脳 CFD血流解析 学術文献調査 PubMed 2024

• 『脳 CFD血流解析』に関する学術文献調査を掲載しています
• 本調査の趣旨および注意点については調査の概要をご参照ください
• 調査条件
  • データベース：PubMed
  • 検索キーワード：(Cerebral OR Brain) AND ("Blood Flow" OR Hemodynamics OR WSS OR Rupture) AND (CFD OR "Computational Fluid Dynamics")
  • 検索期間：2024-01-01 - 2024-12-31
  • 要約用 AI/LLM：o3-mini-2025-01-31 (OpenAI, 2025-01)
  • データ更新日：2025-02-04

---

(001) Satoh

書誌情報

Hemodynamic Evaluation of Residual Cavity Growth in a Basilar-Tip Cerebral Aneurysm Post-coiling Using Silent Magnetic Resonance Angiography (MRA): A Case Report.

Toru Satoh, Megumi Sasaki, Kana Murakami, Yudai Abe

Cureus, 2024 Dec

• Keywords: aneurysm coiling, fluid dynamics, intracranial aneurysm/therapy, magnetic resonance angiography (mra), remnants
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

コイリング後の基底動脈先端部脳動脈瘤における残存嚢増大の血行力学的評価（サイレント磁気共鳴血管造影 [MRA] を用いた症例報告）

AI 要約

• 本症例報告は、コイリング後の基底動脈先端部脳動脈瘤における残存嚢の形成及び増大に関与する血行力学的メカニズムを解明することを目的としている。
• 本研究では、計算流体力学 [CFD] 分析と連続サイレント磁気共鳴血管造影 [MRA] を組み合わせ、造影剤および金属アーティファクトの影響を排除した流体特性の評価を行った。
• 解析の結果、初期の残存嚢形成は動脈瘤頸部における流体衝突によるコイル圧迫に起因し、二次的な分離流は流れの停滞と血管壁の脆弱性を招き、水平展開を促進することが示された。
• これらの所見は、コイリング後の脳動脈瘤管理においてCFD分析とサイレントMRAの併用が血行力学の理解を深め、臨床管理の改善に寄与する可能性を示唆している。

(002) Ma

書誌情報

Quantitative hemodynamics of draining veins in brain arteriovenous malformation: a preliminary study based on computational fluid dynamics.

Long Ma, Yu Chen, Pingting Chen, Li Ma, Debin Yan, Ruinan Li, Zhipeng Li, Haibin Zhang, Heze Han, Kexin Yuan, Runting Li, Fa Lin, Yuanli Zhao, Xiaolin Chen

Front Neurol, 2024

• Keywords: angioarchitecture, arteriovenous malformation, computational fluid dynamics, hemodynamic, pressure, wall shear stress
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

脳動静脈奇形における排出静脈の定量的血行動態：計算流体力学（CFD）に基づく予備的研究

AI 要約

• 本研究は、動静脈奇形（AVM）の排出静脈における定量的血行動態と破裂との関連性を検討することを目的とした予備的研究である。
• CTA（Computed Tomography Angiography）に基づく定常状態CFDモデルを用いてAVM排出静脈の定量的血行動態を生成し、破裂群と非破裂群間で形態学的および血行動態パラメータを比較し、排出静脈の境界条件は定量的デジタルサブトラクション血管造影（QDSA）から取得した。
• 結果として、破裂群と非破裂群間で形態学的パラメータに差は認められなかったが、破裂AVMでは血管内圧が有意に高く、後部セグメントの壁面剪断応力（WSS）が上昇しており、さらにWSSはセグメント分割に伴い線形に増加する傾向が確認され、破裂AVMは高速セグメントの割合が高いことが示された。
• これらの知見は、破裂AVMにおいて血管内圧の上昇と後部セグメントにおけるWSSの増加が破裂リスクと関連している可能性を示唆しており、CFDを用いた破裂リスク評価における有用なマーカーとしての意義をもたらしている。

(003) Guo

書誌情報

Multimodal monitoring of cerebral perfusion in carotid endarterectomy patients: a computational fluid dynamics study.

Lei Guo, Jun Zhang, Kai Lv, Xiong Li, Meiling Guo, Chunling Li

Front Neurol, 2024

• Keywords: carotid artery stenosis, carotid endarterectomy, cerebral hyperperfusion, computational fluid dynamics, multimodal monitoring
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

頸動脈内膜剥離術患者における脳灌流の多モダリティモニタリング：計算流体力学（CFD）による研究

AI 要約

• 本研究は、計算流体力学（CFD）解析と脳領域酸素飽和度（rSO2）、頸動脈超音波（CU）、CT血管造影（CTA）、CT灌流像（CTP）などの多モダリティモニタリング法を統合することにより、頸動脈内膜剥離術（CEA）患者における術後の脳灌流変化とその影響因子を評価することを目的とした。
• 本研究は、頸内動脈狭窄を有するCEA患者を対象としたコホート研究であり、術前および術後の評価としてCU、CTA、CTP、およびrSO2モニタリングが実施され、さらにCFD解析により全圧（TP）、壁剪断応力（WSS）、壁剪断応力比（WSSR）、および病変通過圧比（PR）が定量化された。
• 結果として、CUにより平均流速（MFV）、最高収縮期流速（PSV）、終末拡張期流速（EDV）および抵抗指数（RI）が有意に低下し、CFD解析ではTP、WSS、およびWSSRが有意に低下するとともに、PRが有意に増加したことが示され、さらに多変量ロジスティック回帰解析により、術前のWSSRおよびPRの変化が脳過灌流（CH）のリスク因子として特定された。
• 結論として、CFDを基盤とした多モダリティモニタリングは、CEA患者における術後の脳灌流変化およびCHリスク因子を有効に特定し、単一モダリティモニタリングに比べて高い感度および特異度を示したが、臨床応用にはさらなる検証が必要である。

(004) Faryami

書誌情報

Recapitulation of physiologic and pathophysiologic pulsatile CSF flow in purpose-built high-throughput hydrocephalus bioreactors.

Ahmad Faryami, Adam Menkara, Shaheer Ajaz, Christopher Roberts, Ryan Jaroudi, Blake Gura, Tala Hussini, Carolyn A Harris

Fluids Barriers CNS, 2024 Dec 19

• Keywords: Benchtop model., Bioreactor chamber, CSF amplitude, CSF dynamics, Cerebrospinal fluid flow pattern, Hydrocephalus, In vitro modeling, Microfluidic, Pump
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

生理学的及び病態生理学的脈動性脳脊髄液流を再現するための目的構築型高スループット水頭症バイオリアクター

AI 要約

• 本研究は、従来のシャントシステム及び仮説駆動型研究における限界を解消するため、臨床的に重要なパラメータを取り入れた生理学的及び病態生理学的脈動性脳脊髄液（CSF）流を再現可能な高スループットin vitroモデル（AIMSシステム）の開発を目的とした。
• AIMSシステムは、様々なチャンバータイプと、パルス振幅、脈動レート、及びバルク流量を調整可能なカスタムビルドのユーザーインターフェースを備え、Computational Fluid Dynamics（CFD）やMRI駆動シリコーンモデル、さらに厳密な統計解析を用いて検証された。
• 実験結果は、AIMSシステムが複数の独立したポンプチャネル及び各種チャンバーデザインにおいて臨床的CSF流パターンを正確に再現し、チャンバーバッチ間で統計的有意差が認められなかったこと、並びに定常及び脈動流条件下でのフロー中におけるフローの影響下でマイクロスフィアの動態が明確に可視化されたことを示した。
• 本研究は、AIMSシステムが臨床的CSF脈動パターンを効果的に再現し、CSF、免疫細胞及びシャントハードウェア間の直接的相互作用を調査するための有望なプラットフォームを提供することで、水頭症治療戦略の改善及びシャント閉塞の低減に寄与する可能性があると結論付けた。

(005) Liu

書誌情報

Near-Wall Slow Flow Contributes to Wall Enhancement of Middle Cerebral Artery Bifurcation Aneurysms on Vessel Wall MRI.

Linfeng Liu, Zhuhao Li, Weiping Xiao, Yibing Yang, Yan Yan, Lu Bai, Lingzhi Quan, Tiewei Qi, Feng Liang

Diagnostics (Basel), 2024 Dec 03

• Keywords: aneurysm wall enhancement, aspect ratio, middle cerebral artery bifurcation aneurysms, near-wall slow flow, silicone models
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

近壁部の低速血流が中大脳動脈分岐部動脈瘤の血管壁MRIにおける血管壁増強に寄与する

AI 要約

• 本研究は、中大脳動脈分岐部動脈瘤における血管壁増強（AWE）のメカニズムを解明するため、形態学的および血行力学的因子、特にアスペクト比（AR）と近壁部の低速血流の役割を調査することを目的とした。
• 研究では、未破裂の中大脳動脈分岐部動脈瘤患者を対象に血管壁MRI（VW-MRI）を実施し、ロジスティック回帰解析を用いてリスク因子を評価するとともに、各種ARおよび入口速度条件下のシリコンモデルでVW-MRIおよびCFD[Computational Fluid Dynamics]解析を行った。
• 結果として、ロジスティック回帰解析によりARがAWEと有意に関連しており、高AR群の動脈瘤では血流速度の低下、壁せん断応力の減少、低速領域の拡大が認められ、シリコンモデルでは同一入口速度下でARの増加および同一AR下で入口速度の低下とともに造影増強がドーム下部を中心に増加し、CFD解析では近壁部増強指数と低速領域比との間に中程度の正の相関が見出された。
• これらの結果は、高いARが近壁部の低速血流を促進することにより中大脳動脈分岐部動脈瘤のAWEを引き起こす可能性を示し、血管壁増強の血行力学的メカニズムの解明に貢献している。

(006) Rezaeitaleshmahalleh

書誌情報

Developing a nearly automated open-source pipeline for conducting computational fluid dynamics simulations in anterior brain vasculature: a feasibility study.

Mostafa Rezaeitaleshmahalleh, Nan Mu, Zonghan Lyu, Joseph Gemmete, Aditya Pandey, Jingfeng Jiang

Sci Rep, 2024 Dec 04

• Keywords: Computational fluid dynamics, Intracranial aneurysm, SimVascular, Velocity-informatics
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

前脳血管における計算流体力学シミュレーション実施のためのほぼ自動オープンソースパイプラインの開発：実現可能性検討

AI 要約

• 本研究は、前脳循環領域における計算流体力学 (CFD) シミュレーションのためのほぼ自動化されたオープンソースパイプラインの開発を目的とする。
• 医療用血管造影データを用い、内部開発のディープラーニング (DL) 画像セグメンテーションモデル（ARU-Net）によって3D血管モデルを生成し、Vascular Modeling Toolkit (VMTK) と TetGen によりモデルの表面処理と拡張を行い、その後 SimVascular オープンソース有限要素ソルバーを利用してCFDシミュレーションを実施した。
• DLベースのセグメンテーションは、手動セグメンテーションと比較して幾何学的変数における高いPearson correlation coefficientおよび3%～10%の低い相対差を示し、また血行動態パラメータではICCが0.85～0.95と良好な一致を示した。
• これらの結果は、提案した自動化ワークフローが従来の手動CFDプロトコルと一致する結果を生成し、ユーザー介入を最小限に抑えながらCFDシミュレーションのプロセスを効率化できることを明らかにしている。

(007) Cabaniss

書誌情報

CFD investigations of a shape-memory polymer foam-based endovascular embolization device for the treatment of intracranial aneurysms.

Tanner L Cabaniss, Ryan Bodlak, Yingtao Liu, Geoffrey P Colby, Hyowon Lee, Bradley N Bohnstedt, Rinaldo Garziera, Gerhard A Holzapfel, Chung-Hao Lee

Biomech Model Mechanobiol, 2024 Nov 25

• Keywords: Cerebral aneurysms, Computational fluid dynamics, Intracranial aneurysms, Patient-specific therapeutics, Shape-memory polymers
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

脳内動脈瘤治療のための形状記憶ポリマーフォームを用いた血管内塞栓装置に関するCFD解析

AI 要約

• 本研究は、形状記憶ポリマーフォーム（SMPf）に基づく血管内治療エージェントの血行力学および対流熱伝達効果を患者特異的脳内動脈瘤形状において評価することを目的としている。
• 研究では、SMPfデバイスを流体解析のために全展開状態の連続多孔質媒体、熱伝達解析のために多様な展開度でモデル化し、6人の患者特異的動脈瘤形状を用いた数値流体力学（CFD）シミュレーションを実施した。
• その結果、すべての形状において平均動脈瘤内流量が85%以上、最大動脈瘤内流量が45%以上低下することが明らかとなり、また対流熱伝達では最悪条件下での評価が行われた。
• これらの結果は、進んだ計算モデルを統合した患者特異的SMPfデバイスの設計最適化のための新規かつ実用的なフレームワークを提供し、将来的な個別化血管内塞栓治療の開発に向けた指針となる。

(008) Li

書誌情報

Real-Time Surgical Planning for Cerebral Aneurysms Treated With Intrasaccular Flow Disruption Devices Based on Fast Virtual Deployment and Discrete Element Method.

Xinzhuo Li, Jiewen Geng, Yong Feng, Shengzhang Wang, Hongqi Zhang

Int J Numer Method Biomed Eng, 2024 Dec

• Keywords: NA
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

高速仮想展開および離散要素法に基づく内嚢血流遮断デバイスを用いた脳動脈瘤のリアルタイム外科手術計画

AI 要約

• 本研究は、内嚢血流遮断（IFD）デバイスを用いた脳動脈瘤治療のための革新的なリアルタイム外科手術計画プラットフォームを提案することを目的としている。
• このプラットフォームは、高速仮想展開（FVD）アルゴリズムと離散要素法（DEM）を組み合わせたCFD解析手法を採用し、効率的なIFDデバイスの仮想展開と術後の血行動態評価を実現している。
• FVDアルゴリズムは適応的な壁付着と曲率制御システムを実装し、理想化及び患者特異的モデルにおける秒単位のIFDデバイス仮想展開を成功させ、DEM-CFDモデルはベンチ試験、従来のFEM解析、及び血管造影データと高い一致を示した。
• 本プラットフォームは計算効率と解析精度の両立を大幅に向上させ、脳動脈瘤治療におけるリアルタイム外科手術計画のための有望かつ革新的なフレームワークを提供する。

(009) Zhao

書誌情報

A computational method to predict cerebral perfusion flow after endovascular treatment based on invasive pressure and resistance.

Xi Zhao, Li Bai, Jie He, Bin Han, Xiaotong Xu, Zhongrong Miao, Dapeng Mo

Comput Methods Programs Biomed, 2025 Jan

• Keywords: Cerebrovascular stenosis, Computational fluid dynamics, Endovascular treatment, Microcirculatory resistance
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

侵襲的圧力および抵抗に基づく血管内治療後の脳灌流流量の予測のための計算手法

AI 要約

• 本研究は、血管内治療後の脳灌流における狭窄部位遠位での血流速度、流量および圧力を予測するために、脳血管微小循環抵抗に基づくCFDシミュレーションモデルの精度を評価することを目的とした。
• 個別化された頸外および頭蓋内動脈モデルを再構築し、CFDシミュレーションを用いて術後の血流速度および流量を推定するとともに、Pearson相関およびBland-Altman解析を用いてCFD計算と経頭蓋ドップラー（TCD）測定との相関および一致度を評価した。
• その結果、CFDとTCDに基づく平均速度および体積流量において強い相関関係が認められ、特に平均速度に関してはBland-Altman解析により一致が確認されたが、体積流量では一貫性がやや低い傾向が示された。
• これらの結果から、この計算手法は血管内治療後の血行力学的変化を予測する上で有用であり、脳血管狭窄症に対する治療戦略の個別化に貢献することが示唆された。

(010) Prochilo

書誌情報

Development and Validation of a Flow-Dependent Endothelialized 3D Model of Intracranial Atherosclerotic Disease.

Grace Prochilo, Chuanlong Li, Eleni Miliotou, Russell Nakasone, Alissa Pfeffer, Charles Beaman, Naoki Kaneko, David S Liebeskind, Jason D Hinman

Transl Stroke Res, 2024 Nov 14

• Keywords: Blood flow, Computational fluid dynamics, Endothelia, Intracranial atherosclerosis, Stroke
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

頭蓋内アテローム硬化症の流量依存性内皮化3Dモデルの開発と検証

AI 要約

• 本研究は、頭蓋内アテローム硬化症（ICAD）の特有の病態解明を行うため、患者固有の中大脳動脈（MCA）の神経画像データから作成される、流量依存性内皮化3Dモデルを開発することを目的とした。
• 本研究では、CT血管撮影などの神経画像を用いて患者固有のMCAモデルを構築し、ヒト内皮細胞で内皮化し、実験的に流体力学的な流れを適用する手法が採用された。
• 計算流体力学（Computational Fluid Dynamics）による流速解析と粒子追跡手法により、狭窄の程度に関わらず高い相関が示され、さらに単一細胞RNA-seqや共焦点顕微鏡観察により流量依存性の内皮細胞遺伝子発現および形態変化が明らかになった。
• このモデルは、頭蓋内循環の特有の解剖学に基づくICAD病変とそのメカニズムの詳細な解析を可能にし、ICAD関連脳卒中に対する新規治療法の開発に重要な科学的貢献を果たす。

(011) Ogilvy

書誌情報

Exploring the hemodynamic behavior of residual aneurysms after coiling and clipping: A computational flow dynamic analysis.

Christopher S Ogilvy, Rafael Trindade Tatit, Vincenzo T R Loly, Felipe Ramirez-Velandia, João S B Lima, Carlos E Baccin

Surg Neurol Int, 2024

• Keywords: Computational fluid dynamics, Low shear area, Residual intracranial aneurysms, Wall shear stress
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

クリッピングおよびコイリング後の残存動脈瘤における血行動態挙動の検討：計算流体力学解析

AI 要約

• 本研究は、クリッピングおよびコイリング後の残存脳動脈瘤における血行動態パラメータの変化を、計算流体力学（CFD）を用いて評価することを目的としている。
• 2015年1月から2024年1月までの連続患者を対象に、デジタルサブトラクション血管造影画像から3Dモデリング技術を用いて再構築し、ANSYS®ソフトウェアを利用してCFD解析を実施した。
• その結果、治療後に動脈瘤の面積が中央値33.73％、体積が中央値25.3％有意に減少し、5例で低壁せん断応力（WSS）領域が減少するとともに、未破裂動脈瘤で平均WSSが137.6％増加したが、一例ではすべてのWSSパラメータが増加した。
• これらの所見は、動脈瘤の安定性と破裂リスクとの間に複雑なバランスが存在することを示唆するとともに、全WSSパラメータの同時増加は、動脈瘤壁にかかる機械的ストレスの増大による高リスクを反映しているため、精密な経過観察が必要であることを示している。

(012) Satoh

書誌情報

Hemodynamic analysis of a thrombosed bleb in an unruptured cerebral aneurysm.

Toru Satoh

Surg Neurol Int, 2024

• Keywords: Aneurysmal bleb, Computational fluid dynamics, Computed tomography angiography, Thrombosis, Wall shear stress
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

非破裂性脳動脈瘤における血栓形成したブレブの血行動態解析

AI 要約

• 本研究は、脳動脈瘤のブレブおよび/またはドームにおける血栓形成の複雑な血行動態メカニズムを明らかにするため、非破裂性の内頸動脈-後交通動脈(Internal Carotid-Posterior Communicating Artery, IC-PC)瘤において自然発生的に血栓化したブレブの症例を検討することを目的とした。
• 計算流体力学（Computational Fluid Dynamics [CFD]）解析を用い、7年間の経過観察を通じて、対象瘤のブレブおよびその近傍の血行動態を評価した。
• 解析の結果、ブレブ内の流量低下、壁剪断応力の大きさ(WSSm)の減少、ブレブとドームとのWSSm比の低下、壁剪断応力のベクトル方向(WSSv)の上昇およびブレブ・ネック領域への局所的な流線の分断が、血行停滞とその後の血栓形成に寄与することが明らかとなった。
• これらの知見は、CFD解析が脳動脈瘤における血栓形成イベントの予測に有用であり、臨床管理戦略の改善に貢献する可能性を示唆している。

(013) Ramirez-Velandia

書誌情報

Sequential Hemodynamic Analysis of Ruptured Posterior Communicating Artery Aneurysms Treated With Coil Embolization and Delayed Flow Diversion.

Felipe Ramirez-Velandia, Vincenzo T R Loly, Alejandro Enriquez-Marulanda, Michael Young, Rafael T Tatit, Arthur Cintra, Carlos E Baccin, Max Shutran, Philipp Taussky, Christopher S Ogilvy

Oper Neurosurg (Hagerstown), 2024 Nov 12

• Keywords: NA
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

コイル塞栓術および遅延フローダイバーションを施行した破裂後交通動脈瘤における逐次的血行動態解析

AI 要約

• 本研究は、破裂後交通動脈瘤に対して急性期のコイル塞栓術と遅延フローダイバーションを施行した際の逐次的な血行動態変化を明らかにすることを目的とした。
• 2013年6月から2022年11月までに治療された症例を対象に、デジタルサブトラクション血管造影の3次元再構築とANSYS®を用いた計算流体力学（CFD）シミュレーションにより、壁せん断応力（WSS）、低せん断領域（LSA）、および末梢動脈の平均速度を算出するレトロスペクティブ解析を実施した。
• コイル塞栓術後には瘤内の体積および表面積が大幅に減少する一方で、瘤および下流の動脈における壁せん断応力が増加し、さらには遅延フローダイバーション後に前大脳動脈（ACA）および中大脳動脈（MCA）でWSSおよび流速がさらに上昇することが示された。
• これらの逐次的な血行動態の変化は、低せん断領域が後交通動脈瘤の破裂の引き金となる可能性を示唆するとともに、コイル塞栓術および遅延フローダイバーションが瘤の病因および治療成績に対して重要な血行動態学的影響を及ぼすことを示している。

(014) Sherif

書誌情報

Computational Fluid Dynamic Simulations of Cerebral Aneurysms.

Camillo Sherif, Gerhard Sommer, Peter Schiretz, Gerhard A Holzapfel

Adv Exp Med Biol, 2024

• Keywords: Cerebral aneurysm, Computational fluid dynamics, Incidental, Simulation, Unruptured
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤におけるCFDシミュレーション

AI 要約

• 本研究は、破裂していない脳動脈瘤患者に対する個別化リスク予後の実現を目的として、CFD（Computational Fluid Dynamics）シミュレーションを導入している。
• 本貢献では、動脈瘤の形成および破裂の基礎となる生体力学的および生理学的原理の概要が示され、CFDの計算手順と評価パラメータが詳細に記述されている。
• さらに、最新の文献レビューに基づき、CFDの臨床的有用性が議論され、その結果としてCFDの役割が強調されている。
• 最後に、現行の方法論的制限点が検討され、これらのCFDの欠点を克服するための将来の展開の可能性について提案がなされている。

(015) Cabaniss

書誌情報

CFD investigations of a shape-memory polymer foam-based endovascular embolization device for the treatment of intracranial aneurysms.

Tanner Cabaniss, Ryan Bodlak, Yingtao Liu, Geoffrey Colby, Hyowon Lee, Bradley Bohnstedt, Rinaldo Garziera, Gerhard Holzapfel, Chung-Hao Lee

Res Sq, 2024 Oct 18

• Keywords: Computational fluid dynamics, cerebral aneurysms, intracranial aneurysms, patient-specific therapeutics, shape memory polymers
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

脳内動脈瘤治療のための形状記憶ポリマー・フォームを用いた血管内塞栓デバイスのCFD解析

AI 要約

• 本研究は、患者特異的な脳内動脈瘤モデルの6例において、形状記憶ポリマー・フォーム（[SMPf]）を用いた血管内治療用塞栓デバイスの血行力学および対流熱伝達効果をCFD（計算流体力学）解析により評価することを目的とする。
• 本解析では、血流シミュレーションのためにSMPfデバイスを全展開状態の連続多孔質媒体としてモデル化し、対流熱伝達解析では様々な展開度合いを検討するとともに、既存文献に基づいた定性検証およびメッシュ独立性検証を実施して最適セルサイズを決定した。
• 流れのシミュレーションでは、検討したすべてのジオメトリに対して、平均動脈瘤内流れが85%以上、最大動脈瘤内流れが45%以上低下することが明らかになった。
• これらの結果は、患者特異的SMPfデバイスによる個別化血管内塞栓治療の設計・開発を最適化するための指針となり、血行力学および熱伝達に関する数値シミュレーションの既存文献と比較することでその有用性が示された。

(016) Xu

書誌情報

Application of Computational Fluid Dynamic Simulation of Parent Blood Flow in the Embolization of Unruptured A1 Aneurysms.

Gangqin Xu, Kun Zhang, Dongyang Cai, Bowen Yang, Tongyuan Zhao, Jiangyu Xue, Tianxiao Li, Bulang Gao

World Neurosurg, 2024 Nov 12

• Keywords: A1 segment, Anterior cerebral artery, Computational fluid dynamics, Endovascular procedures, Intracranial aneurysm, Microcatheter shaping
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

未破裂A1動脈瘤の塞栓における親動脈血流の計算流体力学シミュレーションの応用

AI 要約

• 本研究は、計算流体力学（CFD）シミュレーションによって再現された親動脈血流の主流ラインに基づくマイクロカテーテルの成形が、前大脳動脈（ACA）A1部後壁に位置する未破裂動脈瘤の塞栓に与える効果を検討することを目的としている。
• 研究方法として、ACA A1部後壁に発生した未破裂脳動脈瘤患者8名を後ろ向きに登録し、CFDシミュレーションの情報を基にしたマイクロカテーテル成形後に血管内塞栓術を実施し、臨床データ、塞栓手技および追跡データを解析した。
• 実験結果では、8本のマイクロカテーテルがin vitroで適切にスチーム成形され、すべてのin vitro試験で正確な位置にナビゲートされたが、臨床手技中には7例で成功し、1例は脳血管の曲がりにより再成形が必要となった。また、塞栓術により7例（87.5%）で完全閉塞、1例（12.5%）で動脈瘤頸部の残存が確認された。
• これらの結果から、CFDによる親動脈血流シミュレーションを用いたマイクロカテーテル成形技法は、塞栓術中において安全かつ効果的にマイクロカテーテルを正確な位置にナビゲートし、塞栓物の安定性と支持性を向上させることが示された。

(017) Bateman

書誌情報

Computational Fluid Dynamic Simulation of the Cerebral Venous System in Multiple Sclerosis and Control Patients: Are Hemodynamic Variances Evident in Multiple Sclerosis?

Alexander Robert Bateman, Jeannette Lechner-Scott, Grant Alexander Bateman, Saadallah Ramadan, Tracie Barber

IEEE Trans Biomed Eng, 2024 Oct 23

• Keywords: NA
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

多発性硬化症および対照患者における脳静脈系の数値流体力学シミュレーション：多発性硬化症において血行動態の変動は認められるか？

AI 要約

• 本研究は、ヒト疾患における血管病理の評価に寄与する関連血行動態パラメーターを特定し、これらのパラメーターを用いて多発性硬化症（Multiple Sclerosis [MS]）患者と対照群の脳静脈系における血行動態の差異がMSの病因に影響を及ぼしているかを検討することを目的としている。
• 研究では、40名のMS参加者と20名の対照被験者を募集し、磁気共鳴画像法（Magnetic Resonance Imaging [MRI]）によって解剖学的な3次元形状と境界での血流速度を計測し、各参加者に対して患者固有の境界条件を用いた数値流体力学（Computational Fluid Dynamics [CFD]）モデルを作成・シミュレーションした。
• 結果として、圧力低下および血管抵抗に有意な差は認められなかったが、MS群では内頸静脈の断面積が有意に大きく、また全年齢で直管洞（Straight Sinus [ST]）の血流量が対照群に比べて高いことが示された。
• 結論として、脳静脈の圧力や血管抵抗はMSの病因と直接的な関連がない可能性が示唆される一方で、直管洞における血流増加は深部静脈系の炎症亢進を反映している可能性があり、血管抵抗という指標は循環器系その他の疾患における血行動態の全体的な解析に有望なツールとなることが示された。

(018) Shimogonya

書誌情報

Role of disturbed wall shear stress in the development of cerebral aneurysms.

Yuji Shimogonya, Shunichi Fukuda

J Biomech, 2024 Nov

• Keywords: Cerebral aneurysm, Computational fluid dynamics, Disturbed flow, Hemodynamics, Wall shear stress
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤発生における乱れた壁剪断応力の役割

AI 要約

• 本研究は、従来の対照群作成方法における問題点を克服し、脳動脈瘤発生に関連する血行動態因子を明らかにすることを目的とした。
• 本研究では、9人の患者において中大脳動脈分岐部の動脈瘤を人工的に除去し、動脈瘤発生前の血管形状を再構築した後、同側および対側で拍動血流シミュレーションを実施し、各種血行動態指標を算出した。
• その結果、正規化横壁剪断応力（Normalized Transverse Wall Shear Stress, NtransWSS）のみが、動脈瘤除去部位と同側の中大脳動脈分岐部で対側に比べ有意に高い値（p = 0.01）を示し、他の指標には有意な差は認められなかった。
• これらの結果は、NtransWSSで検出される多方向性に乱れた壁剪断応力が、脳動脈瘤発生の血行動態リスク因子の一つである可能性を示唆している。

(019) Zhou

書誌情報

Influence of physiological conditions on hemodynamics of internal carotid artery aneurysms.

Lei Zhou, Shanjie Dong, Amir Alahdadi Kheiri

Sci Rep, 2024 Oct 04

• Keywords: Cerebral aneurysms, Computational study, Hemodynamics, ICA
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

生理学的条件が内部頸動脈動脈瘤の血行動態に与える影響

AI 要約

• 本研究は、体内生理学（physiology）が脳嚢状動脈瘤の破裂リスクに与える影響を検討することを目的とした。
• 本研究では、休息、通常の活動、および運動という3つの生理学的状態下で、計算流体力学（CFD）を用い、動脈瘤破裂の可能性を評価するために包括的な血行動態解析と最大収縮期における血流動態解析を実施した。
• 壁せん断応力、振動せん断指数および圧力の分布の輪郭が解析・比較され、統計解析を通じて高破裂リスク領域が評価された。
• 得られた結果は、血圧が最も高く、来襲する血流が最初に動脈瘤嚢に接触するドーム領域が破裂リスクの高い決定的領域であることを示している。

(020) Cho

書誌情報

Wall Shear Stress (WSS) Analysis in Atherosclerosis in Partial Ligated Apolipoprotein E Knockout Mouse Model through Computational Fluid Dynamics (CFD).

Minju Cho, Joon Seup Hwang, Kyeong Ryeol Kim, Jun Ki Kim

Int J Mol Sci, 2024 Sep 12

• Keywords: ApoE-KO mice, atherosclerosis, computational fluid dynamics (CFD), plaque formation, standard deviation, wall shear stress (WSS)
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

計算流体力学 [CFD] を用いた部分的結紮アポリポプロテインEノックアウトマウスモデルにおけるアテローム性動脈硬化の壁面剪断応力 [WSS] 解析

AI 要約

• 本研究は、部分的結紮アポリポプロテインEノックアウト (ApoE-KO) マウスモデルを用い、壁面剪断応力 [WSS] の変動とアテローム性動脈硬化の進展との関連性を明らかにすることを目的とした。
• 研究では、1週、2週、及び4週の各期間において部分結紮と高脂肪食を施したマウスの頸動脈血流を、磁気共鳴画像法 [MRI] により再構築し、計算流体力学 [CFD] 解析を用いてWSSをシミュレーションした。
• 解析の結果、時平均壁面剪断応力 [TAWSS] の標準偏差の評価により、低WSS領域と高WSS領域との差が時間経過とともに拡大し、炎症マーカーや病理学的染色結果と相関することが明らかとなった。
• これらの成果は、脆弱性プラークの形成におけるWSS差の役割に関する新たな知見を提供し、アテローム性動脈硬化の予防および治療戦略の開発に寄与することを示している。

(021) Chen

書誌情報

Hemodynamic characteristics of vertebrobasilar artery fenestration combined with vertebrobasilar dolichoectasia: a study based on magnetic resonance angiography.

Xiao-Qin Chen, Jie Jiang, Jian Xing, Zhao-Kai Ming, Min Zhu, Quan Bao, Ming-Cheng Hu

Am J Nucl Med Mol Imaging, 2024

• Keywords: Vertebrobasilar artery fenestration, cerebral infarction, hemodynamics, turbulence, vertebrobasilar dolichoectasia
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

磁気共鳴血管造影に基づく椎基底動脈裂孔併発椎基底動脈延長拡張症の血行動態特性の研究

AI 要約

• 本研究は、磁気共鳴血管造影（MRA）を用いて、椎基底動脈裂孔と椎基底動脈延長拡張症を併発した症例における血行動態特性を検討し、血行動態の特徴を要約するとともに、臨床治療に向けたハイリスク集団の特定を目的としている。
• MRA画像を基盤として動脈の三次元幾何学モデルが構築され、22例が対照群、S群、L群、U群およびSpiral群に分類された上で、計算流体力学（CFD）を用いた数値シミュレーション解析により、血流速度、振動せん断応力（OSI）、壁面せん断応力（WSS）および動脈瘤形成指標（AFI）が評価された。
• L群、U群およびSpiral群では、血流速度、OSI、およびWSSの各指数が対照群に比べて有意に高い（P < 0.05）ことが示され、これらの高速度血流、高WSSおよび増加したOSIは、裂孔部位に集中するとともに、捻れた椎骨動脈および脳底動脈のセグメントに散在し、左右の椎骨動脈パラメーターにも顕著な差異が認められた。
• これらの結果は、L群、U群およびSpiral群がハイリスク集団であることを示唆しており、異常な血行動態が血管壁の病理を悪循環させる可能性を示すとともに、脳梗塞などの有害事象の発生リスクを高めるため、該当群および対応する血管領域に対する臨床的注意が必要である。

(022) Wang

書誌情報

Risk factors and predictive indicators of rupture in cerebral aneurysms.

Xiguang Wang, Xu Huang

Front Physiol, 2024

• Keywords: artificial intelligence, blood biomarkers, cerebral aneurysm, fluid-structure interaction, hemodynamics, imaging modalities, morphology
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤破裂における危険因子及び予測指標

AI 要約

• 本レビューの目的は、脳動脈瘤の破裂に関連する危険因子及び予測指標に関する現状の知識を総括することである。
• 本レビューでは、動脈瘤の大きさ、形状、部位といった従来の形態学的及び血行動態的因子に加え、炎症、細胞外マトリックスの再構築、及び遺伝子多型といった新たな生物学的及び遺伝学的要因、並びにリスク評価のための最新の[computational fluid dynamics]及び[machine learning algorithms]の進展について解析されている。
• 従来の動脈瘤の形態学的特徴及び血行動態応力が破裂リスクに重要であることが示されるとともに、生物学的及び遺伝学的因子が破裂に寄与するという新たな証拠も明らかにされた。
• 本レビューは、近年の[computational fluid dynamics]及び[machine learning algorithms]の進展により新たな破裂リスク予測モデルが開発された一方、これらの予測因子を臨床に応用するためには更なる検証と研究が必要であると結論付けている。

(023) Wiśniewski

書誌情報

Intracranial bypass for giant aneurysms treatment assessed by computational fluid dynamics (CFD) analysis.

Karol Wiśniewski, Piotr Reorowicz, Zbigniew Tyfa, Benjamin Price, Anne Jian, Andreas Fahlström, Damian Obidowski, Dariusz J Jaskólski, Krzysztof Jóźwik, Katharine Drummond, Lars Wessels, Peter Vajkoczy, Alexios A Adamides

Sci Rep, 2024 Sep 16

• Keywords: Cerebral blood flow hemodynamics, Computational fluid dynamics, Giant aneurysms, Intracranial bypass, Thrombosis
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

巨大動脈瘤治療のための頭蓋内バイパスを計算流体力学（CFD）解析で評価

AI 要約

• 本研究は、25 mm以上の径を有する非破裂巨大頭蓋内動脈瘤に対して、前処置段階における計算流体力学（CFD）及び流体‐構造相互作用（FSI）解析の臨床応用可能性を評価することを目的とした。
• 患者固有の全脳動脈循環のフレキシブルモデルを用い、CT血管造影に基づき作成されたC6 ICA領域の巨大動脈瘤モデルと、異なる中大脳動脈（MCA）受容血管を用いた仮想バイパスと近位動脈瘤閉塞を組み合わせた2つのモデルで、CFD及びFSI解析を実施した。
• 解析の結果、仮想バイパス手技は全領域の流量分岐に影響を及ぼし、動脈瘤内において壁面せん断応力（WSS）、振動せん断指数（OSI）、最大時間平均WSS（TAWSS）および圧力の低下を引き起こし、特に側頭枝を用いたMCAバイパスでは前頭枝バイパスよりもわずかに大きなパラメータ低下が観察された。
• 以上の結果から、患者固有の解剖学的モデルに基づくFSI CFD解析は、近位動脈瘤閉塞とバイパス併用により動脈瘤内で血栓形成を促進する有利な環境を作り出し、動脈瘤縮小に寄与することを示唆しており、最適な血行動態条件を得るためのMCA枝の選択は術前に個別評価が必要であると結論付けた。

(024) Wiśniewski

書誌情報

Computational fluid dynamics; a new diagnostic tool in giant intracerebral aneurysm treatment.

Karol Wiśniewski, Piotr Reorowicz, Zbigniew Tyfa, Benjamin Price, Anne Jian, Andreas Fahlström, Damian Obidowski, Dariusz J Jaskólski, Krzysztof Jóźwik, Katharine Drummond, Lars Wessels, Peter Vajkoczy, Alexios A Adamides

Comput Biol Med, 2024 Oct

• Keywords: Brain bypass, Computational fluid dynamics, Dynamic viscosity, Giant aneurysms, Thrombosis, Washout
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

計算流体力学；巨大脳内動脈瘤治療における新たな診断ツール

AI 要約

• 本研究は、巨大脳内動脈瘤（GIA）の術前治療計画における計算流体力学（CFD）の有用性を評価することを目的とした。
• 本研究では、流体構造相互作用（FSI）CFD解析を脳動脈循環全体に対して実施し、患者固有のCT血管造影モデル三例を用い、異なるバイパスおよび近位親動脈閉塞戦略をシミュレートするとともに、「old blood」（留血）、流体滞留時間（FRT）、動的粘度および血行動態の変化を解析した。
• バイパスモデルでは、参照モデルが完全に洗浄されたのに対し、20心拍サイクル後に動脈瘤内に41%の「old blood」が残存し、さらに血液の平均粘度が7倍に増加し、シミュレーションによりバイパス再血行再建後に完全な血液交換まで約4年を要することが示された。
• CFDシミュレーションは、血栓形成が起こりやすい領域を正確に特定し、巨大脳内動脈瘤治療における手術判断を支援するための貴重な血行動態の知見を提供した。

(025) Kliś

書誌情報

Role of aneurysmal hemodynamic changes in pathogenesis of headaches associated with unruptured cerebral aneurysms.

Kornelia M Kliś, Antoni Cierniak, Borys M Kwinta, Krzysztof Stachura, Tadeusz J Popiela, Igor Szydłowski, Bartłomiej Łasocha, Jerzy Gąsowski, Roger Krzyżewski

J Neurosurg, 2025 Feb 01

• Keywords: computational fluid dynamics, headache, intracranial aneurysm, vascular disorders
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

破裂前脳動脈瘤に伴う頭痛の病因における動脈瘤の血行動態変化の役割

AI 要約

• 本研究は、破裂していない頭蓋内動脈瘤患者における頭痛の発症に関連する要因を、特に血行動態パラメータを考慮して解析することを目的とした。
• 96人の患者と122個の破裂していない頭蓋内動脈瘤を前向きに対象とし、患者の詳細な病歴、血圧値、短縮版McGill Pain Questionnaireによる頭痛評価、および各患者の動脈瘤ドームと供給動脈の3D再構築を行い、OpenFOAMを用いたComputational Fluid Dynamics解析を実施した。
• 解析の結果、女性、内頸動脈（ICA）部位の動脈瘤、複数動脈瘤、動脈瘤ドーム内の平均血流速度、及び時間平均壁剪断応力が頭痛の存在と有意に関連していることが多変量ロジスティック回帰解析により明らかとなり、また治療後には17人（56.67%）が完全な症状緩解を示した。
• 本研究は、頭蓋内動脈瘤の血行動態パラメータが頭痛の発症および治療後の症状緩解に影響を与える可能性を示唆し、病因の解明とそれに基づいた治療戦略の開発に寄与するものである。

(026) Kale

書誌情報

A Rare Case of Unruptured Small Aneurysm Arising from the Posterior Surface of Proximal A1 Segment, Projecting Posterior-Inferiorly and Entangled with Multiple Perforators from the A1 Segment.

Samir Jagannath Kale, Riki Tanaka, Mai Okubo, Kento Sasaki, Kyosuke Miyatani, Yasuhiro Yamada, Fuminari Komatsu, Yoko Kato

Asian J Neurosurg, 2024 Sep

• Keywords: computational fluid dynamics, motor-evoked potential (MEP), perforators, posterior-inferiorly, proximal A1 segment
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

近位A1セグメント後面から発生し、後下方へ突出し、A1セグメントの複数穿通枝と絡み合う稀例の非破裂性小動脈瘤

AI 要約

• 本研究は、前大脳動脈A1セグメントの近位部後面から発生し、後下方に突出し、複数の穿通枝と絡み合う非破裂性小動脈瘤という稀な症例を報告することを目的とした。
• 症例は各種画像診断および[Computational Fluid Dynamics (CFD)]を用いた血行動態評価により解析され、ミクロ外科的クリッピングの適応が検討された。
• 術中所見では、動脈瘤が深部に位置し、複数の穿通枝と密接に絡み合っていることが明らかとなり、クリッピング手技に技術的困難が伴った。
• 本症例は、小型で非破裂のA1動脈瘤であっても、特殊な解剖学的構造を呈する可能性があり、[CFD]を用いた詳細な血行動態解析と慎重な外科的計画立案が神経学的後遺症を回避する上で重要であることを示唆している。

(027) Ünsal

書誌情報

How Flow Diverter Selection Can Affect the Flow Changes within a Jailed Ophthalmic Artery: A Computational Fluid Dynamics Study.

Can Ünsal, Görkem Güçlü, Ali Bahadir Olcay, Amir Hassankhani, Cem Bilgin, Bahattin Hakyemez

Asian J Neurosurg, 2024 Sep

• Keywords: cerebral aneurysm, flow diverter stent, jailed artery, ocular ischemic syndrome, patient-specific CFD modeling
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

閉塞された眼動脈内の血流変化に及ぼすフローディバーダー選択の影響：計算流体力学的研究

AI 要約

• 本研究は、巨大動脈瘤治療において眼動脈が閉塞された場合に、異なる効果的金属表面積[EMSA]値を有するフローディバーダーの選択が眼動脈内の血流変化に及ぼす影響を比較評価することを目的とした。
• 本研究では、左内頸動脈の巨大動脈瘤と閉塞された眼動脈を有する59歳女性患者の臨床データに基づいた数値モデルを作成し、FRED4017とFRED4518という2種類のフローディバーダーを仮想展開して血流および眼動脈の閉塞量をシミュレーションした。
• シミュレーションの結果、FRED4017は動脈瘤頸部においてより高いEMSA値（35%対24.6%）を示す一方、眼動脈入口では低いEMSA値（15%対21.2%）を示し、結果として眼動脈の閉塞量がFRED4017で40%、FRED4518で28%となり、眼虚血性症候群のリスクが高いことが明らかとなった。
• これらの結果は、眼動脈入口におけるEMSA値が眼動脈内の血流および閉塞に影響を及ぼすことを示しており、近傍の眼動脈が閉塞される場合には、低いEMSA値を有するフローディバーダーの選択が患者の安全性向上に寄与する可能性を示唆している。

(028) Nishiwaki

書誌情報

Hemodynamic differences determining rupture and non-rupture in middle cerebral aneurysms after growth.

Takayuki Nishiwaki, Taichi Ikedo, Yuji Kushi, Koji Shimonaga, Hiroki Kobayashi, Takaaki Itazu, Ryotaro Otsuka, Jota Tega, Eika Hamano, Hirotoshi Imamura, Hisae Mori, Masanori Nakamura, Takayuki Kato, Shinichi Shirakami, Koji Iihara, Toru Iwama, Hiroharu Kataoka

PLoS One, 2024

• Keywords: NA
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

成長後の中大脳動脈瘤における破裂と非破裂を決定する血行力学的差異

AI 要約

• 本研究は、成長後の中大脳動脈瘤における破裂に関連する血行力学的特徴を特定することを目的とした。
• 追跡期間中に成長を示した9例の中大脳動脈瘤に対して、コンピュテーショナル・フルード・ダイナミクス（CFD）解析を用い、成長パターンを同形成長（Type 1）、de novo [bleb]形成（Type 2）、および[bleb]拡大（Type 3）の3タイプに分類して評価した。
• Type 1の場合、破裂例において成長後の最大振動せん断指数（OSI）が0.455±0.007と非破裂例の0.319±0.042と比較して有意に高く（p = 0.003）、新たに出現した高振動せん断指数領域が破裂点と関連していることが示された。
• これらの結果は、血行力学的変動と成長パターンの変化がCFD解析を用いた破裂リスク評価において重要な役割を果たすことを示しており、高い圧力差領域が動脈瘤拡大の方向を予測する可能性及び同形成長パターンにおける高い最大振動せん断指数が潜在的な破裂リスク因子であると結論づけた。

(029) Imamura

書誌情報

Reverse cannulation method as a strategy for aortic aneurysm surgery: A computational fluid dynamics study on minimizing neurological risks.

Yuki Imamura, Yoshishige Takayama, Ryosuke Kowatari, Masahito Minakawa

J Thorac Cardiovasc Surg, 2024 Jul 29

• Keywords: atherosclerosis, cannulation method, computational fluid dynamics, total arch replacement
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

大動脈瘤手術における神経学的リスク低減戦略：逆方向カニュレーション法の計算流体力学的検討

AI 要約

• 本研究は、計算流体力学を用いて「シャギー [shaggy]」大動脈を伴う全大動脈弓置換手術における血流速度と壁面せん断応力を評価し、最適なカニュレーション法を決定することを目的とした。
• 患者固有の大動脈弓瘤モデルはコンピュータ断層撮影（CT）スキャンを用いて作成され、急角度および緩角度のディスパーシブ型カニューレならびにエンドホール型カニューレの3種類を評価し、カニュレーションの先端は大動脈弓（標準方向）と大動脈根（逆方向）の各条件下で、基準角0°から20°の時計回りおよび反時計回りに回転させることで解析された。
• 標準方向では、カニューレ先端の角度の僅かな変化やカニューレの種類により、局所的な血流加速や壁面せん断応力の発生位置が変動し、結果として脳動脈枝への血流が不安定となることが明らかとなった。
• 一方、逆方向では全てのカニューレにおいて臨界部位での血流加速が観察されず、血流分布の変動も最小限であったことから、逆方向カニュレーション法は神経学的リスクの低減に寄与する最適な戦略であることが示唆された。

(030) Sidora

書誌情報

Back to Bernoulli: a simple formula for trans-stenotic pressure gradients and retrospective estimation of flow rates in cerebral venous disease.

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

J Neurointerv Surg, 2024 Jul 29

• Keywords: Angiography, Blood Flow, Intervention, Stenosis, Vein
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

ベルヌーイへの回帰：脳静脈疾患における狭窄部透過圧勾配の単純公式と血流速度の回顧的推定

AI 要約

• 本研究の目的は、定型的なマノメトリーおよび血管造影による計測値から個別血流速度を回顧的に推定し、脳静脈疾患における血流撹乱の評価に及ぼす影響を明らかにすることである。
• 研究では、鼓脈性耳鳴のために静脈内ステント留置術を受けた患者群から、狭窄の重症度および圧力勾配の範囲を代表する10例を選出し、CT静脈造影画像から管腔形状をデジタルセグメンテーションし、単純化したベルヌーイ公式を用いて個々の周期平均血流速度を推定した。
• 推定された個別血流速度は、一般的仮定の血流速度と比較して最大47％の乖離を示し、これによりCFD（Computational Fluid Dynamics）シミュレーションにおける狭窄後の血流不安定性の予測に著しい差異が生じたが、簡易ベルヌーイ公式で推定された圧力勾配は、完全CFDシミュレーションの結果と高い相関（R2=0.95; 傾き=0.98, 95% CI 0.88〜1.09）を示した。
• 結論として、単純なベルヌーイ公式は現実的な静脈形状における狭窄部透過圧勾配をCFD推定値として予測可能であることが示され、これにより侵襲的な臨床計測から個別の血流速度を復元できるばかりか、4D flow MRIアプローチに伴う課題を回避した非侵襲的推定手法への可能性も示唆された。

(031) Satoh

書誌情報

Assessment of morphology and hemodynamics in a surgically clipped neck of a cerebral aneurysm: illustrative case.

Toru Satoh, Tomotsugu Ichikawa, Kentaro Fujii, Isao Date

J Neurosurg Case Lessons, 2024 Jul 29

• Keywords: computational fluid dynamics, magnetic resonance image, multifusion imaging, neck clipping, silent magnetic resonance angiography, wall shear stress
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の手術クリッピング後クリップ頚部の形態および血行動態の評価：補助例報告

AI 要約

• 本研究は、脳動脈瘤の手術クリッピング後のクリップ頚部複合体の形態を明確に描出することを目的とした。
• 金属アーティファクトを低減するサイレント磁気共鳴血管造影と高速スピンエコ磁気共鳴脳底造影を用いた三次元（3D）多重融合画像法および計算流体力学（CFD）解析を実施した。
• その結果、3D多重融合画像法によりクリップの向きや形状、ならびに親血管の形態が明瞭に可視化され、CFD解析ではクリップ輪郭に対応する壁せん断応力大きさ（WSSm）の変動高領域と、方向性に関連する壁せん断応力ベクトル（WSSv）の顕著な変動が3Dで描出された。
• 以上の結果から、3D多重融合画像法とCFD解析は、脳動脈瘤クリッピング手術後のクリップ頚部複合体の形態学および血行動態の評価に対し、科学的知見の進展に寄与する有用な手法であることが示された。

(032) Li

書誌情報

Influence of LVAD Cannula Outflow Graft Flow Rate and Location on Fluid-Particle Interactions and Thrombi Distribution: A Primary Numerical Study.

Longyan Li, Li Shi, Xiao Tan, Yixia Zhao

J Cardiovasc Transl Res, 2024 Dec

• Keywords: Computational Fluid Dynamics, Fluid-Particle Interactions, Heart Failure, Left Ventricular Assist Devices, Thrombi Distribution
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

LVADカニューレアウトフローグラフトの流量および位置が流体－粒子相互作用と血栓分布に及ぼす影響：基礎数値シミュレーション研究

AI 要約

• 本研究は、心不全患者の血行動態支援に用いられるLVADにおいて、アウトフローグラフトの流量および植込み位置が流体－粒子相互作用と大動脈内血栓分布に与える影響を解明することを目的としている。
• 研究では、計算流体力学（Computational Fluid Dynamics [CFD]）の理論を用い、3種類のLVAD血流量と2つの植込み位置でシミュレーション解析を実施した。
• シミュレーションの結果、心拍収縮期における複雑な血流動態が確認され、血栓の大動脈内滞留時間および大動脈枝への流入確率において、LVADアウトフローグラフトの位置と流量が有意に影響することが示された。
• 結論として、上行大動脈への植込み時には高い流量が脳血栓症のリスク低減に寄与する一方、下行大動脈への植込み時には低い流量がより有利であることが示唆され、これにより脳血管塞栓症リスク低減に向けたLVAD植込み戦略に貴重な知見が提供される。

(033) Zhang

書誌情報

Ophthalmic Artery Morphology and Hemodynamics Associated with White Matter Hyperintensity.

Xiao-Lei Zhang, Xue-Ru Cheng, Yan-Ling Wang, Ying-Xiang Huang, Jia-Lin Wang

Int J Med Sci, 2024

• Keywords: computational fluid dynamics, hemodynamics, ophthalmic artery, white matter hyperintensity
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

眼動脈の形態および血行力学と白質高信号との関連

AI 要約

• 本研究の目的は、白質高信号（White Matter Hyperintensity [WMH]）を有する患者における眼動脈（Ophthalmic Artery [OA]）の形態学的および血行力学的特性を検討し、WMHの存在および重症度とOAの変化との関連を明らかにすることである。
• 横断的研究として、WMH患者25名44眼と対照群19名38眼を対象とし、三次元再構築によりOAの形態を測定し、計算流体力学（Computational Fluid Dynamics [CFD]）シミュレーションにより血行パラメーターを算出、さらにFazekasスケールを用いてWMHの重症度を評価した。
• 結果として、対照群と比較しWMH患者のOAの直径、血流速度、質量流量比および壁面剪断応力が有意に低下しており、調整後もこれらのパラメーターがWMHの存在と有意に関連していることが示された。
• 結論として、OAの直径、血流速度、質量流量比および壁面剪断応力はWMHの存在と独立して関連しており、これらの所見は動脈硬化がWMHおよび眼動脈の変化の共通の病態メカニズムに関与している可能性を示唆している。

(034) Luciano

書誌情報

Turbulent blood flow in a cerebral artery with an aneurysm.

R D Luciano, B L da Silva, X B Chen, D J Bergstrom

J Biomech, 2024 Jul

• Keywords: Blood flow, Computational fluid dynamics, Direct numerical simulation, Intracranial aneurysm, Turbulence
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤を有する脳動脈における乱流血流

AI 要約

• 本研究は、シミュレーション設定が結果に与える影響を評価し、脳動脈瘤を有する脳動脈における乱流の発生を調査することを目的とした。
• この目的のために、最大200心拍サイクルにわたる直接数値シミュレーションと、心拍サイクルごとに最大100,000回のデータサンプリングを実施し、位相平均法および三重分解法を用いて速度、圧力、および壁面剪断応力の変動に対する乱流と層流パルシェ状波の寄与を区別した。
• その結果、一般的に用いられるOscillatory Shear Indexは乱流ではなく入口で導入された層流波に起因していることが明らかとなり、エネルギースペクトルによる推定では低流量および低Reynolds numberにもかかわらず動脈瘤付近において乱流が発生していることが示された。
• 結論として、位相平均法は流れの理解に有用である一方で、シミュレーション設定や後処理の選択により結果が大きく依存することが示され、CFDを用いた臨床管理への応用に不確実性が残ることが確認された。

(035) Karnam

書誌情報

Description of the local hemodynamic environment in intracranial aneurysm wall subdivisions.

Yogesh Karnam, Fernando Mut, Alexander K Yu, Boyle Cheng, Sepideh Amin-Hanjani, Fady T Charbel, Henry H Woo, Mika Niemelä, Riikka Tulamo, Behnam Rezai Jahromi, Juhana Frösen, Yasutaka Tobe, Anne M Robertson, Juan R Cebral

Int J Numer Method Biomed Eng, 2024 Aug

• Keywords: CFD, WSS, bleb, hemodynamics, intracranial aneurysm
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤壁の区分における局所血行動態環境の記述

AI 要約

• 本研究は、頭蓋内動脈瘤（IA）壁内の血行動態状態の詳細な特徴づけと、それらが[bleb]形成に与える影響を調査することにより、動脈瘤の安定性および破裂リスクの理解を向上させることを目的とした。
• 研究手法として、268人の患者から得られた359例のIAおよび213例の[bleb]を含む包括的データセットを用いて患者固有の血管モデルを再構築し、有限要素法を用いて非定常Navier-Stokes方程式を解くことで血流を解析、さらに嚢状、流線状、地形学的領域に基づいた動脈瘤壁の部分領域をセグメント化し、壁面せん断応力（WSS）やその指標、WSS場の臨界点などの血行動態指標を計算・解析した。
• 結果として、これらの血行動態指標には有意な変動が見られ、動脈瘤壁上の[bleb]形成などの特徴と明確に相関する異なる血行動態環境が示された。
• 最終的に、特に本体および中央領域で低WSSおよび高OSIの条件が[bleb]形成を促進する一方で、動脈瘤の頚部、流入口、流出口などの高WSSおよび正のダイバージェンスが示す条件もまた、異なるメカニズムを通じて[bleb]発生リスクに寄与することが示され、動脈瘤病態の理解が深まった。

(036) Saglietto

書誌情報

Role of the vessel morphology on the lenticulostriate arteries hemodynamics during atrial fibrillation: A CFD-based multivariate regression analysis.

Andrea Saglietto, Francesco Tripoli, Jaco Zwanenburg, Geert Jan Biessels, Gaetano Maria De Ferrari, Matteo Anselmino, Luca Ridolfi, Stefania Scarsoglio

Comput Methods Programs Biomed, 2024 Sep

• Keywords: Atrial fibrillation, Cerebral circulation, Cognitive decline, Computational fluid dynamics, Lenticulostriate arteries, Magnetic resonance imaging, Multivariate regression analysis
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

心房細動時におけるレントィキュロストライエート動脈血行力学に対する血管形態の役割：CFDに基づく多変量回帰解析

AI 要約

• 本研究の目的は、心房細動（AF）時におけるレントィキュロストライエート動脈（LSA）の多様な血管形態が脳血行動態に与える影響を明らかにすることである。
• 研究では、7T高解像度MRIから得られた17のLSA血管形状と、0D心血管‐脳モデリングをインフロー条件として用いたCFD解析を組み合わせ、CFDに基づく多変量回帰解析を実施した。
• 解析の結果、中大脳動脈（MCA）の大きさおよびMCAとLSA間の分岐角などの限られた幾何学的変数が、AF時の壁面せん断応力の変化を十分に予測可能であることが示された。
• 結論として、本研究はAF下におけるLSAの局所的な血行動態がその幾何学的特徴に左右され、特に顕著に鈍角なLSA‐MCA入口角と分岐後の小さいMCA径を有するLSA形態が血管損傷のリスクを高める可能性を示唆している。

(037) Neidlin

書誌情報

Investigations of Differential Hypoxemia During Venoarterial Membrane Oxygenation with and Without Impella Support.

Michael Neidlin, Ali Amiri, Kristin Hugenroth, Ulrich Steinseifer

Cardiovasc Eng Technol, 2024 Oct

• Keywords: Computational fluid dynamics, Extracorporeal membrane oxygenation, Impella, left ventricular unloading, Mechanical circulatory support, Oxygen transport
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

Impellaサポートの有無における静脈動脈型体外膜酸素化中の差次的低酸素血症の検討

AI 要約

• 本研究の目的は、様々なECMO設定およびカニューレ先端位置における大動脈血流と酸素化を数値モデルを用いて調査し、VA ECMO中の循環支持とImpellaサポートが心臓および脳の酸素供給に与える影響を明らかにすることである。
• ヒト大動脈のモデルにおいて、上行大動脈、下行大動脈、腹部大動脈、および腸骨動脈の4種類のカニューレ先端位置、3段階の心機能不全状態と50%、75%、90%のVA ECMO支持（総血流6 l/min）を検討し、さらに50%支持条件下でImpella CPデバイスを実装した。
• シミュレーションの結果、50%および75%支持状態では大動脈カニューレ先端をより近位に配置することが上大動脈および冠動脈への酸素供給増加に有用であり、90%支持状態では先端位置に依存せず適切な酸素化が達成され、Impellaの使用は8～17 mmHgの後負荷低減と50% VA ECMO支持と同等の血管酸素化をもたらすことが示された。
• 本シミュレーションモデルは、体外循環支持、カニューレ先端配置および酸素化能力との間の複雑で患者特異的な相互作用を明らかにし、最適な機械的循環補助戦略の策定に重要な科学的知見を提供するものである。

(038) Vikström

書誌情報

Establishing the distribution of cerebrovascular resistance using computational fluid dynamics and 4D flow MRI.

Axel Vikström, Petter Holmlund, Madelene Holmgren, Anders Wåhlin, Laleh Zarrinkoob, Jan Malm, Anders Eklund

Sci Rep, 2024 Jun 25

• Keywords: Carotid stenosis, Cerebrovascular resistance, Computational fluid dynamics, Peripheral cerebral territories, Stroke
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

計算流体力学および4DフローMRIを用いた脳血管抵抗分布の確立

AI 要約

• 本研究の目的は、脳における血流を調節する脳血管抵抗（CVR）を、各個別の脳領域において算出し、血行動態が乱れた脳におけるCVRの変動を明らかにすることである。
• 本研究では、4DフローMRIによる流量データと構造的コンピュータ断層血管造影（CTA）データを計算流体力学（CFD）と組み合わせ、ウィリス輪からの灌流圧を算出する方法を用い、48名の脳卒中/TIA患者（うち29名は症候性頸動脈狭窄患者）を解析し、さらに56名の健常者の総CVR（tCVR）とも比較した。
• その結果、MCA、ACA、PCA領域のCVRはそれぞれ33.8±10.5、59.0±30.6、77.8±21.3 mmHg s/mlと計測され、患者群と健常者群間のtCVRに有意な差が認められず、また頸動脈狭窄患者においては、狭窄側と非狭窄側との領域CVR間にも差異は見られなかった上、領域抵抗は対応する脳容積と逆相関していることが示された。
• 以上の結果から、本手法により得られたCVRの測定値はウィリス輪における血流モデリングの基準値として活用可能であり、被験者個別の血流解析に貢献する手法であると結論付けられる。

(039) Suzuki

書誌情報

Clinical and Hemodynamic Features of Aneurysm Rupture in Coil Embolization of Intracranial Aneurysms.

Tomoaki Suzuki, Hitoshi Hasegawa, Kohei Shibuya, Hidemoto Fujiwara, Makoto Oishi

Diagnostics (Basel), 2024 Jun 06

• Keywords: cerebral aneurysm, coil embolization, computational fluid dynamics, flow impingement zone, hemodynamic instability, intraprocedural rupture, pressure, wall shear stress
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤のコイル塞栓術における動脈瘤破裂の臨床的および血行力学的特徴

AI 要約

• 本研究は、頭蓋内動脈瘤のコイル塞栓術（CE）中に発生する手技内破裂（IPR）の臨床的および血行力学的予測因子を明らかにすることを目的とした。
• 2012年1月から2023年12月までに435例の嚢状脳動脈瘤に対してCEが施行され、CE中の血管外漏出またはコイル突出を含む症例を対象に、術後データおよびCFD解析を用いて最大圧力（Pmax）および壁せん断応力（WSS）に注目した解析を実施した。
• 結果として、全症例の1.3%に相当する6例（破裂例3例、非破裂例3例）でIPRが発生し、これらの動脈瘤は平均4.7±1.8 mmのドームサイズおよび1.5±0.5のD/N比を示し、CFD解析では5例（83.3%）において破裂点がPmaxを呈するフローインパクション領域として同定された。
• 以上の結果は、CE中における血行力学的に不安定な領域の同定の重要性を示唆するとともに、特に小型で軸不整合な動脈瘤に対しては補助的手技の適用を慎重に行う必要があることを示している。

(040) Zhang

書誌情報

PCSK9 expression in fibrous cap possesses a marker for rupture in advanced plaque.

Yingying Zhang, Dongwei Dai, Shuang Geng, Chenbin Rong, Rong Zou, Xiaochang Leng, Jianping Xiang, Jianmin Liu, Jing Ding

Vasc Med, 2024 Oct

• Keywords: PCSK9, Yes-associated protein 1, atherosclerosis, cap rupture, computational fluid dynamics, vascular smooth muscle cells
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

進行プラーク破裂のバイオマーカーである線維帽におけるPCSK9発現

AI 要約

• 本研究の目的は、進行プラーク内でのPCSK9の発現がプラーク破裂リスクとどのように関連しているか、その病態生理学的意義を明らかにすることである。
• 方法として、頸動脈内膜切除術で得られた進行プラークを断面作製・染色し、PCSK9の発現パターンおよび破裂関連マーカーとの共発現を評価した上で、計算流体力学[Computational Fluid Dynamics]により血行動態を解析し、さらにヒト大動脈血管平滑筋細胞におけるPCSK9の過剰発現およびノックダウンを実施し、western blot、免疫蛍光法およびリアルタイムPCRを用いて関連機械受容体の活性と下流の破裂促進因子の転写レベルを検証した。
• 結果として、PCSK9は主に線維帽およびショルダー領域に局在し、線維帽の厚さと負の相関を示すとともにMMP-9と共発現していることが認められ、加えて血行動態解析はこれらの領域のPCSK9発現が破裂傾向を持つことを示唆し、in vitro実験ではPCSK9の調整により機械受容体であるYAP1の活性とその下流破裂促進因子の転写レベルが増加し、連続断面染色によりPCSK9、YAP1およびこれら下流効果因子の同所局在が確認された。
• 結論として、線維帽におけるPCSK9発現は進行プラーク破裂リスクのバイオマーカーとして機能し、その調整はプラーク治療に対する新たな生体力学的介入の観点を提供するものである。

(041) Liu

書誌情報

Clinical implications of haemodynamics in symptomatic intracranial atherosclerotic stenosis by computational fluid dynamics modelling: a systematic review.

Yu Liu, Shuang Li, Haipeng Liu, Xuan Tian, Yuying Liu, Ziqi Li, Thomas W Leung, Xinyi Leng

Stroke Vasc Neurol, 2024 May 28

• Keywords: Atherosclerosis, Computed Tomography Angiography, Plaque, Stroke
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

症候性頭蓋内動脈硬化性狭窄における血行力学の臨床的意義：計算流体力学モデルによる体系的レビュー

AI 要約

• 本研究は、症候性頭蓋内動脈硬化性狭窄（sICAS）における血流をシミュレートするための計算流体力学（CFD）の応用と、血行力学的パラメータの臨床的意義を明らかにすることを目的として、体系的レビューを実施した。
• 本研究では、Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-AnalysesおよびMeta-analysis of Observational Studies in Epidemiologyのガイドラインに従い、PubMedおよびEmbaseを2024年3月まで検索し、全て中国の患者を対象とした19件の論文を選定、主にCTアンジオグラフィー（CTA）画像を用いた血管分割と、一般的な境界条件、剛性血管壁、[Newtonian]流体仮定に基づくCFDモデリング手法が採用された。
• 研究結果として、ほぼ全ての論文において圧力と血管壁せん断応力（WSS）が定量化され、狭窄前後の圧力比（PR）および狭窄喉部と狭窄前のWSS比（WSSR）により変化が評価された結果、低いPRは重度の狭窄、優れたレプトメンギアル側副血行、延長した灌流時間および内側境界帯梗塞と関連し、高いWSSRは血管壁リモデリングの促進、管腔狭窄の逆行性変化および動脈間塞栓と関連することが示された。
• さらに、低いPRおよび高いWSSRは脳の小血管疾患の存在と重症度、ならびに医療治療を受けたsICAS患者における脳卒中再発や急性再灌流療法後の転帰の有望な予測因子であることから、CFDはICASの病態生理解明およびリスク層別化のための有力なツールであるが、今後、モデリング手法の標準化とシミュレーション結果の検証を目的とした研究が求められる。

(042) Liao

書誌情報

Impact Exploration of Spatiotemporal Feature Derivation and Selection on Machine Learning-Based Predictive Models for Post-Embolization Cerebral Aneurysm Recanalization.

Jing Liao, Kouichi Misaki, Jiro Sakamoto

Cardiovasc Eng Technol, 2024 Aug

• Keywords: Cerebral aneurysm, Computational fluid dynamics (CFD), Feature derivation, Feature selection, Machine learning, Recanalization
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

塞栓術後脳動脈瘤再開通に対する機械学習ベース予測モデルにおける空間時間的特徴抽出および選択の影響の探究

AI 要約

• 本研究は、機械学習（ML）モデルによる塞栓術後脳動脈瘤再開通の予測性能を向上させるために、空間時間的な血行動態特徴の抽出および選択手法がモデルに与える影響を評価することを目的とした。
• 我々は計算流体力学（CFD）を用いて65人の患者から66例の脳動脈瘤（57例は安定、9例は再開通）における血行動態をシミュレーションし、臨床特徴4項目、形態学的特徴12項目、血行動態特徴91項目の計107の特徴を抽出した。
• これらの特徴に対して、単純抽出法および完全抽出法の2種類の抽出手法と、全特徴、統計的有意性解析、段階的多変量ロジスティック回帰解析（stepwise-LR）、再帰的特徴消去（RFE）の4種類の選択手法を組み合わせ、6つのMLアルゴリズムで評価した結果、テストデータにおける受信者動作特性曲線下面積（AUROC）は0.373から0.863までの幅広い範囲を示し、特に完全抽出特徴とRFE法が優れた性能を示した。
• 本研究は、特徴抽出および選択の適切な手法が非侵襲的な診断決定支援モデルの開発において重要な役割を果たすことを示し、塞栓術後脳動脈瘤再開通の予測精度向上に貢献する成果を提供した。

(043) Strasser

書誌情報

How Irregular Geometry and Flow Waveform Affect Pulsating Arterial Mass Transfer.

Wayne Strasser

J Biomech Eng, 2024 Dec 01

• Keywords: advection, diffusion, perivascular space, protein clearance
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

不規則な形状および流れ形状が脈動性動脈質量輸送に及ぼす影響

AI 要約

• 本研究は、アルツハイマー病に関連する脳内の[perivascular spaces (PVS)]におけるタンパク質除去機構において、不規則な形状と様々な脈動流形状が質量輸送に及ぼす影響を解明することを目的とした。
• マウス脳のPVSセグメントのデジタルスキャンを用いてメッシュ化し、CFD（computational fluid dynamics）解析を実施するとともに、次元解析パラメータおよび水力抵抗が一致する円柱モデルとの比較解析を行った。
• 解析の結果、動脈内の溶質輸送は主に対流（advection）によって制御される一方で、タンパク質ボーラスの軌跡解析からは流れの脈動や局所的な壁の曲率不規則性がタンパク質の分散促進に寄与することが示された。
• 以上の知見は、脈動に起因する対流と局所幾何学的特徴がタンパク質除去メカニズムにおいて重要な役割を果たすことを明らかにし、PVSにおける質量輸送現象の理解に新たな洞察を提供する。

(044) Kim

書誌情報

Quantitative analysis of hemodynamic changes induced by the discrepancy between the sizes of the flow diverter and parent artery.

Sunghan Kim, Hyeondong Yang, Je Hoon Oh, Yong Bae Kim

Sci Rep, 2024 May 09

• Keywords: Cerebral aneurysm, Computational fluid dynamics, Flow diverter, Hemodynamic changes, Metal coverage rate, Size discrepancy
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

フローダイバーダーと親動脈のサイズ不一致による血行動態変化の定量解析

AI 要約

• 本研究の目的は、フローダイバーダーと親動脈間のサイズ不一致が血行動態に及ぼす影響を計算流体力学（Computational Fluid Dynamics [CFD]）を用いて定量的に解析することであった。
• 異なる親動脈径を有する4つのシリコーンモデルを作製し、実際のフローダイバーダーを配置して動脈瘤頚部でのステント構造を評価し、その構造に基づいて仮想ステントを生成しCFD解析を実施した。
• 3.0〜4.5 mmの親動脈径を有する動脈瘤モデルにおいて、4.0 mmのフローダイバーダーを用いた結果、過大から過小へのサイズシフトに伴い血行動態パラメータの低減率が増加し、金属カバレッジ率およびポア密度が向上することが明らかとなった。
• 以上の結果から、過大から一致への移行時の効果があまり顕著でなかったことを踏まえ、アンダーサイズの利点を活かしつつ閾値を超えない適切なフローダイバーダーのサイズ選定が重要であることが示唆された。

(045) Yan

書誌情報

Nomogram-based geometric and hemodynamic parameters for predicting the growth of small untreated intracranial aneurysms.

Yujia Yan, Xingwei An, Hecheng Ren, Bin Luo, Song Jin, Li Liu, Yang Di, Tingting Li, Ying Huang

Neurosurg Rev, 2024 Apr 18

• Keywords: Computational fluid dynamics, Growth, Intracranial aneurysms, Nomogram
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

未治療小型頭蓋内動脈瘤の成長予測に関するノモグラムに基づく幾何学的および血行動態パラメータ

AI 要約

• 本研究は、幾何学的および血行動態パラメータを基に、未治療小型頭蓋内動脈瘤の成長を予測するためのノモグラムの作成を目的とした。
• 研究では、96例の未治療嚢状型頭蓋内動脈瘤の初回および追跡（CTA/ MRA）画像を後ろ向きに収集し、患者固有の血管モデルを作成して計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施し、各種パラメータを算出した上で、段階的Cox比例ハザード回帰分析によりノモグラムを構築した。
• 結果として、96例中30例（31.3%）の動脈瘤で成長が認められ、高血圧（hypertension）、非球形指数（nonsphericity index）、および最大相対滞留時間（max relative residence time）が独立して成長と関連していることが明らかになった。
• 結論として、構築したノモグラムは未治療小型頭蓋内動脈瘤の成長予測において十分な予測精度とリスク層別化を実現し、従来の評価ツール（PHASES, ELAPSS, UIATS）よりも高い予測効果を示した。

(046) Satoh

書誌情報

Evaluation of the shrinkage process of a neck remnant after stent-coil treatment of a cerebral aneurysm using silent magnetic resonance angiography and computational fluid dynamics analysis: illustrative case.

Toru Satoh, Kenji Sugiu, Masafumi Hiramatsu, Jun Haruma, Isao Date

J Neurosurg Case Lessons, 2024 Apr 15

• Keywords: computational fluid dynamics, magnetic resonance image, neck remnant, silent magnetic resonance angiography, stent and coil embolization, wall shear stress
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

ステント・コイル治療後の脳動脈瘤頸部残存部の収縮過程評価：サイレントMRI血管造影および計算流体力学解析を用いた症例報告

AI 要約

• 本研究は、ステント併用コイル塞栓術後に残存した脳動脈瘤の頸部の収縮過程における血行動態を、サイレントMRI血管造影および計算流体力学（CFD）解析を用いて検討することを目的とした。
• 対象は、部分的に血栓を形成した前交通動脈瘤の頸部残存部であり、研究者らは10年以上にわたりサイレントMRI血管造影を用いた画像追跡と、CFD解析により流量、壁面せん断応力の大きさおよびベクトル、流線といった血行動態パラメーターを評価した。
• 解析の結果、頸部残存部は表面積、体積、頸部寸法、ドーム深度およびアスペクト比が徐々に減少し、これが残存ドームと入口親動脈との流量比の低下と相関していることが明らかとなった。
• これらの結果は、サイレントMRI血管造影と計算流体力学の組み合わせによる評価が、ステント・コイル塞栓術後の頸部残存部の診断に有用であり、血行動態パラメーター解析が将来的に収縮過程の予測に役立つ可能性を示唆している。

(047) Liu

書誌情報

Flow diverters treatment planning of small- and medium-sized intracranial saccular aneurysms on the internal carotid artery via constraint-based virtual deployment.

Zehua Liu, Meng Zhang, Chao Wang, Zhongxiao Wang, Xiangyun Liao, Chubin Ou, Weixin Si

Int J Comput Assist Radiol Surg, 2024 Jun

• Keywords: Computational fluid dynamics, Flow diverters, Intracranial aneurysm, Virtual deployment
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

制約に基づく仮想展開を用いた内頸動脈上の小型および中型嚢状動脈瘤に対するFlow diverters治療計画

AI 要約

• 本研究の目的は、内頸動脈で発生する小型および中型嚢状動脈瘤の治療において、従来は外科医の経験に大きく依存していたアプローチを改善するため、迅速かつ多用途な数値シミュレーション手法の検討である。
• 本研究では、34人の患者（女性29名、男性5名、平均年齢55.74±9.98歳）から術前および術後のデータを収集し、流体制御デバイス[Flow diverters]の展開をシミュレーションするため、血管中心線に沿って拡張しながら血管内壁によって制約される制約に基づく仮想展開（CVD）法を用いた。
• 結果として、有限要素法[FEM]と比較して、壁せん断応力の低減率および動脈瘤頚部における速度低下に有意な差は認められなかったが、CVD法では計算時間が98%大幅に短縮された。
• 結論として、本手法は血流力学解析と組み合わせることで、病変部における血流変化を正確に再現し、臨床における意思決定支援に貢献する、精度と効率の両立を実現した治療計画ツールである。

(048) Yang

書誌情報

Influence of circle of Willis modeling on hemodynamic parameters in anterior communicating artery aneurysms and recommendations for model selection.

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

Sci Rep, 2024 Apr 11

• Keywords: Anterior communicating artery aneurysms, Circle of Willis, Computational fluid dynamics, Hemodynamic parameters, Vascular resistance
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

前交通動脈動脈瘤におけるウィリス輪[Circle of Willis]モデリングが血行動力学パラメーターに与える影響とモデル選択に関する提言

AI 要約

• 本研究は、前交通動脈[AComA]動脈瘤における計算流体力学[CFD]解析の際、適切なウィリス輪[Circle of Willis]モデルを決定するための提言を示すことを目的とした。
• 本研究では、5例の患者特異的ウィリス輪[Circle of Willis]モデルを用い、各モデルを完全モデル、左半分モデル、右半分モデルに分割し、流量実験を通じてCFDの検証を行った。
• その結果、5例中4例では一側のA1からの流入が主要な影響を与え、残りの1例では左右両A1が影響を及ぼすとともに、完全モデルと半分モデル間の時間平均壁面剪断応力の差が4.6%から62%まで変動し、A1およびA2の血管抵抗の差がAComAの流れパターンに大きく影響することが明らかとなった。
• これらの結果は、脳内血流の理解を深化させ、脳動脈瘤の診断および治療の改善に寄与する可能性があると結論付けられる。

(049) Sanchez

書誌情報

MR Imaging of the Cerebral Aneurysmal Wall for Assessment of Rupture Risk.

Sebastian Sanchez, Andres Gudino-Vega, Katherine Guijarro-Falcon, Jacob M Miller, Luis E Noboa, Edgar A Samaniego

Neuroimaging Clin N Am, 2024 May

• Keywords: Aneurysm vessel wall, Aneurysm wall enhancement, High-resolution vessel wall imaging, Rupture risk
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤壁のMRイメージングによる破裂リスク評価

AI 要約

• 本研究の目的は、未破裂脳内動脈瘤の評価において、包括的かつ多角的なアプローチの必要性を明らかにすることである。
• 方法として、高解像度MRIを用いた動脈瘤壁の増強解析と、有限要素解析、定量的感受性マッピング、及びComputational Fluid Dynamics [CFD]などの先進的処理手法を組み合わせた解析が行われた。
• その結果、動脈瘤の病因、進行、並びに破裂に至るまでの複雑な生物学的メカニズムに関する新たな洞察が得られた。
• 結論として、ラジオミクスや機械学習といった新興技術が、患者の介入と観察のトリアージにおける診断精度の向上に大きく寄与する可能性が示唆された。

(050) Luisi

書誌情報

Evaluating the accuracy of cerebrovascular computational fluid dynamics modeling through time-resolved experimental validation.

Claudio A Luisi, Tom L Witter, Omid Nikoubashman, Martin Wiesmann, Ulrich Steinseifer, Michael Neidlin

Sci Rep, 2024 Apr 08

• Keywords: NA
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

時間分解実験検証を通じた脳血管CFDモデリングの精度評価

AI 要約

• 本研究の目的は、CFD (Computational Fluid Dynamics) モデリングとin-vitro実験との比較により、脳血管CFDモデルの正確性を体系的に評価することにある。
• 実験では、解剖学的脳血管ファントムを用い、高解像度の流量および圧力データを取得し、CFDモデルには既存技術および新規のphase modulation [フェーズモジュレーション]アプローチを含む5種類の定常および一過性の出口境界条件 (Boundary Conditions, BCs) を適用した。
• 実験は、臨床結果と一致する総脳血流量、入口圧、流分布、及び流パルス指数 (Pulsatility Indices, PI) を示す生理学的ヘモダイナミクスを生成した一方、in-silicoモデルでは流量で19–66％、圧力で6–26％の時間依存的な乖離が認められた。
• 結論として、定常出口圧境界条件は最も大きな乖離を引き起こすため避けるべきであり、Windkesselおよびphase modulation境界条件はそれぞれ現実的な流パルス指数および脳血管圧を提供したが、現行の脳血管CFDモデリングの精度には限界があることが示された。

(051) Lyu

書誌情報

Treatment for middle cerebral artery bifurcation aneurysms: in silico comparison of the novel Contour device and conventional flow-diverters.

Mengzhe Lyu, Ryo Torii, Ce Liang, Thomas W Peach, Pervinder Bhogal, Levansri Makalanda, Qiaoqiao Li, Yiannis Ventikos, Duanduan Chen

Biomech Model Mechanobiol, 2024 Aug

• Keywords: Computational fluid dynamics (CFD), Contour device, Flow-diverters, Middle cerebral artery bifurcation aneurysms
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

中大脳動脈分岐部動脈瘤の治療：新規Contourデバイスと従来のflow-divertersのin silico比較

AI 要約

• 本研究の目的は、中大脳動脈分岐部動脈瘤の効果的治療における課題に対処するため、新規のContourデバイスと従来の(intraluminal) flow-divertersを比較することであった。
• 本研究では、2つの中大脳動脈分岐部動脈瘤のin silicoモデルに対して迅速展開アルゴリズムを用いてContourデバイスおよび従来のflow-divertersを配置し、計算流体力学（CFD）シミュレーションにより血流および壁せん断応力などの血行動態パラメータを評価した。
• 結果として、両手法は動脈瘤破裂リスクの低減に効果的であったが、Contourデバイスは動脈瘤内への血流の大幅な減少を引き起こし、さらに分枝血管を閉塞させることなく動脈瘤頸部での血流遮断能を有することが示された。
• 結論として、in silico動脈瘤モデルは新規治療技術の事前計画、デバイス配置の最適化および患者個別治療性能予測の有力なツールとなり、Contourデバイスは分枝血管閉塞リスクを低減する中大脳動脈分岐部動脈瘤の効果的治療法であることが確認された。

(052) Liu

書誌情報

Hemodynamic Effects of Tortuosity and Stenosis in Superficial Temporal Artery-Middle Cerebral Artery Bypass for Moyamoya Disease.

Haipeng Liu, Jia Song, Mengxi Xu, Kexin Wang, Linlin Ma, Daoxi Hu, Wei Zhou, Xiaoli Yu, Lijian Wang, Xiaoxiao Cai, Rongliang Chen, Xinhong Wang

World Neurosurg, 2024 Jun

• Keywords: Computational fluid dynamics, Hemodynamic evaluation, Middle cerebral artery, Moyamoya disease, Superficial temporal artery, Transcranial bypass
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

もやもや病に対する表在側頭動脳動脈バイパスにおける曲がりくねりおよび狭窄の血行動態効果

AI 要約

• 本研究は、もやもや病の治療に用いられる表在側頭動脳動脈（STA‐MCA）バイパス手術における幾何学的変化（高いtortuosity[曲がりくねり]およびstenosis[狭窄]）が血行動態に与える影響を、患者固有のデータに基づいて評価することを目的としている。
• 研究では、17例のもやもや病患者において、臨床画像データからSTA‐MCAバイパスの三次元構造を再構築し、tortuosityおよびstenosisを除去した仮想的に最適化されたバイパス構造と、同一の患者固有条件下でComputational Fluid Dynamics（CFD）シミュレーションを実施する方法を採用した。
• その結果、仮想的なバイパス構造の改善は、バイパスおよびその遠位枝の流量を有意に増加させ、頭蓋内流体抵抗を低下させた（P < 0.05）、また狭窄除去を伴う症例ではより顕著な血行動態の変化が認められた。
• 以上の結果から、高いtortuosity[曲がりくねり]およびstenosis[狭窄]はSTA‐MCAバイパスの血行動態に大きな影響を与えるため、バイパスの幾何学的最適化について今後さらに検討する必要があると結論付けられる。

(053) Dankano

書誌情報

Tailoring left ventricular assist device cannula implantation using coupled multi-scale multi-objective optimization.

Abubakar Dankano, Ray Prather, Blake Lozinski, Eduardo Divo, Alain Kassab, William DeCampli

Med Eng Phys, 2024 Mar

• Keywords: CFD, Heart Failure, Hemodynamics, LVAD, Multi-scale, Pareto optimization
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

多尺度多目的最適化を用いた左室補助装置カニューレ留置の最適化

AI 要約

• 本研究の目的は、脳血管に到達する血栓数を最小限に抑えるために、アウトフローグラフト（OG）の留置方向を個別化する最適化手法を検討することである。
• 手法として、3次元の患者特異的計算流体力学（CFD）モデルを0次元のラウンパラメータモデル（LPM）と二方向で緩く連成し、ラグランジュ粒子追跡法を用いて血栓を非相互作用性固体球としてモデル化した。
• 結果として、OG吻合部の向きと配置が血栓塞栓症の軽減に極めて重要であり、最適な留置では非最適な条件と比較して脳血栓塞栓が5倍に減少することが示された。
• 結論として、血栓の発生位置に依存する最適な配置が存在するため、臨床研究においてVAD患者における血栓形成の主要な起点を特定することが重要である。

(054) Khamooshi

書誌情報

Blood flow and emboli transport patterns during venoarterial extracorporeal membrane oxygenation: A computational fluid dynamics study.

Mehrdad Khamooshi, Avishka Wickramarachchi, Tim Byrne, Michael Seman, David F Fletcher, Aidan Burrell, Shaun D Gregory

Comput Biol Med, 2024 Apr

• Keywords: Cannula, Emboli transport, Harlequin syndrome, Mechanical circulatory support, Stroke, Watershed region
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

静脈動脈体外式膜型酸素化（VA-ECMO）中の血流および塞栓輸送パターン：計算流体力学（CFD）研究

AI 要約

• 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）シミュレーションを用いて、静脈動脈体外式膜型酸素化（VA-ECMO）に伴う血流および塞栓輸送パターンを解析し、その結果として生じる合併症に対する洞察を提供することである。
• 研究方法として、VA-ECMOを実施中の呼吸不全患者のCTスキャンから得られた、患者固有の3次元大動脈および主要分枝モデルを用い、種移送モデルおよび離散粒子追跡モデルによって、酸素化血液と非酸素化血液の混合ならびに塞栓輸送パターンをシミュレーションした。
• 結果として、動脈リターンカニューレのサイズは酸素輸送に大きな影響を及ぼさなかったが、VA-ECMOのサポートレベルが高い場合（90%）には大動脈弓以遠の全ての動脈が100%の酸素飽和状態となり、サポートレベルが低下すると上肢への酸素供給は最低73%まで低下し、また塞栓輸送パターンは塞栓発生源やサポートレベルにより大きく変動した。
• 結論として、VA-ECMOと心臓血液の混合領域は主にサポートレベルによって決定され、この混合が動脈分枝における酸素化および心原性塞栓のリスクに影響を与えることが確認され、VA-ECMO治療における管理改善のための科学的知見を提供するものである。

(055) Závodszky

書誌情報

Fractals and Chaos in the Hemodynamics of Intracranial Aneurysms.

Gábor Závodszky, Dániel Gyürki, György Károlyi, István Szikora, György Paál

Adv Neurobiol, 2024

• Keywords: Cerebral aneurysm, Chaotic advection, Computational fluid dynamics, Fractals, Information dimension, Passive tracers
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の血行動態におけるフラクタルとカオス

AI 要約

• 本研究は、脳血管領域における小さな追従粒子の挙動を解析することにより、動脈瘤の異常構造が血流力学に与える影響を明らかにすることを目的としている。
• 方法として、計算流体力学 (Computational Fluid Dynamics [CFD]) を用い、血管内の流れの発生過程と強い流れの擾乱、及びカオス的挙動を解析した。
• その結果、粒子の軌跡はフラクタル構造を形成し、Lyapunov指数、エスケープ率、情報次元といったカオスの特性により定量的に評価可能であることが示された。
• 結論として、これらの知見は、脳動脈瘤近傍の血管内で発生するカオス的流動パターンが動脈瘤の病因および発展に重要な役割を果たしている可能性を示唆している。

(056) Borisov

書誌情報

Mathematical modeling in assessing the risk of restenosis after carotid endarterectomy.

V G Borisov, Yu N Zakharov, R A Vinogradov, V P Derbilova, N V Ivanova

Biomed Phys Eng Express, 2024 Mar 15

• Keywords: CFD simulation, CTA based geometry, carotid endarterectomy, hemodynamic indices, restenosis risk
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

頸動脈内膜切除術後の再狭窄リスク評価における数学的モデリング

AI 要約

• 本研究の目的は、様々な頸動脈分岐部モデルにおける血行力学的指標の比較解析を行い、仮想的な幾何形状の変更によるこれら指標の最適化効果を検討することである。
• 方法としては、計算血管造影データに基づいて頸動脈分岐部モデルを構築し、計算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）を用いて血行力学的指標の臨界領域を構築・解析した。
• その結果、正常群と比べた術後群の臨界領域における平均的な近壁剪断応力指標は5倍以上悪化している一方、分岐付近では術後モデルで25%の改善が認められ、また、重要性の低いプラークの仮想除去は該当部位の指標を最大40%悪化させることが明らかとなった。
• 結論として、本手法は実際の血管モデルと仮想的に改善されたモデルの双方を比較解析可能とし、さらに術後モデルの臨界領域を起源の異なるサブゾーンに分割する新たな技術を提案することで、頸動脈内膜切除術後の再狭窄リスク評価に対する科学的貢献を示した。

(057) Wu

書誌情報

Classification and hemodynamic characteristics of delayed intracerebral hemorrhage following stent-assisted coil embolism in unruptured intracranial aneurysms.

Zeng-Bao Wu, Xue-Yan Wan, Ming-Hui Zhou, Yan-Chao Liu, Ali Abdi Maalim, Zhuang-Zhuang Miao, Xiao Guo, Ying Zeng, Pu Liao, Li-Ping Gao, Jian-Ping Xiang, Hua-Qiu Zhang, Kai Shu, Ting Lei, Ming-Xin Zhu

Front Neurol, 2024

• Keywords: delayed intracerebral hemorrhage, endovascular treatment, hemodynamics, intracranial aneurysms, stent-assisted coil embolization
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

非破裂性頭蓋内動脈瘤に対するステント補助コイル塞栓術後の遅発性脳内出血の分類と血行動態的特徴

AI 要約

• 本研究は、ステント補助コイル塞栓術後に発生する遅発性脳内出血（DICH）の血行動態リスク因子を明らかにし、血行動態プロファイルに基づくDICHの分類を確立することを目的とした。
• 研究は、2021年1月から2022年1月までに内頚動脈に位置する非破裂性頭蓋内動脈瘤に対してステント補助コイル塞栓術を受けた患者を対象としたレトロスペクティブ解析であり、術後DICHを発症した8例とDICHを発症しなかった16例の対照群を比較した。
• 計算流体力学（Computational Fluid Dynamics）を用いて、塞栓術前後の末梢動脈（終末内頚動脈、前大脳動脈[ACA]および中大脳動脈[MCA]）の血流変化を評価し、ACAまたはMCAのうちDICHに関連する動脈と非関連動脈の血流変化を比較、また異なる血流変化率を評価するために不均衡指数を用いて解析した。
• 解析の結果、DICHは術後の血流速度変化率が低下するタイプ1と上昇するタイプ2に分類され、いずれの場合も対照群に比べて末梢動脈の血流分布に不均衡が認められたことから、末梢動脈血流分布の不均衡がDICH発症の重要な因子であることが示された。

(058) Wiśniewski

書誌情報

Numerical flow experiment for assessing predictors for cerebrovascular accidents in patients with PHACES syndrome.

Karol Wiśniewski, Zbigniew Tyfa, Piotr Reorowicz, Michael G Brandel, Thomas Adel, Damian Obidowski, Krzysztof Jóźwik, Michael L Levy

Sci Rep, 2024 Mar 02

• Keywords: Cerebrovascular accident, Computational fluid dynamics, PHACES syndrome, Predictors, Thrombogenic environment
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

PHACES症候群患者における脳血管障害の予測因子評価のための数値流体実験

AI 要約

• 本研究の目的は、PHACES症候群における脳血管障害（CVA）の潜在的な原因として動脈病変の役割を検討することであった。
• 本研究では、282人のPHACES症候群が疑われる患者の臨床的特徴（例：乳幼児血管腫の有無）と、磁気共鳴血管造影またはコンピュータ断層撮影血管造影に基づく放射線学的特徴を解析し、Fluid-Structure Interaction（FSI）手法を用いた数値シミュレーションを実施した。
• 統計解析の結果、低形成（p=0.03）、高度な血管捻転（p<0.01）、主要脳動脈の少なくとも1本の欠如（p<0.01）、および持続動脈の存在（p=0.01）がCVAと関連しており、特に高度な血管捻転が最も強い予測因子であることが示された。
• 最終的に、低形成と高度な血管捻転の組み合わせが強い血栓形成環境を作り出し、この条件下ではPHACES症候群患者でCVAリスクが高いと結論付けた。

(059) Ngwenya

書誌情報

Influence of vortical structures on fibrin clot formation in cerebral aneurysms: A two-dimensional computational study.

Tinashe Ngwenya, Divan Grundlingh, Malebogo N Ngoepe

J Biomech, 2024 Mar

• Keywords: Cerebral aneurysms, Computational fluid dynamics (CFD), In vitro model, Thrombosis
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤におけるフィブリン血栓形成に対する渦構造の影響：2次元計算研究

AI 要約

• 本研究は、脳動脈瘤の成長および進展に大きく影響する血栓症に注目し、渦構造がフィブリン血栓形成に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。
• 本研究では、計算流体力学（[CFD]）、生化学モデリング、そして多様な多孔性、透過性、拡散率を組み合わせた理想化された2次元インシリコモデルを、5種類の幾何学的形状にわたり1000秒以上の解析期間で構築し、文献報告の実験結果と比較検証を行った。
• 解析結果から、生化学モデルはメッシュサイズに対して血流力学よりも高い感度を示し、パルス流下での大きなタイムステップが血栓サイズを過大評価する一方で、変数拡散率の設定では血栓サイズが定数拡散率に比べ25.4%小さいこと、またパルス流ではプラグ流に比べて血栓サイズが14.6%大きくなることが明らかになった。
• 本研究は、増大するフィブリン血栓が脳動脈瘤内の渦構造を変化させ、その変化した流れが再び血栓形成に影響を及ぼすという重要な相互作用を示すことで、血栓形成メカニズムに対する新たな知見を提供している。

(060) Ganjkhanlou

書誌情報

Hemodynamic Study of Cerebral Arteriovenous Malformation: Newtonian and Non-Newtonian Blood Flow.

Mohammad Reza Ganjkhanlou, Azadeh Shahidian, Mohammad Reza Shahmohammadi

World Neurosurg, 2024 May

• Keywords: Angiographic images, Arteriovenous malformation, Draining veins, Embolization, Feeding artery
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

脳動静脈奇形の血行動態解析：ニュートン流およびノンニュートン流血流

AI 要約

• 本研究は、異常血管を段階的に塞栓することで生じる脳動静脈奇形の血行動態を、NewtonianおよびNon-Newtonian血流モデルを用いて解明することを目的としている。
• 2例の患者から得られたCT血管造影データを用い、Mimicsソフトウェアによって幾何学的モデルを構築し、COMSOL Multiphysicsソフトウェアを使用した有限要素法によりNavier-Stokesおよび連続の支配方程式を解く数値シミュレーションを実施した。
• 結果として、奇形巣の塞栓率が0%、30%、50%、および90%と増加するにつれて血圧が上昇し、特に小径血管（奇形巣内の血管）においてNewtonianモデルとNon-Newtonianモデル間で血流速度に有意な差異が認められた。
• 以上のことから、奇形巣塞栓の各段階（30%、50%、90%）における血流シミュレーションには、より正確な小径血管の血流解析が可能なNon-Newtonianモデルの適用が推奨される。

(061) Ren

書誌情報

Hemodynamic study on the therapeutic effects of varying diameter embolic coils in the treatment of intracranial aneurysms.

Xiaoyu Ren, Haoran Li, Kaihang Xu, Zhongkai Li, Bin Gao, Wangsheng Lu, Guangming Yang, Yunjie Wang, Yin Yin, Tao Chen

Int J Numer Method Biomed Eng, 2024 Mar

• Keywords: coil embolization, computational fluid dynamics, finite element method, hemodynamics, intracranial aneurysms
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

脳内動脈瘤治療における各種直径の塞栓用コイルの血行動態的治療効果に関する研究

AI 要約

• 本研究は、異なる直径の塞栓用コイルが脳内動脈瘤の治療後の血行動態に与える影響を評価することを目的とした。
• 本研究では、三岐分岐型および側壁型各3例の患者個別幾何学的脳内動脈瘤モデルを用い、四種類のコイル直径（0.8D、1.0D、1.2D、1.4D）に基づくモデルに対して有限要素法（finite element method）と計算流体力学（computational fluid dynamics）シミュレーションを実施した。
• 結果として、三岐分岐型動脈瘤ではコイル直径の増大に伴い、低せん断応力（low wall shear stress [LWSS]）および相対滞留時間（relative residence time [RRT]）の高い領域が拡大し、振動せん断指数（oscillatory shear index [OSI]）の領域が縮小する傾向が示されたが、側壁型動脈瘤では同様の変化は認められなかった。
• 本研究は、塞栓治療において三岐分岐型動脈瘤に対しては大径コイルが血行動態上の改善効果をもたらす一方、側壁型動脈瘤ではコイル直径と治療効果との有意な関連がないことを明らかにし、コイル選択の臨床的判断に資する知見を提供した。

(062) Korte

書誌情報

Multi-Dimensional Modeling of Cerebral Hemodynamics: A Systematic Review.

Jana Korte, Ehlar Sophie Klopp, Philipp Berg

Bioengineering (Basel), 2024 Jan 11

• Keywords: 0D modeling, 1D modeling, 3D modeling, brain-supplying arteries, circle of Willis, computational fluid dynamics, intracranial aneurysm, medical imaging, multi-scale coupling
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

脳血行動態の多次元モデリング：系統的レビュー

AI 要約

• 本系統的レビューの目的は、神経血管疾患の検出、診断および治療の向上を目指し、ウィリス輪内における脳血行動態の多次元[in silico]モデリング手法を解析することである。
• 本研究では、医療画像、数値モデル、文献に基づく仮定、または健康被験者の測定から得られる入力データを用いて、低次元(0D, 1D)モデル、高次元(3D)モデル、さらにこれらのマルチスケール(0D-1D-3D)カップルモデルを系統的に評価した。
• 解析の結果、詳細な血行動態解析を可能とする3Dシミュレーションは高い計算コストを伴う一方で、低次元モデルは周囲の血行動態を現実的に模擬するための実用的なアプローチを提供することが示された。
• 結論として、0D-1D-3Dマルチスケールアプローチが最も現実的な結果を提供するものの臨床応用は限定的であり、1D-3Dマルチスケールモデルが現実性と実用性の間で有益なトレードオフを実現できると考えられる。

(063) Liao

書誌情報

Determination of Significant Three-Dimensional Hemodynamic Features for Postembolization Recanalization in Cerebral Aneurysms Through Explainable Artificial Intelligence.

Jing Liao, Kouichi Misaki, Tekehiro Uno, Kazuya Futami, Mitsutoshi Nakada, Jiro Sakamoto

World Neurosurg, 2024 Apr

• Keywords: CFD, Cerebral aneurysm, DNN, Flow pattern, PointNet, Recanalization, XAI
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

説明可能な人工知能を用いた脳動脈瘤のコイル塞栓術後再開通に関与する重要な三次元血行動態特徴の決定

AI 要約

• 本研究は、脳動脈瘤におけるコイル塞栓術後の再開通を予測するための重要な三次元血行動態パラメータを同定することを目的とした。
• 研究では、[PointNet]-ベースのディープニューラルネットワーク（DNN）を用いて、58例の動脈瘤に対する前コイルおよび後コイルモデルから得られた[computational fluid dynamics]シミュレーションデータの速度、圧力、及び壁せん断応力を含む空間的特徴を自動抽出し、サリエンシーマッピングという[explainable artificial intelligence]（XAI）技術を用いた追加解析を実施した。
• その結果、統計的有意性およびDNNモデルにより算出された受信者動作特性曲線（ROC）と精度-再現率曲線における面積の値から、速度が最も重要なパラメータであることが明確となり、XAIによる視覚的解析は強固な注入流域やコイリング平面との顕著な相互作用などの重要な三次元特徴を示した。
• これらの結果は、[PointNet]-ベースのDNNとXAIの組み合わせが、コイル塞栓術後の再開通を正確かつ解釈可能に予測するのみならず、未知の血行動態特徴の発見に寄与する有望なアプローチであることを示している。

(064) Liao[1]

書誌情報

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

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

Heliyon, 2024 Jan 15

• Keywords: CFD, Intracranial aneurysm, Pressure difference, flow pattern
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations [1]

AI 翻訳タイトル

コイル塞栓術後の頭蓋内動脈瘤再開通予測における流体力学解析 ― 時空間特性の研究

AI 要約

• 本研究は、コイル塞栓術後の頭蓋内動脈瘤の再開通予測において、血行動態パラメータの異なる時空間特性が予測パフォーマンスに与える影響を評価することを目的とした。
• 65人の患者から66の頭蓋内動脈瘤を対象に、CFD（Computational Fluid Dynamics）を用いて血行動態をシミュレーションし、前コイリングモデルおよび仮想後コイリングモデルに基づいて計91種類の時空間血行動態特徴を抽出し、単変量予測子（UP）および多変量ロジスティック回帰（LR）モデルを構築した。
• その結果、同一の血行動態パラメータから抽出された異なる時空間特徴によりAUROC値が0.224から0.747の範囲で変動し、PDave,q1が最も強力な単変量予測子としてAUROC/AUPRC値0.747/0.385を示し、最適閾値における感度（0.889）および特異度（0.614）を達成したが、LRモデルはこれを上回るAUROC/AUPRC値0.890/0.903、特異度0.877、感度0.719を示した。
• これらの結果は、血行動態パラメータの時空間的特徴が予測モデルの開発に重要な影響を及ぼすことを示唆しており、LRモデルを用いた時空間血行動態特徴に基づくアプローチが、低侵襲での再開通予測に臨床的有用性を持つ可能性を提供することに貢献している。

(065) Gaidzik

書誌情報

Image-based hemodynamic simulations for intracranial aneurysms: the impact of complex vasculature.

Franziska Gaidzik, Jana Korte, Sylvia Saalfeld, Gábor Janiga, Philipp Berg

Int J Comput Assist Radiol Surg, 2024 Apr

• Keywords: Circle of Willis, Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Intracranial aneurysms, Segmentation
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

画像に基づく頭蓋内動脈瘤の血行動態シミュレーション：複雑な血管構造の影響

AI 要約

• 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤の発生および破裂リスク評価において、複雑な血管構造が血管内および動脈瘤内の血流に与える影響を検討することである。
• 本研究では、7T磁気共鳴画像法で取得された被験者固有の60出口3入口のウィリス動脈輪モデルを複雑にセグメントし、10出口モデルに切り詰めた後、2例の患者固有の頭蓋内動脈瘤を各モデルに追加し、4ケースの画像ベースの血流シミュレーションを実施した。
• 結果として、複雑なモデルでは大部分の領域で低い血流値が観察されたものの、特定の位置（左中大脳動脈で0.5 m/s、左後大脳動脈で0.25 m/s）においては単純化モデルと比較して高い血流速度が認められ、中心線上では総速度に最大0.15 m/sの差が生じた。また、動脈瘤領域では、1例目で[neck inflow rate (NIR)]および壁せん断応力（WSS）の減少、2例目ではこれらの増加が観察された。
• 結論として、血流の大きさは主に全体血管モデルによって、形状は局所的な構造によって左右されることが明らかとなり、頭蓋内動脈瘤の現実的な血行動態評価および破裂リスク解析には複雑なモデル形状の採用が必要であると強調された。

(066) Yin

書誌情報

CT-derived fractional flow reserve in intracranial arterial stenosis: A pilot study based on computational fluid dynamics.

Zhuhao Yin, Changsheng Zhou, Jian Guo, Yuan Wei, Yifei Ma, Fan Zhou, Wusheng Zhu, Long Jiang Zhang

Eur J Radiol, 2024 Feb

• Keywords: CT-derived fractional flow reserve, Computational fluid dynamic, Hemodynamics, Intracranial atherosclerotic stenosis
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈狭窄症におけるCT由来Fractional Flow Reserve：計算流体力学に基づくパイロットスタディ

AI 要約

• 本研究は、冠動脈における臨床応用実績のあるCT由来Fractional Flow Reserve (CT-FFR) を頭蓋内動脈狭窄症の機能評価に適用する可能性を検証し、侵襲的FFRを参照標準とした際の最適なCT-FFR測定位置を明らかにすることを目的とした。
• 本研究は、中等度から重度（50％以上）の頭蓋内動脈狭窄症を有する19例の患者を対象に、ガイドワイヤーを用いた圧測定および術前頭部CT血管造影（CTA）を実施し、狭窄部末端（D0）、狭窄より1 cm遠位（D1）、および2 cm遠位（D2）の3箇所でCT-FFRを測定した。
• 測定の再現性として、CT-FFRの内観測者及び他観測者間で優れた一致（ICC範囲0.930-0.992）が確認され、特に狭窄より1 cm遠位（CT-FFR_D1）の測定では、AUC値1.000（95％信頼区間：0.824, 1.000）および侵襲的FFRとの強い相関（r = 0.915）が得られるなど、卓越した診断性能が示された。
• これらの結果は、狭窄より1 cm遠位でのCT-FFR測定が頭蓋内動脈狭窄症の機能的意義評価において信頼性の高い非侵襲的方法となる可能性を示唆し、臨床応用の展望を有することを結論付けている。

(067) Fillingham

書誌情報

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

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

Med Phys, 2024 Feb

• Keywords: cerebral aneurysm, computational fluid dynamics, viscosity
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤のCFDシミュレーションにおける標準化された粘度値の使用が引き起こす誤差要因

AI 要約

• 本研究は、脳動脈瘤のCFDシミュレーションにおいて、標準化された（standardized）血液粘度値と、ヘマトクリット（hematocrit）測定に基づいた患者特異的（patient-specific）な粘度値を用いた場合の誤差の大きさを明らかにすることを目的とした。
• この目的のために、41例の脳動脈瘤において、患者特異的境界条件下でそれぞれ2種類のCFDシミュレーションを実施し、壁せん断応力（WSS）、壁せん断応力勾配（WSSG）、振動せん断指数（OSI）などの血行動態パラメータを算出した上で、統計解析（対応のあるt検定、Bland-Altman分析、及び群間比較のための非対応t検定）を行った。
• その結果、WSS、WSSG、およびOSIにおいて、標準化粘度と患者特異的粘度のシミュレーション間でそれぞれ63.2%、41.5%、48.7%の症例で統計的に有意な差が認められ、粘度の変動による血行動態パラメータへの影響が双方向かつ予測不能であることが示された。
• 結論として、CFDシミュレーションにおいて標準化された粘度値の使用は大きく予測困難な誤差をもたらすため、今後はヘマトクリットに基づいた患者特異的な血液粘度値の導入が推奨される。

(068) Yang

書誌情報

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

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

J Cereb Blood Flow Metab, 2024 Aug

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

AI 翻訳タイトル

血行動態パラメータの複合的影響を比較した傍クリノイド動脈瘤形成の検討

AI 要約

• 本研究は、血行動態パラメータである壁面剪断応力 (WSS) およびストレイン (strain) が傍クリノイド動脈瘤形成にどのように関与するかを、動脈瘤を有する動脈と非動脈瘤動脈とを比較することで明らかにすることを目的とした。
• 58人の傍クリノイド動脈瘤患者を対象とし、各被験者の磁気共鳴血管造影により左右の内頸動脈 (ICA) を再構築し、一方のICAから動脈瘤を除去して「動脈瘤動脈」と定義し、逆側を「非動脈瘤動脈」と定義、さらに計算流体力学 (CFD) および流体構造相互作用解析を実施した。
• 動脈瘤動脈では、高いWSSおよびストレインの領域が実際の動脈瘤形成部位と一致し、両者間に著しい相関が認められた一方、非動脈瘤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連は認められなかった。
• これらの知見は、傍クリノイド動脈瘤の形成メカニズムの理解を深化させるとともに、血行動態パラメータの複合的影響に関するさらなる研究を促進する貢献がある。

(069) Tadokoro

書誌情報

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

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

Ann Thorac Surg Short Rep, 2024 Mar

• Keywords: NA
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

心停止に対する左室補助装置植込みと全大静脈肺循環路（Extracardiac Total Cavopulmonary Connection）の適用

AI 要約

• 本研究の目的は、心筋炎に起因する心停止患者に対して、左室補助装置植込みと全大静脈肺循環路（Extracardiac Total Cavopulmonary Connection, EC-TCPC）を組み合わせた治療戦略を報告することである。
• 方法として、血流の動態解析のためにComputational Fluid Dynamics (CFD)解析を実施し、EC-TCPCをGlenn手術および従来のFontan手術と比較検討した。
• 解析の結果、EC-TCPCは他の手術法に比べて最も優れた血流動態特性を示した。
• 以上の結果から、心筋炎による重度の心筋障害および心停止患者において、左室補助装置植込みとEC-TCPCの組み合わせが有効な治療戦略となり得ることが示唆された。

(070) Liu

書誌情報

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

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

Comput Methods Programs Biomed, 2024 Jan

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

AI 翻訳タイトル

頸動脈における頸動脈ウエブの異なる部位が血行力学に及ぼす影響：血栓増殖モデルを統合した数値シミュレーション研究

AI 要約

• 本研究の主たる目的は、頸動脈に存在する頸動脈ウエブが、その部位の違いにより血行力学に及ぼす影響を検討することである。
• 研究手法としては、8人の健康な被験者のCTAデータから、モデルA（共通頸動脈部）、モデルB（内頸動脈起始部）、モデルC（頸動脈洞部）の3種類のモデルを再構築し、タイム平均壁せん断応力（TAWSS）、振動せん断指数（OSI）、相対滞留時間（RRT）、内皮細胞活性化能力（ECAP）などのWSSに基づくパラメータの解析と血栓増殖モデルの統合シミュレーションを実施した。
• その結果、モデルAではらせん状流が観察されたのに対し、モデルBとモデルCでは頸動脈洞部において乱れた血流が確認され、特にモデルCではTAWSSが低い領域およびRRTとECAPが高い領域が広範囲にわたり、最も多くの血栓量が形成されたことが明らかとなった。
• これらの数値シミュレーションの結果は、頸動脈ウエブがその位置により異なる血行力学的影響を有し、特に内頸動脈起始部のウエブにおいては乱流および血栓凝集が顕著であるため、これが遠位脳動脈における虚血性脳卒中のリスク増加に寄与する可能性を示唆している。

(071) Valeti

書誌情報

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

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

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2024 Dec

• Keywords: Biomechanics, cerebral aneurysm, computational fluid dynamics, hemodynamics, wall shear stress
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

破裂していない中大脳動脈分岐部動脈瘤の数値解析：アスペクト比の影響

AI 要約

• 本研究は、数値シミュレーションを用いて破裂していない中大脳動脈（MCA）分岐部動脈瘤のアスペクト比が血行動態に及ぼす影響を評価することを目的としている。
• 26例のMCA動脈瘤のうち、代表的な3つのサイズを選び、各成長段階に対応する患者固有の境界条件下でシミュレーションを実施した。
• 解析の結果、アスペクト比が高い動脈瘤では時間平均壁せん断応力（TAWSS）および空間的壁せん断応力勾配（WSSG）が低下し、小さなMCAでは正の壁せん断応力発散（PWSSD）が顕著に観察された。
• これにより、本研究は正の壁せん断応力発散（PWSSD）が動脈瘤の成長を評価する潜在的なバイオマーカーとなり得ることを示し、外科的治療方針の科学的根拠に寄与する。

(072) Yi

書誌情報

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

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

World Neurosurg, 2024 Jan

• Keywords: Computational fluid dynamics, Intracranial, Multiple intracranial aneurysms, Occlusion
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

計算流体力学を用いた複数脳内動脈瘤閉塞後の血行力学変化の定量評価

AI 要約

• 本研究は、複数脳内動脈瘤 (Multiple Intracranial Aneurysms: MIA) が一般的である現状を背景に、内部頸動脈 (Internal Carotid Artery: ICA) および中大脳動脈 (Middle Cerebral Artery: MCA) の動脈瘤閉塞が他の動脈の血行力学に与える影響と治療順序の課題を解析することを目的とした。
• 研究では、9名のMIA患者のモデルを用い、1次元と3次元を組み合わせた計算流体力学 (Computational Fluid Dynamics: CFD) モデルにより、血管内流動パターンと血管壁圧を算出する手法を採用した。
• 結果として、ICA動脈瘤閉塞後にMCAおよび前大脳動脈 (Anterior Cerebral Artery: ACA) の圧力が増加し、MCA動脈瘤閉塞後にはICAの圧力にほとんど変化が見られなかったほか、MCAの異なるサイズの動脈瘤閉塞がICAおよびACAの圧力に与える影響は限定的であり、特に小型ICA動脈瘤では動脈瘤サイズの減少に伴いACAおよびMCAの圧力が上昇し、大型動脈瘤閉塞後の影響は中型動脈瘤閉塞後とほぼ同等であることが示された。
• これらの知見は、患者の要因や動脈瘤の特性に基づいて治療順序が決定できない場合、MCA動脈瘤を優先して治療すべきであるという科学的根拠を提供するものであり、本研究は臨床的意思決定に寄与する点で学術的貢献がある。

(073) Li

書誌情報

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

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

J Cereb Blood Flow Metab, 2024 Apr

• Keywords: Borderzone infarct, cerebral hemodynamics, intracranial atherosclerotic disease, ischemic stroke, prognosis
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

症候性頭蓋内動脈硬化性狭窄症における内部境界域梗塞と皮質境界域梗塞に伴う脳血行動態および脳卒中リスク：計算流体力学的研究

AI 要約

• 本研究は、頭蓋内動脈硬化性狭窄症において、内部境界域梗塞（IBZ）と皮質境界域梗塞（CBZ）のそれぞれに潜む異なる機序を解明することを目的とした。
• 84人の症候性、50～99%のM1中大脳動脈（MCA-M1）狭窄患者に対し、拡散強調画像で急性ボーダーゾーン梗塞を鑑別し、isolated IBZ (n=37)、isolated CBZ (n=31)、およびIBZ+CBZ (n=16)に分類、さらにCT血管造影に基づく計算流体力学（CFD）モデルを構築して病変部位の前後圧力比（PR）を定量評価した。
• その結果、IBZ梗塞の患者は、非IBZ患者と比較して低いPR（病変部を通る順行流の障害を示唆）を示し（p=0.012）、CBZ梗塞の患者は小規模な皮質梗塞を合併することが多い（p=0.004）とともに、isolated IBZ梗塞においては低いPRが独立した因子として関連していることが明らかになった（調整オッズ比=4.223; p=0.026）。
• さらに、isolated IBZ梗塞の患者は、isolated CBZ梗塞の患者に比べ、3ヶ月以内の同領域虚血性脳卒中再発リスクが高い（17.9% 対 0.0%; log-rank p=0.023）ものの、1年後には類似したリスクとなることから、これらのグループ間で異なる血行動態および塞栓機序が存在する可能性と、治療下での短期間における脳卒中リスクの違いが示唆された。

(074) Shields

書誌情報

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

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

Med Phys, 2024 Apr

• Keywords: computational fluid dynamics, hemodynamics, quantitative angiography
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

Pathlength補正を用いた2次元血管造影パラメトリックイメージングによる脳血管解析の向上：実現可能性の検討

AI 要約

• 本研究の主たる目的は、従来の2Dデジタルサブトラクション血管造影（2D-DSA）における血管重なり、短縮表現および造影剤動態の深度統合という制約を克服するため、CFDシミュレーションに基づく3D造影剤流動を2D投影に変換する際に[pathlength-correction]指標を適用する2D API手法の実現可能性を評価することであった。
• 方法として、4例の患者特異的頭蓋内動脈瘤形状に対してインシリコ（in-silico）血管造影画像を作成し、コンビーム（cone-beam）ジオメトリを前提としたバイプレーン投影、[Parker-weighted]再構成およびレイトレーシングを用いて、各投影像素が血管管腔幅に対応する[pathlength-correction]マップを算出した。
• 結果として、Intensity-based APIパラメータ、例えばAUC（Area Under the Curve）およびPH（Peak Height）は、[pathlength-correction]適用によりその大きさおよび空間分布が著しく改善され、動脈瘤ROI内における最大PD（Percentage Difference）が補正なしの場合の47.7%から補正後には3.3%に低減し、さらに3Dグラウンドトゥルースとの一致度は最大5.8%に向上したが、MTT（Mean Transit Time）、TTP（Time-To-Peak）、TTA（Time-To-Arrival）などの時間的パラメータには変化が認められなかった。
• 結論として、本研究は[pathlength-correction]が適用されていない従来の2D APIが投影方向に大きく依存し血行動態解析における解釈を歪める可能性がある一方で、[pathlength-correction]マップの統合によりIntensity-basedバイオマーカーが標準化され、これが頭蓋内血管の診断精度向上に寄与することを示している。

(075) Caddy

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
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

生理的刺激に対する反応における計算流体力学と経頭蓋ドップラー超音波法の比較

AI 要約

• 本研究は、生理的刺激下における脳内血流反応を理解するため、経頭蓋ドップラー超音波（TCD）で計測された速度波形指標と、個別3次元[computational fluid dynamics]（CFD）シミュレーションによって算出された速度波形指標を評価・比較することを目的とした。
• 12名の健常被験者を対象に、3T磁気共鳴血管造影（MRA）による頭部および頸部イメージング、ならびにTCDを用いた中大脳動脈の速度波形測定と、内頸動脈および椎骨動脈におけるデュプレックス超音波測定により算出された脳流入量を用い、各条件下で個別のCFDシミュレーションを実施した。
• その結果、TCDによる絶対速度はCFDシミュレーションで算出された速度より有意に高く、絶対値間での相関は認められなかったが、安静時からの収縮期速度および時間平均速度の相対変化には両技法間で有意な正の相関が見出された。
• これらの知見は、TCDと3次元CFDシミュレーション間での脳内速度の絶対値に差異がある一方、安静時からの速さの変化は両法で一致して捉えられることを示し、生理的変化下における頭蓋内血行動態の理解に寄与するものである。

(076) Zheng

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
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

頭蓋内アテローム硬化症の血行動態的意義と同側半球の脳小血管病画像マーカー

AI 要約

• 本研究は、症候性頭蓋内アテローム硬化症（sICAD）の血行動態的特徴と、脳小血管病（CSVD）の画像所見および全体負荷との関連を調査することを目的とした。
• 研究は、前大循環のsICAD（50%-99%狭窄）の患者を対象とする横断研究であり、CT血管造影に基づく計算流体力学（[Computational Fluid Dynamics]）モデルを用いて、狭窄部前後の圧力比（PR）および壁せん断応力比（WSSR）を定量化した。
• その結果、異常なPRおよびWSSRは、同側半球において中〜重度の白質高信号（WMHs）、皮質微小脳梗塞（CMIs）、およびCSVD全体負荷の増加と有意に関連していることが示された。
• 結論として、sICADの血行動態的意義は、同側半球におけるWMHsおよびCMIsの重症度と独立して関連しており、大血管の血行動態と小血管損傷との病態生理学的関連性に新たな知見を提供する。

(077) Fujimura[1]

書誌情報

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

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

J Neurosurg, 2024 Mar 01

• Keywords: cerebral aneurysm, computational fluid dynamics, hemodynamics, morphology, rupture, vascular disorders
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations [1]

AI 翻訳タイトル

破裂前後の脳動脈瘤における血行動態および形態学的差異

AI 要約

• 本研究は、脳動脈瘤の破裂後に観察される形態学的および血行動態的変化を明らかにすることを目的とした。
• 研究では、観察中に破裂した21症例の脳動脈瘤について、破裂前後の血管造影画像から3D幾何学モデルを再構築し、さらに計算流体力学（CFD）解析を用いて血流シミュレーションを実施し、形態学的および血行動態的パラメータを評価した。
• その結果、破裂後には高さ、[aspect ratio]、動脈瘤体積、凹凸指標（undulation index）が統計的に有意に増加し、また、平均正規化壁せん断応力（NWSS）およびその他のNWSSパラメータが有意に低下したことが示された。
• これらの知見は、破裂によって脳動脈瘤の形状が伸長性かつ不規則に変化し体積が増大する一方で、停滞流に起因する低い壁せん断応力が生じることを示し、将来的には破裂前の形態および血行動態に基づく破裂リスク評価手法の開発に貢献する可能性を示唆している。

(078) Tsuji

書誌情報

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
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations: NA

AI 翻訳タイトル

計算流体力学を用いた小型無破裂脳動脈瘤の成長予測

AI 要約

• 本研究の目的は、計算流体力学 (Computational Fluid Dynamics [CFD]) を用いて小型動脈瘤の成長に関する血行力学的特性を検討することであった。
• マルチセンター前向き観察研究に登録された185人の患者215個の最大径3～5 mmの無破裂脳動脈瘤を対象に、動脈瘤を安定群と成長群に分類し、モルフォロジーおよび高せん断集中比 (High Shear Concentration Ratio [HSCR])、高せん断面積比 (High Shear Area Ratio [HSAR])、流入集中比 (Flow Concentration Ratio [FCR]) などの新規パラメータを測定した。
• その結果、成長群は安定群に比べて、投影比や体積対開口面積比に有意な差が認められ、また血行力学的パラメータにおいては、HSCRが有意に高く、HSAR及びFCRが有意に低いことが明らかとなった。
• 以上の結果から、HSCRは小型無破裂脳動脈瘤の成長を予測するための有用な血行力学的指標となる可能性が示唆された。

(079) Hadad[1]

書誌情報

Evaluation of predictive models of aneurysm focal growth and bleb development using machine learning techniques.

Sara Hadad, Fernando Mut, Martin Slawski, Anne M Robertson, Juan R Cebral

J Neurointerv Surg, 2024 Mar 14

• Keywords: Aneurysm, Blood Flow, Brain
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations [1]

AI 翻訳タイトル

機械学習手法を用いた動脈瘤局所成長およびブレブ形成の予測モデルの評価

AI 要約

• 本研究は、計算流体力学[CFD]に基づく血行力学、形状学、および解剖学的変数を用いて、動脈瘤における局所的な拡大とブレブ発生を予測するための機械学習モデルの有効性を評価することを目的とした。
• 2265個の断面的データセットから得られた変数を基に、ロジスティック回帰、ランダムフォレスト、バギング法、サポートベクターマシン、K近傍法などの複数の機械学習アルゴリズムを用いてモデルを構築し、さらに266個の独立した断面的データセットで検証を行った。
• 最終的なモデルは、3つの血行力学的変数と4つの形状学的変数、加えて動脈瘤の位置や形態を組み込むことで、強い流入ジェット、不均一な高ピーク壁せん断応力、大きなサイズ、伸長形状が局所的成長の高リスクの指標であることを示し、特にロジスティック回帰モデルはAUC 0.9、感度85%、特異度75%、バランス精度80%、誤分類率21%を達成した。
• これらの断面的データで訓練された機械学習モデルは、将来的な局所的成長リスクの高い動脈瘤を高精度に識別可能であり、臨床における早期リスク指標としての利用が期待される。

(080) Zheng[1]

書誌情報

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

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

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2024 May

• Keywords: Intracranial aneurysm, circle of Willis anomaly, computational fluid dynamics, jet flow
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations [1]

AI 翻訳タイトル

脈絡動脈輪異常に伴う頭蓋内動脈瘤発生の血行力学的特徴とメカニズム

AI 要約

• 本研究は、脈絡動脈輪（Circle of Willis）の異常における血行力学的特徴を明らかにし、血行力学の観点から頭蓋内動脈瘤（Intracranial Aneurysms, IAs）発生のメカニズムを解明することを目的とした。
• 研究では、前大脳動脈A1区画（Anterior Cerebral Artery A1, ACA-A1）の片側欠如という脳動脈異常を対象とし、Emory University Open Source Data Centerから得た三例の患者の幾何学モデルを用い、動脈瘤を仮想的に除去してpre-IAs状態を再現し、1次元および3次元ソルバーを組み合わせた数値シミュレーション手法を採用した。
• 数値シミュレーションの結果、完全な脈絡動脈輪では前交通動脈（Anterior Communicating Artery, ACoA）の平均流量がほぼゼロであるのに対し、ACA-A1片側欠如のケースではACoAの流量が大幅に増加し、対側ACA-A1とACoAの分岐部で高い壁面剪断応力（Wall Shear Stress, WSS）と高い壁圧を伴うジェット流が確認された。
• これらの結果から、血管異常に起因するジェット流は頭蓋内動脈瘤発生のリスク因子と考えられ、血行力学的な観点でその発生メカニズムを理解する上で重要な知見を提供することが示された。

(081) Feng[1]

書誌情報

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

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

Transl Stroke Res, 2024 Jun

• Keywords: Embolism, Hemodynamics, Intracranial Atherosclerosis, Prognosis, Stroke
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations [1]

AI 翻訳タイトル

症候性頭蓋内動脈硬化症における動脈間塞栓の基礎となる脳血行動態

AI 要約

• 本研究は、症候性頭蓋内動脈硬化症（ICAD）における動脈間塞栓（AAE）と関連する脳血行動態の特徴を解明することを目的とした。
• CT血管造影により確認された前循環性の症候性ICAD患者が対象となり、計算流体力学（Computational Fluid Dynamics: CFD）に基づくモデルを用いて原因病変における血流をシミュレートし、病変前後の圧力比（PR）および壁せん断応力比（WSSR）を定量評価した。
• 結果として、高WSSRがAAEと独立して関連していることが示され、またWSSRとPRとの間に有意な相互作用が認められ、低PRの被験者において高WSSRがAAEとより頻繁に関連していることが明らかとなった。
• 本研究は、ICADにおける過度に高い壁せん断応力（WSS）が大きな病変横圧力勾配と併存する場合にAAEのリスクを増加させる可能性があること、及び低灌流がこれら患者の二次脳卒中予防のための治療指標となり得ることを結論付けた。

(082) Zhou[4]

書誌情報

An assessment of how the anterior cerebral artery anatomy impacts ACoA aneurysm formation based on CFD analysis.

Geng Zhou, Jienan Wang, Weidong Liu, Wenquan Gu, Ming Su, Yong Feng, Binjie Qin, Yueqi Zhu

Br J Neurosurg, 2024 Apr

• Keywords: Cerebral aneurysm, aneurysm model, anterior communicating artery, computational fluid dynamics
• DOI
• PubMed
• Google Scholar
• OpenCitations [4]

AI 翻訳タイトル

CFD解析に基づく前大脳動脈解剖が前交通動脈瘤形成に及ぼす影響の評価

AI 要約

• 本研究は、前交通動脈複合体において、独立した解剖学的、形態学的および血行動態的因子が前交通動脈瘤の発生リスク因子としてどのような役割を果たすかを特定することを目的とした。
• 患者固有の3D-TOF-MRA画像に基づくCFDシミュレーションと逆再構成技術を用い、瘤発生前の血管解剖構造を再現しながら詳細な幾何学的および血行動態的解析を実施した。
• 解析の結果、欠如グループでは有意に高い平均壁せん断応力(WSS)と血流量が観察され、回帰分析により高いWSSが大きなA1-A2比と有意に関連していることが示された。
• これらの結果は、前交通動脈瘤が高WSSに起因する病態であり、重度の流れ衝突および特有の解剖学的血管構造が瘤の形成を引き起こす要因となることを明らかにし、リスク評価および瘤形成メカニズムの解明に貢献する。