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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
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  • 調査条件
    • データベース：PubMed
    • 検索キーワード：(Cerebral OR Brain OR Intracranial OR Neuro) AND (Blood OR Flow OR Hemodynamics OR WSS OR Pressure OR Velocity OR Aneurysm OR Rupture OR Stroke OR Stenosis) AND (CFD OR "Computational Fluid Dynamics")
    • 検索期間：2024-01-01 - 2024-12-31
    • 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) 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 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 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の差異

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、破裂後に動脈瘤形態が変化するという仮説を踏まえ、破裂前後の3次元画像に基づく形態変化と、それに伴う血行動態変化を詳細に検討することである。
  • 観察中に破裂した21例の脳動脈瘤（21名）について、破裂前後の血管造影画像から動脈瘤および親血管の3次元形状を再構築し、再構築した形状を用いて計算流体力学（CFD）解析により血流シミュレーションを行った。
  • 形態パラメータでは、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）、うねり指標（p = 0.005）が有意に上昇した一方、血行動態パラメータでは平均正規化壁面せん断応力（NWSS）が有意に低下した（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）。
  • また、破裂後の形態変化により停滞流に関連したNWSSの最大値および最小値を含む他のNWSS指標にも有意な変化が認められ、動脈瘤は伸長かつ不規則な形状へ移行し体積が増大するとともに、停滞流による低い壁面せん断応力が生じることが示唆された。

(002) Ceccarelli [19] ⭐

📕 書誌情報

Real-time monitoring of a 3D blood-brain barrier model maturation and integrity with a sensorized microfluidic device.

Maria Cristina Ceccarelli, Marie Celine Lefevre, Attilio Marino, Francesca Pignatelli, Katarzyna Krukiewicz, Matteo Battaglini, Gianni Ciofani

Lab Chip, 2024 Nov 05

💬 AI 翻訳タイトル

薄膜電極を統合したセンサ化マイクロ流体デバイスによる血液—脳関門（BBB）モデルの成熟および完全性のリアルタイム計測

💬 AI 要約

  • 中枢神経系（CNS）障害の治療において、分子輸送を制御し病原体および治療薬の通過を制限する高度に選択的な膜である血液—脳関門（BBB）の存在が大きな課題となっている。本研究は、in vivoモデルのコスト、時間、倫理的制約および種間差といった限界を補うため、BBB-on-a-chipによりヒト細胞と生理的な流体力学をより忠実に再現しつつ、非侵襲的にBBBの健全性をリアルタイム監視する計測基盤を提示することを目的とした。
  • これに対し、電気化学インピーダンス分光法（EIS）に基づく非侵襲・リアルタイムなモニタリングを可能にする薄膜電極を統合した革新的マイクロ流体システムを開発し、周波数依存的なインピーダンス変化を指標としてBBBの完全性と成熟度を評価した。
  • EIS計測では、周波数依存的なインピーダンス変化が観察され、これにより形成済みで成熟したBBBと非成熟のバリアを識別できることが示された。さらに、EISモニタリングの結果は、蛍光トレーサを用いた透過性アッセイによって検証され、等価回路による解析によりより正確な経内皮電気抵抗（TEER）値を抽出した。
  • ヒト内皮細胞を血管様配列として組み込み、さらにヒトアストロサイトおよびミクログリアを3次元的に配置して実質（parenchymal）コンパートメントを模擬した本モデルは、ライブ/デッド評価、免疫蛍光および透過性アッセイによりBBB形成・成熟が確認された。加えて計算流体力学（CFD）シミュレーションにより、デバイスがin vivo条件のせん断応力を模倣することが支持され、既知のBBB透過性の異なる2種類の化学療法薬（ドキソルビシン、ならびにテモゾロミド）で薬剤通過挙動を評価することで、モデルの予測能力が検証された。以上より、提案したセンサ化マイクロ流体デバイスは、CNS創薬、疾患モデリング、そしてパーソナライズド・メディシンに資するBBBモデリングの重要な進展を与える。

(003) Song [17] ⭐

📕 書誌情報

Intracranial aneurysm CTA images and 3D models dataset with clinical morphological and hemodynamic data.

Miao Song, Simin Wang, Qian Qian, Yuan Zhou, Yi Luo, Xijun Gong

Sci Data, 2024 Nov 12

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤のCTA画像および3Dモデルのデータセット：臨床形態学的・血行動態データを含む

💬 AI 要約

  • 本研究は、破裂リスクが高い頭蓋内動脈瘤に対して、AIによる発症・進展・破裂予測を支える学習用データの不足を背景として、公開可能な包括的データセットを提示することを目的とした。
  • 99名の患者における105個のMCA（中大脳動脈）動脈瘤と、44名の正常な健常対照者の高解像度CTA画像に加え、対応する臨床データならびにCTA画像から作成した動脈瘤および親動脈の3Dモデルを含むデータセットを構築した。
  • さらに、動脈瘤発生における血流（血行動態）の重要性を考慮し、各患者および健常対照に対して計算流体力学（CFD）により算出した形態学的パラメータおよび血行動態パラメータを当該データセットに組み込んだ。
  • 本データセットは、CFDの事前経験がない研究者にも利用可能であり、仮説主導型またはデータ駆動型の頭蓋内動脈瘤研究を促進するとともに、本疾患に対する理解の深化に寄与する可能性がある。

(004) 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（artery-to-artery）塞栓症の背景となる脳循環動態

💬 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症（AAE）に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。
  • CT血管撮影（CTA）で確認された前方循環の症候性ICAD患者を対象に、梗塞の分布（topography）を主に根拠として、貫通枝閉塞を伴う単独の親動脈動脈硬化、AAE、低灌流、および混合機序に分類したうえで、責任病変を横切る血流を模擬するCTAベースの計算流体力学（CFD）モデルを構築した。
  • 病変をまたぐ血行動態指標として、経病変圧比（PR＝Pressurepost-stenotic/Pressurepre-stenotic）および壁面せん断応力比（WSSR＝WSSstenotic-throat/WSSpre-stenotic）を算出し、大きな経病変圧低下および高いWSSをそれぞれ反映する閾値条件（低PR、ならびに高WSSR）を用いて解析したところ、99例のうち44例でAAEが疑われ、群内でのAAEの独立した関連因子として高WSSRが多変量ロジスティック回帰で認められた（調整OR＝3.90、P＝0.022）。
  • さらに、AAEの有無に関してWSSRとPRの交互作用が有意であった（P for interaction＝0.013）；低PR群では高WSSRがAAEとの関連をより強く示したが、正常PR群では関連が見られなかった（それぞれP＝0.075、P＝0.959）。ICADにおける過度なWSSはAAEリスクを増加させ得ること、またこの関連は経病変圧勾配が大きい場合により顕著であることが示された。加えて、AAEに併存しやすい低灌流は、AAEを伴う症候性ICADにおける二次予防の治療指標となり得る可能性が示唆された。

(005) Ponmozhi [15]

📕 書誌情報

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

  • Article

  • OpenAlex

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

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

ラボ・オン・ア・チップにおける健康および疾患のバリア理解のためのモデル

💬 AI 要約

  • 生体恒常性の維持は生理学的バリアに大きく依存しており、これらのバリアの機能不全は毒性物質や微生物への曝露増大を含む種々の病態プロセスにつながるため、本研究ではバリア機能の評価・理解に関する現状を整理することを目的とした。
  • 本総説では、高再現性かつ倫理的で高スループットな検討を実現する非動物技術として、オルガン・オン・ア・チップのマイクロ流体デバイスを用いた生理学的バリア研究の現在の応用を包括的に概説し、正常および病的条件下での各種バリアを対象とした。
  • 具体的には、血液脳関門、眼のバリア、皮膚バリア、呼吸バリア、ならびに腸管、肝胆道系、腎/膀胱バリアを取り上げ、さらに妊�娠/腟バリアおよび腫瘍/多臓器バリアについてもオルガン・オン・ア・チップデバイスにおける概略を示した。
  • 加えて、生物学的バリアを統合するマイクロ流体システムにおける計算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）についても簡潔に論じ、マイクロ流体デバイスを用いたバリア研究の最先端の状態を簡潔かつ有益に俯瞰する総説として位置づけられる。

(006) Wang [14] ⭐

📕 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: 10.3389/fphys.2024.1454016

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 14
    • FWCI: 4.8366 ⭐
    • Citation Percentile: 95.98 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の破裂に関する危険因子および予測指標

💬 AI 要約

  • 本レビューは、脳動脈瘤の破裂に関連する危険因子および破裂の予測指標に関する現在の知見を要約することを目的とする。
  • 形態学的特性（動脈瘤サイズ、形状、部位）に加え、血流パターンや壁面せん断応力（wall shear stress）を含む血行動態学的因子が、動脈瘤の安定性および破裂リスクに影響する重要な要因として同定されている。
  • さらに、炎症、細胞外マトリクスリモデリング、遺伝子多型（genetic polymorphisms）といった生物学的および遺伝学的因子が、破裂に重要な役割を果たし得ることを示す新たなエビデンスが報告されている。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics）と機械学習アルゴリズムの進展により、破裂リスク評価のための新規予測モデルの開発が可能となった一方で、破裂を正確に予測することには依然として課題があり、臨床実装に向けて予測因子の検証および統合を進めるためのさらなる研究が必要である。

(007) El Sayed [13] ⭐

📕 書誌情報

Subjects with carotid webs demonstrate pro-thrombotic hemodynamics compared to subjects with carotid atherosclerosis.

Retta El Sayed, Carissa J Lucas, Hannah L Cebull, Fadi B Nahab, Diogo C Haussen, Jason W Allen, John N Oshinski

Sci Rep, 2024 May 02

💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈ウェブを有する被験者は、頸動脈動脈硬化を有する被験者と比較して、血栓形成促進的な血行動態を示す

💬 AI 要約

  • 頸動脈ウェブ（carotid webs: CaW）は、非動脈硬化性の血管腔内突出病変であり、若年患者における原因不明（cryptogenic）脳卒中の最大3分の1に関与すると報告されている。CaWが局所血行動態に与える影響を明らかにすることは、血栓形成と脳卒中リスクの理解に不可欠である。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションを用いて、CaWを有する頸動脈分岐部、同程度の血管内腔狭窄を伴う動脈硬化病変を有する分岐部、ならびに健常な頸動脈分岐部における患者固有の血行動態を検討した。
  • 2D位相コントラストMRIから抽出した入口境界条件を用い、セグメント化したCT血管造影（computed tomography angiography: CTA）幾何形状によるシミュレーションを実施した。CaWを有する分岐部（n=13）、軽度動脈硬化（n=7）、および健常分岐部（n=6）を対象に、血管機能不全および血栓形成に関連する指標（せん断速度、振動的せん断指数［oscillatory shear index: OSI］、低速度領域、血流停滞［flow stasis］）を算出し、群間で比較した。
  • CaW群では、軽度動脈硬化群または健常分岐群と比べて、低せん断速度、高OSI、低速度、および血流停滞を含む領域が有意に広かった。これらのCaWに特有な異常血行動態指標は血栓形成と血管機能不全に関連し、血行動態評価が当該患者における脳卒中リスク評価の手段となり得ることを示唆する。

(008) Liu [13] ⭐

📕 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: 10.1016/j.cmpb.2023.107926

  • Article

  • OpenAlex

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

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💬 AI 翻訳タイトル

部位の異なる頸動脈ウェブが頸動脈血行動態に及ぼす影響：血栓成長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）の頸動脈内における位置の違いが、血行動態に及ぼす影響を解明することである。さらに、病変部位の点でアテローム性動脈硬化と類似することが複雑性を増している背景を踏まえ、CWsと虚血性脳卒中との関連の不明点に対する基盤的知見を提供することをねらう。
  • 8例の健常頸動脈CTAデータからCWsを含む3種類のモデル（モデルA：総頸動脈、モデルB：内頸動脈起始部、モデル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）、相対的レジデンスタイム（RRT）、内皮細胞活性化ポテンシャル（ECAP）といったWSSベースの指標を解析した。
  • 血流様式は、モデルAではらせん状流れが優勢であった一方、モデルBおよびCでは頸動脈洞において乱れた流れが示された。また、モデルAおよびBではCWsの下流側に主な再循環が認められたのに対し、モデルCでは上流側と下流側の双方に再循環が存在した。
  • さらに、モデルAはTAWSS 0.4 Pa未満の領域が最小であったのに対し、モデルCではTAWSS 0.4 Pa未満、RRT > 100、およびECAP > 1.5を満たす面積が相対的に大きかった（各割合：14.18±5.28%、1.51±1.17%、10.36±4.10%）。血栓成長モデルを統合した長期評価では、血栓体積はモデルCで最大（7.20±3.95%）となり、数値シミュレーションにより、(1) CCAに位置するCWsは血行動態の影響は比較的小さいが遠位側の枝の虚血につながり得ること、(2) CWsは主に総頸動脈および内頸動脈起始部の下流で血栓形成を促し、頸動脈洞では上流・下流の双方に寄与すること、(3) ICA起始部に位置するCWsは他の2位置よりも乱流パターンと血栓凝集を生じやすく、遠位の脳血管における虚血性脳卒中リスクを高め得ることが示唆された。

(009) Ballout [13] ⭐

📕 書誌情報

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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 13
    • 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では、積極的な薬物療法にもかかわらず再発性脳卒中リスクが依然として高いが、血行動態の不全は脳卒中再発の強力な指標である可能性が示されている。
  • しかし、病自然史（ナチュラルヒストリー）を評価した研究では、種々の単一モダリティ画像によって得られる所見が、限局性狭窄により生じる複雑な局所血行動態環境を十分に反映できていない可能性があり、結果は一貫していない。
  • 計算流体力学（Computational Fluid Dynamics: CFD）は、流体の流れと、流体と表面との相互作用を模擬するマルチモダリティ手法として、頭蓋内動脈硬化病変周囲の複雑な血行動態環境を可視化し、シミュレーション出力に基づいて患者のリスク層別化を行うために近年用いられている。
  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈硬化性疾患におけるCFD利用に関する文献を概説し、より標的化された治療を創出するための将来的な可能性を論じることである。

(010) 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

  • Article

  • OpenAlex

    • 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：アスペクト比の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、未破裂中大脳動脈（MCA）分岐部動脈瘤に対して、外科的に侵襲的治療を検討するための破裂リスク評価に資する血行力学的知見を得ることであり、特に動脈瘤のアスペクト比が血行力学指標に及ぼす影響を明らかにすることである。
  • 方法として、患者プールの26例から3つの代表的サイズを選定し、それらが同様の解剖学的構造をもつ症例における動脈瘤の成長段階を反映すると仮定して、3つの成長相（アスペクト比が異なる）を対象に数値シミュレーションを実施し、血行力学パラメータ間の相関を評価した。
  • 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、アスペクト比（AR）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）の双方が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）が高いことが観察され、動脈壁の伸展に伴う張力性を示唆した；本研究は、正の壁面せん断応力発散（PWSSD）が動脈瘤の成長を評価するための潜在的バイオマーカーとなり得ることを提案した。

(011) 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シミュレーションにおける誤差の要因としての標準化粘度

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤CFD（computational fluid dynamics）解析において、血液粘度を標準値で与えることが血行動態指標に与える誤差の大きさを定量化し、臨床応用に向けた患者特異的粘度の必要性を明らかにすることを目的とした。
  • 患者ごとのヘマトクリット（hematocrit）測定から導出した患者特異的血液粘度を用いる条件と、血液粘度の標準化値を用いる条件をそれぞれ設定し、41例の脳動脈瘤に対してCFDシミュレーションを実施した。
  • 各シミュレーションにおいて壁面せん断応力（WSS）、壁面せん断応力勾配（WSSG）、振動性せん断指数（OSI）を算出し、個々の動脈瘤で時間平均マップの差を検定するために対応のあるt検定を、集団レベルの変化評価にはBland-Altman解析を用いた。
  • WSS、WSSG、OSIでそれぞれ63.2%、41.5%、48.7%の動脈瘤が標準化粘度と患者特異的粘度で統計学的に有意な差を示し、粘度増加は各指標を一方向に増減させない双方向性の影響を持つことが示されたほか、粘度変化量と指標変化の相関が認められなかったため、事後的な補正の実現可能性は低いと結論づけ、ヘマトクリットに基づく患者特異的粘度の導入を推奨した。

(012) Khamooshi [13]

📕 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: 10.1016/j.compbiomed.2024.108263

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 13
    • FWCI: 2.2821
    • Citation Percentile: 87.46

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

静・動脈体外式膜型人工肺（VA-ECMO）における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、VA-ECMOに伴う非生理的な血流動態が神経学的合併症や臓器虚血を惹起し得ることを踏まえ、支持レベルと動脈リターンカニューレ径が血液酸素化および塞栓輸送に与える影響を理解することにある。
  • 方法として、呼吸障害を呈しVA-ECMO管理下にある男性患者のCT画像から得た患者固有の3次元大動脈および主要分枝モデルをCFD解析に用い、ECMO血（酸素化血）と左心室（LV）血（脱酸素血）の混合を種（species）輸送モデルと離散粒子追跡（discrete particle tracking）モデルで評価し、回路、LV、ならびに大動脈壁を起源とする塞栓の輸送を追跡した。
  • 支持率としてECMOポンプ流量を総心拍出量の50%、70%、90%に設定し、カニューレ径として15 Frおよび19 Frを検討したところ、カニューレ径は酸素輸送に有意な影響を示さなかった一方で、90%のVA-ECMO支持では大動脈弓遠位の全動脈が100%酸素飽和を達成し、支持レベル低下に伴い上半身への酸素輸送は低下して最小73%の飽和まで低下した。
  • さらに、塞栓輸送は塞栓の起源とVA-ECMO支持レベルにより大きく変動し、最も高い脳塞栓リスクは15 Frカニューレかつ90%支持下でのLV由来塞栓であった；動脈リターンカニューレ径は血液の酸素分布にはわずかな影響に留まるが、回路および大動脈壁から放出される塞栓の分布には影響を及ぼし、とりわけ支持レベルのみがVA-ECMO血と心臓血の混合領域を有意に変化させ、それが心原性由来の塞栓化リスクおよび各動脈分枝における酸素化水準を左右することが示された。

(013) Luisi [12] ⭐

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

時間分解実験による検証を通じた脳血管CFDモデリングの精度評価

💬 AI 要約

  • 脳卒中の血行動態理解のためには脳循環の血行力学を正確にモデル化することが重要であり、計算流体力学（CFD）モデリングは有用な手段となり得るが、動脈圧と流量の両方を含む脳血管CFDモデルの精度を包括的に評価した研究は存在しない。
  • 本研究では、CFDモデリングとin-vitro実験を比較することで、異なるアウトレット境界条件（BC）の精度を系統的に評価した。
  • 実験は解剖学的脳血管ファントムと高解像度の流量・圧力データ取得系から構成し、同一形状に対するCFDモデルでは、既知の手法に加えて新規のBCである位相変調アプローチを含む、定常および時間変化（transient）のBCの5セットを構築した。
  • 実験結果は総脳血流、入口圧、流量分布、流量拍動指数（PI）において臨床報告に整合する生理学的血行動態を示した一方、in-silicoモデルでは流量で19–66%、圧力で6–26%の時間依存的な偏差が生じたため、脳血管CFDモデリングでは最も大きな偏差を引き起こした定常アウトレット圧BCの回避が推奨され、Windkesselおよび位相変調BCはそれぞれ現実的な流量PIと脳血管圧を与えたが、本研究は現行の脳血管CFDモデルの精度に限界があることを示した。

(014) Hadad [12]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

機械学習手法を用いた動脈瘤の局所的成長およびブレブ（bleb）形成の予測モデルの評価

💬 AI 要約

  • ブレブの存在は頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）の破裂リスクを増大させる。本研究は、縦断的系列における局所的な増大を示す動脈瘤を、断面ベースのブレブ形成（cross-sectional bleb formation）モデルで同定できるかを評価することを目的とした。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）モデルから得られた、血行動態、幾何学的、解剖学的変数を、断面データセット（2265 IAs）により用いてブレブ発生のための機械学習（ML）モデルを学習させた。さらに、ロジスティック回帰、ランダムフォレスト、bagging法、サポートベクターマシン、k近傍法を含む複数のアルゴリズムを、独立した断面データセット（266 IAs）で検証した。
  • 別個の縦断データセット（174 IAs）を用いて、局所的増大を示す動脈瘤の同定能を評価し、その性能を受信者動作特性曲線下面積（AUC）、感度・特異度、陽性的中率、陰性的中率、F1スコア、バランス精度、誤分類誤差により定量化した。
  • 最終モデルは、血行動態変数3つと幾何学的変数4つに加え、動脈瘤の部位および形態を用いることで、強い流入ジェット、不均一な壁面せん断応力の高いピーク、より大きなサイズ、および伸長した形状を時間経過における局所的成長リスク増大の指標として示し得た。加えて、ロジスティック回帰モデルが縦断系列で最良の性能を示し、AUC 0.9、感度85%、特異度75%、バランス精度80%、誤分類誤差21%を達成した。断面データで学習したモデルは、将来の局所的成長に傾きやすい動脈瘤を良好な精度で同定でき、臨床における将来的リスクの早期指標として応用され得る。

(015) Kim [11] ⭐

📕 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: 10.1038/s41598-024-61312-y

  • Article

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    • Cited by: 11
    • FWCI: 3.8002 ⭐
    • Citation Percentile: 93.93 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータと親血管のサイズ不一致が誘発する血行動態変化の定量解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、コンピュテーショナル・フルード・ダイナミクス（CFD）を用いて、フローダイバータと親血管間のサイズ不一致がフロー転換（flow diversion）効果に与える影響を定量的に解析することを目的とした。
  • 親血管径を変化させたシリコーン製モデルを4種類作製し、これらに実際のフローダイバータを留置して動脈瘤ネック部におけるステント構成（stent configuration）を評価した後、その構成に基づいて仮想ステントを生成しCFD解析に供した。
  • 血行動態パラメータの低減率の変化を定量化し、フロー転換効果を評価したところ、親血管径3.0〜4.5 mm（0.5 mm刻み）の動脈瘤モデルに口径4.0 mmのフローダイバータを留置した場合、過大サイズから過小サイズへ移行すると血行動態パラメータの低減率が増加し、金属被覆率およびポア密度の上昇を伴うことが示された。
  • 一方で、過大サイズと適合（matching）の状態から適合へ、さらに過小サイズへ移行する際には、過大から適合への移行に比べて過小化に伴うフロー転換効果の増大が相対的に小さいことが明らかとなり、フローダイバータの適切なサイズ選択が重要であると結論づけた。

(016) Yang [11] ⭐

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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: 10.1038/s41598-024-59042-2

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    • Cited by: 11
    • FWCI: 3.8002 ⭐
    • Citation Percentile: 93.84 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

前交通動脈瘤におけるウィリス動脈輪（Circle of Willis）モデリングが血行動態パラメータに及ぼす影響と，モデル選択に関する提言

💬 AI 要約

  • 前交通動脈瘤（AComA）は左・右のA1およびA2セグメントの分岐部に位置するが，血行動態パラメータの算出に用いられる計算流体力学（CFD）では，完全型あるいは半分型（half）ウィリス動脈輪（CoW）モデルが一律に適用されている。本研究の目的は，適切なCoWモデルを決定するための指針を提示することである。
  • AComAを含む患者固有のCoWモデル5例を用い，各症例を完全型，左半分型，右半分型に分割したうえで解析を実施した。また，流量実験によりCFDの妥当性を検証し，5例のAComAにおける血行動態パラメータと流れのパターンを比較した。
  • 4/5例ではA1の一側からの流入がAComAに対して支配的な影響を示した一方，残る1例では左A1と右A1の双方がAComAに影響した。時間平均壁面せん断応力に関して，4例では完全型モデルと半分型モデルの平均差が4.6%であったが，1例では62%と大きかった。
  • 左・右A1およびA2セグメントにおける血管抵抗の差が，AComA内の流れのパターンに大きく影響することが示された。これらの結果は，脳内の血流理解を深め，脳動脈瘤の診断および治療の改善につながる可能性がある。

(017) Goetz [11] ⭐

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Analysis of Intracranial Aneurysm Haemodynamics Altered by Wall Movement.

Aurèle Goetz, Pablo Jeken-Rico, Yves Chau, Jacques Sédat, Aurélien Larcher, Elie Hachem

Bioengineering (Basel), 2024 Mar 09

  • Keywords: arterial tissue modelling, fluid–structure interaction, haemodynamics, intracranial aneurysm

  • DOI: 10.3390/bioengineering11030269

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    • Cited by: 11
    • FWCI: 3.7898 ⭐
    • Citation Percentile: 93.71 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

壁運動により変化する頭蓋内動脈瘤血行動態の解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、動脈瘤の成長および破裂に関する理解を深め、治療計画の支援を目指して広く用いられている計算流体力学（CFD）において、従来の剛体壁仮定だけでは破裂リスク評価の十分な基準になり得ない可能性に着目し、壁運動を考慮した流体・構造連成（fluid-structure interaction: FSI）による評価枠組みを構築することを目的とする。
  • 実際の動脈瘤ドーム形状を3例、トロイダル状チャネル内に配置した構成を用い、新たなFSIの機能設定を提示した上で、幾何学的特徴、使用メッシュ、流量・圧力などの流動量、剛体壁モデルとの比較、ならびに対応する図示内容を再現性のために体系的に提示した。
  • その結果、剛体壁アプローチと比較して、壁の変形を考慮した場合に流れのパターンおよび血行動態記述子（hemodynamic descriptors）が顕著に変化することが示された。
  • 以上より、流体・構造連成モデリングが血行動態解析の結果に与える影響は大きく、動脈瘤形状の慎重な評価に向けた新しい評価設定の有用性が示唆された。

(018) Rossinelli [11]

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Large-scale in-silico analysis of CSF dynamics within the subarachnoid space of the optic nerve.

Diego Rossinelli, Gilles Fourestey, Hanspeter Esriel Killer, Albert Neutzner, Gianluca Iaccarino, Luca Remonda, Jatta Berberat

Fluids Barriers CNS, 2024 Feb 28

  • Keywords: Cerebrospinal fluid, Computational fluid dynamics, Dispersion, Homeostasis, Idiopathic intracranial hypertension, Intracranial pressure, Normal-Tension Glaucoma, Optic nerve, Optic nerve compartment syndrome, Subarachnoid space

  • DOI: 10.1186/s12987-024-00518-8

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    • Cited by: 11
    • FWCI: 2.7765
    • Citation Percentile: 90.25 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

視神経周囲くも膜下腔における脳脊髄液（CSF）動態の大規模in silico解析：コンピュテーショナル・フルイド・ダイナミクスに基づく検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算機（supercomputers）を用いて、視神経周囲くも膜下腔（ONSAS）の構造変化に対する脳脊髄液（CSF）動態とその応答を、第一原理から定量的に解明することである。
  • 方法として、計算流体力学（CFD）による大規模in silico解析を実施し、ONSAS形状に対して解像度1.625 μm/pixelで高次の直接数値シミュレーション（direct numerical simulations; DNS）を行った。
  • 結果として、0.37–0.67 Pa/mmの静水圧勾配をONSAS全体に課すことで生理的流速0.5 mm/sが再現され、一定の体積流量条件下では圧力勾配とCSFアクセス可能体積との関係が指数関数で良好に記述された。
  • さらに、ONSAS微細構造は他の幾何学形状よりも質量移動（mass transfer）に優れ、微細構造のないモデルでは表面積が3分の1になり、質量移動速度が17分の1に低下したほか、ONSASの梁（trabeculae）が質量移動の主要因であることが示された。加えて、4 cmにわたる0.1–0.2 mmHgの圧力低下でCSFがくも膜下腔全域を安定に駆動できる一方、低い水力抵抗にもかかわらず流速の不均一性により滞留リスク領域が生じうること、病態模倣を意図したアーキテクチャ変化が排出（drainage）能力とCSF体積の直接的関係を反映することが明らかとなり、視神経コンパートメント症候群における不十分なCSF流による損傷過程の理解に資する可能性が示唆された。

(019) Liu [11]

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Machine Learning-Directed Conversion of Glioblastoma Cells to Dendritic Cell-Like Antigen-Presenting Cells as Cancer Immunotherapy.

Tianyi Liu, Dan Jin, Son B Le, Dongjiang Chen, Mathew Sebastian, Alberto Riva, Ruixuan Liu, David D Tran

Cancer Immunol Res, 2024 Oct 01

💬 AI 翻訳タイトル

機械学習に導かれるグリオブラストーマ細胞から樹状細胞様抗原提示細胞への変換：がん免疫療法への応用

💬 AI 要約

  • グリオブラストーマ（GBM）では血液脳関門と免疫抑制的（いわゆる“cold”）腫瘍微小環境（TME）により免疫療法の有効性が限定されており、免疫抑制性細胞に支配される一方でCTL（cytotoxic T lymphocyte）や樹状細胞（DC）が枯渇している。本研究は、GBM細胞の運命（cell fate）を特異的に制御してDC様機能を備えた誘導抗原提示細胞（iDC-APC）へと再プログラムするための機械学習精密手法の開発と適用を目的とした。
  • 方法として、GBM細胞を誘導抗原提示細胞へ再プログラムするための細胞運命決定因子（CFD: cell fate determinants）を同定する機械学習に基づくprecision手法を構築し、げっ歯類GBMモデルにおいてiDC-APCを誘導し、その形態、遺伝子発現、ならびに抗原提示能とT細胞応答を評価した。
  • 結果として、誘導されたiDC-APCは樹状細胞様の形態、調節性遺伝子発現プロファイル、および天然のDCに匹敵する機能を獲得した。具体的には、貪食能、内在性抗原の直接提示、ならびに外来性抗原のクロスプレゼンテーションを示し、後者によりナイーブCD8+ CTLをプライミングできることが、抗腫瘍免疫に必須なDC機能として明らかとなった。
  • 結論として、腫瘍内iDC-APCは免疫能を保持する動物でのみ腫瘍増殖を抑制し生存を改善し、その効果はTMEへのCD4+ T細胞の広範な浸潤およびCD8+ CTLの活性化と一致した。さらに再活性化したTMEは、腫瘍内の可溶性PD1デコイ免疫療法およびDCベースのGBMワクチンと相乗し、高度耐性GBM細胞に対する腫瘍特異的CD8+ CTLによる強力な殺傷をもたらし、生存期間を有意に延長した。最後に、本研究はヒトGBMに対してもCFDの独自の組合せを定義し、グリオーマ幹様細胞および非幹様GBM細胞の双方をiDC-APCへ変換可能であることを確認したことにより、計算機的に腫瘍特異的な変換免疫療法がGBMおよび他の固形腫瘍に応用できる臨床的有用性を示した。

(020) Tsuji [11]

📕 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: 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を予測するための計算流体力学（CFD）の利用

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）を用いて、小型未破裂脳動脈瘤の増大に関する血行動態学的特徴を明らかにすることである。
  • 著者らは、2013年1月から2022年2月までの多施設前向き観察研究（未破裂脳動脈瘤のレオロジー技術に基づく系統的多施設研究）に登録された最大径3–5 mmの未破裂脳動脈瘤215例（185患者）を対象とし、反復画像に基づいて安定群（182瘤）と増大群（33瘤）に分類した。
  • さらに、高壁面せん断応力（HWSS）を瘤ドームでの時間平均壁面せん断応力の110%として定義し、その値を超える領域の割合を高せん断面積（HSA）比（HSAR）として算出した；また、流入ジェットの集中度を評価するために流れ集中比（flow concentration ratio: FCR）を作成し、多変量ロジスティック回帰分析により増大リスクを独立して特徴づける形態学的変数と血行動態学的パラメータを同定した。
  • 増大群では射影比および体積/瘤口（ostium）面積比が有意に高く、血行動態学的パラメータとしては高せん断集中比（high shear concentration ratio: HSCR）が有意に高い一方でHSARおよびFCRが有意に低かった；多変量解析ではHSCRの高値が増大と有意に関連したため、小型未破裂脳動脈瘤の増大予測にHSCRが有用である可能性が示された。

(021) Wiśniewski [10] ⭐

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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: 10.1038/s41598-024-55345-6

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    • Cited by: 10
    • FWCI: 5.3105 ⭐
    • Citation Percentile: 95.84 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

PHACES（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動実験

💬 AI 要約

  • PHACES症候群では脳血管障害（CVA）のリスクが高いにもかかわらず、その正確な原因は十分に解明されていないため、本研究はCVAへの潜在的寄与因子としての動脈症（arteriopathy）の役割を検討することを目的とした。
  • PHACES症候群が疑われた282名の患者について、Garzon基準に従い、臨床的特徴（乳児血管腫の有無）および磁気共鳴血管撮影（MRA）またはCT血管撮影（CTA）に基づく放射線学的所見を解析した。
  • 血管内血流を解析するために、放射線画像データを用いた流体-構造連成（Fluid-Structure Interaction: FSI）法によるシミュレーションを実施し、収集データを統計解析した。
  • PHACES症候群20名が解析対象となり、CVAは6例で認められた；低形成（p=0.03）、重度の蛇行（p<0.01）、少なくとも1本の主要脳動脈の欠如（p<0.01）、および持続動脈（p=0.01）がCVAと関連し、特に重度の蛇行が最も強い予測因子であった。さらに、低形成と重度の蛇行の組合せは強い血栓形成性（thrombogenic）環境をもたらすことがin-silico解析により示され、低形成と重度の蛇行を伴う場合は血栓形成に適した血行動態環境を形成し得るため、PHACES患者におけるCVAの高リスクとして考慮すべきである。

(022) Goetz [10] ⭐

📕 書誌情報

AnXplore: a comprehensive fluid-structure interaction study of 101 intracranial aneurysms.

Aurèle Goetz, Pablo Jeken-Rico, Ugo Pelissier, Yves Chau, Jacques Sédat, Elie Hachem

Front Bioeng Biotechnol, 2024

  • Keywords: arterial wall tissue modelling, fluid-structure interaction, haemodynamics, intracranial aneurysm, open-source dataset

  • DOI: 10.3389/fbioe.2024.1433811

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    • Cited by: 10
    • FWCI: 3.4452 ⭐
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💬 AI 翻訳タイトル

AnXplore：101個の頭蓋内動脈瘤に対する包括的流体—構造間相互作用（FSI）研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、動脈瘤の成長および破裂の理解を継続的に拡張し、医師が有効な治療戦略を立案する一助となることを目的として、計算流体力学（CFD）による検討を進めるものである。
  • 先行研究では動脈瘤壁を完全剛体として最初にモデル化し血流特性の理解に焦点を当てるものが多かったが、一部では流体—構造間相互作用（Fluid-Structure Interaction: FSI）を導入して壁のコンプライアンスを考慮すると特定の症例で血行動態が大きく変化することが報告されているため、本研究では101個の頭蓋内側壁動脈瘤を対象に、剛体壁と変形可能壁のシミュレーションの差異を強調して検討した。
  • 提案するデータセットとシミュレーションパラメータを再現性のために共有し、血行動態パターンの広範な統計解析を実施した結果、特に壁モデル化の選択が与える影響に焦点を当てると、流れの特徴と一般的に用いられるリスク指標に顕著な逸脱が認められ、近位ドーム近傍での血流の再循環は壁の拍動的ダイナミクスによって有意に強く影響された。
  • さらに、変形可能壁条件では犠牲（サック）平均の振動性せん断指数（oscillatory shear index）が剛体壁の標準値に対して-36%〜+674%の範囲で大きく変動したことを報告し、加えてFSIと組み合わせて流れ分散ステント（flow-diverter stent）をモデル化した場合の血行動態を初めて提示したところ、変形可能壁設定では剛体壁設定に比べ収縮期のサック平均速度が73%増加することが示され、治療転帰予測においてFSIモデリングが決定的な影響を及ぼし得ることを明確にした。

(023) Li [10]

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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

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

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💬 AI 翻訳タイトル

内側と皮質の境界灌流域（borderzone）梗塞により層別化した症候性頭蓋内動脈硬化性狭窄における脳循環動態と脳卒中リスク：計算流体力学（CFD）研究

💬 AI 要約

  • 症候性頭蓋内動脈硬化性狭窄における内側境界灌流域梗塞（IBZ）と皮質境界灌流域梗塞（CBZ）では、異なる病態メカニズムが関与し得るため、その差異を明らかにすることを目的とした。
  • 拡散強調画像で急性borderzone梗塞を認めた、M1中大脳動脈（MCA-M1）の50〜99%の症候性動脈硬化性狭窄を有する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。さらに、CTアンギオグラフィ（CTA）に基づくCFDモデルを構築し、MCA-M1病変における経狭窄部圧力比（translesional、狭窄後圧／狭窄前圧：PR）を定量化した。
  • IBZ梗塞を有する群では、病変を介した順行性血流（antegrade flow）の障害を示唆する低PRが、ない群よりも高頻度で認められた（p=0.012）。一方、CBZ梗塞を有する群では、（塞栓（embolic）機序を示唆する）併存する小さな皮質梗塞が、ない群よりも高頻度で認められた（p=0.004）。また、孤立IBZまたは孤立CBZのいずれかの群においては、低PRが孤立IBZ梗塞と独立して関連していた（調整オッズ比=4.223、p=0.026）。
  • 現行の内科的治療レジメン下での脳卒中リスクについて、これら2群は異なる経時的推移を示す可能性があり、孤立IBZ梗塞では孤立CBZ梗塞に比べて、3か月以内の同一血管支配領域における虚血性脳卒中再発リスクが高かった（17.9% 対 0.0%、log-rank p=0.023）。一方で、その後（1年時点）ではリスクは概ね同程度であった。

(024) Luciano [9] ⭐

📕 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: 10.1016/j.jbiomech.2024.112214

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    • Cited by: 9
    • FWCI: 3.1598 ⭐
    • Citation Percentile: 92.34 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤を有する脳動脈における乱流血流

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤を有する血流において、シミュレーション設定が結果へ及ぼす影響を評価するとともに、当該流れに乱流が生じているかを検討することである。
  • そのために、心拍周期を最大200回とし、さらに心拍周期あたり最大100,000回のデータサンプリング率を用いて、直接数値シミュレーションを実施した。
  • 速度、圧力および壁面せん断応力の変動に対する乱流成分と層流の脈動波成分を、位相平均（phase-averaging）または三重分解（三重分解、triple decomposition）により識別した。
  • エネルギースペクトル推定による乱流エネルギーカスケードの評価では、低い流量およびレイノルズ数にもかかわらず動脈瘤近傍で流れが乱流であることが示され、一方で一般に用いられる振動性せん断指数（oscillatory shear index）は乱流よりも入口から導入された層流脈動波と強く関連していた；また、位相平均は本流れの理解に有用であるが、シミュレーション設定および後処理の選択に結果が大きく依存することが明らかになった。

(025) Curro [8] ⭐

📕 書誌情報

Longitudinal Assessment of Retinal Microvasculature in Preclinical Alzheimer's Disease.

Katie R Curro, Ruth M A van Nispen, Anouk den Braber, Elsmarieke M van de Giessen, Jacoba A van de Kreeke, H Stevie Tan, Pieter-Jelle Visser, Femke H Bouwman, Frank D Verbraak

Invest Ophthalmol Vis Sci, 2024 Oct 01

💬 AI 翻訳タイトル

前臨床期アルツハイマー病における網膜微小血管の縦断的評価

💬 AI 要約

  • 前臨床期アルツハイマー病（pAD）において、経時的に血管密度（VD）および黄斑無血管領域（FAZ）が変化するかどうかを明らかにすることを目的とした。
  • 光干渉断層撮影血管撮影（OCTA）により、ベースラインおよび2年間の追跡期間中にVDとFAZを撮像した。併せて、陽電子放出断層撮影（PET）を用いて参加者のアミロイドβ（Aβ）状態を評価した。
  • 合計148名（女性54%）をベースラインと追跡で解析し、測定間の平均期間は2.24±0.35年であった。Aβ-群はONHおよび黄斑領域の両方において有意に高いVDを示し、Aβ-+およびAβ++群ではONHと黄斑の両領域でVDが増加傾向を示したもののAβ-+群の増加は有意ではなかった。さらに、Aβ++群では黄斑の内側および外側リングにおいて、Aβ-+群およびAβ-群より有意に高いVDが認められた一方、FAZ値に経時的な有意変化はみられなかった。
  • VDの変化はpADの段階ですでに生じており、ONHと黄斑において異なる変動パターンを示す可能性が示唆された。これらの所見を検証するためには、より長い追跡期間設計と、既知のアミロイド病理を伴う縦断研究を実施する必要がある。

(026) Vikström [8] ⭐

📕 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: 10.1038/s41598-024-65431-4

  • Article

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    • Cited by: 8
    • FWCI: 3.0948 ⭐
    • Citation Percentile: 91.95 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学および4DフローMRIにより脳血管抵抗の分布を確立する

💬 AI 要約

  • 脳における血流を調節する脳血管抵抗（CVR）は知られているが、個々の脳領域に対応する血管抵抗についてはほとんど明らかにされていないため、本研究ではその算出手法を提示し、血行力学的に障害された脳でCVRがどのように変化するかを検討することを目的とした。
  • 脳卒中/一過性脳虚血発作（TIA）患者48例（頸動脈狭窄の症候例29例を含む）を対象とし、4DフローMRIで得た流量と構造的CT血管造影（CTA）データを、計算流体力学（CFD）と統合することで、ウィリス動脈輪から灌流圧を算出し、それに基づいてMCA、ACA、PCA領域のCVRを推定した。
  • 比較のために56例の対照者も含め、領域別CVRはそれぞれMCA 33.8 ± 10.5、ACA 59.0 ± 30.6、PCA 77.8 ± 21.3 mmHg s/mlであった一方、総CVR（tCVR）は患者群9.3 ± 1.9 mmHg s/mlと対照群9.3 ± 2.0 mmHg s/mlで差を認めず（p = 0.88）、頸動脈狭窄患者においても同側・対側半球間で領域別CVRに差は認められなかった。
  • 領域別抵抗は領域の脳容積と逆相関し（p < 0.001）、本研究で得られた抵抗値はウィリス動脈輪における血流モデル化の基準値として機能し得るとともに、被験者固有（subject-specific）の解析が必要な場合に本手法を適用可能であることを示した。

(027) Boniforti [8]

📕 書誌情報

Endovascular Treatment of Intracranial Aneurysm: The Importance of the Rheological Model in Blood Flow Simulations.

Maria Antonietta Boniforti, Giorgia Vittucci, Roberto Magini

Bioengineering (Basel), 2024 May 21

  • Keywords: CFD, endothelial cell activation potential (ECAP), flow diverter stent (FDS), hemodynamics, intracranial aneurysm, non-Newtonian blood flow, oscillatory shear index (OSI), relative residence time (RRT)

  • DOI: 10.3390/bioengineering11060522

  • Article

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    • Cited by: 8
    • FWCI: 2.7638
    • Citation Percentile: 90.66 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

脳内動脈瘤の血管内治療：血流シミュレーションにおけるレオロジー・モデルの重要性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血液の非ニュートン的挙動（懸濁細胞数の多さ、赤血球の変形能および凝集能）に起因する血行動態が、血管内治療の有無を含めた脳内動脈瘤の血流特性に与える影響を、血液レオロジー・モデルの観点から解析することである。
  • 患者固有の動脈瘤形状を用い、パルス流条件下で、適切に再構成したフローダイバータ（flow diverter stent: FDS）の留置の有無それぞれについて数値解析を実施し、血液レオロジーはニュートン仮定および非ニュートン仮定の2通りで計算した。
  • いずれの条件でも、FDS留置により動脈瘤内の速度は低下し、動脈瘤壁における相対停滞時間（relative residence time: RRT）は増加し、血栓形成の進行および動脈瘤閉塞が示唆された。
  • 一方で、ニュートン・モデルは非ニュートン・モデルに比べてRRTを大きく過大評価し、それに伴う動脈瘤の治癒（healing）も過大に推定することが明らかとなったため、特に血管内治療を伴う検討では、脳内動脈瘤の血行動態研究にニュートン仮定を用いるべきではない。

(028) Zhou [8]

📕 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: 10.1080/02688697.2020.1821867

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  • OpenAlex

    • Cited by: 8
    • FWCI: 0.4381
    • Citation Percentile: 68.60

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💬 AI 翻訳タイトル

前交通動脈（ACoA）複合部における前大脳動脈の解剖学的構造がACoA動脈瘤形成に及ぼす影響のCFD解析に基づく評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ACoA（anterior communicating artery）複合部において、ACoA動脈瘤の発生リスク因子となり得る独立した解剖学的、形態学的および血行動態学的特徴を同定することである。
  • 患者固有モデルに基づく計算流体力学（CFD）シミュレーションを、3D-TOF-MRA（3D time-of-flight magnetic resonance angiography）画像から作成し、逆再構成手法により動脈瘤形成前の血管解剖を生成したうえで、幾何学的パラメータおよび血行動態の変化を比較・評価した。
  • A1セグメントの全体的な分布は、対称型が53.3%、異形成型が26.7%、欠損型が20%であり、欠損群（AG）の平均壁面せん断応力（WSS）は対称群（SG）および異形成群（DG）よりも有意に高かった。
  • 動脈瘤側のA1動脈の絶対平均流量はSGとDGで同程度であった一方、AGで有意に高く（p<.05）、さらに回帰分析により高いWSSが大きなA1-A2比と有意に関連することが示された（R2=0.52、p<.05）；以上より、ACoA動脈瘤は高WSS病変であり、重度の流れの衝突と解剖学的血管構造がACoA動脈瘤の発生を誘発する役割を担う可能性が示唆された。

(029) Vandenbulcke [7] ⭐

📕 書誌情報

A computational fluid dynamics study to assess the impact of coughing on cerebrospinal fluid dynamics in Chiari type 1 malformation.

Sarah Vandenbulcke, Paul Condron, Soroush Safaei, Samantha Holdsworth, Joris Degroote, Patrick Segers

Sci Rep, 2024 Jun 03

💬 AI 翻訳タイトル

Chiari type 1 奇形における咳嗽が脳脊髄液動態に及ぼす影響を評価する計算流体力学研究

💬 AI 要約

  • 目的：Chiari type 1 奇形は、脳（頭蓋内）と脊髄（脊髄）コンパートメント間における脳脊髄液（CSF）循環の閉塞を特徴とする神経疾患である。咳嗽が本疾患患者に脊髄合併症を惹起し得るが、その機序は十分に解明されていないため、閉塞が局所および全体のCSF動態に及ぼす影響を明らかにすることを目指した。
  • 方法：既報の計算流体力学（CFD）フレームワークを用い、健常対照者の頭蓋内および上部脊髄CSF空間に対する被験者固有モデルを構築した。このモデルでは単回の咳嗽を模擬し、後方（OBS-1）、軽度（OBS-2）、ならびに重度の後方—前方（OBS-3）閉塞を表すために多孔質ゾーンを導入した。
  • 結果：OBS-1およびOBS-2は全体のCSF圧に軽微な変化を生じさせたのに対し、OBS-3では頭蓋内コンパートメントと脊髄コンパートメントの分離（decoupling）を伴う顕著な変化が認められた。咳嗽は全体CSF圧のピークを引き起こし、そのピーク時には、閉塞のいずれの程度においても、左右側脳室と脊髄コンパートメント間の圧較差が局所的に増幅された。
  • 結論：本研究は、咳嗽がCSF動態に与える影響を強調するとともに、重度レベルの閉塞が頭蓋内圧に明確な変化をもたらすことを示唆するものである。

(030) Saglietto [7]

📕 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: 10.1016/j.cmpb.2024.108303

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    • Cited by: 7
    • FWCI: 2.7377
    • Citation Percentile: 90.60 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

心房細動におけるレンズ核線条体動脈の血行動態に対する血管形態の役割：CFDベースの多変量回帰解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、心房細動（AF）時の脳血行動態に対してレンズ核線条体動脈（LSA）の異なる血管形態が与える影響を明らかにすることである。
  • 具体的には、LSAに対する計算流体力学（CFD）解析と7テスラ（7T）高解像度MRIを組み合わせ、壁面せん断応力の観点から、AF時血行動態に最も寄与する幾何学的および形態学的血管特徴を同定するためにCFDベースの多変量回帰解析を複数実施した。
  • 10名の被験者から抽出した17本の7T-MRI由来LSA血管形状と、妥当化済み0D心血管-脳モデリングから得た内頸動脈データを流入条件として用いた結果、AFの影響はごく少数の幾何学的変数、すなわちMCAサイズおよびMCAとLSAの分岐角で十分に予測できることが示された。
  • 特に、LSA-MCA流入角が明らかに鈍角であり、かつLSA-MCA分岐後方（下流）のMCAサイズが小さいLSA形態は、AFにより誘発される血管障害に対してより脆弱である可能性が示唆された。さらに本MRIベースの計算研究では、(i) AFイベント時におけるLSA血管形態の血行動態への正味の影響を検討し、(ii) 形態学的特徴のどの組合せがAF存在下で血行動態応答を悪化させるかを検出することが初めて可能となったが、臨床的確認が必要である。

(031) Yin [7]

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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: 10.1016/j.ejrad.2024.111285

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    • Cited by: 7
    • FWCI: 2.7377
    • Citation Percentile: 89.72

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💬 AI 翻訳タイトル

頭部CTに基づく脳内動脈狭窄におけるCT由来fractional flow reserve（CT-FFR）：計算流体力学に基づくピロットスタディ

💬 AI 要約

  • 本研究は、冠動脈で広く用いられているCT由来fractional flow reserve（CT-FFR）について、脳内動脈狭窄（ICAS）における実現可能性および測定の標準化を確立すること、さらに侵襲的FFRを基準として最適なCT-FFR測定位置を探索することを目的とした。
  • 適度〜重度（≥50%）のICASを有し、ガイドワイヤーによる圧測定および術前頭部CTAを施行した19例（平均年齢58.6歳±1.9 [SD]；男性13例）を後ろ向きに登録した。
  • CT-FFRは狭窄部遠位の標準測定位置として狭窄端（D0）、狭窄から1 cm遠位（D1）、狭窄から2 cm遠位（D2）で測定し、侵襲的FFR≤0.80または0.75を血行動態学的に有意な狭窄と仮定して、受信者動作特性（ROC）曲線の曲線下面積（AUC）により診断能を評価した。
  • 複数位置におけるCT-FFR測定では、優れた術者内・術者間一致（ICC範囲：0.930〜0.992）が認められ、特にD1ではFFR閾値に対して良好な診断性能（例：FFR≤0.80の同定に対するAUC 0.969、最強の相関r=0.915、平均差0.02、95%一致限界-0.16〜0.19）が得られたため、CT-FFRを狭窄の機能的妥当性評価へ臨床応用できる可能性が示された。

(032) Wiśniewski [7]

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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: 10.1016/j.compbiomed.2024.109053

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    • FWCI: 2.4576
    • Citation Percentile: 89.74

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💬 AI 翻訳タイトル

巨大脳内動脈瘤治療における新たな診断ツールとしての計算流体力学（CFD）

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、巨大脳内動脈瘤（GIA）に対する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である。
  • 方法として、全脳動脈循環を対象とした流体—構造連成（FSI）CFD解析を実施し、患者固有のCT血管造影（CT angiogram）3モデルに対して、(1)基準形状（C6部内頸動脈〔ICA〕のGIA）、(2)近位親動脈閉塞（PAO）＋MCA（中大脳動脈）前頭M2枝への仮想バイパス、(3)近位PAO＋側頭M2枝へのバイパスを比較した。
  • 結果として、バイパスモデルでは20心拍サイクル後に動脈瘤内の「old blood（滞留血）」が41%に到達した一方、基準モデルでは完全に洗い流されていた；さらにバイパス2では20心拍サイクル後にMCA主幹部でも「old blood」が観察され、結果の外挿からバイパス血行再建後に動脈瘤内の「old blood」を置換するのに約4年を要することが示された。また両バイパスモデルで、動脈瘤領域における平均血液粘度の7倍増加が認められ、バイパス血行再建と近位PAOの組合せが血栓形成を促進することが示唆された。
  • 結論として、血栓形成リスク領域およびそれに続く治療アウトカムを、術前モデルにおいて精度良く同定でき、仮想的な手術操作は意思決定を支援し得る血行動態に関する顕著な洞察を提供することが示された。

(033) Karnam [7]

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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

💬 AI 翻訳タイトル

脳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

  • 頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）は血行動態により重篤な健康リスクを受けることから、本研究は動脈瘤壁内の詳細な血行動態条件の特性評価と、それが瘤（bleb）形成に及ぼす影響を明らかにし、動脈瘤の安定性および破裂リスクの理解を深めることを目的とした。
  • 方法として、268人の患者に由来する359個のIAsおよび213個のIA blebsからなる包括的データセットを用いて患者特異的血管モデルを再構築し、有限要素法により非定常Navier-Stokes方程式を解くことで血流解析を実施したのち、動脈瘤壁を嚢状（saccular）、流れ方向（streamwise）、地形学的（topographical）区分に従って部分領域へセグメンテーションし、壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）およびその関連指標、ならびにWSS場における臨界点を各区分で計算・解析した。
  • 結果として、これらの血行動態指標は区分間で有意な変動を示し、瘤壁上の特徴（bleb形成など）に対応する異なる血行動態環境が関連付けられた。
  • 特に、低WSSかつ高OSI（oscillatory shear index）の領域、すなわち動脈瘤のbodyおよびcentral領域ではbleb形成を促進しうる条件が示唆された。一方で、動脈瘤頸部（neck）、流入部（inflow）、流出部（outflow）などの高WSSかつ正の発散（positive divergence）に曝される領域では、流れの衝突（impingement）や収束（convergence）の影響を受けた別様ではあるが無視できないbleb形成リスクが観察され、動脈瘤挙動が高せん断・低せん断の双方の環境によって異なる機序で病態へ寄与しうることを示している。

(034) Martin [7]

📕 書誌情報

Hemodynamic factors of spontaneous vertebral artery dissecting aneurysms assessed with numerical and deep learning algorithms: Role of blood pressure and asymmetry.

Tristan Martin, Gilles El Hage, Chiraz Chaalala, Jean-Baptiste Peeters, Michel W Bojanowski

Neurochirurgie, 2024 May

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Dissecting aneurysm, Hypertension, Recurrent neural network, Vertebral artery, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.neuchi.2023.101519

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    • Cited by: 7
    • FWCI: 2.4414
    • Citation Percentile: 88.43

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💬 AI 翻訳タイトル

数値解析および深層学習アルゴリズムによって評価した自然発症椎骨動脈解離性動脈瘤の血行動態因子：血圧と非対称性の役割

💬 AI 要約

  • 自然発症椎骨動脈解離性動脈瘤（SVADA）の病態生理は十分に解明されていないため、本研究の目的は計算流体力学（CFD）および深層学習アルゴリズムを用いてその形成に寄与する血行動態因子を検討することである。
  • 患者画像を入力として、SVADAの有無に応じた椎骨脳底動脈系の再構成を行うソフトウェアを開発し、3例の患者で一連の解析を実施した；また、動脈瘤形成前後の運動学的血流データを得るため、複雑なNavier-Stokes偏微分方程式を数値的に解くことで再現した（OpenFoam/Helyx OSによる有限体積ソルバ）。
  • さらに、CFDシミュレーションから得られた力学的ストリームラインを再現するため、動力学を学習するニューラル常微分方程式（NODE）を学習させ、動脈瘤形成後の流れのベクトル場を意味のある形で出力できるようにした；その結果、3例すべてにおいて、特定の高さレベルにおける両椎骨動脈（VAs）間の血圧分布の平衡状態が、将来のSVADA位置を正確に予測した。
  • 優位なVAが存在する2例では、解離は対側と比較して血圧が低い優位な動脈上で生じた；SVADA囊は壁面せん断応力（WSS）の低下と、乱流増加に関連する速度大きさの低下を示し、SVADA境界における高いWSS勾配が伸展を説明し得ることが示唆された。加えて、椎骨脳底動脈における血圧分布の非対称性は全患者でSVADAの位置を適切に予測し、深層学習を用いた血流モデリングは計算負荷の高いCFDの代替となり、臨床応用の可能性がある。

(035) Sicard [7]

📕 書誌情報

Parameter characteristics in intranasal drug delivery: A key to targeting medications to the olfactory airspace.

Ryan M Sicard, Dennis O Frank-Ito

Clin Biomech (Bristol), 2024 Apr

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Drug particle transport, Nasal anatomic morphology, Nose-to-brain, Obstructive olfactory loss

  • DOI: 10.1016/j.clinbiomech.2024.106231

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    • Cited by: 7
    • FWCI: 2.3415
    • Citation Percentile: 86.92

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💬 AI 翻訳タイトル

鼻腔内薬物送達におけるパラメータ特性：嗅覚領域（嗅裂）へ薬剤を標的化するための鍵

💬 AI 要約

  • 本研究は、嗅覚障害の治療および鼻から脳への薬物送達において、鼻前庭形態の個体差が鼻腔内スプレー薬物の嗅裂ならびに嗅上皮屋根／嗅球領域への輸送にどのように影響するかを明らかにすることを目的とした。
  • 健康な正常鼻腔解剖を有する3名の健常者における片側性の鼻前庭形態を、Elongated（DN001）、Notched（DN002）、Standard（DN003）に分類し、各被験者固有の鼻腔内で鼻腔気流と薬物粒子輸送を模擬する計算流体力学（Computational Fluid Dynamics; CFD）および粒子動力学（particle dynamics）モデルを用いてシミュレーションを行った。
  • 嗅覚領域における最大沈着を評価するために、粒子輸送シミュレーションでは多因子のパラメータ組合せ解析を実施し、安静からスニッフィング相当までの6つの吸気流量（10–50 L/min）、噴霧放出位置（Top、Bottom、Central、Lateral、Medial）、5つの頭部姿勢（起立、前傾、後傾、仰臥、Mygind）、3つの粒子速度（1、5、10 m/s）に加え、粒子サイズを350,000 μm粒子（1–100 μm）および346,500ナノ粒子（10–990 nm）として広範に評価した。
  • その結果、嗅裂ではDN001が最も高い沈着を示し（Elongated鼻前庭）、嗅覚領域には概してミクロン粒子サイズ群でより良好な沈着が得られた一方で、嗅上皮屋根／嗅球領域では各被験者とサイズ群に依存した沈着分布が観察されたことから、送達標的に応じたパラメータ設計の重要性が示された。

(036) Cho [6] ⭐

📕 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: 10.3390/ijms25189877

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    • Cited by: 6
    • FWCI: 3.1597 ⭐
    • Citation Percentile: 92.04 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

部分結紮を施したアポリポ蛋白E欠損（Apolipoprotein E knockout）マウスモデルにおける計算流体力学（CFD）によるアテローム性動脈硬化の壁面せん断応力（WSS）解析

💬 AI 要約

  • アテローム性動脈硬化はプラーク形成に起因する炎症反応によって虚血性脳卒中や心疾患を引き起こし得るが、その発症機序は単一因子では説明できないため、壁面せん断応力（WSS）と様々な寄与因子との関連を明確化することが重要である。
  • 本研究では、アテローム性動脈硬化モデルとして、アポリポ蛋白E欠損（ApoE-KO）マウスに対し高脂肪食と部分結紮を、1週・2週・4週の時系列間隔で実施し、磁気共鳴画像（MRI）による頸動脈血流の再構成と併せてCFD解析によりWSSをシミュレートした後、炎症因子および病理染色結果と比較した。
  • 高WSSと低WSSの影響を評価するために、血管壁各点における時間平均壁面せん断応力（TAWSS）の標準偏差を用いた比較解析を行い、さらに血管内のTAWSS標準偏差という新規指標を、染色結果および病理学的特徴と関連付けて検討した。
  • その結果、アテローム性動脈硬化モデルにおける週数の経過に伴って低WSSと高WSSの差が拡大し、WSSの相違がアテローム性動脈硬化の発症に結び付くこと、ならびに脆弱プラークの原因に関する示唆が得られた。

(037) Vikström [6]

📕 書誌情報

Non-invasive assessment of cerebral perfusion pressure: Applied towards preoperative planning of aortic arch surgery with selective antegrade cerebral perfusion.

Axel Vikström, Anders Eklund, Martha Johannesdottir, Anders Wåhlin, Laleh Zarrinkoob, Jan Malm, Micael Appelblad, Jan Hellström, Petter Holmlund

J Biomech, 2025 Jan

  • Keywords: 4D flow MRI, Aortic arch surgery, Cerebral perfusion pressure, Computational fluid dynamics, Selective antegrade cerebral perfusion

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2024.112459

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    • FWCI: 2.4041
    • Citation Percentile: 89.86

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💬 AI 翻訳タイトル

脳灌流圧の非侵襲的評価：大動脈弓部手術における選択的順行性脳灌流を踏まえた術前計画への応用

💬 AI 要約

  • 選択的順行性脳灌流（SACP）は、中等度低体温循環停止を要する大動脈弓部手術において脳灌流の適切性を担保するための保護手技であるが、両側（bSACP）と片側（uSACP）のいずれを選択すべきかについてはコンセンサスがない。
  • 本研究では、SACP中の脳灌流圧（CPP）を予測する新規手法の実現可能性を開発・検証し、臨床家が術前に適切なSACPアプローチを同定できる可能性を評価した。
  • 大動脈弓部手術の適格患者5例（65±7歳、男性3名）において、術前にCT血管造影（CTA）および4DフローMRIを用いて個別の脳供給動脈の解剖と血流を評価し、計算流体力学（CFD）シミュレーションにより血管抵抗を推定したうえで、推定抵抗と術中のSACP圧／流量設定を境界条件として適用することで、SACP中の対側CPPを予測した。
  • 予測値は対応する術中の圧力測定値と比較され、その結果、uSACPおよびbSACPのいずれにおいても対側CPPの予測が有望であった（中央値誤差［範囲］：uSACP 2.4［-0.2–18.0］mmHg、bSACP 0.8［-3.3–5.4］mmHg；感度は側副動脈のサイズに最も高かった）ことから、本研究はSACPにおけるCPP予測の実現可能性を示し、精度の高いモデリングに必要な主要要素を提示した。

(038) Jin [6]

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Comparative Analysis of Micrometer-Sized Particle Deposition in the Olfactory Regions of Adult and Pediatric Nasal Cavities: A Computational Study.

Ziyu Jin, Gang Guo, Aibing Yu, Hua Qian, Zhenbo Tong

Pharmaceutics, 2024 May 27

  • Keywords: CFD (computational fluid dynamics), drug targeting, micrometer-sized particles, nose-to-brain drug delivery, olfactory region

  • DOI: 10.3390/pharmaceutics16060722

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    • Cited by: 6
    • FWCI: 2.3211
    • Citation Percentile: 88.51

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💬 AI 翻訳タイトル

成人および小児の鼻腔における嗅覚領域でのマイクロメートルサイズ粒子沈着の比較解析：計算科学的研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、神経疾患の治療に有望な直接の鼻−脳薬物送達が、成人と小児の解剖学的相違により直面する課題に着目し、鼻腔内におけるマイクロメートルサイズ粒子の空間的沈着を成人および小児で比較することを目的とした。
  • 計算機断層撮影（CT）画像に基づいて2名の小児および2名の成人の鼻モデルを構築し、個体内パラメータと粒子特性の影響を考慮して、4つの鼻腔モデルにおける嗅覚領域を解析対象とした（嗅覚領域は全鼻腔面積の7%〜10%）。
  • 粒子輸送および沈着を模擬するために、離散相モデル（DPM）をカップリングした計算流体力学（CFD）を実装し、着座姿勢を想定したヒト鼻腔内のマイクロメートルサイズ薬物の挙動を、粒子直径1〜100 μm、流量15 LPMの条件で評価した。
  • 全対象において1〜100 μm粒子の嗅覚領域の沈着分率は極めて低く、最大値は5.7%であった一方、鼻腔全体の沈着分率は粒子サイズの増大に伴って増加した；さらに、沈着分布と鼻腔幾何の相関を特定し、鼻腔内薬物送達の最適化に資する知見を提供した。

(039) Ngwenya [6]

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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

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤における線維素（フィブリン）血栓形成に対する渦構造の影響：二次元計算研究

💬 AI 要約

  • 血栓症は脳動脈瘤の成長および進展に重要な寄与因子であるが、血栓発生・成長過程における流れの役割についての詳細な知見は十分ではないため、本研究は渦構造が線維素血栓形成へ及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
  • 計算流体力学（CFD）に基づく理想化した二次元の脳内フィブリン血栓モデルを構築し、血液力学モデル、生化学的モデル、ならびに可変の多孔性・透過性・拡散係数を組み合わせた統合モデルにより、5種類の形状で少なくとも1000 sにわたる血栓成長を再現した。
  • 血栓成長予測は文献中の実験結果と比較され、血液生化学は血行動態よりもメッシュサイズに対して高い感受性を示し、脈動流においては大きな時間刻みが血栓サイズを過大評価した。
  • 拡散係数を一定として与えた場合と比較して可変拡散を用いると血栓サイズは25.4%減少し、また脈動流ではプラグフローより14.6%大きい血栓サイズが予測されたことから、プラグ流と脈動流では異なる渦モードが観察され、脈動流では主要渦が小さく成長中のフィブリン血栓を攪乱しにくい中間渦が形成され、さらに小規模な渦モードが形状間でのフィブリン血栓の伝播を支持することが示された。

(040) Lyu [6]

📕 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: 10.1007/s10237-024-01829-3

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    • Cited by: 6
    • FWCI: 2.1206
    • Citation Percentile: 87.08

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💬 AI 翻訳タイトル

中大脳動脈分岐部動脈瘤に対する治療：新規Contourデバイスと従来型フローダイバータのin silico比較

💬 AI 要約

  • 血管内治療は脳動脈瘤に対する標準治療となっている一方で、中大脳動脈（MCA）分岐部動脈瘤に対する有効な治療法は依然として課題であるため、本研究は新規エンドバスキュラー・フローディスラプタであるContourデバイスと従来型（intraluminal）フローダイバータの比較を目的とした。
  • fast-deploymentアルゴリズムを用いて、2つのMCA分岐部動脈瘤in silicoモデルをContourデバイスとフローダイバータでそれぞれ治療し、デバイスの展開性能および効率を評価するために計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションを実施した。
  • その結果、動脈瘤への流入および壁面せん断応力を含む血行動態パラメータは、各Contourデバイス、従来型フローダイバータ、未治療条件の間で比較され、デバイス設置は動脈瘤破裂リスクを低減しうる一方で、Contourデバイスはフローダイバータ（例：Silk Vista Baby）よりも大きな血流低減をもたらすことが示された。
  • さらにContourデバイスは、娘血管（分枝血管）を閉塞させることなく動脈瘤頸部を標的としてフローダイバージョン能力を発揮し、結論として、本研究のin silico動脈瘤モデルは新規治療手技の検証、デバイス展開の最適化、患者固有の動脈瘤症例における性能予測のための強力な事前計画ツールとなり得ること、またContourデバイスは娘血管閉塞が少ないMCA分岐部動脈瘤治療として有効であることが示された。

(041) Shimogonya [6]

📕 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: 10.1016/j.jbiomech.2024.112355

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 6
    • FWCI: 2.1065
    • Citation Percentile: 88.01

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤形成における乱流壁面せん断応力（disturbed wall shear stress）の役割

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者特異的（patient-specific）計算流体力学（computational fluid dynamics）により脳動脈瘤の血行動態が広く検討されているにもかかわらず、動脈瘤発生に特異的に関連する血行力学的因子が同定されていないという課題に対し、動脈瘤発生と相関する血行力学的因子を明らかにすることである。
  • 方法として、9名の患者における中大脳動脈（MCA）分岐部の中から動脈瘤を人工的に除去し、動脈瘤が発生する前の状態を模した血管形状を再構築した上で、動脈瘤除去部位の同側（ipsilateral）および対側（contralateral）に対して拍動流シミュレーションを実施し、血行力学指標を算出した。
  • 統計的評価は、実験部位と対照部位をそれぞれ同側および対側の対応する分岐部として設定することで、両群間の血行力学指標を比較することにより行った。
  • 結果として、同側のMCA分岐部では、対側分岐部と比較して正規化横方向壁面せん断応力（NtransWSS）のみが有意に高値であった（p = 0.01）が、その他の血行力学指標には有意差が認められなかったことから、多方向に乱された壁面せん断応力が（NtransWSS指標により検出される）脳動脈瘤発生の血行力学的リスク因子の一つである可能性が示唆された。

(042) Korte [6]

📕 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: 10.3390/bioengineering11010072

  • Article

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    • Cited by: 6
    • FWCI: 2.0728
    • Citation Percentile: 86.08

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💬 AI 翻訳タイトル

脳循環動態の多次元モデリング：システマティックレビュー

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、Circle of Willis（CoW）に生じ得る頭蓋内動脈瘤などの神経血管疾患における血行動態情報の評価に資する、多次元in silico手法の有用性と課題、ならびに臨床適用可能性を整理することである。
  • 方法として、0次元（0D）、1次元（1D）、3次元（3D）の各スケールモデルおよびそれらを結合したマルチスケール結合モデルを対象に、入力データ（医用画像、数値モデル、文献に基づく仮定、健常者計測）に基づく血行動態記述の方法論を比較・議論した。
  • 結果として、最も現実的な神経血管血行動態の記述に関するベストプラクティスはなお議論の余地がある一方で、3Dシミュレーションは計算負荷が高く、関心領域のみを詳細化することで負荷を低減し得ること、また患者特異的境界条件を得る医用画像は一般に取得が稀であるため低次元モデルが周辺血行動態を現実的に模倣し得ることが示された。
  • 結論として、0D-1D-3Dのマルチスケールアプローチは最も現実的な予測を与えるものの適用性が最も低いこと、計算負荷と現実性のトレードオフの観点からは1D-3Dマルチスケールモデルが考慮され得ることが明らかとなった。

(043) 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

Willis動脈輪の異常に伴う頭蓋内動脈瘤の発生のための血行動態学的特徴と機序

💬 AI 要約

  • 本研究は、Willis動脈輪（circle of Willis: CoW）の異常における血行動態学的特徴を明らかにし、さらに血行動態学の観点から頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）の発生機序を特定することを目的とした。
  • Anterior cerebral artery A1（ACA-A1）の片側欠損という1種類の脳動脈奇形について、Emory University Open Source Data CenterからIAsを有する3名の患者幾何モデルを選定し、IAsを仮想的に除去してpre-IAs幾何を模擬した。
  • 計算手法として、一方次元（1-D）ソルバと三方次元（3-D）ソルバを組み合わせて血行動態学的特徴を算出した結果、CoWが完全である場合には前交通動脈（anterior communicating artery: 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。
  • pre-IAs幾何において、対側のACA-A1とACoAの分岐部にジェット流が認められ、この衝突領域では高い壁面せん断応力（Wall Shear Stress: WSS）および高い壁圧（wall pressure）の特徴を示し、血行動態学の観点からIAsの発生を誘発すると結論づけられた。ジェット流を生じる原因となる血管奇形は、IAs発生のリスク因子として考慮すべきである。

(044) 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

病的長さ補正（pathlength-correction）を用いた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、従来の2Dアンギオグラフィー・パラメトリック・イメージング（API）が、血管の重なり、短縮視効果（foreshortening）、および造影剤コントラスト運動の深さ方向積分によって受ける制約を、pathlength補正指標により克服できるかを検討することである。
  • 方法として、計算流体力学（CFD）シミュレーションに基づく模擬アンギオグラフィー枠組みを構築し、4例の患者固有頭蓋内動脈瘤形状において3D造影剤流れを2D投影造影剤流れへ変換する際の効果を調べた。
  • 具体的には、3D体積の造影剤分布（基準；ground-truth）からコーンビーム幾何を仮定した二平面（biplane）投影を作成し、3D再構成血管形状に対して焦点から検出器面までの各レイの血管腔内通過長を投影してpathlength補正マップを生成し、この補正マップで投影シーケンスを割り算することでpathlength補正付きの2D in-silicoアンギオグラムを得た。
  • その上で、ground-truth 3D分布に対するボクセル単位（3D）のAPIと、各biplaneにおける補正有無の画素単位（2D）のAPIを比較したところ、面積下面積（AUC）やピーク高さ（PH）など強度ベース指標は補正後に血管内への注入造影剤の質量保存をより正確に反映し、動脈瘤内の停滞・再循環領域を適切に表すようになり、動脈瘤ROI内での最大PD（%）は補正ありで3.3%、補正なしで47.7%であった。一方、平均通過時間（MTT）、ピーク到達時間（TTP）、到達時間（TTA）などの時間パラメータは補正による影響を受けなかったことから、従来の補正なし2D-API由来の強度ベース指標は投影方向への依存性が高く、補正なしの血行動態解析は避けるべきであることが示された。

(045) 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

胎児の後交通動脈（fetal posterior communicating artery）における動脈瘤に対するフローダイバータの血行動態変化：surpass streamline、pipeline flex、tubridgeデバイスの比較を目的としたCFDシミュレーション研究

💬 AI 要約

  • 胎児の後交通動脈に発生する動脈瘤に対する従来のフローダイバータ（flow diverter: FD）は満足できる治療成績が得られていないため、不十分であることが示唆される。本研究は、Surpass Streamline、Pipeline Flex、Tubridgeが誘起する血行動態変化を比較し、胎児の後交通動脈の動脈瘤に対する可能な戦略を探索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（digital subtraction angiography: 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（computational fluid dynamics: CFD）に基づく血行動態解析を実施した。
  • 評価指標として動脈瘤バッグ内平均の速度大きさ（sac-averaged velocity magnitude: Velocity）、高流量（high-flow volume: HFV）、および壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）を、未治療モデル（control）と各FDの間で比較したところ、controlに比してSurpassは最も顕著な血流低減を示した。
  • Case 1ではVelocity、HFV、WSSがそれぞれ51.6%、78.1%、64.3%低下し、Case 2でも同様に48.0%、81.1%、65.3%の低下が認められた。さらにTubridgeはPipelineよりも血行動態指標の変化がやや大きく、金属被覆率（metal coverage）がWSS、Velocity、HFVと相関する可能性が示唆された。術後DSAではCase 1で動脈瘤がほぼ閉塞し、Case 2では縮小がみられ、SurpassはPipelineおよびTubridgeと比べて血行動態指標の低減が最大であり、胎児の後交通動脈の動脈瘤に有効である可能性があること、またFDの仮想留置とCFD解析が治療成績予測に利用できることが結論づけられた。

(046) Charles [6]

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

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

Interv Neuroradiol, 2024 Feb

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

  • DOI: 10.1177/15910199221133170

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

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💬 AI 翻訳タイトル

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

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈硬化性疾患（ICAD）の診断に用いられる各種画像化モダリティについて、最新の開発状況とICAD管理における意義を含めて概説・整理し、知見を統合することである。
  • 方法として、Google Scholar、PubMed/Medline、EMBASE、Scopus、clinicaltrials.gov、Cochrane Libraryを用いて文献検索を実施し、「imaging modalities in ICAD」「ICAD diagnostic」「Neuroimaging of ICAD」「Evaluation of ICAD」を検索語としてレビューを行った。
  • 結果として、計144件の論文が同定され、各モダリティの基礎原理、利点、欠点を要約および比較した；ICAD診断で最も一般的に用いられるのはDSA、CTA、MRA、TCDであり、いずれも妥当性を有する一方で固有の利点と限界が確認された。
  • 結論として、VWI、IVUS、OCT、PWI、CFDなどの新規モダリティは血管壁、プラーク特性、血流動態に関するより詳細な情報を提供し、治療方針決定に重要な役割を果たすこと、また臨床状況に応じて複数モダリティの併用がICAD同定に有用であることが示され、画像解析関連ソフトウェア（virtual histology など）の継続的発展により、適切な転帰を伴う個別化かつ低侵襲な管理が実現されることが期待される。

(047) 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

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    • 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

  • 目的：症候性頭蓋内動脈硬化性疾患（sICAD）の患者では脳小血管病（CSVD）がしばしば併存する。本研究は、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の全体的負荷量との関連を明らかにすることを目的とした。
  • 方法：交差断面研究として、前循環のsICAD（狭窄率50〜99%）患者を解析した。CT血管造影（CT angiography）に基づく計算流体力学（CFD）モデリングにより、病変の血行動態学的特徴を透過部圧比（PR = 術後/術前圧、Pressurepost-stenotic/Pressurepre-stenotic）および壁面せん断応力比（WSSR = 狭窄部スロート部WSS/狭窄前WSS、WSSstenotic-throat/WSSpre-stenotic）として定量化した。
  • 結果：112例のsICAD患者では、同側において反対側よりも白質病変（white matter hyperintensities: WMHs）がより重症であり、ラクナ梗塞および皮質微小梗塞（cortical microinfarcts: CMIs）がより多く、CSVDの全体的負荷量もより重症であった（いずれもp < 0.05）。さらに、異常PRおよび異常WSSRは（正常PRおよびWSSRに対して）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）、および中等度〜重度CSVD負荷（12.55, p=0.033）と独立して有意に関連した。
  • 結論：sICADに対して同側の半球では、反対側よりもWMHsおよびCMIがより重症である。sICAD病変の血行動態学的意義は、同側のWMHsの重症度およびCMIの重症度と独立して関連していた。

(048) Zhang [5]

📕 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: 10.1177/1358863X241252370

  • Article

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 2.6486
    • Citation Percentile: 89.59

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💬 AI 翻訳タイトル

線維性帽におけるPCSK9発現は進行したプラークにおける破裂のマーカーである

💬 AI 要約

  • 本研究は、血清脂質低下により心臓および脳動脈の虚血イベントを抑制するPCSK9阻害薬が知られている一方で、プラーク内でのPCSK9発現の病態生理学的意義が未解明であることを背景に、PCSK9発現とプラーク破裂関連性および血行力学的特性との関連を明らかにすることを目的とした。
  • 頸動脈内膜剥離術で摘出された進行プラークを切片化し、PCSK9発現パターンと破裂関連マーカーとの共発現を免疫染色で評価した。さらに、計算流体力学（CFD）により局所の血流せん断応力に関連する血行力学的指標を解析し、PCSK9陽性／陰性プラーク間で代表パラメータを比較した。
  • PCSK9は線維性帽および肩部領域に優位に分布し、主として平滑筋アクチン（smooth muscle actin）陽性細胞に局在していた。線維性帽でのPCSK9発現は線維性帽の厚さと負の相関を示し、MMP-9と共発現しており、いずれもプラーク破裂方向を示唆した。
  • 血行力学プロファイルは、線維性帽におけるPCSK9発現が破裂リスクの高い特徴を有することを示した。さらにin vitroでは、ヒト大動脈血管平滑筋細胞でのPCSK9の過剰発現およびノックダウンにより、機械センサーであるYes-associated protein 1（YAP）の活性と、その下流の破裂を促し得るエフェクターの転写レベルが正に調節され、連続切片染色によりPCSK9、YAP、および下流エフェクターのin situ共局在が確認された。以上より、線維性帽のPCSK9は破裂リスクのバイオマーカーとなり得、PCSK9の調節はプラーク介入に対する新たなバイオメカニクス的視点を提供し得る。

(049) Sanchez [5]

📕 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: 10.1016/j.nic.2024.01.003

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 1.9037
    • Citation Percentile: 85.03

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💬 AI 翻訳タイトル

破裂リスク評価のための脳動脈瘤壁のMRI（MR imaging）

💬 AI 要約

  • 未破裂頭蓋内動脈瘤の評価には、包括的かつ多面的なアプローチが必要である。
  • 高解像度MRIによる動脈瘤壁造影の包括的解析に加え、有限要素解析（finite element analysis）、定量的サスセプティビティマッピング（quantitative susceptibility mapping）、および計算流体力学（computational fluid dynamics）といった高度な処理技術を組み合わせることで、動脈瘤の複雑な生物学的背景の解明を進めている。
  • これらの理解の深化は、動脈瘤の病因、進展、ならびに最終的な破裂に関する知見を提供し得ることが示されている。
  • さらに、放射線omics（radiomics）や機械学習（machine learning）といった新たな手法が、この診断精度の向上に向けた研究領域へ大きく寄与することが期待される。

(050) Ren [5]

📕 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: 10.1002/cnm.3807

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 5
    • FWCI: 1.7554
    • Citation Percentile: 83.66

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤に対するコイル塞栓術における塞栓コイル径の変化が治療効果に及ぼす影響の血行動態学的研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤に対する血管内コイル塞栓術において、コイル長や硬さ・材質の選択に関する報告は多い一方で、術後転帰に対するコイル径の影響が不明である点を明らかにすることを目的とした。
  • 三分岐動脈瘤3例および側壁動脈瘤3例からなる6種類の個別化幾何学モデルを用い、コイル径のみを変化させた4種類のコイルモデルを作成したうえで、有限要素法によりコイル塞栓を模擬し、計算流体力学（CFD）により塞栓後の動脈瘤内血行動態を解析した。
  • 評価指標は速度低下、壁面せん断応力（WSS）、低WSS（LWSS）、振動せん断指標（OSI）、相対滞留時間（RRT）、および動脈瘤内残存血流量（RFV）とし、分岐動脈瘤ではコイル径が増大するほどピーク時（t=0.17 s）におけるLWSS面積割合が増加し（0.8D: 71.28±12.62% → 1D: 74.97±19.17% → 1.2D: 78.88±18.56% → 1.4D: 84.00±11.53%）、高OSI面積割合は低下（0.8D: 4.41%±2.82% → 1.0D: 3.78±3.33% → 1.2D: 2.28%±1.77% → 1.4D: 1.58%±1.11%）し、高RRT面積割合は増加した（0.8D: 3.40%±1.68% → 1.0D: 7.67%±4.12% → 1.2D: 9.84%±9.50% → 1.4D: 22.29%±14.28%）。また、側壁動脈瘤では同様の傾向は認められなかった。さらに、分岐動脈瘤では径1.4倍のコイルで群内最大のRFV低値（<10 mm/s）を示した。
  • 以上より、コイル塞栓治療ではコイル径の違いにより動脈瘤内の血行動態環境が変化し、分岐動脈瘤ではより大きいコイル径が血行動態学的性能を改善する一方、側壁動脈瘤ではコイル径と塞栓効果の間に有意な関連はないことが示唆された。

(051) Benemerito [5]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics and shape analysis enhance aneurysm rupture risk stratification.

Ivan Benemerito, Frederick Ewbank, Andrew Narracott, Maria-Cruz Villa-Uriol, Ana Paula Narata, Umang Patel, Diederik Bulters, Alberto Marzo

Int J Comput Assist Radiol Surg, 2025 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学および形状解析は動脈瘤破裂リスク層別化を強化する

💬 AI 要約

  • 未破裂頭蓋内動脈瘤（UIA）の破裂リスクを正確に定量化することは、治療方針の意思決定を導くうえで重要であるが、なお臨床的に未解決の課題である。計算流体力学（CFD）および形態学的計測は、破裂例と未破裂例で差異を示すことが報告されているものの、それらが日常的に得られる臨床観察情報に追加的な情報を提供するかどうかは不明である。
  • 本研究では、画像から得られる特徴量を確立されたPHASESスコアに組み込むことで、動脈瘤破裂状態の分類精度を向上できるかを検討した。170名の横断的データセット（破裂動脈瘤78例）を用い、対象画像に対してCFDと形状解析を実施して追加特徴量を抽出した。これらの特徴量をPHASES変数と統合し、破裂状態を分類するためのリッジ制約付きロジスティック回帰モデルを5つ構築した。
  • 画像由来特徴量の次元削減には相関分析および主成分分析を用いた。データセットは学習用・検証用に分割し、係数決定にはグリッドサーチ最適化およびブートストラップ再標本化を併用した10-fold交差検証戦略を採用した。モデル性能は、受信者動作特性曲線（ROC）の下側面積（AUC）により評価した。
  • PHASESのみのロジスティック回帰モデルではAUCが0.63であった。一方で、CFDおよび形状解析から得た派生特徴量を組み込んだ全モデルで性能が向上し、AUCは0.71に到達した。破裂状態の最も強力な予測因子は、形状変数である非球形度（non-sphericity index）およびCFD変数である最大振動せん断指標（maximum oscillatory shear index）であった。本研究は、画像ベースの流体力学および形状解析を臨床データに統合することで破裂状態分類の精度を改善し得ることを示しており、臨床統合の可能性を評価するためには縦断データによるさらなる検証が必要である。

(052) Wu [5]

📕 書誌情報

Impact of blood viscosity on hemodynamics of large intracranial aneurysms.

Jing Wu, Baorui Zhang, Shilei Cui

Clin Neurol Neurosurg, 2024 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

大脳内大型動脈瘤における血液粘度が血行動態に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 血行動態因子は頭蓋内動脈瘤の形成および破裂に重要な役割を果たすが、血液粘度は動脈瘤の血行動態に影響し得る因子として注目されている。本研究は、大型頭蓋内動脈瘤（IA）における血液粘度の血行動態への影響を検討し、動脈瘤の増大および破裂リスクに関する潜在的示唆を評価することを目的とした。
  • 未破裂の大型内頸動脈動脈瘤8例に対して、拍動流入口条件を用いた計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施した。各動脈瘤について、粘度0.004、0.006、0.008、0.010、0.012 Pa·sの5条件でCFD解析を行い、粘度条件間の血行動態指標の差異を対応のあるt検定で比較した。
  • 粘度の増加に伴い、動脈瘤内の血流速度は有意に低下した。時間平均壁面せん断応力（WSS）は、特に動脈瘤頸部において粘度と有意な正の相関を示した一方、振動性せん断指数（OSI）は概ね粘度増加により低下する傾向を示したが、一部症例では不規則なパターンを呈した。
  • 以上より、粘度の変動は動脈瘤における速度、WSS、ならびにOSIに顕著な影響を及ぼし、動脈瘤の増大および破裂リスクの調節に関与し得ることが示された。CFD解析において患者固有の粘度値を導入することは、正確で信頼性の高い結果を得るために重要である。

(053) Satoh [5]

📕 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: 10.3171/CASE24141

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 5
    • FWCI: 1.7438
    • Citation Percentile: 84.20

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💬 AI 翻訳タイトル

ステント・コイル治療後の脳動脈瘤における頸部遺残の縮小過程の評価：サイレント磁気共鳴血管撮影と計算流体力学解析による検討—症例報告

💬 AI 要約

  • 本研究は、サイレント磁気共鳴血管撮影（MRA）および計算流体力学（CFD）を用いて、ステントおよびコイル塞栓術後の頸部遺残における血行動態を精査することを目的とした。
  • 著者らは、ステント併用コイル塞栓術で治療された、部分的に血栓化した前交通動脈瘤の頸部遺残を対象として、サイレントMRAにより10年以上にわたり縦断的に画像追跡を行った。
  • CFD解析により、頸部遺残の縮小過程を定義し、流量、壁面せん断応力（大きさおよびベクトル）、ならびにストリームラインなどの血行動態パラメータを評価した結果、表面積、体積、頸部サイズ、瘤の深さ、アスペクト比のいずれも減少を示した。
  • また、この縮小は、遺残瘤頂部と流入親動脈との流量比の低下と相関し、収縮する頸部遺残内には、平均壁面せん断応力の大きさが一貫して低く、そのばらつきが小さい領域と、壁面せん断応力ベクトルの方向性に顕著な変動を伴う領域が同定された；サイレントMRAとCFDによりステント・コイル塞栓術後の頸部遺残評価が可能であり、血行動態パラメータ解析によって頸部遺残の縮小を予測し得ることが示唆された。

(054) Ma [5]

📕 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: 10.3389/fneur.2024.1474857

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 1.7274
    • Citation Percentile: 85.88

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動静脈奇形における流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、脳動静脈奇形（AVM）の流出静脈における定量的血行動態と破裂との関連を検討するため、計算流体力学（CFD）に基づく予備的研究を開始した。
  • CTA（computed tomography angiography）に基づく定常状態CFDモデルから流出静脈の定量的血行動態を生成し、破裂群と非破裂群の間で形態学的および血行動態学的パラメータを比較した。
  • 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、流出静脈を15の連続セグメントに分割して線形回帰分析により血行動態パラメータの空間分布を解析した。
  • 11例のAVMにおいて、破裂群と非破裂群で流出静脈の形態学的パラメータは類似していた一方、破裂AVMでは流出静脈内の血管内圧が有意に高く（平均：p=0.006、最大：p=0.045）、特に後部セグメントにおける壁面せん断応力（WSS）が高かった（p=0.045）；さらに破裂AVMではWSSがセグメント化に伴い線形に増加し（R=0.731、p<0.001）、後部セグメントを中心に高速度セグメントを伴う可能性が高いことが示された（40.0% vs 14.7%、p=0.037；後部セグメント：p=0.011）。

(055) Chen [5]

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Quantification of morpho-hemodynamic changes in unruptured intracranial aneurysms with irregular pulsation during the cardiac cycle using 4D-CTA.

Shiyao Chen, Wen Zhang, Yunzhang Cheng, Guohui Wang, Nan Lv

Front Neurol, 2024

  • Keywords: 4D-CTA, computed fluid dynamics, hemodynamics, intracranial aneurysms, irregular pulsation, rupture risk

  • DOI: 10.3389/fneur.2024.1436086

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    • FWCI: 1.7274
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💬 AI 翻訳タイトル

4D-CTAを用いた心周期中の不規則な拍動を有する未破裂脳動脈瘤における形態-血行動態変化の定量化

💬 AI 要約

  • 未破裂脳動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）の破裂リスク予測に関する先行研究は、主に静的画像に依存しており、動的な血流および動脈瘤壁のバイオメカニクス特性が十分に考慮されていない。4D-CTAで検出される不規則な拍動は破裂の潜在的予測因子であるが、その臨床的意義は不明であるため、本研究は心周期を通じたIAsの形態-血行動態特性の変化を解析し、関連する血行動態メカニズムを解明することを目的とした。
  • 2017年1月から2019年9月までに収集されたIA患者の4D-CTAデータを後ろ向きに検討し、R-R間隔を20の時相に分割して20枚のCTデータセットを再構成することで不規則拍動を同定し、3次元動脈瘤モデルを抽出した。さらに、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションにより、振動せん断指数（oscillatory shear index: OSI）および相対滞留時間（relative residence time: RRT）などの血行動態パラメータを評価した。
  • 形態-血行動態特性の変化は、絶対変化量（parameter*）および相対変化率（parameter%）の指標で定量化し、破裂リスクは破裂類似モデル（rupture resemblance model: RRS）で評価した。最終的に10名から11個の未破裂脳動脈瘤が含まれ、不規則拍動を示した動脈瘤は5個（45.45%）であったが、不規則拍動の有無で形態-血行動態特性に有意差は認められなかった。
  • 一方で、不規則拍動とは心周期を通じた動脈瘤サイズ、体積、OSI、および（有意傾向として）RRTの変化量と有意に関連しており、不規則拍動を有する動脈瘤では心周期中の血行動態環境がより不利であることが示された。また、不規則拍動は動脈瘤底（dome）において側壁（sidewall）よりも血行動態の不安定性が高かった。以上より、不規則拍動は動脈瘤内の血行動態不安定性を示唆し、当該部位における破裂リスク増加につながる可能性があることが示された。本コンセプト実証研究は、未破裂脳動脈瘤の心周期中における動的変化と、その背後にある血行動態メカニズムの理解を深める可能性がある。

(056) Jeken-Rico [5]

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Virtual flow diverter deployment and embedding for hemodynamic simulations.

Pablo Jeken-Rico, Yves Chau, Aurèle Goetz, Vincent Lannelongue, Jacques Sédat, Elie Hachem

Comput Biol Med, 2024 Sep

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Flow diverters, Intracranial aneurysms, Mesh generation, Virtual stenting

  • DOI: 10.1016/j.compbiomed.2024.109023

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💬 AI 翻訳タイトル

血行動態シミュレーションに向けた仮想フローディバータの展開および埋め込み

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳内動脈瘤の治療に有効なフローディバータ（flow-diverter）ステントについて、デバイス作動時の条件や展開後のデバイス長の予測、妥当性確認の頑健性に課題がある既存の仮想ステント展開アルゴリズムの限界を克服し、より信頼できる血行動態評価を可能にする展開手法を開発することを目的とした。
  • 提案手法では、血管形状の幾何学的特徴に基づく展開技術を構築し、先行研究の改良点を組み込んでアルゴリズムを詳細化したうえで、文献例、in-vitro 実験、および患者データに対して検証を行った。
  • その結果、患者データにおける平均角度誤差は 5° 未満となり、展開精度の向上が示された。
  • さらに、オープンソースツールと異方性メッシング（anisotropic meshing）手法を用いて、展開後のデバイスを計算メッシュへ埋め込む方法を提示し、実証した。

(057) Straccia [5]

📕 書誌情報

Numerical Modeling of Flow in the Cerebral Vasculature: Understanding Changes in Collateral Flow Directions in the Circle of Willis for a Cohort of Vasospasm Patients Through Image-Based Computational Fluid Dynamics.

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

Ann Biomed Eng, 2024 Sep

  • Keywords: Cerebral flow, Circle of Willis, Collateral pathways, Computational fluid dynamics, Numerical modeling, Patient-specific modeling, Vasospasm

  • DOI: 10.1007/s10439-024-03533-w

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    • FWCI: 1.7226
    • Citation Percentile: 84.28

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💬 AI 翻訳タイトル

脳血管における血流の数値モデリング：画像ベースの計算流体力学（CFD）により、血管攣縮（vasospasm）患者コホートにおけるウィリス動脈輪（Circle of Willis）での側副血流方向の変化を理解する

💬 AI 要約

  • 本研究は、ウィリス動脈輪（CoW）における血管攣縮の局在、重症度、解剖学的バリエーション、および側副血流方向の変化の相互関係を明らかにすることを目的とした。
  • 血管攣縮患者25例に対して患者個別の計算流体力学（CFD）シミュレーションを構築し、CTアンギオグラフィ画像を分割して解剖学的な多様性と血管攣縮に伴う狭窄を表現した；さらに経頭蓋ドプラ（transcranial Doppler）超音波による速度測定値を境界条件として用いた。
  • デジタルサブトラクション血管撮影（digital subtraction angiography）により各血管における側副血流の方向と大きさ、ならびに血管攣縮重症度を評価し、抵抗変化率および粘性散逸（viscous dissipation）を解析することで、特定領域での血管攣縮の局在と重症度を定量化した。
  • 血管撮影に基づく重症度は、全脳血管にわたって抵抗変化率および粘性散逸と概ね良好に相関し、局在性血管攣縮を有する一部の患者では側副血流経路で流れ方向の変化が観察された一方、変化が有意でない患者も存在した；本研究はSAH患者における血管攣縮の局在と重症度の定量にCFDを活用できることを示し、これらの因子および解剖学的バリエーションが側副血流方向の変化につながり得ることを結論づけた。

(058) Yan [4]

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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

💬 AI 翻訳タイトル

未処置の小型頭蓋内動脈瘤の増大を予測するためのノモグラム：幾何学的および血行動態パラメータに基づく推定

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤（IA）の増大の状態が破裂リスクを高めることを背景に、幾何学的および血行動態パラメータに基づいて小型IAの増大を予測するノモグラムを構築することを目的とした。
  • 後ろ向きに、未処置の嚢状（saccular）小型IA 96例について、ベースラインおよび追跡の血管画像（CTA/MRA）を収集し、患者固有の血管モデルを作成したうえで計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施して幾何学的・血行動態学的パラメータを算出した。
  • ステップワイズのCox比例ハザード回帰分析によりノモグラムを作成し、ROC解析、キャリブレーション曲線、決定曲線分析（decision curve analysis: DCA）、およびKaplan-Meier曲線により内部検証を行った結果、未処置IA 96例中30例（31.3%; 95%CI 21.8%-40.7%）で増大が認められた。
  • PHASES、ELAPSS、UIATSは増大の識別能が不十分であり、増大と独立に関連したのは高血圧（HR 4.26, 95%CI 1.61-11.28; P=0.004）、非球面度指数（nonsphericity index; 95%CI 4.10-25.26; P=0.003）、最大相対滞留時間（max relative residence time; HR 1.01, 95%CI 1.00-1.01; P=0.032）であった；これらの予測因子から作成したノモグラムは検証コホートで良好な予測を示し、異なるリスク群間でKaplan-Meier曲線の有意な識別が訓練・検証の両コホートで確認された。

(059) Chen [4]

📕 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: 10.62347/TLNN8316

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    • Cited by: 4
    • FWCI: 1.3951
    • Citation Percentile: 82.21

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💬 AI 翻訳タイトル

椎骨脳底動脈の分岐（椎骨脳底動脈瘤状分岐：VBAF）と椎骨脳底動脈蛇行拡張（VBD）を併存した場合の血行動態特性：磁気共鳴血管造影（MRA）に基づく研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、磁気共鳴血管造影（MRA）を用いて、椎骨脳底動脈分岐（Vertebrobasilar Artery Fenestration: VBAF）と椎骨脳底動脈蛇行拡張（Vertebrobasilar Dolichoectasia: VBD）を併存した際の血行動態特性を検討し、高リスク集団の同定により臨床治療への示唆を得ることを目的とした。
  • MRA画像を基盤として動脈の三次元幾何学モデルを構築し、22例を対照群およびS群、L群、U群、Spiral群に分類したうえで、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）手法により血管の数値シミュレーション解析を実施した。
  • VBAF併存VBDモデルにおける血行動態パラメータとして、血流速度、振動剪断応力（oscillatory shear stress: OSI）、壁面剪断応力（wall shear stress: WSS）、ならびに動脈瘤形成指標（aneurysm formation indicator: AFI）を算出した結果、L群、U群、Spiral群のV、OSIおよびWSS指標はいずれも対照群より有意に高かった（P < 0.05）。
  • これらの群では、高速血流、上昇したWSS、増加したOSIが分岐部位に集中し、さらに椎骨動脈および脳底動脈の蛇行した区間に沿って散在的に分布しており、左右の椎骨動脈におけるパラメータに有意な差も伴っていた；本予備的検討によりL群、U群、Spiral群は高リスク集団であることが示され、異常な血行動態は血管壁病変の悪循環を引き起こし、脳梗塞などの有害事象のリスク増大につながり得るため、臨床的にはこれらの群に属する個体と対応する血管領域に重点的な注意を払うべきである。

(060) Ganjkhanlou [4]

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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: 10.1016/j.wneu.2024.01.159

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    • Cited by: 4
    • FWCI: 1.3951
    • Citation Percentile: 79.99

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動静脈奇形の血行動態に関する研究：ニュートン流体および非ニュートン流体としての血流解析

💬 AI 要約

  • 脳動静脈奇形（arteriovenous malformation: AVM）は主として脳動脈および脊髄に生じる血管疾患であり、本研究は異常血管を段階的に塞栓術（embolization）で閉塞した後の血行動態を数値シミュレーションにより検討することを目的とした。
  • CT Angiographic画像データを2名分用い、Mimicsソフトウェアにより幾何学モデルを抽出した上で、ニュートン流体モデルおよび非ニュートン流体モデルのいずれでも血流の数値シミュレーションを実施した。
  • 有限要素法によりCOMSOL Multiphysicsを用いてNavier-Stokes方程式および連続の方程式を解き、さらに流入動脈および流出静脈における実測の血流量、並びに時間経過の異なる血管造影画像に基づいて計算結果を検証した。
  • 閉塞率0、30、50、90%の条件を比較すると、nidus（病巣部）の閉塞割合を増加させるほど血圧は上昇し、また流入動脈・流出静脈およびAVM nidus内部における血流速度では、特に小径血管においてニュートンモデルと非ニュートンモデルの間に有意な差が認められたため、30%、50%、90%の閉塞条件では非ニュートンシミュレーションを行うべきであると結論づけた。

(061) Gaidzik [4]

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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: 10.1007/s11548-023-03045-3

  • Article

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    • Cited by: 4
    • FWCI: 1.3951
    • Citation Percentile: 79.73

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤に対する画像に基づく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、複雑な血管構造が脳動脈瘤（intracranial aneurysm; IA）内血流および動脈瘤内血流に与える影響を検討することである。
  • 7T磁気共鳴画像（7T magnetic resonance imaging）で撮像した主観的（subject-specific）ウィリス動脈輪モデル（60アウトレット・3インレット）を複雑にセグメンテーションし、さらに10アウトレットモデルへトリミングした2種類の血管形状を作成した。次に、両モデルへそれぞれ2つの患者固有IAを付加して2つの病理バージョンを作製し、計4症例について画像ベースの血流（hemodynamic）シミュレーションを実施した。
  • 複雑モデルとトリミングモデルの差異を捉えるため、時間平均速度およびcenterline速度を比較した。その結果、複雑モデルの大部分の領域では流量が低下する一方で、特定部位（左中大脳動脈0.5 m/s、左後大脳動脈0.25 m/s）ではトリミング対照よりも高い流量が観察された。さらに、centerline上の総速度は最大0.15 m/sの差を示し、IA内では頸部流入率（neck inflow rates; NIR）および動脈瘤壁面の壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）が、少なくとも1例では複雑モデルで減少（IA-A: δNIRmean = −0.07 ml/s、PCA.l: δWSSmean = −0.05 Pa）し、他のIAでは増加（IA-B: δNIRmean = 0.04 ml/s、PCA.l: δWSSmean = 0.07 Pa）するなど、症例依存的な変化が示された。
  • 流量分布の大きさと形状はモデルの複雑性に依存して変動し、大きさは血管モデル全体（global vessel model）の影響を主に受け、形状は局所構造（local structure）によって決まることが明らかとなった。加えて、動脈瘤内血流は血管木（vessel tree）上の位置に強く依存するため、破裂リスク評価を含む現実的な血行動態評価には複雑な幾何学形状のモデル化が必要である。

(062) Zhou [4]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

内頸動脈瘤の血行動態に対する生理学的条件の影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、体内の生理学的状態が脳嚢状動脈瘤（cerebral saccular aneurysms）の破裂リスクに及ぼす影響を検討することを目的とした。
  • 安静時、通常活動時、および運動時の3つの生理学的条件下において、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）を用いて破裂の可能性を評価するための包括的な血行動態解析を実施した。
  • 壁面せん断応力、振動性せん断指数（oscillatory shear index）、および圧力の等値面（contours）を解析し、破裂リスクが高い領域を同定するために条件間で比較した。さらに、破裂リスクの評価のために統計解析を行い、加えてピーク収縮期相における血流動態もこれらの条件下で検討した。
  • その結果、血圧が最も高く、流入する血流が最初に動脈瘤嚢に接触するドーム領域（dome area）が、破裂リスクの増大に関して重要な領域であることが示された。

(063) Wiśniewski [4]

📕 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: 10.1038/s41598-024-72591-w

  • Article

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    • Cited by: 4
    • FWCI: 1.3819
    • Citation Percentile: 82.09

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💬 AI 翻訳タイトル

巨大動脈瘤治療に対する頭蓋内バイパスを計算流体力学（CFD）解析で評価する

💬 AI 要約

  • 目的：破裂していない巨大頭蓋内動脈瘤（GIA）は直径25 mm以上の病変であり、大きさは破裂リスクと相関するため自然経過は不良である。親血管閉塞またはトラッピングに加えバイパスによる再血行再建を行い、他の治療選択肢が禁忌である場合に動脈瘤内血栓形成を促す必要があるが、その機序は十分に解明されていないため、術前段階での臨床応用に資するCFDおよび流体—構造連成（FSI）解析の可能性を評価した。
  • 方法：全脳動脈循環の患者特異的な3種類の柔軟モデルに対してCFD解析を実施した。CTアンジオグラフィに基づき、C6 ICA領域のGIAモデルを作成し、その後、吻合部に用いる中大脳動脈（MCA）の受血枝のみを変化させて、近位GIA閉塞を組み合わせた仮想バイパスをそれぞれ模擬する2モデルを構築した。
  • 結果：3モデルに対してFSIおよびCFD解析を行い、流れのパターン変化と血行動態指標（壁面せん断応力（WSS）、振動性せん断指数（OSI）、最大時間平均WSS（TAWSS）、圧力）の変動を評価した。仮想バイパス手技によりドメイン全体での流れ分岐が影響を受け、その不足はウィリス動脈輪の特定の形状構成によって部分的に補償された。
  • 結論：バイパス手技の導入後、解析した両症例において動脈瘤内の血行動態指標が低下し、さらに側頭MCA分枝バイパスでは前頭MCA分枝バイパスより低下幅がわずかに大きかった。選択した面平均（動脈瘤壁表面で平均）指標の低下は、WSS 35.7%、OSI 19.0%、TAWSS 94.7%、圧力 24.2%であった。患者特異的解剖に基づくFSI/CFD解析により、近位動脈瘤閉塞を仮想的に負荷しバイパスと組み合わせることで血栓形成に有利な環境を作りつつ動脈瘤内圧を低下させ縮小をもたらす可能性が示され、最適な血行動態条件を得るためのMCA受血枝選択は術前に個別評価すべきである。

(064) Nishiwaki [4]

📕 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

💬 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規定する血行動態の違い

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤の成長は破裂の重要な危険因子である一方で、成長後も長期間破裂せずに留まる動脈瘤が存在する。本研究は、成長後に破裂へ至ることに関連する血行動態学的特徴を同定することを目的とした。
  • 追跡期間中に成長した9例の中大脳動脈瘤を対象に、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）解析により血流を評価した。成長様式を同型的成長（Type 1）、de novoの嚢状瘤（bleb）形成（Type 2）、およびblebの拡大（Type 3）に分類し、成長後に破裂した4例と非破裂の5例で血行動態パラメータを比較した。
  • 9例中（78%）7例がType 1、1例がType 2、1例がType 3であり、Type 1では43%（3例）が成長後に破裂した。最大振動壁面せん断応力指標（maximum oscillatory shear index; OSI）は、破裂Type 1と非破裂Type 1で有意に高く（破裂 vs 非破裂：0.455 ± 0.007 vs 0.319 ± 0.042, p = 0.003）、Type 1においては新たに出現した高OSI領域が破裂と頻繁に関連し、破裂点を示唆した。
  • さらに、動脈瘤の拡大は、拡大前に高圧力差（pressure difference）領域の方向へ生じることが示された。Type 2およびType 3では最大OSIはわずかに低下するものの圧力差の値は不変であり、Type 3では最大OSIおよび圧力差の値がともに不変であった。以上より、血行動態の変動と成長様式の変化が、CFD解析に基づく破裂リスク評価に重要であり、特に同型的成長パターンにおける拡大後の高い最大OSI値が破裂危険因子となり得ることを示唆する。

(065) Cabaniss [4]

📕 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, 2025 Feb

  • Keywords: Cerebral aneurysms, Computational fluid dynamics, Intracranial aneurysms, Patient-specific therapeutics, Shape-memory polymers

  • DOI: 10.1007/s10237-024-01910-x

  • Article

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    • Cited by: 4
    • FWCI: 1.3708
    • Citation Percentile: 82.66

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💬 AI 翻訳タイトル

形状記憶ポリマー発泡体（SMPf）ベースの血管内塞栓デバイスに関するCFD研究：頭蓋内動脈瘤の治療を目的として

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、形状記憶ポリマー発泡体（SMPf）に基づく患者特異的な血管内治療デバイスについて、患者固有の動脈瘤形状における血行動態および対流熱伝達の影響を計算流体力学（CFD）により評価することである。
  • 方法として、CFD解析を6種類の患者特異的動脈瘤幾何に対して実施し、SMPfデバイスは連続体の多孔質媒体としてモデル化した；流動解析では完全展開状態、熱伝達解析では種々の展開度を設定した。
  • また、流動シミュレーションのパラメータは既存文献に基づき定性的に妥当性確認を行い、計算コストの低減のため最適セルサイズを検証するメッシュ独立性解析を実施した；対流熱伝達については、最小体積流量を適用しゼロフラックス境界条件とする最悪条件を評価した。
  • その結果、提示された全ての幾何で動脈瘤内の平均流量が85%以上、最大流量が45%以上低減し、SMPfデバイスに関する血行動態および熱伝達の数値シミュレーション文献と比較したところ整合的であった；本研究は、血行動態と熱伝達の高度な計算モデルを統合して患者特異的SMPfデバイスを最適化するための新規かつ実用的枠組みを提供し、治療転帰の改善を目指した個別化血管内塞栓治療の将来の開発に資する可能性が示唆された。

(066) Faryami [4]

📕 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: 10.1186/s12987-024-00600-1

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    • Cited by: 4
    • FWCI: 1.0096
    • Citation Percentile: 75.85

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💬 AI 翻訳タイトル

専用設計の高スループット・ヒドロセファラス（脳室拡大）バイオリアクターにおける生理学的および病態生理学的な拍動性CSF流れの再現

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、生理学的・病態生理学的に臨床関連パラメータを組み込める検証済みの長期in vitroモデルが欠如していることを背景に、脳室カテーテルに関連するシャント閉塞機序の理解を前進させるため、拍動性脳脊髄液（CSF）流動を高スループットに再現する新規バイオリアクター「AIMS」を構築・評価することである。
  • 方法として、AIMSはパルス振幅、拍動頻度、およびバルク流量を臨床CSF流測定に合わせるため、専用ユーザインタフェースで条件設定可能に設計され、さらにチャンバー試験と品質管理のためのモジュール構成とした；単一入口レジンチャンバー（N=40）、多方向レジンチャンバー（N=5）、シリコーンチャンバー（N=40）、PETGチャンバー（N=50）の流動性能と再現性を評価した。
  • 結果として、流動のベクトルは拍動性の生理学的・病態生理学的条件下でチャンバー内部形状の影響を受け、その様子はCFD（Computational Fluid Dynamics）で可視化された；AIMSは最大50本の独立ポンプチャネルにおいて隣接チャネル間の溶液交換や流れ干渉なしに臨床的なバルクCSF流測定を再現し、四種のチャンバーすべてでコンプライアンス付加の有無にかかわらず臨床的CSF流パターン（生理学的および病態生理学的）を再現した。
  • 結論として、AIMSの自動プライミングにより試験期間を通じた一定の流体接触が維持され、短期（最大24時間）および長期（30日）いずれにおいても漏れ・破裂は観察されなかった；さらに未使用および摘出済み脳室カテーテルの孔を通る蛍光マイクロスフェアの移動も評価できたことから、本システムはCSF—免疫細胞—シャント機器の直接相互作用を臨床関連の流動条件下で検討する有望なプラットフォームとなり、今後の3次元ハイドロゲル足場との統合により閉塞率低減を通じて治療戦略の改善に資する可能性が示された。

(067) 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

  • Article

  • OpenAlex

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

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💬 AI 翻訳タイトル

傍鞍部（paraclinoid）動脈瘤の形成に関する検討：動脈瘤有り／無しの動脈間で血行動態パラメータの複合的影響を比較することによる解析

💬 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関して数多くの報告がある一方で、頭蓋内動脈で動脈瘤がなぜ開始しないのかが未解明である点を背景として、壁面せん断応力（WSS）およびひずみの影響を、動脈瘤有り／無しの動脈間で比較することにより解明することを目的とした。
  • 傍鞍部動脈瘤を片側に有する58例を対象に、磁気共鳴血管撮影（MRA）に基づいて左右の内頸動脈（ICAs）を再構築した。そのうえで、動脈瘤側のICAsは動脈瘤を除去した仮想血管として動脈瘤有り動脈と定義し、反対側の動脈瘤のないICAsを動脈瘤無し動脈と定義した後、両者に対して計算流体力学（CFD）および流体-構造連成（fluid-structure interaction）解析を実施した。
  • その結果、動脈瘤有り動脈では、高いWSSおよびひずみが分布する部位が、動脈瘤形成部位と良好に一致した。また、高WSSと高ひずみ分布部位との間には、顕著な相関が認められた。
  • 一方で、動脈瘤無し動脈では、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観察されなかった。これらの知見は、動脈瘤形成機序の理解に資するだけでなく、関連するさらなる研究の推進につながる可能性がある。

(068) Neidlin [4]

📕 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: 10.1007/s13239-024-00739-w

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 4
    • FWCI: 0.7022
    • Citation Percentile: 65.85

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💬 AI 翻訳タイトル

Impella 支援の有無を伴う静脈-動脈体外式膜型人工肺（VA ECMO）中における低酸素血症の空間的差（differential hypoxemia）に関する検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、数値モデルを用いて、種々のECMO設定およびカニューレ位置における大動脈血流と酸素化（特に大動脈分枝での酸素飽和）を評価し、V-A ECMOにおける低酸素血症の生じ方を明らかにすることである。
  • ヒト大動脈モデルに4種類の大動脈カニューレチップ位置（上行大動脈、下行大動脈、腹部大動脈、腸骨動脈）を組み込み、心機能不全の3段階およびVA ECMO補助（50%、75%、90%）を総血流6 L/minとして解析した。
  • さらに、50%補助条件ではImpella CPデバイスを導入し、大動脈分枝の血液酸素飽和と大動脈弁に作用する圧力を計算したところ、50%および75%補助では、より近位のカニューレチップ方向付けによって腕頭動脈系および冠動脈への酸素供給を増加させる必要があることが示された。
  • 一方で90%補助では、チップ位置に依存せず適切な酸素化が達成され、Impellaの使用は後負荷を8–17 mmHg低減しつつ血管の酸素化は50%のVA ECMO補助と類似し、大動脈弁への圧負荷は近位チップで増大しImpella使用により低下することが明らかとなった。

(069) Dankano [4]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

連成された多尺度・多目的最適化により左室補助人工心臓（LVAD）カニューレ留置をテーラーメイドすること

💬 AI 要約

  • 本研究は、血栓塞栓性の脳血管イベントを低減するために、出口グラフト（outflow graft; OG）の留置方向を最適化することを目的とし、多尺度血行動態解析に組み込まれた形式的な形状最適化枠組みにより、脳血管へ到達する血栓（thrombi）の数を最小化することを狙う。
  • 具体的には、患者固有の3次元計算流体力学（CFD）モデルを、末梢循環の0次元ラプランパラメータモデル（0-D lumped parameter model; LPM）に対して、双方向かつ緩結合（loosely coupled）で連成し、さらに血栓を非相互作用の固体球としてラグランジュ粒子追跡（Lagrangian particle-tracking）で追跡した。
  • 緩結合CFD-LPMを幾何学的形状最適化に統合し、脳塞栓の低下と、粒子滞留時間（particle residence time）の全体的な減少を目的関数として最適化した結果、OGの吻合（anastomosis）における方向および留置位置の重要性が明確化され、検討した粒子放出条件では最適留置と非最適留置の間で脳塞栓が5倍減少することが観察された。
  • また、別の症例では粒子が心室および大動脈基部（aortic root）壁から放出される条件を評価し、最適留置は浅い挿入角で達成された。第三の症例として3つの起源すべてからの放出を調べたところ、最適構成はいずれも概ね大動脈弓の中心腔（central lumen）にVAD流れが導かれる特徴を有し、最適解が血栓形成の解剖学的起源に依存するため、臨床研究ではVAD患者における最も可能性の高い血栓形成部位を特定することが重要である。

(070) Sturiale [4]

📕 書誌情報

The clinical challenge of subarachnoid hemorrhage associated with multiple aneurysms when the bleeding source is not certainly identifiable.

Carmelo L Sturiale, Anna M Auricchio, Benjamin Skrap, Vito Stifano, Alessio Albanese

J Neurosurg Sci, 2024 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

破裂源が確実に同定できない複数動脈瘤に関連するくも膜下出血の臨床的課題

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、複数の頭蓋内動脈瘤（IAs）を伴うくも膜下出血（SAH）において、破裂（出血）源が確実に同定できない場合に診断が失敗し得ることを示し、その臨床的課題を明確化することである。
  • 方法として、2016年1月から2020年12月までに当院へ入院したSAH患者のうち、複数IAsを有する全症例の診断ワークアップを後方視的に検討し、動脈瘤の局在（topography）に基づき4つのカテゴリーに分類したうえで、破裂源不明時の手術プロトコルを整理した。
  • 結果として、161個のIAsを有する62例が対象となり、破裂源は56例（90.3%）で同定され、その際には副次的（bystander）動脈瘤が他に81個存在していた；一方で破裂源同定に失敗したのは6例（9.7%）で、合計24個の動脈瘤を認めた。
  • 結論として、複数IAsを伴うSAHの少数例では破裂源同定が困難となり得るため、血管壁イメージング（vessel wall imaging）や計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）などの新規ツールが日常診療で広く利用可能となるまで、熟練した脳血管チームと、複数動脈瘤を同時に除外することを志向する戦略が必須である。

(071) Lee [3]

📕 書誌情報

Implementing microfluidic flow device model in utilizing dural substitutes as pulp capping materials for vital pulp therapy.

Min-Yong Lee, Hi-Won Yoon, Sun-Il Kim, Jae-Sung Kwon, Su-Jung Shin

Biofabrication, 2024 Aug 21

  • Keywords: dural substitute, human dental pulp stem cells, human umbilical vein endothelial cells, microfluidic flow device, vital pulp therapy

  • DOI: 10.1088/1758-5090/ad6cf8

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 3
    • FWCI: 1.358
    • Citation Percentile: 79.64

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💬 AI 翻訳タイトル

微小流体フローデバイスモデルを応用した、バイタルパルプ治療における硬膜代替物のパルプキャッピング材としての実装

💬 AI 要約

  • バイタルパルプ治療（Vital pulp therapy: VPT）は、炎症組織のみを選択的に除去して歯髄の生存性を温存するという保存的治療の潮流により注目を集めているが、VPTで一般的に用いられるMTA（Mineral trioxide aggregates）による歯管の石灰化が合併症として報告されており、再治療時の器具到達が困難になることが問題である。さらに本研究は、炎症に伴う歯髄内圧上昇の緩和を目的とした硬膜代替物について、その機械的特性と、歯髄に重要な役割を担うヒト歯髄幹細胞（hDPSCs）およびヒト臍帯静脈内皮細胞（HUVECs）の生物学的応答を評価することを目的とした。
  • 歯髄キャッピング材として硬膜代替物（Biodesign: BD、Neuro-Patch: NP）をMTAの代替として適用し、その評価を、歯髄内部の血流環境を模擬する微小流体フローデバイスモデルを用いて実施した。微小流体デバイス内の流体速度が歯髄内の実血流速度に一致することを担保するため、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションによって流れ条件を整合させた。さらに、上部修復材および接着剤から放出されるHEMA（2-hydroxypropyl methacrylate）に対する硬膜代替物の浸透抵抗性を検討した。
  • その結果、硬膜代替物BDおよびNPは、上部修復材および接着剤から放出されるHEMAの浸透に対して抵抗性を示した。遺伝子発現に関しては、MTAがHUVECにおける血管新生関連遺伝子、ならびにhDPSCSにおける硬組織関連遺伝子の発現を増加させたのに対し、BDおよびNPはいずれの細胞型においても遺伝子発現を変化させず、両細胞の本来の特性を維持した。
  • 以上より、硬膜代替物はHEMA浸透への抵抗性とstemness（幹細胞性）の維持により、VPTの有望な代替材料となり得ることが示された。加えて、本研究で用いた微小流体フローデバイスモデルは、生体歯髄チャンバーで観察される細胞応答を密に再現し得ることから、in vivo（in vivotesting）評価プラットフォームとしての応用可能性が示唆された。

(072) Borisov [3]

📕 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: 10.1088/2057-1976/ad30cb

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 3
    • FWCI: 1.194
    • Citation Percentile: 78.14

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💬 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

  • 頸動脈内膜切除術は頸動脈の動脈硬化に対する主要な治療であり、目的は近壁面せん断応力（near-wall shear stress）に関連する血行力学的指標に基づき、頸動脈分岐部モデル間で再狭窄リスクを評価するための比較解析を行うことである。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics）を用いて、コンピュータ断層撮影（computed angiography）データから頸動脈分岐部モデルを構築し、血行力学的指標の臨界領域（critical zones）を作成した上で、モデルの幾何学形状を仮想的に変化させ（仮想手術）、血行力学的指標の最適化が可能かを検討した。
  • 臨界領域における平均指標の比較では、「正常」群に対して術後群の結果が5倍以上（5-x）悪化し、さらに臨界領域の分岐近傍部（near-bifurcation parts）に限ると、術後モデルが比較で25%良好な結果を示した。
  • また、無関係と考えられるプラークを仮想的に除去すると、そのプラークが存在していた位置では指標が最大40%悪化することが示され、実在血管モデルおよび仮想的に改良したモデルの双方を用いた比較解析、ならびに術後モデルの臨界領域を異なる発生機序に基づくサブゾーンへ分割する点に新規性がある方法として、臨界領域の指標構築と各種モデル間比較を可能にする手法が提案された。

(073) Han [3]

📕 書誌情報

Identification of potential diagnostic biomarkers for hypertension via integrated analysis of gene expression and DNA methylation.

Xiujiang Han, Jing Xue, Sheng Gao, Yongjian Li, Yuehe Duo, Feifei Gao

Blood Press, 2024 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

遺伝子発現およびDNAメチル化の統合解析による高血圧の潜在的診断バイオマーカーの同定

💬 AI 要約

  • 本研究は、高血圧に対する新規な診断バイオマーカーを見出すことを目的とした。高血圧は成人における動脈血圧の上昇（140/90 mm Hg以上）を指し、25歳以上の人口の40%以上が罹患している。
  • GEOデータベースから高血圧関連のmRNAおよびメチル化データセットを取得し、線形モデルにより高血圧群と対照群の間で差次的発現遺伝子（DEGs）を同定した。
  • さらに、遺伝子オントロジー（Gene Ontology）およびKEGG（Kyoto Encyclopaedia of Genes and Genomes）濃縮解析により機能情報を抽出し、エピゲノムワイド関連解析（EWAS）により高血圧に関連するCpG部位と対応遺伝子を選別した。その結果、高血圧群と対照群の間で37のDEGsが同定され、84の生物学的プロセス、31の細胞成分、18の分子機能、および9つのシグナル伝達経路に有意な濃縮が認められた。またEWASでは、高血圧の発症に関連する1072のCpG部位が1029遺伝子に対応していた。
  • DEGsとメチル化情報の交差解析により、補体因子D（CFD）およびOTU脱ユビキチン化酵素（OTUB2）におけるDNAメチル化修飾が、高血圧の診断マーカーとして同定された。以上より、CFDとOTUB2は高血圧発症の潜在的バイオマーカーであり、複数バイオマーカーを組み合わせることで診断の信頼性がより高まる可能性が示された。

(074) Ogilvy [3]

📕 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: 10.25259/SNI_686_2024

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 3
    • FWCI: 1.0463
    • Citation Percentile: 78.60

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

コイル塞栓術およびクリッピング後に残存する動脈瘤の血行動態挙動の検討：計算流体力学（CFD）解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、クリッピング術またはコイル塞栓術後に残存する頭蓋内動脈瘤（residual aneurysm）が破裂リスクとどのように関連するかが十分に確立されていないことを背景として、残存動脈瘤の血行動態指標を治療前後で評価することを目的とした。
  • 2015年1月から2024年1月までの連続症例を後ろ向きに解析し、デジタルサブトラクション血管造影（DSA）画像を3次元モデリングにより再構築したうえで、ANYS®ソフトウェアを用いたCFD解析によって血行動態パラメータを算出した。
  • 合計6例（未破裂5例、破裂1例）の動脈瘤を解析したところ、治療後には動脈瘤面積が中央値で33.73%、体積が中央値で25.3%それぞれ有意に低下した。また、6例中5例では低壁面せん断応力（WSS; wall shear stress）領域が減少し、血栓形成に関与しやすい領域の縮小および破裂リスク低減の可能性が示唆された。
  • 一方、未破裂動脈瘤では平均WSSが中央値で137.6%増加し、低WSS領域が増加した唯一の症例でも平均WSSの増加が最大であった；さらに、脳底動脈瘤の1例では全パラメータにわたってWSS増加がみられ、破裂リスクの上昇を示唆した。平均・高WSS領域の増加と低WSS領域の低下は安定性と破裂リスクの間の複雑なバランスを反映するが、全WSS指標の同時増加は動脈瘤壁に対する機械的負荷の増大を伴うため、破裂リスクが最も高い可能性があり、より密な経過観察が必要であることが示された。

(075) Liu [3]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

制約条件に基づく仮想デプロイメントにより内頸動脈上の小〜中型嚢状動脈瘤に対するフローダイバータ治療計画を立案すること：小〜中型嚢状動脈瘤を対象とした検討

💬 AI 要約

  • 内頸動脈（ICA）には小〜中型の嚢状動脈瘤が高頻度に発生するが、治療成績は術者の経験に大きく依存しているため、血行動態解析と連動したフローダイバータ（FD）デプロイメントの数値シミュレーションに関する迅速かつ汎用的な手法の確立が急務である。
  • 本研究では、小〜中型のICA嚢状動脈瘤に対してFD 1本で治療した34例（女性29例、男性5例；平均年齢55.74±9.98歳）について術前・術後データを収集し、制約条件に基づく仮想デプロイメント（constraint-based virtual deployment, CVD）法を用いて、血管中心線に沿って外向きにFDが拡張する過程を、血管内壁によって拘束される条件下で模擬した。
  • その結果、壁面せん断応力低減率および動脈瘤頸部の速度低下については、有限要素法（FEM）と提案手法の間で有意な差は認められなかった一方で、CVDの計算時間はFEMに比べて98%大幅に短縮された。
  • ICAにおける小〜中型嚢状動脈瘤の典型的部位では、提案した仮想FDデプロイメントのシミュレーションが計算精度と効率を良好に両立し、血行動態解析と組み合わせることで病変部位における血流変化を正確に再現し、臨床的意思決定を支援し得ることが示された。

(076) Liao [3]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤におけるコイル塞栓後再疎通に対して、Explainable Artificial Intelligence（説明可能な人工知能）により術後再疎通を特徴づける重要な三次元血行動態因子の同定

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤に対するコイル塞栓後の再疎通（recanalization）を予測するために、臨床的意思決定に資する予測モデルを構築することである。
  • 方法として、PointNetベースの深層ニューラルネットワーク（DNN）により速度・圧力・壁面せん断応力の三次元空間的特徴を自動的に抽出し、さらに説明可能な人工知能（XAI）であるサリシー（saliency）マッピングで重要特徴を解析した。
  • 計算流体力学（CFD）シミュレーションから得た58例の動脈瘤のコイル前後モデルにおいて、統計解析での最小P値およびDNNモデルでの受信者動作特性（ROC）曲線/精度再現率（PR）曲線の最大値にも支持され、速度が最も重要なパラメータとして同定された。
  • 加えて、XAIによる可視化では、コイル前モデルで明確な衝突（impingement）点を伴う強い注入流（injection flow）領域、ならびに流れの力学とコイル面（coiling plane）の間の顕著な相互作用が、再疎通動脈瘤の識別における重要な三次元特徴であることが示された。

(077) Suzuki [3]

📕 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: 10.3390/diagnostics14111203

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 3
    • FWCI: 1.0364
    • Citation Percentile: 76.61

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💬 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（臨床および血行動態学的特徴）

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤のコイル塞栓術（CE）中に生じる術中破裂（intraprocedural rupture; IPR）は重要な臨床的懸念であり、その臨床的および血行動態学的な予測因子を包括的に理解する必要がある。
  • 2012年1月から2023年12月までに施設でCEを施行した嚢状脳動脈瘤435例を対象とし、CE中の漏出（extravasation）またはコイル逸脱（coil protrusion）を組み入れ基準とした。
  • 術後データにより破裂点を確定し、最大圧（Pmax）および壁面せん断応力（WSS）に着目した計算流体力学（CFD）解析を行った結果、6例（1.3%）でIPRが発生し、5例（83.3%）では破裂点が流れの衝突（flow impingement）領域として同定された；さらに当該領域周囲では、瘤ドームに比べて時間平均WSSが有意に低下していた（1.3 ± 0.7 Pa、p < 0.01）。
  • 血行動態学的に不安定な領域は脆弱で薄い壁を有し破裂リスクが高いことが示唆され、流入域に沿って注意領域へマイクロカテーテルを誘導する方針が提示された；加えて、軸方向の不整合を伴う小型動脈瘤では特に補助手技（adjunctive techniques）の適用に注意し、破裂リスクを最小化すべきである。

(078) Hejčl [3]

📕 書誌情報

Rupture point is associated with divergent hemodynamics in intracranial aneurysms.

Aleš Hejčl, Jana Brunátová, Helena Švihlová, Jan Víteček, Andrea Vítečková Wünschová, Alena Sejkorová, Mária Hundža Stratilová, Tomáš Radovnický, Martin Sameš, Jaroslav Hron

Front Neurol, 2024

  • Keywords: computational fluid dynamics, intracranial aneurysm, particle image velocimetry (PIV), rupture, wall shear stress (WSS)

  • DOI: 10.3389/fneur.2024.1364105

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 3
    • FWCI: 1.0364
    • Citation Percentile: 76.36

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

破裂点は頭蓋内動脈瘤における発散的血行動態と関連する

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（IA）の破裂に至るリスク因子は未だ十分に解明されておらず、未破裂IAを有する患者への適切な医療指針のために、破裂点に関連する血行動態を明らかにすることが有用である。これまで本課題に関する研究は少なく、結論がしばしば相反していたことから、本研究では破裂点と関連する血行動態パターンの特定を目的とした。
  • 手術によりIAを処置した患者を対象として、術前のCT（computed tomography）およびCTA（computed tomography angiography）を組み合わせ、手術中に破裂点を同定した。さらに、動脈瘤全体と破裂点の双方について血行動態指標を算出し、2例ではCFD（computational fluid dynamics）の結果をPIV（particle image velocimetry）を用いた実験結果と比較した。
  • 破裂点が明瞭に区別できた6個の動脈瘤を同定できた。うち4例では、破裂点は低い壁面せん断応力（WSS）かつ高い振動せん断指数（OSI）を伴う渦（vortex）近傍であったが、1例では高WSSを示すフロージェット内に破裂点が位置していた。残る1例では、破裂点は顕著なブレブ（bleb）内に存在し、特定の血行動態指標は見出されなかった。
  • CFD結果はPIVによる実験部分で検証され、IAの破裂部位には血行動態シナリオが異なることが示された。さらに、数値シミュレーションは実験的モデルによって裏付けられ、本研究は、さまざまな病理学的経路が動脈瘤壁の障害を引き起こし破裂に至る可能性を支持するものである。

(079) Rezaeitaleshmahalleh [3]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

前頭部脳血管領域における計算流体力学シミュレーション実施のための、ほぼ自動化されたオープンソース・パイプラインの開発：実現可能性の検討

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（IA）は重篤な健康リスクを有し、臨床的管理が困難なことが多いが、IA周囲および病変部位の血行動態を病変特異的に理解するための計算流体力学（CFD）シミュレーションは有用な手段である。しかし、従来のCFDワークフローは時間がかかり複雑であり、労力を要するため臨床環境への適合が課題となっている。そこで本研究では、複数のオープンソースソフトウェアを統合した半自動化パイプラインを開発し、CFDシミュレーションの実施を効率化することを目的とした。
  • 方法として、18名の患者から得た医用血管造影データを用い、前方循環の3次元（3D）血管モデルを構築した。院内開発のオープンソースDL画像セグメンテーションモデル（ARU-Net）により頭蓋内血管（動脈瘤を含む）を抽出し、さらにVascular Modeling Toolkit（VMTK；オープンソースのPythonパッケージ）でモデルの表面平滑化および流入・流出領域の延長を行い、血管形状を現実的に補正した。補正後の血管モデルを、オープンソースメッシュ生成器であるTetGenにより計算格子へ変換し、SimVascularソルバ（血管応用向けのオープンソース有限要素基盤）をAPIを介して用いて血流シミュレーションを実施した（比較のため手動ワークフローでも同様に実施）。
  • まず、手動およびDLベースのセグメンテーションから得た幾何学的形状を比較したところ、DLベースでは手動結果と良好に一致し、幾何学的変数に基づくピアソン相関係数（PCC）が良好であり、相対差（RD）は3〜10%の範囲に低く抑えられていた。さらに、速度情報学やWSS関連指標を含む計算血行動態変数に対する統計解析では、多くのパラメータで良好〜優れた信頼性が示され（例：ICC 0.85〜0.95）、再現性の高い結果が得られた。
  • 以上の結果から、本研究で提案する自動化ワークフローは、調査対象データの範囲内においてCFDシミュレーション実施プロセスを効率化し、現行の標準的な手動CFDプロトコルと整合した結果を生成できることが示された。加えて、本手法はユーザ入力への依存を最小化しつつ、信頼性のあるCFD解析を可能にする実現可能性を示している。

(080) Ramirez-Velandia [3]

📕 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, 2024 Nov 12

  • Keywords: Coiling, Computational flow dynamics, Flow diversion, Intracranial aneurysms, Low shear areas, Posterior communicating artery, Wall shear stress

  • DOI: 10.1227/ons.0000000000001421

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💬 AI 翻訳タイトル

コイル塞栓術と遅延型フローダイバータを用いて治療した破裂後交通動脈瘤に対する介入ステージの逐次血行動態解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、破裂後交通動脈（PComA）瘤に対して急性コイル塞栓術と遅延型フローダイバータ（FD）を組み合わせた治療介入の各段階における血行動態の変化を、計算流体力学（CFD）により明らかにすることである。
  • 方法として、2013年6月から2022年11月までに急性コイル塞栓術と遅延型FD戦略で治療された破裂PComA瘤について、デジタルサブトラクション血管造影の3次元再構成を用いた後ろ向き解析を行い、選択した6例に対してANSYS（ANSYS ®）による血行動態シミュレーションを実施し、動脈瘤および隣接血管の壁面せん断応力（WSS）、動脈瘤内低せん断領域（LSA）、遠位血管の平均流速を評価した。
  • 結果として、LSAは22.90%、平均WSSは3.39 Paであり、最大の2つの動脈瘤では最も高いLSAが認められた；コイル後には動脈瘤体積（-78.42%）および表面積（-55.28%）が減少し、動脈瘤WSSは6.10 Pa（+79.90%）へ上昇した一方、MCAおよびACAのWSSもそれぞれ10.76 Paおよび7.51 Paへ増加した。さらに遅延FD後（追跡中央値19.7か月）には完全閉塞が得られ、MCAではWSSが14.94 Pa（+70.64%）へ、ACAでは10.82 Pa（+30.10%）へ増加し、MCA平均速度は43.04 cm/s（+36.85%）へ上昇し、3例でACA速度の増加も観察された。
  • 結論として、解析対象のPComA瘤においてはLSAが破裂の誘因となり得る可能性が示唆され、また大多数の症例でコイル後に動脈瘤壁および下流血管のWSSが上昇すること、さらに遅延FDにより留置部より遠位で血行動態の乱れが生じ、WSSおよびACA・MCAの流速が段階的に増加することが示された。

(081) Iorio [3]

📕 書誌情報

Fluid flow and amyloid transport and aggregation in the brain interstitial space.

Antonio Iorio, Simone Melchionna, Philippe Derreumaux, Fabio Sterpone

PNAS Nexus, 2025 Jan

  • Keywords: Alzheimer’s disease, Lattice Boltzmann, Molecular Dynamics, amyloid, brain interstitial space

  • DOI: 10.1093/pnasnexus/pgae548

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    • FWCI: 0.7551
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💬 AI 翻訳タイトル

脳間質腔における流体の流動およびアミロイドの輸送と凝集

💬 AI 要約

  • 脳間質腔（ISS）における生体廃棄物のクリアランスを駆動する機構は未だ十分に解明されておらず、活発に議論されている。本研究は、アルツハイマー病の発症および進行の指標となるアミロイドタンパク質の凝集に至る過程を、流体流動とタンパク質輸送の観点から包括的に理解することを目的とする。
  • 本研究では、計算流体力学（CFD）と分子動力学（MD）を組み合わせた手法により、脳間質腔における流体の流れとタンパク質輸送の役割を解明することを試みた。
  • その結果、アミロイドβタンパク質のクリアランスの主要な機構は拡散である一方、アミロイドβ凝集体や細胞外小胞（extracellular vesicles）のようなより大きな分子体では、流体の移流（advection）が輸送に寄与しうることが示された。また、未熟なプレフィブリル（nascent prefibrils）が流体の流れおよびせん断に及ぼす影響を定量化した。
  • さらに、不規則な脳間質腔（ISS）においても、流体力学的相互作用が凝集経路の全段階にわたりアミロイドβの凝集を促進することを明らかにした。これらの知見は、脳間質腔における流体流動と溶媒—溶質相互作用（solvent-solute interplay）が、脳内で作用する抗体などの治療戦略に果たす役割の理解に資するものである。

(082) Martin [3]

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Computational hemodynamic pathophysiology of internal carotid artery blister aneurysms.

Tristan Martin, Gilles El Hage, Claude Barbeau, Michel W Bojanowski

Biomed Eng Online, 2024 Nov 21

  • Keywords: Blister aneurysm, Carotid siphon, Computational fluid dynamics, Sidewall aneurysm, Wall shear stress

  • DOI: 10.1186/s12938-024-01306-z

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    • FWCI: 0.6909
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💬 AI 翻訳タイトル

内頸動脈（ICA）ブリスター動脈瘤における計算血行動態の病態生理

💬 AI 要約

  • 内頸動脈（ICA）のブリスター動脈瘤は稀であり、小規模症例集積や症例報告として主に記載されているが、動脈瘤バルジ近位側の動脈壁内出血の術中観察から、一部の動脈瘤が逆行性に形成されうるとの仮説が示された。
  • 本研究では、患者画像を入力として、Type IおよびType IIのブリスター動脈瘤の有無を含むICA形状を再構築し、動脈瘤形成前後の血行動態をシミュレーションするためのソフトウェアを開発した。
  • 有限体積（finite volume）ソルバにより動脈瘤形成前後の運動学的血流データを取得し、動脈瘤形成前の血管壁における壁面せん断応力（WSS）分布を比較したところ、4例中2例で、将来の動脈瘤嚢（sac）部位の遠位側に相当するICAの上鞍上部（supraclinoid segment）背側壁においてWSSが有意に上昇していた。
  • さらに構造変化が開始された後には、膨隆する動脈瘤嚢の近位・遠位境界でWSS勾配（WSSG）が有意に上昇し、動脈瘤嚢近位部における低WSSと高WSSGが、ブリスター動脈瘤手術で観察される近位側の壁内血腫の進展に寄与しうることが示唆された；本計算パイプラインにより、WSSおよびその勾配の上昇がもたらす影響を評価でき、ブリスター動脈瘤の発生が逆行性または順行性のいずれでも起こりうる可能性を支持する。

(083) 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

生理学的刺激への応答における計算流体力学と経頭蓋ドプラ超音波の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳内灌流を維持するために複数の生理学的刺激へ脳血管が示す相補的な応答を踏まえ、経頭蓋ドプラ（TCD）で得られる速度波形指標と、流れを保存する被験者固有の三次元（3D）計算流体力学（CFD）シミュレーションに基づく指標との対応関係を評価することである。
  • 方法として、12名の健常参加者に対して3T磁気共鳴血管撮影を用い頭頸部の画像化を行い、中大脳動脈においてTCD超音波で速度波形を計測した一方、内頸動脈および椎骨動脈ではデュプレックス超音波により径と速度を測定し、安静時、過炭酸ガス負荷（高炭酸状態）、および運動時の流入脳血流を算出した。
  • 各条件に対してCFDシミュレーションを構築し、TCDと同一の音響照射領域で速度波形指標を抽出した結果、生理学的刺激により参加者全員で心肺関連指標が有意に変化した。
  • 一方で、TCDで測定された絶対的な速度はCFDから算出された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（r範囲0.030-0.377、P範囲0.227-0.925）が、安静時からの変化率として評価した収縮期速度および時間平均速度では、両手法間に有意な正の相関がみられた（r範囲0.577-0.770、P範囲0.003-0.049）。これらより、TCDと3D CFDシミュレーションでは脳血流速度の絶対値は異なるものの、安静時からの生理学的変化として現れる収縮期および時間平均速度の増減は両手法間で有意に整合することが示された。

(084) 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予測における流体力学的解析：時空間特性に関する研究

💬 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が重要である一方、最も信頼性の高い血行動態パラメータはいまだ不明であるため、本研究は血行動態パラメータの時空間的定義の違いが予測能へ与える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個の脳動脈瘤についてCFD（computational fluid dynamics）により血行動態を模擬し、コイル前モデルでは2種類の血行動態パラメータ、バーチャル・コイル後モデル（VM：コイル前モデルから動脈瘤を切り出して作成）では5種類の血行動態パラメータに対して、時空間的定義を合計14通り評価した。
  • 結果：合計91種類の時空間血行動態特徴を抽出し、単変量予測（UP）および多変量ロジスティック回帰（LR）モデルを構築したところ、同一の血行動態パラメータ由来であってもAUROCは0.224〜0.747と広い範囲に分布し、AUROCが有意に異なる特徴ペアが22組（P値<0.05）認められた。最良のUPとしてPDave,q1が同定され、AUROC/AUPRCは0.747/0.385、最適カットオフ時の感度・特異度はそれぞれ0.889および0.614であった。LRモデルはさらに予測能を向上させ、AUROC/AUPRCは0.890/0.903となり、最適カットオフ時には特異度0.877、感度0.719を達成してUPモデルを上回った。
  • 結論：血行動態パラメータの空間および時間に関する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、時空間血行動態特徴に基づくLRモデルは、侵襲的手技を要せずに臨床的にコイル塞栓術後の再開通を予測する上で有用となり得ることが示唆された。

(085) Sherif [2] ⭐

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤に対する計算流体力学シミュレーション

💬 AI 要約

  • 計算流体力学（CFD）シミュレーションは、破裂していない脳動脈瘤患者に対する個別化されたリスク予後の推定を可能にする手段として導入されているが、本寄稿は動脈瘤形成および破裂に関与する生体力学的・生理学的原理を概説することを目的とする。
  • 具体的には、動脈瘤の形成と破裂に関連する力学・生理学的メカニズムを整理した上で、CFDにおける計算手順および評価されるパラメータを記述する。
  • さらに、近年の文献レビューに基づきCFDの臨床的価値を論じ、破裂リスク評価に資する可能性を示す。
  • 最後に、現時点の方法論的限界と、CFDが抱える実際の欠点を克服するための将来的な発展の方向性について議論する。

(086) Závodszky [2] ⭐

📕 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: 10.1007/978-3-031-47606-8_20

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 5.0641 ⭐
    • Citation Percentile: 93.12 ⭐

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💬 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およびカオス

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血液の流れが脳動脈瘤の形成、病因、ならびに破裂リスクに関与する可能性を踏まえ、脳血管内の動脈瘤性病変の存在下で生じる流れの振る舞いを明らかにすることである。
  • 方法として、計算流体力学（computational fluid dynamics）により、脳血管領域における動脈瘤性奇形の存在下で小さな移流（advected）粒子の挙動を解析し、得られる粒子軌跡の構造を評価した。
  • 結果として、動脈瘤性奇形が強い流れの攪乱を誘起し、系をカオス的挙動へと導くことが示され、当該流れの中では粒子軌跡がフラクタル構造を形成し、その性質は定量的手法により計測可能であった。
  • 結論として、フラクタル解析から得られるリャプノフ指数（Lyapunov exponent）、逃避（escape）率、情報次元（information dimension）といった確立されたカオス特性が定量化できることから、動脈瘤近傍の血管内におけるカオス的な流れが本病変の病因や発症過程に関連しうると提案する。

(087) Fillingham [2] ⭐

📕 書誌情報

Computational Fluid Dynamics of Cerebrospinal Fluid.

Patrick Fillingham, Mehmet Kurt, Swati Rane Levendovszky, Michael R Levitt

Adv Exp Med Biol, 2024

💬 AI 翻訳タイトル

脳脊髄液の計算流体力学

💬 AI 要約

  • 脳脊髄液（CSF）は脳の健常な機能に重要な役割を果たす一方で、CSF流動の力学的機序はいまだ十分に解明されていないため、本研究（本章）はCSFのCFD応用の現状と臨床導入に向けた課題を整理することを目的とする。
  • 本章では、CSFに対する計算流体力学の適用例を概説するとともに、CSFのCFD実施に関する方法論的推奨事項を提示し、さらに患者固有の組織変位を取り込む新規CFD手法を構築してその計算枠組みを示す。
  • その上で、患者固有の組織変位を組み込んだ新規CFD手法により、CSF圧力および速度の時空間的変化を解明するための結果が提示され、従来手法の技術的・方法論的制約を補完し得る可能性が示される。
  • 最後に、臨床的に有用なCFDシミュレーションの実現に向けた障壁と、臨床利用へ至る道筋（pathways）を論じ、医用画像の進歩、計算機性能の向上、および機械学習の活用によってCFDが医療の主流へ近づく可能性を議論する。

(088) Strasser [2]

📕 書誌情報

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

Wayne Strasser

J Biomech Eng, 2024 Dec 01

💬 AI 翻訳タイトル

不規則な幾何形状および流動波形が拍動性動脈における質量移送に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、アルツハイマー病に関連するタンパク質の蓄積・除去に関わる脳周動脈周囲腔（perivascular spaces: PVS）における質量移送の様式が、幾何学的な不規則性と流動波形（拍動性）によってどのように変化するかを明らかにすることを目的とした。
  • 方法として、マウス脳PVS区間のデジタイズスキャンをメッシュ化しCFD（computational fluid dynamics）解析に用い、次に、次元無次元パラメータおよび水力抵抗が整合する円筒形状とを比較するタンデム解析を実施した；さらに、CFDモデルの妥当化後、無流、定常流、正弦波流、正味溶媒フラックスがゼロの正弦波流、および解剖学的に忠実な非対称の周期流を含む複数の移流（advection）状態でPVSの質量移送を評価した。
  • 結果として、全体の動脈溶質（arterial solute）輸送は移流支配（advection-controlled）であった；また、連続するタンパク質ボーラス体積の時間発展と軌跡を解析すると、流動の拍動はボーラスの破砕（bolus break-up）に有益であり、さらに局所的な壁曲率に基づく幾何学的な不規則性も同様に寄与することが示された。
  • 結論として、特定の指標では高ペクレ数（Peclet number）であっても局所的な溶質ピーク濃度のブレンドダウン（blend-down）が拡散支配（diffusion-dominated）に見える場合がある一方、ボーラスサイズの進展解析では明確に移流による支持が確認され、幾何学と時間変動流れがPVSにおける溶質移送の支配機構を変調し得ることが示唆された。

(089) Liu [2]

📕 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: 10.1016/j.wneu.2024.03.128

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.8541
    • Citation Percentile: 71.89

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💬 AI 翻訳タイトル

モヤモヤ病における浅側頭動脈—中大脳動脈バイパスの蛇行（tortuosity）および狭窄が血行動態に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 目的：モヤモヤ病（MMD）に対する浅側頭動脈（STA）—中大脳動脈（MCA）バイパス術では、重度の蛇行や狭窄を含む幾何学的変異が多くみられるが、それらが血行動態に与える影響は包括的に評価されていないため、本研究では患者特異的データに基づくバイパス形状の変異が血行動態へ及ぼす影響を評価することを目的とした。
  • 方法：蛇行の強いバイパス形状を有するSTA–MCAバイパス術を受けたMMD患者17例を対象とし、各患者について臨床画像データからSTA–MCAバイパスの元の3次元構造を再構築した。さらに、蛇行および狭窄を除去してバイパス構造を仮想的に改善し、同一の患者特異的条件のもとで両構造に対して計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施した。
  • 結果：対のあるt検定またはWilcoxon符号付順位検定を用いて、全例においてバイパスおよび遠位分枝の血行動態パラメータを、元の形状と仮想的に改善した形状の間で比較した。その結果、仮想的な形状改善によりバイパスおよび遠位分枝の流量は有意に増加し（P < 0.05）、経頭蓋（transcranial）流抵抗は有意に低下した（P < 0.05）。また、狭窄（径狭窄率44.0–70.3%）を除去した場合の血行動態変化は、狭窄を伴うままの場合と比べて有意に大きかった（P < 0.05）。
  • 結論：高度な蛇行および狭窄はSTA–MCAバイパスの血行動態を有意に変化させることが示され、バイパス形状の最適化は今後の検討に値する。

(090) Imamura [2]

📕 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, 2025 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

大動脈瘤手術における逆向きカニューレ挿入法：血行動態解析（CFD）により神経学的リスクを最小化するための最適化に関する研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、「shaggy」大動脈を伴う全弓部置換術において、計算流体力学（CFD）により血流速度および壁面せん断応力を評価し、最適なカニューレ挿入（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部瘤モデルをCT（computed tomography）スキャンから構築し、カニュラ形状として急峻角の分散型、緩やか角の分散型、およびendo-hole型の3種類を比較した。
  • カニュラ先端を通常方向（大動脈弓部に向ける）および逆向き方向（大動脈基部に向ける）で配置し、基準配向（0°）から先端方向を時計回り・反時計回りにそれぞれ20°回転させた条件下で、血流速度、流線、壁面せん断応力、ならびに流量分配を評価した。
  • 通常方向ではカニュラ先端の向きに依存して加速流れと壁面せん断応力の位置が変動し、脳血管分枝の血流が不安定化したのに対し、全カニュラで逆向き方向では角度調整を行っても近位の大動脈弓部および脳血管分枝開口部で加速血流が観察されず、脳血管分枝の安定性が維持された；さらに流量分配はカニュラ種・角度間で最小限の変動にとどまったことから、先端を大動脈基部へ向ける（逆向き）配置は重要部位における加速血流を抑制し、「shaggy」大動脈症例の大動脈弓部手術における最適アプローチとなり得ることが示唆された。

(091) Prochilo [2]

📕 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, 2025 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈硬化性疾患における流れ依存的内皮化3次元モデルの開発と検証

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈硬化性疾患（ICAD）は世界的に脳卒中の主要因であり、その機序は他の血管領域における動脈硬化と共通していると考えられているが、関連する動物モデルの不足によりICAD固有の生物学的仮説を検証することが困難であるため、本研究は患者固有のICADモデルを再現可能に構築するためのワークフローを開発することを目的とした。
  • CTアンギオグラフィーなどの神経画像に基づき中大脳動脈（MCA）の患者別3次元モデルを作製し、ヒト内皮細胞による内皮化および流体力（flow forces）負荷を可能にすることで、ICADモデルを形成した。
  • SAMMPRIS臨床試験の画像を用いて新規モデルを検証した結果、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）による流速は粒子由来の流れと強い相関を示し、狭窄（stenosis）の程度にかかわらず整合した一方で、狭窄後（post-stenotic）の流れの破綻は狭窄の重症度に応じて変化した。
  • 単一細胞RNAシーケンス（single-cell RNA-seq）により、流れ依存的な内皮遺伝子発現および疾患MCA領域における特異的な内皮サブクラスターが同定され、動脈硬化と関連する遺伝子の上方制御も確認された；さらに共焦点顕微鏡により、狭窄関連血管区間で内皮細胞の増殖と形態に流れ依存的変化が観察され、脳循環の解剖学的特徴に根ざした本プラットフォームがICAD病変および病態経路の詳細なモデリングを可能にすることが示された。

(092) Kigka [2]

📕 書誌情報

Silent brain ischemia within the TAXINOMISIS framework: association with clinical and advanced ultrasound metrics.

Vassiliki Kigka, Alessandro Carrozzi, Laura Ludovica Gramegna, Panagiotis K Siogkas, Vassiliki Potsika, Vassilis Tsakanikas, Michael Kallmayer, Victor Obach, Vincente Riambau, Giovanni Spinella, Giovanni Pratesi, Luigi Cirillo, David Neil Manners, Rodolfo Pini, Gianluca Faggioli, Gert J de Borst, George Galyfos, Frangiska Sigala, Perica Mutavdzic, Marija Jovanovic, Igor Koncar, Dimitros I Fotiadis

Front Neurol, 2024

  • Keywords: carotid artery stenosis (CAS), carotid ultrasound, computational fluid dynamics (CFD), magnetic resonance imaging (MRI), risk factors, silent brain infarcts (SBIs)

  • DOI: 10.3389/fneur.2024.1424362

  • Article

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.7737
    • Citation Percentile: 75.28

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💬 AI 翻訳タイトル

TAXINOMISIS（フレームワーク）の下での無症候性脳虚血（Silent brain ischemia）：臨床および先進的超音波指標との関連

💬 AI 要約

  • 本研究は、頸動脈狭窄（carotid artery stenosis; CAS）と同側の無症候性脳虚血（silent brain ischemia; SBI）との関係が不明確であり、治療への示唆も確立していないことから、無症候性CAS患者におけるSBIを検討し、臨床情報、頸動脈超音波データ、および（CFD）解析との相関を明らかにすることを目的とした。
  • TAXINOMISISプロジェクト（nr. 755,320）の一部として実施された臨床試験（NCT03495830）では、ヨーロッパの6つの血管外科施設から、NASCETで50〜99%の無症候性および有症候性CAS患者を登録し、このサブスタディでは無症候性患者のみを対象とした。
  • 195名の無症候性患者において、平均狭窄率（NASCET）は64.1%であり、33名（16.9%）で脳MRIに少なくとも1件のSBIが検出された（皮質梗塞、ラクナ梗塞、皮質下梗塞の内訳も報告）。SBIを有する群では、BMI、拡張期血圧、クレアチニン、血清トリグリセリドの値が有意に高く、心血管介入の既往、3段階目/4段階目の降圧薬使用、および抗凝固薬使用の頻度が高かったほか、対側の脳梗塞数も多かった。さらに頸動脈超音波ではSaint Mary’s ratioが高く、CFD解析では低い壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）領域の面積が大きいことが示された。
  • TAXINOMISIS臨床試験は、中等度の無症候性頸動脈狭窄患者におけるSBIの頻度とリスク因子に関する有用な知見を提供し、特定の血行動態および血管壁特性が無症候性脳梗塞の発生に寄与しうることを示唆した。

(093) Yi [2]

📕 書誌情報

Using DFT on ultrasound measurements to determine patient-specific blood flow boundary conditions for computational hemodynamics of intracranial aneurysms.

Hang Yi, Zifeng Yang, Luke Bramlage, Bryan Ludwig

Comput Biol Med, 2024 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

超音波計測に対するDFT（離散フーリエ変換）を用いて，頭蓋内動脈瘤の計算血行動態（computational hemodynamics）のための患者固有血流境界条件を同定する手法

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）に対する計算流体力学（CFD）モデリングにおいて，血流の境界条件（BCs）が血行動態予測の精度に大きく影響する一方で，正確なBCを確保する標準的手順は確立されていないという課題がある。
  • 本研究では，代表的な患者固有のIAモデル（Case-IおよびCase-II）を再構築し，内頸動脈（ICA）における血流速度波形を超音波計測により取得したうえで，離散フーリエ変換（DFT; discrete Fourier transform）によりモデル化した。次に，in vitroで検証されたCFD解析を用いて，DFTモデル化に必要なサンプル数（N）の適切値を，複数の血行動態パラメータの比較によって検討した。
  • その結果，平均化血行動態パラメータを算出するためのBCプロファイルを適切に得るにはN≧16が良好な選択であり，一方で瞬時の血行動態予測の精度確保にはN≧36のようにより多くのデータ点が有効であることが示された。
  • さらに，患者固有BCと1次元（1D）モデルに基づく一般化BCとの比較により，一般化BCはIAsにおける血行動態リスクを大きく過大評価または過小評価し得るため，IAのリスク評価では患者固有BCの使用が強く推奨されることが確認された。加えて，血流量が同一であるという仮定の下では，心拍数／心拍周期の変動が，瞬時および時間平均の血行動態指標に与える影響は概して小さい（稀である）ことが予備的に示された。

(094) Ünsal [2]

📕 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: 10.1055/s-0044-1787868

  • Article

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.6982
    • Citation Percentile: 71.05

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💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーターの選択が、ジャイルドされた眼動脈内での流れの変化に与える影響：計算流体力学（CFD）研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、フローダイバーター（FD）ステントによる血流低減治療において、FD留置により近位の眼動脈（ophthalmic artery: OA）がジャイルドされる場合に最適なFD選択が困難となる点に着目し、FDの有効金属表面積（effective metal surface area: EMSA）の違いがジャイルドOAの閉塞に与える影響を明らかにすることを目的とした。
  • 臨床データに基づき、左内頸動脈の巨大動脈瘤およびジャイルドOAを有する59歳女性の数値モデルを構築し、動脈瘤頸部およびOA入口部で異なるEMSA値を持つ2種類のFDステント（FRED4017、FRED4518）をモデル内で仮想留置した。
  • 血流およびOAにおける閉塞量を2つのFDステント間でシミュレーション比較したところ、FRED4017は動脈瘤頸部でEMSAが高値（35% vs. 24.6%）である一方、OA入口部では低値（15% vs. 21.2%）であった。
  • さらにFRED4017はFRED4518よりもOAの閉塞が大きい結果（40% vs. 28%）となり、眼虚血性症候群（ocular ischemic syndrome）のリスクが高いことが示唆されたため、動脈瘤頸部付近にジャイルドされた近位血管が存在する患者では、OA入口部でEMSAが低いFDステントを選択することが有益である可能性が示された。

(095) Zhai [2]

📕 書誌情報

Discriminators of Paraclinoid Aneurysm Rupture Based On Morphological Computer-Assisted Semiautomated Measurement (CASAM) and Hemodynamic Analysis.

Xiaodong Zhai, Sishi Xiang, Jiewen Geng, Peng Hu, Chuan He, Guilin Li, Jingwei Li, Liming Zhang, Wei Yang, Hongqi Zhang

Clin Neuroradiol, 2025 Jun

  • Keywords: CASAM, Hemodynamic analysis, Intracranial aneurysm, Paraclinoid aneurysm, Rupture risk factors

  • DOI: 10.1007/s00062-024-01475-3

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.6975
    • Citation Percentile: 74.02

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💬 AI 翻訳タイトル

形態学的コンピュータ支援半自動計測（CASAM）および血行動態解析に基づく傍鞍部（paraclinoid）動脈瘤破裂の弁別因子

💬 AI 要約

  • 本研究は、傍鞍部動脈瘤の破裂リスクを最適に管理するため、形態学的コンピュータ支援半自動計測（CASAM）および血行動態（hemodynamics）に基づいて破裂の危険因子を同定することを目的とした。
  • 中国頭蓋内動脈瘤プロジェクト（CIAP）データベースから、傍鞍部動脈瘤304例（未破裂285例、破裂19例）の臨床・人口統計学的・放射線学的データを抽出し、CASAMにより形態学的パラメータを定量したうえで、計算流体力学（CFD）による血行動態シミュレーションを実施した。
  • 単変量および多変量ロジスティック回帰分析により独立した破裂危険因子を検討した結果、破裂傍鞍部動脈瘤では非破裂と比べてundulation index（UI）およびnonsphericity index（NSI）が有意に高値であった。
  • さらに多変量ロジスティック回帰により、UIの上昇（OR=1.086、95%CI 1.012-1.165；p=0.022）およびlow shear area（LSA）の増大（OR=1.034、95%CI 1.004-1.064；p=0.028）が破裂の独立した危険因子であることが示され、ICAに対して前方に位置する傍鞍部動脈瘤は、他の方向の動脈瘤より破裂しやすい可能性が示唆された。

(096) Satoh [2]

📕 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: 10.25259/SNI_584_2024

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.6975
    • Citation Percentile: 72.84

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂脳動脈瘤における血栓化したブレブの血行動態解析

💬 AI 要約

  • 未破裂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精緻な血行動態メカニズムは未解決のままであるため、本研究では血栓化ブレブの発生機序を明らかにすることを目的とした。
  • 内頸動脈—後交通動脈（IC-PC）未破裂脳動脈瘤のブレブが7年以上にわたり血栓化した稀な症例を経験したことから、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析により、当該動脈瘤のブレブ内および血栓化したブレブ頸部周辺における血栓形成の様相を評価した。
  • 血栓形成に伴い、ブレブは消失し、ブレブ内の流量低下、壁面せん断応力の大きさ（WSSm）の低下、ブレブとドーム間のWSSm比の低下、壁面せん断応力ベクトル方向（WSSv）の増加、ならびにブレブ頸部領域へ流入する離散的な流線の存在が停滞をもたらし、その結果としてブレブ内で血栓が形成されたことが示された。
  • さらに7年後には、血栓化したブレブ頸部に対応するドーム領域の壁面に、低WSSmかつ高WSSvを示す局在的領域が認められ、血行動態学的には自発的に血栓化したブレブおよびポストブレブ頸部のドーム壁が低WSSmと高WSSvによって特徴づけられることが明らかとなった。これらの知見は、脳動脈瘤における血栓イベントの予測にCFD解析が重要であることを示し、より適切な臨床マネジメント戦略に資する可能性を支持する。

(097) Mondal [2]

📕 書誌情報

Effect of singular value decomposition on removing injection variability in 2D quantitative angiography: An in silico and in vitro phantoms study.

Parmita Mondal, Swetadri Vasan Setlur Nagesh, Sam Sommers-Thaler, Allison Shields, Mohammad Mahdi Shiraz Bhurwani, Kyle A Williams, Ammad Baig, Kenneth Snyder, Adnan H Siddiqui, Elad Levy, Ciprian N Ionita

Med Phys, 2024 Nov

  • Keywords: Tikhonov regularization, angiographic parametric imaging, angiography, deconvolution, neurovascular disease, single value decomposition

  • DOI: 10.1002/mp.17357

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.6975
    • Citation Percentile: 72.11

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💬 AI 翻訳タイトル

2D定量血管造影における注入ばらつき除去に対する特異値分解（SVD）の影響：in silicoおよびin vitroファントム研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤（IAs）に対する術中2D定量血管造影（QA）において、手動注入に起因するばらつきが精度を損なう問題に対し、特異値分解（SVD）に基づく脱畳（deconvolution）法が2D QA、とりわけ注入時間のばらつきをどの程度低減できるかを明らかにすることを目的とした。
  • CFD（computational fluid dynamics）により3種類の生理学的に妥当な流入速度に対応する仮想血管造影画像を作成し、流入口および動脈瘤ドームについて時-濃度曲線（TDC）を生成したうえで、標準SVD（sSVD：古典的Tikhonov正則化の有無を含む）、ブロック循環行列SVD（bSVD）、振動指標SVD（oSVD）などのSVD変法を仮想血管造影に適用して動脈瘤ドームのインパルス応答関数（IRF）を推定した。
  • 推定IRFからPHIRF（Peak Height）、AUCIRF（Area Under the Curve）、MTT（Mean transit time）といった血流関連パラメータを抽出し、注入時間および流入速度との相関を、脱畳前後のデータで各SVD手法について評価した結果、脱畳補正されたQAパラメータは流量と強い相関を示した。
  • さらにin vitro検証として、患者特異的内頸動脈ファントムに対する2D DSAをフロー回路設計で作製し、x線アーティファクト、ノイズ、患者運動などを含む条件下で同様にSVD変法を用いてQAパラメータの相関を評価したところ、SVDは注入時間の範囲にわたってQAパラメータのばらつきを効果的に低減し、神経血管疾患の診断および治療に資するQA解析の再現性と信頼性の向上が期待できることを示した。

(098) Guo [2]

📕 書誌情報

Differences and Correlations of Morphological and Hemodynamic Parameters between Anterior Circulation Bifurcation and Side-wall Aneurysms.

Kai-Kai Guo, Chang-Ya Liu, Gao-Hui Li, Jian-Ping Xiang, Xiao-Chang Leng, Yi-Ke Cai, Xue-Bin Hu

Curr Med Sci, 2024 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

前交通動脈領域の分岐部動脈瘤と側壁動脈瘤における形態学的および血行動態学的パラメータの相違と相関

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、前交通動脈系の分岐部動脈瘤と側壁動脈瘤における形態学的特徴および血行動態学的特徴の相違と相関関係を明らかにすることであり、解析手段として計算流体力学（CFD）を用いた。
  • 包含基準に従い、2021年1月から2022年9月にかけて中国・華中科技大学同済医学院付属協和病院で治療を受けた131人の患者に由来する160個の動脈瘤を対象とし、フォローアップのデジタルサブトラクション血管造影（DSA）データに基づいて側壁動脈瘤群と分岐部動脈瘤群の2群に分類した。
  • 術直前の時点で3次元DSA再構成モデルを構築し、両群における形態学的パラメータおよび血行動態学的パラメータを精密に算出して比較した結果、分岐部動脈瘤では前交通動脈系内の位置による形態学的・血行動態学的パラメータの有意差は認められなかった。
  • 一方で、側壁動脈瘤と分岐部動脈瘤では、親血管径（Dvessel）、流入角（θF）、サイズ比（SR）などの形態学的パラメータ、および流入集中指数（inflow concentration index: ICI）において有意な差が確認された（P<0.001）；さらに、SRのみが複数の血行動態学的パラメータと有意に相関し（P<0.001）、ICIは複数の形態学的パラメータと強く関連した（R>0.5、P<0.001）。これらの結果は、前交通動脈系動脈瘤の破裂リスク評価において、側壁と分岐部で閾値を変えることの重要性を示し、SRが両者の破裂リスクの違いを迅速に識別する臨床的ツールとなり得ることを結論づけた。

(099) Csippa [2]

📕 書誌情報

Comparison of Flow Reduction Efficacy of Nominal and Oversized Flow Diverters Using a Novel Measurement-assisted in Silico Method.

Benjamin Csippa, Levente Sándor, Gábor Závodszky, István Szikora, György Paál

Clin Neuroradiol, 2024 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

新規な測定支援型（measurement-assisted）in silico手法を用いた、公称サイズおよび過大サイズのフローダイバータによる流量低減の有効性の比較

💬 AI 要約

  • 広頸動脈瘤においてフローダイバータ（FD）が高い有効性を示すことは明らかであるが、術後不成功の報告や次世代デバイスの増加により新たな課題が生じているため、本研究はFDの仮想留置およびその後の血行動態解析を自動化する測定支援型in silicoワークフローを提示することを目的とした。
  • 本研究では、2つのメーカーのFDにおける留置ばらつきが術後の流量低減に及ぼす影響を解析することを目的とし、仮想留置手順はFDの詳細な機械的校正に基づけ、流れ表現は流体力学的抵抗（hydrodynamic resistance; HR）測定に基づいて構築した。
  • 計算流体力学（CFD）シミュレーションにより、未処置5シナリオおよび仮想処置80シナリオ（公称サイズと過大サイズの留置状態における2種類のFD設計を含む）を作成し、シミュレーションで得られた動脈瘤内速度低減（aneurysmal velocity reduction; AMVR）をHR値および留置シナリオと相関させたところ、80通りの留置を統合した場合にHR係数とAMVRの間にべき乗則（power-law）関係が線形係数として示された。
  • 公称サイズの留置シナリオでは64ワイヤFDの平均AMVRが60.3%であり48ワイヤFDの51.9%より有意に大きかったが、過大サイズの留置では64ワイヤおよび48ワイヤで平均AMVRがそれぞれ27.5%および25.7%とほぼ同等であったことから、本数値ワークフローの大規模血行動態調査への適用可能性が実証された。さらに、HR係数とAMVRの間に頑健なべき乗則が成立することが示され、かつ公称サイズにおける64ワイヤ構成が他のin vitro研究結果を再現する形で術後の流量低減を有意に高めることが明らかとなった。

(100) Shou [2]

📕 書誌情報

Integrating PointNet-Based Model and Machine Learning Algorithms for Classification of Rupture Status of IAs.

Yilu Shou, Zhenpeng Chen, Pujie Feng, Yanan Wei, Beier Qi, Ruijuan Dong, Hongyu Yu, Haiyun Li

Bioengineering (Basel), 2024 Jun 28

  • Keywords: PointNet, geometrical parameters, hemodynamic clouds, hemodynamic parameters, intracranial aneurysms, machine learning, rupture risk

  • DOI: 10.3390/bioengineering11070660

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.6909
    • Citation Percentile: 70.83

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💬 AI 翻訳タイトル

PointNetベースモデルと機械学習アルゴリズムを統合した破裂動脈瘤（IA）の破裂状態分類

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms; IAs）の破裂はくも膜下出血を引き起こし、高い死亡率と障害をもたらすため、IAsの破裂リスク予測は依然として課題である。本研究は、PointNetベースのモデルと機械学習アルゴリズムを統合することで、IAsの破裂状態を分類する有効な手法を提案することを目的とした。
  • まず、3次元デジタルサブトラクション血管撮影（3D DSA）画像に対して医用画像のセグメンテーションおよび再構成アルゴリズムを適用し、3次元のIAs幾何学モデルを構築した。次にGeomagicを用いて幾何学パラメータを取得し、さらに計算流体力学（Computational Fluid Dynamics; CFD）により血行動態クラウド（hemodynamic clouds）および血行動態パラメータを算出した。
  • PointNetベースのモデルを開発し、異なる次元の血行動態クラウド特徴を抽出した後、幾何学パラメータ、血行動態パラメータ、血行動態クラウド特徴を入力として5種類の機械学習アルゴリズムにより破裂状態の分類・認識を行った。さらに、血行動態クラウド特徴の次元の違いが分類性能に与える影響を比較した。
  • 血行動態クラウド特徴は16、32、64、1024次元としてそれぞれ抽出され、幾何学パラメータおよび血行動態パラメータと組み合わせて破裂状態を分類したところ、最良の分類結果は16次元の血行動態クラウド特徴で得られた（XGBoost, CatBoost, SVM, LightGBM, LRの精度：0.887, 0.857, 0.854, 0.857, 0.908；AUC：0.917, 0.934, 0.946, 0.920, 0.944）。一方、幾何学パラメータと血行動態パラメータのみを用いた場合の精度は0.836〜0.885であり、AUCは0.884〜0.930であったことから、血行動態クラウド特徴が分類に一定の寄与を持ち、形態学的特徴および血行動態特徴に16次元の血行動態クラウド特徴を追加した際に最も高い分類精度およびAUCが達成されることを示した。提案モデルおよびアルゴリズムは、IAsの臨床診断および治療に有益な知見を提供しうる。

(101) Wang [2]

📕 書誌情報

Effect of Siphon Morphology on the Risk of C7 Segment Aneurysm Formation : A Case-control CFD Study.

Ying Wang, Bo Chen, Laixin Song, Yuzhe Li, Ming Xu, Tianxiang Huang, Feiyue Zeng

Clin Neuroradiol, 2024 Jun

  • Keywords: Aneurysm formation, Carotid siphon, Computational fluid mechanics, Hemodynamics, Morphological parameters

  • DOI: 10.1007/s00062-024-01394-3

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.6854
    • Citation Percentile: 68.37

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💬 AI 翻訳タイトル

サイフォン形態がC7分節脳動脈瘤形成リスクに及ぼす影響：症例対照CFD研究

💬 AI 要約

  • 内頸動脈（ICA）の蛇行（tortuosity）は頭蓋内動脈瘤（IA）と関連するが、ICAの最も屈曲の強い区間であるサイフォンの形態がIAに及ぼす影響は議論の余地があるため、本研究はサイフォンの形態計測学的特徴と、C7動脈瘤形成に影響しうる血行動態メカニズムの可能性を検討することを目的とした。
  • 2019年から2021年の期間に湘雅病院でC7動脈瘤と診断された32例と、傾向スコアマッチング後に選定した対照32例を対象とし、CT angiography（CTA）画像により形態学的特徴を計測したのち、臨床データと組み合わせて簡略化した頸動脈サイフォンモデルを構築し、計算流体力学（CFD）解析を実施した。
  • C7動脈瘤の有無はC4–C6屈曲部動脈の高さと関連し（オッズ比［OR］0.028、95%信頼区間［CI］0.003–0.201；P < 0.001）、動脈瘤群ではC4–C6屈曲部の高さが対照群より有意に短かった。
  • CFD解析の結果、より短いC4–C6屈曲はC7分節動脈における血流速度および圧力の増大をもたらし、短いC4–C6屈曲が遠位C7動脈瘤形成と関連していたことから、当該関連を説明する詳細な（elaborate）血行動態学的メカニズムが存在する可能性が示唆された。

(102) 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）を用いた多発性頭蓋内動脈瘤の複数閉塞後における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）に対して、内頸動脈（ICA）および中大脳動脈（MCA）動脈瘤の閉塞が他の動脈の血行動態に及ぼす影響と、これらの治療順序に関する課題を解析することを目的とした。
  • MIA患者9例のモデルを用い、1次元（1-D）と3次元（3-D）を組み合わせた計算流体力学モデルにより血管内の流れのパターンおよび血管壁圧を算出した。
  • その結果、ICAの動脈瘤を閉塞した場合にはMCAおよび前大脳動脈（ACA）で圧力上昇が認められたが、MCAの動脈瘤を閉塞した後にはICAの圧力はほとんど変化しなかった。
  • さらに、MCAにおける動脈瘤のサイズの違いによるICAおよびACAの圧力への影響はほぼ認められず、小型ICA動脈瘤ではICAの動脈瘤サイズが小さくなるほどACAおよびMCAの圧力が増加した一方、大型ICA動脈瘤の閉塞後のACAおよびMCA圧への影響は中サイズ動脈瘤の閉塞後とほぼ同程度であったため、患者因子および動脈瘤特性からICAとMCAの治療順序を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ことが示唆された。

(103) Li [2]

📕 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: 10.1007/s12265-024-10547-1

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.3535
    • Citation Percentile: 54.54

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💬 AI 翻訳タイトル

LVAD（左室補助人工心臓）カニューレ流出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：一次的数値研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、心不全患者における血行動態を支持するLVADについて、大動脈内での血栓の移動に伴う血行動態変化をより深く理解することを目的とした。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics）理論に基づき、2つの移植（implantation）部位において3種類の異なるLVAD血流量を設定し、血液の流動特性と血栓の挙動を検討した。
  • その結果、心拍収縮期（cardiac systole）における血流の力学は、いずれの条件においても複雑に変化することが示され、さらに血栓の滞留時間および大動脈枝への流入（flow probabilities）の確率を解析した。
  • 数値計算の結果から、大動脈内の血栓分布はLVAD流出グラフトの位置および流量により有意に影響され、上行大動脈（ascending aorta）への移植では高流量が脳血栓症リスクを低減し得る一方、下行大動脈（descending aorta）への移植では低流量が脳血栓症リスクを低減し得ることが示唆された。

(104) Panneerselvam [1]

📕 書誌情報

Influence of framing coil orientation and its shape on the hemodynamics of a basilar aneurysm model.

Nisanth Kumar Panneerselvam, B J Sudhir, Santhosh K Kannath, B S V Patnaik

Med Biol Eng Comput, 2024 Nov

  • Keywords: Cardiovascular disease, Coil embolization, Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Intracranial aneurysm

  • DOI: 10.1007/s11517-024-03146-4

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.3491
    • Citation Percentile: 60.34

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💬 AI 翻訳タイトル

脳底動脈瘤モデルにおけるフレーミングコイルの配向とその形状が血行動態に与える影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、血管内コイル塞栓術における再発リスクの低減に資することを目的として、脳底動脈瘤内の血行動態に対するフレーミングコイルの配向が及ぼす影響を数値的に検討することを目的とした。
  • 解析では、単純化した理想コイル形状ではなく、実際の塞栓コイルの形状を用い、フレーミングコイルの典型的な詳細を解像した一方で、フレーミングコイルより上方の領域は多孔質体（多孔質媒体）で充填されていると仮定し、充填密度20%の多孔質媒体モデルによりコイル領域外の影響をモデル化した。
  • シミュレーションの結果、フレーミングコイルループ（FCL）を脳底動脈瘤（basilar tip aneurysm）の流出部と平行に配置したコイルAでは、瘤内流速が低下し、血栓形成を促進し得ることが示された。
  • 以上より、本研究はFCLの配向が瘤内の全体的な血行動態および治療アウトカムに有意な影響を与えることを明らかにし、最適化されたコイル配置の重要性を示唆した。

(105) Li [1]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

高速バーチャル展開および離散要素法に基づく、IFD（intrasaccular flow disruption）デバイス治療を対象とした脳動脈瘤のリアルタイム手術計画

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤の血管内治療におけるintrasaccular flow disruption（IFD）デバイスを用いた治療を対象として、リアルタイム手術計画を実現するための新規プラットフォームを提案することを目的とした。
  • 本プラットフォームは、計算流体力学（CFD）解析のために高速バーチャル展開（fast virtual deployment; FVD）アルゴリズムと離散要素法（discrete element method; DEM）を統合し、IFDデバイスの仮想展開を効率化して計算負荷を抑えつつ、術後の血行動態（hemodynamic）有効性を包括的に評価できるよう設計した。
  • FVDアルゴリズムは、適応的な壁面追従（adaptive wall adherence）および曲率制御により構成され、理想化モデルおよび患者固有モデルのシミュレーションによって検証した; さらに、デバイスワイヤフィラメントを離散粒子へ離散化し、血流シミュレーションへ統合することで術後の血行動態変化を定量化した。
  • 提案手法は秒オーダーでIFDデバイスの仮想展開を実行し、得られたDEM-CFD計算モデルは、ベンチテスト、従来の有限要素法（FEM）解析、ならびに血管造影データと良好に整合したことから、閉塞有効性が動脈瘤の固有解剖学的特徴および臨床的介入戦略により規定される術後血行動態と関連づけられることが示された; 計算効率と解析精度の両立を大きく改善するリアルタイム手術計画の実行可能かつ新規な枠組みとして、動脈瘤管理における臨床応用への重要な示唆を与える。

(106) Bilgin [1]

📕 書誌情報

In vitro evaluation of flow diverter performance using a human fibrinogen-based flow model.

Cem Bilgin, Esref Alperen Bayraktar, Alexander A Oliver, Jiahui Li, Juan R Cebral, David F Kallmes, Ramanathan Kadirvel

J Neurosurg, 2025 Jan 01

  • Keywords: aneurysm, fibrin, flow diverter, hemorrhagic stroke, subarachnoid bleeding, vascular disorders

  • DOI: 10.3171/2024.4.JNS232567

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.3488
    • Citation Percentile: 61.47

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💬 AI 翻訳タイトル

ヒトフィブリノーゲン（fibrinogen）に基づくフロー・モデルを用いたフローダイバータ性能のin vitro評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、動脈瘤治癒メカニズムにおける重要な過程であるフィブリン沈着が、フロー・ダイバータ（flow diverter）を覆う内皮化（endothelization）や結合組織の組織化を促すことに着目し、ヒトフィブリノーゲンに基づく新規のin vitro試験プラットフォームを提案することを目的とした。
  • 4種類のガラス・モデル（親動脈径4 mm、動脈瘤径8 mmで一定、親動脈の角度のみ paraophthalmic、sidewall、bifurcation、わずかに湾曲の各モデルで変化）にフロー・ダイバータを留置し、ネック径4 mm、ネック面積25 mm2として、ヒトフィブリノーゲン（330 mg/dl）を流量（0、3、4、5 ml/sec）およびヘパリン、塩化カルシウム（calcium chloride）、トロンビン（thrombin）の有無（最大6時間、またはフローダイバータのネックが完全にフィブリンで被覆されるまで）で循環させた。
  • フロー・ダイバータ留置後の流動特性を計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析で評価し、フィブリン沈着速度に対する流量と添加因子（ヘパリン、塩化カルシウム、トロンビン）の影響を1-way ANOVAおよびTukey検定で検証した（計84反復）。その結果、静的条件下ではフロー・ダイバータ・ステント上にフィブリンは蓄積しなかった一方で、動脈瘤ネックでのフィブリン沈着速度は5 ml/secが3 ml/secより全モデルで有意に高く、paraophthalmicモデルでは流入速度が最大（48.7 cm/sec）であり、bifurcationモデルではデバイス細胞部の最大せん断応力（shear stress: SS）および最大正規化せん断応力がそれぞれ843.3 dyne/cm2および35.1 SS/SSinflowで最大であった。
  • さらに、paraophthalmicおよびbifurcationモデルのフィブリン沈着速度は、sidewallおよびわずかに湾曲モデルよりも、流量や添加条件の比較において一貫して有意に高く（全比較でp=0.001）、トロンビンの添加は全モデルでフィブリン沈着速度を有意に増加させた（全モデルでp=0.001）。本in vitro系では配置構成および添加条件により沈着速度が大きく変動し、フィブリン蓄積は速度とせん断応力が最も高い動脈瘤流入領域から開始した；主要因は流速、せん断応力、ならびに生理学的濃度でのトロンビン添加であった。患者個別（patient-specific）動脈瘤に対する臨床的有用性を検証するためには、さらなる研究が必要である。

(107) Kliś [1]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

未破裂脳動脈瘤に関連する頭痛の発症における動脈瘤の血行動態変化の役割

💬 AI 要約

  • 本研究は、未破裂頭蓋内動脈瘤を有する患者において頭痛と関連する因子を解析することを目的とし、とくに血行動態パラメータに着目した。
  • 前向きに96例の患者（未破裂頭蓋内動脈瘤122個）を組み入れ、診療録から併存疾患・服薬内容および入院中の血圧を収集したうえで、入院時と処置後3〜6か月に短縮版McGill疼痛質問票を用いて頭痛の種類と重症度を評価した。
  • 画像データに基づき動脈瘤ドームと栄養動脈を3D再構築し、OpenFOAMを用いて血流の計算流体力学（CFD）解析を実施した；血液は非圧縮・過渡ソルバでニュートン流体としてモデル化し、ドプラ超音波で得た患者特異的な内頸動脈（ICA）血流速度波形を入口境界条件として与え、動脈瘤ドームの血行動態パラメータを算出した。
  • 30例（31.25%）で頭痛が報告され、多変量ロジスティック回帰分析により、女性、ICAの動脈瘤部位、複数動脈瘤、平均ドーム血液（blood）速度、および時間平均壁面せん断応力（time-averaged wall shear stress）が頭痛の有無と独立に関連した；さらに処置後に症状が完全に消失した17例（56.67%）では、ICAにおける平均血流が頭痛の完全消失と独立に関連したことから、頭蓋内動脈瘤の血行動態パラメータは頭痛および動脈瘤治療後の軽快に関与しうることが示唆された。

(108) Liu [1]

📕 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: 10.3390/diagnostics14232722

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    • FWCI: 0.3455
    • Citation Percentile: 66.23

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💬 AI 翻訳タイトル

近壁部の緩徐血流が中大脳動脈分岐部動脈瘤の血管壁MRIにおける壁増強に寄与する

💬 AI 要約

  • 背景：中大脳動脈（MCA）分岐部動脈瘤における血管壁磁気共鳴画像（VW-MRI）で観察される動脈瘤壁増強（AWE）のメカニズムは不明であるため、本研究は形態学的特徴に関連する血行動態学的機序を検討することを目的とした。
  • 方法：VW-MRIを施行した未破裂MCA分岐部動脈瘤患者を対象に、AWEのリスク因子を同定するためにロジスティック回帰分析を実施した。さらに、後ろ向き解析の結果に基づき、特定のアスペクト比（AR）を有する分岐部動脈瘤シリコーンモデルを作製し、異なる流入速度条件下でVW-MRIを行うとともに、シリコーンモデルおよび患者動脈瘤の双方についてCFD解析を実施した。
  • 結果：ベースライン解析および形態学的解析には、95人（平均年齢60歳、男性34人）における計104個の動脈瘤が含まれた。ロジスティック回帰分析により、AR（OR 5.92、95%CI 2.00–17.55、p = 0.001）がAWEと関連することが示された。AWEを伴うAR高値群（45動脈瘤）では、動脈瘤嚢内の血流速度および壁面せん断応力が低く、低流量領域の割合が大きく、壁増強値が高かった。シリコーンモデル（頸部幅 4 mm、6 mm、8 mm の3サブグループに分割、各サブグループでAR 1.0、1.25、1.5、1.75、2.0の5条件）では、造影増強（CE）は主として動脈瘤壁のドーム下に分布し、同一流入速度ではAR増加に伴いCEは漸増した。同様に、同一ARにおいても流入速度低下によりCEは増加した。CFDにより、近壁増強指数と低速度領域の比率との間に中等度の正の相関が認められた（r = 0.6672、p < 0.001）。
  • 結論：ARはMCA分岐部動脈瘤のAWEと関連しており、高ARは近壁部における緩徐血流を生じさせることで壁増強を促進する可能性が示された。

(109) Liao [1]

📕 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: 10.1007/s13239-024-00721-6

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    • Citation Percentile: 59.61

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💬 AI 翻訳タイトル

塞栓術後脳動脈瘤再疎通に対する機械学習予測モデルにおける時空間特徴量の導出および選択の影響の検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、塞栓術後の脳動脈瘤再疎通（recanalization）を予測する機械学習（ML）モデルの性能向上のために、血行動態特徴量の導出方法および選択方法がモデル性能に与える影響を評価することを目的とした。
  • 65名の患者から得られた66個の脳動脈瘤（57個が安定、9個が再疎通）について、計算流体力学（CFD）により血行動態をシミュレーションし、各動脈瘤につき合計107特徴量（臨床4特徴量、形態12特徴量、血行動態91特徴量）を導出した。
  • 特徴量の導出および選択がMLモデルへ及ぼす影響を検討するため、導出法として簡略導出および完全導出の2種類を用い、選択法として全特徴量、統計学的有意性解析、ステップワイズ多変量ロジスティック回帰（stepwise-LR）、再帰的特徴量除去（RFE）を組み合わせた上で、受信者動作特性曲線下面積（AUROC）および精度—再現率曲線下面積（AUPRC）を学習データおよび検証データで評価した。
  • 検証データにおけるAUROCは0.373から0.863まで幅広い値を示し、完全導出特徴量とRFE選択法が同一モデル内比較で優れた性能を示した；特に、RFEで選択した完全導出特徴量で学習した多層パーセプトロン（MLP）モデルが検証データで最良の性能を達成し、AUROCは0.863（95%CI: 0.684–1.000）であったことから、MLモデル性能を左右する上で特徴量の導出と選択が重要であり、侵襲を伴わない正確な意思決定モデルの構築が可能であることを示した。

(110) Caddy [1]

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Simulation of murine retinal hemodynamics in response to tail suspension.

Harrison T Caddy, Mitsunori Fujino, Ebrahim Vahabli, Valentina Voigt, Lachlan J Kelsey, Rodney J Dilley, Livia S Carvalho, Satoru Takahashi, Daniel J Green, Barry J Doyle

Comput Biol Med, 2024 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

尾部懸垂に応答したマウス網膜血行動態のシミュレーション

💬 AI 要約

  • 宇宙飛行関連の神経眼科的障害（spaceflight-associated neuro-ocular syndrome; SANS）の病因は不明であり、近年のマウス研究では宇宙環境が網膜内皮細胞機能不全と関連する可能性が示唆されている。本研究は、尾部懸垂（tail suspension; TS）による微小重力の模擬が網膜内皮細胞への力学的影響（血流学的因子）を介して血管機能に及ぼす関連を明らかにすることを目的とした。
  • 対照（post-fixed control; N = 4）およびTS（14日間懸垂; N = 4）マウスの眼試料を染色・撮像し、血管叢（plexus）と内皮細胞死が生じた局在領域を同定した。全マウント化およびティア（tear）再構成に基づく三次元（3D）球状網膜血管叢モデルを作成し、さらに血球凝集能に関連するFåhræus–Lindqvist効果を考慮した計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）シミュレーションと、TS時の流体圧測定および深部毛細血管層の血流分布を反映する境界条件を統合するカスタムワークフローを構築した。
  • TS群では、対照群と比較して表面積の低下（4.6 ± 0.5 mm2 vs. 3.5 ± 0.3 mm2, P = 0.010）および小血管（<10 μm）における分岐間の長さの短縮（69.5 ± 0.6 μm vs. 60.4 ± 1.1 μm, P < 0.001）が観察された。壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）と圧力はいずれもTS群で高く、特に小血管（<10 μm）での上昇が顕著であった（WSS: 6.57 ± 1.08 Pa vs. 4.72 ± 0.67 Pa, P = 0.034、圧力: 72.04 ± 3.14 mmHg vs. 50.64 ± 6.74 mmHg, P = 0.004）。また、網膜内皮細胞死の発生率はTS群では対照群と比べてばらつきがあり、細胞死領域ではWSSおよび圧力が概して高い傾向を示したものの、有意性は変動し小〜中径血管（<20 μm）に限定されることが多かった。
  • 以上の結果は、模擬微小重力環境が網膜内皮細胞機能不全と関連し得ることを示唆し、SANSの発症に対する潜在的な示唆を与えるものである。今後は、より大きな種、あるいは宇宙飛行コホートに対してサンプルサイズを増やした検討が望まれる。

(111) Sándor [1]

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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

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    • FWCI: 0.1994
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💬 AI 翻訳タイトル

側壁型脳動脈瘤におけるフローディバータの水力抵抗パラメータの設計空間探索

💬 AI 要約

  • 本研究は、動脈瘤嚢の破裂回避を目的として内視鏡的血管内治療で用いられるフローディバータデバイスに関連して、線形および二次（quadratic）水力抵抗パラメータの違いが嚢内流量低減に与える影響を5例の患者固有の側壁型動脈瘤について検討することを目的とした。
  • 具体的には、実在するステント特性に基づくDarcy–Forchheimer多孔質層モデルを用いてステントを模擬し、125件の血流数値シミュレーションを実施した。
  • 時間平均および空間平均の速度大きさは、線形係数によって強く影響を受け、パワー則に従う関係が示された。
  • 一方で、二次係数は、動脈瘤嚢および頸部領域における低流速レベルのため、流れへの影響は軽微であることが明らかとなった。

(112) Caddy [1]

📕 書誌情報

Retinal and cerebral hemodynamics redistribute to favor thermoregulation in response to passive environmental heating and heated exercise in humans.

Harrison T Caddy, Jesse L Criddle, Kristanti W Wigati, Howard H Carter, Lachlan J Kelsey, Alla Soloshenko, William H Morgan, Barry J Doyle, Daniel J Green

Temperature (Austin), 2025

  • Keywords: Environmental heat, cerebrovascular, computational fluid dynamics, exercise, hemodynamics, retina, simulation

  • DOI: 10.1080/23328940.2024.2411771

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    • FWCI: 0.1757
    • Citation Percentile: 47.82

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💬 AI 翻訳タイトル

ヒトにおける受動的な環境加温および加温運動への応答として、網膜および脳の血行動態が体温調節を促進する方向へ再分配される

💬 AI 要約

  • 本研究は、コア体温（TC）の変化および運動が、主要血管（conduit）と微小血管（microvascular）床にまたがる血行動態反応に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
  • 若年健康成人（n＝12）を対象に、気候制御下（50分、40°C、相対湿度50%）で、受動的環境加温（PH）および加温運動（HE：エルゴメータ自転車）を負荷し、直立姿勢を維持しながら生理学的評価と計算流体力学（CFD）モデリングを統合して、脳、皮膚、網膜の血管応答を検討した。
  • データ解析の結果、PHでTCは上昇した（+0.2°C、p＝0.004）が、HEでは上昇がより顕著であった（+1.4°C、p＜0.001）。PHでは皮膚微小血管血流が増加した（p＜0.001）のに対し、中心網膜動脈（CRA）の微小血管血流は低下した（p＝0.038）一方で、内頸動脈（ICA）流は不変であった; HEはこれらの差を増悪させ、総頸動脈（CCA）流は増加した（p＝0.007）ものの、ICA流は不変で、CRA流は低下した（p＜0.001）、さらに血管領域（CCA vs. ICA：p＝0.018；CCA vs. CRA：p＝0.004）および微小血管領域（皮膚 vs. 網膜動脈細動脈：p＜0.001）間で有意な相互作用が認められた。
  • CFDシミュレーションでは、HE後に壁面せん断応力（WSS）と管腔内圧が一様に低下するパターンが示され、環境として妥当な熱負荷下では、異なるconduitおよびmicrovascular領域で血流応答が異なり、血流分配が全身の体温調節を優先する方向に再分配されうる一方で、脳内ではさらに血流が再配分され得ることが結論づけられた。

(113) 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

心停止した心に対する左室補助人工心臓の植込みおよび全身体静脈-肺動脈接続の同時施行（total cavopulmonary connection）

💬 AI 要約

  • リンパ球性劇症（fulminant）心筋炎は、重度の心筋損傷を生じ、一部の患者では不可逆的であるため、主治療としての機械的循環補助が困難となり得る。本報告は、心筋炎関連の心停止（arrested heart）を呈した患者において、左室補助人工心臓（left ventricular assist device；LVAD）植込みと体外型全身体静脈-肺動脈接続（extracardiac total cavopulmonary connection；EC-TCPC）を成功裏に施行した症例を提示することを目的とする。
  • 本症例では、血液流動の計算力学（computational fluid dynamics；CFD）解析に基づく流体力学シミュレーションを実施し、術式選択における合理性を検討したうえでEC-TCPCを選択した。
  • CFD解析では、EC-TCPCをグレン手術（Glenn procedure）および古典的フォンタン手術（classic Fontan procedure）と比較し、その結果としてEC-TCPCが最良の性能を示した。
  • 以上より、心筋炎関連の心停止患者に対してLVAD植込みとEC-TCPCを組み合わせ、さらにCFD解析により術式を適切に選択することで、良好な治療成績が得られる可能性が示唆された。

(114) Kanebayashi

📕 書誌情報

Effect of VER on Blood Flow Velocity in Intracranial Aneurysms Treated by Coil Embolization using CFD.

Haruki Kanebayashi, Soichiro Fujimura, Kazunori Masuda, Kostadin Karagiozov, Hiroyuki Takao, Toshihiro Ishibashi, Yuichi Murayama, Makoto Yamamoto

Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc, 2024 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

CFD解析によるコイル塞栓術で治療した頭蓋内動脈瘤におけるVER（volume embolization rate）が血流速度に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤のコイル塞栓術では、コイルのvolume embolization rate（VER）が動脈瘤の再開通（recanalization）の予測因子として一般に位置付けられているが、計算流体力学（CFD）を用いて多様な患者集団におけるVERと血行動態の関連を検討した研究は限られている。本研究は、VERを変化させたCFD解析により、動脈瘤内の血流速度に対するVERの影響を評価することを目的とした。
  • 無作為化ではない臨床データとして、コイル塞栓術を施行したbasilar-tip動脈瘤31例を対象とした。塞栓コイル塊を再現するためにporous mediaモデルを用い、模擬VERを5%から40%まで5%刻みで変化させてCFD解析を実施した。
  • コイル留置に伴う動脈瘤内の速度低下の程度を、動脈瘤における速度低下率（reduction ratio of velocity: RRV）として算出した。
  • その結果、RRVはVERの増加に伴って単調増加する傾向を示し、特にRRVが90%に達するまでの範囲で急峻な上昇が観察された。多くの症例ではVER 20–25%で90%RRVが得られた一方で、極端に高い、あるいは低いVERでも90%RRVを示す症例も存在した。また、PCA径が大きいbasilar-tip動脈瘤では、十分な血流低減を得るためにより高いVERが必要となる可能性が示された。

(115) 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: 10.7759/cureus.75585

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    • Citation Percentile: 35.28

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💬 AI 翻訳タイトル

コイル塞栓術後の脳底動脈分岐部（basilar tip）脳動脈瘤における残存腔（RC）増大の血行動態評価：サイレント磁気共鳴血管撮影（MRA）を用いた症例報告

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、コイル塞栓術後に動脈瘤頸部に形成される残存腔（residual cavity: RC）の形成および増大を規定する血行動態メカニズムを明らかにすることである。
  • 方法として、造影剤および金属アーチファクトのないサイレントMRAと、計算流体力学（CFD）解析を逐次的に組み合わせ、コイル塞栓術を施行した脳底動脈分岐部動脈瘤の症例で急速なRC増大を駆動する因子を検討した。
  • 結果として、初期のRC形成は、流れの衝突（flow impingement）が動脈瘤頸部で新生内皮面（neo-endothelial surface）へ作用することにより生じるコイルの圧密（compaction）が原因となり、これが垂直方向の増大に寄与していたことが示された。
  • 一方で、RC遠位部では主流入ジェットから逸脱した二次流れ（secondary detached flows）が観察され、これにより血流の停滞、壁の脆弱化、ならびに動脈瘤壁の水平方向への拡大が引き起こされることが示唆されたことから、本症例は二次的に逸脱した流れがRCの拡大に重要な役割を果たしうることを強調しており、サイレントMRAを用いたCFD解析はRCの血行動態理解と術後マネジメントに有用であると結論づけられる。

(116) 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: 10.3389/fneur.2024.1455401

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    • Citation Percentile: 40.31

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💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈内膜切除術患者における脳灌流のマルチモーダル計測：計算流体力学（CFD）研究

💬 AI 要約

  • 頸動脈内膜切除術（carotid endarterectomy: CEA）患者における術後の脳灌流変化とその規定因子を、脳局所酸素飽和度（rSO2）、頸動脈超音波（carotid ultrasound: CU）、CT血管撮影（CTA）、CT灌流画像（CTP）に加え計算流体力学（CFD）評価を統合することで検討することを目的とした。
  • 当施設でICA狭窄患者を対象にコホート研究を実施し、術前・術後の評価としてCU、CTA、CTP、rSO2モニタリングを行った。記録した血行動態指標は平均流速（MFV）、収縮期ピーク流速（PSV）、拡張終期流速（EDV）、抵抗指数（RI）、rSO2、脳血流量（CBF）であり、CFDではICAの総圧（TP）、壁面せん断応力（WSS）、WSS比（WSSR）、経狭窄圧比（PR）を定量化した。
  • 相関解析では、CBF変化率（ΔCBF）がΔPRおよびΔrSO2と正の相関を示し、ΔTP、ΔWSS、ΔWSSRとは負の相関を示した。多変量ロジスティック回帰により、CEA後の脳過灌流（cerebral hyperperfusion: CH）のリスク因子として術前WSSR（pre-WSSR）とΔPRが同定された。
  • ROC曲線解析により、ΔPR、ΔrSO2、ΔMFV、およびpre-WSSRの組合せは単一モダリティよりもCH予測において高い感度・特異度を有することが示された。以上より、CFDに基づくマルチモーダル・モニタリングはCEA患者における脳灌流変化とCHのリスク因子を有効に同定でき、単一モダリティよりも予測精度が優れていたが、臨床的有用性を確立するためにはさらなる検証が必要である。

(117) Eguzkitza

📕 書誌情報

Performance Assessment of an Electrostatic Filter-Diverter Stent Cerebrovascular Protection Device: Evaluation of a Range of Potential Electrostatic Fields Focusing on Small Particles.

Beatriz Eguzkitza, José A Navia, Guillaume Houzeaux, Constantine Butakoff, Mariano Vázquez

Bioengineering (Basel), 2024 Nov 08

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

  • DOI: 10.3390/bioengineering11111127

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    • Citation Percentile: 29.63

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💬 AI 翻訳タイトル

電気集塵（電荷）フィルター・ダイバータ機能を有するステントによる脳血管保護デバイスの性能評価：微小粒子に焦点を当てた種々の静電界（electrostatic fields）の可能性の検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、心房細動（AF）などに由来する脳塞栓を対象とした電荷を利用する脳血管保護デバイスについて、静電界の条件と粒子捕捉性能の関係を明らかにし、抗凝固薬に依存しない予防戦略としての有効性を評価することを目的とした。
  • 方法として、計算流体力学（CFD）にラグランジュ粒子追跡法を結合し、治療血管基部に配置するストラット構造を用いたモデルを構築したうえで、まずストラット厚みおよびストラット間隔の違いをデバイスなし基準形状と比較し、さらに流量波形は健常およびAF患者に特徴的な条件を課すことで、患者大動脈弓における生理学的流量・圧力を再現するよう境界条件を較正した。
  • 第1段階の数値シミュレーションの結果、デバイスはストラット間隔より大きい粒子を遮断することが示され、特に横方向ストラット間隔が捕捉効率に最も大きな影響を与えることが明らかとなった。
  • 第2段階では、第1段階で最適化された幾何形状に横方向ストラットを追加し、さらに（粒子が帯電していると仮定した場合の）静電的な力の効果を検討するために、電気陰性（electronegatively charged）を付与したストラット表面を導入した結果、3本の大動脈弓分枝すべてにデバイスを配置した場合、流入粒子数は健常モデルで平均62.6%、疾患モデルで平均51.2%減少し、既存の経口抗凝固薬の有効性と同等以上の抑制が示された。

(118) 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: 10.1016/j.cmpb.2024.108510

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    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 37.12

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💬 AI 翻訳タイトル

血管内治療後の脳灌流血流を、侵襲的圧力および抵抗に基づいて予測するための計算手法

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血管内治療（endovascular treatment: EVT）後の脳血管狭窄患者における術後の有害事象リスク評価に不可欠な術後血流の予測について、微小循環抵抗に基づくCFDシミュレーションモデルの予測精度を検証することである。
  • 患者固有のモデルとして、頭蓋外および頭蓋内動脈を再構築し、脳血管の微小循環抵抗を適用して、術後の血液速度および流量を推定した。
  • CFD計算値と経頭蓋ドプラ（transcranial Doppler: TCD）測定値の相関および一致度は、Pearson相関解析およびBland–Altman解析により評価した。
  • CFDとTCDに基づく平均速度では強い相関が認められ（r = 0.7733; P = 0.0002）、流量についても良好な相関が示された（r = 0.8621; P < 0.0001）。一方で、CFDによる平均速度とTCD推定値の一致は概ね良好であったが（P = 0.2446、平均差 -4.2089、許容範囲 -11.5764～3.1586）、CFDの体積流量とTCDの一致は一貫性に欠けた（P = 0.0387、平均差 -0.3272、許容範囲 -0.9276～0.2731）。本研究で用いた計算手法は血行動態変化の予測を可能にし、脳血管狭窄病変に対する治療戦略の個別最適化に有用な支援を提供し得る。

(119) Ren

📕 書誌情報

Therapeutic Effect of Targeted Deployment Filling Coils in the Treatment of Intracranial Aneurysms.

Xiaoyu Ren, Bin Gao, Wangsheng Lu, Guangming Yang, Yunjie Wang, Yin Yin

Int J Numer Method Biomed Eng, 2024 Dec

  • Keywords: coil embolization, computational fluid dynamics, finite element method, hemodynamics, intracranial aneurysms

  • DOI: 10.1002/cnm.3880

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    • Citation Percentile: 30.35

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の治療における標的的デプロイメント（展開）フィリングコイルの治療効果

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、コイル塞栓術において流入ジェット（inflow jet）領域でのタムポナーデ（tamponade）進行率を増加させた際の血行動態学的効果が不明であることを踏まえ、流入ジェットに整合した標的的コイルデプロイメントの有用性を評価することである。
  • 内頸動脈（internal carotid artery）に位置する6つの頭蓋内動脈瘤について個別化幾何形状を作成し、微小カテーテルの位置およびコイル（フィリングコイル第3セグメント）の放出方向を変えて2群を設定した。
  • 有限要素法によりコイルデプロイメントをシミュレーションし、その後の動脈瘤内血行動態を計算流体力学（computational fluid dynamics）で解析したところ、速度低減、壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）、低WSS（low WSS: LWSS）面積、相対滞留時間（relative residence time: RRT）、動脈瘤頸部（neck region）における流れの運動エネルギー、ならびに残存流量（residual flow volume: RFV）を指標として評価できた。
  • ピーク時（t＝0.17 s）において、標的デプロイメント群は従来デプロイメント群と同程度のLWSS面積割合を示した一方（78.13%±34.59% vs 74.20%±36.94%、p＝0.583）、RRT面積の増大（16.84%±5.58% vs 6.42%±5.67%、p＝0.009）と頸部の流れの運動エネルギー低下（9.43±4.33 vs 16.23±5.92、p＝0.047）、動脈瘤内RFVの増加（35.97±24.35 mm3 vs 25.80±18.94 mm3、p＝0.44）が認められ、流入ジェットに合わせてフィリングコイルを展開することはより良好な血行動態環境につながる可能性が示された。

(120) Salaud

📕 書誌情報

Branching and nonbranching intracranial aneurysms in the presence of a persistent stapedial artery and an aberrant internal carotid artery assessed with computational hemodynamics: illustrative case.

Céline Salaud, Tristan Martin, Gilles El Hage, Michel W Bojanowski

J Neurosurg Case Lessons, 2024 Nov 04

  • Keywords: ICA agenesis, berry aneurysm, computational fluid dynamic, persistent stapedial artery, sidewall aneurysm

  • DOI: 10.3171/CASE24421

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💬 AI 翻訳タイトル

持続するアブミ骨動脈および異常内頸動脈の存在下で評価した分岐型および非分岐型頭蓋内動脈瘤：計算力学的血行動態による例示症例

💬 AI 要約

  • 分岐部動脈瘤と側壁動脈瘤の発生および進展の機序は十分に解明されていないため、計算流体力学（CFD）がそれらの機序理解を促進し、高リスク患者の同定および厳密な経過観察に寄与しうることを目的とした。
  • 36歳男性が破裂前交通動脈瘤で受診し、顕微手術によるクリッピングで治療された後、持続するアブミ骨動脈と、延長し蛇行する後交通動脈（PComA）を画像で認めた；14年後にPComAループ上の破裂動脈瘤で再入院し、異常内頸動脈（ICA）による側副血行の寄与を含めてCFDにより血行動態を評価した。
  • CFDは、異常ICAに起因する顕著な側副血行を同定し、高流量が分岐部動脈瘤と側壁動脈瘤の双方を促しうる一方で、その成長を駆動する血行動態機序には相違があることを示した。
  • 真の側壁動脈瘤の形成は主として局所的な壁面せん断応力の上昇に特徴づけられ、ベリー動脈瘤は主として動脈分岐部における局所血圧の高値と関連する；さらに、異常ICAは前後循環に対して生理学的範囲を超える代償的血流をもたらし、分岐部だけでなく非分岐部でも頭蓋内動脈瘤形成リスクを増大させるため、生涯にわたるモニタリングの必要性が強調された。

(121) 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: 10.21203/rs.3.rs-5014601/v1

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤治療のための形状記憶ポリマー発泡体（SMPf）基盤の血管内塞栓デバイスに関するCFD解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、形状記憶ポリマー発泡体（SMPf）を用いた患者固有の血管内治療デバイスについて、血行動態および対流熱伝達の影響を明らかにすることを目的とした。
  • 患者固有の動脈瘤形状を6種類用い、計算流体力学（CFD）解析により評価したところ、SMPfデバイスは連続した多孔質媒体としてモデル化し、流動解析では完全展開、熱伝達解析では種々の展開度を与えた。
  • 流動解析におけるパラメータは既報文献に基づき質的に妥当性確認を行い、さらに計算コストの低減と最適セルサイズの確認のためにメッシュ独立性解析を実施した。対流熱伝達については、最小体積流量を適用し、ゼロフラックス境界条件を課すことで最悪条件（worst-case scenario）を評価した結果、提示した全形状において動脈瘤内の平均流量が85%以上、最大流量が45%以上低減した。
  • これらの結果は、SMPfデバイスの血行動態および熱伝達に関する数値シミュレーション報告と比較され、本研究で得られた知見は、脳動脈瘤の個別化血管内塞栓（personalized endovascular embolization）を目的とした患者固有SMPfデバイスの設計・開発の最適化指針として活用できることが示された。

(122) 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, 2025 Jan

  • Keywords: A1 segment, Anterior cerebral artery, Computational fluid dynamics, Endovascular procedures, Intracranial aneurysm, Microcatheter shaping

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2024.10.065

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂A1部前大脳動脈（ACA）後壁瘤の塞栓術における、親血管血流の計算流体力学（CFD）シミュレーションを用いたガイドカテーテル（マイクロカテーテル）成形の応用

💬 AI 要約

  • 本研究は、計算流体力学（CFD）技術によりシミュレートした親血管の主流（mainstream）に基づくマイクロカテーテル成形が、前大脳動脈（ACA）A1セグメント後壁に存在する未破裂動脈瘤の塞栓術に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
  • 後壁型の未破裂脳動脈瘤を有する患者を後ろ向きに登録し、マイクロカテーテル成形後に血管内塞栓術を施行した。臨床データ、塞栓術関連データ、および追跡データを解析した。
  • 8例の患者に対して血管内塞栓術を実施し、in vitro 実験では8本のマイクロカテーテルを蒸気（steam）成形したところ、すべてが正しい位置まで到達可能であった。塞栓手技中は7本が正しい位置に到達し、残る1例では蛇行がある状況でも親血管主流に基づく再成形により正しい位置への到達が達成された。
  • 動脈瘤は7例（87.5%）で完全閉塞が得られ、残り1例（12.5%）では動脈瘤頸部の残存が認められた。6例（75%）の血管撮影による追跡でRaymond分類Iが5例（83.3%）、IIが1例（16.7%）であったことから、ACA A1後壁の未破裂動脈瘤に対する塞栓術において、親血管血流のCFDシミュレーションに基づくマイクロカテーテル成形は、塞栓に適した位置への到達を安全かつ有効に促し、良好な安定性と支持性をもたらすことが示唆された。

(123) 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: 10.1055/s-0043-1776990

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💬 AI 翻訳タイトル

近位A1セグメントの後面から発生し、後下方へ突出し、かつA1セグメント由来の複数穿通枝と絡み合う未破裂の小型動脈瘤：稀な症例

💬 AI 要約

  • 前大脳動脈（anterior cerebral artery；ACA）A1セグメントから発生する動脈瘤は稀であり、たとえ小型であっても早期破裂の傾向を示すことから、A1セグメントでは血管奇形を伴って形成されることがある。
  • 本報告では、57歳女性の近位A1セグメントの後面から発生し、後下方へ向かって突出し、さらに複数の穿通枝が動脈瘤を取り囲むように絡み合った小型で未破裂のA1セグメント動脈瘤に対して、微小外科的クリッピングを実施した。
  • 術中には、動脈瘤のクリッピングと、絡み合った複数の穿通枝を温存・修復（salvaging）することの両立が困難であった。
  • 本症例は、A1セグメント後面から後下方へ突出する小型未破裂動脈瘤では、穿通枝が複雑に絡み合い病変がより深部に位置し得るため、神経学的後遺症を回避しつつ治療することが難しい点を理解するうえで重要である。

(124) Stangler

📕 書誌情報

Defining the Spatial Resolution of Analyte Recovery during Microperfusion-Based Sampling of Brain Parenchyma.

Luke A Stangler, Su-Youne Chang, Inyong Kim, Jonghoon Choi, Abbas Z Kouzani, Kevin E Bennet, Terry C Burns, Jamie J Van Gompel, Gregory A Worrell, Charles L Howe

ACS Chem Neurosci, 2024 Sep 04

  • Keywords: biomarker, brain, computational fluid dynamics, diffusion, interstitial fluid, microperfusion

  • DOI: 10.1021/acschemneuro.4c00410

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💬 AI 翻訳タイトル

マイクロ灌流ベースの脳実質サンプリングにおける分析対象（アナライト）回収の空間分解能の定義

💬 AI 要約

  • 脳固有の構造と血液脳関門は、間欠的な神経病原性プロセスの理解を妨げる脳実質由来バイオマーカーの測定に関する課題を課しているため、本研究はマイクロ灌流プローブによる直接的な間質液サンプリングにおける空間的限界を明らかにすることを目的とした。
  • 脳内におけるマイクロ灌流の空間的制約を検討するため、計算流体力学（CFD）モデリングと動物モデルでの蛍光標識デキストランの回収に関する実験的検証を行った。
  • デキストランは、注入点から2 mmの位置にプローブを埋め込んだ場合に、注入点から5 mmの位置に埋め込んだ場合よりも顕著に、6時間のサンプリング期間にわたってマイクロ灌流により回収可能であった。
  • 実験的な回収率はシミュレーション値の約1%に概ね一致し、このパラメータが、マイクロ灌流液（microperfusate）中で測定されるタンパク質の最大組織内濃度および本研究のマルチモーダル・マイクロ灌流プローブによりサンプリングされる空間領域の実用的上限設定に利用できることを示唆した。

(125) Popadic

📕 書誌情報

Experimental Broad-Based Curved Sidewall Aneurysms in Rabbits Mimicking Human Carotid Siphon Aneurysms: Proof of Feasibility and Comparability Using Computational Fluid Dynamics.

Branko Popadic, Florian Scheichel, Cornelia Pangratz-Daller, Roberto Plasenzotti, Helga Bergmeister, Thomas Haider, Georg Mach, Martin Krssak, Camillo Sherif

World Neurosurg, 2024 Oct

  • Keywords: Broad-based sidewall aneurysms, Computational fluid dynamics, Experimental aneurysms, Proof of feasibility

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2024.08.041

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💬 AI 翻訳タイトル

ウサギにおけるヒト頸動脈サイフォン動脈瘤を模倣する実験的な広基部の湾曲側壁動脈瘤：計算流体力学による実現可能性と比較可能性の検証

💬 AI 要約

  • 本研究は、頸動脈の広基部側壁動脈瘤に対する新規先進的血管内デバイスの性能評価に資する、当該動脈瘤タイプを模倣した信頼性の高い動物モデルの必要性に基づき、その実現可能性とヒトとの比較可能性を検討することを目的とした。
  • 方法として、体重2.5〜3.5 kgのニュージーランド白ウサギ12匹に実験動脈瘤を作製し、ヒト頸動脈サイフォンは両側総頸動脈間の端々吻合により模倣したうえで、動脈瘤の広基部側壁病変を模擬するために凸側に静脈ポーチを縫着した。
  • 術後4週に3テスラ（3-T）磁気共鳴血管撮影（MRA）で開存性と形状を評価し、さらにウサギとヒトの広基部側壁動脈瘤における流動条件の比較のために、種特異的な血液粘度値を用いた代表的計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施した結果、周術期死亡は0%であった。
  • 開存性は12動脈瘤中11例（91.7%）で3-T MRAにより確認され、動脈瘤長は6.4〜9.8 mm、動脈瘤頸部は7.3〜9.8 mmであった；CFDではウサギおよびヒトの動脈瘤いずれも渦が1つの単純な流れパターンを示し、種特異的粘度値を用いた壁面せん断応力（WSS）指標はウサギ平均1.65 Paとヒト平均1.7 Paで同等であったことから、頸動脈サイフォンを模倣する広基部湾曲側壁動脈瘤モデルは高い開存率と低い罹患（morbidity）を示し、シミュレーションによってヒトの血流パターンおよび動脈瘤内バイオメカニクスに対する高い比較可能性が示された。

(126) 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: 10.3171/CASE24194

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の頸部クリッピング後の外科的クリップ頸部における形態および血行動態の評価：実例報告

💬 AI 要約

  • 本研究は，サイレント磁気共鳴血管撮影（silent magnetic resonance angiography）を用いた3次元（3D）多融合画像により，脳動脈瘤のクリッピング後に形成されたクリップ頸部複合体の形態を明瞭に描出し，さらに数値流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析によりクリップ頸部近傍の母血管血行動態を詳細に評価することを目的とした。
  • 対象は，サイレント磁気共鳴血管撮影の3D多融合画像および高速スピンエコー磁気共鳴槽撮影（fast spin echo magnetic resonance cisternography）を統合してクリップ頸部複合体の形態を抽出した症例であり，あわせてCFD解析によりクリップ頸部での母血管の血行動態を評価した。
  • 3D多融合画像により，クリップ頸部複合体内におけるクリップの配向と形状ならびに母血管の形態を可視化できた; さらにCFD解析では，クリップの輪郭に対応する壁面せん断応力（WSS）の大きさの変動の高強度領域（WSSm variation）およびベクトル方向性に関連するWSSのベクトルの変動の有意な領域（WSSv variation）が3Dで描出された。
  • 意図的に残存した頸部は，筋移植片（muscle grafts）で被覆された領域として，WSSmの変動値が低くWSSvの変動値が高い所見として表現され，3D多融合画像とCFD解析の併用により，頸部クリッピング後のクリップ頸部複合体に対する形態学的ならびに血行動態学的な可視化と評価が可能であることが示された。

(127) 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

💬 AI 翻訳タイトル

白質高信号と関連する眼動脈の形態学的特徴および血行動態

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、白質高信号（white matter hyperintensity: WMH）患者における眼動脈（ophthalmic artery: OA）の形態学的・血行動態学的特徴を明らかにし、WMHの有無および重症度とOA特性との関連を評価することである。
  • 方法として、本横断研究にはWMHを有する25名の患者の44眼と、対照群19名の38眼が含まれた。WMHの重症度はFazekasスケールにより評価し、OAの形態学的特徴は三次元再構成に基づいて計測した。さらに、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションを用いてOAの血行動態パラメータを算出した。
  • 結果として、対照群と比較して、WMH患者群ではOAの直径（16.0±0.27 mm vs. 1.71±0.18 mm, P=0.029）、眼動脈の血流の中央値（0.12 m/s vs. 0.22 m/s, P<0.001）、質量流量比（2.16% vs. 3.94%, P=0.012）、および壁面せん断応力（2.65 Pa vs. 9.31 Pa, P<0.001）が有意に低下していた。
  • 共変量で調整した後も、OAの直径、血流速度、壁面せん断応力、および質量流量比はWMHの存在と有意に関連していた。加えて、男性と低比重タンパク質の高値は中等度〜重度の全WMHと関連し、喫煙は中等度〜重度の脳室周囲WMHと関連していた。以上より、OAの直径、血流速度、質量流量比、壁面せん断応力はWMHの存在と独立して関連し得ており、WMHの発症とOA変化の共通機序として動脈硬化が関与している可能性が示唆された。

(128) Dobashi

📕 書誌情報

Flow Diversion Effect in a Saphenous Vein Graft Aneurysm Using a Double-Layer Micromesh Stent: A Case Report.

Kazumasa Dobashi, Yosuke Akamatsu, Jun Yoshida, Kohei Chida, Takahiro Koji, Futoshi Mori, Kenji Yoshida, Yoshitaka Kubo, Makoto Sasaki, Kuniaki Ogasawara

Oper Neurosurg, 2024 Dec 01

💬 AI 翻訳タイトル

二層マイクロメッシュステントによるサフェナス静脈グラフト瘤におけるフローダイバージョン効果：症例報告

💬 AI 要約

  • 本研究は、頸動脈狭窄の治療に用いられ得る二層マイクロメッシュステントがフローダイバージョン効果を示す可能性がある一方で、その実際の効果は不明であることから、サフェナス静脈グラフト（SVG）瘤に対する本ステントの有効性を検討することを目的とした症例報告である。
  • 後方視的に、SVGを用いた高流量バイパス術後13年の66歳女性で増大したSVG瘤に対し、利用可能なフローダイバートステントのサイズが不十分であったため、CASPER RX（7×25 mm、MicroVention）の二層マイクロメッシュステントをそのフローダイバージョン効果を期待して留置した。
  • 留置前後の計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析により、瘤内における平均流速および壁面せん断応力（wall shear stress）の有意な低下が認められ、実際のフローダイバージョンが示唆された。
  • 術後2か月の血管造影では瘤の完全閉塞が確認され、二層マイクロメッシュステントのフローダイバージョン効果によりサフェナス静脈瘤が閉塞に至ったことを示した；本ステントは頸部頸動脈瘤の治療における実行可能な代替となり得る。

(129) Kato

📕 書誌情報

[Simulation for Endovascular Treatment].

Naoki Kato, Soichiro Fujimura, Tohru Sano, Hiroyuki Enomoto, Michiyasu Fuga, Gota Nagayama, Shunsuke Hataoka, Issei Kan, Toshihiro Ishibashi, Yuichi Murayama

No Shinkei Geka, 2024 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

血管内治療のためのシミュレーション

💬 AI 要約

  • 高解像度画像と計算流体力学（CFD）および計算構造力学（CSM）解析の進展により、血管内治療の臨床シミュレーションが現実的に実施可能となってきた点を背景として、本研究はその有用性を論じることを目的とする。
  • 仮想ステントを用いたコイル塞栓術のためのシミュレーションに加え、低プロファイルで透視下の血管内支持が視認しやすいステントやフローディバイターのようなブレイデッドステントでは、留置後の伸長・収縮を予測する困難さを踏まえたより精密な治療計画のためのソフトウェア開発について述べられている。
  • さらに、3Dプリンタ（3D printer）モデルを用いたシミュレーションにより、頭蓋内ステント留置やWoven EndoBridge（Woven EndoBridge）留置といった手技を現実的に再現でき、動静脈奇形や硬膜動静脈瘻（dural arteriovenous fistula）などのシャント疾患に対して、シャントへの到達経路の3次元可視化と直感的な治療戦略立案が可能であることが示されている。
  • CFD、CSMおよび3Dプリンタを用いたシミュレーションは、新規デバイスへの対応や術者トレーニングに重要であり、医工連携の活用とともに、規制当局の承認（保険適用を含む）およびシミュレーションの適切な商業化が将来に向けて不可欠であると結論づけている。

(130) 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: 10.3389/fneur.2024.1268433

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    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 3.02

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂頭蓋内動脈瘤に対するステント併用コイル塞栓術後の遅発性脳内出血の分類と血行動態学的特徴

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ステント併用コイル（SAC）塞栓術後に発症する症候性遅発性脳内出血（DICH）の血行動態学的リスク因子を明らかにし、その血行動態プロファイルに基づくDICH分類を確立することである。
  • 本単施設の後ろ向き研究では、2021年1月から2022年1月までに内頸動脈（ICA）に存在する未破裂頭蓋内動脈瘤（UIA）にSAC塞栓術を施行した症例を対象とし、術後DICHを発症した8例をDICH非発症の対照16例とマッチさせた。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）を用いて、塞栓術前後の遠位血管［終末ICA、前大脳動脈（ACA）、中大脳動脈（MCA）］における血行動態変化を評価し、DICH関連血管と非関連血管（ACAまたはMCA）を区別してそれらの変化を比較した。
  • DICHは術後の血流速度変化に基づき2型に分類され、型1ではDICH関連血管の平均速度増加率が非関連血管より有意に低下し（-47.25±3.88% vs 42.85±3.03%、p<0.001）、型2では有意に高値であった（110.58±9.42% vs 17.60±4.69%、p<0.001）; いずれのDICH型でも対照群より不均衡インデックスが高く、遠位動脈の血流分布の変化とDICH発症との関連が示唆された。