPCAがリスク因子であると示されず、CFD解析においてもFPCAの直径単独では有意なリスク因子とはならず、またランダムフォレスト解析では再発においてFPCAの影響が充填密度に比べて僅かであることが明らかになった。
  • これら３つの解析手法の結果を総合すると、FPCA自体が内頸動脈を取り込む後交通動脳瘤に対するコイル塞栓療法後の再発における主要なリスク因子であるとは言いがたいと結論付けられる。

(049) Sabernaeemi[7]

📕 書誌情報

Influence of stent-induced vessel deformation on hemodynamic feature of bloodstream inside ICA aneurysms.

Amir Sabernaeemi, M Barzegar Gerdroodbary, Sajad Salavatidezfouli, Peiman Valipour

Biomech Model Mechanobiol, 2023 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

ステントによる血管変形がICA動脈瘤内の血液血行動態に与える影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、ステント補助コイリング治療に際して引き起こされる局所血管変形がICA（Internal Carotid Artery）動脈瘤内の血液血行動態にどのような影響を与えるかを解明することを目的とする。
  • 本研究では、one-way FSI（Fluid-Structure Interaction）手法を用いて、介入の有無による4種類のICA動脈瘤モデルにおいて、血流速度、血管壁圧、WSS（Wall Shear Stress）、およびOSI（Oscillatory Shear Index）をピーク収縮期に評価した。
  • 解析の結果、ステント使用はOSIを除くほぼ全ての血行動態パラメータを低下させ、またステントの配置により動脈瘤の頸部への流入が減少することが確認されたが、その効果は個々の動脈瘤間で一貫性が見られなかった。
  • 結論として、動脈瘤の形状変形は血行動態に大きな影響を及ぼし、コイリングを伴わないステント適用であっても十分な変形が得られる場合には、血行動態の大部分が改善される可能性が示された。

(050) Nakano

📕 書誌情報

Stagnating blood flow related to thrombus formation in pulmonary vein stump after left upper lobectomy.

Takahito Nakano, Hiroyuki Kaneda, Tomohiro Murakawa

Gen Thorac Cardiovasc Surg, 2023 Nov

  • Keywords: Blood flow stagnation, Computational fluid dynamics, Left upper lobectomy, Pulmonary vein, Thrombus
  • DOI
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  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

左上葉切除後における肺静脈スタンプでの血流停滞と血栓形成の関連

💬 AI 要約

  • 本研究は、左上葉切除後の肺静脈スタンプ内の血流停滞が血栓形成を促進し、術後の脳梗塞のリスク増大につながるという仮説を検証することを目的とした。
  • 造影CTを用いて肺静脈スタンプの三次元形状を再現し、計算流体力学 [CFD] を用いて血流速度および壁剪断応力 (WSS) の解析を行い、血栓の有無により群を比較検討した。
  • その結果、1回拍動当たりの平均血流速度が10 mm/s、3 mm/s、1 mm/s未満の体積や、一貫してこれらの閾値以下である領域、さらに0.1 Pa、0.03 Pa、0.01 Pa未満の平均WSSおよびその持続的低下領域の面積が、血栓形成群で有意に大きいことが示された。
  • これらの結果は、肺静脈スタンプ内の血流停滞が左上葉切除を受けた患者における血栓形成を促進し、術後の脳梗塞発症に寄与する可能性があることを明らかにしている。

(051) Gao[1]

📕 書誌情報

Study of Typical Ruptured and Unruptured Intracranial Aneurysms Based on Fluid-Structure Interaction.

Bei Gao, Hongchang Ding, Yande Ren, Di Bai, Zeyu Wu

World Neurosurg, 2023 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

流体構造相互作用に基づく典型的な破裂性および非破裂性頭蓋内動脈瘤の研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、動脈壁の変形効果を考慮するために流体構造相互作用 (FSI) を採用し、破裂性および非破裂性頭蓋内動脈瘤間の形態学的および血行力学的相違を明らかにすることを目的とした。
  • 中大脳動脈分岐部に位置する計12例（破裂性8例、非破裂性4例）の頭蓋内動脈瘤を対象に、流れのパターン、壁面せん断応力 (WSS)、振動せん断指数 (OSI)、および動脈壁の変位と変形を含む血行力学パラメータを解析した。
  • 解析の結果、破裂性動脈瘤では、広範な低WSS領域、より複雑かつ集中し不安定な流れパターン、高いOSI、および大規模な変位・変形領域が認められた。
  • 以上の結果から、高いアスペクト比、流れの不安定かつ集中したパターン、大規模な低WSS領域、顕著なWSS変動、高いOSI、並びに動脈瘤ドームの大きな変位が破裂のリスク因子と考えられ、臨床診断および治療の優先順位決定に寄与することが示唆された。

(052) Bhardwaj[1]

📕 書誌情報

Modeling flow in an in vitro anatomical cerebrovascular model with experimental validation.

Saurabh Bhardwaj, Brent A Craven, Jacob E Sever, Francesco Costanzo, Scott D Simon, Keefe B Manning

Front Med Technol, 2023

💬 AI 翻訳タイトル

in vitro解剖学的脳血管モデルにおける流体モデリングと実験的検証

💬 AI 要約

  • 本研究は、急性虚血性脳卒中（AIS）の病態メカニクスを解明するために、脳血管内での血流および塞栓の移動と停滞の挙動を調査することを目的としている。
  • 目的達成のため、in vitroの解剖学的脳血管モデルを構築し、文献に基づく生理学的流量分布に合わせて流れを調整した上で、通常条件と脳卒中条件下での圧力および流量の測定を実施し、それに対応するCFDシミュレーションを行った。
  • その結果、CFDシミュレーションは実験データと比較して相対的に近似しており、平均実験データの±7%以内の誤差範囲で予測され、多くのCFD予測値が実験測定の不確かさ内に収まった。
  • 以上の成果は、現実的な脳血管モデルにおける流れのin vitroベンチマークデータセットを提供し、AISの計算モデル検証に向けた初期段階の進展を示している。

(053) Feng[1]

📕 書誌情報

Cerebral Hemodynamics Underlying Artery-to-Artery Embolism in Symptomatic Intracranial Atherosclerotic Disease.

Xueyan Feng, Hui Fang, Bonaventure Y M Ip, Ka Lung Chan, Shuang Li, Xuan Tian, Lina Zheng, Yuying Liu, Linfang Lan, Haipeng Liu, Jill Abrigo, Sze Ho Ma, Florence S Y Fan, Vincent H L Ip, Yannie O Y Soo, Vincent C T Mok, Bo Song, Thomas W Leung, Yuming Xu, Xinyi Leng

Transl Stroke Res, 2024 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

症候性頭蓋内動脈硬化性疾患における動脈間塞栓の基礎となる脳血行動態

💬 AI 要約

  • 本研究は、症候性頭蓋内動脈硬化性疾患（ICAD）患者における動脈間塞栓（AAE）と関連する脳血行動態の特徴を解明することを目的とした。
  • 前循環のICADがCTアンジオグラフィー（CTA）により確認された患者を対象に、CTAに基づく計算流体力学（CFD）モデルを構築し、血流シミュレーションを行い、病変を跨ぐ圧力比（PR）および壁面せん断応力比（WSSR）を算出した。
  • 99例中44例がAAEの可能性を示し、特に高いWSSRがAAEと独立に関連しており、低PRの患者において高いWSSRの影響が顕著であることが結果として示された。
  • 過度に上昇した壁面せん断応力がICADにおけるAAEのリスク増大に寄与する可能性が示唆され、またAAEと共存する低灌流は二次脳卒中予防の治療指標となり得ると結論付けられた。

(054) Robert Bateman[1]

📕 書誌情報

Investigating the hemodynamic implications of triangular cross-sectioned superior sagittal sinus vessels and the errors associated with idealised modelling.

Alexander Robert Bateman, Grant Alexander Bateman, Tracie Barber

J Biomech, 2023 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

三角断面を有する上矢状洞血管の血液力学的影響と理想化モデリングに伴う誤差の検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、有限患者固有データを使用しない理想化モデルにおいて、しばしば循環断面と仮定される上矢状洞血管が実際には三角形断面を呈することを踏まえ、その血液力学的影響を検討することを目的とした。
  • 研究では、1つの循環断面モデル、3つの三角断面モデル、および5つの患者固有断面モデルを用い、集団平均の過渡血流プロファイルを組み込んだComputational Fluid Dynamics [CFD]モデリング手法が適用された。
  • 解析の結果、三角断面では循環断面と比較して最大ヘリシティが増大し、後側洞壁においてより局在化した高い壁面せん断応力（WSS）が観察された一方、断面積が血液力学パラメータに大きく影響することが示された。
  • 結論として、本研究は実際の血管幾何学を反映しない理想化モデリング手法の使用に伴う誤差に注意が必要であること、並びに人間の解剖学的構造の正確な理解が血液流体解析において重要であることを強調している。

(055) Schollenberger

📕 書誌情報

A magnetic resonance imaging-based computational analysis of cerebral hemodynamics in patients with carotid artery stenosis.

Jonas Schollenberger, Drew J Braet, Luis Hernandez-Garcia, Nicholas H Osborne, C Alberto Figueroa

Quant Imaging Med Surg, 2023 Feb 01

  • Keywords: Computational fluid dynamics (CFD), carotid artery stenosis (CAS), cerebral hemodynamics, collateral flow, magnetic resonance imaging (MRI)
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  • OpenCitations: NA

💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈狭窄患者における脳血行動態の磁気共鳴画像法を用いた計算解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、頸動脈狭窄が脳血行動態に及ぼす影響を、MRIに基づくComputational Fluid Dynamics（CFD）解析を用いて検討し、新たな血行動態指標を提示することで脳卒中リスクの理解を深めることを目的とした。
  • 研究では、高度の無症候性頸動脈狭窄を有する2例の患者を対象に、位相差MRIフローおよびArterial Spin Labeling [ASL]パーフュージョンデータにより校正された頸部および脳血流の3次元解剖学的基盤の計算モデルを作成し、術前と術後の血行動態パラメーターを比較解析した。
  • 解析の結果、患者1は狭窄部で著しい血流および圧力の低下と80.31%という大きな半球間の血流代償を示し、平均圧力勾配が26.3 mmHgであったのに対し、患者2はわずかな変化と20.05%の限定的な側副血流、平均圧力勾配が1.8 mmHgであったことが明らかとなり、さらに術後には患者2においても血行動態の改善が限定的であったことが確認された。
  • これらの知見は、MRIに基づくCFD解析が解剖学的評価だけでは把握しきれない脳血行動態の重要な違いを明らかにすることを示しており、再血行再建術が必ずしも血行動態の改善につながるとは限らないこと、及びこれらの血行動態の差異が脳卒中リスクや臨床管理に与える影響を解明するための更なる研究の必要性を示唆している。

(056) Luisi[1]

📕 書誌情報

Investigation of Cerebral Hemodynamics During Endovascular Aspiration: Development of an Experimental and Numerical Setup.

C A Luisi, A Amiri, M Büsen, T Sichermann, O Nikoubashman, M Wiesmann, U Steinseifer, M Müller, M Neidlin

Cardiovasc Eng Technol, 2023 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

血管内吸引中の脳血行動態の検証：実験的および数値的セットアップの開発

💬 AI 要約

  • 本研究は、急性虚血性脳卒中において血栓による脳動脈閉塞が引き起こす緊急事態に対し、吸引血栓除去術実施中の血行動態を解明することを目的としている。
  • 患者特異的な脳動脈モデルを用いたコンプライアントなin vitroセットアップを開発し、圧力、流量および局所速度を計測する実験的手法とCFD（Computational Fluid Dynamics）モデルによる数値シミュレーションを組み合わせた方法を採用した。
  • 実験結果では、閉塞の重症度および血管内吸引によって抽出される体積流量により脳動脈内の流れの再分配が大きく左右され、CFDシミュレーションは流量でR=0.92、圧力でR=0.73という高い相関を示し、基底動脈内部の局所速度場についてもPIV（Particle Image Velocimetry）データと良好な一致が得られた。
  • 提示されたセットアップは、任意の患者特異的な脳血管解剖における動脈閉塞および血管内吸引技術の詳細なin vitro解析を可能とし、さらにin silicoモデルが複数の吸引シナリオにおいて一貫した流量と圧力の予測を提供することで、血栓除去術の最適化と臨床的安全性向上に貢献している。

(057) Haley[1]

📕 書誌情報

A Rational Approach to Meshing Cerebral Venous Geometries for High-Fidelity Computational Fluid Dynamics.

Anna L Haley, Gurnish Sidora, Nicole M Cancelliere, Vitor M Pereira, David A Steinman

J Biomech Eng, 2023 Jul 01

💬 AI 翻訳タイトル

高忠実度計算流体力学のための脳静脈形状のメッシュ生成に対する合理的アプローチ

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳静脈に特有の低圧領域で観察される複雑な幾何形状（穿孔、平坦または三角形断面、収縮・拡張を含む）および非層流挙動に対応するため、CFD解析を用いた診断および治療計画に資する新たなメッシュ生成戦略の開発を目的としている。
  • 方法として、lumen形状および流量境界条件から得られるセンターラインを活用し、局所水力直径および断面平均速度を算出、さらに従来の局所KolmogorovおよびTaylor microscalesの定義に基づいて流れの長さスケールを概算した。
  • 結果として、三つの代表的症例およびCFDメッシュ細分化研究により、本手法が従来のサイズベース戦略の問題点を回避し、比較的粗いメッシュエッジ長から始めた場合でも高周波の流動不安定性の収束を達成することが示された。
  • 結論として、非層流または遷移流・乱流の可能性を念頭に置いた流れの長さスケールの合理的検討は、複雑または未知の脳静脈lumen形状に対するdenovoメッシュ生成のための再現性あるベースラインとして有用であることが示唆された。

(058) Wang

📕 書誌情報

Impact of total cerebral small vessel disease score on ophthalmic artery morphologies and hemodynamics.

Jia-Lin Wang, Xue-Ru Cheng, Zhao-Yang Meng, Yan-Ling Wang

J Transl Med, 2023 Feb 01

  • Keywords: Cerebral small vessel disease, Computational fluid dynamics, Ophthalmic artery
  • DOI
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💬 AI 翻訳タイトル

全脳小血管病変スコアが眼動脈の形態および血行動態に与える影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳だけでなく眼などの他臓器にも影響を及ぼす全身性疾患である脳小血管病（CSVD）において、全脳小血管病変スコアと眼動脈（OA）の形態および血行動態の関連性を明らかにすることを目的とした。
  • 研究方法として、CSVD患者22名（34眼）および健常対照5名（10眼）を対象とした横断的観察研究を実施し、磁気共鳴画像（MRI）に基づくCSVD徴候から総スコアを算出し、3次元眼動脈モデル再構築により形態計測、さらにComputational Fluid Dynamics [CFD]シミュレーションを用いて血行動態情報を評価した。
  • 結果として、全脳小血管病変スコアは眼動脈径、血流速度、および質量流量比と有意な負の相関（全P < 0.05）を示し、交絡因子調整後も眼動脈血流速度との独立した関連性（β = -0.202, P = 0.005）が確認された。また、特定のCSVD徴候（微小出血、拡大周囲血管スペース、ラクリナー梗塞、白質高信号）と眼動脈の各パラメータとの間に相関が認められた。
  • 結論として、眼動脈における形態および血行動態の変化は、CSVDの重症度と関連していることが示唆され、今後、眼動脈の評価を通じたCSVDの診断および病態解明に向けた更なる研究の必要性が示された。

(059) Bhardwaj

📕 書誌情報

Modeling Flow in an In Vitro Anatomical Cerebrovascular Model with Experimental Validation.

Saurabh Bhardwaj, Brent A Craven, Jacob E Sever, Francesco Costanzo, Scott D Simon, Keefe B Manning

bioRxiv, 2023 Feb 02

💬 AI 翻訳タイトル

実験的検証を伴うin vitro解剖学的脳血管モデルにおける血流モデリング

💬 AI 要約

  • 本研究は、急性虚血性脳卒中（AIS）の根底にあるメカニズムを明らかにするため、血流および塞栓物の移動・詰まりを評価する目的で、解剖学的にリアルなin vitro脳血管モデルと対応する計算流体力学（CFD）シミュレーションを確立することを目指した。
  • 研究では、文献から得られた生理学的測定値に合わせて血流分布を調整した現実的なin vitro脳血管モデルを構築し、正常状態および脳卒中条件下での圧力と流量の実測値を取得し、これらのデータと対応するCFDシミュレーションとを比較検証した。
  • 結果として、CFDシミュレーションは平均実験データの±7％以内で実測と比較的近い一致を示し、多くの予測結果が実験測定の不確実性の範囲内に収まることが確認された。
  • 本研究は、現実的な脳血管モデルにおける血流のin vitro基準データセットを提供し、急性虚血性脳卒中に関する計算モデルの検証への第一歩として科学に貢献するものである。

(060) Wang[4]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

深層学習に基づく頸動脈狭窄症の術前後における血行力学予測

💬 AI 要約

  • 本研究は、CFD（[computational fluid dynamics]）を用いた頸動脈狭窄症の血行力学予測における高い計算コストの課題に対し、深層学習（[deep learning]）戦略の適用可能性を検討することを目的としている。
  • 280例の頭頸部CT血管造影データベースから画像に基づく三次元CFDモデルを構築し、血管抽出、計算領域のメッシング、拍動流境界条件の設定を経て、CFDシミュレーションを実施した上で、点群データセットと二重サンプリング・解析チャネルを備えた深層学習ネットワークを提案した。
  • 提案された深層学習モデルは、計算コストを7,200倍削減しながらも、誤差が12.5%未満という高い精度で、狭窄部平均速度を含む主要な血行力学パラメータを予測し、CFDシミュレーションとの良好な一致を示した。
  • 本研究は、術前後の頸動脈狭窄症に対する迅速かつ正確な血行力学予測の実現可能性を示すとともに、ステント挿入などの実際の手術イベントを取り入れた大規模データセット、個別化境界条件の利用、及び深層学習ネットワークの最適化によるさらなる精度向上の可能性を示唆している。

(061) Perinajová[2]

📕 書誌情報

On the identification of hypoxic regions in subject-specific cerebral vasculature by combined CFD/MRI.

Romana Perinajová, Pim van Ooij, Saša Kenjereš

R Soc Open Sci, 2023 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

CFD/MRI併用による被検者特異的脳血管内の低酸素領域の同定

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、被検者特異的脳血管における低酸素領域の同定を、計算流体力学（CFD）と磁気共鳴画像（MRI）を組み合わせた非侵襲的手法で実現する可能性を探ることである。
  • 研究方法として、4次元（4D）フローMRI測定に基づいた計算領域および境界条件を用い、Willis輪の被検者特異的形状における酸素の質量輸送のコンピュータシミュレーションが行われ、酸素の質量輸送モデルとして、希薄な化学種としてのパッシブモデルと、ヘモグロビンに結合した形を考慮するアクティブモデルの2タイプが検討された。
  • シミュレーションの結果、ヘモグロビンを用いた輸送を無視すると動脈壁での酸素質量輸送が大幅に過小評価されることが明らかとなり、局所のSherwood数と評価されたDamköhler数(範囲〈9;57〉)を比較することで動脈壁に沿った低酸素領域が特定された。
  • 最終的に、本研究は提案するMRI/CFD併用アプローチについて、より大規模な被検者または患者特異的な脳血管システムを対象とした追加検証を推奨している。

(062) Yang[2]

📕 書誌情報

Influence of blood viscosity models and boundary conditions on the computation of hemodynamic parameters in cerebral aneurysms using computational fluid dynamics.

Hyeondong Yang, Ineui Hong, Yong Bae Kim, Kwang-Chun Cho, Je Hoon Oh

Acta Neurochir (Wien), 2023 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

血液粘度モデルと境界条件が計算流体力学を用いた脳動脈瘤の血行動態パラメータ算出に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤解析における計算流体力学（CFD）条件設定の推奨事項を確立することを目的とした。
  • 本研究では、入口境界条件としてプラグ流およびWomersley流、出口境界条件としてゼロ圧および脈動圧を採用し、さらに粘度仮定（Newtonian流体対非Newtonian流体）の影響を流量に応じて解析し、CFDプロセスはParticle Image Velocimetry実験データを用いて検証された。
  • 十分な入口長が確保された場合、入口および出口の境界条件はCFD結果にほとんど影響を与えず、また、流量増加に伴いNewtonian流体と非Newtonian流体間の血行動態パラメータの差が減少することが確認された。
  • これらの結果は、脳動脈瘤に関するCFD解析の標準化に寄与し、異なる研究グループ間で一貫性のある解析手法の確立を可能にするものである。

(063) Paritala[3]

📕 書誌情報

Reproducibility of the computational fluid dynamic analysis of a cerebral aneurysm monitored over a decade.

Phani Kumari Paritala, Haveena Anbananthan, Jacob Hautaniemi, Macauley Smith, Antony George, Mark Allenby, Jessica Benitez Mendieta, Jiaqiu Wang, Liam Maclachlan, EeShern Liang, Marita Prior, Prasad K D V Yarlagadda, Craig Winter, Zhiyong Li

Sci Rep, 2023 Jan 05

💬 AI 翻訳タイトル

10年間にわたってモニタリングされた脳動脈瘤のCFD解析の再現性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤（IA）血行力学に関するCFD(Computational Fluid Dynamics)解析におけるチーム内変動の要因を検討し、これが動脈瘤の形態およびCFDパラメータに与える影響を評価することであった。
  • 4名のオペレーターが、1例の中大脳動脈瘤患者の10年間にわたる6組の磁気共鳴血管造影データを用い、統一されたプロトコルとソフトウェアによりモデル再構築および数値解析を行い、その後、得られたモデルの形態および血行力学を比較した。
  • セグメンテーション、スムージングファクター、及び入口および出口枝長がチーム内変動の要因となり、時間平均壁面せん断応力分布については80%の再現性が認められ、主要な差異はスムージングの程度に起因した。
  • これらの結果から、標準化されたセグメンテーションプロトコルの確立によりCFDシミュレーションの臨床応用が実現可能となる可能性が示唆され、さらに、10年間にわたる動脈瘤形状変化の解析において、正負の壁面せん断応力発散(WSSD)の共存が子嚢の形成に寄与することが明らかとなった。

(064) Wang[2]

📕 書誌情報

Efficacy assessment of superficial temporal artery-middle cerebral artery bypass surgery in treating moyamoya disease from a hemodynamic perspective: a pilot study using computational modeling and perfusion imaging.

Xinhong Wang, Haipeng Liu, Mengxi Xu, Cong Chen, Linlin Ma, Fangyu Dai

Acta Neurochir (Wien), 2023 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

血行動態の視点から見たMoyamoya病治療における表在側頭動脈‐中大脳動脈バイパス術の有効性評価：計算機モデルおよび灌流イメージングを用いたパイロットスタディ

💬 AI 要約

  • 本研究は、閉塞した中大脳動脈（MCA）が認められるMoyamoya病（MMD）患者に対する表在側頭動脈‐中大脳動脈（STA-MCA）バイパス術の治療効果を、血行動態の観点から評価することを目的としている。
  • 研究方法として、患者固有の血圧および術後動脈形状を用いた計算流体力学（CFD）シミュレーションと灌流イメージングによる脳血流量（CBF）の評価を組み合わせた回顧的解析を行った。
  • CFDシミュレーションにより、STAとバイパスの体積流量、近位バイパスにおける平均流速、経頭蓋圧降下、及び経頭蓋流体抵抗が算出され、術後MCA領域のCBF増加と一致する結果が得られた。
  • これらの結果は、CFDシミュレーションがSTA-MCAバイパス術の有効性評価において有用な非侵襲的低コストのツールとなり得ると示唆するとともに、術後の狭窄が血行動態に影響を及ぼす可能性を明らかにしている。

(065) Raghuram[3]

📕 書誌情報

Comprehensive morphomechanical analysis of brain aneurysms.

Ashrita Raghuram, Adam Galloy, Marco Nino, Sebastian Sanchez, David Hasan, Suresh Raghavan, Edgar A Samaniego

Acta Neurochir (Wien), 2023 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の包括的な形態力学解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、3D aneurysm wall enhancement (AWE)、computational fluid dynamics (CFD) および finite element analysis (FEA) を組み合わせた多角的解析により、脳動脈瘤壁の生物学的プロセスの解明を目的とした。
  • 方法として、無破裂動脈瘤を7T高解像度MRIにより前向きに撮影し、全動脈瘤壁の3D AWEカラーマップを生成して、CFDおよび FEA から導出された形態力学パラメータの等高線プロットと共登録した上で、ドーム、ブレブ、ネックの各区画別解析を実施した。
  • 結果として、3D-CAWE陽性の動脈瘤では壁張力（WT）および時間平均壁せん断応力（TAWSS）が有意に高く、またドーム部の局所的AWE領域はネック部に比べてWT、TAWSS、壁せん断応力勾配（WSSG）が低い一方で振動せん断指数（OSI）が高いこと、さらにブレブは非AWE領域と比較して各パラメータが低く、紡錘形（fusiform）動脈瘤は嚢状（saccular）動脈瘤に比べ3D-CAWEおよびWTが高いことが示された。
  • 結論として、脳動脈瘤のドーム部とネック部は異なる形態力学環境にあり、特にネック部には高い機械的負荷がかかっていること、さらに局所的に高いAWEを示す領域は低い壁張力、低い壁せん断応力および低流量状態と関連していることが明らかとなった。

(066) Mu[14]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

注意残差U-Netによる差分前処理と幾何学的後処理を組み合わせた血管（頭蓋内動脈瘤を含む）のセグメンテーション学習

💬 AI 要約

  • 本研究は、3D回転血管造影（3DRA）画像における頭蓋内動脈瘤（IA）およびその隣接血管の自動セグメンテーションの精度向上を目的として、注意残差U-Net（ARU-Net）アーキテクチャの開発を試みた。
  • 提案モデルは、従来のU-Netフレームワークを基盤とし、境界強調に基づく画像前処理、各層における注意ゲートによる長いスキップ接続、残差ベースの短いスキップ接続、マルチスケール監視戦略および3D条件付きランダム場（3DCRF）と3D連結コンポーネント最適化（3DCCO）を利用した幾何学的後処理を組み込むことで構築された。
  • 実験結果では、ARU-Netが定量的および定性的評価において最新技術と比較して同等または優れた性能を示し、特に従来手法では検出が困難な微小血管を含む動脈瘤に連結する血管の識別能力を向上させた。
  • 以上の結果から、提案されたARU-Netモデルは3DRA画像上で高精度なIAセグメンテーションを自動実行でき、後続の「patient-specific」計算流体力学[CFD]シミュレーションなどの臨床計算血行動態解析に有望な応用可能性を有すると結論付けられる。

(067) Wickramarachchi

📕 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
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💬 AI 翻訳タイトル

動脈カニューレ先端位置がvenoarterial extracorporeal membrane oxygenation（[VA ECMO]）中の不均一低酸素血症に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、[VA ECMO]中における不均一低酸素血症を引き起こす大動脈弓枝への酸素化血流供給に対する動脈カニューレ先端位置の影響を明らかにすることを目的とした。
  • 研究では、計算流体力学（[CFD]）シミュレーションを用い、4種類の動脈カニューレ先端位置（P1．大腿動脈、P2．腹部大動脈、P3．下行大動脈、P4．大動脈弓）を異なる心機能障害と[VA ECMO]補助レベル（50%、80%、90%）下で比較検討した。
  • 解析の結果、P4（大動脈弓位置）では全ての補助レベルにおいて大動脈弓枝へ酸素化血流が安定して供給される一方、P1～P3では最高補助レベル（90%）においてのみ供給が達成され、しかもP4における鎖骨下動脈への供給量0.5 L/minに対しP1～P3では0.11 L/minに留まった。
  • これにより、動脈カニューレ先端を大動脈弓側に進めることが[VA ECMO]中の脳灌流を向上させ、不均一低酸素血症の管理改善に寄与する可能性が示唆された。

(068) Ma[1]

📕 書誌情報

Multiphase Flow Hemodynamic Evaluation of Vertebral Artery Stenosis Lesions and Plaque Stability.

Wei Ma, Zhiguo Cheng, Xiaoqin Chen, Chengdu Huang, Guanghao Yu, Guangxin Chen

Biomed Mater Eng, 2023

💬 AI 翻訳タイトル

多相流を用いた椎骨動脈狭窄病変およびプラーク安定性の血行動態評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、動脈硬化に起因する椎骨動脈狭窄が後循環の血流低下を招く中、狭窄率および狭窄位置が椎骨動脈プラーク形成に及ぼす影響を検討することを目的とする。
  • 研究者らは、異なる狭窄度および位置を持つ狭窄モデルを構築し、多相流数値シミュレーションを用いて、壁せん断応力（WSS）、血流速度、及び赤血球体積分率（RBC volume fraction）を算出した。
  • シミュレーションの結果、各セグメントの30～70%狭窄部で血流速度が著しく増加し、50%狭窄の下流では乱流が、70%狭窄の下流では逆流が認められ、さらに重度の狭窄はWSSの増加と複雑な赤血球体積分率の分布をもたらした。
  • 以上の結果より、狭窄の重症度が進むにつれて血流速度、WSS、及び赤血球体積分率が増加し、プラークの剥離が促進されるとともに、狭い下流スパイラーおよび逆流領域における低WSSと高赤血球体積分率がプラークの成長を加速することが示された。

(069) Miyata[2]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

分岐角および流入係数の差異を用いた中大脳動脈分岐部動脈瘤成長の予測

💬 AI 要約

  • 本縦断研究の目的は、追跡期間中において、中大脳動脈（MCA）分岐部に形成される動脈瘤（IAs）の成長に対する形態学的特徴および血行力学的環境の影響を検討することであった。
  • 本研究では、2011年から2019年にかけて追跡期間2年以上のMCA M1-2分岐部の嚢状型IAsを有する102例の患者が後ろ向きに特定され、成長例（イベント群）とサイズが変化しない例（コントロール群）に分類され、動脈瘤の頸部長、ドーム高さ、アスペクト比、容積、M1およびM2径とその比率、ならびにM1、M2および動脈瘤内の流量、壁せん断応力、動脈瘤流入率係数（AIRC）などの形態学的・血行力学的パラメータが比較解析された。
  • 解析の結果、患者年齢およびAIRCがMCA IAsの成長に対する有意な独立予測因子であることが明らかとなり、さらにAIRCはより鋭い分岐角および流入角、並びにM1とM2動脈間の角度拡大と強く相関していた。
  • これらの所見から、AIRCはMCA IAsの成長を予測する上で重要な独立予測因子であり、鋭い分岐角および流入角と広いM1-M2傾斜角を有する分岐構造を呈する動脈瘤は成長および破裂のリスクが高いことが示唆された。

(070) Straccia

📕 書誌情報

A Novel Patient-Specific Computational Fluid Dynamics Study of the Activation of Primary Collateral Pathways in the Circle of Willis During Vasospasm.

Angela Straccia, Fanette Chassagne, David I Bass, Guilherme Barros, Daniel F Leotta, Florence Sheehan, Deepak Sharma, Michael R Levitt, Alberto Aliseda

J Biomech Eng, 2023 Apr 01

💬 AI 翻訳タイトル

血管攣縮中におけるウィリス環の一次代償血行経路活性化に関する新規患者特異的数値流体力学研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、くも膜下出血後に発生する血管攣縮時にウィリス環内の主要な代償血行経路がどのように活性化されるかを検討するための、新規な患者特異的数値流体力学（CFD）手法を提示することを目的とした。
  • 研究では、Computed Tomographic Angiography [CTA]スキャンを用いて血管構造をセグメント化し、経頭蓋ドップラー超音波（TCD）による血流速度測定値を境界条件としてCFDシミュレーションを構築し、更にBayesian解析を用いて血管径および速度の不確かさを考慮した最適化パラメータセットを求めた。
  • 最適化されたパラメータセットにより、シミュレーション上の血管径、速度および流量は文献に見られる一般的な値範囲内に収まり、パッシブスカラー輸送を用いてモデル化されたバーチャル血管造影も臨床的血管造影と高い一致を示した。
  • また、感度解析により入口および出口の流量変化に伴う代償血流量の変動が定量化され、今後、血管攣縮の位置や重症度、患者間のウィリス環の解剖学的多様性と代償血行経路の活性化との関係を検討するための基盤が提供される。

(071) Yang[4]

📕 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脳内動脈瘤の新たな形態学的パラメータと破裂リスク予測

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳内動脈瘤の不規則性（irregularities）を定量的に評価し、その破裂リスクを予測するための新たな形態学的パラメータを提案することである。
  • 本研究では、従来の形態学的パラメータ（アスペクト比、ボトルネック比、高さ対幅比、体積対開口比、サイズ比）と新たに提案された形態学的パラメータ（質量慣性モーメント）を、破裂例45例および非破裂例80例を含む125例の脳内動脈瘤に対して算出し、計算流体力学（CFD）および流体構造連成（Fluid-Structure Interaction）を用いて血行力学パラメータ（壁せん断応力およびひずみ）も評価した。
  • 結果として、質量慣性モーメントの各成分（Ixx、Iyy、Izz）は破裂群において非破裂群より有意に高い値を示し、従来の形態学的および血行力学パラメータと新たなパラメータを組み合わせた人工ニューラルネットワークにより、破裂リスク予測において感度96.3%、特異度85.7%、ROC曲線下面積0.921という高い性能を達成した。
  • 結論として、本研究で提案された新たな形態学的パラメータは、脳内動脈瘤の不規則性評価に有用であり、臨床医が破裂リスクをより効果的に予測するための新たなアプローチとして貢献する可能性が示された。

(072) Tian[4]

📕 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を用いた症候性脳内アテローム性狭窄症におけるリスク層別化

💬 AI 要約

  • 本研究は、従来の血管リスク因子とCFD [Computational Fluid Dynamics] により評価される脳血行動態指標を統合した症候性脳内アテローム性狭窄症 (sICAS) 患者における脳卒中再発リスク予測ノモグラムの作成および比較を目的とした。
  • CTアンジオグラフィーにより50%～99%のsICASが確認された患者を対象とし、従来の血管リスク因子、狭窄の重症度（中等度：50%～69%、重度：70%～99%）、およびCTAベースのCFDモデルを用いて算出された穿通性圧力比 (PR) と壁剪断応力比 (WSSR) を評価し、血行動態ステータスを正常、中間、異常に分類した。
  • 245例のsICAS患者中20例（8.2%）が1年以内に同領域で再発性虚血性脳卒中（SIT）を発症し、糖尿病、脂質異常症、血行動態ステータス、高血圧、50歳以上を組み込んだD2H2AノモグラムがHosmer-Lemeshow検定P=0.560の校正性およびC統計量0.73（95% CI 0.60～0.85）の識別性能を示した。
  • 以上の結果から、従来の血管リスク因子とCFDモデルによって評価されるsICASの血行動態的意義を統合したD2H2Aノモグラムは、最適な医療治療下におけるsICAS患者の再発性脳卒中リスクを層別化する有用なツールとなり得る。

(073) Lu[1]

📕 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

造影剤非使用サイレントMR血管造影による未破裂脳内動脈瘤の血行動態および形態評価：比較計算流体力学研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、造影剤を用いないサイレントMR血管造影に基づく3次元幾何学的記述および血行動態計算の信頼性を、未破裂脳内動脈瘤に対して検証することを目的としている。
  • 全19人の患者23例の未破裂脳内動脈瘤に対して、サイレントMR血管造影と3次元回転血管造影（3DRA）を実施し、各患者個別の3D再構築画像に対する計算流体力学（CFD）シミュレーションを行い、両画像モデルの形態および血行動態を比較解析した。
  • 解析の結果、サイレントMR血管造影モデルは3DRAモデルに比べて最大および垂直高さ、動脈瘤表面積、動脈瘤体積が小さく（p<0.05）、形態学的パラメータは全体として良好な一致を示す一方、一部の血行動態パラメータは中程度の一致を、正規化指標（NWSS、LSA、ICI、NAV）は強い相関を示した。
  • 両手法による形態および血行動態評価は比較可能であり、特に正規化された血行動態指標がサイレントMR血管造影における評価において優れた有用性を持つことが示唆された。

(074) Mandrycky[1]

📕 書誌情報

Endothelial Responses to Curvature-Induced Flow Patterns in Engineered Cerebral Aneurysms.

Christian J Mandrycky, Ashley N Abel, Samuel Levy, Laurel M Marsh, Fanette Chassagne, Venkat K Chivukula, Sari E Barczay, Cory M Kelly, Louis J Kim, Alberto Aliseda, Michael R Levitt, Ying Zheng

J Biomech Eng, 2023 Jan 01

💬 AI 翻訳タイトル

工学的脳動脈瘤における曲率誘導流動パターンに対する内皮細胞応答

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤治療における臨床転帰と関連する血行力学的要因を踏まえ、工学的に作製した脳動脈瘤モデルを用いて、親血管の曲率によって誘導される流動パターンが内皮細胞に及ぼす影響を明らかにすることである。
  • 研究方法として、解剖学的スケールの動脈瘤モデルを作製し、内皮細胞の管腔内培養を生理学的に適合した流動プロファイル下で実施するための堅牢なワークフローを確立し、計算流体力学（CFD）と連携して解析を行った。
  • 結果として、親血管の曲率に起因する流動パターンは、壁面せん断応力（WSS）およびその勾配（WSSG）の変動をもたらし、高WSS領域では内皮細胞が流れに沿って整列し強いNotch1-外部領域（ECD）の極性化を示す一方、低WSS領域では曲率変化に伴うWSSGの低下が細胞整列性の減弱およびNotch1-ECDの極性化の緩和と相関していることが明らかとなった。
  • 以上の概念実証的結果は、工学的に構築された細胞化された動脈瘤モデルを用いることで、計算流体力学（CFD）と基礎内皮生物学との関連性を示す新たなアプローチを提供する点で、科学に貢献している。

(075) Rigatelli[3]

📕 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

高リスク特発性卵円孔開存のマーカーとしての血液滞留時間の増加

💬 AI 要約

  • 本研究は、患者個別の3D計算流体力学（[CFD]）解析を用いて、特発性卵円孔開存（PFO）患者、洞調律（SR）患者、及び心房細動（AF）患者間の左心房内血液滞留時間（Rt）の差異を比較し、脳梗塞（cryptogenic stroke）との関連性を明らかにすることを目的とした。
  • 本研究では、時間分解型CTスキャンと経胸壁心エコー検査（TTE）を用いて左心房（LA）及び左心耳（LAA）の血行動態モデルを作成し、合計90名（SR 30名、PFO 30名、AF 30名）の患者を対象にRtの分布を評価した。
  • 解析の結果、PFO患者は健常被験者に比べて有意に高い平均Rt値（2.65±0.2秒対1.5±0.2秒）を示し、また、MRI上で脳病変を有するPFO患者は有無にかかわらずRtがさらに増加していることが明らかとなり、AF患者はPFO患者よりもさらに高いRtを示した。
  • これらの知見は、左心房の平均Rt値の上昇がPFOとcryptogenic strokeを結びつける病態生理学的メカニズムの理解に寄与し、高リスクPFOの有力なマーカーとなり得ることを示唆している。

(076) Chen[1]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

LVIS補助コイリング後再発した破裂椎骨動脈解離性動脈瘤に対するパイプライン装着によるCFD解析：症例報告および文献レビュー

💬 AI 要約

  • 本研究は、椎骨動脈解離性動脈瘤（VADA）の再発における血行動態の役割を明らかにすることを目的とした。
  • 対象患者は、初回に低プロファイル可視化内腔支持（LVIS）補助コイリング治療を受け、その後再発時にパイプライン塞栓デバイス（PED）が装着され、6回の連続画像データに基づき有限要素解析およびCFD（Computational Fluid Dynamics）シミュレーションが実施された。
  • 解析の結果、LVIS補助コイリング治療後7ヶ月で、十分に抑制されなかった高い壁面せん断応力（Wall Shear Stress [WSS]）と高い入口流速度により動脈瘤再発が認められたが、PED装着後にはWSS、入口流および動脈瘤頸部での流速が著しく低下し、3ヶ月の追跡期間で動脈瘤嚢が大幅に縮小した。
  • 27ヶ月の追跡検査により動脈瘤が安定していたことから、特に後下小脳動脈周囲における親動脈頸部での高いWSSと高速の流入が動脈瘤再発に寄与する可能性が示唆された。

(077) Yang[9]

📕 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

脳動脈瘤破裂リスク予測における新規CNNベースディープラーニングモデルの適用

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血行動態パラメータに基づく新規ディープラーニングモデルを用いて、脳動脈瘤の破裂リスクを予測する新たな手法を提案することである。
  • 123例の脳動脈瘤症例を対象に、[computational fluid dynamics]および[fluid-structure interaction]を用いて血行動態パラメータを算出し、これらを画像に変換した上でCNNの学習に利用し、さらに新たなデータ拡張手法により53,136枚の画像を生成した。
  • 解析の結果、壁せん断応力（WSS）や歪み単独で訓練されたCNNの受信者動作特性曲線下面積はそれぞれ0.716および0.741であったが、WSSと歪みを組み合わせた画像を用いたCNNは0.883のAUCを示し、感度と特異度はそれぞれ0.81および0.82であった。
  • これらの成果は、WSSや歪みなどの血行動態因子を組み込んだCNNベースのディープラーニングアルゴリズムが、脳動脈瘤の破裂リスク予測において高い予測精度を実現する有効なツールとなり得ることを示唆している。