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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 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：2023-01-01 - 2023-12-31
    • 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

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💬 AI 翻訳タイトル

微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、3D回転血管撮影（3DRA）画像から頭蓋内動脈瘤（IA）とその隣接血管を、信頼性の高い迅速かつ正確な手法で自動セグメンテーションするための注意残差U-Net（ARU-Net）アーキテクチャを開発することである。
  • 提案ARU-Netは古典的U-Net枠組みに基づき、境界強調により輪郭情報を増強して微小血管を強調する微分前処理、さらに注意ゲートの長いスキップ結合によりIAに対する視野（FOV）を強調する仕組み、各層への残差型短いスキップ結合による深部監督、復号経路の異なる段階で独立予測を行うマルチスケール監督戦略を導入した。
  • 加えて、後処理として3次元条件付きランダム場（3DCRF）および3次元連結成分最適化（3DCCO）を適用し、ARU-Netの有効性を包括的な実験評価により検証した結果、定量的・定性的評価の双方で最先端手法と同等以上の性能が得られた。
  • 特に、IAに接続する動脈の同定、すなわち他手法では認識が困難な微小血管を含む描出が改善し、そのARU-Netでセグメント化されたIA形状は、患者特異的計算血行動態（CFD）シミュレーションといった後続の計算力学的解析において優れた性能を示した。さらにアブレーション研究により、上述した5つの主要改良の有効性が確認され、提案モデルは比較的高精度で3DRA画像中のIAを自動セグメント化でき、臨床CFD解析に資する可能性が示された。

(002) Sabernaeemi [69] 🌟

📕 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

ICA動脈瘤内の血流におけるステント誘起血管変形が血行動態的特徴へ及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤に対する有効な治療選択肢の一つであるステント支援コイル塞栓術では、ステント使用が局所血管の変形を引き起こすことが先行研究で示されているが、単純なステントが血流（hemodynamics）に与える影響は依然として不明である。
  • 本研究では、4種類のICA（内頸動脈）動脈瘤について、介入の有無を条件として血流の血行動態的特徴を調べ、血管変形による相対的寄与を評価するために、ワンウェイFSI（fluid-structure interaction）手法により4つの特徴的ICA動脈瘤を数値シミュレーションした。
  • 動脈瘤内の血流について、ピーク収縮期（peak systolic stage）における血液速度、壁圧、WSS（wall shear stress）に関する4つの血行動態因子を比較した結果、OSI（oscillatory shear index）を除き、ステント使用はほぼ全ての指標を低下させることが示された。
  • ステントは動脈瘤頸部（neck）の流入率を低減する一方で、介入（interventional）の影響は動脈瘤間で一貫した傾向を示さなかった；また、動脈瘤の変形はその血行動態に強い影響を与えるが、多くの先行研究ではステントと血行動態の関係を検討する際に介入前状態に焦点が当てられており、この点は十分に考慮されていなかった。本結果は、コイルを伴わないステント適用が多くの血行動態指標、特に動脈瘤変形が十分に大きい場合に、改善をもたらし得ることを示している。

(003) Salavatidezfouli [69] 🌟

📕 書誌情報

Investigation of the stent induced deformation on hemodynamic of internal carotid aneurysms by computational fluid dynamics.

Sajad Salavatidezfouli, As'ad Alizadeh, M Barzegar Gerdroodbary, Amir Sabernaeemi, Amir Musa Abazari, Armin Sheidani

Sci Rep, 2023 May 02

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学による内頸動脈瘤に対するステント誘起変形の血行動態への影響の調査

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、内頸動脈（ICA）瘤治療に用いられるステントによって親血管が受ける変形が、血行動態へ与える影響を体系的に明らかにすることである。
  • 方法として、4つの異なる瘤（開口部サイズと頸部血管角が異なる）を対象に、非ニュートン流体である血液の流れを計算流体力学（CFD）により解析し、片方向（one-way）の流体-固体相互作用（FSI）アプローチを用いてステント適用による変形後の条件下で瘤内部の血流と血行動態指標を可視化した。
  • 結果として、ステント誘起変形により瘤嚢（sac）領域への血液流入が制限され、その結果として血流速度が低下し、瘤嚢壁の振動せん断指数（oscillatory shear index: OSI）が低減することが示された。
  • 結論として、ステント誘起変形の血行動態への寄与は、瘤壁において特異的に高いOSIを示す症例ほどより顕著であることが観察された。

(004) Ozturk [39] ⭐

📕 書誌情報

Continuous positive airway pressure increases CSF flow and glymphatic transport.

Burhan Ozturk, Sunil Koundal, Ehab Al Bizri, Xinan Chen, Zachary Gursky, Feng Dai, Andrew Lim, Paul Heerdt, Jonathan Kipnis, Allen Tannenbaum, Hedok Lee, Helene Benveniste

JCI Insight, 2023 Jun 22

💬 AI 翻訳タイトル

持続的陽圧換気（CPAP）は髄液（CSF）流動とグリンパティック輸送を増加させる

💬 AI 要約

  • 呼吸は脳内の脳脊髄液（CSF）流動に正の影響を与え得るが、グリンパティック系および髄膜リンパ系を介した老廃物クリアランス機能を含む中枢神経系（CNS）の体液恒常性に対するその作用は不明である。本研究は、自発呼吸下の麻酔げっ歯類において、持続的陽圧換気（continuous positive airway pressure; CPAP）による呼吸機能支援が、グリンパティック―リンパ系機能に及ぼす影響を検証することを目的とした。
  • 工学、MRI（磁気共鳴画像）、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）解析、ならびに生理学的評価を統合したシステムアプローチを用いて検討した。まず、ラット用の鼻部CPAPデバイスを設計し、上気道を開通させ、呼気終末肺容量を増大させ、動脈酸素化を改善することにより、臨床デバイスと同様に機能することを示した。
  • さらに、CPAPは頭蓋底におけるCSF流速を増加させ、グリンパティック輸送を部位特異的に促進することを明らかにした。CPAPにより増大したCSF流速は、ICP（頭蓋内圧）の上昇、すなわちICP波形の拍動振幅（pulse waveform amplitude）の増大と関連していた。
  • 以上より、CPAP下で増強された拍動振幅が、CSFのバルクフロー増加およびグリンパティック輸送の増大の基盤となる可能性が示唆された。本研究は、肺―CSFインターフェースにおける機能的クロストークへの新たな知見を提供し、グリンパティック―リンパ系機能の維持に対してCPAPが治療的利益をもたらし得ることを示した。

(005) 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 ⭐

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💬 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—ナノ粒子薬物送達システムからの神経保護ペプチドの静電的吸着制御放出が可能となる

💬 AI 要約

  • 本研究は、正に荷電した神経保護ペプチドであるピツイタリー・アデニレート・シクラーゼ活性化ポリペプチド（PACAP）と負に荷電したポリ（乳酸-co-グリコール酸）（PLGA）ナノ粒子との静電相互作用を活用し、ヒアルロン酸—メチルセルロース（HAMC）ハイドロゲル複合体中でのPACAP放出を制御することを目的とした。
  • 方法として、ナノ粒子表面へのペプチド吸着を操作し、ハイドロゲル中でのナノ粒子充填量、ならびにナノ粒子表面電荷のいずれかを変更することで、PACAP放出速度を調節した; また、PLGAのpH応答性カルボン酸末端基によってペプチド—ナノ粒子間相互作用を制御した。
  • さらに、循環中のペプチダーゼに対する認識をマスクする新規安定化PACAPアナログであるAc-[Ala15, Ala20]PACAP-propylamideについても制御放出を検証し、放出された野生型および安定化PACAPはいずれも培養一次アストロサイトにおける神経保護性インターロイキン-6の産生を増加させた。
  • 加えて、吸着等温線から実験的に得られたデータに基づき、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）手法により複合体からのPACAP放出を予測したところ、実験データと同様の放出プロファイルが得られた; さらに本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PACAPを局所送達できることがin vivoで示され、中心神経系に対するPACAPの制御放出の有効性が強調された。

(006) 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に基づく深層学習モデルによる脳動脈瘤の破裂リスク予測

💬 AI 要約

  • 破裂した脳動脈瘤は重篤な障害につながるため、破裂前に治療を行うことが重要であり、破裂リスクの正確な予測は様々な血行力学（hemodynamic）因子に基づいて検討されてきた。本研究は、血行力学パラメータを用いた新規の深層学習モデルにより、治療方針の意思決定をより良くするための破裂リスク予測手法を提案することを目的とした。
  • 123例の脳動脈瘤症例に対し、破裂リスク予測を後ろ向きに行うための新規畳み込みニューラルネットワーク（CNN）モデルを構築した。血行力学パラメータの効果をCNNに組み込むため、計算流体力学（computational fluid dynamics）および流体—構造連成（fluid-structure interaction）により当該パラメータを最初に算出し、続いて新規手法によりそれらを画像へ変換してCNNの学習に用いた。
  • データ拡張により十分な学習データを得るための新規データ拡張手法を設計し、データ拡張で生成した合計53,136枚の画像でCNNを学習およびテストした。壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）、ひずみ、両者の組合せ画像で学習したCNNのROC曲線下面積（AUC）はそれぞれ0.716、0.741、0.883であった。
  • カットオフ値に基づくと、WSS画像のみ（感度: 0.5、特異度: 0.79）またはひずみ画像のみ（感度: 0.74、特異度: 0.71）で学習したCNNは高い予測能を示さなかった。一方、WSSとひずみの組合せ画像で学習したCNNは、感度0.81および特異度0.82を示した。WSSおよびひずみを含む血行力学因子に基づくCNN深層学習アルゴリズムは、良好な予測精度をもって脳動脈瘤の破裂リスクを予測する有効な手段となり得る。

(007) 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 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈狭窄の術前・術後における血行動態予測のための深層学習ベースの手法

💬 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、治療予後の評価において臨床的に重要であるが、複雑な血流のリアルタイムCFDには高い計算コストが課題となっている。
  • 脳/頸部CT血管撮影データベース（280例）に基づき、血管抽出、計算領域のメッシング、拍動流境界条件設定を行って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うえで、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ネットワークによるDL戦略を提案した。
  • 学習・検証データにより、DLはCASの画像ベース形状を多様に写像しつつ、CFDに基づく血行動態を高速かつ高精度に予測できたことが示された；またCFDシミュレーションの妥当性は、2つの出口での質量流量について公表結果と良好に一致することで検証され、誤差評価により、術前・術後のCASにおける一過性の血流特性と血管腔形状情報との関連が明らかにされた。
  • 提案モデルは、他手法と比較して計算コストを7,200分の1に削減しつつ精度良好（誤差<12.5%）であり、狭窄部における平均速度については術前・術後データのいずれでもCFDと整合する予測が得られたため、術前・術後CASに対する深層学習ベースの迅速かつ正確な血行動態予測の可能性と意義が示された。

(008) Paritala [26] ⭐

📕 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

中大脳動脈瘤を対象とした10年にわたるモニタリング下での脳動脈瘤CFD解析の再現性

💬 AI 要約

  • 目的：計算流体力学（CFD）シミュレーションは、脳内動脈瘤（IA）の血行動態評価に用いられ、形態変化および破裂リスク予測の補助となることが期待されるが、モデル間で差異があり、報告結果の違いがみられるため、IA-CFDの再現性に関する検討が必要である。本研究は、チーム内の変動要因を探索し、それが動脈瘤形態およびCFDパラメータに与える影響を明らかにすることを目的とした。
  • 方法：4名のオペレータに対し、同一患者の中大脳動脈瘤について、10年にわたり取得された磁気共鳴血管撮影（MRA）データ6セットを提示し、同一のプロトコルおよびソフトウェアを用いてモデル再構築と数値解析を行った。作成した各オペレータモデルの形態と血行動態を比較した。
  • 結果：セグメンテーション、平滑化係数、流入部および流出分岐の長さが、チーム内変動を生じる要因であることが示された。オペレータ間における時間平均壁面せん断応力（time-averaged wall shear stress）分布の再現性は80%であり、主な相違は平滑化の程度に起因していた。また、10年スパンでの動脈瘤形状変化を解析した結果、壁面せん断応力発散（WSSD：wall shear stress divergence）の正値と負値が併存することが娘瘤（daughter sac）の成長に寄与することが示唆された。
  • 結論：標準化されたセグメンテーション（segmentation）プロトコルを開発することができれば、CFDシミュレーションの臨床的適用可能性は実現可能である可能性がある。さらに、動脈瘤形状の長期変化の評価においては、WSSDの正負の両者が共存するパターンが成長と関連することが示された。

(009) Fujimura [20] ⭐

📕 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

  • Keywords: cerebral aneurysm, computational fluid dynamics, hemodynamics, morphology, rupture, vascular disorders

  • DOI: 10.3171/2023.6.JNS23289

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 20
    • FWCI: 4.0015 ⭐
    • Citation Percentile: 94.54 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤における破裂前後の血行動態および形態学的差異

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、破裂後に動脈瘤形態が変化する可能性が提案されているものの、破裂前後の3次元（3D）画像を用いた形態変化の詳細な検討や、形態変化に起因する血行動態変化の解析が十分に行われていないことを背景として、破裂後に観察される形態および血行動態の変化を明らかにすることである。
  • 観察期間中に破裂した脳動脈瘤21例（21患者）に対し、破裂前後の血管造影画像から動脈瘤および親動脈の3D形状を再構築し、再構築した形状に基づいて計算流体力学（CFD）解析により血流シミュレーションを実施した。
  • 形態学的パラメータでは、破裂後に高さ（破裂前：5.5 ± 2.1 mm、破裂後：6.1 ± 2.0 mm；p < 0.0001）、アスペクト比（p = 0.002）、動脈瘤体積（p = 0.04）、蛇行（undulation）指数（p = 0.005）が統計学的に有意に高値を示した。
  • 血行動態パラメータでは、平均正規化壁面せん断応力（NWSS）が有意に低下（破裂前：5.4 × 10-1 ± 2.9 × 10-1、破裂後：4.4 × 10-1 ± 2.8 × 10-1；p < 0.001）し、さらに最大および最小NWSSなどの他のNWSS指標も、破裂後の形態変化に伴う滞留（stagnant）流に関連して変化した。これらより、破裂後は動脈瘤が伸長し不規則な形状となり動脈瘤体積が増大すること、ならびにそれが滞留流による低い壁面せん断応力をもたらす有意な血行動態変化と関連することが示された。

(010) Tsubata [19] ⭐

📕 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

慢性血栓塞栓性肺高血圧症における肺動脈血流動態

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、慢性血栓塞栓性肺高血圧症患者における肺動脈血流動態を、肺動脈内膜切除術およびバルーン肺血管形成術の前後で、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）により評価することである。
  • 方法として、慢性血栓塞栓性肺高血圧症患者10例の患者個別肺動脈モデルと対照3例のモデルを作成し、CFD解析を実施した。
  • 結果として、慢性血栓塞栓性肺高血圧症では対照と比べて肺動脈における流速および壁面せん断応力が有意に低下し、振動せん断指標（oscillatory shear index）および血液停滞量（blood stagnation volume）が有意に増加した。
  • 結論として、肺動脈内膜切除術は肺血流の再分配を引き起こして肺動脈の血流動態を改善し、バルーン肺血管形成術は血流の乱れと血液停滞を低減しつつ壁面せん断応力を増加させ、その結果として同治療後の肺動脈末梢部に血管拡張が生じることが示唆された。

(011) Kizhisseri [19] ⭐

📕 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

臨床画像情報に基づく解析手法による頸動脈血流の計算流体力学解析における出口境界条件推定

💬 AI 要約

  • 脳卒中は主に動脈血栓形成および脳血管の破裂によって生じ、血流が誘発する壁面せん断応力はアテロジェネシス（atherogenesis）推定における重要なバイオマーカーであることが示されている。
  • 本研究では、血流のCFD（computational fluid dynamics）シミュレーションにおける予測精度が境界条件の設定精度に強く依存する点に着目し、臨床画像から得られる下流側動脈の形状に基づいて頸動脈の出口境界条件（例：抵抗・コンプライアンス）を推定するための解析フレームワークを提案する。
  • 従来は臨床データに適合するよう境界値を探索的に調整して推定していたが、本手法は利用可能な情報が動脈形状と流入流量に限られる状況に対して、下流動脈形状から境界値を推定可能とすることを目的とする。
  • 結論として、本研究は臨床画像で参照可能な下流側動脈の形状を用いて、頸動脈のCFD解析に必要な境界条件を推定するための方法論を提示し得ることを示す。

(012) Cho [18] ⭐

📕 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

  • DOI: 10.5469/neuroint.2023.00164

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 18
    • FWCI: 3.5839 ⭐
    • Citation Percentile: 93.54 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の血行動態研究における現在の限界と高度解析

💬 AI 要約

  • 脳血管疾患の多様な観点のうち、近年注目されている血行動態解析は疾患理解に有用であるため、本論文はCFD（computational fluid dynamics）を中心とする研究の到達点と課題を整理することを目的とした。
  • 血行動態解析の主要手法としてのCFD解析に関する現状を概説し、とりわけ代表的指標である壁面せん断応力（WSS: wall shear stress）の位置づけと、解析手法に内在する限界を検討した。
  • WSSは脳動脈瘤の形成に影響しうる一方で、脳動脈瘤の増大および破裂におけるWSSの役割については、結論が一致しておらず、既存のCFDベースの知見には依然として論争点と不確実性が残っていることを示した。
  • 以上を踏まえ、本レビューはCFD解析によって得られてきた最新の結果と限界を簡潔に提示し、今後の新たな血行動態解析手法の必要性を示唆することに貢献した。

(013) Liang [18] ⭐

📕 書誌情報

Aneurysm wall enhancement, hemodynamics, and morphology of intracranial fusiform aneurysms.

Xinyu Liang, Fei Peng, Yunchu Yao, Yuting Yang, Aihua Liu, Duanduan Chen

Front Aging Neurosci, 2023

  • Keywords: aneurysm wall enhancement, computational fluid dynamics, hemodynamics, intracranial fusiform aneurysm, morphology

  • DOI: 10.3389/fnagi.2023.1145542

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 18
    • FWCI: 3.5839 ⭐
    • Citation Percentile: 93.39 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

脳内紡錘形動脈瘤における壁面増強（aneurysm wall enhancement）、血行動態、および形態学的特徴

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、壁面増強（AWE: aneurysm wall enhancement）の特徴、血行動態、および形態学的指標に基づいて、脳内紡錘形動脈瘤（IFAs）の病態生理学的メカニズムを解明することである。
  • 対象は21例のIFAs（紡錘形7例、ドルイコエクタティック7例、移行型7例）であり、血管モデルから最大径（Dmax）、最大長（Lmax）、ならびに紡錘形動脈瘤の中心線湾曲およびねじれを含む形態学的パラメータを計測した。
  • さらに、HR-MRI（high-resolution magnetic resonance imaging）に基づいてIFAsの3次元AWE分布を取得し、CFD（computational fluid dynamics）解析により時間平均壁面せん断応力（TAWSS）、振動せん断指数（OSI）、勾配振動回数（GON）、相対滞留時間（RRT）を抽出して、AWEとの関連を検討した。
  • その結果、Dmax、Lmax、増強領域、増強領域の割合はいずれも3型間で有意差を示し、移行型が最大のDmax、Lmax、および増強領域を呈した；また、AWEを認める領域は非増強領域と比べて低いTAWSSと高いOSI、GON、RRTを示し、Spearman相関によりAWEはTAWSSと負の相関、OSI、GON、RRTと正の相関を示した。加えて、AWEは動脈瘤サイズ、OSI、GON、RRTと正に関連し、TAWSSとは負に関連したが、3つの紡錘形動脈瘤タイプの基盤となる病理学的機序はさらなる検討が必要である。

(014) 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

従来型の血管リスク因子および脳血行動態を用いた症候性頭蓋内動脈硬化症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、現在の最適な薬物治療下でも再発性脳卒中のリスクが高い。本研究の目的は、従来型の血管リスク因子と、計算流体力学（CFD）モデルにより定量化される血行動態指標を用いて、sICASにおける脳卒中再発リスク予測ノモグラムを開発し比較することである。
  • 50%〜99%のsICASがCT血管造影（CTA）で確認された患者を対象とし、従来型の血管リスク因子を収集した。sICASの内腔狭窄度は中等度（50%〜69%）と高度（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）および壁面せん断応力比（WSSR）を算出したうえで、血行動態を正常（正常PR&WSSR）、中間、異常（異常PR&WSSR）に分類した。
  • 245例中20例（8.2%）で同一支配領域（SIT）の1年以内の再発性虚血性脳卒中が発生した。多変量ロジスティック回帰で同定された独立予測因子を用いて作成したD2H2Aノモグラム（糖尿病、脂質異常症、sICASの血行動態、 高血圧、年齢≥50歳）は、較正（Hosmer-Lemeshow検定のP=0.560）および識別能（C統計量0.73、95%CI 0.60〜0.85）において良好であり、従来型の血管リスク因子のみ、ならびに内腔狭窄度を加えたノモグラムよりもリスク再分類能と意思決定曲線解析における正味利益が高かった。
  • CFDモデルで評価したsICASの血行動態学的重要性を、従来型の血管リスク因子と組み合わせることで、同時代の最適薬物治療下におけるsICAS患者の再発性脳卒中リスクを層別化するための有用な手段となり得ることが示された。前方循環のsICAS患者における感度分析でも同様の結果が得られた。

(015) Mu [17] ⭐

📕 書誌情報

Can we explain machine learning-based prediction for rupture status assessments of intracranial aneurysms?

N Mu, M Rezaeitaleshmahalleh, Z Lyu, M Wang, J Tang, C M Strother, J J Gemmete, A S Pandey, J Jiang

Biomed Phys Eng Express, 2023 Mar 10

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の破裂状態評価における機械学習ベース予測を説明可能にできるか？

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms; IA）の破裂状態評価に機械学習（machine learning; ML）を適用した研究は有望な結果を示しているが、一部のML手法はブラックボックス性が高く臨床導入の障壁となっている。そこで本研究は、一般的に用いられる6種類のMLアルゴリズムの説明可能性を比較し、臨床的信頼性向上に資する学術的知見を提示することを目的とした。
  • 既知の破裂状態を有するIA 112例を対象として、解析には多変量ロジスティック回帰（LR）、サポートベクターマシン（SVM）、ランダムフォレスト（RF）、極値勾配ブースティング（extreme gradient boosting; XGBoost）、多層パーセプトロン（multi-layer perceptron neural network; MLPNN）、ベイズ加法回帰木（Bayesian additive regression trees; BART）の6モデルを用いた。
  • 各モデルの入力特徴として2つの解剖学的特徴、9つの血行動態パラメータ、13の形態学的変数を用いたほか、説明可能性解析には置換特徴重要度（permutation feature importance）、局所的に解釈可能なモデル非依存説明（local interpretable model-agnostic explanations; LIME）、SHapley Additive exPlanations（SHAP）を適用し、6手法の説明内容を分析した。
  • 性能は全モデルで概ね同等であり、AUCはLRが0.71、SVMが0.76、RFが0.73、XGBoostが0.78、MLPNNが0.73、BARTが0.73であった；また説明可能性解析では、上位12特徴の有用性が各手法間で整合的であり、特に9つの重要特徴（動脈瘤面積、動脈瘤の部位、動脈瘤タイプ、収縮期における最大壁面せん断応力、瘤口面積、動脈瘤幅と（親）血管径のサイズ比、時間平均低せん断領域における1標準偏差、時間的に平均した低せん断領域における1標準偏差）がいずれも0.4 Pa未満の条件に関連してほぼ同等に寄与した。これにより、ML分類器はIA破裂に関する一般的なドメイン知識と整合した説明可能な予測を提供し得ることが示され、MLアルゴリズムに対する臨床家の信頼が高まることで臨床導入が加速される可能性が示唆された。

(016) 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

流入角は側壁性脳動脈瘤の形態・血行動態・炎症に影響する

💬 AI 要約

  • 脳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と報告されているが、従来研究は単一動脈瘤モデルに基づき側壁性動脈瘤に限定されていたため、本研究では流入角と形態・血行動態・炎症の関連を側壁性および分岐部動脈瘤で検討することを目的とした。
  • 前向きに、未破裂の側壁性動脈瘤59例および未破裂の分岐部動脈瘤17例、計62例を対象とし、3D TOF-MRAで3次元空間上の動脈瘤について2名の神経放射線科医が流入角とサイズを評価した。
  • さらに4D-flow MRIから2名の神経放射線科医が描出した関心領域に対して、平均・最大流入速度（Vavg-IA, Vmax-IA）、血流（Flowavg-IA, Flowmax-IA）、平均壁面せん断応力（WSSavg-IA）を算出し、3名の神経放射線科医によりT1-VISTA（造影前後）の動脈瘤壁増強（AWE）グレードを評価した上で、Kruskal-Wallis検定、χ2検定、Pearson相関、散布図・回帰線、ならびに多変量ロジスティック回帰分析を実施した。
  • 側壁性動脈瘤では、流入角サブグループ間でWSSavg-IAおよびAWEグレードに有意差が認められ、さらに動脈瘤サイズ（rs=0.31）、WSSavg-IA（rs=-0.45）、AWEグレード（rs=0.45）は流入角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、速度、血流、WSS、AWEグレードのいずれも有意な関連は認められなかったため、側壁性動脈瘤においては「より大きいサイズ・より低いWSS・より高いAWEグレード」といった炎症関連所見がより大きい流入角と関連することが示唆された。

(017) Feng [16] ⭐

📕 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病態に関連する脳循環動態

💬 AI 要約

  • 本研究は、症候性頭蓋内動脈硬化性疾患（ICAD）における動脈間塞栓（artery-to-artery embolism: AAE）と関連する脳循環動態の特徴を明らかにすることを目的とした。
  • 前方循環の症候性ICADがCT血管撮影（CTA）で確認された患者を対象に、梗塞の分布（topography）を主に基準として、穿通枝閉塞を伴う親動脈単独の動脈硬化、AAE、低灌流、混合機序に分類した。さらに、責任病変を横切る血流を模擬するために、CTAに基づく計算流体力学（CFD）モデルを構築した。
  • 病変前後の循環指標として、経壁圧比（translesional pressure ratio: PR＝Pressurepost-stenotic/Pressurepre-stenotic）および壁面せん断応力比（wall shear stress ratio: WSSR＝WSSstenotic-throat/WSSpre-stenotic）を算出し、低PR（PR≦中央値）では経壁圧が大きく、高WSSR（WSSR≧第4四分位）では病変部でWSSが上昇していることを示した。99例のうち44例がAAEを確からしい脳卒中機序としており、高WSSRは多変量ロジスティック回帰においてAAEと独立して関連した（調整OR＝3.90、P＝0.022）。さらに、AAEの有無に対してWSSRとPRの間に有意な交互作用が認められ（相互作用のP＝0.013）、PRが低い群では高WSSRがAAEと関連しやすかった一方、PRが正常な群ではその関連は認められなかった（それぞれP＝0.075、P＝0.959）。
  • ICADでは過度に上昇したWSSがAAEリスクを増大させうることが示され、この関連は経壁圧勾配が大きい症例でより顕著であった。加えて、AAEにしばしば併存する低灌流は、AAEを伴う症候性ICADにおける二次予防治療の指標（therapeutic indicator）となり得る。

(018) Jiang [16] ⭐

📕 書誌情報

Augmenting Prediction of Intracranial Aneurysms' Risk Status Using Velocity-Informatics: Initial Experience.

J Jiang, M Rezaeitaleshmahalleh, Z Lyu, Nan Mu, A S Ahmed, C M Strother Md, J J Gemmete, A S Pandey

J Cardiovasc Transl Res, 2023 Oct

  • Keywords: Hemodynamics, Intracranial Aneurysm, Machine Learning, Rupture Risk Prediction, Velocity-informatics

  • DOI: 10.1007/s12265-023-10394-6

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    • Cited by: 16
    • FWCI: 3.2086 ⭐
    • Citation Percentile: 92.44 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

速度インフォマティクスによる頭蓋内動脈瘤のリスク状態予測の拡張：初期経験

💬 AI 要約

  • 本研究の主目的は、速度インフォマティクス（velocity-informatics）と呼称される動脈瘤速度の革新的解析が、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）の破裂状態予測を改善することを実証することである。
  • 画像データに基づき112例の前方循環動脈瘤（4–25 mm、破裂44例/未破裂68例）を対象として3次元コンピュータモデルを構築し、計算流体力学（CFD）シミュレーションおよび幾何学的解析を実施した。
  • その後、動脈瘤ドーム内の計算された3次元速度ベクトル場を速度インフォマティクスとして処理し、サポートベクターマシン、ランダムフォレスト、一般化線形モデル（generalized linear model: GLM）、ならびにLassoまたは弾性ネット正則化を用いたGLMの4種類の機械学習手法で提案手法の有用性を評価した。
  • いずれの機械学習手法においても、速度インフォマティクス指標により曲線下面積（AUC）および予測精度がいずれも約0.03改善し、総合的に最も有望な予測はサポートベクターマシンであった（AUC 0.86、総精度77%；破裂60%および未破裂88%がそれぞれ正しく同定）。

(019) 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デバイス留置後に動脈瘤内コイル塞栓術を実施する方法：血行動態的観点からの検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、Pipeline embolization device（PED）留置にコイル治療を併用する際の最適なコイル戦略が不明であることを背景に、PED後の動脈瘤内におけるコイル充填度の理想値を血行動態の観点から明らかにすることを目的とした。
  • 患者固有の動脈瘤モデルと有限要素解析を用いて、PED配置後に理想的なコイル充填度を推定した。さらに、有限要素解析によりPEDおよび全コイルを実際の治療過程として模擬する、より高忠実度のモデルを構築し、治療後の計算流体力学（CFD）解析に適用した。
  • 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）。さらに最初のコイル挿入により流速はさらに低下し、有意であった（10.0 vs 5.3 cm/s；p<0.001）。共分散分析の結果、2本目のコイルにおける速度低下率の効果は1本目より有意に小さく（p<0.001）、コイル充填度が7.06%に増加した時点でコイル追加によるさらなる血行動態効果は認められなかった。
  • 以上より、補助的コイル塞栓は治療対象の頭蓋内動脈瘤におけるPED後の血行動態環境を改善し得る一方で、コイルの高密度充填は必須ではなく、充填度の平均が7.06%に到達するか、2本目のコイル挿入後には動脈瘤内の血行動態が安定化する傾向が示唆された。

(020) Ponmozhi [15]

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Models for barrier understanding in health and disease in lab-on-a-chips.

J Ponmozhi, S Dhinakaran, Dorottya Kocsis, Kristóf Iván, Franciska Erdő

Tissue Barriers, 2024 Apr 02

  • Keywords: blood-brain barrier, computational fluid dynamics (CFD), dermal barrier, hepatobiliary barrier, ocular barriers, organ-on-a-chip, physiological barriers, renal and intestinal barriers, respiratory barrier, tumor barriers

  • DOI: 10.1080/21688370.2023.2221632

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    • Cited by: 15
    • FWCI: 1.6096
    • Citation Percentile: 81.94

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💬 AI 翻訳タイトル

オン・チップデバイスにおけるバリア機能理解のためのモデル：健康と疾患の観点から

💬 AI 要約

  • 生体恒常性は生理学的バリアに強く依存しており、その機能不全は毒性物質や微生物への曝露増加などの多様な病理過程を引き起こすため、バリア機能を精度よく評価・理解する手法の整備が重要である。
  • 本総説では、in vivoおよびin vitroにおけるバリア機能の検討法を概観した上で、高い再現性、倫理的配慮、および高スループット性を満たす非動物系技術として、マイクロスケール技術およびオルガン・オン・チップのマイクロ流体デバイスの最新応用を整理することを目的とする。
  • 具体的には、健常および病的状態のもとで血液脳関門、眼のバリア、皮膚バリア、呼吸バリア、ならびに腸・肝胆系・腎/膀胱バリアを対象に、さらに胎盤/腟および腫瘍/多臓器のバリアについてもオン・チップデバイスでの展開を簡潔に示し、加えて、生物学的バリアを組み込むマイクロ流体系におけるComputational Fluid Dynamics（CFD）の位置づけを論じる。
  • 本論文は、マイクロ流体デバイスを用いたバリア研究の現状に関する簡潔かつ情報量の多い概説を提供し、今後の研究方向性の理解に資することが結論づけられる。

(021) Dubs [14] ⭐

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Assessment of extracranial carotid artery disease using digital twins - A pilot study.

Linus Dubs, Vasileios Charitatos, Stefano Buoso, Susanne Wegener, Sebastian Winklhofer, Hatem Alkadhi, Vartan Kurtcuoglu

Neuroimage Clin, 2023

  • Keywords: Carotid artery stenosis, Computational fluid dynamics, Digital twins, Extracranial carotid artery disease, Fractional flow reserve

  • DOI: 10.1016/j.nicl.2023.103435

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    • FWCI: 3.4462 ⭐
    • Citation Percentile: 92.94 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

デジタルツインによる頭蓋外頸動脈疾患の評価—パイロット研究—

💬 AI 要約

  • 頭蓋外内頸動脈（CAD）のリスク層別化を改善するため、血行再建が最大限に有益となる患者を同定することが必要である。心臓領域では、冠動脈狭窄の機能的重症度評価にFFR（fractional flow reserve）が基準となっており、それに代替する非侵襲的指標として計算流体力学（CFD）に基づく手法が開発されている。
  • 本研究では、CT血管造影から得た患者特異的な頸動脈分岐部のデジタルツインを用い、CADを非侵襲的に機能評価するためのCFDベースのワークフローを提示した。
  • 患者特異的デジタルツインを37の頸動脈分岐部について再構築し、CFDモデルでは流入境界条件としてドプラ超音波（DUS）で取得した総頸動脈ピーク収縮期流速（PSV）を用い、流出境界条件として二要素Windkesselモデルを実装した。その結果、内頸動脈（ICA）におけるPSVについて、DUSとCFDの一致は相対誤差9%±20%であり、クラス内相関係数は0.88であった。
  • さらに、生理学的範囲内の過血流（hyperemic）シミュレーションが実行可能であり、同程度の狭窄率を有する2つのICA狭窄に沿った圧力低下が、同等のICA血流下でも大きく異なることが明らかになった。これにより、CAD評価におけるFFRに類似した指標をCFDにより非侵襲的に導出する前向き研究の基盤が構築された。

(022) Chiang [14]

📕 書誌情報

Olfactory drug delivery with intranasal sprays after nasal midvault reconstruction.

Harry Chiang, Hannah L Martin, Ryan M Sicard, Dennis O Frank-Ito

Int J Pharm, 2023 Sep 25

  • Keywords: Drug Delivery, Intranasal, Midvault Reconstruction, Nose to Brain, Olfaction, Rhinoplasty

  • DOI: 10.1016/j.ijpharm.2023.123341

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    • Cited by: 14
    • FWCI: 2.7787
    • Citation Percentile: 90.42 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

鼻中隔前庭（midvault）再建後の鼻内スプレーによる嗅覚薬物デリバリー

💬 AI 要約

  • 目的：導電性嗅覚（conductive olfaction）および鼻から脳への薬物デリバリーは、嗅覚領域（olfactory airspace）への嗅素／薬物送達が不十分であることにより制限されており、本研究では鼻中隔前庭再建（nasal midvault surgery）が嗅覚領域への鼻内投与に与える影響を明らかにすることを目的とした。
  • 方法：2体の新鮮遺体標本に対し、軟部組織の挙上（soft tissue elevation）、スプレッダーフラップ（spreader flaps）、スプレッダ―グラフト（spreader grafts）を実施し、気道再建には計算機断層撮影（computed tomography）を用いた。これらの条件下で、吸気流量（15、30 L/min）、スプレー速度（1、5、10 m/s）、スプレー位置（上部、下部、中心、内側、外側）、頭部姿勢（直立、仰臥、前傾、後傾）、粒子径（1〜100 µm）を変数として、鼻腔気流および薬物粒子輸送の（computational fluid dynamics：CFD）シミュレーションを行った。
  • 結果：嗅覚空間への薬物粒子の総沈着量は5%未満であったが、粒子径別に評価した場合、最大36.33%に到達した。鼻中隔前庭再建と嗅覚沈着との間には関連は認められなかった。
  • 結論：単一のパラメータまたは手技が嗅覚沈着を優越して改善することは示されなかったが、小粒子径、より低いスプレー速度、および高い吸気流量が嗅覚領域への沈着を最適化する傾向を示し、将来の鼻内スプレーおよび薬物設計に関する重要な示唆が得られた。

(023) Wickramarachchi [14]

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

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

Phys Eng Sci Med, 2023 Mar

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

  • DOI: 10.1007/s13246-022-01203-6

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

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💬 AI 翻訳タイトル

静脈—動脈体外式膜型人工肺（VA ECMO）における差的低酸素症に対する動脈カニューレ先端位置の影響

💬 AI 要約

  • 目的：自家心室拍出とVA ECMO流量との相互作用が上行大動脈弓分枝への酸素化血流を阻害し、差的低酸素症を生じ得るが、より近位の動脈カニューレ先端位置が酸素化血流分配に及ぼす影響は未検討であるため、本研究は動脈カニューレ先端位置が上肢（弓分枝）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。
  • 方法：計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションを用い、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サポート（50%、80%、90%）を変化させた条件下で比較した。
  • 結果：P4（大動脈弓）は全サポートレベルにおいて弓分枝へ酸素化血流を供給できた一方、P1〜P3はVA ECMOサポート最も高い条件（90%）でのみ弓分枝へ酸素化血流を供給した。
  • 結論：サポート最高レベル（90%）であっても、P1〜P3は腕頭動脈（brachiocephalic artery）へ酸素化VA-ECMO流量を0.11 L/minまでしか提供できないのに対し、P4では0.5 L/minを提供できたことから、VA ECMO流の脳灌流（cerebral perfusion）は動脈カニューレ先端を大動脈弓へ向けて進めることで増加し得ることが示唆された。

(024) Liu [13] ⭐

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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: 10.1016/j.cmpb.2023.107926

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    • Cited by: 13
    • FWCI: 3.2249 ⭐
    • Citation Percentile: 92.68 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈ウェブが異なる位置に存在する場合の頸動脈血行動態への影響：血栓増殖モデルを統合した数値研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頸動脈ウェブ（carotid webs; CWs）が頸動脈内の異なる位置に存在した際に、血行動態へ及ぼす影響を明らかにすることである。
  • CTAデータから8例の健常頸動脈を用いてCWsを有する3種類のモデル（A：総頸動脈、B：内頸動脈起始部、C：頸動脈洞）を再構築し、時間平均壁面せん断応力（TAWSS）、振動せん断指数（OSI）、相対滞留時間（RRT）、内皮細胞活性化ポテンシャル（ECAP）といったWSSベース指標を解析した。
  • 結果として、モデルAはらせん状流れを示した一方、モデルBおよびCは頸動脈洞において乱れた流れを示し、再循環はモデルAおよびBでは主にCWsの下流に、モデルCでは上流および下流の双方で観察された。
  • さらに、モデルAではTAWSS<0.4 Paの領域が最小であったのに対し、モデルCではTAWSS<0.4 Pa、RRT>100、ECAP>1.5を満たす面積が大きく（それぞれ14.18±5.28%、1.51±1.17%、10.36±4.10%）、血栓体積はモデルCで最大（7.20±3.95%）であったことから、CWsの位置により血流障害と血栓形成が異なることが示され、特にICA起始部に存在するCWsは他の2箇所より乱流パターンと血栓凝集を生じやすく、遠位の脳虚血性脳卒中リスクを高め得ると結論づけた。

(025) Ballout [13] ⭐

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Computational Fluid Dynamics in Intracranial Atherosclerotic Disease.

Ahmad A Ballout, Grace Prochilo, Naoki Kaneko, Chuanlong Li, Ryan Apfel, Jason D Hinman, David S Liebeskind

Stroke Vasc Interv Neurol, 2024 Jan

  • Keywords: computational fluid dynamics, hemodynamics, intracranial atherosclerotic disease, ischemic stroke

  • DOI: 10.1161/SVIN.122.000792

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    • FWCI: 3.2048 ⭐
    • Citation Percentile: 92.18 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈硬化性疾患における計算流体力学

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈硬化性疾患における反復性脳卒中リスクは、積極的な内科的治療にもかかわらず高いままであることを背景に、血行動態の不全が再発の強力な指標となり得る一方で、単一様式の画像診断に基づく自然歴研究では結果が一貫しない点が示されている。
  • この不一致は、限局性狭窄が生み出す複雑な局所血行動態環境を十分に捉えられていない可能性があるとして、流体の流れおよび流体と表面の相互作用を模擬するマルチモーダル手法である計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）の頭蓋内動脈硬化性病変への応用に関する文献を整理することを目的とした。
  • CD（計算）に基づく出力を用いて、頭蓋内動脈硬化性病変周囲の複雑な血行動態環境を可視化し、それらのシミュレーション指標に基づいて患者のリスク層別化を行う試みが近年報告されていることが要約された。
  • さらに、これらの知見を踏まえ、CFDを将来的により標的化された治療（targeted therapies）を創出するために活用する可能性について議論し、同領域における研究の展望を示した。

(026) Sangha [13] ⭐

📕 書誌情報

Protective effects of pyrroloquinoline quinone in brain folate deficiency.

Vishal Sangha, Sara Aboulhassane, Qing Rui Qu, Reina Bendayan

Fluids Barriers CNS, 2023 Nov 20

  • Keywords: Cerebral folate deficiency, Mitochondrial function, Neuroinflammation, Oxidative stress, Proton-coupled folate transporter, Pyrroloquinoline quinone, Reduced folate carrier

  • DOI: 10.1186/s12987-023-00488-3

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    • Cited by: 13
    • FWCI: 3.0422 ⭐
    • Citation Percentile: 92.21 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

脳葉酸欠乏に対するピロロキノリンキノン（Pyrroloquinoline quinone: PQQ）の保護効果

💬 AI 要約

  • 本研究は、葉酸欠乏が神経炎症、酸化ストレス、ミトコンドリア機能障害を誘導する機序における役割と、ピロロキノリンキノン（PQQ）による介入効果を明らかにすることを目的とした。
  • 方法として、マウス混合グリア一次培養系で葉酸欠乏条件（FD）に曝露し、PQQで処置したのち、葉酸トランスポーター、炎症関連マーカー、酸化ストレス関連マーカー、およびミトコンドリアDNA（mtDNA）含量の遺伝子発現変化をqPCRにより評価した。また、細胞内リアクティブオキシゲン種（ROS）量をDCFDAアッセイで解析した。
  • さらに、野生型（C57BL6/N）マウスを葉酸欠乏食（0 mg/kg）または対照食（2 mg/kg）で飼育し、その後10日間（20 mg/kg/日）のPQQ処置を行った上で脳組織を採取し解析したところ、葉酸欠乏はin vitroおよびin vivoで炎症・酸化ストレスマーカーの発現上昇を引き起こし、混合グリアでは細胞内ROS増加およびmtDNA含量低下が観察された。
  • 一方でPQQ処置はこれらの変化を可逆的に改善し、PGC-1α/NRF-1シグナル伝達経路の活性化を介してRFC発現を増加させることを示したことから、脳葉酸欠乏がCFD関連でみられる神経学的障害に寄与し得ること、またPQQが葉酸取り込みを高めると同時に葉酸欠乏に伴う多くの異常を是正し得る新規治療戦略になり得ることが結論づけられた。

(027) Valeti [13]

📕 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: 10.1080/10255842.2023.2279508

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    • Cited by: 13
    • FWCI: 2.607
    • Citation Percentile: 90.67 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂中大脳動脈分岐部動脈瘤に関する数値的検討：aspect ratioの影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、未破裂の中大脳動脈（MCA）分岐部動脈瘤に対して、動脈瘤のaspect ratio（AR）が血行動態指標に与える影響を明らかにし、破裂リスク評価や成長評価に資する知見を得ることである。
  • 方法として、26例の患者プールから3つの代表的なサイズを選定し、同一の解剖学的構造を有する患者における3段階の成長期に相当する動脈瘤を想定して、異なるaspect ratioを持つ条件下で数値流体シミュレーションを実施し、血行動態パラメータを相関付けた。
  • 結果として、患者固有の境界条件を用いたシミュレーションでは、aspect ratioが高い動脈瘤ほど、時間平均壁面せん断応力（TAWSS）および空間的壁面せん断応力勾配（WSSG）のいずれも低下することが示された。また、小さなMCAでは正の壁面せん断応力発散（WSSD）が高い値を示し、動脈壁の伸展が張力（tensile）の性質を持つことを反映している可能性が示唆された。
  • 結論として、本研究は正の壁面せん断応力発散（PWSSD）を、動脈瘤の成長を評価するための潜在的なバイオマーカー（biomarker）として提案し得ることを示した。

(028) Yang [13]

📕 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

  • Keywords: Analysis conditions, Blood viscosity model, Cerebral aneurysm, Computational fluid dynamics, Hemodynamic parameter

  • DOI: 10.1007/s00701-022-05467-5

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    • Cited by: 13
    • FWCI: 2.601
    • Citation Percentile: 89.92

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤における計算流体力学（CFD）計算での血液粘度モデルおよび境界条件が血行動態パラメータ算出に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 計算流体力学（CFD）は、脳動脈瘤に影響を与えることが知られている血行動態パラメータの算出に広く用いられているが、CFDに用いる境界条件は明確な基準なく設定されることが多い。そこで本研究は、脳動脈瘤のCFD解析における解析条件設定の推奨事項を確立することを目的とした。
  • 入口境界条件としてプラグ流およびウォマースリー（Womersley）流を、出口境界条件としてゼロ圧および拍動圧を設定したうえで、粘度に関する仮定の違いが流量に与える影響を解析した。
  • さらに、シミュレーションの精度を担保するため、Tupinらの研究における粒子画像流速測定（PIV）実験データを用いてCFD手法を検証した。その結果、十分な入口長を確保すれば、入口および出口境界条件はCFD結果に影響しないことが確認された。
  • また、ニュートン流体と非ニュートン流体の間で観察される血行動態パラメータの差は、流量の増加に伴い小さくなることが示された。さらに、これらの推奨事項を患者特異的な脳動脈瘤モデルに適用しても同様の傾向が評価され、研究グループに依存しない標準化されたCFD解析の実施に資する可能性が示唆された。

(029) Zhu [13]

📕 書誌情報

Assessing the risk of intracranial aneurysm rupture using computational fluid dynamics: a pilot study.

Yajun Zhu, Rong Zou, Xiaochuan Sun, Xingwei Lei, Jianping Xiang, Zongduo Guo, Hai Su

Front Neurol, 2023

  • Keywords: SAHsubarachnoid hemorrhage, computational fluid dynamics, hemodynamics, intracranial aneurysms, rupture risk

  • DOI: 10.3389/fneur.2023.1277278

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    • Cited by: 13
    • FWCI: 2.5884
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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学（CFD）を用いた頭蓋内動脈瘤破裂リスクの評価：パイロット研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、破裂した頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）の破裂リスク評価における血行動態パラメータおよび形態学的パラメータの役割を検討することを目的とし、2つの代表症例を比較した。
  • 方法として、2名の患者に対して3つのIAsのCT血管造影（CTA）および3次元回転血管造影（3-dimensional rotational angiography: 3DRA）データを遡及的に解析し、症例1では破裂IAと未破裂IA、症例2では動脈瘤破裂前後で血行動態と形態学的パラメータを比較した。
  • その結果、症例1では破裂IAが、サイズ比（size ratio: SR）、長軸/短軸比（aspect ratio: AR）、動脈瘤血管角（θF）、動脈瘤傾斜角（θA）、うねり指数（undulation index: UI）、楕円性指数（ellipticity index: EI）、非球形性指数（non-sphericity index: NSI）などの形態学的パラメータが未破裂IAより大きく、さらに振動剪断応力指数（oscillatory shear index: OSI）も高値であった；また、破裂IAでは破裂類似度スコア（rupture resemblance score: RRS）が高かった。
  • 症例2では、2年後に娘嚢が1つ出現し、SR、AR、θF、θA、UI、EI、NSI、OSI、および相対滞留時間（relative residence time: RRT）を含む一部の形態学的および血行動態パラメータが増加し、正規化壁面剪断応力（normalized wall shear stress: NWSS）は有意に低下した一方で、RRSはこの期間を通じて増加した；SRおよびOSIが頭蓋内動脈瘤破裂リスクの予測因子となり得る可能性が示され、RRSは臨床的な破裂リスク評価や治療方針策定を支援する有望な指標であることが示唆された。

(030) Guo [13]

📕 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

  • DOI: 10.3389/fneur.2023.1265484

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    • Cited by: 13
    • FWCI: 2.5884
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💬 AI 翻訳タイトル

主要な脳動脈分岐部における大きな血行力学的ストレスが動脈瘤形成を誘発する

💬 AI 要約

  • 本研究は、計算流体力学（CFD）解析により、主要な脳動脈分岐部における血行力学的ストレスが分岐部での動脈瘤形成の開始に及ぼす影響を、遡及的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、椎骨動脈（basilar artery）の主要脳動脈分岐部について、分岐部動脈瘤を有する80例および動脈瘤を認めない対照80例の3次元血管造影データを遡及的に収集し、動脈瘤形成に関連する血行力学的ストレスをCFDで評価した。
  • すべての主要分岐部において、分岐角は年齢と有意に正の相関（P < 0.001）を示した。分岐部壁の直接衝突流（CDFI）中心では総圧は最も高かったが分岐へ向けて急速に低下し、壁面せん断応力、動的圧、ひずみ速度、渦度はCDFIで最も低く分岐へ向けて速やかに増大した。さらに、分岐動脈瘤を有する患者では、すべての主要分岐で分岐角が有意に拡大（P < 0.001）し、動脈瘤はより小さい血管分枝側、または親血管とのなす角がより小さい分枝側へ偏位し、そこでの血行力学的ストレスが反対側（より大きい分岐角を形成する側）よりも有意に増大した（P < 0.05）。
  • 仮想的な動脈瘤除去後、動脈瘤発達に続いて動脈瘤ドーム上のすべての血行力学的ストレスは開始部位（分岐部壁）と比較して有意に低下（P < 0.001）した。また分岐角の減少に伴い、すべての血行力学的ストレスが低下した。以上より、主要脳内動脈分岐部における頭蓋内動脈瘤の形成は、局所的に異常に増大した血行力学的ストレスと有意に関連しており、それらを低減する必要があることが示された。

(031) Fillingham [13]

📕 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

脳動脈瘤の計算流体力学（CFD）シミュレーションにおける誤差の原因としての標準化粘度

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤CFDにおいて標準化した血液粘度値を用いることが、ヘモダイナミクス指標に与える誤差の大きさを平均的に定量化し、臨床的有用性を制限している課題を明らかにすることである。
  • 方法として、ヘマトクリット測定から推定した患者固有の粘度を用いるシミュレーションと、標準化粘度を用いるシミュレーションを同一の41例の脳動脈瘤でそれぞれ実施し、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。
  • 結果として、WSS、WSSG、OSIのそれぞれについて、患者固有粘度と標準化粘度のシミュレーション間で統計学的に有意な差を示した動脈瘤はそれぞれ63.2%、41.5%、48.7%であり、粘度が標準より高い群と低い群の間では、WSS/WSSG/OSIの変化率に有意差が認められなかったことから、粘度変化により各指標が増加にも減少にもなり得ることが示された。
  • 結論として、粘度標準化は患者固有粘度と比較して、WSS、WSSG、OSIに対して大きくかつ予測困難な影響を与えるため、今後の脳動脈瘤CFDではヘマトクリットに基づく患者固有の血液粘度値の導入を推奨する。

(032) 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（PFO）を示す指標としての血液滞留時間の増加

💬 AI 要約

  • 卵円孔開存（patent foramen ovale: PFO）患者では、心房細動（atrial fibrillation: AF）に類似した心房機能障害が存在し、潜因性脳卒中のリスク増加に関連する可能性が示唆されているが、本研究の目的は、PFO患者の心房滞留時間（Rt）を洞調律（sinus rhythm: SR）およびAF患者と比較することである。
  • 患者個別の3次元計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析を用い、時相分解CTおよび経胸壁心エコー（TTE）から左房（LA）血行動態モデルを構築し、SRの健常者30例、PFO患者30例、PFOを伴わないAF患者30例の3群に分類してLAおよび左心耳（left atrial appendage: LAA）における血液滞留時間（Rt）分布から血液うっ滞を評価した。
  • 解析対象90例（平均年齢47.4±7.5歳、男性51例）において、PFO患者は健常者よりも平均Rtが高値であった（2.65±0.2 s vs 1.5±0.2 s）。一方、AF患者はPFO患者よりも平均Rtが高値を示した（2.9±0.3 s vs 2.3±0.2 s）。さらに、PFO患者でMRIにより脳病変を有する者は、病変のない者よりもRtが高かった（それぞれ2.9±0.3 s vs 2.3±0.2 s、p<0.001）。
  • PFO患者では、健常者と比べて心房Rtが高い一方で、その上昇の程度はAF患者に類似しており、平均LA Rtの高値はPFOが潜因性脳卒中へ結び付く病態生理学的機序の理解に資するとともに、高リスクPFOのマーカーとなり得る。

(033) Maeda [13]

📕 書誌情報

Biomechanical effects of hyper-dynamic cerebrospinal fluid flow through the cerebral aqueduct in idiopathic normal pressure hydrocephalus patients.

Shusaku Maeda, Tomohiro Otani, Shigeki Yamada, Yoshiyuki Watanabe, Selin Yavuz Ilik, Shigeo Wada

J Biomech, 2023 Jul

  • Keywords: Brain ventricle, Cerebrospinal fluid, Computational fluid dynamics, Flow mixing, Magnetic resonance imaging

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2023.111671

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    • Cited by: 13
    • FWCI: 1.8933
    • Citation Percentile: 84.93

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💬 AI 翻訳タイトル

特発性正常圧水頭症患者における脳水道を介した高動態的な脳脊髄液流動の生体力学的影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、特発性正常圧水頭症（iNPH）患者において脳水道（第3・第4脳室間）で観察される脳脊髄液（CSF）の高動態的流動が、病態生理に及ぼし得る生体力学的影響を明らかにすることを目的とした。
  • 方法として、多峰性（multimodal）磁気共鳴画像から10例のiNPH患者および10名の健常対照の脳室形状と脳水道におけるCSF流量を取得し、得られたCSF流れ場を計算流体力学（computational fluid dynamics）により数値シミュレーションした。
  • 生体力学的指標として、脳室壁に作用する壁面せん断応力（wall shear stress）および、各脳室におけるCSF組成の攪拌（mixing）を介して攪乱し得る流れの混合の程度を評価したところ、iNPHでは比較的高いCSF流量と脳水道の大きく不規則な形状が、比較的狭い領域に局在する大きな壁面せん断応力をもたらすことが示された。
  • さらに、対照群ではCSF流動が脳水道通過中に安定した周期運動を示したのに対し、iNPH患者では脳水道通過中の強い混合が認められたことから、本結果はNPHの臨床的および生体力学的相関に関する理解を深めるものである。

(034) 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、脳動脈瘤の破裂リスク予測のための新規形態学的パラメータ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、既存の形態学的パラメータでは評価が不十分となり得る脳動脈瘤の不整（irregularities）を定量的に記述できる新規形態学的パラメータを提案し、その破裂リスク予測に関する性能を検証することである。
  • 後ろ向き研究として、125例の脳動脈瘤（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（長短径比、絞り比、高さ対幅比、体積対瘻口比、サイズ比）に加え、新たに提案した形態学的パラメータである質量慣性モーメント（mass moment of inertia）を算出した。
  • さらに、計算流体力学（computational fluid dynamics）および流体—構造連成（fluid-structure interaction）により壁面せん断応力およびひずみを含む血行動態パラメータを算出し、各パラメータで学習した人工ニューラルネットワークにより破裂リスクを予測したところ、質量慣性モーメントの各成分（Ixx、Iyy、Izz）は破裂例で未破裂例より有意に高値であった（Ixx, Iyy, Izzのp値はそれぞれ0.032、0.047、0.039）。
  • 従来の形態学的パラメータおよび血行動態パラメータに質量慣性モーメントを併せて考慮した場合、破裂リスク予測の最良性能が得られ（感度96.3%、特異度85.7%、受信者動作特性曲線下面積0.921）、質量慣性モーメントは動脈瘤の不整を評価し、それによって破裂リスクを推定するうえで有用である可能性が示された。

(035) El Sayed [12]

📕 書誌情報

Optimization of 4D Flow MRI Spatial and Temporal Resolution for Examining Complex Hemodynamics in the Carotid Artery Bifurcation.

Retta El Sayed, Alireza Sharifi, Charlie C Park, Diogo C Haussen, Jason W Allen, John N Oshinski

Cardiovasc Eng Technol, 2023 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈分岐部における複雑な血流動態の評価のための4D Flow MRIの空間・時間分解能最適化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頸動脈分岐部モデルに存在する頸動脈ウェブ（carotid artery webs: CaW）のような複雑な血流における速度場を計測するために、ECG同期・時間分解・3方向速度エンコード位相差MRI（4D flow MRI）の空間分解能および時間分解能を最適化することである。
  • CaWを有する対象者のCTA（computed tomography angiography）から作成したCaW模擬の3DプリントファントムをMRIスキャナ内の拍動循環ループに配置し、空間分解能を0.50〜2.00 mm3、時間分解能を23〜96 msの5条件および4条件として4D flow MRI画像を取得し、基準として計算流体力学（CFD）による流れ場を用いて比較した。
  • 4D flow MRIとCFDの間で、血管中心線に垂直な4平面（総頸動脈（CCA）1平面、内頸動脈（ICA）3平面）におけるピクセル単位の速度、流量、ならびに時間平均壁面せん断応力（TAWSS）を評価した結果、複雑血流領域で4D flow MRIが速度およびTAWSSを良好に再現できる最適プロトコルが、臨床的に許容される撮像時間（約10分）内で得られることが示された。
  • 空間分解能は速度値、時間平均流量、TAWSS測定に影響し、0.50 mm3ではノイズが増加する一方、1.50〜2.00 mm3では速度プロファイルの解像が不十分であった; 速度相関は0.50〜1.00 mm3で相関係数>0.75、1.50〜2.00 mm3で<0.5となり、TAWSSは一般に4D flow MRIで低くかつ低分解能ほど低下したが、時間分解能は48.4 ms超の場合にのみ流量値に影響し、TAWSSには影響しなかった; 以上より、空間分解能0.74〜1.00 mm3および時間分解能23〜48 ms（1〜2 k-space segments）が、頸動脈分岐部の複雑血流領域で速度とTAWSSを撮像可能な4D flow MRIプロトコルとして提案された。

(036) Bhardwaj [12]

📕 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

  • Keywords: acute ischemic stroke, cerebral blood flow, cerebrovascular model, fluid dynamics, image based modeling

  • DOI: 10.3389/fmedt.2023.1130201

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    • Cited by: 12
    • FWCI: 2.5035
    • Citation Percentile: 89.73

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💬 AI 翻訳タイトル

実験的検証を伴う解剖学的脳血管 in vitro モデルにおける流れのモデル化

💬 AI 要約

  • 急性虚血性脳卒中（AIS）は、塞栓子が脳血管内で嵌頓し、脳への血流を遮断することにより生じ、重症度は塞栓子の嵌頓部位と嵌頓の広がりに規定されるが、これらは脳血流および塞栓子の移動・嵌頓の力学によって大きく左右される一方で、AIS患者のin vivoでの直接計測が困難である。
  • 本研究では、AISの基礎機序を理解するために、計算流体力学（CFD）を用いて患者特異的な血行動態と塞栓子の移動・嵌頓を予測するという観点から、信頼性を担保するための検証・妥当性確認（verification and validation）を念頭に、現実的なin vitro解剖学モデルと対応する計算モデルを構築した。
  • まず、文献に報告された生理学的計測値に一致するようにモデル内の流量分配を調整したin vitro解剖学モデルを提示し、正常条件および脳卒中条件の双方について圧力と流量を測定したのち、対応するCFDシミュレーションを実験と比較して流れ予測を検証した。
  • その結果、CFDシミュレーションは平均実験データに対して±7%以内で比較的良好に一致し、多くのCFD予測は実験計測の不確かさの範囲内に収まったことから、本研究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の計算モデルを検証するための第一歩となることを示した。

(037) Rezaeitaleshmahalleh [12]

📕 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: 10.1142/s0219519423400559

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    • FWCI: 2.4041
    • Citation Percentile: 89.31

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の画像ベースCFDシミュレーションに向けた畳み込みニューラルネットワークによるセグメンテーション手法：自動化されたモデル作成に関する初期経験

💬 AI 要約

  • 「画像ベース」の計算流体力学（CFD）シミュレーションは、患者ごとの血行動態環境に関する洞察を提供する一方、従来の標準的なCFDモデル作成手順では手作業によるセグメンテーションが必要で時間を要するため、画像ベースCFDの臨床導入が妨げられている。
  • 本研究では、CFDモデル作成の迅速化を目的として、深層学習に基づく画像セグメンテーション（以後、Artificial Intelligence（AI）セグメンテーションと呼ぶ）により手作業セグメンテーションを置換する実現可能性（feasibility）を検討した。
  • 発表済みの畳み込みニューラルネットワークベースのAI手法であるMIScnnおよびDeepMedicの2手法を選択し、頭蓋内動脈瘤を含む3次元（3D）回転血管造影データからCFDモデル抽出を行ったうえで、AIセグメンテーションにより生成したモデルに基づく動脈瘤の形態学的および血行動態学的結果を、同一データに対する2名のヒトユーザの結果と比較した。
  • 評価には、級内相関係数（ICC）、Bland-Altmanプロット、およびピアソン相関係数（PCC）を組み合わせて、AI生成CFDモデルの再現性能を検討した結果、11の形態パラメータおよび8つの血行動態パラメータ中5つではヒトとAIの間でほぼ完全一致が得られ、一方で残り3つの血行動態パラメータでは中等度の一致が示されたことから、さらなる発展を前提にAIセグメンテーションによるCFDモデル作成の実行可能性が示唆された。

(038) Luisi [12]

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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

  • Keywords: Aspiration thrombectomy, Cerebral artery model, Cerebral blood flow, Computational fluid dynamics, Particle image velocimetry

  • DOI: 10.1007/s13239-023-00660-8

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    • FWCI: 2.4009
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💬 AI 翻訳タイトル

血管内吸引（endovascular aspiration）中の脳循環動態の調査：実験系および数値計算系の構築

💬 AI 要約

  • 急性虚血性脳卒中は、血栓による脳動脈の閉塞により生じる生命を脅かす緊急疾患であり、血栓摘出のための血管内吸引血栓回収は治療選択肢であるが、介入中の血行動態に関する未解決の問題が残っているため、本研究では脳動脈内の血流を解析することを目的とした。
  • 本研究では、血管内吸引中の血行動態を解析するための、実験的アプローチと数値計算的アプローチを統合した手法を提示した。患者固有の脳動脈を模擬したコンプライアント（順応性）モデル内で、吸引中の血行動態変化を検討するためのin vitroセットアップを開発し、圧力・流量・局所的に分解された速度を取得した。
  • さらに、計算流体力学（CFD）モデルを構築し、生理条件および閉塞の異なる2つの吸引シナリオにおいてシミュレーションを実施し比較した。その結果、脳卒中後の脳動脈内での流れの再配分は、閉塞の重症度と、血管内吸引によって抽出される体積流量に強く依存することが示された。また、流量に関してはR=0.92、圧力に関してはR=0.73と、数値シミュレーションは良好に相関した。
  • 加えて、脳底動脈内の局所速度場に関して、CFDモデルと粒子画像流速計測（PIV）データとの間で良好な一致が得られた。本提示システムにより、任意の患者固有の脳血管解剖に対して、動脈閉塞および血管内吸引技術をin vitroで評価できるとともに、in silicoモデルは複数の吸引シナリオにおける流量と圧力を整合的に予測できることが結論づけられた。

(039) Gao [12]

📕 書誌情報

Hemolysis performance analysis and a novel estimation model of roller pump system.

Yuan Gao, Ming Li, Miaowen Jiang, Yang Zhang, Chuanjie Wu, Xunming Ji

Comput Biol Med, 2023 Jun

  • Keywords: Hemolysis, In vitro, Multiple parameters optimization, Numerical study, Particle track, Power law model, Roller blood pump

  • DOI: 10.1016/j.compbiomed.2023.106842

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    • Cited by: 12
    • FWCI: 1.176
    • Citation Percentile: 75.56

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💬 AI 翻訳タイトル

ロ—ラポンプシステムにおける溶血性能の解析と新規推定モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、生命維持（life supporting）システムで用いられるロ—ラポンプの重要な評価指標である溶血性能に着目し、その溶血を評価するための推定モデルを構築することである。
  • 方法として、ロ—ラポンプにおける溶血の要因を対象として推定式を作成し、複数のモデルを提案したうえで、Computational fluid dynamics（CFD）フレームワークを用いて数値シミュレーションを行った。
  • 結果として、CFDに基づくべき乗則（power law）モデルおよび本研究で提案した幾何学パラメータに従う推定モデルにより溶血性能を算出し、in vitro 実験結果とシミュレーション結果を比較したところ、誤差の最小となるべき乗則モデルを後続解析に用いた。
  • 結論として、シミュレーションより、溶血性能に対する回転数の影響が最も大きく、次いでロ—ラ数およびチューブ径が主要因であることが示され、溶血指数（Index of Hemolysis: IH）は回転数20–100 rpmで 8.73E-7 から 8.07E-5 の範囲にあった；さらに、推定モデルの相対誤差（4.93%）はべき乗則モデル（6.78%）より小さく、多数ロ—ラ設計は溶血性能に不利である一方、一定流量条件ではチューブ径の増大により溶血が低減することが示唆された。また、同一シェル設定のロ—ラポンプに対して計算量を削減し利便性を高める低相対誤差の推定式を提案し、ロ—ラポンプの溶血推定に潜在的に利用可能である。

(040) Wang [11]

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Functional evaluation of intracranial atherosclerotic stenosis by pressure ratio measurements.

Ming Wang, Xiaochang Leng, Baojie Mao, Rong Zou, Dongdong Lin, Yuhai Gao, Ning Wang, Yuning Lu, Jens Fiehler, Adnan H Siddiqui, Jiong Wu, Jianping Xiang, Shu Wan

Heliyon, 2023 Feb

  • Keywords: CFD, computational fluid dynamics, Cerebral ischemia, Computational fluid dynamics, DSA, digital subtraction angiography, FFR, fractional flow reserve, Fractional flow reserve, ICAS, intracranional flow reserve, Intracranial atherosclerotic stenosis, PCI, percutaneous coronary intervention, PR, pressure ratio, PTA, the percutaneous transluminal angioplasty, Pressure ratio, Tmax, the time to maximum tissue residue function

  • DOI: 10.1016/j.heliyon.2023.e13527

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    • Cited by: 11
    • FWCI: 2.7117
    • Citation Percentile: 90.37 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

圧力比測定による頭蓋内動脈硬化性狭窄の機能的評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈硬化性狭窄の機能的意義を評価するために、冠動脈で用いられるFFR（fractional flow reserve）に類似した経狭窄圧力比と脳組織灌流の関係を明らかにし、非侵襲的評価法を提示することを目的とした。
  • 頭蓋内動脈硬化性狭窄患者18例（狭窄血管19本）を対象として、圧力ガイドワイヤにより経狭窄圧を測定し、血管内治療前後の圧力比を算出して、血管径狭窄度およびMR灌流由来指標（時間最大組織残存能 (Tmax)）と比較した。
  • さらに、独自のCFD（computational fluid dynamics）に基づくモデル（CFD-PR）を用いてDSA（digital subtraction angiography）から圧力比を算出し、実測圧力比との診断精度を検討したところ、血管内治療（PTAまたはステント）後に圧力比は上昇したが、圧力比と血管径狭窄度の相関は有意ではなかった。
  • 圧力比はTmaxと負の相関を示した（r = -0.73, P < 0.01）ことに加え、圧力比カットオフ値0.67の95%信頼区間（0.58–0.76）が示唆され、CFD-PRと実測圧力比の間には良好な相関（平均0.02、Spearmanの相関係数 r = 0.908, P < 0.001）および一致（一致限界：-0.157〜0.196、P = 0.954）が認められた。以上より、本探索的研究は圧力比が灌流状態と関連しうること、およびCFDベースの非侵襲的方法で圧力比を算出できる可能性を示した。

(041) Tsuji [11]

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Computational fluid dynamics for predicting the growth of small unruptured cerebral aneurysms.

Masanori Tsuji, Fujimaro Ishida, Ryuta Yasuda, Takenori Sato, Kazuhiro Furukawa, Yoichi Miura, Yasuyuki Umeda, Naoki Toma, Hidenori Suzuki

J Neurosurg, 2024 Jan 01

  • Keywords: computational fluid dynamics, high shear area ratio, small unruptured cerebral aneurysms, vascular disorders

  • DOI: 10.3171/2023.5.JNS222752

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    • Cited by: 11
    • FWCI: 2.2008
    • Citation Percentile: 88.36

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💬 AI 翻訳タイトル

小型未破裂脳動脈瘤の増大予測のための計算流体力学

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）を用いて小型未破裂脳動脈瘤の増大に関する血行動態特性を明らかにすることである。
  • 著者らは、最大径3–5 mmの未破裂脳動脈瘤について、2013年1月から2022年2月までの多施設前向き観察研究（Mieにおけるレオロジー技術に基づく未破裂脳動脈瘤の系統的多施設研究）に登録された185例215個を対象とし、反復画像に基づき安定群（182動脈瘤）と増大群（33動脈瘤）に分類した。
  • さらに、壁面せん断応力（HWSS）を動脈瘤ドームの時間平均HWSSの110%と定義し、高せん断濃度比（HSCR）として定量化した；また、HWSSを上回る領域を高せん断面積（HSA）とし、そのドーム表面積に対する比をHSA比（HSAR）としたうえで、流入ジェットの濃縮度を評価するための流量濃度比（FCR）を作成した。形態学的変数と血行動態パラメータのうち増大リスクを独立に特徴づける因子を、多変量ロジスティック回帰分析により同定した。
  • 増大群では射影比および体積対瘻孔面積比が有意に高かった一方で、血行動態パラメータではHSCRが有意に高く（6.39 vs 4.98, p < 0.001）、HSARおよびFCRはいずれも有意に低かった（HSAR: 0.28 vs 0.33, p < 0.001；FCR: 0.61 vs 0.67, p = 0.005）；多変量解析ではHSCR高値が増大と有意に関連したため（OR 0.81、95%CI 7.06e-1〜9.36e-1、p = 0.004）、HSCRは小型未破裂脳動脈瘤の増大予測に有用な血行動態指標となりうる。

(042) Raghuram [11]

📕 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（morphomechanical）解析

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤は異なる区画（コンパートメント）を有し、それぞれが固有の生物学的過程を受けるため、本研究では動脈瘤壁の生物学を理解するための詳細な多モーダル解析の有用性を検討した。
  • 未破裂動脈瘤を7T高解像度（HR）MRIで前向きに撮像し、動脈瘤壁全体の3D動脈瘤壁造影（3D aneurysm wall enhancement: AWE）カラーマップを作成したのち、CFD（computational fluid dynamics）およびFEA（finite element analysis）から得られた形態力学的パラメータの等高線図と位置合わせ（co-registration）した。
  • 全動脈瘤を対象に、3D-CAWE（3D circumferential AWE）、壁張力（wall tension: WT）、時間平均壁面せん断応力（time-averaged wall shear stress: TAWSS）、壁面せん断応力勾配（WSSG）、振動性せん断指数（oscillatory shear index: OSI）を用いた解析に加え、ドーム部、ブレブ（bleb）、ネック（neck）の区画別解析を実施した。
  • 3D-CAWE+群では3D-CAWE-群よりWTおよびTAWSSが高く、さらに動脈瘤ドームの局所AWE部ではWT・TAWSS・WSSGがネックより低い一方でOSIは高かった；またブレブはAWE非発現部より低いWT・TAWSS・OSI・WSSGを示し、紡錘状（fusiform）動脈瘤は嚢状（saccular）動脈瘤より3D-CAWEおよびWTが高かったことから、動脈瘤嚢（sac）およびブレブの局所高AWEは低壁張力・低壁面せん断応力・低流れ条件と関連し、ネックは平均AWEが高く高WT・高TAWSS・高流れ条件を示して、ネックで機械的負荷が増大することが示唆された。

(043) Brambila-Solórzano [11]

📕 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

動脈瘤の数値シミュレーションにおける血液レオロジーおよび乱流モデルの影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈瘤における血流と動脈瘤の相互作用を数値的に評価し、血液レオロジーおよび乱流モデルが血行動態指標（せん断応力、OSI、GON、滞留時間など）に与える影響、ならびに成長促進に関連しうる条件を明らかにすることである。
  • 方法として、2種類の大動脈瘤および1種類の脳動脈瘤の計3症例について数値シミュレーションを実施し、血液レオロジーの設定と複数の乱流モデルを比較したうえで、さらに流体—構造連成（FSI）を考慮した計算も行った。
  • 結果として、血液レオロジーは大動脈瘤では血行動態に対して大きな関連性を示さなかった一方、脳動脈瘤の症例ではレオロジーが血行動態において重要な役割を担う可能性が示された。
  • 結論として、評価した乱流モデル間では両症例において同等の結果が得られ、動脈瘤シミュレーションにおいて支配的因子はFSIであることが示唆された。

(044) Li [10]

📕 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

  • DOI: 10.1177/0271678X231211449

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 10
    • FWCI: 2.4541
    • Citation Percentile: 90.01 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

内側と皮質境界帯梗塞における脳循環動態と脳卒中リスク：頭蓋内動脈硬化性狭窄の症候性病変を対象とした計算流体力学研究

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈硬化性狭窄における内側境界帯梗塞（IBZ）と皮質境界帯梗塞（CBZ）では、発症機序が異なる可能性がある。本研究の目的は、M1中大脳動脈（MCA-M1）の狭窄を対象として計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析により血行動態指標（経狭窄部、前後の圧力比）を定量し、梗塞パターンとの関連と脳卒中リスクを明らかにすることである。
  • 拡散強調画像で急性境界帯梗塞を認めた、MCA-M1の症候性動脈硬化性狭窄（50–99%）患者84例を、孤立IBZ（n=37）、孤立CBZ（n=31）、およびIBZ+CBZ（n=16）に分類した。CTアンギオグラフィに基づいてCFDモデルを構築し、狭窄部を通過する血流の指標として、経狭窄部・狭窄後から狭窄前への圧力比（pressure ratio: PR）を定量した。
  • IBZ梗塞を有する群では、IBZを有さない群よりもPRが低い傾向が認められ（前向き血流の障害を示唆；p=0.012）、CBZ梗塞を有する群では、CBZを有さない群よりも小さな皮質梗塞の合併が多い傾向が認められた（塞栓の関与を示唆；p=0.004）。さらに、孤立IBZまたは孤立CBZ梗塞のいずれかにおいては、低PRは独立して孤立IBZ梗塞と関連し（調整オッズ比=4.223；p=0.026）、両者で血行動態的背景が異なる可能性が示された。
  • 現在の内科的治療レジメン下で、これらの2群では脳卒中リスクの時間的推移が異なる可能性がある。具体的には、孤立IBZ梗塞群は孤立CBZ梗塞群に比べて3か月以内の同領域における虚血性脳卒中再発リスクが高かった（17.9% vs 0.0%；log-rank p=0.023）が、1年以降ではリスクは概ね同等であった。

(045) Guo [10]

📕 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

高い血行動態応力は内頸動脈（ICA）の屈曲部に動脈瘤を誘発する

💬 AI 要約

  • 本研究は、内頸動脈（ICA）の屈曲部において血行動態応力が脳動脈瘤の発生をいかに開始させるかを明らかにすることを目的とした。
  • 実験群として、ICA屈曲部に発生した動脈瘤68個を有する61例を後ろ向きに登録し、動脈瘤を伴わない正常ICA 30例を対照群として選定した；全例で3次元血管造影とCFD（computational fluid dynamics）解析を実施した。
  • 屈曲角は、実験群で対照群よりも有意に小さく（131.2º ± 14.9º vs 150.3º ± 9.5º, P < .0001）、また動脈瘤部位では、動的圧、せん断応力、ひずみ速度および（勾配1を除く）総圧勾配が、他の部位よりも有意に高かった（P < .05）。さらに、動脈瘤部位におけるこれらの血行動態指標は動脈瘤ドーム部よりも有意に高く（P < .001）、実験群の動脈瘤部位は対照群の対応部位よりも全てが有意に高かった（P < .01）。
  • ICA屈曲部の動脈瘤は、直接的な流れの衝突（direct flow impingement）と血行動態応力の増大によって生じ、血管の屈曲角が小さいほど衝突近傍で異常に増強された血行動態応力が動脈瘤開始を促すことが示唆された。

(046) Tanaka [10]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

後交通動脈瘤における成人人後大脳動脈型と胎児型の後大脳動脈の違いに関する血行動態的差異

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）を用いて、成人型および胎児型の後大脳動脈（PCA）を伴う後交通動脈（PCoA）瘤における血行動態の相違を検討することである。
  • 対象として、3D CT angiographyにより55例のPCoA瘤を評価し、未破裂瘤では成人型PCA（19例, UA群）と胎児型PCA（9例, UF群）、破裂瘤では成人型PCA（17例, RA群）と胎児型PCA（10例, RF群）に分類したうえで、形態学的および血行動態学的特性をCFDで解析した。
  • 形態学的には、RA群はRF群に比べて親血管径が有意に小さく（2.91 mm vs. 3.49 mm, p=0.005）、サイズ比が高かった（2.54 vs. 1.78, p=0.023）。CFDでは、UA群はUF群より振動せん断指数（OSI）が有意に低く（0.0032 vs. 0.0078, p=0.004）、さらにRA群はRF群よりWSSが低く（3.09 vs. 11.10, p=0.001）、OSIが高かった（0.014 vs. 0.006, p=0.031）一方、RF群はRA群より動脈瘤内の流速が有意に高かった（0.19 m/s vs. 0.061 m/s, p=0.002）。
  • 多孔質媒体モデルによるシミュレーションでは、治療後に残存する流量体積が胎児型群で高いことが示され、胎児型PCAを伴うPCoA瘤は成人型PCAを伴う場合と比較して形態学的特徴および血行動態学的特徴が異なり、再開通（recanalization）の高リスクにつながり得ることが示唆された。

(047) Gao [10]

📕 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

  • Keywords: Displacement deformation, Fluid–structure interaction, Intracranial aneurysm, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2023.03.038

  • Article

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    • Cited by: 10
    • FWCI: 2.0007
    • Citation Percentile: 86.72

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💬 AI 翻訳タイトル

流体-構造連成（FSI）に基づく典型的な破裂および未破裂の頭蓋内動脈瘤の研究

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（IA）は、形態幾何学、血行動態、病態生理の動的な相互作用に起因する頭蓋内動脈壁の異常な膨隆であり、その発生・進展・破裂には血行動態が重要な役割を果たすため、本研究では破裂IAの特徴をより明確化することを目的とした。
  • これまでの血行動態研究は計算流体力学（CFD）の剛体壁仮説に基づくものが多く、動脈壁変形の影響が無視されていたことから、流体-構造連成（FSI）を用いて、脳表中大脳動脈（middle cerebral artery）分岐部のIA 12例（破裂8例、未破裂4例）を解析した。
  • 解析では、流れの様式、壁面せん断応力（WSS）、振動性せん断指数（OSI）、および動脈壁の変位と変形を含む血行動態パラメータの差異を評価した結果、破裂IAでは低WSS領域がより大きく、複雑で集束的かつ不安定な流れがより顕著であった。
  • さらに、破裂IAではOSIが高く、動脈瘤部位における変位・変形領域がより集束的かつ大きいことが示された；大きなアスペクト比、高い高さ/幅比、衝撃（impact）領域が小さい複雑・不安定・集束的な流れ、小さくない低WSS領域、WSSの大きな変動、高いOSI、ならびに動脈瘤ドームの大きな変位は破裂のリスク因子となり得るため、臨床でシミュレーションを用いる際には同様の症例では診断と治療を優先すべきであると結論づけた。

(048) 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

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

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💬 AI 翻訳タイトル

中大脳動脈分岐部動脈瘤の成長予測：分岐角と流入係数の差異に基づく検討

💬 AI 要約

  • 本縦断研究の目的は、中大脳動脈（MCA）分岐部に生じる脳動脈瘤（IA）について、追跡期間中の成長に対し形態学的特徴および血行動態環境がどのように影響するかを検討することであった。
  • 2011年から2019年までに施設において2年以上追跡された、MCA M1-2分岐部の嚢状IA 102例を後ろ向きに抽出し、追跡中にMCA IAが増大した症例をイベント群、サイズが不変の症例を対照群として群分けした。
  • 評価した形態学的パラメータ（動脈瘤頸部長、ドーム高、アスペクト比、体積、M1/M2径とその比、M1・M2・動脈瘤間の角度配置）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に加え、動脈瘤流入率係数AIRC：動脈瘤流入率とM1流量の比）を群間で統計学的に比較し、形態学的パラメータと血行動態パラメータ間の相関も解析した。
  • 83例（イベント群25例、対照群58例）を解析した結果、患者年齢とAIRCがMCA IAの成長の有意な独立予測因子であり、AIRCはより鋭い分岐角・流入角およびM1とM2間のより大きい傾斜角と強く相関したことから、このような分岐構成をもつMCA IAは成長および破裂によりなりやすいことが示された。

(049) 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

未破裂頭蓋内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血管撮影：比較計算流体力学研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、サイレントMR血管撮影（silent MRA）に基づく3次元（3D）幾何学的記述と血行動態計算の信頼性を、未破裂頭蓋内動脈瘤（IAs）において検証することを目的とした。
  • 対象はsilent MRAおよび3D回転血管撮影（3DRA）をいずれも施行した19例23個の未破裂IAsであり、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実施し、両者の画像モデル間でIAsの形態と血行動態を比較した。
  • silent MRAモデルは3DRAモデルと比べて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）が有意に小さかった（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%）。一方で、形態パラメータの寸法別相関分析およびモデル比較では、両モデル間の幾何学的特性は全体として良好に一致しており、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）などでは中等度の一致が観察された。
  • 正規化動脈瘤壁面せん断応力（NWSS）、低せん断領域（LSA）、流入濃度指数（ICI）、および正規化動脈瘤速度（NAV）の間には強い相関が認められたため、silent MRAにおけるIAsの形態学的・血行動態学的評価は3DRAと同等であり、血行動態評価ではTAWSS、AV、OSIよりもこれらの正規化指標が優れていることが示された。

(050) Che [9]

📕 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

  • DOI: 10.1016/j.cmpb.2023.107741

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 9
    • FWCI: 2.2187
    • Citation Percentile: 88.59

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💬 AI 翻訳タイトル

胸部大動脈瘤治療における左鎖骨下動脈並列ステントグラフトの異なる構成の血行動態

💬 AI 要約

  • 目的：並列（chimneyおよびperiscope）グラフト法は、不十分な着床ゾーンを有する患者に対する胸部大動脈ステントグラフト内挿術（TEVAR）における左鎖骨下動脈（LSA）再建の有効なアプローチであるが、ステントグラフト（SG）の特定の構成は血栓形成を助長し遠位血流を低下させる可能性があり、脳梗塞や再介入リスクを高めうる。本研究では、合併症リスクの規定因子となり得る並列グラフト手技の各種構成について、血行動態学的性能を系統的に評価することを目的とした。
  • 方法：並列グラフト手技を受ける患者固有の3次元大動脈形状に基づき、LSA分岐型SG構成5種類（Forward、Backward、Extended、Elliptical、Periscopic）に対して計15モデルを仮想構築し、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）によりそれらの間の血行動態学的差異を解析した。
  • 結果：periscope手技を受けた患者では、chimney手技と比較してLSAの流量が半減し、periscope SGがLSAに対してより重度の血流閉塞を生じ得ることが示唆され、脳卒中につながり得ることが示された。chimneyステント構造では、延長長（extension length）の変化はエネルギー損失およびその他の指標にほとんど影響しなかった。一方、後向き（retrograde）湾曲と前向き（antegrade）湾曲の血行動態学的差異は大きく（時間平均WSS：47.07%）、後向き湾曲はSGの変位を助長しうる可能性があることが示された。さらに、より扁平なchimney SGはより強い血行動態学的力を誘発し、扁平型とほぼ円形のSG間における最大WSS差は65.56%に達し、血管壁損傷のリスク増大につながり得ることが示された。
  • 結論：本研究で得られた結果は、TEVARにおける並列グラフト手技の適切なスキームを決定するための臨床的示唆を提供し得る。

(051) Boite [9]

📕 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

  • Keywords: Boundary condition, Computational fluid dynamics, Flow-diverting stent, Flowrate distribution, Middle cerebral artery, Porous medium

  • DOI: 10.1007/s10237-023-01733-2

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 9
    • FWCI: 1.8405
    • Citation Percentile: 85.96

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💬 AI 翻訳タイトル

流れ分流型ステントの数値シミュレーション：分岐部脳動脈瘤における分枝間の比較

💬 AI 要約

  • 流れ分流型ステントは頭蓋内動脈瘤の治療において成功率が高く合併症が低いため広く用いられているが、分岐部動脈瘤では、ジャイルド（jailed）された分枝への血流が低下することで虚血性合併症が生じるリスクがあるため、現時点では公式な推奨がなされていない。
  • 本研究では、計算流体力学（CFD）を用いて、患者固有の中大脳動脈（MCA）動脈瘤シナリオに対し、デバイスを各分枝に配置した場合を比較し、壁面せん断応力（WSS）および血流量の変化を評価した。
  • 加えて、日常診療への応用を見据えた迅速な結果を提供する手法の提示を副次目的とし、ステントは均一な多孔質媒体として単純化した上で、比較のために極端な透過率（porosity）値を模擬した。
  • その結果、いずれの分枝にステントを留置しても安全かつ有効であり、動脈瘤へのWSSおよび流入量はいずれも有意に低減される一方、異なる分枝への血流は許容範囲内に維持されることが示された。

(052) Chung [9]

📕 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、コイル塞栓術を施行した内頸動脈―後交通動脈（ICA-PCoA）動脈瘤の再発リスク因子であるか？通常統計解析、計算流体力学（CFD）解析、およびハイパーアンサンブル（hyper-ensemble）アプローチを用いたランダムフォレストによる検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、胎児型後大脳動脈（FPCA）が、コイル塞栓術を施行した内頸動脈―後交通動脈（ICA-PCoA）動脈瘤の再発リスク因子である可能性を明らかにすることを目的とした。
  • 2011年1月から2016年12月までにICA-PCoA動脈瘤のコイル塞栓術を受け、6か月超の追跡が得られた患者から得た95例を対象に通常統計解析を行い、さらに複数のFPCAにおける血行動態特性を把握するために3組の三次元モデルを用いたCFDシミュレーションを実施した。
  • また、臨床データ解析の補強として、ハイパーアンサンブル（hyper-ensemble）アプローチを伴うランダムフォレスト（RF with HEA）を適用したところ、通常統計解析ではFPCAが明確なリスク因子であることを示せなかった一方、CFD解析ではFPCAの径単独ではリスク因子となる可能性が低いことが示された。
  • RF with HEAでは、FPCAの再発への影響は、コイル塞栓動脈瘤のパッキング密度（packing density）と比較して小さいことが示され、3つの解析結果を総合すると、FPCAがコイル塞栓したICA-PCoA動脈瘤の再発における主要なリスク因子である可能性は低い（FPCA単独の主要なリスク因子としての妥当性は疑わしい）と結論づけた。

(053) Mohsenian [8]

📕 書誌情報

Association between resistance to cerebrospinal fluid flow and cardiac-induced brain tissue motion for Chiari malformation type I.

Saeed Mohsenian, Alaaddin Ibrahimy, Mohamad Motaz F Al Samman, John N Oshinski, Rafeeque A Bhadelia, Daniel L Barrow, Philip A Allen, Rouzbeh Amini, Francis Loth

Neuroradiology, 2023 Oct

  • Keywords: Chiari malformation type I, Computational fluid dynamics techniques, Displacement encoding with stimulated echoes, Integrated longitudinal impedance

  • DOI: 10.1007/s00234-023-03207-9

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 8
    • FWCI: 2.2529
    • Citation Percentile: 87.93

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💬 AI 翻訳タイトル

後頭蓋窩奇形I型における脳脊髄液流動抵抗と心拍誘発脳組織運動の関連

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、後頭蓋窩奇形I型（CMI）患者における脳脊髄液（CSF）流動抵抗と脳組織運動の間に関連が存在するかどうかを明らかにすることである。
  • 方法として、計算流体力学（CFD）手法により32名のCMI被験者および18名の健常対照における頸髄脊柱管内のCSF流動の非定常抵抗の指標として積分縦方向インピーダンス（ILI）を算出し、心拍サイクル中の神経組織運動は変位エンコーディング・スティミュレーテッドエコー（DENSE）磁気共鳴画像（MRI）により評価した。
  • 結果として、CMI被験者ではCSF流動抵抗と小脳の最大変位との間に正の相関が認められた（r = 0.75, p = 6.77×10−10）が、健常対照では同様の相関は認められなかった。また、CSF流動抵抗と脳幹の最大変位との間に、CMI被験者および健常対照のいずれでも相関は認められなかった。
  • 結論として、本研究はCMI被験者において頸髄脊柱管におけるCSF流動抵抗と小脳の心拍誘発脳組織運動との関連を示したものであり、抵抗および脳組織運動がCMIの症状発現に果たす重要性を理解するためにはさらなる研究が必要である。

(054) Wang [8]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

全身性脳小血管病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、脳小血管病（CSVD）が眼を含む全身に影響することに着目し、CSVDと眼動脈（OA）の形態・血行動態特性との関連を明らかにし、さらに総CSVDスコアによる評価の有用性を検討することを目的とした。
  • CSVD患者22名から34眼、健常対照5名から10眼を対象とする横断的観察研究を実施し、総CSVDスコアを磁気共鳴画像（MRI）上のCSVD所見に基づいて評価したうえで、3D OAモデル再構成によりOA形態指標を計測した。加えて、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）シミュレーションによりOAの血行動態情報を算出した。
  • 総CSVDスコアはOA径、血流速度、および質量流量比と負の相関を示した（いずれもP<0.05）。また、交絡因子を調整しても総CSVDスコアはOA血流速度と独立して相関し（β=-0.202、P=0.005）、OA角とは相関しなかった（P>0.05）。さらに、脳微小出血および拡大した血管周囲腔はOA径と関連し（いずれもP<0.01）、ラクナ梗塞および白質高信号はOA血流速度と関連した（いずれもP<0.001）。
  • これらの結果より、OAにおける血流速度の低下は総CSVDスコアの増加に伴って生じ、OA径と速度の変化は種々のCSVD所見の存在と関連していることが示唆された。著者らは、OAの形態および血行動態を観察することでCSVDを評価するためのさらなる研究が必要であるとしている。

(055) Kizhisseri [8]

📕 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差分感度：脳卒中予測のための数値的アプローチ

💬 AI 要約

  • 脳卒中は世界的な健康課題であり、管理のためには早期予測が必要である。本研究は、動脈硬化に起因する内頸動脈および頭蓋内狭窄が脳卒中リスクに与える影響に着目し、血圧と脳卒中予測の関連を、内頸動脈（ICA）分枝である中大脳動脈（MCA）および前大脳動脈（ACA）の血行動態的役割に焦点を当てて解析することを目的とした。
  • 計算流体力学（CFD）を、Windkesselモデルに基づいて構築し、導入した狭窄を有する患者固有のICAモデルを用いてシミュレーションを行った。狭窄が各分枝（MCA、ACA）における血圧、流速、流量へ及ぼす影響を、Fractional Flow Reserve（FFR）解析を組み込む形で評価した。
  • 結果として、血圧変動に対する感度は分枝間で異なり、M1分枝は高感度、ACAは中等度、M2分枝は最小であった。また、ICAとMCA間で生じる血圧変動を比較すると、ICAとACAの比較よりも逆流の可能性に対する感度が高く、MCAの役割が示唆された。さらに、狭窄により生じる血流の調整は、複雑な代償機構を伴うことが明らかとなった。
  • FFRは狭窄重症度の頑健な予測因子として機能し、特にM2分枝でその傾向が強かった。結論として、本研究は主要な頭蓋内動脈における血行動態の複雑性を包括的に明らかにし、狭窄状況における血圧変動、流量・流速特性、およびFFRの重要性を示した。患者固有データの統合によりモデルの信頼性が向上し、脳卒中リスク評価および脳血管疾患理解の進展に寄与する。

(056) Wu [8]

📕 書誌情報

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

  • DOI: 10.1186/s40001-023-01344-8

  • Article

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    • Cited by: 8
    • FWCI: 1.9722
    • Citation Percentile: 87.39

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💬 AI 翻訳タイトル

虚血性脳卒中と症候性中大脳動脈（middle cerebral artery）動脈硬化性狭窄の関連性を探索するための血行動態および炎症指標の統合解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈硬化性狭窄（Intracranial atherosclerotic stenosis: ICAS）が虚血性脳卒中の主要因であることを背景に、高解像度血管壁イメージング（high-resolution vessel wall imaging: HR-VWI）、血行動態、末梢血炎症指標を統合して、症候性頭蓋内動脈硬化性狭窄（sICAS）における役割および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月までに中大脳動脈の動脈硬化性狭窄と診断された患者を後ろ向きに登録し、プラーク（plaque）の造影増強を定性的および定量的に解析した；造影増強の程度はプラーク—下垂体柄間コントラスト比（contrast ratio: CR）により段階評価した。さらに計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）モデルを構築し、壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）および圧力比（pressure ratio: PR）を含む血行動態パラメータを計測・記録した。
  • 単変量および多変量解析によりsICASを予測しうる因子を同定したところ、造影増強の割合、最大WSS、およびWSS比（WSS ratio: WSSR）がsICASと有意に関連していた。多変量ロジスティック回帰分析では、WSSRのみがsICASの独立リスク因子であった。
  • 相関解析により、HR-VWIで評価したCRおよびプラーク負荷（plaque burden）はいずれもWSSRと正の直線相関を示し（それぞれR=0.411, P=0.022；R=0.474, P=0.007）、リンパ球—単球比（lymphocyte to monocyte ratio: LMR）とは負の直線相関を示した（それぞれR=0.382, P=0.031；R=0.716, P<0.001）。造影増強およびプラーク負荷はWSSRおよびLMRと線形に関連し、血行動態と炎症の複合がプラーク進展を促進しうることが示唆された。

(057) Wang [8]

📕 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

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Hemodynamic evaluation, Middle cerebral artery, Moyamoya disease, Transcranial bypass

  • DOI: 10.1007/s00701-022-05455-9

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    • Cited by: 8
    • FWCI: 1.8847
    • Citation Percentile: 85.19

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💬 AI 翻訳タイトル

血行動態の観点からみたモヤモヤ病に対する浅側頭動脈—中大脳動脈バイパス術の有効性評価：計算モデリングと灌流画像によるピロット研究

💬 AI 要約

  • 目的：閉塞した中大脳動脈（MCA）を伴うモヤモヤ病（MMD）に対する浅側頭動脈—中大脳動脈（STA-MCA）バイパス術の治療有効性を、計算流体力学（CFD）シミュレーションにより定量的に評価することを目的とした。
  • 方法：近位MCA周辺の閉塞を有し、STA-MCAバイパス術を施行されたMMD患者11例を対象とした後ろ向き研究であり、患者固有の血圧および術後の動脈形態を用いてCFD解析を実施した。
  • 結果：STAおよびバイパスの体積流量はそれぞれ80.84±14.54 mL/minおよび46.03±4.21 mL/minであり、経頭蓋バイパス近位部における平均流速、経頭蓋圧力低下、経頭蓋流動抵抗は、それぞれ0.19±0.07 m/s、3.72±3.10 mmHg、6.54±5.65×10^-8 Pa·s·m^-3であった。さらに、MCA領域における術後の脳血流（CBF）の平均増加量は16.03±11.72 mL·100 g^-1·min^-1であり、モデル入口からバイパス分岐出口までの分岐別圧力低下は狭窄あり/なしでそれぞれ10.96±5.59 mmHgおよび7.26±4.25 mmHgであった。
  • 結論：CFD結果は、STA-MCAバイパスの有効性を検証する点でCBF観察結果と整合しており、術後の狭窄が血行動態に影響し得ることが示唆された。

(058) Wei [8]

📕 書誌情報

Low Wall Shear Stress and High Intra-aneurysmal Pressure are Associated with Ruptured Status of Vertebral Artery Dissecting Aneurysms.

Heng Wei, Kun Yao, Qi Tian, Shoumeng Han, Wenhong Gao, Wenrui Han, Sheng Liu, Guijun Wang, Qianxue Chen, Mingchang Li

Cardiovasc Intervent Radiol, 2023 Feb

  • Keywords: Computational fluid dynamic, Hemodynamic, Morphological, Vertebral artery dissecting aneurysms

  • DOI: 10.1007/s00270-022-03353-2

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    • Cited by: 8
    • FWCI: 1.6006
    • Citation Percentile: 83.24

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💬 AI 翻訳タイトル

椎骨動脈解離性動脈瘤における破裂状態は低壁面せん断応力および高い動脈瘤内圧と関連する

💬 AI 要約

  • 本研究は、椎骨動脈解離性動脈瘤（VADA）患者における形態学的ならびに血行動態学的特徴を、破裂例と非破裂例で明らかにすることを目的とした。
  • 2016年3月から2021年10月までに2施設へ入院した52人（非破裂31例、破裂21例）を対象とし、全てのVADAはくも膜下（硬膜内外）セグメントに存在したことから、臨床・形態学的・血行動態学的パラメータを後ろ向きに解析した；血行動態パラメータは計算流体力学（CFD）シミュレーションにより算出した。
  • 破裂群と非破裂群の間で有意に相違した血行動態パラメータは壁面せん断応力（WSS）、低せん断面積、動脈瘤内圧（IAP）、相対滞留時間の4項目であった一方、形態学的パラメータには有意差が認められなかった。
  • 多変量ロジスティック回帰分析では、低WSSおよび高IAPが破裂VADAで有意に高頻度で観察され、各指標として十分な識別能を示したことから、本研究はVADAの破裂における血行動態の重要な差異を示すが、形態学的差異は限定的であることを示唆した；低WSSおよび高IAPの役割を確証するためには、大規模な前向き研究および非破裂VADAの長期追跡が必要である。

(059) Fillingham [8]

📕 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

  • Keywords: Aneurysm hemodynamics, Coiled aneurysms, Computational fluid dynamics, Finite element method, Vascular mechanics

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2023.111733

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    • Cited by: 8
    • FWCI: 1.5997
    • Citation Percentile: 84.23

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💬 AI 翻訳タイトル

有限要素モデリングによりコイル状脳動脈瘤の計算流体力学（CFD）シミュレーション精度を向上させること

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血管内コイル塞栓術後の破裂リスクを推定し得る最適なコイル展開戦略の決定に資するため、コイル塊をCFDで表現する際の課題を踏まえ、コイル形状の有限要素モデリング（FEM）に基づく血行動態解析の精度向上を図ることである。
  • 方法として、n=4例のICA動脈瘤を対象に、患者固有のコイル展開をFEMでシミュレートし、併せて3Dプリントin vitroモデルを作製してコイルを留置し、超高解像度シンクロトロンマイクロCTにより撮像した。物理的および仮想的なコイル幾何をボクセル化して2値化された構造格子上へ写像し、幾何学的比較のための多孔度マップを作成した後、仮想コイル幾何およびマイクロCTから得た油（oil）幾何を用い、コイル塊の表現には多孔質媒質法を適用して動脈瘤血行動態の患者固有CFDを実施した。
  • 結果として、2値化の平均精度スコアは0.8623であり、多孔度マップの平均誤差は4.94%であった。さらに、FEM生成幾何に基づくCFDにおける血行動態指標（頸部流入率 Qneck および壁面せん断応力 WSS）の相対誤差の平均は、それぞれ6.6%および21.8%であったのに対し、多孔質媒質近似に基づくCFDではそれぞれ55.1%および36.3%となり、FEM生成コイル幾何を用いることで精度が大きく改善されることが示された。
  • 結論として、コイル幾何をFEMにより生成し、多孔質媒質法を通じてコイル塊を表現することで、頸部流入やWSSなどの血行動態パラメータに関するCFDシミュレーションの精度を顕著に向上できる可能性が明らかとなった。

(060) Fattahi [8]

📕 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

脳動脈瘤破裂リスクの血行動態解析における形状の違いに対する計算手法の使用

💬 AI 要約

  • 親血管の幾何学的特徴は、脳動脈瘤の破裂リスクに与える影響として避けることのできない重要性を有する。
  • 本研究では、親血管の平均径が異なる内頸動脈（Internal carotid artery: ICA）動脈瘤に対して、血行動態（hemodynamics）の包括的な詳細を提示し、血管壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）、振動（拡散）せん断指数（oscillatory shear index: OSI）、および圧力分布に関する重要な血行動態因子と親血管平均径との間の合理的な関連性を見出すために、血流の異なる側面を比較した。
  • 血行動態データの取得には、脳動脈瘤内部の血流を対象として計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）により血液の流れをモデル化した。
  • 選択した脳動脈瘤に関する血行動態の比較では、親血管平均径が3.18〜4.48 mmへ増加するにつれて、最小WSSが約71%低下することが示された。

(061) Decroocq [8]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

中心線（centerline）からなる脳動脈ネットワークのモデリングとヘキサヘドラル・メッシング

💬 AI 要約

  • 計算流体力学（CFD）シミュレーションは血流に関する有用な情報を血管形状から得られる一方で、低解像度の医用画像から正確な動脈モデルを抽出することが困難である。本研究は、中心線表現を用いてCFDに適した構造化ヘキサヘドラル・メッシュを中心線のみから自動生成する手法を提案することを目的とした。
  • まず中心線表現に内在するノイズや疎性といった制約を克服するため、減衰（penalized）スプラインに基づく血管モデルを提案した。次に、解剖学に基づくパラメトリックモデルにより分岐部（bifurcation）を再構成し、さらにこれを平面内n分岐（planar n-furcations）へ拡張した。
  • 最後に、提案した血管ネットワークモデルから、構造化された体積メッシュであり、かつ流れ方向に整列したセルを有するヘキサヘドラル・メッシュを生成する方法を開発した。
  • 提案手法は、中心線に典型的に見られる欠陥に対してより高い頑健性を示し、最先端手法と比較してメッシュ品質を向上させた。中心線のみを入力とするため血管形状・トポロジーが血行動態へ与える影響を容易に検討でき、60件の脳血管ネットワーク・データセットを全面メッシングすることで92%の血管と83%の分岐部が欠陥なく自動的にメッシングされ、手動介入を要しないことを実証した。ソースコードは公開されている。

(062) Murakami [7]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

血清プロテオミクスによる2つの新規動脈硬化性大動脈瘤バイオマーカーの同定および検証：プロフィリン1（Profilin 1）と補体因子D（Complement factor D）

💬 AI 要約

  • 動脈硬化性大動脈瘤（AA）の早期検出および破裂リスク評価に資するため、血液検査で検出可能な診断バイオマーカーの有効性が必要であるが、既知のバイオマーカーは臨床診断における特異性および信頼性が不十分である。
  • 本研究では、動脈硬化性胸部大動脈瘤（TAA）患者および健常対照（HC）に由来する血清検体を用いてプロテオーム解析を行い、血清中のリポ蛋白画分（低比重リポ蛋白および高比重リポ蛋白）ならびにタンパク質画分を分画した後、主要タンパク質を枯渇させて候補バイオマーカーを探索した。
  • 3画分すべてにおいてTAA患者とHCの間で一様に変動するタンパク質に候補を絞り込み、さらにROC解析により、TAAおよび腹部大動脈瘤（AAA）患者をHCから識別できるかを評価した結果、プロフィリン1（PFN1）と補体因子D（CFD）が最も対照的な変動プロファイルを示し、PFN1は低下しCFDは増加した。
  • 臨床検証では、同一施設バイオバンク登録のTAAおよびAAA患者において、PFN1およびCFDはいずれも対照群との差が有意であり、ROC解析で十分なAUCを示したうえ、両者の併用によりAUCはさらに上昇した；また検証研究において、PFN1およびCFDは大動脈解離患者でも対照群と有意差を示したことから、PFN1とCFDは血液検体で測定可能なTAAおよびAAAの診断バイオマーカーとなり得、併用により診断能を高められる可能性がある。

(063) Raynald [7]

📕 書誌情報

A novel computational fluid dynamic method and validation for assessing distal cerebrovascular microcirculatory resistance.

Xi Zhao, Linghsuan Meng, Xu Tong, Xiaotong Xu, Wenxin Wang, Zhongrong Miao, Dapeng Mo

Comput Methods Programs Biomed, 2023 Mar

  • Keywords: Cerebrovascular stenosis, Computational fluid dynamics, Microcirculatory resistance, Pressure wire, Transcranial doppler

  • DOI: 10.1016/j.cmpb.2023.107338

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    • Cited by: 7
    • FWCI: 1.7365
    • Citation Percentile: 84.52

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💬 AI 翻訳タイトル

遠位脳血管微小循環抵抗の評価のための新規計算流体力学（CFD）手法とその妥当性検証

💬 AI 要約

  • 本研究は、微小循環抵抗の非侵襲的評価が脳血管狭窄の治療改善に寄与し得ることを背景として、脳血管狭窄患者における微小循環抵抗の基準値を決定するための新規計算戦略を検証することを目的とした。
  • 頭蓋外‐頭蓋内動脈の患者固有の3次元モデルを再構築し、患者固有の圧ワイヤ（pressure-wire）測定値を組み込む計算戦略を構築して、血流量および微小循環抵抗を推定した。
  • 計算流体力学（CFD）シミュレーション中は、開発したアルゴリズムに従って境界条件を調整し、CFD計算値と経頭蓋ドプラ（TCD）評価の相関および一致性を、ピアソン相関とBland-Altman解析により定量化した。
  • CFDに基づく遠位圧および侵襲的遠位圧測定間には強い相関が認められ、CFDおよびTCDに基づく血流計測、ならびにCFDとTCDの平均速度にも相関が示された一方、平均速度の一致性は相対的に低かったことから、血流抵抗は個人間で大きく変動することが示唆された。さらに、圧ワイヤ測定を組み込む本計算戦略は微小循環抵抗の実際の基準値を評価する有効なアプローチとなり得、非侵襲的脳血管圧の正確な推定には個別化された非侵襲的流動抵抗の評価が必要である。

(064) Bobrowski-Khoury [7]

📕 書誌情報

Brain Uptake of Folate Forms in the Presence of Folate Receptor Alpha Antibodies in Young Rats: Folate and Antibody Distribution.

Natasha Bobrowski-Khoury, Jeffrey M Sequeira, Edward V Quadros

Nutrients, 2023 Feb 25

💬 AI 翻訳タイトル

若齢ラットにおける葉酸受容体α抗体の存在下での葉酸形態の脳取り込み：葉酸および抗体分布

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、葉酸受容体α自己免疫疾患に関連する自閉スペクトラム症（ASD）患者の脳葉酸欠乏症（CFD）において、FRαAbが若齢ラット児の脳への葉酸輸送に及ぼす影響を明らかにすることである。
  • 妊娠期間中にラット葉酸受容体α抗体（FRαAb）へ曝露させたラットモデルを踏まえ、腹腔内投与後のFRαAbの脳内局在を評価し、さらにビオチン標識葉酸の分布解析と、経口投与した複数の葉酸形態が脳内葉酸状態に与える影響を検討した。
  • FRαAbは脳実質全体の脈絡叢および血管（毛細血管を含む）に局在し、ビオチン標識葉酸は大脳および小脳の白質路に分布した；また、3種の葉酸形態（葉酸、D,L-ホリニック酸、レボホリネート）はいずれもメチル葉酸へ変換される一方でL-メチル葉酸はそのまま吸収され、いずれも脳へ効率的に分布したが、FRαAb存在下の有無にかかわらず、レボホリネートでは大脳および小脳で有意に高い葉酸濃度が認められた。
  • 以上より、本ラットモデルの結果は、CFDの治療として小児ASDに対するレボホリネートの有効性を検証するための根拠を支持するものである。

(065) Weiss [7]

📕 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: 10.3389/fphys.2023.1300754

  • Article

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    • Cited by: 7
    • FWCI: 1.3938
    • Citation Percentile: 82.99

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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学（CFD）を用いた、脳動脈瘤の成長に関する血行動態予測因子を同定するマッチドペア症例対照研究

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤の発症および進展は、生物学的因子と血行動態因子の複雑な相互作用によって駆動されることが知られているが、動脈瘤の成長を引き起こす血行動態メカニズムは不明である。本研究では、堅牢なモデリングおよび計算手法を用いて、脳動脈瘤の血行動態特性を解析し、成長する動脈瘤と安定した動脈瘤との間の差異を同定することを目的とした。
  • 方法として、MRAおよびCTA画像から、サイズと位置の両方でマッチングした成長性11例と非成長性11例の脳動脈瘤を対象にCFD（computational fluid dynamics）シミュレーションを実施した。壁面せん断応力（WSS）、振動的せん断指数（OSI）、および動脈瘤部位のうち低せん断下にある領域の割合などの主要血行動態指標を評価した。
  • 統計解析はpaired Wilcoxon rank sum test（対応のあるウィルコクソンの順位和検定）を用いて実施した。その結果、親動脈平均WSSの70%未満となる動脈瘤ドーム領域の割合は、安定動脈瘤よりも成長動脈瘤で高く、検討した指標の中で最も高い有意性を示した（p = 0.08）。低せん断領域に関する他の面積指標も、同様の有意性の水準であった。
  • これらの知見は、脳動脈瘤においてこれまで観察されてきた低せん断に関する血行動態トレンドと整合しており、低せん断領域の面積と動脈瘤成長との関連を今後検討するうえで有望な方向性を示している。さらに、メッシュ解像度がシミュレーションされたWSSに有意な影響を与えることを見出し、高忠実度な結果を得るには堅牢な計算モデリング手法が必要であることを示した。総合すると、本研究は脳動脈瘤内で複雑な血行動態が生じており、それをより深く理解するには堅牢なモデリングとシミュレーションが不可欠であることを示している。

(066) Steinman [7]

📕 書誌情報

You're so vein, you probably think this model's about you: opportunities and challenges for computational fluid dynamics in cerebral venous disease.

David A Steinman, Matthew J Gounis, Michael R Levitt

J Neurointerv Surg, 2023 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

『あなた、血管（vein）っぽいですね。きっとこのモデルはあなたのためのものだと思っているでしょう：脳静脈疾患における計算流体力学の機会と課題』

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳静脈疾患に対する計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）の適用に関する機会（opportunities）と課題（challenges）を整理することである。
  • 本研究では、関連するCFDのアプローチやモデル化の観点（例：幾何学形状・境界条件・流体物性・計算戦略）に焦点を当て、適用可能性と限界について検討することが示唆されている。
  • 具体的な定量的な方法・結果の記載は抄録が「NA（not available）」であるため確認できない。
  • 結論として、本論文は脳静脈疾患におけるCFD研究の今後の発展に向けて、研究設計上の論点を明確化し、技術的・実務的課題を提示することを目指すものと考えられる。

(067) 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血流のモデル化：現実的な患者特異的多孔質モデルアプローチ

💬 AI 要約

  • 計算流体力学（CFD）は、コイルで充填された脳動脈瘤に対する血管内治療の有効性を評価するために用いられているが、コイル塊は小ささやビームハードニング（beam hardening）アーチファクトのため臨床画像から再構成できず、CFDにおいて陽に幾何学形状を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塊の多孔度不均一性を考慮した新しい多孔質モデルを提案し、2症例の脳動脈瘤ファントムに対して3次元X線シンクロトロン画像に基づきコイル塊の多孔度不均一性を定量化するとともに、多孔質モデルにおいて必要となる透過係数および慣性係数を算出した。
  • さらに、コイルの不均一性を取り込む新規の均質多孔質モデル（porous crowns model）を構築し、コイル形状を陽に解いたシミュレーションとの比較によりモデル妥当性を検証したところ、動脈瘤壁近傍で計測されたコイルの強い多孔度勾配が、porous crowns modelによって良好に再現された。
  • また、本モデルに含まれる透過係数および慣性係数の値は理想的な均質多孔質モデルに近く、その結果として動脈瘤嚢内の平均速度がコイル形状を陽に解いたモデルと同程度となり、coiled cerebral aneurysm における平均血流を正確に記述できることが示された。

(068) Schollenberger [6]

📕 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)

  • DOI: 10.21037/qims-22-565

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 6
    • FWCI: 1.4769
    • Citation Percentile: 82.36

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💬 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（MRI）に基づく計算解析

💬 AI 要約

  • 無症候性頸動脈狭窄（CAS）の管理は、狭窄率の評価に依存している。本研究の目的は、磁気共鳴画像（MRI）に情報を与えた計算流体力学（CFD）によりCASが脳循環動態に及ぼす影響を検討し、脳卒中リスクの理解を改善し得る新規血行動態指標を提示することである。
  • 同等の程度の無症候性高度CASを有する2名の患者を対象として、患者固有の較正を伴う3次元の解剖学的モデルを構築し、頸部および脳血流を対象にCFD解析を実施した。
  • 解析の結果、術前では患者1が狭窄を伴う内頸動脈において大きな流量および圧力の低下を示したのに対し、患者2では低下は軽微であった。また患者1は両半球間の大きな流量代償（80.31%）を示し、患者2は側副血流が小さいこと（20.05%）が示された。さらに、術前の狭窄部における平均圧力勾配は患者間で有意な差を認め（26.3 vs 1.8 mmHg）、患者2では血行動態の変化がわずかであった。
  • 同様の臨床的分類に属する2名の患者に対するMRI情報に基づくCFD解析は、解剖学的評価だけでは明らかにならない血行動態の相違を見出した。加えて、CASの血行再建が常に血行動態の改善につながるとは限らない可能性が示唆され、血行動態差が脳卒中リスクおよび臨床的マネジメントにどのように関係するかを検討するさらなる研究が必要である。

(069) Zheng [6]

📕 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

ウィリス動脈輪（Circle of Willis）の奇形に基づく頭蓋内動脈瘤の発生開始の血行動態学的特性および機序

💬 AI 要約

  • 本研究は、ウィリス動脈輪（CoW）奇形の血行動態学的特性を明らかにし、血行動態の観点から頭蓋内動脈瘤（IA）の発生開始（initiation）の機序を特定することを目的とした。
  • 具体的には、前大脳動脈A1（ACA-A1）セグメントの片側欠損という一種類の脳動脈奇形について、IAおよび前IA（pre-IA）を対象として解析した。
  • Emory University Open Source Data CenterからIAを有する3例の患者形状モデルを選定し、IAを仮想的に除去して前IAの幾何形状を模擬した後、血行動態の評価には1次元（1-D）ソルバと3次元（3-D）ソルバを組み合わせた計算手法を用いた。
  • 数値シミュレーションの結果、CoWが完全の場合には前交通動脈（ACoA）の平均流量はほぼゼロであったのに対し、ACA-A1片側欠損ではACoA流量が有意に増加した；さらに前IA幾何形状において、対側ACA-A1とACoAの分岐部でジェット流が認められ、衝突領域では高い壁面せん断応力（WSS）および高い壁面圧力の特徴を示し、血行動態学的観点からIAの発生開始を引き起こすことが示唆された。よって、ジェット流を生じさせる血管奇形はIA発生開始のリスク因子として考慮すべきである。

(070) Shields [6]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

病理解剖学的経路長（pathlength）補正を施した2次元（2D）アンギオグラフィー・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（feasibility）研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、2Dアンギオグラフィー・パラメトリック・イメージング（API）に内在する、血管重なり、短縮（foreshortening）、造影剤運動の深さ積分による制約を、3次元（3D）造影剤流れを投影成分へ変換するための経路長補正（pathlength-correction）指標の導入によって克服できるかを検証することである。
  • 方法として、計算流体力学（CFD）シミュレーションで構築した模擬アンギオグラフィー基盤を用い、患者固有の頭蓋内動脈瘤4形状に対する参照（ground-truth）となる体積造影剤分布を作成した後、円錐ビーム（cone-beam）幾何を仮定して2平面の造影剤流れ投影を生成した。
  • さらに、Parker-weighted再構成により3Dでの血管構造の二値表現を得た後、焦点から各ボクセルを通過するレイを検出器面の画素へ対応づけるレイトレーシングを行い、各レイ経路に沿った3D血管腔内の長さを投影して経路長補正マップを作成した；この補正マップにより、経路長補正付きの2D in-silicoアンギオグラムを生成した。
  • その結果、経路長補正後の強度ベースAPI指標（曲線下面積AUC、ピーク高さPH）は、各動脈瘤ROIにおける注入造影剤の質量保存の反映や停滞・再循環領域の描出により、強度の大きさおよび空間分布が顕著に変化し、投影方向に依存して増大していた整合性のずれが低減した（動脈瘤ROI内の最大PD：経路長補正あり3.3%／なし47.7%、AUCとPHの最大PD：5.8%）；一方、時間ベース指標（平均通過時間MTT、ピークまでの時間TTP、到達時間TTAなど）は影響を受けなかった。結論として、従来の2D-APIで経路長補正を行わない場合、得られる強度ベース指標は投影方向へ強く依存し、補正なしでの血行動態解析は避けるべきであり、本研究で提案した経路長補正は2D-DSA由来バイオマーカーを投影方向非依存に標準化し得るため、脳血管手技における診断精度の向上につながる可能性が示された。

(071) Fu [6]

📕 書誌情報

Hemodynamic alterations of flow diverters on aneurysms at the fetal posterior communicating artery: A simulation study using CFD to compare the surpass streamline, pipeline flex, and tubridge devices.

Yu Fu, Xin Bian, Rong Zou, Rongbo Jin, Xiaochang Leng, Feng Fan, Sen Wei, Xuan Cui, Jianping Xiang, Sheng Guan

J Neuroradiol, 2024 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

胎児後交通動脈（fetal posterior communicating artery）における動脈瘤へのフローダイバータの血行動態変化：Surpass Streamline、Pipeline Flex、Tubridgeデバイスの比較のためのCFDシミュレーション研究

💬 AI 要約

  • 胎児後交通動脈に生じる動脈瘤の治療に用いる従来型フローダイバータ（FD）は十分ではない一方で、Surpass Streamlineはメッシュ特性が異なる新規FDであるにもかかわらず、本領域動脈瘤に対する成績は不明であるため、本研究は3種類のFDが誘発する血行動態変化を比較し、胎児後交通動脈動脈瘤の可能な治療戦略を検討することを目的とした。
  • デジタルサブトラクション血管造影（DSA）から2例の動脈瘤（Case 1、Case 2）を構築し、3種類のFDを仮想的に留置したうえで、計算流体力学（CFD）に基づく血行動態解析を実施した。
  • サック平均速度大きさ（Velocity）、高フロー量（HFV）、および壁面せん断応力（WSS）を、それぞれのFDと未治療モデル（control）間で比較した結果、controlに対してSurpassは血流低下を最も大きくもたらした；Case 1ではVelocity、HFV、WSSがそれぞれ51.6%、78.1%、64.3%低下し、Case 2では同様に48.0%、81.1%、65.3%低下した。
  • TubridgeはPipelineより血行動態パラメータの変化がわずかに大きく、さらに解析により金属被覆率がWSS、Velocity、HFVと相関することが示唆された；術後DSAではCase 1は動脈瘤がほぼ閉塞し、Case 2は縮小を認めた。PipelineおよびTubridgeと比較してSurpassが血行動態パラメータを最も大きく低減し、胎児後交通動脈の動脈瘤に対して有効である可能性があり、FDの仮想留置とCFD解析は治療成績の予測に利用できる可能性がある。

(072) Döllinger [6]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics of upper airway aerodynamics for exercise-induced laryngeal obstruction: A feasibility study.

Michael Döllinger, Bernhard Jakubaß, Hu Cheng, Stephen J Carter, Stefan Kniesburges, Bea Aidoo, Chi Hwan Lee, Claudio Milstein, Rita R Patel

Laryngoscope Investig Otolaryngol, 2023 Oct

  • Keywords: computational fluid dynamics (CFD), exercise‐induced laryngeal obstruction (EILO), paradoxical vocal fold motion, speech therapy, voice therapy

  • DOI: 10.1002/lio2.1140

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 6
    • FWCI: 1.0408
    • Citation Percentile: 76.60

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💬 AI 翻訳タイトル

運動誘発性喉頭閉塞に対する上気道気流力学の計算流体力学（CFD）—実現可能性（feasibility）に関する研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、運動誘発性喉頭閉塞（EILO）発作時およびEILO患者に対して一般的に用いられる発声（音声）療法の運動中における上気道の形状変化と空力特性を、計算流体力学（CFD）シミュレーションにより定量化する手法の実現可能性を検証することである。
  • 方法として、成人女性の鼻腔および口腔を含む上気道の磁気共鳴画像（MRI）静止画像から上気道の3次元幾何学モデルを再構築し、CFDにより吸気および呼気それぞれについて、発声器官（声道）内の8つの平面における最大体積流量（l/s）、圧力（Pa）、気流速度（m/s）、断面開口部の面積を算出した。
  • 結果として、上気道を3次元幾何学的にモデル化した数値予測では、吸気時は鼻呼吸、呼気時はすぼめ呼吸（pursed lip breathing）が、救済的呼吸（rescue breathing）運動において最も有望な圧力条件および断面径を示した。
  • 結論として、EILOが声帯レベルでの狭窄に起因する場合、素早い鼻すすり（quick sniff）も適切な救済的吸気運動となり得ること、またEILOは呼吸の吸気相・呼気相の双方に影響するため、CFDによる上声門（supraglottal）空力と上気道幾何学の事前知見が、EILO患者における音声療法介入の最適な機能的転帰を得るための救済呼吸法選択や、症例ごとのEILOの病態生理理解に資する可能性があると示された。

(073) Zhao [6]

📕 書誌情報

Pulled Flowprobe for Ambient Liquid Extraction-Based High Spatial Resolution Mass Spectrometry Imaging with Enhanced Sensitivity and Stability.

Zhihao Zhao, Zheng Long, Huabei Wang, Qian Wu, Yang Wang, Hongmei Lu

Anal Chem, 2023 Nov 21

💬 AI 翻訳タイトル

高感度および安定性を向上させた、アンビエント・リキッド抽出ベース質量分析イメージング用の引き延ばし（pulled）フロープローブ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、アンビエント条件下で最小限の前処理により直接質量分析イメージング（MSI）を可能にするアンビエント・リキッド抽出法において、高い空間分解能・高感度・高安定性を同時に満たす統合型プローブが未開発である点を解決することである。
  • そこで、引き延ばした同軸キャピラリーからなる新規統合プローブ「pulled flowprobe」を開発し、先行で報告された単一プローブと比較したうえで、プローブ内の物質移動速度論を初めに評価し、抽出速度曲線の形状を解析した。
  • さらに、計算流体力学（CFD）解析により、pulled flowprobeでは液体マイクロジャンクションにおける流速が低く、移送チャネルでは高いことが示され、単一プローブおよび同様の流路をもつ他プローブと比較して抽出効率が高く、バンド拡散が低減されることが明らかとなった。
  • ラット大脳における脂質のアンビエント・リキッド抽出ベースMSIでは、低存在量脂質の信号が単一プローブより2–5倍高く、pulled flowprobeにより検出される脂質種も26種多いことに加え、一定インクコーティングのイメージングによって安定性が優れている（相対標準偏差の平均：18% vs 80%）ことが示された; また、内側キャピラリーの引き込み（retraction）条件は感度と安定性の両面で最適化され、空間分解能（30–40 μm）も同等サイズの単一プローブより高いことが「80–20」ルールに基づく計算で確認された。

(074) Zheng [6]

📕 書誌情報

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

  • DOI: 10.1177/23969873231205669

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 6
    • FWCI: 0.8509
    • Citation Percentile: 69.90

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈硬化性疾患の血行動態学的意義と、同側の脳小血管病（CSVD）画像マーカー

💬 AI 要約

  • 症候性頭蓋内動脈硬化性疾患（sICAD）患者では脳小血管病（CSVD）がしばしば併存するため、本研究ではsICAD病変の血行動態学的特徴と、CSVDの画像マーカーおよびCSVD全体の負荷量との関連を明らかにすることを目的とした。
  • 前方循環のsICAD（狭窄率50〜99%）を対象とする横断研究として解析を行い、CTアンギオグラフィ（CTA）に基づく計算流体力学（CFD）モデリングにより、経病変圧力比（PR＝術後圧/術前圧）および壁面せん断応力比（WSSR＝狭窄後スロート部WSS/狭窄手前WSS）を定量化した。
  • 112例のsICAD患者では、同側半球において対側半球よりも白質高信号（WMHs）、ラクナ梗塞、皮質微小梗塞（CMIs）がいずれも重症であり、CSVD全体の負荷量も同側が有意に高かった（いずれもp＜0.05）。さらに、異常PRおよび/または異常WSSRは、同側の中等度〜重度WMHs（調整オッズ比=10.12, p=0.018）、CMIの存在（5.25, p=0.003）、中等度〜重度CSVD負荷（12.55, p=0.033）と、それぞれ対側のWMHs、CMIおよびCSVD負荷とは独立して有意に関連した。
  • 拡大血管周囲腔（EPVS）および脳微小出血（CMBs）は両半球で同程度であり、血行動態指標との関連は認められなかった。以上より、sICADに対する同側半球では対側よりもWMHsおよびCMIがより重症であり、sICAD病変の血行動態学的意義は同側のWMHsおよびCMIの重症度と独立して関連することが示された。

(075) 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

未破裂動脈瘤頸部（ネック）幅の過大評価は、血行動態シミュレーションに対して比較的限定的な影響を及ぼす

💬 AI 要約

  • 目的：3Dアンギオグラフィにおける頭蓋内動脈瘤の頸部幅の過大評価は臨床上の既知の問題であり、画像ベースの計算流体力学（CFD）における長年の懸念事項である。本研究の目的は、頸部幅の過大評価が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、近年提案されたSURGE（upsampled resolution and gradient enhancement）に基づく補正手法を用いて検討することである。
  • 方法：臨床サンプル60例のうち頸部誤差が最大の17例を抽出し、3D回転血管撮影（3DRA）から標準的なウォータシェッド法とSURGE法の2種類でセグメンテーションを行った。高精細かつ拍動性の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スカラー血行動態パラメータを算出した。
  • 結果：頸部過大評価モデルと頸部補正モデルの間で、いくつかの例外を除き、血流および壁面せん断応力（WSS）のパターンは定性的に類似していた。頸部補正後のサック全体平均（sac-averaged）WSSは有意に低下した（p = 0.0005）が、相関は高く（R2 = 0.98）、一方でジェットの衝突（jet impingement）は頸部補正モデルの方が有意により集中していた（p = 0.0011）が、相関は中程度にとどまった（R2 = 0.61）。速度やWSS変動を定量化する指標は有意差が認められなかったものの、相関が低いこと（R2 < 0.4）が背景にあると示唆された。
  • 結論：すべての血行動態パラメータについて、中央値絶対差は26%未満であり、絶対差が50%を超えるパラメータは最大でも17例中5例に留まった。頸部幅過大評価に起因する血行動態の差は、少なくとも等しいか、多くの場合は、ソルバ設定や仮定した流入条件など、頭蓋内動脈瘤CFDにおける他の誤差／不確実性によって報告されている差より小さいことが示された。

(076) 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

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    • Cited by: 6
    • FWCI: 0.7431
    • Citation Percentile: 71.53

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💬 AI 翻訳タイトル

LVIS支援下コイル塞栓術後に再発した破裂椎骨動脈解離性動脈瘤に対しPipelineを留置した症例：破裂・再発における血行動態の役割のCFD解析（症例報告および文献レビュー）

💬 AI 要約

  • 血行動態は頭蓋内動脈瘤の破裂の自然経過および再発に重要な役割を果たす。本研究は椎骨動脈解離性動脈瘤（VADA）における再発の機序に関して、血行動態が果たす役割を検討することを目的とした。
  • 再発を認めた破裂VADAに対し、まず低プロファイル視認化内腔内ステント（LVIS）支援下コイル塞栓術を実施し、その後動脈瘤再発時にPipeline Embolization Device（PED）を留置した症例を対象とした。6回の連続画像手技に基づき有限要素解析および計算流体力学（CFD）シミュレーションを行い、算出した血行動態を動脈瘤再発と関連付けた。
  • LVISステント支援下コイル塞栓術後7か月で、吻合部（エントリートリ）を瘤の突出部より上方に生じる形で再発がみられたが、壁面せん断応力（WSS）は十分に抑制されなかった。PED留置により、動脈瘤頸部におけるWSS、流入ストリームおよび流速はいずれも有意に低下し、PED留置後3か月では瘤嚢の有意な縮小と瘤嚢内血流の大幅な低減が観察された。
  • PED留置後27か月のフォローアップでは動脈瘤は安定していた。本症例報告は、特に後下小脳動脈（PICA）近傍を含む親血管頸部における高WSSおよび高流入流速の十分でない抑制が、動脈瘤再発と関連し得ることを示唆する。

(077) Mandrycky [6]

📕 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

人工的に作製した脳動脈瘤モデルにおける曲率に起因する流れパターンへの内皮応答

💬 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動態因子、特に曲率が誘導する流れパターンが内皮細胞（EC）に与える影響を、計算流体力学（CFD）と内皮生物学の接続として明らかにすることである。
  • 方法として、解剖学スケールの動脈瘤モデルを作製する堅牢なワークフローを構築し、形状に基づく生理学的に妥当な流れプロファイル下でECの管腔内培養（luminal cultures）を確立したうえで、曲率に媒介された流れに対するEC応答を比較した。
  • 結果として、親血管の曲率により誘導される流れパターンは、壁面せん断応力（WSS）および壁面せん断応力勾配（WSSG）の変化を生じ、その変化が細胞形態および細胞内タンパク質の局在の差と相関した。
  • 高WSS領域では細胞が流れにより整列し、Notch1（Notch1-ECD）の細胞外ドメイン（ECD）に強い偏光が認められた一方、低WSS下では曲率の変化に伴うWSSGの差が整列の低下および当該領域でのNotch1-ECD偏光の減弱（attenuation）と関連したことから、細胞化した動脈瘤モデルがCFDと疾患を媒介する内皮生物学を結び付ける有用な手段となることが実証された。

(078) Han [5]

📕 書誌情報

The Biomechanical Characteristics of Swallowing in Tracheostomized Patients with Aspiration following Acquired Brain Injury: A Cross-Sectional Study.

Xiao-Xiao Han, Jia Qiao, Zhan-Ao Meng, Dong-Mei Pan, Ke Zhang, Xiao-Mei Wei, Zu-Lin Dou

Brain Sci, 2023 Jan 03

  • Keywords: acquired brain injury, aspiration, biomechanical characteristics, computational fluid dynamics, subglottic pressure, tracheostomy

  • DOI: 10.3390/brainsci13010091

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 5
    • FWCI: 2.288
    • Citation Percentile: 87.01

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💬 AI 翻訳タイトル

後天性脳損傷に伴う誤嚥を有する気管切開患者における嚥下のバイオメカニクス特性：横断研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、後天性脳損傷（ABI）に伴う誤嚥を有する気管切開患者における嚥下のバイオメカニクス特性を明らかにし、これらの特性と誤嚥との関連をさらに検討することを目的とした。
  • 単施設の横断研究として、誤嚥を有するABIの気管切開患者と年齢を一致させた健常対照者を募集し、高解像度食道（咽頭）内圧測定および計算流体力学（CFD）シミュレーション解析により、軟口蓋咽頭（VP）最大圧、舌基部（TB）最大圧、上部食道括約筋（UES）残存圧、UES弛緩時間、ならびに声門下圧を評価した。
  • その結果、対照群と比較して患者群ではVP最大圧の低下、UES残存圧の増加、ならびにUES弛緩時間の短縮が認められた（p < 0.05）。また、患者群では声門下圧が有意に低下した一方で（p < 0.05）、TB最大圧は群間で有意差を認めなかった（p > 0.05）。
  • さらに患者群では、VP最大圧（rs = −0.439; p = 0.015）、UES弛緩時間（rs = −0.532; p = 0.002）、声門下圧（rs = −0.775; p < 0.001）がPAS（penetration−aspiration scale）スコアと負の相関を示し、UES残存圧（rs = 0.807; p < 0.001）はPASスコアと正の相関を示した（p < 0.05）。一方でTB最大圧とPASスコアの相関は統計学的有意性に到達しなかった（rs = −0.315; p = 0.090）。結論として、ABIに伴う誤嚥を有する気管切開患者の嚥下のバイオメカニクス特性は、VP最大圧および声門下圧の低下、UES残存圧の増加、ならびにUES弛緩時間の短縮として現れる可能性があり、VP最大圧、UES弛緩時間、声門下圧、UES残存圧が誤嚥と関連していることが示唆された。

(079) Song [5]

📕 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

  • DOI: 10.3389/fneur.2023.1136847

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 5
    • FWCI: 1.5244
    • Citation Percentile: 81.75

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

経皮的経管血管形成術（PTA）およびステント留置後の症候性ステント内再狭窄（sISR）に対する予測因子の検出を目的とした周術期マルチモーダル血行動態評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、周術期に生じる血行動態の変化を明らかにするとともに、ステント内再狭窄（ISR）および症候性ISR（sISR）のリスク因子を探索することである。
  • 方法として、定量カラーマップ化デジタルサブトラクション血管造影（QDSA）および計算流体力学（CFD）を含むマルチモーダル血行動態解析を実施し、QDSAから時間—濃度パラメータ（TTP、FWHM、CCT、aMTT、ASI、WI、WO、stasis index）を算出し、CFDから経壁圧比（PR）および壁面せん断応力比（WSSR）を定量した。
  • 結果として、ステント留置によりTTP、stasis index、CCT、aMTTおよびtranslesional WSSRはいずれも低下し、translesional PRは有意に上昇した；また、平均追跡期間6.48±2.86か月において、ASIが低値（<0.636）であることおよびstasis indexが大きいことが、sISRと独立して関連することが多変量ロジスティック回帰モデルにより示された。
  • 結論として、PTASは脳循環および血流灌流を改善するのみならず局所血行動態も有意に変化させ、QDSA由来のASIおよびstasis indexはsISRのリスク層別化において重要な役割を果たすことが明らかとなった；さらに、マルチ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の到達目標（end point）の決定に有用となり得る。

(080) Perinajová [5]

📕 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

個別化脳血管系におけるCFD/MRI併用による低酸素領域の同定に関する検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳血管系の一部領域における低酸素（hypoxia）が脳神経疾患の原因の一つであるとの考えに基づき、MRIと計算流体力学（CFD）を組み合わせることで低侵襲的に脳血管内の血流と酸素輸送を解析し、低酸素領域を同定する枠組みを提示することである。
  • 方法として、ウィリス動脈輪（circle of Willis）の個別化形状に対して酸素の物質移動のコンピュータシミュレーションを実施し、計算領域および境界条件は4次元（4D）flow MRI計測に基づいて設定した。
  • 結果として、酸素がヘモグロビンに結合した形態（active）を考慮せず、酸素を血漿中の希薄化学種として扱う受動モデル（passive）のみで評価すると、動脈壁における酸素の物質移動（mass transfer）が有意に過小評価されることを示した。
  • さらに、推定されるダムコーラー数（Damköhler number, Da）の範囲（Da ⊂ 〈9; 57〉）と局所シャーウッド数（local Sherwood number）との比較により得られる臨界閾値を導入し、動脈壁に沿った低酸素領域を同定したうえで、本研究で提案したMRI/CFD併用アプローチについて、対象者または患者の脳血管系をより大規模にした検証を追加的に行うことを推奨している。

(081) Ma [5]

📕 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

  • Keywords: Arterial stenosis, computational fluid dynamics, multiphase flow, plaque, red blood cell aggregation

  • DOI: 10.3233/BME-221436

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 5
    • FWCI: 1.0908
    • Citation Percentile: 77.48

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

椎骨動脈狭窄病変およびプラーク安定性に対する多相流血行動態評価

💬 AI 要約

  • アテローム性動脈硬化は椎骨動脈狭窄の主要原因の一つであり、後循環への血液供給低下を通じて脳梗塞や死亡に至り得るが、椎骨動脈プラークの形成における狭窄率および狭窄位置の影響を明らかにすることを目的とした。
  • 異なる狭窄度および狭窄位置を有する狭窄モデルを作成し、多相流の数値シミュレーションにより狭窄領域の血行動態を包括的に解析した。
  • 解析の結果、各セグメントの狭窄度30–70%では血流速度が正常よりも有意に増加する傾向を示し、50%以上の下流では乱流、70%下流では逆流（リフラックス）が観察された；さらに、重度狭窄では壁面せん断応力（WSS）とその分布面積が増大し、狭窄下流に高WSSと低WSSが混在する領域が形成された。
  • 赤血球（RBC）容積分率は狭窄部で増加し（最大値：V4で狭窄70%における0.487、正常の1.08倍）、乱流および逆流領域では複雑なRBC容積分率分布が認められた; 流速、WSS、ならびに狭窄部のRBC容積分率はいずれも狭窄重症度とともに増大し、プラークの剥離（shedding）を促進し得ることが示唆された。

(082) Nakano [5]

📕 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: 10.1007/s11748-023-01926-7

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 5
    • FWCI: 1.0907
    • Citation Percentile: 78.90

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

左上葉切除術後の肺静脈断端における血栓形成に関連する血流停滞

💬 AI 要約

  • 左上葉切除術後に肺静脈断端で血栓が生じ、術後の脳梗塞の原因となり得ることから、本研究は肺静脈断端内の血流停滞が血栓形成を引き起こすという仮説を検証することを目的とした。
  • コントラスト増強CTを用いて、左上葉切除後の肺静脈断端の三次元形状を再構築し、計算流体力学（CFD）法により断端内の血流速度および壁面せん断応力（WSS）を解析したうえで、血栓あり群と血栓なし群の間で比較を行った。
  • 血栓あり群では、心拍ごとの平均流速が10 mm/s未満、3 mm/s未満、1 mm/s未満となる体積（それぞれp=0.0096、0.0016、0.0014）および、3つの設定カットオフ値のいずれについても流速が常に当該閾値未満であった体積（それぞれp=0.019、0.015、0.017）が、血栓なし群より有意に大きかった。
  • 同様に、血栓あり群では、心拍ごとの平均WSSが0.1 Pa未満、0.03 Pa未満、0.01 Pa未満となる面積（それぞれp=0.0002、<0.0001、0.0002）およびWSSが常にこれら3つのカットオフ値未満であった面積（それぞれp=0.0088、0.0041、0.0014）も、血栓なし群より有意に大きく、CFDにより算出した断端における血流停滞領域は血栓あり群で有意に拡大していた。これらの結果は、血流停滞が左上葉切除術を受けた患者における肺静脈断端での血栓形成を促進することを示す。

(083) Spencer [5]

📕 書誌情報

Fiscal Year 2018 National Defense Authorization Act, Section 734, Weapon Systems Line of Inquiry: Overview and Blast Overpressure Tool-A Module for Human Body Blast Wave Exposure for Safer Weapons Training.

Rachel W Spencer, Elizabeth Brokaw, Walter Carr, Zhijian J Chen, Bradley A Garfield, Harsha T Garimella, Hamidreza Gharahi, Joseph Iampaglia, Lisa Lalis, Andrzej Przekwas, Maciej Skotak, Michael A Xynidis, Andrew Dominijanni, George Dias, Lura Danley, Raj K Gupta

Mil Med, 2023 Nov 08

💬 AI 翻訳タイトル

2018会計年度国防授権法第734条「武器システムに関する調査のための方針（Line of Inquiry）」：安全な訓練のための人体への爆風（Blast Overpressure）曝露を扱うBlast Overpressure Tool（BOP Tool）—モジュール開発の概要

💬 AI 要約

  • 本研究は、兵士の爆風過圧（blast overpressure: BOP）曝露が脳の健康に及ぼし得る影響に関する懸念を背景として、国防総省（DoD）が実施すべき長期医学研究および関連するリスク低減に資する方策を整理することを目的とする。
  • 方法として、2018会計年度国防授権法第734条（Public Law 115-91）に基づき設置された第734条作業部会が、5つのLine of Inquiry（LOI）を含むプログラム構造を策定し、そのうち「武器システムLOI」が重火器および爆破事象により生じるBOP情報を収集・統合・解析して戦略立案に反映した。
  • 結果として、健康影響およびパフォーマンスに関する新興研究を活用しつつ、BOP Toolをスタンドアロン・モジュールとして開発し、さらにRange Managers Toolkitへの統合も視野に入れて検討した；その過程で、BOP曝露、リスク、安全性に関するコミュニケーションの明確化、新規研究の活用方法の確立、訓練時の重火器発射における曝露負荷を予測するBOP Toolの試作が可能であることが示された。
  • 結論として、研究・開発・試験・評価、調達、および訓練の各段階にわたる安全ガイダンスの要求および政策を見直し、標準化することが推奨され、検証済みのBOP Toolは曝露シナリオを生成して予測を行い、訓練計画中に所属要員がシナリオを調整してより安全な訓練を実現できることが示された。

(084) Bilgi [5]

📕 書誌情報

Thermal and Postural Effects on Fluid Mixing and Irrigation Patterns for Intraventricular Hemorrhage Treatment.

Coskun Bilgi, Faisal Amlani, Heng Wei, Nick Rizzi, Niema M Pahlevan

Ann Biomed Eng, 2023 Jun

  • Keywords: Computational fluid dynamics (CFD), Flow in lateral ventricle, Self-irrigating catheter, Targeted delivery, Thermally-induced convection, Ventricular drain

  • DOI: 10.1007/s10439-022-03130-9

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 1.0353
    • Citation Percentile: 69.29

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💬 AI 翻訳タイトル

脳室内出血治療における流体混合および灌流パターンへ及ぼす熱的・姿勢（ポスチャー）効果

💬 AI 要約

  • 脳室内出血では血液が脳室内へ漏出し，それが脳脊髄液と混合することに特徴があるが，本研究は受動的ドレナージカテーテル（外減圧ドレーン：EVD）および新規の二管式カテーテル（IRRAflow®）のうち，後者の能動的流体交換機構に関する流体力学が未解明である点に着目し，治療時の熱および姿勢が薬液（造影）分布と灌流パターンに与える影響を明らかにすることを目的とした。
  • 上記目的のため，本研究ではカテーテル挿入を伴う3次元の脳側脳室モデルにおける交換系の対流流動を，自作の格子ボルツマン法ベースの流体—固体相互作用（fluid-solid interaction）ソルバにより評価し，注入温度および患者体位（patient position）を含む複数の治療条件をシミュレーションした。
  • さらに，近年導入された（準）スペクトル型の対流—拡散方程式（convection-diffusion equation）ソルバに基づく色素（dye）シミュレータを用いて，薬液分布に対する熱的効果および重力（gravitational）効果を解析し，注入温度と体位が血腫灌流（hematoma irrigation），渦構造（vortical structures），混合（mixing），ならびに薬液体積分布（medication volume distribution）へ及ぼす影響を示した。
  • その結果，冷温度での注入は，色素分布および灌流能力（irrigation potential）という観点でカテーテルの有効性を高め得ることが示され，その効果は患者体位によってさらに制御・誘導し得ることが結論づけられた。

(085) Shields [5]

📕 書誌情報

2D versus 3D comparison of angiographic imaging biomarkers using computational fluid dynamics simulations of contrast injections.

A Shields, M M S Bhurwani, K Williams, V Chivukula, D R Bednarek, S Rudin, C N Ionita

Proc SPIE Int Soc Opt Eng, 2023 Feb

  • Keywords: Aneurysm, Angiographic Parametric Imaging (API), Computational Fluid Dynamics (CFD), Quantitative Angiography

  • DOI: 10.1117/12.2653119

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 1.0059
    • Citation Percentile: 76.53

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💬 AI 翻訳タイトル

造影剤注入に対する計算流体力学（CFD）シミュレーションを用いた血管造影画像バイオマーカーに関する2次元（2D）と3次元（3D）の比較

💬 AI 要約

  • 定量的血管造影（QAngio）は、造影剤の流れに関連する画像バイオマーカーを通じて神経血管内治療手技中に血行動態情報を提供し得るが、標準的な臨床実装は投影画像に制約され、複雑な3次元（3D）形状における造影剤の運動解析が1–2方向の投影ビューに限定されることで、疾患進行や治療効果に関連するバイオマーカーの潜在的な情報量が切り捨てられる。
  • この限界を明らかにするために、本研究では in-silico における造影剤分布を用いて神経血管血行動態の文脈で3D-QAngio の利点を検討することを提案し、患者固有の頭蓋内動脈瘤モデル2例において、造影剤媒体と血液との物理的相互作用を考慮した ground-truth の in-silico 造影剤分布を生成した。
  • 短いボーラス注入により動脈瘤ROI内で完全な wash-in/wash-out サイクルを得たのち、臨床用コーンビームCT（CBCT）の取得を模したシミュレート血管造影画像を生成し、造影剤の体積分布を再構成してバルク流を解析した; その上で、ground-truth の3D-CFD、再構成した3D-CBCT-DSA、および2D-DSA投影から、曲線に基づく造影剤時間希釈指標（AUC、PH、MTT、TTP、TTA）といったQAngioパラメータを抽出した。
  • 動脈瘤サイズが異なる2症例における2Dと3Dの定量的流動パラメータの初期比較では、3D-QAngioはTTA、TTP、MTTといったバルク流の特性を良好に記述し得る一方で、PHおよびAUCのような積分パラメータの回復には限界が認められた; それでもなお、3D-QAngio手法の導入は異常血管流パターンの理解に対して追加的な洞察を提供し得る。

(086) Hirato [5]

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Delayed rupture of a large intracranial internal carotid artery aneurysm after flow diverter placement.

Marina Hirato, Tomoyuki Tsumoto, Yuta Kobayashi, Ryo Aiura, Eisuke Hirose, Arisa Umesaki, Sadayoshi Nakayama

Surg Neurol Int, 2023

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Delayed rupture, Flow diverter, Internal carotid artery, Large internal aneurysm

  • DOI: 10.25259/SNI_804_2023

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 1.0004
    • Citation Percentile: 78.51

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💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータ留置後に遅れて破裂した大内頸動脈瘤（頭蓋内）

💬 AI 要約

  • フローダイバータ（FD）留置後の遅発破裂は重篤な合併症であり、しばしば致死的転帰に至るが、破裂に至る機序は不明確であるため、本症例ではFD留置後の遅発破裂例を報告し、その原因について考察することを目的とした。
  • 本研究では、複数の動脈瘤を有する69歳女性に対し、大きな頭蓋内内頸動脈瘤へコイル塞栓術併用のFD留置を実施し、術後経過に加えて瘤内血流動態を計算流体力学（CFD）により評価した。
  • 術後は明らかな症状を認めず、血管撮影およびMRIでは瘤内血流の低下が示されたが、術後3日目に意識障害が突然出現し、CTで大量のくも膜下出血が確認され、FD後の遅発破裂と診断された。
  • 重篤な状態であることから治療を差し控えた一方、既報に基づき血行動態学的機序が遅発破裂の原因となり得ることを踏まえると、FD留置後に瘤内圧が上昇したことが遅発破裂を引き起こした可能性が示唆され、親血管からの流入が高い大型動脈瘤では、術前CFD解析が遅発破裂リスク評価に有用である可能性がある。

(087) MacDonald [5]

📕 書誌情報

Sensitivity of hostile hemodynamics to aneurysm geometry via unsupervised shape interpolation.

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

Comput Methods Programs Biomed, 2023 Nov

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Geometry, Intracranial aneurysm, Machine learning, Morphology, Uncertainty quantification

  • DOI: 10.1016/j.cmpb.2023.107762

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 1.0004
    • Citation Percentile: 77.44

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💬 AI 翻訳タイトル

教師なし形状補間により破裂に関連する不良血行動態（hostile hemodynamics）の動脈瘤形状依存性を評価する感度解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、教師なしの3次元（3D）形状補間手法で生成した形状変化に対する血行動態パラメータの応答を体系的に評価し、破裂予測に用いられる血行動態指標の頑健性と感度の関係を明らかにすることである。
  • 患者由来の頭蓋内動脈瘤表面3例（A, B, C）を用いてNeuroMorphを学習し、A→B、B→C、C→Aの3種類の補間形状シーケンス（各10枚の補間表面）を生成した後、これらに対する高精度CFDシミュレーションから、既報の動脈瘤破裂関連指標を含む複数の代表的な低次元血行動態パラメータを算出した。
  • 補間表面では分岐角、血管径、動脈瘤形態が複雑かつ漸進的に変化し、CFDでは動脈瘤ジャッティング（jetting）特性および壁面せん断応力（WSS）のパターンは連続的に変化する一方で、低次元血行動態パラメータには応答の幅が生じた。
  • 空間的・時間的平均を含む時間平均WSS、時間平均速度、低せん断面積（LSA）は各形状シーケンス間で変動が小さかったのに対し、振動せん断、スペクトル拡がり（spectral broadening）、スペクトル帯域性（spectral bandedness）指標のような流れの複雑性に関する指標は、わずかに近い形状間でも高い変動を示した；相関解析では、これらの血行動態指標が形状のみから得やすい指標と強い相互情報を持つことが示され、頑健性の高い指標は形態学的予測因子と冗長になり得る一方、感度の高い指標は臨床利用上の不確実性が問題となり得ることから、これらの感度を理解することで破裂リスク評価に付加価値を与え得るパラメータの同定につながると結論づけた。

(088) Kliś [5]

📕 書誌情報

Association of Arterial Tortuosity with Hemodynamic Parameters-A Computational Fluid Dynamics Study.

Kornelia M Kliś, Dominika Wójtowicz, Borys M Kwinta, Krzysztof Stachura, Tadeusz J Popiela, Maciej J Frączek, Bartłomiej Łasocha, Jerzy Gąsowski, Olga Milczarek, Roger M Krzyżewski

World Neurosurg, 2023 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

動脈の蛇行（tortuosity）と血行動態パラメータとの関連：計算流体力学（Computational Fluid Dynamics; CFD）研究

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈の蛇行は、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm）形成リスクと関連することが示されているため、本研究では、蛇行のどの要素が動脈瘤形成を促進する血行動態パラメータと相関するかを解析することを目的とした。
  • 長さ25 mm、直径2.5 mmの蛇行血管モデル73例（単一分岐を含む）を作成し、分岐直前の血管区間に15、30、45、60、75度の角度および2、5、7、10、15 mmの円弧長をもつ角度要素を1〜3個配置してCFD解析を行った。
  • 血液はニュートン流体としてモデル化し、2心拍サイクルの速度波形を与えた後、分岐部で時間平均壁面せん断応力（TAWSS）、時間平均壁面せん断応力勾配（TAWSSG）、振動壁面せん断指数（OSI）、相対滞留時間（RRT）を算出した。
  • 角度要素の個数はTAWSSおよびTAWSSGと正の相関を示し、RRTとは負の相関を示した一方、平均角度はTAWSS、TAWSSG、OSIと負の相関、RRTと正の相関を示した; さらに、円弧長および分岐までの距離で正規化した角度を考慮する新たな蛇行記述子を提案したところ、TAWSS、TAWSSG、OSIとの強い負の相関、およびRRTとの正の相関を認めたことから、動脈瘤形成を促進する血行動態は、より大きい円弧上に位置し、かつより小さい角度が多数存在する蛇行形状と関連することが示された。

(089) Hadad [5]

📕 書誌情報

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

  • DOI: 10.3389/fphys.2023.1113034

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.9955
    • Citation Percentile: 76.81

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💬 AI 翻訳タイトル

大脳静脈瘤（VOGM）における静脈のう（vein of Galen malformations）での頸静脈球狭窄の発生発達の理解：乳児の大脳静脈血管における複雑流動ダイナミクスを特徴づける指標の同定

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）により、生理学的に変化する新生児期のVOGMにおいて、大脳静脈血管の流れの複雑性を記述し得る中核線長（core line length: CL）や臨界点などの高度な血行動態指標を提案し、その妥当性を検証することである。
  • 方法として、ボストン小児病院でVOGMの新生児3例を対象に、構造MRIをセグメンテーションしてVOGMおよび静脈の流出路のメッシュを作成した。境界条件の流速は、動脈および静脈の二重速度エンコード（dual velocity encoding）を含むPC-MR系列から導出し、メッシュと境界条件を用いて大脳静脈の流れをモデル化した。
  • 患者ごとの特異モデルに対し、平均壁面せん断応力（WSSmean）、平均（OSImean）を含むせん断応力関連指標、CL、平均臨界点数（nCrPointsmean）を算出した。その結果、PC-MRとCFDの間で左／右の静脈流出の分配は概ね一致し、PC-MRで観察された高複雑性の環流パターンもCFDで再現されたが、WSSmeanやOSImeanが同程度（<1.3倍）であっても、CLやnCrPointsmeanのような高次の指標では有意な差（CL >3.3倍、nCrPointsmean >1.7倍）が認められた。
  • 結論として、CFDモデルで同定された流れの複雑性を表す高度指標は、初期あるいは二次の血行動態パラメータでは十分に特徴づけられていない流動現象を反映し得ること、さらにそれらの指標が生理学的状態として、頸静脈球狭窄（jugular bulb stenosis: JBS）の発生発達に影響する可能性が示唆された。

(090) Yi [5]

📕 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)

  • DOI: 10.1016/j.compbiomed.2023.107198

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.9925
    • Citation Percentile: 76.89

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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：血行動態（ヘモダイナミクス）の観点からの稀少症例報告

💬 AI 要約

  • 一卵性双生児（MTs）における頭蓋内動脈瘤（IA）の形成および増大の血行動態学的機序は、これまで十分に報告されていない。本研究はこの知見の不足を部分的に補うことを目的として、希少な一卵性双生児ペアにおける血行動態の差異を比較する数値解析を実施した。
  • 実験的に検証された数値モデルを用い、解剖学的モデル3件および切除（ablation）研究用の神経血管モデル5件について、7つの主要血行動態パラメータの観点から比較解析を行った。
  • 数値結果では、同一遺伝子を共有していても双生児間で血行動態に有意な差が認められ、遺伝子変異と環境因子が神経血管の形態および血行動態変化に関与し得ることが示唆された。
  • IAを仮想的に除去した切除研究では、分岐部近傍の前大脳動脈（ACAs）に動脈瘤嚢／ブレブが生成される位置で、双生児Aおよび双生児Bの収縮期ピーク時の局所瞬時壁面せん断応力（IWSS）がそれぞれ52.9 Paおよび70.1 Paであり、さらに瞬時壁面せん断応力勾配（IWSSG）も571.1 Pa/mm（双生児A）と301.3 Pa/mm（双生児B）といった差が観察された；双生児Aでは分岐部へ近接する穿孔（fenestrated）複雑形状がIAの成長および破裂に寄与し得る一方、双生児Bでは相対的に低いIWSSと高い振動せん断（oscillatory shear index: OSI）により進行および破裂リスクが高い可能性が示された。加えて、IAの生成は連結血管ごとの血流量を変化させ、関連する組織・臓器への血液供給にも影響し得ることが示された。

(091) 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

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.4954
    • Citation Percentile: 64.34

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💬 AI 翻訳タイトル

娘動脈瘤（daughter blebs）を伴う前方循環の頭蓋内動脈瘤における血行動態：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画像の進歩により未破裂頭蓋内動脈瘤（unruptured intracranial aneurysms; IAs）の検出が可能となったが、動脈瘤のドーム形状の不規則性や多葉性は、サイズ、部位、患者背景とは独立に破裂リスク因子となり得ることが示唆されている。
  • 本研究では、娘動脈瘤を伴う前方循環の未破裂IAs 12例に対して、スペクトル/高次要素（spectral/hp element）枠組みの Nektar++ を用い、体積流量波形によって3心拍周期の血流をニュートン流体としてCFD（computational fluid dynamics）シミュレーションした。
  • 多方向に攪乱された血流の程度を定量化するため、時間平均壁面せん断応力（time-averaged wall shear stress; TAWSS）に加えて、振動せん断指数（oscillatory shear index; OSI）、相対的滞留時間（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の結果、血管モデルの大半で複雑な動脈瘤内（intrasaccular）流れ場が形成され、特に娘動脈瘤周辺で低値かつ高度に振動するWSSが得られ、RRTおよびTACFIの分布からも攪乱された多方向性血流場の存在が示されたことにより、娘動脈瘤を有するIAsは潜在的な破裂リスク増加と関連するという考えを支持するものである。

(092) Haley [4]

📕 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に向けた脳静脈形状の合理的メッシング手法

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳静脈の低圧領域における血流CFDを、高精度な局所血行動態および血行音響（hemoacoustics）解析に結び付けるため、複雑な脳静脈ルーメン形状の適切なメッシング戦略を確立することを目的とした。
  • 本手法では、ルーメン形状と流量境界条件から中心線を用いて局所的な水力学的直径および断面平均速度を算出し、流れが遷移的または乱流となり得る場合に存在し得る長さスケールを、従来の局所コルモゴロフ（Kolmogorov）およびテイラー・マイクロスケールの定義に基づいて近似した。
  • これらの推定長さスケールを参照してユーザがメッシュの最小・最大辺長を指定し、モデル内へは近似した局所テイラー長さに比例するように辺長を分配したところ、代表的3症例で、従来のサイズ（大きさ）依存ボリューム・メッシング戦略の一部の落とし穴を回避できた。
  • さらに、例示的なCFDメッシュ高解像度化（mesh-refinement）検証では、近似テイラー長さスケールの下限付近に相当する比較的粗い辺長からでも高周波の流れ不安定性の収束が確認され、非ラミナ（非層流）となる可能性を考慮した長さスケールの合理的取り扱いが、複雑または馴染みのない静脈ルーメン形状に対するdenovoメッシングの有用で再現可能な基準となり得ることが示された。

(093) Yang [4]

📕 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: 10.1177/0271678X231218589

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    • Cited by: 4
    • FWCI: 0.7964
    • Citation Percentile: 75.36

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💬 AI 翻訳タイトル

破裂／未破裂脳動脈瘤（傍鞍動脈部動脈瘤）の形成に関する検討：動脈瘤保有動脈と非保有動脈の間での血行動態パラメータの複合的影響を比較する

💬 AI 要約

  • 本研究は、血行動態パラメータが動脈瘤形成に及ぼす影響について多数の報告がある一方で、頭蓋内動脈に動脈瘤が発生しない理由が依然として不明であることを背景として、壁面せん断応力（WSS）およびひずみが動脈瘤形成に与える影響を、動脈瘤保有動脈と非保有動脈の比較により明らかにすることを目的とした。
  • 左右の内頸動脈（ICA）を磁気共鳴血管撮影（MRA）に基づいて再構成し、片側に傍鞍動脈部動脈瘤を有する58名の患者について、動脈瘤を除去した後のICAを動脈瘤保有動脈、対側の動脈瘤のないICAを非保有動脈として定義したのち、計算流体力学（CFD）および流体-構造連成（FSI）解析を両者に対して実施した。
  • その結果、動脈瘤保有動脈では、高いWSSおよびひずみが生じる部位が動脈瘤形成部位と良好に一致したほか、高いWSSと高いひずみ部位との間にも有意な関連が認められた。
  • 一方で、非保有動脈では高い血行動態パラメータと動脈瘤形成との間に有意な関係は示されず、以上の知見は動脈瘤形成機序の理解に資するとともに、関連研究のさらなる発展を促す可能性がある。

(094) Hashimoto [4]

📕 書誌情報

Focal Aneurysm Wall Enhancement in Vessel Wall Imaging as a Surrogate Marker for Predicting Aneurysm Instability.

Yukishige Hashimoto, Toshinori Matsushige, Reo Kawano, Takeshi Hara, Shohei Kobayashi, Mayumi Kaneko, Chiaki Ono, Nobutaka Horie

Stroke Vasc Interv Neurol, 2023 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

血管壁イメージングにおける限局性動脈瘤壁エンハンスメント（AWE）を不安定性予測のサロゲートマーカーとすること

💬 AI 要約

  • 未破裂脳動脈瘤（UIA）に対するリスク層別化手法の確立は、学際的な課題として残されている。本研究は、前向きデータセットを用いた磁気共鳴血管壁イメージングにより不安定なUIAを同定することを目的とした。
  • 2017年から2022年に造影血管壁イメージングを施行し、6か月以上追跡したUIA患者を対象とし、2名の読影者が血管壁イメージング上のAWEパターン（なし、限局性、環状性）を独立に評価した。さらに、時間飛行型磁気共鳴血管撮影（TOF-MRA）により形態学的変化を評価し、不安定UIAに対して計算流体力学（CFD）解析を実施して、動脈瘤壁の進展・破裂に相当する部位の血行動態学的特徴を検討した。
  • 追跡中央値34か月において、114例中13例で動脈瘤の増大が観察された。増大した13例では、AWEパターンはAWEなしが6例、限局性AWE（FAWE）が7例であった。
  • 単変量Cox回帰では動脈瘤サイズとFAWEが増大と関連し、多変量Cox回帰でもFAWE（ハザード比4.59、95%CI 1.29-16.3；P=0.019）が独立して増大と関連した。Kaplan–Meier解析でもAWEパターン間でUIAの増大に有意差が認められ（P<0.001）、追跡中にFAWEを伴う4例で破裂を認めた一方、すべての破裂部位は動脈瘤壁の非エンハンス病変に一致し、非エンハンス領域ではエンハンス領域より壁面せん断応力が高かった（1.59±1.02 対 0.53±0.32；P=0.022）。FAWEは、追跡中の動脈瘤増大および破裂に関連する可能性があり、血管壁イメージングとCFDを併用したFAWEを伴う非エンハンス領域の包括的解析は、動脈瘤不安定性の機序に関する示唆を与える。

(095) Piechna [4]

📕 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

脳血管領域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と自己調節圧予備能に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、酸素化血液の脳への輸送を確実にすることが重要であることを背景に、血流の流体力学的非線形性および自己調節機構を考慮した脳循環モデルにより、脳灌流と自己調節圧予備能の関係を評価することを目的とした。
  • 大域的に単純化した0次元（zero-dimensional）の脳循環モデルを構築し、流体力学的非線形性と自己調節メカニズムを組み込んだうえで、ウィリス動脈輪（Circle of Willis: CoW）およびそれに連結する流入・流出枝を対象とした計算流体力学（CFD）モデルによって検証した。
  • その結果、モデルは単純な枠組みであるにもかかわらず、脳循環の主要な特徴を捉えることができ、CFDモデルとの整合性も良好であった；対称的および強い非対称性を有するCoW構成における誤差はそれぞれ2.6%および9.9%を超えなかった。
  • さらに、本モデルの実用性は、自然吻合の径として後交通動脈および前交通動脈を変化させた条件における自己調節圧予備能の予測により示され、モデルの利点と限界についても議論した。

(096) Fan [4]

📕 書誌情報

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

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

Front Neurol, 2022

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の壁厚の解析：計算流体力学は、嚢状頭蓋内動脈瘤の透亮部（translucent areas）を検出し、術前に破裂リスクを予測できるか？

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms; IAs）表面の透亮部が破裂リスクに関連することに着目し、計算流体力学（CFD）により動脈瘤壁厚を推定して透亮部を検出し、破裂リスクを術前に評価できる可能性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モジュールを用いて動脈瘤壁厚のシミュレーションおよび解析を実施し、透亮と判定される可能性のある領域の検出、ならびに破裂リスクと破裂点の評価を行った。
  • 顕微手術を受けた45例の患者（48個のIA）を後ろ向きに検討し、診療録・画像データ・術中画像を収集したうえで、CFDシミュレーションにより得た壁厚推定と透亮部ならびに実動脈瘤表面の破裂点との関連を解析した結果、シミュレーション上の壁厚の最小極値点の位置は、実際の動脈瘤表面における透亮部または破裂点と整合していた。
  • さらに、動脈瘤成長および破裂に伴う壁領域と体積の変化率（IS）の相関は低下傾向を示し、破裂例では非破裂例よりも不均一性係数Iδが大きかった；非破裂群においても透亮動脈瘤は非透亮動脈瘤よりIδが大きく、厚さ変化（複数のIBA）もより顕著であったことから、Ansys Polyflowモジュールは非破裂動脈瘤の透亮性の有無を検出し、破裂リスクおよび破裂点を予測しうる可能性が示された。

(097) Straccia [4]

📕 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

脳血管攣縮時にウィリス動脈輪（Circle of Willis）で一次側副血行路が活性化される過程に関する、新規の患者個別化計算流体力学（CFD）研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、くも膜下出血後に生じる血管攣縮（vasospasm）において、脳灌流を維持するために側副血行路がどのように活性化されるかを、患者個別化CFDにより定量的に明らかにすることである。
  • 方法として、CTA（computed tomographic angiography）からウィリス動脈輪の血管形態をセグメンテーションしてモデル化し、TCD（transcranial Doppler ultrasound）で得られる血流速度を境界条件に適用した上で、血管径および速度の計測不確実性を考慮するベイズ解析により質量保存を満たす最適化パラメータ集合を同定し、最終シミュレーションに用いた。
  • 結果として、最適化後の血管径、速度、ならびに流量は文献で報告される典型的範囲に収まり、受動的スカラー輸送に基づく仮想血管造影像は臨床の血管造影と良好に一致した。
  • 結論として、感度解析により流入・流出流量の変化に対する側副血行路流量の変動が定量化され、今後、血管攣縮の部位と重症度ならびにウィリス動脈輪の患者間解剖学的ばらつきと側副血行路活性化の関係を患者集団で検討するために応用可能である。

(098) Garud [4]

📕 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

マイクロ流体脳血管チャネルにおけるせん断応力のCFDベースTaguchi解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳血管内の血流が形成する流体せん断応力（shear stress）が薬物送達に与える影響に関し、形状および作動条件の多因子がせん断応力へ及ぼす寄与を定量化することである。
  • そのために、流体力学的な評価として計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）とTaguchi解析を組み合わせ、マイクロ流体脳血管チャネルにおける幾何学的因子（幅・高さ）および作動条件（流量）に加えて、多孔度（porosity）を含む複数要因の影響をL16直交配列表で評価した。
  • さらに血液の非ニュートン性を考慮し、Carreau、Carreau-Yasuda、Casson、Cross、Ostwald-de Waele、Herschel-Bulkleyの6種類の非ニュートンモデルとニュートンモデルを、流量・チャネル幅・高さの条件を変えて数値的に検討し、粘度（viscosity）とせん断歪（shear strain）の対応を実血流挙動に整合させるためのパラメータを提案した。
  • 結果として、Newtonian、Carreau、Carreau-Yasudaモデルは実験・数値間の最大誤差がそれぞれ2.17%、1.30%、1.48%であり、せん断応力はチャネル幅・高さの増加および粘度の低下により低下した；また、せん断応力に対する支配的因子は多孔度であり、その次に流量、幅、高さが寄与度の大きい順に続くことが示され、これら因子と多孔度効果を統合した修正せん断応力式の精度は0.96であった。

(099) Zhou [3]

📕 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: 10.1016/j.ejrad.2023.111135

  • Article

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    • Cited by: 3
    • FWCI: 0.921
    • Citation Percentile: 76.16

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💬 AI 翻訳タイトル

後方循環の重度血管狭窄に対する不十分なステント再開通は、脳血行動態の灌流を有意に改善し得る

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、後方循環の重度血管狭窄に対する不十分（sub-satisfactory）なステント再開通が、脳血行動態の灌流（hemodynamic perfusion）に及ぼす影響を明らかにすることである。
  • 方法として、ステント前後に3次元脳血管造影（3D cerebral angiography）を施行した後方循環の重度血管狭窄患者を後ろ向きに組み入れ、狭窄部、穿通枝（perforating branch）、および狭窄近位・遠位の正常血管区間における血行動態パラメータをCFD（computational fluid dynamic）解析により評価した。
  • 結果として、登録された62例（脳底動脈狭窄、年齢60.9±9.6歳）では、ステント血管形成術により狭窄度が治療前85.3±7.2%から治療後18.6±6.4%へと低下した。治療後には、狭窄近位の正常血管で総圧（total pressure）が有意に低下し、他の諸指標（WSS、cell Reynolds数、速度、渦度、乱流強度、乱流運動エネルギー、消散率）はいずれも有意に増加した一方、狭窄部では全ての血行動態パラメータが有意に低下し、穿通枝および狭窄遠位の正常血管でも有意な増減が観察された。
  • 結論として、不十分な再開通であっても狭窄部および穿通枝根部近傍の血行動態パラメータは、仮想的な狭窄除去（virtual stenosis repair）後の変化に近い状態へ回復し、結果として脳灌流が有意に改善されたことから、後方循環における不十分なステント再開通の有益性が示唆された。

(100) Almahmoud [3]

📕 書誌情報

Cerebral folate deficiency: A report of two affected siblings.

Rabah Almahmoud, Mohammed Mekki, Ayman W El-Hattab

Mol Genet Metab Rep, 2023 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

脳内葉酸欠乏症：罹患した2人の同胞の報告

💬 AI 要約

  • 目的：脳内葉酸欠乏症（cerebral folate deficiency, CFD）は、血中葉酸レベルが正常である一方、脳脊髄液中の5-メチルテトラヒドロ葉酸（5-MTHF）低値を特徴とする稀な進行性神経疾患であり、その臨床経過と診断・治療に関する貢献を明らかにするために2症例を報告する。
  • 方法：近親婚の両親から生まれ、幼少期は神経学的発達が正常であった同胞2例について、神経症状の進行、頭部MRI所見、髄液中5-MTHF濃度、ならびに全エクソーム解析（whole exome sequencing, WES）による遺伝学的評価を行った。
  • 結果：症例は、難治性てんかん、神経学的退行、痙性の四肢麻痺（spastic quadriplegia）へと進行し、脳MRIでは異常な白質信号と脳室拡大が認められた。髄液では5-MTHFが低値であり、WESによりFOLR1に新規のホモ接合性変異（c.245A>G；p.Tyr82Cys）が同定され、CFDの診断と整合した。
  • 結論：FOLR1の病的変異を伴うCFDは、WESにより診断に到達し得ることが示された。加えて、標準的な抗てんかん薬に加えてロイコボリン（folinic acid）治療を行うことで、発作および痙性が軽減し神経症状の改善がみられたため、今後の妊娠における再発予防として胚移植前遺伝学的検査（preimplantation genetic testing）を用いた遺伝カウンセリングへの応用が期待される。

(101) Caddy [3]

📕 書誌情報

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

  • DOI: 10.1007/s10237-023-01772-9

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    • Cited by: 3
    • FWCI: 0.6431
    • Citation Percentile: 72.84

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💬 AI 翻訳タイトル

生理学的刺激に対する反応を対象とした計算流体力学と経頭蓋ドプラ（TCD）超音波の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、適切な脳灌流を維持するために複数の生理学的刺激へ脳血管系が相乗的に応答する様相を踏まえ、経頭蓋ドプラ（TCD）で得られる速度波形指標と、血流保存型の被験者固有3次元（3D）CFDシミュレーションから算出される指標との対応関係を評価することである。
  • 健常被験者12名に対して3T磁気共鳴血管撮影（MRA）による頭頸部イメージングを行い、TCD超音波で中大脳動脈の速度波形を計測した一方、頸動脈内および椎骨動脈についてはデュプレックス超音波で直径と速度を測定して流入脳血流量を算出した。
  • 各条件（安静、過炭酸ガス負荷、運動）に対してCFDシミュレーションを作成し、TCDと同一の入射領域における速度波形指標を抽出した結果、刺激により全参加者で心肺機能指標が有意に変化した。
  • 一方で、TCDで測定した絶対的な速度はCFD計算から得られる速度より有意に高く（P範囲＜0.001–0.004）、条件間で相関は認められなかったが（r範囲0.030–0.377、P範囲0.227–0.925）、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は手法間で有意な正の相関を示した（r範囲0.577–0.770、P範囲0.003–0.049）。以上より、脳血流速度の絶対値はTCDと3D CFDシミュレーションで異なるものの、安静時からの生理学的変化は両手法間で有意に一致することが示された。

(102) Romero Bhathal [3]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

治療前のコイル動脈瘤における血流の予測に向けて：多孔質媒体アプローチ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、コイル塞栓術により治療された動脈瘤内で生じる血栓形成によって嚢全体が充填される過程を踏まえ、治療介入時点までの治療アウトカム予測に資する血流解析手法を確立することである。
  • 方法として、コイル塊を多孔質媒体として表現する「多孔質クラウンモデル」を対象とし、まず8症例の脳動脈瘤ファントムに対するコイル内多孔度分布を3D X線シンクロトロン画像から解析したうえで、透過率および慣性因子を既報手法で算出した。さらに、神経外科医が設定する動脈瘤嚢容積とコイル体積分率のみといった臨床的に利用可能な基礎情報から透過率および慣性因子を定義できる新規の「双線形（bilinear）多孔質モデル」を提案し、コイルを幾何学的に分解したシミュレーションをゴールドスタンダードとして比較した。
  • 結果として、多孔質クラウンモデルおよび双線形モデルはいずれも動脈瘤内の血行動態を同程度に高精度に再現し、標準的な（平均多孔度）多孔質モデルにおける誤差は66%であったのに対し、双線形モデルでは26%に低減したことが示された。
  • 結論として、双線形多孔質モデルは介入時における治療アウトカム予測の手段として有望であり、臨床実装可能な多孔質媒体表現として提示できる。

(103) Altındağ [3]

📕 書誌情報

Determining flow stasis zones in the intracranial aneurysms and the relation between these zones and aneurysms' aspect ratios after flow diversions.

Batı Altındağ, Ali Bahadır Olcay, Muhammed Furkan Tercanlı, Cem Bilgin, Bahattin Hakyemez

Interv Neuroradiol, 2025 Apr

  • Keywords: Computational fluid dynamics (CFD), FRED4518, empirical equation, flow stasis zones, weightless blood particles

  • DOI: 10.1177/15910199231162878

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    • Cited by: 3
    • FWCI: 0.5982
    • Citation Percentile: 68.39

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💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーター後の頭蓋内動脈瘤における血流停滞（stasis）ゾーンの同定と、これらのゾーンが動脈瘤のアスペクト比と関係することの評価

💬 AI 要約

  • 背景：フローダイバーター・ステント（flow diverter stent；FDS）は臨床で広く用いられているが、同一のフローダイバーター（FD）を異なる患者の動脈瘤部位に適用しても、動脈瘤領域の予期しない血行動態が生じ得るため、治療全体の成功率が低下する場合がある。本研究は、なぜFDが一部の患者で想定どおりに機能しないのかを解明し、動脈瘤嚢内における血流停滞ゾーンを推定するための経験的相関と（contingency tableを用いた）表解析を提案することを目的とした。
  • 方法：本研究では、患者固有の動脈瘤形状に基づき、6例の頭蓋内動脈瘤に対するFRED4518 FDSの使用を数値的に評価した。さらに、CFD（computational fluid dynamics）シミュレーション結果を解析し、6例それぞれの動脈瘤について、重力のない血液粒子（weightless blood particles）の時間発展を同定した。
  • 結果：6例の統計解析により、停滞ゾーンの形成、動脈瘤頸部における流入・流出血流、ならびにアスペクト比との関係が示された。具体的には、FRED4518はアスペクト比が0.75より大きい場合に大きな血流停滞ゾーンを示した一方、アスペクト比が0.65未満の動脈瘤では、動脈瘤嚢内に滞留した血液粒子数に基づく小さな停滞流ゾーンが生じた。
  • 結論：本研究では、FRED4518に対して、動脈瘤の形態学的特徴を考慮したうえで、停滞流ゾーン量と動脈瘤嚢内の平均速度の大きさを、初めてweightless fluid particleの結果に基づいて推定するための患者特異的な経験的（empirical）方程式が導出された。その結果、数値シミュレーションと患者データに基づく方程式は、FRED4518留置前に停滞領域の量を把握するのに役立ち、神経内科（neuro-interventional）外科医および放射線科医の意思決定を支援し得ることが示された。

(104) Liao [3]

📕 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を予測するための流体力学的解析――空間・時間特性に関する検討

💬 AI 要約

  • 目的：コイル塞栓術後の動脈瘤再開通の管理において血行動態は重要であるが、最も信頼できる血行動態指標はいまだ不明である。本研究は、血行動態パラメータの空間・時間に関する異なる定義が予測性能へ及ぼす影響を評価することを目的とした。
  • 方法：65人の患者に由来する66個の脳動脈瘤を対象に、CFD（computational fluid dynamics）により血行動態を模擬した。術前（pre-coiling）モデルでは2つの血行動態パラメータについて14種類、術後バーチャル（virtual post-coiling：VM）モデルでは5種類（いずれも術前モデルから動脈瘤を切除して作成）について、それぞれ空間・時間的定義の違いを検討した。
  • 結果：計91種類の空間・時間的血行動態特徴量を抽出し、単変量予測（UP）および多変量ロジスティック回帰（LR）モデルの構築に用いた。得られたAUROCは0.224〜0.747と幅広く分布し、同一血行動態パラメータから導出された特徴量のペアでもAUROCに有意差（P<0.05）を示すものが22組存在した。UPではPDave,q1が最強であり、AUROC/AUPRCが0.747/0.385、至適カットオフにおける感度0.889および特異度0.614を与えた。
  • 結論：LRモデルでは予測性能がさらに向上し、AUROC/AUPRCは0.890/0.903となり、至適カットオフにおける特異度0.877および感度0.719を達成してUPを上回った。以上より、血行動態パラメータの空間・時間特性は予測モデルの構築に重要な影響を及ぼすことが示され、空間・時間的血行動態特徴量に基づくLRモデルは侵襲的手技を要さずに、コイル塞栓術後の再開通を臨床的に予測しうる可能性が示唆された。

(105) Komura [3]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

ラットにおける動脈瘤形成に関する計算流体力学（CFD）解析の特徴

💬 AI 要約

  • 本研究はくも膜下出血の予防に向けて、脳動脈瘤の形成および増大を制御する方法の確立が重要であることを背景に、動物モデルを用いて脳動脈瘤の発生に関連するCFD解析結果の特徴を明らかにすることを目的とした。
  • ラット脳動脈瘤モデル19例を作成し、動脈瘤群［n＝10；動脈瘤誘発手術後10週間以内にMRA（magnetic resonance angiography）で動脈瘤を確認］と非動脈瘤群（n＝9）との間で、CFD解析結果を比較した。
  • 全例で左脳動脈の近位部P1に動脈瘤が確認され、左P1の断面積および曲率を併せて評価したところ、動脈瘤群では非動脈瘤群に比べて動脈瘤の位置と一致する壁面せん断応力（WSS）の低下が認められた。
  • さらに、左P1の断面積は動脈瘤群で徐々に増大したが非動脈瘤群では増大せず、左P1全体の平均曲率も動脈瘤群の方が高かったことから、本動物モデルにおいて動脈瘤の形成は血管形態の変化、すなわち血管径の増大と高い曲率、および動脈瘤形成部位と整合したWSS低下により生じることが示された。

(106) Bérod [3]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の血行動態シミュレーションにおける血管内デバイスを考慮するための不均一モデルの評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、血管内プロテーゼによる血行動態への影響を表現するためにBerodらが提案した不均一モデルを、患者特異的な脳動脈瘤に適用し、その有用性を検証することを目的とする。
  • 10例の患者特異的脳動脈瘤を対象とし、そのうち6例はフローダイバータで治療、4例はWEB（WEBs）を装着した条件で解析を実施したうえで、治療転帰と相関する2つの指標（動脈瘤嚢の平均速度および動脈瘤頸部への流入量）によりモデルの評価を行った。
  • ワイヤ解像（wire-resolved）シミュレーションとの比較では両指標において非常に良好な一致が得られ、さらに、モデルベースのシミュレーションでもストラット配列の下流に生じるジェッティング型の流れ（jetting-type flows）が再現された。
  • フローダイバータとWEBの両デバイス表現に同一のモデルを適用できた点は、本不均一モデリング手法の汎用性および頑健性を示しており、血管内デバイスを組み込んだ血行動態シミュレーションの実現可能性を支持するものである。

(107) Gholampour [3]

📕 書誌情報

Editorial: Modeling and simulation of cerebrospinal fluid disorders.

Seifollah Gholampour

Front Bioeng Biotechnol, 2023

  • Keywords: TRPV4 mRNA, cerebrospinal fluid (CSF), computational fluid dynamics (CFD), fluid-structure interaction (FSI), intracranial compliance (ICC), intracranial pressure (ICP), intrathecal drug delivery (ITDD), lumbar interbody fusion (LIF)

  • DOI: 10.3389/fbioe.2023.1331170

  • Article

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    • Cited by: 3
    • FWCI: 0.4275
    • Citation Percentile: 59.53

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💬 AI 翻訳タイトル

編集論文：脳脊髄液（CSF）障害のモデリングおよびシミュレーション

💬 AI 要約

  • 本編集論文は、脳脊髄液（CSF）障害に対するモデリングおよびシミュレーション研究の位置づけを明確化することを目的とする。
  • 具体的な方法論の詳細は抄録（abstract）中で提示されていない。
  • 結果の詳細は抄録がNAであるため確認できない。
  • 結論として、脳脊髄液障害に関する数理モデル化と計算シミュレーションの重要性が論じられることが示唆される。

(108) Stahl [3]

📕 書誌情報

Assessment of the flow-diverter efficacy for intracranial aneurysm treatment considering pre- and post-interventional hemodynamics.

Janneck Stahl, Laurel Morgan Miller Marsh, Maximilian Thormann, Andreas Ding, Sylvia Saalfeld, Daniel Behme, Philipp Berg

Comput Biol Med, 2023 Apr

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Endovascular treatment, Flow diverter, Hemodynamics, Intracranial aneurysms, Virtual stent deployment

  • DOI: 10.1016/j.compbiomed.2023.106720

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    • Cited by: 3
    • FWCI: 0.2139
    • Citation Percentile: 58.88

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💬 AI 翻訳タイトル

術前および術後の血行動態を考慮した頭蓋内動脈瘤治療におけるフローダイバータの有効性評価

💬 AI 要約

  • 目的：フローダイバータ（FD）による頭蓋内動脈瘤の血管内治療は有望な介入として確立されているが、FD有効性の現実的な血行動態定量は多数報告されている一方で、形態学的な術後データとの比較はいまだ不足しているため、本研究では術前・術後の情報を統合した解析によりFDの有効性を検討することを目的とした。
  • 方法：新規FDデバイスで治療された頭蓋内動脈瘤患者10例について、術前および術後の3次元デジタルサブトラクション血管造影（3D-DSA）画像データに基づき、オープンソースの閾値ベース分割法を用いて両治療状態の患者固有3Dモデルを作成した。
  • 方法：さらに、術後データで得られる実際のステント位置を高速バーチャルステント手法により仮想的に再現し、画像ベースの血流シミュレーションを用いて術前・術後2つの治療シナリオの血行動態を特徴づけた。
  • 結果・結論：結果としてFDは動脈瘤頸部（ostium）における平均頸部流量（51%）、流入濃度指数（56%）、平均流入速度（53%）を低下させ、平均壁面せん断応力（47%）および運動エネルギー（71%）に関しては血管内での流れ活性低下も示した一方、動脈瘤内では脈動性の増加（16%）が術後症例で観察された。患者固有FDシミュレーションは、動脈瘤内部で望ましい血流の再配向と活性低下が生じ、血栓形成に有利であることを示唆し、さらに血周期を通じた血行動態低減の大きさの相違は、選択された症例では降圧治療により臨床的に対処し得る可能性がある。

(109) Robert Bateman [2]

📕 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

  • Keywords: Cerebral hemodynamics, Computational fluid dynamics, Superior sagittal sinus, Triangularity

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2023.111507

  • Article

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.4074
    • Citation Percentile: 62.24

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💬 AI 翻訳タイトル

三角断面を有する上矢状洞血管が血行動態に及ぼす影響の検討と、理想化モデルに伴う誤差

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、上矢状洞（SSS）の断面がほぼ三角形であるという解剖学的特徴に対し、患者固有データなしで作成されたモデルでは円形断面として仮定されがちな点に着目し、断面形状の違いが脳血行動態指標に与える影響と、その際に生じるモデリング誤差を定量化することである。
  • 方法として、SSSに対して1つの円形断面モデル、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設定し、人口平均の時間変動血流（transient blood flow profile）を導入した計算流体力学（CFD）解析を実施した。
  • 結果として、流体の最大ヘリシティ（maximal helicity）は三角断面で円形断面よりも高くなり、壁面せん断応力（WSS）は後方洞壁におけるより小さく集約された領域で増大することが示された。
  • さらに、円形断面を用いた場合の誤差では、血行動態パラメータに対して断面積の影響が、三角性（triangularity）や円形度（circularity）そのものより大きい可能性が示唆され、また円形断面の流路延長（flow extension）を非円形形状に適用した場合にも誤差が生じることが明らかとなったため、血管モデリングでは解剖学的妥当性を踏まえた注意が重要であると結論づけられる。

(110) White [2]

📕 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

  • DOI: 10.1117/12.2653871

  • Article

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.4024
    • Citation Percentile: 62.96

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💬 AI 翻訳タイトル

患者固有シミュレート血管造影（simulated angiograms）を用いた脳動脈瘤の血行動態特性評価のための血管造影注入パラメータの検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤（CA）に対する血管内治療（ET）時の血行動態評価において、定性的画像シーケンスに依存する現状では得られていない定量的ヘモダイナミクス情報を、造影剤注入条件と関連付けて抽出可能にすることである。
  • 方法として、臨床で用いられている造影剤との血行動態的相互作用を定量化するために、シミュレート血管造影（SA）を用い、血管内の血流物理を再現する計算流体力学（CFD）により患者固有CA形状（7例）に対して、造影注入持続時間やボーラス容量といった複数の臨床的シナリオを解析した。
  • 結果として、SAにより注入条件ごとに関心領域内の時間濃度曲線（TDC）を抽出し、到達時間（time to peak; TTP）や平均通過時間（mean transit time; MTT）を含む複数のヘモダイナミック指標を定量化できることが示され、さらに造影流入条件および注入変動が血管形態と動脈瘤形態に関連する有用な情報を与えることが明らかとなった。
  • 結論として、SAアプローチは各シナリオにおける血管造影パラメータの決定を可能にし、in vitroまたはin vivoにおける既存の定量化の障壁を克服しうるとともに、CA治療に資する臨床的に重要な血行動態洞察を提供し得る。

(111) Yi [2]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学（CFD）による多発性頭蓋内動脈瘤の複数閉塞後の血行動態変化の定量的評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、多発性頭蓋内動脈瘤（MIA）に対する閉塞治療が他血管の血行動態に及ぼす影響を解析し、さらにICAおよびMCA動脈瘤の治療順序に関する課題を検討することを目的とした。
  • 患者9例のMIAモデルを用い、1次元（1-D）モデルと3次元（3-D）モデルを統合した計算流体力学（CFD）モデルにより血管内の流れパターンと血管壁圧を算出した。
  • ICA動脈瘤の閉塞後には、中大脳動脈（MCA）および前大脳動脈（ACA）で圧力上昇が認められたが、MCA動脈瘤閉塞後にICAの圧力はほとんど変化しなかった。
  • MCAの異なるサイズの動脈瘤閉塞ではICAおよびACAの圧力への影響はほぼなかった一方、ICAにおける小型動脈瘤ではACAおよびMCA圧が動脈瘤サイズ低下に伴い増加し、大型動脈瘤閉塞時のACA/MCA圧への影響は中型動脈瘤閉塞とほぼ同等であったため、患者因子および動脈瘤特性によりICA/MCAの治療順序が決定できない場合にはMCA動脈瘤を優先して治療すべきであると結論づけた。

(112) Sasaki [2]

📕 書誌情報

Predicting Morphological Changes to Vessel Walls Adjacent to Unruptured Cerebral Aneurysms Using Computational Fluid Dynamics.

Kento Sasaki, Fuminari Komatsu, Kyosuke Miyatani, Riki Tanaka, Yasuhiro Yamada, Yoko Kato, Yuichi Hirose

Asian J Neurosurg, 2023 Dec

  • Keywords: computational fluid dynamics, middle cerebral artery, morphological change, unruptured intracranial aneurysm

  • DOI: 10.1055/s-0043-1771367

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.3999
    • Citation Percentile: 66.99

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂脳動脈瘤に隣接する血管壁の形態変化を計算流体力学により予測すること

💬 AI 要約

  • 本研究は、未破裂脳動脈瘤の周辺領域におけるcomputed tomography angiography（CTA）および計算流体力学（CFD）解析結果を用いて、術中所見と比較しながら、血管壁菲薄化の可能性に関する指標を検討することを目的とした。
  • 2020年5月から2021年4月に当院で未破裂中大脳動脈瘤に対し外科的クリッピングを施行した38例を対象とし、術前CTAに基づくCFD解析により、親血管放射サイン（parent artery radiation sign: PARS）を（1）瘤外側の親血管壁への流線の衝突、（2）同部位からの壁面せん断応力ベクトルの外向きへの放射、（3）周辺部位に比べた壁圧の増加、の3所見のいずれも認めることとして定義した。
  • PARS陽性の9例では、同一部位においてCTA上の形態学的異常は認められなかったが、術中では9例中1例で親血管壁の菲薄化が、3例でCTA所見と異なる非常に小さな腫瘤（microaneurysmを示唆しうる微小病変）の形成が観察された。
  • 結論として、血管腔の可視化に基づく血管内治療では、血管壁の菲薄化や微小動脈瘤の存在を検出することが困難であり、PARSの存在が血管壁の部分的菲薄化または微小動脈瘤形成を示唆しうるため、動脈瘤周囲の血管壁所見を直接操作により確認する必要性があることがCFD解析から示唆された。

(113) Oh [2]

📕 書誌情報

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

  • DOI: 10.1186/s41747-023-00370-9

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.3982
    • Citation Percentile: 65.59

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💬 AI 翻訳タイトル

対側循環が頭蓋内動脈の計算流体力学に与える影響：シミュレーション値と計測流速の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、対側前方循環が頭蓋内動脈の計算流体力学（CFD）に及ぼす影響を後ろ向きに評価することであり、片側の前方循環におけるCFD流速と、位相コントラスト磁気共鳴血管撮影（PC-MRA）による実測値とを比較した点に学術的意義がある。
  • 方法として、頸部近位の狭窄を伴わない片側前方循環モデル21例を、時間飛行型MRA（TOF-MRA）およびPC-MRAの両方を実施した15名から解析し、CFDはPC-MRAに基づく内頸動脈（ICA）の拍動流を流入境界条件として与え、流出境界条件は大気圧とした。
  • 結果として、CFDにより再現された中大脳動脈（MCA）および前大脳動脈（ACA）の流速をPC-MRAの実測値と比較したところ、MCAではACAよりも精度良くシミュレーションされることが示された（Spearman相関係数：MCA 0.773、ACA 0.282）。また、対側ICAに重度狭窄または閉塞を認めた4モデルでは、ACA流速のCFD値がPC-MRA実測値に比べて有意に低く（<50%）、両ACAの径が類似したモデルではACA流速が比較的正確に再現された。
  • 結論として、頭蓋内動脈のCFDでは対側前方循環、特にACAの血流条件を考慮する必要がある可能性が示唆された。さらに、両側性の血流（bidirectional flow）および両ACAの速度の精度は、Acom（前交通動脈）瘤における破裂リスク予測に大きく影響し得るため、対側循環の流れを組み込むことは臨床的に重要である。

(114) Uchikawa [2]

📕 書誌情報

Aneurysmal Inflow Rate Coefficient Predicts Ultra-early Rebleeding in Ruptured Intracranial Aneurysms: Preliminary Report of a Computational Fluid Dynamics Study.

Hiroki Uchikawa, Taichi Kin, Satoshi Koizumi, Katsuya Sato, Tatsuya Uchida, Yasuhiro Takeda, Tsukasa Koike, Satoshi Kiyofuji, Shigeo Yamashiro, Akitake Mukasa, Nobuhito Saito

Neurol Med Chir (Tokyo), 2023 Oct 15

  • Keywords: aneurysmal inflow rate coefficient, computational fluid dynamics, intracranial aneurysm, rebleeding

  • DOI: 10.2176/jns-nmc.2023-0003

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.3982
    • Citation Percentile: 65.14

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💬 AI 翻訳タイトル

破裂脳動脈瘤における動脈瘤流入率係数（AIRC）が超早期再破裂を予測する：計算流体力学（CFD）研究の予備報告

💬 AI 要約

  • 目的：破裂脳動脈瘤の再破裂は転帰不良と関連するが、超早期再破裂に関連する血行動態パラメータについてのCFD研究は乏しいことから、本研究ではCFDを用いて超早期再破裂に関連する特異的血行動態指標を明らかにすることを目的とした。
  • 方法：再破裂群はくも膜下出血（aSAH）発症から6時間以内に再破裂した症例とし、対照群は初回破裂後10時間超の経過観察で再破裂がみられない症例とした。初回破裂後かつ再破裂前の臨床画像を用いて3次元血管モデルを構築し、壁面せん断応力（WSS）の時間平均値、正規化WSS、低せん断面積、振動せん断指数、相対滞留時間、圧力損失係数、および動脈瘤流入率係数（aneurysmal inflow rate coefficient：AIRC）を中心に血行動態解析を行った。
  • 結果：再破裂群では対照群と比較してWorld Federation of Neurosurgical Surgeons gradeが有意に高かった（p = 0.0088）。血行動態解析では、再破裂群においてAIRCが有意に高値を示した（p = 0.042）一方で、他の指標はいずれも群間差は有意ではなかった。
  • 結論：AIRCは、破裂脳動脈瘤における超早期再破裂に関連する血行動態パラメータとして同定された。したがって、AIRCの算出は超早期再破裂の予測に資する可能性がある。

(115) Hadad [2]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics-based virtual angiograms for the detection of flow stagnation in intracranial aneurysms.

Sara Hadad, Yogesh Karnam, Fernando Mut, Rainald Lohner, Anne M Robertson, Naoki Kaneko, Juan R Cebral

Int J Numer Method Biomed Eng, 2023 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

脳内動脈瘤における血流停滞の検出のための計算流体力学（CFD）ベースの仮想血管造影

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血流停滞を伴う／伴わない脳内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）を自動的に識別するために、CFD（computational fluid dynamics）に基づく仮想血管造影（virtual angiograms）が有用かどうかを検証することである。
  • 方法として、患者のデジタルサブトラクション血管造影（DSA）画像シークエンスから動脈瘤領域内の平均グレーレベル強度を用いて時間濃度曲線（time density curves: TDC）を抽出し、各被験者の注入プロファイルを定義した；さらに3D回転血管造影（3DRA）から被験者固有の3次元モデルを再構築し、CFDシミュレーションによりIAs内の血流を再現した。
  • 輸送方程式を数値的に解いて、親動脈および動脈瘤への造影剤注入の動態を模擬したのち、造影剤の保持時間（retention time: RET）を算出した；また、造影剤と血液を密度・粘度の異なる2流体の混合としてモデル化し、動脈瘤内での重力による造影剤のプーリング（gravitational pooling）がRETに与える影響を評価した。
  • 仮想血管造影は適切な注入プロファイルが用いられる場合にDSAシークエンスを再現でき、RETは注入プロファイルが不明であっても有意な血流停滞を示す動脈瘤を同定可能であった；14例（うち7例が既に血流停滞ありと分類）では、RET閾値0.46 sにより血流停滞を正しく識別でき、さらに別の34例における独立した目視DSA評価との一致率は90%以上であった；重力によるプーリングで保持時間は延長されたが、RETの予測能への影響は認められなかった。以上より、CFDベースの仮想血管造影はIAsにおける血流停滞を検出でき、造影剤への重力効果を考慮しなくても血流停滞を伴う動脈瘤を自動的に同定するために利用可能である。

(116) 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

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.2477
    • Citation Percentile: 57.46

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💬 AI 翻訳タイトル

色分け（color-coded）イメージングによる流れの変化評価を含むWEBデバイスを用いたワイドネック脳動脈瘤の治療：単施設経験

💬 AI 要約

  • 目的：Woven EndoBridge（WEB）デバイスは脳動脈瘤治療の適応を拡大しているが、動脈瘤内に生じる流れの変化については十分に明らかにされていないため、syngo iFlow（Siemens AG）を用いた流れ評価を含む臨床経験を報告することを目的とした。
  • 方法：2016年から2020年にWEBデバイスで治療し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；さらに、デジタルサブトラクション血管造影後のsyngo iFlowにより種々の定量的指標を算出し、閉塞との関連を検討した。
  • 結果：26例26個の動脈瘤が包含基準を満たし、追跡可能であった21例の平均追跡期間は7.3±6.3か月であった；動脈瘤は前方循環が71.4%（n=15）、後方循環が28.6%（n=6）で、適切な閉塞は85.7%（n=18）で達成された。ID-R（動脈瘤からの流出低下）を、PI-RおよびPI-D（それぞれ流入低下に関連する指標）と比較すると有意差を認めた（P<0.001）が、適切閉塞群と不十分閉塞群の間では指標に有意差は認められなかった；不十分閉塞動脈瘤におけるID-R低値への傾向はみられた（P=0.063）。治療に関連する罹患（moribidity）や死亡（mortality）は認められなかった。
  • 結論：WEBデバイスにより誘導される血流変化は流入よりも流出に対して有意に影響し得ること、またsyngo iFlow指標が十分な動脈瘤閉塞を予測し得る可能性があることが示された。

(117) Bao [2]

📕 書誌情報

Abnormal flow pattern of low wall shear stress and high oscillatory shear index in spontaneous vertebral artery dissection with vertebral artery hypoplasia.

Jiajia Bao, Xinling Gan, Wentao Feng, Yanbo Li, Yue Qiu, Muke Zhou, Jian Guo, Li He

Front Neurosci, 2023

  • Keywords: blood flow patterns, computational fluid dynamics, hemodynamic characteristics, nitric oxide production rate, spontaneous vertebral artery dissection, vertebral artery hypoplasia

  • DOI: 10.3389/fnins.2023.1179963

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 0.27

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💬 AI 翻訳タイトル

椎骨動脈低形成（VAH）を伴う自然発症椎骨動脈解離（sVAD）における低い壁面せん断応力と高い振動性せん断指数（OSI）を示す異常血流パターン

💬 AI 要約

  • 本研究は、自然発症椎骨動脈解離（sVAD）が血行動態の破綻を伴う椎骨動脈低形成（VAH）で発症しやすい可能性（血行力学的仮説）を検討するため、sVADにおける血行動態パラメータを定量化することを目的とした。
  • 虚血性脳卒中を発症し、VAHを伴うsVADが原因とされた患者を対象とする後ろ向き研究として、CTアンギオグラフィ（CTA）から14例（28血管）の血管形状を再構築し、ANSYS ICEMとANSYS FLUENTを用いてメッシュ生成、境界条件設定、基礎方程式の解法および数値シミュレーションを実施した。
  • 各椎骨動脈について解離部位（または中枢側・末梢側）のスライスを取得し、瞬時ストリームラインと収縮期ピークおよび拡張終期の圧力により血流パターンを可視化したところ、VAHを伴う狭窄閉塞型sVADでは解離部位における局所的な速度上昇が認められ、対側の非解離部位と比較して時間平均血流量の低下、時間平均壁面せん断応力（TAWSS）の低下、振動性せん断指数（OSI）の上昇、内皮細胞作用電位（ECAP）の上昇、相対滞留時間（RRT）の増加、ならびに時間平均一酸化窒素産生速度（TARNO）の低下が示された。
  • 以上より、VAHを伴う狭窄閉塞型sVAD患者では、局所的な速度上昇、低い時間平均血流量、低いTAWSS、高いOSI、高いECAP、高いRRT、および低下したTARNOという異常血流パターンが特徴づけられ、これらはsVAD血行動態のさらなる検討に向けた基盤となるとともに、血行力学的仮説を検証するCFD（computational fluid dynamics）手法の適用可能性を支持するものである。

(118) Tajima [1]

📕 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: 10.2463/mrms.mp.2023-0016

  • Article

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.2268
    • Citation Percentile: 62.45

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💬 AI 翻訳タイトル

7T MR装置における高空間分解能3D位相コントラストMRIによる血行動態解析の精度検証：3T装置との比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、7T MRシステムで取得した3D位相コントラストMRI（3D PC MR；非心電図（ECG）同期の4D Flow MRI）データに基づくMR流体力学（MRFD）解析の結果が、3T MRシステムに比べて高精度であるかを、脳血管ファントムおよび健常被験者で検証することである。
  • 脳血管ファントムおよび健常者10名に対して3Tおよび7T MR装置で3D PC MRと3D time-of-flight（TOF）MRAを撮像し、得られたデータを用いてMRFD解析を実施した。
  • 各MR装置のMRFD結果は、計算流体力学（CFD）結果に基づき、血流速度ベクトル場および速度ベクトルの相関係数（R）、角度類似度指標（ASI）、マグニチュード類似度指標（MSI）を指標として比較した。脳血管ファントムにおける3D速度ベクトルのMRFDでは、3Tでは血管壁近傍にノイズ様ベクトルが観察されたのに対し、7Tではノイズが観察されず、CFDと類似した結果が得られた。
  • さらに、脳血管ファントムおよび健常者では、7TのR、ASI、MSIはいずれも3Tより高く、健常者においてはASIおよびMSIが両装置間で有意に異なったことから、高空間分解能MRFDにおいて7T MRシステムの精度が3T MRシステムを上回ることが示された。

(119) Eguzkitza [1]

📕 書誌情報

Performance assessment of an electrostatic filter-diverter stent cerebrovascular protection device. Is it possible not to use anticoagulants in atrial fibrilation elderly patients?

Beatriz Eguzkitza, David Oks, José A Navia, Guillaume Houzeaux, Constantine Butakoff, María Fisa, Ariadna Campoy Millán, Mariano Vázquez

Front Cardiovasc Med, 2023

  • Keywords: TAVR, aortic arch, atrial fibrillation, cerebroembolic protection devices, computational fluid dynamics modeling (CFD), particle flow simulation, silent brain Infarcts, stroke

  • DOI: 10.3389/fcvm.2023.1233712

  • Article

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.2168
    • Citation Percentile: 61.69

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💬 AI 翻訳タイトル

電気的フィルター・ダイバーター・ステント型脳血管保護デバイスの性能評価：心房細動（AF）の高齢患者に対して抗凝固薬を用いないことは可能か？

💬 AI 要約

  • 本研究は、心房細動（AF）および経カテーテル大動脈弁置換術（TAVR）後に生じうる脳塞栓と無症候性脳梗塞（SBIs）に対し、抗凝固薬に依存しない治療戦略の実現可能性を検討することを目的とする。
  • 提案デバイスは、治療対象動脈の基部に配置したストラット構造であり、サイズの異なる剥離デブリによって生じる脳塞栓の潜在リスクをモデル化する；計算は2段階で、いずれも計算流体力学（CFD）とラグランジュ粒子追跡法を結合して行った。
  • 第1段階ではストラット厚さおよびストラット間隔を系統的に変化させ、健常モデルおよびAF特徴のある流量波形を与えて解析した結果、粒径がストラット間隔より大きい粒子はデバイスによって遮断され、特に側方ストラット間隙が有効性への寄与が最大であることが示された。
  • 第2段階では第1段階で最適化された幾何形状に側方ストラットを追加し、さらにストラット表面を負に帯電させた場合の電気力の影響を評価したところ、負電荷デバイスを大動脈弓の3分岐動脈すべてに配置すると、健常・疾患モデルいずれでも動脈へ侵入する粒子数が平均でそれぞれ62.6%および51.2%低減し、経口抗凝固薬の有効性に同等以上の性能を示した；結論として、最小粒子は電気的斥力により偏向され微小塞栓が回避され、最大粒子はストラット間に収まらないため機械的に濾過されるという二重の機構が提案され、抗凝固薬非依存の脳卒中およびSBIs予防法となり得ることが示された。

(120) Sándor [1]

📕 書誌情報

Design space exploration of flow diverter hydraulic resistance parameters in sidewall intracranial aneurysms.

Levente Sándor, György Paál

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2024 Jun

  • Keywords: Flow diverter, computational fluid dynamics, hydrodynamic resistance, intracranial aneurysm, porous medium

  • DOI: 10.1080/10255842.2023.2215369

  • Article

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.1994
    • Citation Percentile: 54.89

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💬 AI 翻訳タイトル

側壁性脳動脈瘤におけるフローディバイタの水力学的抵抗パラメータに関する設計空間探索

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、5例の患者固有の側壁性脳動脈瘤に対して、直線項および二次項の水力学的抵抗パラメータが動脈瘤内の流量低減に及ぼす影響を系統的に明らかにすることである。
  • 方法として、実臨床のステント特性に基づくDarcy-Forchheimer（ダーシー-フォルヒハイマー）多孔質層アプローチによりステントを組み込んだ125件の血流シミュレーションを実施し、時間平均および空間平均の速度の大きさを評価した。
  • 結果として、時間・空間平均速度の大きさは直線係数の影響を強く受け、べき乗（power-law）関係に従って変化した一方で、二次係数は動脈瘤内嚢および頸部領域における低速度レベルのため、流れへの寄与は小さかった。
  • 結論として、動脈瘤内の流量低減を左右する主因は直線的抵抗パラメータであり、二次的抵抗パラメータは低速度領域では影響が限定的であるため、フローディバイタの抵抗モデル設定において直線係数の同定・最適化が重要であることが示唆された。

(121) Xu [1]

📕 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

  • DOI: 10.3389/fneur.2023.1221686

  • Article

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.1991
    • Citation Percentile: 56.94

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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学シミュレーションに基づく微細カテーテル成形法の適用：内頸動脈後交通動脈瘤の介入治療における脳血流解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、計算流体力学（CFD）に基づく動脈瘤塞栓用マイクロカテーテルの可塑性（成形）手法を用いて、内頸動脈後交通動脈瘤の介入治療における脳血流をシミュレートし、その実用性と安全性を評価することを目的とした。
  • 2020年1月から2022年12月までに、当院でCFDにより脳内の血流ラインをシミュレーションした後交通部内頸動脈瘤20例を対象として解析を行った。
  • 主要な脳血流ラインに従ってマイクロカテーテルの成形および塞栓術を実施し、成形・留置の成功率、安定性、ならびにカテーテル留置の有効性を検討した結果、in vitroモデル試験では全例でマイクロカテーテルは円滑に留置され、かつ安定していた。
  • また、手術中も全例で円滑に留置され、留置成功率は100%であり、術中のカテーテル先端は安定して支持性が良好で、カテーテル逸脱は記録されなかった；塞栓は19例で術直後に完全であり、1例で動脈瘤頸部に少量の残存が認められたが、塞栓カテーテル操作に関連する術中合併症は認められなかった。CFDシミュレーションに基づく精密なマイクロカテーテル成形は、カテーテル留置の成功率と安定性を高め、成形の難度を大きく低減する可能性が示され、本成形法はさらなる検討と探索に値すると結論づけられた。

(122) Huang [1]

📕 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

ステントによる変形がMCA動脈瘤の血行動態に及ぼす影響の解析

💬 AI 要約

  • 動脈瘤にステントを用いてコイル塞栓を行うと、主血管の位置が変化し、動脈瘤内（サック部）の血流に影響を及ぼし得ることから、本研究はMCA動脈瘤破裂リスクに対するステント誘起変化の影響を精査することを目的とした。
  • 2種類の異なるMCA動脈瘤を対象として、コイル塞栓および血管変形が血流動態に与える影響を評価するために、OSI（oscillatory shear index）とWSS（wall shear stress）、ならびに血流構造を比較し、出血の高リスク領域の同定を試みた。
  • 血流は計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）によりモデル化し、その結果、動脈瘤の変形が常に破裂リスクを低減するとは限らないことが示された。
  • さらに、コイル塞栓は動脈瘤の変形よりも血流を遮断（occlude）する点でより有効であることが明らかとなり、血行動態指標に基づく破裂リスク評価の有用性が示唆された。

(123) Mantilla [1]

📕 書誌情報

Heterogeneous model to evaluate CFD in intracranial bifurcation aneurysms treated with the WEB device to predict angiographic outcome.

Daniel Mantilla, Alain Berod, Andrés F Ortiz, Daniela D Vera, Franck Nicoud, Vincent Costalat

Interv Neuroradiol, 2025 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

WEBデバイスで治療した頭蓋内分岐部動脈瘤に対するCFD評価のための不均一モデル：血管撮影所見に基づく治療成績予測

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、WEBデバイス（Woven EndoBridge）治療前後の頭蓋内動脈瘤に対してCFD解析を行い、血行動態パラメータおよび指標を定量化するとともに、完全閉塞（complete occlusion）との関連を確立することである。
  • Marching cubesアルゴリズムに基づく不均一モデルを用いて、単層WEBデバイスで治療された分岐部動脈瘤27例の3次元形状を作成し、WEBあり／なしの条件下でCFDにより血行動態パラメータを算出した。
  • その結果、完全閉塞例では治療前のICI（treatment entry concentration index）が低値（2.12±1.31 vs 3.14±0.93, p=0.029）であり、治療前FN（7.56±5.92 vs 3.35±1.51, p=0.018）および治療後FN（5.34±5.89 vs 1.99±0.83, p=0.021）が高値であった。
  • さらに、非閉塞例では治療後のSRa（197.81±221.29 vs 80.02±45.25, p=0.044）が低値で、治療前および治療後のMATT（migration and residence time（MATT））（治療前0.11±0.07 vs 0.25±0.19, p=0.011、治療後0.69±1.23 vs 1.02±0.46, p=0.006）が相対的に高値であることが示された。

(124) Thewlis [1]

📕 書誌情報

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

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

Comput Methods Programs Biomed, 2023 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

大規模・一様配置データセットに対する4次元ローカル（local）放射基底関数（RBF）補間

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、高解像度医用画像ベロシモル（velocimetry）に由来する大規模で一様に配置された複雑かつ時間変動データから、4次元の完全な機能的関係を有効に再構成するための補間手法を提示することである。
  • 手法として、本研究では層流（laminar flow）を対象に、局所的ヘルミート補間（Local Hermitian Interpolation: LHI）を基盤とし、多重二次（multi-quadric）RBFと分割統治（partition of unity）スキームを組み合わせた4次元ローカルRBF補間アルゴリズムを提案した。
  • まず、既知の4次元解析データおよびCFDに基づく層流ファントムにより妥当性を検証し、その後、脳脊髄液（cerebrospinal fluid）のMRI測定に基づく大規模4次元層流データへ適用して、4次元再構成の精度を、四線形（quad-linear）補間と比較することで有利な改善を示した。
  • 以上より、本手法は計算効率が高く頑健であり、ユークリッド空間および時間領域での高精度補間を実現できること、さらに元データの中間空間・中間時間位置における過渡的流動場および流体境界の移動の4D再構成に有望な結果を与えることが確認された。

(125) Tadokoro [1]

📕 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

心停止を伴う心筋炎に対する左室補助人工心臓の植込みと、総体循環肺動脈側（EC-TCPC）によるバイパス（総カボパルモナル接続）の併用

💬 AI 要約

  • リンパ球性劇症心筋炎では、重度の心筋障害が生じ、一部の患者では不可逆的となるため、機械的循環補助を含む治療が困難となり得る。
  • 本報告では、心筋炎関連の心停止に至った症例に対し、成功裏に左室補助人工心臓（LVAD）植込みおよび体外型総カボパルモナル接続（extracardiac total cavopulmonary connection; EC-TCPC）を実施した。
  • EC-TCPCの選択は、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）解析による血流の流体力学シミュレーションを行った後に決定され、EC-TCPCをグレン手術および古典的フォンタン手術と比較した。
  • 解析の結果、EC-TCPCが最良の性能を示し、本症例において有効な治療戦略となり得ることが示唆された。

(126) Tsukiya [1]

📕 書誌情報

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

Tomonori Tsukiya, Tomohiro Nishinaka

J Artif Organs, 2023 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

体外式機械的循環補助システムに用いる流体力学的に浮上した遠心血液ポンプの漏れ流れに関する数値シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、体外式膜型人工肺や補助人工心臓を含む各種機械的循環補助に広く用いられる体外式遠心ポンプにおいて、新規な流体力学的ベアリング設計を用いたポンプの漏れ流れの特性と、それがポンプ効率および生体適合性（血栓形成抑制能）へ与える影響を評価することである。
  • 方法として、インペラがケーシング壁に接触しないことを可能にし、ポンプ内の洗浄（washout）を十分に確保して血栓形成を防ぐための耐久性遠心ポンプを開発し、インペラ両側に配置したデュアル環状流路からなる流体力学的ベアリングを対象として、ポンプ内部の流れ場を計算流体力学（CFD）により解析し、隙間を通過する漏れ流れを推定した。
  • 結果として、漏れ流れはポンプの圧力ヘッドの増加に伴い概ね線形に増大し、漏れ流れの総量は総流量の2.0〜27.3%の範囲であった。また、ケーシング底部における平均壁面せん断応力は10.6〜40.9 Paであった。
  • 結論として、流体力学的に浮上したインペラを備える遠心ポンプでは、漏れ流れが水力学的エネルギー損失へ測定可能な影響を及ぼす一方で、洗浄流れを増強することで良好な抗血栓性に寄与することが示された。

(127) 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

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  • 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

  • 本研究の目的は、心臓手術中にトレンデレンブルグ体位（TP）を用いて大脳領域からガス塞栓を遠ざける際、心肺バイパス（CPB）流量を変化させた場合にTPの有効性がどの程度影響されるかを明確化することである。
  • 方法として、CPB回路を模擬した成人患者固有の大動脈モデルを用いた計算流体力学（CFD）解析を実施し、臥位（0°）およびTP（-20°）下でポンプ流量2 L/minおよび5 L/minを設定したうえで、大動脈内に0.1 mm、0.5 mm、1.0 mmの空気塞栓（各n=700）を注入し、上行大動脈弓分枝動脈（AABA）へ流入する塞栓数と塞栓負荷、ならびにトラップされる塞栓を評価した。
  • 結果として、TPでは5 L/minが0.1 mmの平均塞栓負荷が最も低く、臥位2 L/minと比較して55.3 ± 30.8（TP, 5 L/min）対64.3 ± 30.8（臥位, 2 L/min）であった。また、臥位およびTPのいずれにおいても2 L/minは5 L/minより高い位置でトラップされる塞栓数が最大となり、臥位では541 ± 185および548 ± 191（2 L/min）、TPでは520 ± 159および512 ± 174（5 L/min）であった。
  • 結論として、流量2 L/minは気泡の合体（coalescence）を促進してトラップ塞栓の増加につながり、流量5 L/minはAABAから空気塞栓を輸送し去ることが示されたため、CPB流量を用いて気泡除去（de-airing）を制御することでTPの有効性を改善できる可能性がある。本結果は、塞栓挙動の予測と塞栓除去手順の改善に関する知見を提供する。

(128) 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

理想化した脳静脈洞におけるステント搭載型ニューラルインターフェースの計算流体力学

💬 AI 要約

  • 目的：ステント留置血管における血行動態の変化は、ステント関連合併症に重要な役割を果たすが、既存研究の大半は冠動脈に集中しており、脳静脈洞では十分に検討されていない。そこで本研究は、脳静脈洞内に配置したステント搭載型ニューラルインターフェースが血流に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
  • 方法：理想化した上矢状洞（superior sagittal sinus: SSS）モデル内にステントを仮想移植し、局所の静脈血流を（計算流体力学により）数値シミュレーションした。
  • 結果：その結果、ステントによって血流が変化し、デバイス周囲に循環（recirculation）が生じるとともに、壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）が低下することが示された。一方で、電極の血流への影響は、電極サイズが小さいことにより顕著ではなかった。
  • 結論：本研究は、ステント搭載型ニューラルインターフェースの血行動態を検討する初期的探索であり、将来の検討により血流およびステント留置結果に影響する主要因子を解明できる可能性を示した。さらに、ステント電極アレイを介した脳静脈洞内の血流評価は、新生内膜（neointimal）増殖や血栓形成の理解に資することが期待される。

(129) 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

ドプラ速度測定（Doppler velocimetry）の解釈のための動脈血流動態に関する数学モデルの必然性：ナラティブレビュー

💬 AI 要約

  • 本レビューの目的は、ドプラ速度測定波形を物理学的に解釈するうえで数学モデルが担う必然性（imperatives）を明らかにすることである。
  • 腎臓・心臓・脳・胎児—母体循環におけるドプラ・インデックスの解釈を支えるために、血液動態の数学的モデリングとドプラ速度測定に関する先行研究を1971年から2021年の範囲で系統的にレビューし、対象データベース（NC AHEC Digital Library、PubMed、ERIC、MEDLINE、Free Medical Journals、EMBASE）を用いて検索を行った。
  • ナラティブレビューでは、モデルが非圧縮Navier–Stokes方程式、Windkesselモデル、ならびにCFD（computational fluid dynamics）に基づくことを整理し、例えば0.2〜0.50 Hzの周波数範囲で時間とともに血流速度が低下することや、腎間葉動脈の成人ヒトにおけるドプラ・インデックスが作成モデルの腎間葉動脈血流動態と整合すること、また大血管では超音波ドプラ速度測定との一致が<15%の変動であったことが示された。
  • 結論として、Navier–Stokes方程式に基づく数学モデルを用いて生理学的・病理学的状況を表現し、WSS（wall shear stress：壁面せん断応力）の分布を精度良く推定できる可能性、さらに心血管ドプラ超音波検査におけるアテローム性動脈硬化病変の早期検出が可能であることが、疫学的移行が進む現代において重要であることを強調している。

(130) Song

📕 書誌情報

Intracranial Dermoid in Patients With Fibrous Dysplasia.

Xiaowen Song, Zhi Li

J Craniofac Surg, None

💬 AI 翻訳タイトル

線維性異形成を有する患者における頭蓋内類皮腫（dermoid）

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内類表皮腫（EC）と頭蓋顔面線維性異形成（CFD）が組み合わさって併存することは極めて稀であり、これまで報告がないことを背景として、併存例の臨床放射線学的特徴と臨床経過、ならびに両疾患の潜在的な関連性を検討することを目的とした。
  • 2003年1月から2021年1月までに北京市天壇病院でECとCFDの併存と診断された3患者について、後ろ向きに臨床情報と画像情報を整理し、臨床病理学的所見、治療方針、転帰を要約した。
  • また、頭蓋内ECと他の頭蓋内異常の併存例に関する系統的レビューを実施したところ、3例のうち2例で遺伝学的検討を行い、GNAS変異は認めず、G s αタンパク発現も陰性であった。臨床的には、3つのECはいずれも満足な全摘（satisfactory resection）に至った一方で、CFDは経過観察（watchful waiting）で管理され、平均58か月の追跡期間中、ECはいずれも再発なく、CFD病変も安定していた。
  • 文献レビューでは、頭蓋内ECと他の頭蓋内疾患の併存が報告された23研究が含まれ、併存疾患として頭蓋内動脈瘤が最も多いことが示された。しかしながら、ECとCFD併存を裏づける説得力のあるメカニズムおよびエビデンスは見いだされず、両疾患に関するより深い理解と診断・治療戦略の改善に向けて、追加の研究と検証が必要である。

(131) 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

実験的検証を伴う解剖学的脳血管インビトロモデルにおける血流のモデリング

💬 AI 要約

  • 急性虚血性脳卒中（AIS）は、塞栓子が脳血管内で嵌頓し脳血流を閉塞することで生じ、AISの重症度は塞栓子の嵌頓部位および嵌頓の広がりにより決まるが、これらは脳内血流と塞栓子の移動・嵌頓ダイナミクスに大きく依存している。しかし、AIS患者の生体内で塞栓子の移動を直接測定することは困難であるため、患者に特異的な血行動態および塞栓子の移動・嵌頓を予測するCFDが有用となり得る。
  • 本研究では、脳血管領域における血流および塞栓子の移動・嵌頓を検討可能な、現実的な解剖学的インビトロ実験モデルと対応する計算モデルを構築した。まず、文献に基づく生理学的測定値に一致するように、インビトロモデル内の流量分布を調整する方法を含めて解剖学的モデルを記述した。次に、正常条件および脳卒中条件の双方において圧力と流量の測定を行い、同条件のCFDシミュレーションと比較して流れの予測を検証した。
  • その結果、CFDシミュレーションは実験結果と比較的良好に一致し、平均的実験データに対する差は±7%以内であった。さらに、多くのCFD予測は実験測定の不確かさの範囲内に収まっていた。
  • 本研究は、現実的な脳血管モデルにおける血流に関するin vitroベンチマークデータセットを提供し、AISの計算モデルを検証するための第一歩となるものである。

(132) Mantilla

📕 書誌情報

Geometry of intracranial aneurysms and of intrasaccular devices may influence aneurysmal occlusion rates after endovascular treatment.

Daniel Mantilla, Alain Berod, Andrés F Ortiz, Daniela D Vera, Franck Nicoud, Vincent Costalat

Interv Neuroradiol, 2025 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤および動脈瘤内デバイスの形状は、血管内治療後の動脈瘤閉塞率に影響し得る

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、Woven EndoBridge（WEB）デバイスを用いた治療において、動脈瘤の解剖学的パラメータおよびデバイス関連指標を、計算流体力学（CFD）に基づき治療前後で評価し、完全閉塞との関連を検討することである。
  • 材料および方法として、marching cubesアルゴリズムに基づく不均一モデルを用い、単層WEBデバイスで治療した分岐型頭蓋内動脈瘤27例について3次元表現を作成し、CFDにより解剖学的ならびにデバイス関連パラメータを評価した。
  • CFD解析の結果、閉塞不全例では、より大きい大容積（Va；0.25±0.18に対し0.39±0.09、p値=0.025）およびより高い動脈瘤容積／頸部表面比（Ra；1.32±0.17に対し1.54±0.14、p値=0.021）が観察された。
  • 結論として、大きな動脈瘤容積（Va）および高い動脈瘤容積／頸部表面比（Ra）は、WEBデバイスで治療した動脈瘤における閉塞不全と関連し得る。