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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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    • 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-4.1-2025-04-14 (OpenAI, 2025-04)
    • データ更新日：2025-04-18

(001) Caddy

📕 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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💬 AI 翻訳タイトル

受動的環境加熱および運動負荷時におけるヒト網膜および脳の血行動態の熱調節への再分配

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ヒトにおいて生態学的に妥当な環境熱ストレスおよび運動負荷が、脳、皮膚、網膜の血管反応に及ぼす影響を生理学的評価と計算流体力学（CFD）モデリングを組み合わせて検証することである。
  • 若年健康成人を対象に、気候制御下での受動的加熱（PH）および加熱下運動（HE）中の大動脈、内頸動脈、中心網膜動脈における血流応答をドプラ超音波および光干渉断層血管造影で測定し、網膜三次元血行動態（血流および圧力）はCFDシミュレーションで評価した。
  • PHでは皮膚微小血管血流が増加した一方、網膜微小血管血流は減少し（ICA血流は変化なし）、HEではこれらの差がさらに拡大し、血管別および微小血管領域別に有意な相互作用が認められた。
  • CFDシミュレーションの結果、HE後に全体的な壁剪断応力（WSS）および血管腔圧が低下することが示され、実環境的な熱負荷下では熱調節を優先する血流再分配が全身および脳内で生じることが明らかとなった。

(002) 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

コイル塞栓術による脳動脈瘤治療におけるVERが血流速度に及ぼす影響のCFD研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、コイル塞栓術におけるvolume embolization rate（VER）が、さまざまな患者群において脳動脈瘤内血流速度に与える影響をCFD（計算流体力学）解析を用いて評価することである。
  • 方法として、31例の基底動脈先端部動脈瘤を対象に、コイル塞栓後の塞栓コイル塊を多孔質媒体モデルでシミュレートし、VERを5%から40%まで5%刻みで変化させてCFD解析を行った。
  • その結果、コイル塞栓により得られる動脈瘤内速度減少率（reduction ratio of velocity: RRV）はVERの上昇とともに単調に増加し、特にVER上昇により急速に90%まで到達した。
  • 多くの症例でVER20～25%でRRV90%を達成できたが、後大脳動脈径が大きい基底動脈先端部動脈瘤では十分な血流減少のためにさらなる高VERが必要であることが示唆された。

(003) 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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💬 AI 翻訳タイトル

静音磁気共鳴血管撮影（MRA）を用いたコイル塞栓術後の脳底動脈分岐部脳動脈瘤残存腔増大の血行動態評価：症例報告

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、コイル塞栓術後の脳底動脈分岐部動脈瘤における残存腔（residual cavity, RC）の形成および増大メカニズムを血行動態的に評価することである。
  • 本症例では、造影剤や金属アーチファクトの影響を受けない静音MRAと数値流体力学（CFD）解析を組み合わせ、RC成長に関与する血行動態因子を連続的に検討した。
  • RCの初期形成は、動脈瘤頸部から新生内皮面への血流衝突に起因するコイル圧縮によって垂直方向の増大を示し、後期には主流入ジェットから分離した二次流がRC遠位部に生じ、血流停滞と壁脆弱化、水平拡張を誘発した。
  • 本症例は、二次分離流がRC拡大および動脈瘤壁の脆弱化に寄与することを示唆しており、静音MRAを用いたCFD解析はコイル塞栓術後RC血行動態の理解と管理に有用であると考えられる。

(004) Iorio

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

脳間質空間における流体流動とアミロイド輸送および凝集

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、アルツハイマー病の発症および進行の指標であるアミロイドタンパク質の凝集に関与する、脳間質空間（ISS）における生体老廃物クリアランスの駆動機構を解明することである。
  • 本研究では、計算流体力学（CFD）および分子動力学（MD）解析を組み合わせ、脳間質空間内での流体の流れとタンパク質輸送における役割を検討した。
  • その結果、アミロイドβタンパク質のクリアランスにおいては拡散が主要な機構である一方で、アミロイドβの凝集体や細胞外小胞のような大きな分子体の輸送は流体の移流（advection）によって導かれることが示された。
  • さらに、大きなプレフィブリル（prefibril）が流体の流動やせん断に及ぼす影響を定量的に明らかにし、不規則な脳間質空間でも流体力学的相互作用がアミロイドβの凝集を全ての段階で促進することを示した。本研究成果は、脳間質空間に作用する抗体などの治療薬における流体流動および溶媒—溶質相互作用を理解する上で重要である。

(005) Ma

📕 書誌情報

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

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

Front Neurol, 2024

  • Keywords: angioarchitecture, arteriovenous malformation, computational fluid dynamics, hemodynamic, pressure, wall shear stress

  • DOI: 10.3389/fneur.2024.1474857

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動静脈奇形の排出静脈における定量的血行動態：数値流体力学（CFD）に基づく予備的研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動静脈奇形（AVM）の排出静脈における定量的血行動態と破裂との関係を数値流体力学（CFD）を用いて予備的に検討することである。
  • 方法として、CTA（computed tomography angiography）ベースの定常状態CFDモデルを用いてAVM排出静脈の血行動態パラメータを算出し、破裂群と非破裂群の形態学的および血行動態的パラメータを比較した。
  • その結果、排出静脈の形態学的パラメータは両群で同様であったが、破裂AVMの排出静脈においては血管内圧および後方セグメントの壁せん断応力（WSS）が有意に高く、破裂AVMではセグメントごとにWSSが線形的に増加し、高速セグメントの頻度も高かった。
  • このことから、破裂AVM排出静脈は血管内圧および後方セグメントWSSが高いこと、WSSがセグメント分割で線形的増加傾向を示すこと、特に後方セグメントで高速セグメントが多いことを明らかにした。

(006) 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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💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈内膜剥離術患者における脳灌流のマルチモダルモニタリング：数値流体力学的研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頸動脈内膜剥離術（CEA）患者における術後の脳灌流変化およびその影響因子を、脳局所酸素飽和度（rSO2）、頸動脈超音波（CU）、CT血管撮影（CTA）、CT灌流画像（CTP）と数値流体力学（CFD）評価を統合して解析することである。
  • 内頸動脈（ICA）狭窄症例にCEAを施行し、術前後のCU、CTA、CTP、rSO2による評価、およびCFDによる血行動態パラメータ（総圧TP、壁せん断応力WSS、壁せん断応力比WSSR、病変横断圧比PR）の計測を行い、脳灌流変化の要因をピアソン相関と多変量ロジスティック回帰分析により検討した。
  • 臨床コホート56例中、9例で術後脳過灌流（CH）が発症し、CFDではTP、WSS、WSSRが有意に減少し、PRが有意に増加したほか、脳血流変化率（ΔCBF）はΔPRおよびΔrSO2と正の相関、ΔTP、ΔWSS、ΔWSSRと負の相関を示した。
  • CFDに基づくマルチモダルモニタリングは、単一モダリティよりも高い感度・特異度でCEA患者の脳灌流変化およびCHリスク因子の同定に有用であるが、その臨床的有用性についてはさらなる検証が必要である。

(007) Faryami

📕 書誌情報

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

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

Fluids Barriers CNS, 2024 Dec 19

  • Keywords: Benchtop model., Bioreactor chamber, CSF amplitude, CSF dynamics, Cerebrospinal fluid flow pattern, Hydrocephalus, In vitro modeling, Microfluidic, Pump

  • DOI: 10.1186/s12987-024-00600-1

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💬 AI 翻訳タイトル

目的別に設計された高スループット水頭症バイオリアクターにおける生理的および病理的拍動性脳脊髄液流の再現

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、生理的および病理的な拍動性脳脊髄液（CSF）流を再現可能な新規高スループットin vitro水頭症研究モデル（AIMS: Automated In vitro Model for hydrocephalus research）を開発し、水頭症治療用バイパスカテーテルの閉塞メカニズム解明に資することである。
  • AIMSは、臨床的に観察されるさまざまなCSF流パターン（脈波振幅、脈動率、バルクフロー速度）を高スループットで再現できるよう設計されており、複数のチャンバー材質・流路形状における流速と流体ベクトルをCFD（Computational Fluid Dynamics）解析などを用いて評価した。
  • AIMSを用いた実験により、四種類のチャンバー全てにおいて臨床で計測される生理的および病理的CSF流パターンの再現が可能であり、チャンバーバッチ間でのピーク振幅に統計的有意差は認められなかった。
  • 本AIMSシステムは、拍動性CSF流と免疫細胞、シャントデバイス間の相互作用を臨床的条件下で解析可能とする有望なプラットフォームであり、将来的には三次元ハイドロゲル足場と組み合わせることで、シャント閉塞機序の解明および治療戦略の改善に寄与することが示唆された。

(008) Liu

📕 書誌情報

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

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

Diagnostics (Basel), 2024 Dec 03

  • Keywords: aneurysm wall enhancement, aspect ratio, middle cerebral artery bifurcation aneurysms, near-wall slow flow, silicone models

  • DOI: 10.3390/diagnostics14232722

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💬 AI 翻訳タイトル

中大脳動脈分岐部動脈瘤の血管壁MRIにおける壁面増強には壁近傍の緩徐な血流が寄与する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、中大脳動脈（MCA）分岐部動脈瘤の血管壁MRI (vessel wall MRI; VW-MRI)における動脈瘤壁増強（aneurysm wall enhancement; AWE）の形態学的かつ血行動態学的なメカニズムを解明することである。
  • 未破裂中大脳動脈分岐部動脈瘤を有する患者にVW-MRIを実施し、ロジスティック回帰分析やシリコーンモデルを用いた画像解析および計算流体力学（CFD）解析を行った。
  • ロジスティック回帰分析の結果、アスペクト比（aspect ratio; AR）がAWEと有意に関連し、高AR群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、低流速領域の割合および壁増強値が高いことが示された。
  • 以上の結果より、ARはMCA分岐部動脈瘤のAWEに関与しており、高ARは壁近傍の緩徐な血流を惹起することで壁増強（wall enhancement）を促進する可能性が示唆された。

(009) Vikström

📕 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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💬 AI 翻訳タイトル

非侵襲的脳灌流圧評価法：選択的前向き脳灌流を用いた大動脈弓手術術前計画への応用

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、選択的前向き脳灌流（SACP）中の脳灌流圧（CPP）を予測する新たな非侵襲的手法を開発し、術前にSACPのアプローチ選択を支援することである。
  • 方法として、大動脈弓手術適応患者5例に対して、術前にCTアンギオグラフィ（CTA）および4DフローMRIを用いて個別の脳動脈解剖と血流を評価し、そのデータを基にコンピュータ流体力学（CFD）シミュレーションによって血管抵抗を推定した。
  • 推定した血管抵抗と実際の術中SACP圧および流量設定をモデルの境界条件に適用し、対側のCPPを予測し、術中に測定した圧と比較した結果、uSACPで中央値2.4 mmHg（範囲：-0.2-18.0）、bSACPで0.8 mmHg（範囲：-3.3-5.4）の誤差でCPP予測が可能であった。
  • 本手法はSACP中の対側CPPの予測に有用であり、特に側副動脈のサイズが予測感度に大きな影響を与えることが示され、SACPモデリングの精度向上における重要な要件が明らかとなった。

(010) Rezaeitaleshmahalleh

📕 書誌情報

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

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

Sci Rep, 2024 Dec 04

💬 AI 翻訳タイトル

前脳血管領域における計算流体力学(CFD)シミュレーションのためのほぼ自動化されたオープンソースパイプラインの開発：実現可能性の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、前脳血管領域における計算流体力学(CFD)シミュレーションのワークフローを自動化し、臨床現場での利便性を向上させることにある。
  • 本研究では、18名の患者から得た血管造影データを用い、深層学習（DL）画像セグメンテーションモデル(ARU-Net)を活用して血管3次元モデルを生成し、Vascular Modeling Toolkit（VMTK）やTetGen等のオープンソースソフトウェアを用いて形状精緻化およびメッシュ生成を行なった後、SimVascular solverによるCFDシミュレーションをほぼ自動化したパイプラインで実施した。
  • 手動および自動化（DLベース）セグメンテーションから得られた幾何学的および血行動態的パラメータの比較により、両者間で高い一致度（PCCおよびICCの高さ、RD値3–10%）が確認された。
  • 以上より、本パイプラインは従来の手動CFDプロトコールと同等の信頼性を維持しつつ、ユーザーの作業負担を大幅に軽減し、CFDシミュレーションの効率的な実施を可能とすることが示唆された。

(011) Zhai

📕 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, 2024 Dec 04

💬 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）および血行力学的解析に基づく傍クリノイド動脈瘤破裂の識別因子

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、形態学的コンピュータ支援半自動計測（CASAM）および血行力学的解析に基づき、傍クリノイド動脈瘤の破裂リスク因子を同定することである。
  • 中国脳動脈瘤プロジェクト（CIAP）データベースから抽出した304例の傍クリノイド動脈瘤（未破裂285例、破裂19例）について、CASAMによる形態パラメータの定量化およびCFD（Computational Fluid Dynamics）による血行力学的シミュレーションを実施し、単変量および多変量ロジスティック回帰解析を用いて破裂の独立危険因子を検討した。
  • 破裂例ではアンデュレーション指数（UI）および非球面指数（NSI）が有意に高く、ICA前方に位置する傍クリノイド動脈瘤はその他の向きに比べて破裂しやすいことが示された；さらに、多変量解析により高UI（オッズ比1.086）および大きな低剪断応力領域（LSA; オッズ比1.034）が独立した破裂リスクであることが明らかとなった。
  • これらの所見は、傍クリノイド動脈瘤の破裂リスクモデルの構築に資するものであり、今後の臨床意思決定の質向上および患者予後の改善に貢献する可能性が示唆された。

(012) 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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💬 AI 翻訳タイトル

静電フィルター・ダイバーターステント脳血管保護デバイスの性能評価：小粒子に焦点を当てた広範な静電場の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、心房細動（AF）や経カテーテル大動脈弁留置術（TAVI）患者における脳塞栓症リスク軽減を目指し、静電フィルター・ダイバーターステント（electrostatic filter-diverter stent）脳血管保護デバイスの静電場設定と粒子捕捉性能を評価することである。
  • 方法として、計算流体力学（CFD）およびラグランジュ粒子追跡法を用いて、さまざまなデバイス形状および流量条件（健常およびAF患者）下での粒子挙動とデバイス性能を二段階で解析した。
  • 結果として、最適化されたデバイスにより微小粒子は静電反発によって偏向され、比較的大きな粒子はストラット間隔による機械的遮蔽で阻止され、全粒径範囲で実効的なフィルタリングが得られた；特に三大弓動脈全てへの設置により、健常モデルで62.6%、疾患モデルで51.2%の粒子侵入抑制効果が認められ、既存の経口抗凝固療法の効果を上回った。
  • このデバイスは、抗凝固療法を必要としない新しい脳塞栓・無症候性脳梗塞（SBI）予防手法を提供し、高齢およびAF患者の増加に対応する上で臨床的意義が高いことが示唆された。

(013) Cabaniss

📕 書誌情報

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

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

Biomech Model Mechanobiol, 2025 Feb

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

  • DOI: 10.1007/s10237-024-01910-x

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤治療のための形状記憶ポリマーフォーム（SMPf）ベース血管内塞栓デバイスに関するCFD解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、形状記憶ポリマーフォーム（SMPf）を基盤とした患者個別化血管内治療デバイスの血行力学的および対流熱伝達への影響を、6例の患者固有の動脈瘤形状に対する数値流体力学（CFD）解析を用いて評価することである。
  • SMPfデバイスは流れ解析では完全拡張した連続多孔質媒体として、熱伝達解析ではさまざまな拡張度合いでモデル化され、さらに既存文献を参照した定性的な検証および格子独立性研究による最適セルサイズの選定が行われた。
  • 流れ解析の結果、全ての症例において動脈瘤内平均血流は85%以上、最大血流は45%以上の減少が認められた。
  • 本研究の成果は、血行力学および熱伝達の高度な計算モデルを統合した新規かつ実用的なフレームワークを提供し、今後の頭蓋内動脈瘤に対する個別化血管内塞栓デバイスの設計最適化と治療成績向上に寄与する可能性が示された。

(014) Li

📕 書誌情報

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

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

Int J Numer Method Biomed Eng, 2024 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

高速仮想展開および離散要素法(DEM)に基づく脳動脈瘤用サッカ内血流遮断デバイスのリアルタイム手術計画

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、サッカ内血流遮断（intrasaccular flow disruption, IFD）デバイスを用いた動脈瘤治療のために最適化されたリアルタイム手術計画プラットフォームを開発することである。
  • 本プラットフォームは、高速仮想展開（fast virtual deployment, FVD）アルゴリズムと離散要素法（discrete element method, DEM）によるCFD（computational fluid dynamics）解析を組み合わせることで、効率的なデバイス展開と術後の血行動態評価を可能にした。
  • FVDアルゴリズムは適応的壁面付着および曲率制御システムを用いて、理想化モデルおよび患者固有モデルでのシミュレーション検証が行われ、展開後のデバイス特性をDEM粒子として血流シミュレーションに取り込むことで、ベンチテストや有限要素法（finite element method, FEM）解析、血管造影データと高い整合性を示した。
  • 本プラットフォームは計算効率と解析精度の両面で大きな改良を示し、動脈瘤治療におけるリアルタイム手術計画に有用な革新的枠組みとして、臨床応用への重要な意義を持つことが示唆された。

(015) Martin [1]

📕 書誌情報

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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💬 AI 翻訳タイトル

内頸動脈ブリスター動脈瘤の計算血行動態的病態生理

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、内頸動脈（ICA）ブリスター動脈瘤の発生過程における血行動態的要因を計算科学的手法により解明することである。
  • 患者画像データを用いてICAの正常およびタイプⅠ・Ⅱブリスター動脈瘤の3次元構造を再構築し、フィニットボリュームソルバーを用いた数値流体力学（CFD）解析で瘤形成前後の血流動態および壁面せん断応力（WSS）分布を評価した。
  • その結果、4症例中2症例では、動脈瘤形成前の予定部位遠位側の背側壁でWSSが有意に上昇しており、動脈瘤が逆行性（retrograde）に形成される可能性が示唆された。また、動脈瘤形成後は瘤近位・遠位境界においてWSS勾配（WSSG）が著明に増加し、近位部の低WSSおよび高WSSGがブリスター動脈瘤術中に観察される近位壁内血腫の進展に関与する可能性が明らかとなった。
  • 本研究で開発した計算血行動態解析パイプラインは、WSSおよびその勾配の影響評価を可能とし、ブリスター動脈瘤が逆行性または順行性（anterograde）に発生しうるという仮説を支持する学術的貢献が示された。

(016) Benemerito

📕 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（CFD）および形状解析による脳動脈瘤破裂リスク層別化の精度向上

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、未破裂脳動脈瘤（UIA）の破裂リスクをより正確に層別化するため、画像由来の特徴量をPHASESスコアに組み込むことによって分類精度が向上するかを検討することである。
  • 170名（うち破裂瘤78名）の患者の断面データを用い、画像から抽出した計算流体力学（CFD）および形状解析による特徴量とPHASES変数を組み合わせ、5つのリッジ回帰ロジスティックモデルを構築した。
  • 従来のPHASES単独モデル（AUC 0.63）に比べ、CFDおよび形状解析由来の特徴量を加えたすべてのモデルでパフォーマンスが向上し、AUCは0.71に到達した。
  • 形状指標である非球面指数とCFD指標である最大振動剪断応力指数が破裂状態の強い予測因子であり、臨床データと画像ベースの流体・形態解析の統合による分類精度向上の有用性が示されたが、臨床応用には縦断的データでの検証も必要である。

(017) Zhao

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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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💬 AI 翻訳タイトル

侵襲的圧力および抵抗に基づく血管内治療後の脳灌流フロー予測のための計算手法

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳血管微小循環抵抗（microcirculatory resistance）に基づき、血管内治療（endovascular treatment, EVT）後の狭窄遠位部における速度、流量、圧力をCFDシミュレーションにより予測するモデルの精度を評価することである。
  • 方法として、患者固有の頭蓋外および頭蓋内動脈のモデルを再構築し、脳血管微小循環抵抗の値を使用して治療後の血流速度および流量を推定した。
  • 結果として、CFD計算と経頭蓋ドップラー（transcranial Doppler, TCD）法による平均速度および流量の間には強い相関（速度：r = 0.7733, P = 0.0002、流量：r = 0.8621, P < 0.0001）が認められ、平均速度の一致度についても良好であった（P = 0.2446、平均差 -4.2089、限界 -11.5764～3.1586）が、流量の一致度についてはやや低かった（P = 0.0387、平均差 -0.3272、限界 -0.9276～0.2731）。
  • 本計算手法は、血行動態変化の予測が可能であり、脳血管狭窄病変に対する治療戦略の個別化支援に有用な知見を提供する。

(018) Prochilo

📕 書誌情報

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

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

Transl Stroke Res, 2024 Nov 14

💬 AI 翻訳タイトル

血流依存性内皮化三次元頭蓋内動脈硬化症モデルの開発と検証

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者特異的な中大脳動脈（MCA）モデルを用いた頭蓋内動脈硬化症（ICAD）の実験モデルを開発し、その妥当性を検証することである。
  • 神経画像（CT血管造影など）から構築したMCAモデルにヒト内皮細胞を内皮化し、血流力学的負荷を加えて再現性のあるICADモデルを作製し、さらにSAMMPRIS臨床試験データを利用して検証を行った。
  • 数値流体力学（CFD）解析で得られた血流速度は、狭窄度に関わらず実測された流速と強い相関を示し、後狭窄部の血流障害は狭窄度により異なった。また、単一細胞RNAシーケンスにより血流依存的な内皮遺伝子発現および動脈硬化に関与する遺伝子群が同定され、共焦点顕微鏡では狭窄部関連部位での内皮細胞増殖や形態の変化が確認された。
  • 本研究で開発したプラットフォームは、脳循環の解剖学的特徴に基づきICAD病変と分子経路を精密に再現することが可能であり、ICADに関連した脳卒中治療薬の開発に貢献する重要なモデルである。

(019) Song [1]

📕 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CTA画像および3Dモデルデータセットと臨床的形態学的・血行動態的データ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤の発症、進展、破裂予測のためのAI解析を支援する包括的データセットを提供することである。
  • 本データセットは、105例の中大脳動脈動脈瘤を有する99人の患者および44人の健常対照から得られた高解像度CTA画像、臨床データ、CTA画像から構築した動脈瘤および親血管(artery)の3次元モデルを含む。
  • さらに、本データセットには、動脈瘤の発症における血行動態(hemodynamics)の重要性を考慮し、各症例について計算流体力学(CFD)により取得された形態学的および血行動態的パラメータも付与されている。
  • このデータセットは、CFDに習熟していない研究者も利用可能であり、頭蓋内動脈瘤に関する仮説駆動型またはデータ駆動型の研究を活性化し、本疾患の理解を深める可能性を有している。

(020) Ogilvy

📕 書誌情報

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

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

Surg Neurol Int, 2024

💬 AI 翻訳タイトル

コイリングおよびクリッピング後の残存脳動脈瘤の血行動態挙動の探究：計算流体力学的解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、外科的クリップまたはコイルによる治療前後の残存脳動脈瘤の血行動態パラメータを計算流体力学（CFD）を用いて評価することである。
  • 2015年1月から2024年1月までの連続した患者を対象にレトロスペクティブ解析を行い、デジタルサブトラクション血管造影画像を三次元モデリング技術で再構築し、ANSYS®ソフトウェアで血行動態パラメータを解析した。
  • 治療後、動脈瘤の面積（中央値33.73％低下）および体積（中央値25.3％低下）が有意に減少し、6例中5例で低い壁面せん断応力（wall shear stress, WSS）領域が減少したことが確認された。
  • 平均および高WSS領域の増加と低WSS領域の減少は安定性と破裂リスクの複雑なバランスを反映し、すべてのWSSパラメータが同時に増加する場合は動脈瘤壁への機械的ストレス増大による破裂リスクが最も高まる可能性があり、厳重な経過観察が必要であると結論づけられる。

(021) Satoh

📕 書誌情報

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

Toru Satoh

Surg Neurol Int, 2024

  • Keywords: Aneurysmal bleb, Computational fluid dynamics, Computed tomography angiography, Thrombosis, Wall shear stress

  • DOI: 10.25259/SNI_584_2024

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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

  • 本研究の目的は、未破裂脳動脈瘤ブレブ内血栓形成の力学的メカニズムを、計算流体力学（CFD）解析を用いて明らかにすることである。
  • 方法として、内頚動脈-後交通動脈（IC-PC）瘤において7年にわたるブレブの自然血栓化症例を観察し、ブレブおよびブレブ頸部領域の血行動態をCFDで評価した。
  • その結果、ブレブの減少と消失は、ブレブ内の流量低下、壁面せん断応力の減少（WSSm）、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）の上昇、ならびにブレブ頸部への離散的流線の進入により、ブレブ内うっ血と血栓形成へと至ることが示された。
  • 結論として、CFD解析は脳動脈瘤における血栓イベントの予測に有用であり、本研究は臨床管理戦略の改善に資する重要な知見を提供する。

(022) Ramirez-Velandia [1]

📕 書誌情報

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

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

Oper Neurosurg (Hagerstown), 2024 Nov 12

💬 AI 翻訳タイトル

コイル塞栓術および遅延的フローダイバーター治療を施行した破裂後交通動脈（PComA）動脈瘤の連続的血行動態解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、破裂後交通動脈（PComA）動脈瘤に対し、急性期コイル塞栓術および遅延的フローダイバーター（FD）治療を行った症例における介入各段階での血行動態変化を解析することである。
  • 2013年6月から2022年11月までに急性期コイル塞栓術および遅延的FDが施行されたPComA動脈瘤について、デジタル・サブトラクション・アンギオグラフィ（digital subtraction angiography）による三次元再構築画像とANSYSによるCFD解析を用いて、壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）、低せん断領域（LSA）、および遠位血管の平均血流速度を評価した。
  • コイル塞栓術後、動脈瘤体積と表面積は大きく減少した一方、動脈瘤壁の平均WSSおよび下流血管である中大脳動脈（MCA）と前大脳動脈（ACA）のWSSと速度はいずれも増加し、FD後にはさらなるWSSおよび血流速度の上昇が認められた。
  • 以上より、LSAの増大がPComA動脈瘤破裂の誘因となり得る可能性が示唆され、コイル塞栓術およびフローダイバーターによる段階的治療が血行動態に及ぼす影響を時系列的に明らかにした点で、本研究は学術的貢献を有するものである。

(023) Fillingham

📕 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（CFD）

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳脊髄液（CSF）の流体力学的挙動を解明することを目的としている。
  • 計算流体力学（CFD）を用いて、CSFの圧力および速度の時空間的変化を解析し、さらに患者固有の組織変位を取り入れた新しいCFD手法の結果を提示した。
  • その結果、先進的な医療画像技術、計算能力、および機械学習の進展により、CFDの臨床応用の可能性が高まっていることが示唆された。
  • CSFに対するCFDの臨床的有用性に向けた障壁と今後の展望についても議論し、本研究は今後の臨床用途への発展に学術的貢献を行うものである。

(024) Sherif

📕 書誌情報

Computational Fluid Dynamic Simulations of Cerebral Aneurysms.

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

Adv Exp Med Biol, 2024

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤に対する数値流体力学（CFD）シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、未破裂脳動脈瘤患者に対する個別リスク予測のために導入された数値流体力学（CFD）シミュレーションについて検討することである。
  • 本論文では、動脈瘤の形成および破裂に関する生体力学的および生理学的原理の概要、CFDの計算手順、および評価されるパラメータについて記述している。
  • さらに、最新の文献レビューに基づき、CFDの臨床的価値を議論した。
  • 最後に、現行CFDの方法論的限界および今後克服されうる課題と将来的な発展について検討し、本研究の学術的貢献を強調している。

(025) 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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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤治療における標的的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、頭蓋内動脈瘤治療において、流入ジェット部位でのタンポナーデ率向上の血行動態的効果を明らかにすることである。
  • 方法として、内頸動脈に位置する6例の頭蓋内動脈瘤をもとに有限要素法でコイル展開をシミュレーションし、その後の血行動態を数値流体力学（CFD）シミュレーションで評価した。
  • 結果として、標的的展開群では通常展開群と比較して、低壁せん断応力(LWSS)領域の割合はほぼ同等であったが、相対滞留時間(RRT)領域が有意に広く、頸部領域における流動エネルギーが低く、残存流量(RFV)が大きい傾向が認められた。
  • 結論として、動脈瘤治療において流入ジェットに応じたコイル展開は、より望ましい血行動態環境を創出する可能性が示された。

(026) 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

遺残耳小骨動脈および異常内頸動脈を伴う分岐部および非分岐部脳内動脈瘤の計算流体力学的（CFD）解析：症例報告

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、分岐部動脈瘤と側壁型動脈瘤の発症および進展機序を理解するために、計算流体力学（CFD）の応用可能性を検討することである。
  • 症例は、前交通動脈瘤破裂後の経過観察中、異常内頸動脈（internal carotid artery: ICA）および遺残耳小骨動脈を伴い、14年後に再度PComAループで動脈瘤破裂に至った36歳男性であり、CFDにより異常ICAに起因する側副循環の寄与が明らかとなった。
  • CFD解析の結果、高流量状態が両タイプの動脈瘤発症に寄与する一方で、側壁型動脈瘤には局所的な壁剪断応力（wall shear stress）の増大、分岐部（berry）動脈瘤には分岐部での高い局所血圧が主因であることが示された。
  • 異常ICAによる過生理学的代償血流は、前方および後方循環の分岐部・非分岐部いずれにも脳内動脈瘤発生リスクを上昇させることを示しており、終生的な経過観察の重要性が強調される。

(027) 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

脳内動脈瘤治療用形状記憶ポリマーフォームベース血管内塞栓デバイスのCFDによる検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、患者特異的形状記憶ポリマーフォーム（SMPf）ベースの血管内治療材料の血行動態および強制対流熱伝達効果を、6例の患者特異的動脈瘤形状を用いた計算流体力学（CFD）解析により評価することを目的とした。
  • SMPfデバイスを連続多孔質媒体としてモデル化し、流れ解析では完全膨張状態、熱伝達解析ではさまざまな膨張状態を設定してシミュレーションを行った。
  • 流体解析では、すべての動脈瘤形状において平均動脈瘤内血流が85%以上、最大動脈瘤内血流が45%以上減少することが確認された。
  • 本研究の成果は、患者ごとに最適化されたSMPfデバイスの設計および個別化血管内塞栓術への応用設計指針として有用であることが示された。

(028) Kigka

📕 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

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💬 AI 翻訳タイトル

TAXINOMISISフレームワークにおける無症候性脳虚血：臨床指標および先進的超音波指標との関連性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、TAXINOMISISプロジェクトの一環として、無症候性頸動脈狭窄症（CAS）患者における無症候性脳虚血（SBI）を臨床指標、頸動脈超音波データ、およびCFD解析と相関させて評価することであった。
  • 6つの欧州血管外科センターで登録された無症候性CAS患者195例を対象に、頸動脈超音波、脳MRI（拡散強調・T2/FLAIR・T1強調像）、ドップラーおよびCFD解析を用いた多施設前向き観察研究を実施した。
  • その結果、33例（16.9%）でSBIが認められ、SBI例では体格指数・拡張期血圧・クレアチニン・中性脂肪・心血管介入歴・高次降圧薬・抗凝固薬使用率が有意に高く、また、Saint Mary’s ratioや血管壁低剪断応力（low wall shear stress: WSS）領域の増大が認められた。
  • 本試験は、無症候性中等度CAS患者におけるSBIの有病率およびそのリスク因子に関する重要な知見を提供し、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症に寄与する可能性を示唆するものである。

(029) 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動脈瘤塞栓術における親血管血流の数値流体力学シミュレーションの応用

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、数値流体力学（CFD）技術を用いてシミュレーションした親動脈主血流線に基づくマイクロカテーテル成形が、前大脳動脈（ACA）A1部後壁の未破裂動脈瘤塞栓術に与える影響を検討することである。
  • 未破裂動脈瘤患者8例をレトロスペクティブに登録し、マイクロカテーテル成形後に血管内塞栓術を実施し、臨床データ・塞栓術関連データ・経過観察データを解析した。
  • マイクロカテーテル8本を蒸気成形しin vitroで適切な位置にナビゲートした後、塞栓術中7例で適切な位置にナビゲートが成功し、1例では血管走行に応じた再成形により成功した；7例（87.5%）で完全閉塞、1例（12.5%）で動脈瘤頸部残存を得た。
  • 親動脈血流のCFDシミュレーションをベースとしたマイクロカテーテル成形は、ACA A1部後壁未破裂動脈瘤塞栓術においてマイクロカテーテルの適切な位置へのナビゲーションを可能にし、塞栓術時の安定性と支持性をもたらす安全かつ有効な手法である。

(030) Allaw

📕 書誌情報

A review of intracranial aneurysm imaging modalities, from CT to state-of-the-art MR.

Sammy Allaw, Kameel Khabaz, Tyler C Given, Dominic M Montas, Roberto J Alcazar-Felix, Abhinav Srinath, Tareq Kass-Hout, Timothy J Carroll, Michael C Hurley, Sean P Polster

AJNR Am J Neuroradiol, 2024 Oct 25

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤画像診断法のレビュー―CTから最先端MRに至るまで―

💬 AI 要約

  • 本論文の目的は、頭蓋内動脈瘤（IA）の画像診断に用いられる従来法から最先端のMRI技術に至るまでの多様なモダリティについてレビューし、診断およびリスク層別化の現状を体系的に整理することである。
  • 方法として、CT、CTA、DSA、FLAIR、3D-TOF-MRA、CE-MRAなどの標準的な画像診断法および、MR-VWI、DCE-MRI、CFD（Computational Fluid Dynamics）といった新規MR技術について考察し、さらに人工知能（AI）ソフトウェアの現状と診断・リスク層別化パイプラインへの統合についても評価した。
  • 結果として、これらの高度なMR技術は、これまで注目されてきた瘤径や形態的特徴に加えて、血管壁炎症や透過性、血行動態といった新たなバイオマーカーの非侵襲的評価を可能とし、AIモデルと組み合わせることで診断パフォーマンスの向上が期待できることが示された。
  • 結論として、本レビューは各種モダリティ・シークエンスによるIA画像診断の最前線をまとめ、今後のIA病態評価に向けたプロトコル構築に向けた重要な学術的知見を提供している。

(031) Ceccarelli [3]

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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

センサー内蔵マイクロ流体デバイスを用いた3D血液脳関門モデルの成熟および完全性のリアルタイムモニタリング

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ヒトの血液脳関門（BBB）の状態を高精度で再現し、その成熟および完全性をリアルタイムで非侵襲的にモニタリング可能な新規マイクロ流体デバイスを開発することである。
  • 本デバイスは、薄膜電極を組み込み、電気化学インピーダンス分光法（electrochemical impedance spectroscopy: EIS）によるリアルタイムでのBBBインテグリティ評価を行ったほか、ヒト内皮細胞・アストロサイト・ミクログリアの三次元配置による生理的構造を再現し、CFD（Computational Fluid Dynamics）解析によりin vivo剪断応力条件の模倣を確認した。
  • EIS測定では、周波数依存的なインピーダンス変化により成熟したBBBと未成熟BBBを区別し、蛍光トレーサーを用いた透過性アッセイでも測定結果を裏付けた。また、化学療法薬剤（ドキソルビシンとテモゾロミド）の透過性評価により、薬物通過挙動の予測能力が示された。
  • 提案されたセンサー内蔵マイクロ流体デバイスは、BBBモデル化分野における大きな進展を示し、中枢神経系（CNS）疾患治療薬の開発、疾患モデル作成、および個別化医療のための多用途なプラットフォームとなることが示された。

(032) Shimogonya [3]

📕 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

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤発生における乱れた壁面せん断応力の役割

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤の発生と相関する血行力学的因子を特定することである。
  • 我々は、従来の方法とは異なり、動脈瘤を人工的に除去した前後の同側および対側の中大脳動脈分岐部の血管形態を用いて拍動性血流シミュレーションを実施し、血行力学的指標を評価した。
  • その結果、正規化横方向壁面せん断応力（NtransWSS）のみが動脈瘤除去部位の同側で有意に高く、他の血行力学的指標には有意差が認められなかった。
  • これらの結果から、NtransWSS指標によって捉えられる多方向性の乱れた壁面せん断応力が、脳動脈瘤発生の血行力学的危険因子の一つである可能性が示唆された。

(033) Zhou

📕 書誌情報

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

Lei Zhou, Shanjie Dong, Amir Alahdadi Kheiri

Sci Rep, 2024 Oct 04

💬 AI 翻訳タイトル

生理学的条件が内頸動脈動脈瘤の血行動態に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、体生理（body physiology）が脳嚢状動脈瘤の破裂リスクに与える影響を調査したものである。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics）を用いて、安静時、日常活動時、運動時という三つの生理学的条件下で動脈瘤破裂の可能性を評価する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）、圧力の等高線を解析・比較し、破裂高リスク領域を特定するとともに、動脈瘤の破裂リスクを評価するための統計解析および収縮期最大相における血流動態解析を行った。
  • その結果、動脈瘤ドーム部が最高血圧を示し、流入血流が最初に動脈瘤嚢に接触する領域が、破裂リスクの高い重要な部位であることが示唆された。

(034) Curro [1]

📕 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

前臨床アルツハイマー病における網膜微小血管構造の縦断的評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、前臨床アルツハイマー病（pAD）において血管密度（VD）および中心窩無血管領域（FAZ）が時間経過とともに変化するかどうかを検討することであった。
  • 光干渉断層血管撮影（OCTA）を用いてVDおよびFAZをベースラインおよび2年間の追跡期間中に画像化し、アミロイドβ（Aβ）状態は陽電子放出断層撮影（PET）により判定した。
  • VDはAβ++群で網膜黄斑部内外輪においてAβ-+群およびAβ-群より有意に高値を示し、Aβ-群が視神経乳頭（ONH）および黄斑部領域の両方で他群より有意に高値であり、一方FAZ値には有意な変化がみられなかった。
  • これらの知見より、VD変化はpADで既に観察され、ONHと黄斑部で異なる特徴的な変動を示すことが示唆されたが、さらなる長期間の縦断研究とアミロイド病理の明確な把握がその検証には必要である。

(035) Cho

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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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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学（CFD）による部分結紮アポリポプロテインEノックアウトマウスモデルのアテローム性動脈硬化における壁面せん断応力（WSS）解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、アテローム性動脈硬化の発症メカニズムを解明し、複数の要因間の関連性を明らかにするために、計算流体力学（CFD）を用いて壁面せん断応力（WSS）を解析することである。
  • 方法として、部分結紮および高脂肪食負荷を施したアポリポプロテインEノックアウト（ApoE-KO）マウスにおいて、1週、2週、4週の間隔でMRI画像から再構成した頸動脈の血流解析と病理学的染色・炎症因子との比較を行った。
  • 結果として、血管壁の各部位における時間平均WSS（TAWSS）の標準偏差を用いた新規の定量手法により、週の経過とともに高WSSと低WSSの差が拡大し、この傾向が病理的特徴と連動することが確認された。
  • 結論として、本研究はアテローム性動脈硬化の発症がWSSの空間的不均一性と関連することを明らかにし、脆弱プラーク発生の要因解明および予防戦略構築に新たな知見を提供した。

(036) Chen [1]

📕 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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    • FWCI: 1.129
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💬 AI 翻訳タイトル

磁気共鳴血管造影を用いた椎骨脳底動脈分岐と椎骨脳底動脈拡張症の合併例における血行力学的特性の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、椎骨脳底動脈分岐（VBAF）と椎骨脳底動脈拡張症（VBD）の合併症例における血行力学的特性を明らかにし、臨床治療への示唆を与えることである。
  • 磁気共鳴血管造影（MRA）画像を用いて、動脈の三次元幾何学モデルを構築し、22症例を対照群、S群、L群、U群、Spiral群に分類した上で、数値流体力学（CFD）解析を実施した。
  • VBAFおよびVBDモデルの血行動態パラメータ（血流速度、振動性せん断応力（OSI）、壁せん断応力（WSS）、動脈瘤形成指標（AFI））を算出した結果、L群、U群、Spiral群ではV、OSI、WSSが対照群より有意に高く（P < 0.05）、これらの異常が分岐部位や蛇行する椎骨・脳底動脈に集中していることが確認された。
  • 本研究はL群、U群、Spiral群を高リスク集団と同定し、異常な血行動態が血管壁の病的変化を悪化させて脳梗塞などの有害事象のリスク増大に寄与する可能性を指摘し、臨床的にはこれら集団および対応する血管領域に注意を払う必要性を示唆した。

(037) Wang

📕 書誌情報

Risk factors and predictive indicators of rupture in cerebral aneurysms.

Xiguang Wang, Xu Huang

Front Physiol, 2024

  • Keywords: artificial intelligence, blood biomarkers, cerebral aneurysm, fluid-structure interaction, hemodynamics, imaging modalities, morphology

  • DOI: 10.3389/fphys.2024.1454016

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤破裂のリスク因子および予測指標

💬 AI 要約

  • 本総説の目的は、脳動脈瘤破裂のリスク因子および予測指標に関する現時点での知見を要約することである。
  • 動脈瘤サイズ・形状・部位などの形態学的特徴や、血流パターン・壁面せん断応力（wall shear stress）などの血行力学的要素が、動脈瘤の安定性および破裂リスクに重要な影響を及ぼす因子として明らかにされている。
  • 加えて、炎症反応・細胞外マトリックス再構築・遺伝子多型などの生物学的および遺伝学的因子も動脈瘤破裂に有意な役割を果たすことが近年報告されている。
  • さらに、計算流体力学（Computational Fluid Dynamics）や機械学習アルゴリズムの進歩により新規な破裂リスク予測モデルが開発されているが、正確な予測には今後の検証と臨床応用への統合が必要であり、多様なリスク因子および予測指標の同定は個別化されたリスク評価と治療戦略の最適化に貢献する。

(038) Caddy

📕 書誌情報

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

尾部懸垂に対するマウス網膜血流力学のシミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、尾部懸垂（tail suspension, TS）モデルにおける擬似微小重力環境がマウス網膜の内皮機能障害と血流力学に与える影響を検討することである。
  • 方法として、対照群および14日間のTS群マウスの眼球サンプルを用い、血管叢および内皮細胞死領域を蛍光染色・イメージング後、全網膜を三次元モデル化し、Fåhræus-Lindqvist効果やTSによる圧測定値を反映させた計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施した。
  • その結果、TS群では血管表面積や分岐間距離の減少、小血管領域での壁面せん断応力（wall shear stress, WSS）および圧力の上昇が認められ、内皮細胞死領域ではWSSおよび圧力が高値を示したが、有意性は小から中径血管に限られて観察された。
  • 結論として、擬似微小重力環境は網膜内皮障害と関連し、これは宇宙飛行関連神経眼症候群（spaceflight-associated neuro-ocular syndrome, SANS）の発症メカニズム解明に寄与する知見であり、今後はより多くの大型種や宇宙飛行群を対象に研究を拡大すべきであると考えられる。

(039) Wiśniewski

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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

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💬 AI 翻訳タイトル

コンピュータ流体力学（CFD）解析による巨大脳動脈瘤治療の頭蓋内バイパス評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、巨大未破裂脳動脈瘤（GIA）の術前評価においてコンピュータ流体力学（CFD）および流体-構造連成（FSI）解析の有用性を検討することである。
  • 方法として、CT血管造影を基に作成した患者固有の頭蓋内動脈循環3モデルに対し、バイパス手術と近位動脈瘤閉塞（occlusion）を仮想的に組み合わせ、それぞれ異なる中大脳動脈（MCA）受容枝への吻合を模擬してCFDおよびFSI解析を実施した。
  • その結果、バイパス施行後、瘤内の血行動態指標（壁面せん断応力（WSS）、変動せん断指数（OSI）、時間平均WSS（TAWSS）、圧力）に明らかな低下が認められ、特に側頭枝バイパス時にこれらの低下率が高かった（WSS：35.7％、OSI：19.0％、TAWSS：94.7％、圧力：24.2％）。
  • 結論として、患者固有解剖モデルによるFSI CFD解析は、バイパス併用近位動脈瘤閉塞が瘤内血圧を低下させ血栓形成を促進する有利な環境を構築することを示し、最適なMCA受容枝の選択は術前個別評価が必要である。

(040) Wu [1]

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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

血液粘度が大型頭蓋内動脈瘤の血行動態に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血液粘度が大型頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm, IA）の血行動態に及ぼす影響を明らかにし、動脈瘤の成長および破裂リスクへの潜在的な意義を評価することである。
  • 方法として、8例の未破裂大型内頚動脈瘤に対し、パルス性流入条件を用いたCFD（computational fluid dynamics）シミュレーションを、5段階の粘度（0.004, 0.006, 0.008, 0.010, 0.012 Pa·s）で実施した。
  • その結果、血液粘度の上昇は動脈瘤内の血流速度を有意に減少させ、壁面せん断応力（wall shear stress, WSS）は特に瘤頚部で粘度との有意な正の相関を示した一方、振動性せん断指数（oscillatory shear index, OSI）は一般的に粘度上昇とともに低下傾向を示した（ただし一部例外あり）。
  • これらの知見は、粘度変化が動脈瘤内の速度、WSS、OSIに大きな影響を与えることを示唆しており、CFDシミュレーションにおいて患者固有の粘度値を導入することが、より正確かつ信頼性の高い解析のために不可欠であることを示す。

(041) Wiśniewski [1]

📕 書誌情報

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

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

Comput Biol Med, 2024 Oct

  • Keywords: Brain bypass, Computational fluid dynamics, Dynamic viscosity, Giant aneurysms, Thrombosis, Washout

  • DOI: 10.1016/j.compbiomed.2024.109053

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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学（CFD）：巨大脳内動脈瘤治療における新たな診断ツール

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、巨大脳内動脈瘤（GIA）の術前治療計画における計算流体力学（CFD）の有用性を評価することである。
  • CTアンギオグラムを用いた3名の患者固有モデルに対し、全脳動脈循環領域で流体-構造連成（FSI）CFD解析を実施し、異なる治療操作（近位母血管閉塞およびバイパス）における血流動態変化を解析した。
  • バイパスモデルでは、20心拍周期後に動脈瘤内に「古い血液」が41％残存し、バイパス2では中大脳動脈（MCA）主幹部にも認められたとともに、動脈瘤周辺の血液粘度が7倍増加した。
  • これらの結果から、近位母血管閉塞とバイパス併用は血栓形成を促進し、治療成績を正確に予測できるため、バーチャル手術による血行動態評価は術式選択を支援する有用な指標となり得る。

(042) Han [2]

📕 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症診断バイオマーカー候補の同定

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、高血圧症の新規診断バイオマーカーの同定である。
  • 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収集し、線形モデル法による差次的発現遺伝子（DEGs）の同定およびエピゲノムワイド関連解析（EWAS）を実施した。
  • その結果、37個のDEGsが見出され、1072箇所のCpGサイト（1029遺伝子に対応）が高血圧症の発症と関連し、交差解析を経てCFDおよびOTUB2のメチル化修飾が診断的バイオマーカーとして特定された。
  • 結論として、CFDおよびOTUB2は高血圧症発症の潜在的バイオマーカーであり、本研究は複数のバイオマーカーの組み合わせにより高血圧症診断の信頼性向上に貢献する。

(043) Kliś

📕 書誌情報

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

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

J Neurosurg, 2025 Feb 01

💬 AI 翻訳タイトル

未破裂脳動脈瘤に関連する頭痛の発症機序における動脈瘤血行動態変化の役割

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、未破裂脳動脈瘤患者における頭痛と血行動態パラメータの関連性を解析することである。
  • 著者らは、OpenFOAMを用いた数値流体力学（CFD）解析および各患者特異的な3D動脈瘤モデルを作成し、血液の流速やウォールシアーストレス（wall shear stress）等の計算を行った。
  • 多変量ロジスティック回帰分析の結果、女性、内頚動脈瘤部位、複数動脈瘤、平均瘤内血流速度および時間平均ウォールシアーストレスが頭痛の有無と独立して関連し、治療後の頭痛軽快には内頚動脈血流量が有意に関連した。
  • これらの結果は、脳動脈瘤の血行動態パラメータが頭痛の発症および治療後の症状軽快と関連する可能性を示しており、頭痛の病態解明や治療効果予測の学術的知見を提供する。

(044) Kale

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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セグメント後面から発生し後下方へ突出、多数の穿通枝と絡み合う未破裂小動脈瘤の稀な一例

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、近位A1セグメント後面から発生し後下方へ突出する小型未破裂動脈瘤と多数の穿通枝との絡み合いを有する稀な症例を報告することである。
  • 方法として、57歳女性のA1セグメント近位部後面発生で後下方突出、周囲に多数の穿通枝を伴う未破裂小動脈瘤に対してマイクロサージカルクリッピング（microsurgical clipping）を実施した。
  • 結果として、動脈瘤のクリッピングおよび多重穿通枝の温存は術中に非常に困難であったが、成功裏に施行され得た。
  • 結論として、小型未破裂A1動脈瘤がA1セグメント後面から発生し、後下方向へ突出し複数穿通枝と絡み合う場合、深部に位置し治療の際に神経学的後遺症を回避することが高度に困難であることが明らかとなった。

(045) Ünsal [1]

📕 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

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💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータ選択が閉塞された眼動脈内の血流変化に与える影響：数値流体力学的研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバータ（flow diverter, FD）ステントの選択が、閉塞された眼動脈（ophthalmic artery, OA）内の血流変化および閉塞に及ぼす影響を比較検証することである。
  • 臨床データに基づき、左内頸動脈に巨大動脈瘤と閉塞OAを有する59歳女性患者の数値モデルを作成し、異なる有効金属表面積（effective metal surface area, EMSA）を有する2種類のFDステント（FRED4017およびFRED4518）を仮想展開して血流およびOA閉塞量をシミュレーションした。
  • FRED4017は動脈瘤頸部においてFRED4518よりも高いEMSA値（35%対24.6%）を示し、OA流入口においては低いEMSA値（15%対21.2%）であったが、FRED4017はFRED4518に比べて眼動脈の閉塞量が多く（40%対28%）、より高い眼虚血症候群リスクとなった。
  • FDステントのEMSA値は閉塞OA内の血流および閉塞量に影響を及ぼすため、動脈瘤頸部付近の閉塞された動脈近傍ではOA流入口でEMSA値の低いFDステントの選択が患者に有益である可能性が示唆された。

(046) Mondal

📕 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

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💬 AI 翻訳タイトル

特異値分解による2次元定量的血管造影における注入変動性除去効果：インシリコおよびインビトロファントムを用いた研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤（IA）診断における2次元定量的血管造影（QA）で生じる手動造影剤注入変動性の影響を、特異値分解（SVD）ベースのデコンボリューション手法を用いて低減することである。
  • 研究方法として、三例の内頸動脈瘤を対象に計算流体力学（CFD）を用いてバーチャルアンギオグラムを作成し、各種SVDアルゴリズム（標準SVD、ブロック循環SVD、振動指数SVD）を適用して、造影剤注入期間と流入速度の変動に対するQAパラメータの抽出と変動性解析を行った。
  • その結果、SVDアルゴリズム変法はいずれも、注入期間や流入速度に対してデコンボリューション後のQAパラメータ（PHIRF、AUCIRF、MTT）の変動性を有意に低減し、さらにインビトロファントム実験でも同様の傾向が確認された。
  • 結論として、SVDベースのデコンボリューション技術は、注入期間に起因するヘモダイナミクス指標の変動を効果的に抑制し、2次元QA解析における脳血管疾患診断の精度と信頼性向上に寄与することが示された。

(047) Nishiwaki [1]

📕 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差異

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、成長後の中大脳動脈瘤における破裂リスクと関連する血行動態的特徴を同定することである。
  • 方法として、経過観察中に成長した中大脳動脈瘤9例を対象に、Computational Fluid Dynamics（CFD）解析を用いて血行動態パラメータを評価した。
  • 結果として、ホモセティック成長（Type 1）症例で成長後の最大Oscillatory Shear Index（OSI）が破裂例で有意に高値を示し（破裂例0.455 ± 0.007、非破裂例0.319 ± 0.042、p = 0.003）、新規の高OSI領域が破裂箇所と関連していた。
  • 結論として、成長様式および血行動態指標の変化が破裂リスク評価に重要であり、特に高い最大OSI値はホモセティック成長型動脈瘤の破裂リスク因子となりうることが示唆された。

(048) Jeken-Rico [1]

📕 書誌情報

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

血行力学シミュレーションのための仮想フローダイバーターデバイスの展開および埋め込み法

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバーター（flow-diverter）ステントの展開に関する不確実性や信頼性の課題に対処するため、血管の幾何学的特徴に基づく堅牢な仮想展開手法を開発することである。
  • 提案手法では、過去の研究に基づく改良を加え、展開アルゴリズムの詳細とともに、文献例・in vitro実験・患者データと照合して検証を実施した。
  • その結果、患者データにおける平均角度誤差が5°未満であることが示され、アルゴリズムの精度と頑健性が実証された。
  • さらに、オープンソースツールおよび異方性メッシュ作成（anisotropic meshing）手法を用いた仮想展開済みデバイスの計算メッシュへの埋め込み方法を提示し、その有用性を示した。

(049) 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

脳実質のマイクロパーフュージョンベースサンプリングにおける分析物回収の空間分解能の定義

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳実質由来バイオマーカーの測定における、マイクロパーフュージョンによるサンプリングの空間的限界を明らかにすることを目的とした。
  • 動物モデルを用いて、蛍光標識デキストランの回収および計算流体力学（CFD）モデルによる解析を組み合わせて手法を検討した。
  • その結果、デキストランは注入点から2 mm離れたプローブで特に良好に回収され、実験での回収率はシミュレーションの約1％であった。
  • この知見は、マイクロパーフュージョンプローブにより測定可能な蛋白質濃度およびサンプリング可能な空間範囲の実用的な上限を設定する基準となることを示している。

(050) 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

ウサギにおける広基部湾曲側壁型動脈瘤モデルの作製とヒト内頚動脈サイフォン動脈瘤との比較可能性の検証：数値流体力学 (CFD) を用いた検証

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ヒト内頚動脈サイフォン部広基部側壁型動脈瘤を模倣した動物モデルを確立し、その新規性と比較可能性をCFD（Computational Fluid Dynamics）解析により検証することである。
  • ニュージーランド白色ウサギ12匹において両側総頚動脈の端々吻合および静脈パウチの縫合により実験的動脈瘤モデルを作製し、術後4週目に3T磁気共鳴血管撮影と種特異的血液粘性を反映したCFDシミュレーションを実施した。
  • 術中・術後死亡率は0%であり、91.7%の症例で動脈瘤の開存が確認され、CFD解析ではウサギおよびヒトにおいて単純なワンボルテックスの血流パターンと、種特異的血液粘性を考慮した場合の血管壁せん断応力（mean 1.65 Pa vs. 1.7 Pa）に高い類似性が示された。
  • 本動物モデルは高い動脈瘤開存率および低い罹患率を示し、CFDシミュレーションによりヒト動脈瘤の血流動態と生体力学的特性との高い比較可能性が証明された。

(051) Lee [1]

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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

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💬 AI 翻訳タイトル

バイタルパルプセラピーのパルプキャッピング材として硬膜代替材料を利用するためのマイクロフルイディックフローデバイスモデルの実装

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、炎症により増加した歯髄内圧の緩和を目的として用いる硬膜代替材料（dural substitute）の機械特性を評価し、歯髄幹細胞（hDPSCs）およびヒト臍帯静脈内皮細胞（HUVECs）に対する生物学的応答を解析することである。
  • マイクロ流体（microfluidic）フローデバイスモデルを用いて、歯髄の血流環境を模倣し、計算流体力学（CFD）シミュレーションにより実際の歯髄血流速度と一致する流速を確保した上で、硬膜代替材料をパルプキャッピング材としてMTAの代替適用を評価した。
  • 硬膜代替材料（Biodesign, BDおよびNeuro-Patch, NP）は、上部修復材料や接着剤から放出される2-ヒドロキシプロピルメタクリレート（2-hydroxypropyl methacrylate, HEMA）の浸透に対する抵抗性を示し、MTAがHUVECおよびhDPSCの遺伝子（血管新生および硬組織関連遺伝子）発現を増強した一方で、BDおよびNPは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。
  • したがって、硬膜代替材料はHEMA浸透抵抗性および幹細胞性（stemness）の維持により、バイタルパルプセラピー（VPT）の有望な選択肢となることが示され、さらにマイクロフルイディックフローデバイスモデルは生体歯髄室の細胞応答を高精度に再現し、in vivo試験プラットフォームとしての応用性が期待できる。

(052) Chen [1]

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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: 1.307
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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拍動を伴う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

  • 本研究は、心周期における未破裂脳動脈瘤（UIA）の形態的および血行動態的変化を解析し、不規則拍動と関連する力学的機序を明らかにすることを目的とした。
  • 2017年1月から2019年9月までの脳動脈瘤患者の4D-CTAデータを用いて、R-R間隔を20区間に分割し、3D瘤モデルを抽出後、計算流体力学（CFD）解析により振動せん断応力指数（OSI）や相対滞留時間（RRT）などの血行動態指標を評価した。
  • 不規則拍動を有する瘤では、瘤サイズやボリューム、OSIおよびRRTの心周期を通じた変化量が、非拍動群と比較して有意に大きく、瘤ドーム部位でより顕著な血行動態的不安定性が認められた。
  • 不規則拍動は瘤内の血行動態的不安定性と関連し、拍動現象がみられる部位では破裂リスク上昇の可能性を示唆しており、本研究はUIAの力学的基盤と心周期におけるダイナミクス理解に寄与することが示された。

(053) Imamura [1]

📕 書誌情報

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

Yuki Imamura, Yoshishige Takayama, Ryosuke Kowatari, Masahito Minakawa

J Thorac Cardiovasc Surg, 2024 Jul 29

💬 AI 翻訳タイトル

大動脈瘤手術における逆向きカニュレーション法の戦略：神経学的リスク最小化のための計算流体力学的研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、「シャギー(shaggy)」大動脈を有する全弓部置換術において最適なカニュレーション法を決定するため、計算流体力学（CFD）を用いて血流速度および壁面せん断応力（wall shear stress）を評価することである。
  • 患者個別の大動脈弓部瘤モデルを構築し、3種類のカニュラ（急峻角拡散型、緩徐角拡散型、エンドホール型）について、カニュラ先端の標準方向（大動脈弓側）および逆向き方向（大動脈基部側）で血流動態を比較した。
  • 標準方向ではカニュラ先端の小さな角度変化やタイプの違いによる血流分布への影響が大きく、脳分枝血流が不安定となったのに対し、逆向き方向では全カニュラ型で血流加速や主要血管開口部への影響は認められず、安定した脳分枝血流が維持された。
  • したがって、本シミュレーション結果より、カニュラタイプや向きに関わらずカニュラ先端を大動脈基部方向（逆向き）に配向することが、クリティカルな領域での血流加速を防ぎ、「シャギー」大動脈症例における大動脈弓部手術の最適アプローチとなる可能性が示唆された。

(054) Sidora [3]

📕 書誌情報

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

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

J Neurointerv Surg, 2024 Jul 29

💬 AI 翻訳タイトル

ベルヌーイに立ち返る：脳静脈疾患における狭窄部圧較差および血流量の後方推定のための簡便な式

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血流障害の患者特異的な影響を明らかにするため、臨床的圧較差および最小内腔面積から個別の血流量を推定する簡易なベルヌーイ式の有用性を検証することであった。
  • 方法として、拍動性耳鳴りに対して静脈ステント治療を受けた患者集団から狭窄度および圧較差が異なる10症例を選択し、CT静脈造影から得られた内腔形状をもとにデジタルセグメンテーションを実施し、さらに臨床データに基づきベルヌーイ式を改良し個別平均血流量を推定した。
  • ベルヌーイ式により算出した個別の血流量は、汎用的な血流量を仮定した場合と比較して最大47%の誤差を示し、CFD（Computational Fluid Dynamics）解析による狭窄後の流れ不安定性予測にも大きな違いが生じたが、簡易ベルヌーイ式で推定された圧較差はCFDシミュレーションの結果と高い一致を示した（R2=0.95、傾き=0.98、95%信頼区間0.88–1.09）。
  • 以上より、簡易なベルヌーイ式は現実的な静脈形態におけるCFD由来の狭窄部圧較差を精度良く予測可能であり、臨床的圧較差データから個別血流量の推定や非侵襲的圧較差評価法開発への新たな方向性を示唆する。

(055) Satoh

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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

脳動脈瘤クリッピング後のクリップネックにおける形態学的および血行動態学的評価：症例の提示

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、静磁場磁気共鳴血管撮影（silent magnetic resonance angiography）ならびに高速スピンエコー磁気共鳴システルノグラフィ（fast spin echo magnetic resonance cisternography）を用いた三次元多重融合画像（3D multifusion imaging）によって、脳動脈瘤クリッピング術後のクリップネック複合体の形態を詳細に描出することであった。
  • さらに、親血管のクリップネック部位における血行動態を評価するために、数値流体力学（computational fluid dynamics, CFD）解析を併用した。
  • 三次元多重融合画像により、クリップネック複合体内のクリップの位置や形状、および親血管の形態が可視化され、血行動態解析では、クリップの輪郭に対応した壁面せん断応力強度（WSSm）の変動およびベクトル方向に関連する壁面せん断応力ベクトル（WSSv）の著しい変化が三次元的に描出された。
  • 本手法により、意図的に残した筋組織移植被覆部位は、低WSSm変動かつ高WSSv変動として特徴づけられ、脳動脈瘤術後のクリップネック複合体形態および血行動態の三次元的評価と可視化が可能となった。

(056) Shou

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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

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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脳動脈瘤(IAs)破裂状態の分類手法

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、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、脳動脈瘤（intracranial aneurysms, IAs）の破裂状態を分類する新規な手法を提案することである。
  • 3D DSA画像データから医用画像セグメンテーションおよび再構成アルゴリズムによりIAsの三次元モデルを作成し、Geomagicにて形態学的パラメータを抽出した後、CFD（計算流体力学）により血流力学的クラウドおよびそのパラメータを算出し、PointNetベースモデルで多次元のクラウド特徴量を抽出した。
  • 抽出した16、32、64、1024次元の血流力学的クラウド特徴量に加え、形態学的および血流力学的パラメータと組み合わせて五種の機械学習アルゴリズムでIAs破裂状態の分類を行った結果、16次元クラウド特徴量を用いた際に最も高い分類精度とAUCを示した。
  • 以上より、提案手法はIAs破裂リスク分類の精度向上に寄与し、臨床診断ならびに治療方針決定に有用な知見を提供する可能性がある。

(057) Liu [2]

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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

機械学習指導によるグリオブラストーマ細胞の樹状細胞様抗原提示細胞への変換とそのがん免疫療法への応用

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、グリオブラストーマ（GBM）細胞を樹状細胞様抗原提示細胞（iDC-APC）に特異的にリプログラムする細胞運命決定因子（cell fate determinants, CFD）を、機械学習により同定し、そのがん免疫療法への応用可能性を検討することである。
  • 手法として、機械学習アルゴリズムを用いてCFDを特定し、マウスGBMモデルにおいて、GBM細胞をiDC-APCへと誘導した。
  • 得られたiDC-APCは、形態・遺伝子発現・機能の各面で自然樹状細胞に類似し、抗原提示能およびCD8+細胞傷害性T細胞（CTL）の初期化能を獲得し、免疫能の再活性化と腫瘍増殖抑制、さらに生存期間延長効果を示した。
  • また、ヒトGBM細胞においても、glioma stem-like cellおよび非stem-like cellの両方でiDC-APCへの変換に特有のCFD組み合わせを見出し、計算機指導型かつ腫瘍特異的な細胞変換型免疫療法の臨床応用の可能性が示唆された。

(058) Li

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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

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💬 AI 翻訳タイトル

LVAD流出グラフトの流量および位置が流体‐粒子相互作用および血栓分布に与える影響：一次数値解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、心不全患者の補助循環装置である左室補助人工心臓（LVAD）使用時の血行動態変化および大動脈内血栓移動メカニズムを解明することである。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics）理論を用いて、3種類のLVAD血流量および2箇所の流出グラフト移植位置の組合せを解析し、心周期収縮期における血流の複雑なダイナミクスを明らかにした。
  • シミュレーション結果より、LVAD流出グラフトの位置および流量が血栓の大動脈内分布に著しく影響すること、特に上行大動脈への移植時には高流量が脳血栓症リスクを低減させる可能性があり、下行大動脈への移植時には低流量がそのリスクを抑える可能性が示された。
  • これらの成果は、LVAD移植術における脳血管塞栓症リスク評価の観点から有用な知見を提供するものである。

(059) Goetz [1]

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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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💬 AI 翻訳タイトル

AnXplore：101例の頭蓋内動脈瘤における流体-構造連成(Fluid-Structure Interaction)の包括的研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤の成長および破裂の理解を深め、治療戦略立案に貢献するため、流体-構造連成（FSI）解析を用いて101例の側壁型頭蓋内動脈瘤に対する血行動態特性を評価することである。
  • 方法として、壁が剛体である場合と変形可能（コンプライアント）な場合のシミュレーションを比較し、各種血行動態指標およびリスク指標に及ぼす壁モデリングの影響について統計的解析を行った。
  • その結果、特にドーム近傍での血液再循環やサック平均振動性せん断指数（oscillatory shear index：OSI）に関して、壁の拍動力学が従来の剛体モデルと比較して最大-36%から+674%の大きな変動を引き起こすことが示された。
  • さらに、FSIを用いたフローダイバーターステントも初めて解析し、剛体壁モデルと比較して収縮期のサック平均速度が73%上昇することを明らかにし、FSIモデリングが治療予後予測に与える決定的な意義を示した。

(060) 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 (WMH) と関連した眼動脈形態および血行動態の特徴

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、白質高信号（WMH）患者における眼動脈（OA）の形態学的および血行動態的特徴と、WMHの存在および重症度との関連を検討することである。
  • 方法として、44眼のWMH患者（25例）と38眼の対照群（19例）を対象とした横断研究を実施し、FazekasスケールによりWMHの重症度を評価した後、三次元再構築を用いてOAの形態学的特徴を計測し、コンピュータ流体力学（CFD）シミュレーションによりOAの血行動態パラメータを算出した。
  • 結果、WMH患者のOAは対照群と比較して、血管径、血流速度、質量流量比および壁面せん断応力が有意に低下しており（それぞれP値＜0.05）、これらのパラメータは交絡因子で調整後もWMHの存在と有意に関連していた。
  • 結論として、OAの径、血流速度、質量流量比および壁面せん断応力はいずれもWMHの存在と独立して関連し、さらに動脈硬化がWMH発症とOA変化に共通するメカニズムに関与している可能性が示唆された。

(061) 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

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💬 AI 翻訳タイトル

ヒトフィブリノーゲンベースのフローモデルを用いたフローダイバータのin vitro性能評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ヒトフィブリノーゲンを用いた新規in vitroテストプラットフォームにより、フローダイバータ（flow diverter）のパフォーマンスを評価することである。
  • 方法として、異なる血管角度を有するガラスモデル4種にフローダイバータを設置し、ヒトフィブリノーゲン溶液を各種流量および添加剤条件で循環させ、線維素（fibrin）沈着速度を測定した。
  • その結果、流速5 ml/sec条件およびトロンビン（thrombin）添加により、すべてのモデルで有意に高い線維素沈着率が認められ、特にパラオフサルミックおよび分岐（bifurcation）モデルで著明であった（p = 0.001）。
  • 結論として、本システムはフローダイバータ周囲の線維素沈着に対する血流特性および添加剤の影響を再現可能であり、今後はこのフィブリノーゲンベースモデルを臨床応用に拡張するための検証が必要である。

(062) Luciano [2]

📕 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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    • FWCI: 2.613
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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤を有する脳動脈内の乱流血流

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は，脳動脈瘤を有する脳動脈における数値シミュレーション設定が結果に与える影響を評価するとともに，乱流の発生有無を検討することである。
  • 本研究では，最大200心拍周期および1心拍周期あたり最大100,000回のデータサンプリングレートによる直接数値シミュレーション（direct numerical simulation）が実施された。
  • 逐次平均化（phase-averaging）や三重分解法（triple decomposition）により，速度・圧力・血管壁せん断応力変動に対し，乱流成分と層流パルス波成分の寄与が判別された。
  • エネルギースペクトル解析により，低流量・低Reynolds数にも関わらず動脈瘤近傍で乱流が発生することが示され，また逐次平均化は本流れの理解に有用であるが，結果はシミュレーション条件や後処理手法に大きく依存することが明らかとなった。

(063) Karnam [1]

📕 書誌情報

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

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

Int J Numer Method Biomed Eng, 2024 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

脳内動脈瘤壁の領域別局所血行力学環境の記述

💬 AI 要約

  • 本研究は、動脈瘤壁内の複雑な血行力学的状態の特徴付けと、それが動脈瘤壁のブレブ（bleb）形成に与える影響を明らかにし、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例の患者から得られた359例の脳動脈瘤（IA）および213例のブレブ（IA bleb）のデータセットを用い、患者固有の血管モデルを再構築した上で、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、動脈瘤壁を各種領域（嚢状、流れ方向、局所地形）に分割し、壁せん断応力（WSS）および関連指標とその場の臨界点を算出・解析した。
  • その結果、これらの指標には有意な変動が認められ、低WSSおよび高OSI（Oscillatory Shear Index）領域、とくに動脈瘤体部や中心部ではブレブ形成促進に関連する血行力学的状態が示された一方、瘤頚部や流入・流出域など高WSSおよび正のダイバージェンスを受ける領域でも特異的なリスクプロファイルが明らかとなり、流速衝突や収束の影響が示唆された。
  • 本研究は、動脈瘤の行動が多様かつ複雑であり、低せん断・高せん断環境いずれも異なる機序を通じて病態進展に寄与し得ることを示しており、その学術的意義は動脈瘤破裂リスク評価に新たな視点を与えるものである。

(064) Saglietto [1]

📕 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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💬 AI 翻訳タイトル

心房細動時におけるレントゥキュロストリアート動脈の血行動態に対する血管形態の役割：CFDに基づく多変量回帰解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、心房細動(Atrial Fibrillation; AF)時におけるレントゥキュロストリアート動脈(Lenticulostriate Arteries; LSA)の形態が脳血行動態に与える影響を明らかにすることである。
  • 方法として、7テスラ高分解能磁気共鳴画像法(MRI)により抽出したLSA血管形態と、0次元心血管-脳モデルから得られた内頸動脈の流入条件を用い、CFD解析および多変量回帰分析を行い、AF時の壁面剪断応力(Wall Shear Stress)に最も影響を与える血管の形態的要素を検出した。
  • その結果、MCA(中大脳動脈)の大きさとMCA-LSA分岐角といったいくつかの幾何学的変数が、AF時の血行動態への影響を良好に予測可能であることが明らかとなり、特に鋭角なLSA-MCA入口角を有し、MCAサイズがLSA-MCA分岐下流で小さいLSA形態がAFによる血管障害を受けやすいことが示唆された。
  • 本MRIベースのCFD研究は、AF発症時におけるLSA血管形態の純粋な影響を初めて評価し、AFにより血行動態応答が悪化しやすい形態的特徴の組合せを特定した点で学術的意義がある。

(065) Neidlin

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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

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💬 AI 翻訳タイトル

インペラ補助の有無における静脈動脈型体外式膜型人工肺（VA ECMO）中の差次的低酸素血症の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、異なる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を数値モデルで検討することである。
  • ヒト大動脈モデルにおいて、4種類の大動脈カニューレ先端位置（上行大動脈、下行大動脈、腹部大動脈、腸骨動脈）と3段階の心機能不全およびVA ECMOサポート（50%、75%、90%）の下、合計血流量6 l/分でシミュレーションを行い、50%サポート条件下ではImpella CPデバイスも導入した。
  • 50%、75%サポート時には、より近位側へのカニューレ先端位置が大動脈上枝および冠動脈への酸素供給に有効であること、90%サポートでは先端位置に依存せず十分な酸素化が達成可能であることが示された。
  • さらに、Impellaの使用により後負荷（afterload）が8-17 mmHg低下し、血管酸素化は50% VA ECMOサポートと同等となり、カニューレ先端が近位ほど大動脈弁への圧負荷が増す一方で、Impella使用時には低下することが明らかとなった。

(066) Jin [1]

📕 書誌情報

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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💬 AI 翻訳タイトル

成人および小児鼻腔の嗅部におけるマイクロメートルサイズ粒子の沈着比較解析：数値計算的研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、成人と小児の鼻腔におけるマイクロメートルサイズ粒子の空間的沈着挙動を、異なる鼻腔形態の影響を考慮して評価することである。
  • 嗅部領域に焦点を当て、個体内パラメータおよび粒子特性の影響を考慮し、CT画像に基づく成人および小児の鼻腔モデル（計4例）を作成し、これらに対しCFD（計算流体力学）と離散相モデル（DPM）を用いて粒子輸送および沈着挙動をシミュレーションした。
  • 1～100μm径の粒子について15 LPMの流量条件で解析した結果、全ての症例において嗅部での局所沈着率は最大でも5.7％と極めて低く、鼻腔全体の沈着率は粒径の増大とともに増加した。
  • これらの結果から、局所領域の沈着分布と鼻腔幾何形状の間に相関が認められ、鼻腔内薬物送達法の最適化に有用な知見が得られた。

(067) Boniforti [2]

📕 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

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    • FWCI: 2.259
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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の血管内治療における血流シミュレーションのレオロジーモデルの重要性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血管内治療の有無によって頭蓋内動脈瘤の血行動態に及ぼす血液レオロジーモデルの影響を解析することである。
  • 患者固有の動脈瘤モデルを用いて、脈動流条件下で、フローダイバーターステント（flow diverter stent: FDS）挿入の有無に応じて、ニュートン流体および非ニュートン流体の仮定のもと数値シミュレーションを実施した。
  • すべての症例においてFDSの設置は動脈瘤内速度を低下させ、動脈瘤壁の相対滞留時間（relative residence time: RRT）を増加させ、血栓形成および動脈瘤閉塞を示唆したが、ニュートンモデルは非ニュートンモデルと比べてRRT値および動脈瘤治癒を大きく過大評価した。
  • 非ニュートン性の血液特性およびシミュレーション結果の大きな差異により、とくに血管内治療の存在下で頭蓋内動脈瘤の血行動態研究においては、ニュートン仮定を用いるべきではないことが示唆された。

(068) Vikström [2]

📕 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

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数値流体力学および4DフローMRIを用いた脳血管抵抗分布の確立

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳各領域における脳血管抵抗（CVR）を算出する手法を確立し、循環動態が障害された脳においてCVRの変動を検討することである。
  • 方法として、虚血性脳卒中・一過性脳虚血発作（TIA）患者48名（うち頸動脈狭窄症例29例）を対象に、4DフローMRIによる血流量と構造的CT血管造影（CTA）データを数値流体力学（CFD）と組み合わせ、ウィリス動脈輪から各主要脳動脈への灌流圧を算出し、これにより中大脳動脈（MCA）、前大脳動脈（ACA）、および後大脳動脈（PCA）領域のCVRを推定した。
  • 結果として、MCA、ACA、PCA領域のCVRはそれぞれ33.8±10.5、59.0±30.6、77.8±21.3 mmHg⋅s/mlであり、全CVR（tCVR）については患者群と対照群の間（それぞれ9.3±1.9および9.3±2.0 mmHg⋅s/ml、p=0.88）、ならびに頸動脈狭窄患者の左右半球間で有意差は認められなかった。
  • また、領域ごとの抵抗値は領域の脳体積と逆相関しており（p<0.001）、本手法はウィリス動脈輪における血流モデリング時の基準値として有用であり、個別化された血流解析にも適用可能である。

(069) Suzuki

📕 書誌情報

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

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

Diagnostics (Basel), 2024 Jun 06

  • Keywords: cerebral aneurysm, coil embolization, computational fluid dynamics, flow impingement zone, hemodynamic instability, intraprocedural rupture, pressure, wall shear stress

  • DOI: 10.3390/diagnostics14111203

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤コイル塞栓術における動脈瘤破裂の臨床的および血行動態的特徴

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤コイル塞栓術中の手技中破裂（intraprocedural rupture; IPR）に関する臨床的および血行動態的予測因子を明らかにすることである。
  • 2012年1月から2023年12月までにコイル塞栓術が施行された435例の嚢状脳動脈瘤のうち、手技中の造影剤漏出またはコイル突出が認められた症例を対象とし、術後データにより破裂部位を同定、さらに最大圧（Pmax）および壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）に着目した血流解析（computational fluid dynamics: CFD）を実施した。
  • IPRは6例（1.3%）に発生し、そのうち5例（83.3%）でCFD解析により流入インピンジメント部位（Pmax）に破裂点が認められ、同部位周辺の時間平均WSSは有意に低値であった（1.3 ± 0.7 [Pa], p < 0.01）。
  • これらの結果は、コイル塞栓術施行時に血行動態的に不安定な部位を的確に認識する重要性および、小型かつ軸不整動脈瘤に対する補助技術適用時の慎重な対応の必要性を示唆するものである。

(070) Zhang [1]

📕 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

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💬 AI 翻訳タイトル

線維性被膜におけるPCSK9発現は進行したプラークの破裂指標となる

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、進行した動脈プラークにおけるPCSK9発現の病態生理学的意義を明らかにし、とくにその破裂リスクとの関連性を検討することである。
  • 方法として、頸動脈内膜摘出術で得られた進行プラークを用いPCSK9発現と破裂関連マーカーの共発現を免疫染色で評価し、CFD（計算流体力学）によりプラーク内の局所血流剪断応力とPCSK9発現との関係を解析したほか、ヒト大動脈血管平滑筋細胞を用いてPCSK9の発現調節の機能解析を行った。
  • 結果として、PCSK9は主に線維性被膜およびショルダー領域に分布し、特に平滑筋アクチン陽性細胞に局在しており、線維性被膜でのPCSK9発現は被膜厚と負の相関を示しMMP-9と共発現したほか、血流力学的には破裂傾向の特徴を有していた。
  • 結論として、線維性被膜におけるPCSK9発現はプラーク破裂のバイオマーカー（biomarker）となりうること、ならびにその調節が新たな生体力学的介入法の可能性を提供することが示唆された。

(071) Panneerselvam [1]

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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

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💬 AI 翻訳タイトル

フレーミングコイルの配向および形状が脳底動脈瘤モデルの血行動態に与える影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、塞栓用コイルの実際の形状を用いて、フレーミングコイルの配向が脳底動脈瘤モデル内の血行動態に及ぼす影響を数値的に検討することである。
  • 方法として、フレーミングコイルの詳細な形状をモデル化し、コイル上部領域は多孔質媒質（porous medium）として近似し、計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施した。
  • 結果として、フレーミングコイルループ（FCL）の配向が瘤内血流動態に大きな影響を及ぼし、特に瘤出口に平行に配置したコイル（Coil A）は瘤内血流速度を低下させることで血栓形成を促進することが示された。
  • 本研究の結論として、フレーミングコイルループの配向が瘤内血行動態および治療効果に重要な影響を与えることが明らかとなり、塞栓術の最適化に学術的貢献を果たすと考えられる。

(072) Hejčl

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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

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💬 AI 翻訳タイトル

破裂部位は脳内動脈瘤における多様な血行動態と関連している

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳内動脈瘤（IA）破裂部位に関連する血行動態（hemodynamics）を明確にし、破裂リスク因子の理解を深めることである。
  • 術前コンピュータ断層撮影（CT）およびCT血管造影（CTA）を用いて破裂部位を同定し、数値流体力学（CFD）解析および一部症例において粒子画像流速測定法（PIV）を活用して血行動態パラメータを評価した。
  • 6例の明確な破裂部位を有する動脈瘤においてさまざまな血行動態が観察され、多くが低壁面せん断応力（WSS）および高オシレーションシェアインデックス（OSI）領域に存在したが、一部では高WSSまたは明確な血行動態パラメータが認められなかった。
  • 本研究は、IA破裂部位には異なる血行動態シナリオが関与し得ることを示し、多様な病理学的経路が動脈瘤壁損傷に至る可能性を支持する知見を提供している。

(073) Vandenbulcke [1]

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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

咳嗽がキアリ1型奇形における脳脊髄液（CSF）動態へ与える影響の計算流体力学的研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、キアリ1型奇形患者における咳嗽が脳脊髄液（CSF）動態に与える影響を計算流体力学（CFD）を用いて評価することである。
  • 先行して開発したCFDフレームワークにより健常対照の脳内および上位脊髄部CSF空間の被験者固有モデルを作成し、咳嗽イベントを模倣して後部（OBS-1）、軽度（OBS-2）、および重度後前（OBS-3）の閉塞（obstruction）を多孔性ゾーンとして導入した。
  • OBS-1およびOBS-2ではCSF圧への影響は軽微であったが、OBS-3では頭蓋内および脊髄区画間のデカップリングを伴う顕著なCSF圧の変動が観察された。
  • 咳嗽動作はすべての閉塞条件下で局所的CSF圧上昇を引き起こし、特に重度閉塞では明確な頭蓋内圧変化をもたらすことから、咳嗽がCSF動態へ及ぼす影響を強調し、その病態機序解明への学術的貢献が示唆された。

(074) Liao

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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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💬 AI 翻訳タイトル

塞栓療法後脳動脈瘤再開通予測のための機械学習モデルにおける時空間的特徴抽出および選択手法の影響の検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、塞栓療法後の脳動脈瘤再開通予測における機械学習（ML）モデルの性能向上を目的とし、血行動態パラメータ（hemodynamic feature）の導出および選択手法がMLアルゴリズムに与える影響を評価した。
  • 65名の患者、66例の脳動脈瘤を対象に、計算流体力学（CFD）を用いて4つの臨床指標、12の形態学的指標、91の血行動態指標から計107個の特徴量を導出し、2種類の特徴導出法と4種類の特徴選択法を組み合わせてMLモデルの構築および性能評価（AUROCおよびAUPRC）を実施した。
  • テストデータセットでのAUROCは0.373から0.863まで幅広く、完全導出特徴量と再帰的特徴消去法（RFE）を用いた場合にモデル内比較で最良の性能を示し、多層パーセプトロン（MLP）モデルが最高でAUROC 0.863（95%信頼区間: 0.684–1.000）を達成した。
  • 本研究の結果より、特徴量の導出方法および選択方法がMLモデルの性能を大きく左右し、患者への侵襲を伴わずに高精度な意思決定支援モデルの構築への道を開く可能性が示された。

(075) 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 (Hagerstown), 2024 Dec 01

💬 AI 翻訳タイトル

二重層マイクロメッシュステントによる伏在静脈移植グラフト動脈瘤におけるフローダイバージョン効果：症例報告

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、二重層マイクロメッシュステント（double-layer micromesh stent）のフローダイバージョン（flow diversion）効果を利用した、増大する伏在静脈移植グラフト（SVG）動脈瘤の治療例を報告することである。
  • 方法として、高流量バイパス後13年を経過し、左側SVGに9 mmの動脈瘤を認めた患者に対し、既存のフローダイバーステントではサイズが適さないため、CASPER RX（二重層マイクロメッシュステント、7×25 mm）を留置した。
  • 計算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）解析により、ステント留置前後で動脈瘤内の平均流速および壁面せん断応力（wall shear stress）が著明に低下し、フローダイバージョン効果が実証された。
  • 術後2か月の血管造影で動脈瘤は完全閉塞し、二重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SVG動脈瘤の閉塞が達成されたことから、このステントは頸動脈動脈瘤治療の有望な代替手段となり得ることが示唆された。

(076) Strasser

📕 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

不規則な形状および流れ波形が動脈の拍動性物質輸送に与える影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、アルツハイマー病の原因とされる脳動脈周囲腔 (perivascular space: PVS) における物質輸送挙動に対し、形状の不規則性および流れ波形（waveform）が与える影響を解明することである。
  • マウス脳のPVS断片のデジタルスキャンデータを用いてCFD（数値流体力学）解析を行い、同等の無次元パラメータと水力抵抗を持つ円筒モデルと組み合わせて検証および比較を行った。
  • 実験では、無流、定常流、正弦波流、純溶媒流束がゼロの正弦波流、解剖学的に正確な非対称周期流といった複数の輸送様式下でのタンパク質蓄積および減衰の2状況について多面的な指標で評価した結果、物質輸送は主として移流（advection）によって制御されることが示された。
  • 流れの拍動や壁面の局所的湾曲などの幾何学的不規則性がボーラス（bolus）分裂を促進する一方で、濃度ピークの減衰については高ペクレ数（Peclet number）でも拡散優位を示す指標も確認されたが、ボーラスサイズの変化解析では移流の寄与が明確に認められた。

(077) Yi

📕 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

超音波測定値のDFT解析による脳内動脈瘤の計算血行力学解析における患者固有血流境界条件の決定

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、超音波計測による血流速度波形を離散フーリエ変換（DFT）でモデル化し、脳内動脈瘤（IA）の計算流体力学（CFD）解析における患者固有の血流境界条件（BC）の精度向上を図ることである。
  • 方法として、2つの代表的な患者固有IAモデルの内頸動脈（ICA）血流速度波形を超音波で計測し、DFTによりモデリングした後、CFD解析による血行動態パラメータを評価し最適なDFTサンプル数を検討した。
  • その結果、DFTモデルではN≧16で平均的な血行動態パラメータの正確な推定が可能となり、瞬時値の高精度な評価にはN≧36が推奨されることが示された。また、一般化された境界条件（generalized BC）は血行動態リスクを大幅に過大評価あるいは過小評価する可能性があり、患者固有BCの重要性が示唆された。
  • さらに、心拍数や脈動周期の変動は、同一血流量を仮定した場合、瞬時値および平均的パラメータの血行動態特性にほとんど影響を与えないことが明らかとなった。

(078) Straccia [1]

📕 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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    • Cited by: 1
    • FWCI: 1.129
    • Citation Percentile: 77.85

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💬 AI 翻訳タイトル

脳血管における流れの数値モデル化：画像ベースの計算流体力学（CFD）によるウィリス動脈輪の側副血流方向変化の解明—バソスパズム患者コホート研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ウィリス動脈輪（Circle of Willis, CoW）におけるバソスパズム（血管攣縮）の局在化や重症度、解剖学的変異と側副血流方向変化との関連性を明らかにすることである。
  • 25人のバソスパズム患者個々に対して、計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施し、CT血管撮影による血管形態情報や超音波計測データを用いて境界条件を設定、さらに血管造影で側副血流方向および重症度を評価した。
  • 血管攣縮重症度は、血管抵抗および粘性散逸の変化率と良好に相関し、一部患者では局所的なバソスパズムによる側副路の血流方向の変化が認められたが、他の患者では有意な変化は観察されなかった。
  • 本研究は、CFD解析により血管攣縮の局在化および重症度を定量化できる可能性を示し、これらの因子や解剖学的変異が側副血流方向の変化に影響を及ぼすことを示唆した。

(079) Kim [3] ⭐

📕 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

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    • Cited by: 3
    • FWCI: 3.92 ⭐
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💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーターと親動脈のサイズ不一致による血行動態変化の定量的解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバーター（flow diverter）と親動脈のサイズ不一致がフローダイバーターの血行変換効果に及ぼす影響を、数値流体力学（computational fluid dynamics: CFD）を用いて定量的に解析することである。
  • 親動脈径が異なる4種類のシリコーンモデルを作成し、実際のフローダイバーターを展開して動脈瘤頸部でのステント構造を評価し、その後同構造に基づいた仮想ステントを用いてCFD解析を行った。
  • 親動脈径3.0～4.5 mm（0.5 mm刻み）の動脈瘤モデルに4.0 mmのフローダイバーターを留置した結果、オーバーサイズからアンダーサイズへの移行に伴い、金属被覆率およびポア密度（pore density）の増加とともに血行動態パラメータの低減率も上昇した。
  • なお、オーバーサイズから適合サイズへの移行よりも、適合サイズからアンダーサイズへの移行時の流路遮断効果（flow diversion effect）の増強は限定的であり、フローダイバーター選択時にはアンダーサイジングの利点はあるが、その恩恵が最大となる閾値を超過しない適正サイズ選択の重要性が示唆された。

(080) El Sayed [1]

📕 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アテローム性硬化症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

  • 本研究の目的は、頸動脈ウェブ（carotid artery webs, CaW）が局所血行動態に与える影響を明らかにし、血栓形成および脳卒中リスクとの関連性を評価することであった。
  • 患者特異的な頸動脈分岐部モデル（CaW群、同等の狭窄度を持つアテローム性硬化症群、正常群）を用い、コンピューター断層撮影血管造影および2D位相コントラストMRIから抽出した条件に基づき、数値流体力学（computational fluid dynamics, CFD）シミュレーションを実施した。
  • CaW群ではアテローム性硬化症群または正常群と比較して、低せん断速度、高いOscillatory Shear Index（OSI）、低流速および流体停滞領域が有意に拡大することが示された。
  • これらの異常な血行動態パラメータは血栓形成および血管機能障害と関連し、CaW患者における血行動態評価が脳卒中リスク評価の有用な手段となり得ることを示唆する。

(081) Csippa

📕 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

新規測定支援型in silico法による標準サイズおよびオーバーサイズフローダイバーターの血流低減効果の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、2社製のフローダイバーター（flow diverter, FD）の設置状態の違いが治療後の血流低減に与える影響を解析するため、測定支援付きのin silicoワークフローを提示することである。
  • FDの詳細な機械的較正に基づいて仮想的に配置し、流体力学的抵抗（hydrodynamic resistance, HR）測定に基づく血流表現を用い、計算流体力学（computational fluid dynamics, CFD）シミュレーションにて無治療および2種FD・2つのサイズ状態を含む計85シナリオの解析を行った。
  • 全80症例の検討により、HR係数と瘤内平均速度低減率（AMVR）にはべき乗則的関係が認められ、64本ワイヤFDの標準設置で有意に高いAMVR（60.3%）が48本ワイヤFD（51.9%）より得られた一方、オーバーサイズ設置時は両者間でAMVRに差は認められなかった。
  • 本数値解析ワークフローの大規模血行動態評価への有用性を示し、HR係数とAMVRの間の関係を定量化した点、および64本ワイヤFD標準設置時の血流低減効果の優位性を明らかにした点が学術的貢献である。

(082) Yan [1]

📕 書誌情報

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

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

Neurosurg Rev, 2024 Apr 18

💬 AI 翻訳タイトル

小型未治療脳動脈瘤の増大予測におけるノモグラムに基づく形態的および血行動態的パラメータ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、幾何学的および血行動態的パラメータに基づいて小型未治療脳動脈瘤（intracranial aneurysms, IAs）の増大を予測するノモグラム（nomogram）を構築することである。
  • ベースラインおよびフォローアップの血管造影画像（CTA/MRA）を用いて96例の小型未治療嚢状動脈瘤の個別血管モデルを作成し、数値流体力学（CFD）シミュレーションを行った後、幾何学的および血行動態的パラメータを算出した。
  • 解析の結果、高血圧、非球面指数（nonsphericity index）、および最大相対滞留時間（max relative residence time）は独立して増大と関連し、これらのパラメータを用いて構築したノモグラムは検証コホートにおいて良好な予測性能を示した。
  • 本ノモグラムは小型未治療脳動脈瘤の増大リスクを正確に層別化し、従来のリスク評価ツール（PHASES、ELAPSS、UIATS）よりも高い予測精度を示した。

(083) 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

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 5.647 ⭐
    • Citation Percentile: 77.85

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💬 AI 翻訳タイトル

サイレント磁気共鳴血管撮影および数値流体力学解析を用いた脳動脈瘤ステントコイル治療後ネックレムナントの縮小過程評価：症例報告

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、サイレント磁気共鳴血管撮影（MRA）および数値流体力学（CFD）解析を用いて、脳動脈瘤ステントコイル治療後のネックレムナントの血行動態を詳細に評価することである。
  • 方法として、部分的に血栓化した前交通動脈瘤のネックレムナントに対し、ステント支援コイル塞栓術後10年間、サイレントMRAによる縦断的観察とCFD解析を実施し、流量、壁面せん断応力（wall shear stress）および流線などの血行動態パラメータを評価した。
  • 結果として、ネックレムナントの表面積、体積、ネックサイズ、ドーム深さおよびアスペクト比がいずれも縮小し、さらにレムナントドームの流量比は親動脈流入部に対し減少傾向を示した。
  • 結論として、ステントコイル塞栓後のネックレムナント評価にはサイレントMRAとCFDが有用であり、血行動態パラメータ解析によりネックレムナントの縮小予測が可能となる可能性が示唆された。

(084) Liu

📕 書誌情報

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

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

Int J Comput Assist Radiol Surg, 2024 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

拘束条件に基づく仮想配置を用いた内頸動脈小〜中型脳内嚢状動脈瘤に対するフローダイバーター治療計画

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、内頸動脈（ICA）に発生する小〜中型嚢状動脈瘤治療のため、フローダイバーター（FD）の配設計画における新規数値シミュレーション手法を開発・評価することである。
  • 対象は、単独FDによる治療を受けた34例（女性29例、男性5例、平均年齢55.74±9.98歳）から得られた術前後のデータであり、血管中心線に沿って血管壁内面によりFD拡張を拘束する「拘束条件付き仮想配置（constraint-based virtual deployment：CVD）」法を用いてシミュレーションを実施した。
  • CVD法と有限要素法（FEM）との解析結果を比較したところ、壁面せん断応力（wall shear stress）および動脈瘤頚部速度の減少率に有意差は認められなかったが、CVD法は計算時間を98%大幅に短縮した。
  • 本手法は、計算精度と効率性のバランスに優れ、術前FD治療計画と血行動態（hemodynamics）解析を統合することで、病変部血流変化の忠実な把握および外科意思決定支援に有用であることが示唆された。

(085) Yang [4] ⭐

📕 書誌情報

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

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

Sci Rep, 2024 Apr 11

  • Keywords: Anterior communicating artery aneurysms, Circle of Willis, Computational fluid dynamics, Hemodynamic parameters, Vascular resistance

  • DOI: 10.1038/s41598-024-59042-2

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    • Cited by: 4
    • FWCI: 5.226 ⭐
    • Citation Percentile: 99.99 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

ウィリス動脈輪（circle of Willis）モデル化が前交通動脈瘤の血行動態パラメータに与える影響およびモデル選択に関する推奨

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、前交通動脈瘤（AComA）の血行動態パラメータ算出に適切なウィリス動脈輪（CoW）モデルの選定指針を提案することである。
  • 5例の患者固有CoWモデルに対し、完全型、左側半分型、右側半分型のそれぞれでCFD（Computational Fluid Dynamics）解析を実施し、フロー実験による検証を行った上で血行動態パラメータおよびフローパターンの比較を行った。
  • その結果、5例中4例では一方のA1からの流入がAComAに優位な影響を示し、残り1例では左右A1の双方が影響した。また、多くの症例では完全モデルと半分モデル間の壁面せん断応力の差は平均4.6%であったが、1例のみ62%と大きな乖離を示した。
  • これらの知見から、左右A1およびA2の血管抵抗の違いがAComAの流れに大きく影響し、臨床医による脳内血流の理解ならびに脳動脈瘤の診断・治療の改善に資する可能性が示唆された。

(086) Sanchez [2]

📕 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: 2
    • FWCI: 2.613
    • Citation Percentile: 99.99 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤壁の破裂リスク評価におけるMR画像診断

💬 AI 要約

  • 未破裂頭蓋内動脈瘤の評価には多面的かつ総合的なアプローチが求められる。
  • 高分解能MRIによる動脈瘤壁の増強所見の解析と、有限要素解析（finite element analysis）、定量的磁化率マッピング（quantitative susceptibility mapping）、および計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）などの先進的な処理技術を組み合わせることで、動脈瘤の生物学的特性に関する新たな知見が得られつつある。
  • これらの知見は動脈瘤の発症機序、進展過程、および最終的な破裂に関する理解を深め、治療介入と経過観察の適切な選択に用いられる可能性がある。
  • さらに、ラジオミクス（radiomics）や機械学習（machine learning）などの新規技術は、診断精度の向上に大きく寄与することが期待される。

(087) Luisi [3] ⭐

📕 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

時間分解能を有する実験的検証による脳血管計算流体力学（CFD）モデリングの精度評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳卒中の血行動態解明のために重要な脳血管計算流体力学（CFD：Computational Fluid Dynamics）モデルの精度を、時間分解能を有する実験的手法により体系的に評価することである。
  • 方法として、解剖学的に再現した脳血管ファントムを用いたin vitro実験と高解像度な流量および圧力データの取得を行い、異なる出口境界条件（boundary conditions, BCs）を採用したCFDモデリングの結果と比較検証した。
  • その結果、実験では臨床報告と整合的な生理学的血行動態が得られた一方、CFDモデルでは流量において19～66%、圧力において6～26%の時間依存性の乖離が認められた。
  • 本研究は、出口の定常圧力境界条件では最大の誤差が生じるため回避が推奨され、Windkesselおよびフェーズモジュレーション法のBCsがより現実的な流量PI値と脳血管圧をもたらすこと、しかし現状の脳血管CFDモデルの精度には限界が存在することを明らかにした。

(088) Lyu

📕 書誌情報

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

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

Biomech Model Mechanobiol, 2024 Aug

  • Keywords: Computational fluid dynamics (CFD), Contour device, Flow-diverters, Middle cerebral artery bifurcation aneurysms

  • DOI: 10.1007/s10237-024-01829-3

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    • Cited by: 0
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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ーのin silico比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、中大脳動脈（MCA）分岐部動脈瘤に対する新規Contourデバイスと従来型フローダイバーターの治療効果をin silicoで比較することである。
  • 二つのMCA分岐部動脈瘤モデルにContourデバイスおよびフローダイバーターを高速配置アルゴリズムを用いて適用し、計算流体力学（CFD）シミュレーションで各デバイスの性能と効率を評価した。
  • CFD解析の結果、全てのデバイスが動脈瘤破裂リスクの低減に有効であったが、Contourデバイスは従来型フローダイバーター（たとえばSilk Vista Baby）よりも動脈瘤への流入量低減効果が高く、かつ分岐血管の閉塞を回避できることが示された。
  • 本in silicoモデルは新しい治療技術やデバイス展開計画の最適化、および患者固有の動脈瘤症例における予測ツールとして有用であり、Contourデバイスは分岐血管閉塞を最小限に抑えつつMCA分岐部動脈瘤の有効な治療法であることが示唆された。

(089) Liu [1]

📕 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: 1
    • FWCI: 1.578
    • Citation Percentile: 80.72

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💬 AI 翻訳タイトル

もやもや病に対する浅側頭動脈‐中大脳動脈バイパス術における蛇行および狭窄の血行動態的影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、もやもや病（MMD）に対して施行された浅側頭動脈（STA）－中大脳動脈（MCA）バイパス術におけるバイパス幾何学的変異（蛇行および狭窄）の血行動態的影響を患者固有のデータに基づき評価することである。
  • 17例のMMD患者に対し、臨床画像データからSTA-MCAバイパスの三次元構造を再構築し、蛇行と狭窄を仮想的に除去した改良構造を作製したうえで、両構造に対し同一条件下で数値流体力学（CFD）シミュレーションを行った。
  • 解析の結果、バイパスの蛇行および狭窄を仮想的に除去することで、バイパスおよび末梢枝の流量が有意に増加し（P < 0.05）、頭蓋内流体抵抗が有意に減少した（P < 0.05）；さらに、狭窄を伴う症例では狭窄の除去による血行動態変化が有意に大きかった（P < 0.05）。
  • 以上より、バイパスの蛇行や狭窄はSTA-MCAバイパスの血行動態に大きな影響を及ぼし、バイパス幾何学の最適化がさらなる検討に値することが示唆された。

(090) Goetz [4]

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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: 4
    • FWCI: 3.92 ⭐
    • Citation Percentile: 79.07

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💬 AI 翻訳タイトル

壁運動による脳内動脈瘤の血行動態変化の解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈瘤増大および破裂に関するコンピュータ流体力学（CFD）の理解を深化させるため、壁運動を考慮した動脈瘤血行動態の解析手法を開発することである。
  • 本研究では、三種類の実際の動脈瘤ドームをトロイダルチャネル上に配置し、新しい流体-構造連成（fluid-structure interaction, FSI）機能設定を用いてシミュレーションを実施した。
  • 得られた結果から、壁変形を考慮した場合、従来の剛体壁モデル（rigid wall model）と比較し、流れのパターンや血行動態指標が大きく変化することが明らかとなった。
  • 本研究は、流体-構造連成解析を用いることの重要性を示すとともに、動脈瘤破裂リスク評価において新たな指標となる可能性を示唆した。

(091) Guo [1]

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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

前方循環における分岐部動脈瘤と側壁型動脈瘤の形態学的および血行動態的パラメータの差異と相関

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、前方循環動脈の側壁型動脈瘤と分岐部動脈瘤の間における形態学的および血行動態的特徴の差異と相関を、数値流体力学（CFD）を用いて解析することである。
  • 2021年1月から2022年9月までの中国・華中科技大学同済医学院付属ユニオン病院において治療された131例160個の前方循環動脈瘤について、3次元DSA再構築モデルを用いて手術前の形態・血行動態パラメータの詳細な算出と解析が行われた。
  • その結果、前方循環内の分岐部動脈瘤では形態学的・血行動態的パラメータに有意差は認められなかったが、側壁型と分岐部動脈瘤の間では母血管径（Dvessel）、流入角（θF）、サイズ比（SR）、流入集中度指数（ICI）などに有意な差異が認められ、SRは複数の血行動態パラメータと、ICIは複数の形態学的パラメータと強い相関を示した。
  • 側壁型と分岐部動脈瘤間のこれらの特徴的なパラメータ差異は、前方循環動脈瘤の破裂リスク評価時に閾値設定の違いを考慮すべき重要性を示しており、とりわけSRは両動脈瘤の破裂リスクを迅速に識別する臨床的指標として有用である可能性がある。

(092) 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

  • 近年の高解像度イメージング技術および数値流体解析（CFD）や計算構造力学（CSM）の進展により、血管内治療の臨床的シミュレーションが次第に可能となっている。
  • 本研究では、仮想ステントや3Dプリンターを用いた実際的な手技シミュレーションの応用例、およびソフトウェア開発による編組型（braided）ステント設置後の形状変化予測の高度化について述べている。
  • さらに、このシミュレーション手法は、動静脈奇形や硬膜動静脈瘻などのシャント疾患における治療戦略立案や、開頭クリッピング・nidus切除術における術具選択および切除範囲検討にも有用であることが示唆された。
  • CFD・CSM・3Dプリンターを用いたシミュレーションは外科医トレーニングや新規デバイスの導入時に不可欠であり、今後は医工学連携と共に規制承認および適切な商業展開が極めて重要である。

(093) Dankano

📕 書誌情報

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

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

Med Eng Phys, 2024 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

連成マルチスケール多目的最適化による左心補助人工心臓カニューレ移植手法の最適化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者固有の三次元数値流体力学（CFD）モデルと末梢循環の0次元Lumped Parameter Model（LPM）を連結し、アウトフローグラフト（OG）移植角度の最適化により脳血管への血栓到達数を低減することである。
  • 方法として、CFDとLPMを双方向に連結したうえで、ラグランジュ粒子追跡法により血栓（thrombi）を非相互作用性固体球としてモデリング・追跡し、幾何学形状最適化スキームを用いて脳塞栓減少と粒子滞留時間短縮を目指す目的関数を最適化した。
  • 結果として、OGの吻合位置・方向によって血栓が脳動脈へ到達する頻度は最適条件と非最適条件の間で5分の1に低減し、血栓放出部位によって最適な挿入角が異なることが明らかとなった。
  • 結論として、最適なカニューレ移植構成は血栓形成部位に依存するため、臨床的にはVAD患者で血栓が形成されやすい解剖学的部位を決定することが重要であると示唆される。

(094) Sicard [1]

📕 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: 1
    • FWCI: 2.192
    • Citation Percentile: 83.22

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💬 AI 翻訳タイトル

経鼻投薬におけるパラメータ特性：嗅裂空間への薬剤ターゲティングの鍵

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、鼻前庭形態の違いが薬剤スプレーの嗅裂および嗅球／屋根部への輸送にどのように影響を及ぼすかを明らかにすることであった。
  • 方法として、3名の健康被験者の鼻前庭形態を分類し、各被験者の鼻腔において計算流体力学（CFD）および粒子動態モデリングを用いて、様々なパラメータ組合せ（吸気流量、スプレー投与位置、頭部姿勢、粒子速度、粒径）による薬剤粒子の分布をシミュレーションした。
  • その結果、被験者毎に最適な粒径範囲で嗅裂および嗅屋根・嗅球領域への薬剤沈着率が明らかとなり、特にElongated型鼻前庭（DN001）では嗅領域への沈着が最も高かった。
  • 結論として、経鼻薬物投与の標的化には被験者特異的な鼻前庭形態および粒径の最適化が重要であり、マイクロ粒子サイズ群が嗅領域への薬剤沈着に有利であることが示された。

(095) Khamooshi [4]

📕 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

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    • Cited by: 4
    • FWCI: 2.554
    • Citation Percentile: 69.85

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💬 AI 翻訳タイトル

静脈動脈体外式膜型人工肺（VA-ECMO）中の血流および塞栓子輸送パターン：数値流体力学（CFD）研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、静脈動脈体外式膜型人工肺（VA-ECMO）による合併症の予測およびそのメカニズム解明のために、数値流体力学（CFD）シミュレーションを用いて血流および塞栓子（emboli）輸送パターンを明らかにすることである。
  • 患者固有の3次元大動脈および主要分岐血管モデルを用い、異なるECMOサポートレベル（50%、70%、90%心拍出量）およびリターンカニューレサイズ（15 Fr、19 Fr）が血液酸素輸送および塞栓子分布に及ぼす影響をCFD解析にて評価した。
  • カニューレのサイズは酸素輸送には大きな影響を与えなかったが、サポートレベルの低下に伴い脳を含む上半身への酸素供給が低下し、また塞栓子の分布様式が塞栓子発生源やECMOサポートレベルによって大きく変化することが示された。
  • 本研究は、ECMOサポートレベルが血液混合領域と酸素飽和度、さらには心原性塞栓症リスクに大きな影響を及ぼすことを明確にし、VA-ECMOの臨床応用における重要な知見を提供した。

(096) Závodszky [1]

📕 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: 1
    • FWCI: 0.782
    • Citation Percentile: 69.79

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の血行動態におけるフラクタルとカオス

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈瘤性奇形を有する脳血管区間における微小輸送粒子の挙動を調査し、フラクタルおよびカオス現象とそれらの血行動態的意義を明らかにすることにある。
  • 方法として、計算流体力学（CFD）を用いて動脈瘤のある脳血管セクションにおける血流をシミュレーションし、粒子の軌道のフラクタル構造を定量的指標により評価した。
  • その結果、動脈瘤性奇形が強い流れの乱れを引き起こし、システムをカオス的挙動へと導き、粒子軌道がフラクタル構造を形成することが示された。
  • これらの知見に基づき、動脈瘤近傍の血管内に生じるカオス的流れが、この奇形の病因（pathogenesis）および発達に関連している可能性が示唆された。

(097) Borisov [1]

📕 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

💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈内膜剥離術後の再狭窄リスク評価における数理モデリング

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、異なる頸動脈分岐部モデルにおける血行動態指標の比較解析を行い、血行動態指標を最適化するための幾何学的形状のバーチャル変化の影響を評価することである。
  • コンピュータ断層撮影データを基に頸動脈分岐部のモデルを構築し、計算流体力学（CFD）を用いて重要な血行動態指標のクリティカルゾーンを特定し、各モデル間で比較解析を行った。
  • 正常群と術後群間でクリティカルゾーンの平均指標を比較すると、術後群は正常群に比べて5倍以上不良な結果が示されたが、分岐部近傍では術後モデルが25%良好な結果を示した。また、わずかなプラークを仮想的に除去すると、当該部位で最大40%指標が悪化した。
  • 本手法は、様々なモデルにおけるクリティカルゾーンの構築および比較を可能とし、血管形状の仮想手術（virtual surgery）手法を提案しており、実際の血管モデルと仮想的に改良されたモデル双方を用いた比較分析および術後モデルのクリティカルゾーンを成因別にさらに細分類する点に新規性がある。

(098) 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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    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 0.00

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂脳動脈瘤に対するステントアシストコイル塞栓術後に発症する遅発性脳内出血の分類と血行動態的特徴

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、未破裂脳動脈瘤(UIA)に対するステントアシストコイル(SAC)塞栓術後に発症する遅発性脳内出血(DICH)のリスクとなる血行動態的要因を検討し、血行動態プロファイルに基づくDICHの分類を確立することであった。
  • 2021年1月から2022年1月までに当院でICA部位UIAにSAC塞栓術を施行した症例のうち、術後にDICHを発症した8例と発症しなかった16例のコントロール群を対象に、血行動態シミュレーション(computational fluid dynamics)を用いて塞栓前後の遠位動脈(終末ICA、前大脳動脈[ACA]、中大脳動脈[MCA])の血行動態変化を比較・検討した。
  • DICH関連動脈と非関連動脈(ACAまたはMCA)の流速変化率を比較し、不均衡指数(imbalance index)により遠位動脈の流れの分布を評価した結果、術後の流速変化に応じて二種類のDICH型(type 1: 低下型、type 2: 上昇型)を特定し、両型ともコントロール群より高い不均衡指数を示した。
  • これらの結果から、SAC治療後のDICHは関連動脈の流速変化率が低下する型と上昇する型に分類され、遠位動脈の血流分布の不均衡がDICH発症の重要な要因である可能性が示唆された。

(099) Wiśniewski [4]

📕 書誌情報

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

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

Sci Rep, 2024 Mar 02

  • Keywords: Cerebrovascular accident, Computational fluid dynamics, PHACES syndrome, Predictors, Thrombogenic environment

  • DOI: 10.1038/s41598-024-55345-6

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    • Cited by: 4
    • FWCI: 8.768 ⭐
    • Citation Percentile: 83.22

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💬 AI 翻訳タイトル

PHACES症候群患者における脳血管障害の予測因子評価のための数値流体実験

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、PHACES症候群患者における動脈病変（arteriopathy）が脳血管障害（cerebrovascular accident, CVA）の要因となる可能性を検討することである。
  • 282例のPHACES症候群疑い患者から臨床・放射線画像データを収集し、Garzon基準に基づいた臨床的特徴と磁気共鳴血管撮影またはコンピュータ断層血管撮影による画像的特徴を解析した上で、Fluid-Structure Interaction（FSI）法を用いて血管内血流解析を行った。
  • 解析の結果、20例のPHACES症候群患者のうち6例でCVAを認め、低形成（p=0.03）、高度蛇行（p<0.01）、主要脳動脈の1本以上の欠損（p<0.01）、遺残動脈の存在（p=0.01）がCVAと有意に関連し、特に高度蛇行が最も強い予測因子であった。
  • インシリコ解析より、低形成と高度蛇行の組み合わせは著しく血栓形成促進環境をもたらし、これらはPHACES症候群患者における脳血管障害高リスクの指標と考えられる。

(100) Rossinelli [2]

📕 書誌情報

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: 2
    • FWCI: 1.505
    • Citation Percentile: 71.02

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💬 AI 翻訳タイトル

視神経くも膜下腔における髄液動態の大規模インシリコ解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、視神経くも膜下腔（ONSAS）の構造変化に対する髄液（CSF）動態の応答を、スーパーコンピュータを用いた第一原理計算によって明らかにすることである。
  • 計算流体力学（CFD）解析および高次直接数値シミュレーション（DNS）を用い、1.625 μm/pixelの分解能でONSASの幾何学的構造におけるCSF圧力勾配や壁ひずみ速度（質量移動の指標）を詳細に検討した。
  • その結果、ONSAS微細構造は他の形状と比較して優れた質量移動能力を有し、微細構造が欠如したONSASでは表面積および質量移動速度が著しく低下することが明らかとなった。
  • これらの成果は、正常なONSAS構造が幅広い圧力勾配および流量条件下で最大の質量移動を実現し、視神経コンパートメント症候群患者における髄液流不足に関連する病態生理学的過程の解明に寄与する可能性を示唆する。

(101) Wang [1]

📕 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

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 1.307
    • Citation Percentile: 79.07

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💬 AI 翻訳タイトル

シフォン部形態がC7セグメント動脈瘤形成リスクに及ぼす影響：症例対照CFD研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、内頸動脈（ICA）シフォン部の形態的特徴とC7動脈瘤形成に影響を与える潜在的な血行力学的メカニズムを明らかにすることである。
  • 2019年から2021年にかけて湘雅病院で診断されたC7動脈瘤患者32例と対照群32例をプロペンシティスコアマッチング後に抽出し、CTA画像と臨床データを用いて簡易化カロチッドシ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動脈瘤の存在はC4-C6彎曲動脈の高さと有意に関連しており（オッズ比0.028, 95%信頼区間0.003–0.201, P<0.001）、動脈瘤群ではC4-C6彎曲動脈の高さが対照群よりも有意に低かった。また、CFD解析の結果、C4-C6彎曲が短小であるとC7セグメント動脈内の血流速度と圧力が増大することが示された。
  • C4-C6の彎曲が短小であることは遠位C7動脈瘤形成と関連しており、この関連には精緻な血行力学的メカニズムが関与している可能性が示唆された。

(102) Ngwenya [4] ⭐

📕 書誌情報

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

Tinashe Ngwenya, Divan Grundlingh, Malebogo N Ngoepe

J Biomech, 2024 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤における渦構造がフィブリンクロット形成に及ぼす影響：2次元計算解析研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤内における血流の渦構造がフィブリンクロット（fibrin clot）形成に与える影響を二次元計算流体力学（CFD）モデルにより明らかにすることである。
  • 計算流体力学、生化学モデリング、可変多孔性・透過性および拡散性を組み合わせた理想化二次元in silicoモデルを構築し、5つの異なる形状において1000秒以上のフィブリンクロット成長を評価した。
  • その結果、生化学反応は血流力学よりもメッシュサイズの影響を受けやすく、時刻幅が大きいと拍動流条件下でクロットサイズが過大予測されたほか、拡散係数を可変とした場合はフィブリンクロットサイズが25.4％減少し、拍動流下ではプラグフローよりも14.6％大きなクロット形成が観察された。
  • モデルにより、フィブリンクロットの成長が動脈瘤内の渦構造に変化を与え、その変化した血流がクロット成長をさらに調節するメカニズムを明確に示し、脳動脈瘤治療計画への工学的知見を提供した。

(103) Ganjkhanlou

📕 書誌情報

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

Mohammad Reza Ganjkhanlou, Azadeh Shahidian, Mohammad Reza Shahmohammadi

World Neurosurg, 2024 May

💬 AI 翻訳タイトル

脳動静脈奇形における血行力学的研究：ニュートン流体および非ニュートン流体の血流解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動静脈奇形（arteriovenous malformation, AVM）に対して、異常部位塞栓術後の血行力学変化を数値シミュレーションにより解析することを目的とした。
  • 2例のCT血管造影データからMimicsソフトウェアを用いて幾何学的モデルを作成し、血流解析にはニュートン流体モデルと非ニュートン流体モデルを適用し、有限要素法によりCOMSOL Multiphysics（商用CFD解析ソフトウェア）でNavier-Stokes方程式と連続の式を解いた。
  • 得られた数値解析結果は、実際の動脈・静脈流量データおよび時系列血管造影画像と比較・検証した結果、nidal（奇形部）閉塞率が高まるほど血圧が上昇し、特に微小血管領域ではニュートン流体と非ニュートン流体モデル間で顕著な差が認められた。
  • これらの知見から、特にnidal閉塞率が30%、50%、90%の場合には微小血管領域で非ニュートン流体特性を考慮したCFDシミュレーションが重要であることが示され、臨床応用や治療効果予測に学術的貢献を果たすことが明らかとなった。

(104) Ren [2]

📕 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: 2
    • FWCI: 2.259
    • Citation Percentile: 77.85

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤治療におけるコイル径の異なる塞栓コイルの治療効果に関する血行動態的研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、塞栓コイルの径の違いが脳動脈瘤治療後の血行動態および治療効果に与える影響を明らかにすることである。
  • 三分岐型および三側壁型の合計六例の個別化脳動脈瘤モデルを用い、有限要素法によるコイル塞栓術のシミュレーションおよび計算流体力学（CFD）解析を実施し、コイル径を変化させた4種類のコイルモデルで血行動態パラメータ（流速、壁面せん断応力（WSS）、低WSS（LWSS）、変動せん断指標（OSI）、相対在留時間（RRT）、残留流量）を評価した。
  • 分岐型動脈瘤においてはコイル径の増大によりLWSS領域割合とRRT領域割合が増加し、OSI領域割合および残余流量（RFV）は減少する傾向が観察され、一方、側壁型動脈瘤ではこれらの傾向は認められなかった。
  • これらの結果より、分岐型脳動脈瘤においてはより大きな径のコイルを用いることで血行動態的な封鎖効果が高まる可能性が示唆されるが、側壁型動脈瘤ではコイル径と塞栓効果の間に有意な関連は認められなかった。

(105) Martin [4]

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 4
    • FWCI: 5.226 ⭐
    • Citation Percentile: 79.07

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💬 AI 翻訳タイトル

数値および深層学習アルゴリズムによる自発性椎骨動脈解離性動脈瘤の血行力学的要因の評価：血圧と非対称性の役割

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、自発性椎骨動脈解離性動脈瘤（SVADA）の形成に寄与する血行力学的要因を、計算流体力学（CFD）および深層学習アルゴリズムを用いて明らかにすることである。
  • 患者の画像データを基に、SVADA有無の椎骨脳底動脈系を再構築し、数値的手法および有限体積法ソルバーを用いて血流動態を解析し、さらにニューラル常微分方程式（NODE）によってCFDシミュレーションの流線を学習・再現した。
  • 本症例の解析において、血圧分布の非対称性が将来的なSVADAの発生部位を正確に予測し、優位な椎骨動脈が存在する場合には、対側よりも低い血圧を示した優位側に解離が生じ、SVADA部位では壁面せん断応力（WSS）減少と乱流による流速低下、およびWSS勾配の増大が認められた。
  • 深層学習アルゴリズムを用いて血流パターンをモデリングすることで計算コストを抑えつつ臨床応用の可能性を拡げることが示唆された。

(106) Korte [3]

📕 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: 3
    • FWCI: 1.68
    • Citation Percentile: 63.82

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💬 AI 翻訳タイトル

脳血行動態の多次元モデル化：系統的レビュー

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳の動脈系であるウィリス動脈輪（Circle of Willis, CoW）における血行動態解析のための多次元インシリコ（in silico）モデルを体系的にレビューすることである。
  • 本レビューでは、ゼロ次元（0D）、一次元（1D）、三次元（3D）モデルおよびこれらの多次元カップリング（multi-scale coupling）モデルを分類・検討し、患者個別データを活用したアプローチについて評価した。
  • 三次元（3D）シミュレーションは高い計算コストを要するが、関心領域に限定することでその負担を軽減可能であり、また一次元やゼロ次元モデルは周囲の血行動態を現実的に模倣する手段として有用であることが示された。
  • 結論として、0D-1D-3D多次元カップリングモデルは最も現実的なシミュレーション結果を提供するが実用性は低く、1D-3D多次元モデルは現実性と計算効率のバランスに優れた手法として推奨される。

(107) Liao

📕 書誌情報

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

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

World Neurosurg, 2024 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

説明可能な人工知能による脳動脈瘤塞栓術後の再開通に関する重要な三次元血行動態特性の決定

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤塞栓術後の再開通を予測するための有意な血行動態パラメータを、三次元的特徴を活用して自動的に同定することである。
  • 方法として、PointNetベースの深層ニューラルネットワークと説明可能な人工知能（explainable artificial intelligence, XAI）手法であるサリエンシーマッピング（saliency mapping）を用いて、58例の動脈瘤に対して計算流体力学（computational fluid dynamics, CFD）シミュレーションによる塞栓前後の速度、圧力、壁剪断応力（wall shear stress）を解析した。
  • 結果として、速度が最も重要なパラメータとして抽出され、XAI解析により塞栓前のインジェクションフローゾーン（injection flow zones）や塞栓平面との顕著な相互作用が、再開通動脈瘤の三次元的特徴として明らかになった。
  • 本手法は、塞栓術後再開通予測の精度と説明性を両立し、今後未知の特徴発見にも有用なアプローチとなることが示された。

(108) Liao [1]

📕 書誌情報

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

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

Heliyon, 2024 Jan 15

💬 AI 翻訳タイトル

コイル塞栓術後の脳内動脈瘤再開通予測における流体力学的解析 ― 時空間的特性の研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、コイル塞栓術後の脳動脈瘤再開通予測における異なる時空間的流体力学（hemodynamic）パラメータの特性が予測性能に与える影響を評価することである。
  • 66例65人の脳動脈瘤症例に対し、CFD（computational fluid dynamics）による血流解析を行い、前処置および仮想術後（VM）モデルで計91種類の時空間的流体力学的特徴量を抽出し、単変量予測モデルおよびロジスティック回帰（LR）モデルを構築した。
  • 各時空間的特徴量の性能はAUROCおよびAUPRCにより評価され、LRモデルはAUROC 0.890、AUPRC 0.903を達成し、単変量モデルよりも優れた特異度と感度を示した。
  • 本研究の成果は、時空間的流体力学的特徴に基づくLRモデルがコイル塞栓術後の再開通予測において有用な非侵襲的支援ツールとなる可能性を示唆する。

(109) Gaidzik

📕 書誌情報

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

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

Int J Comput Assist Radiol Surg, 2024 Apr

  • Keywords: Circle of Willis, Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Intracranial aneurysms, Segmentation

  • DOI: 10.1007/s11548-023-03045-3

  • Article

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    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 0.00

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💬 AI 翻訳タイトル

画像ベースの血行動態シミュレーションによる脳内動脈瘤における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内動脈瘤（intracranial aneurysm: IA）内外の血流に及ぼす影響を検討することである。
  • 7T磁気共鳴イメージング（MRI）を用いて取得した被験者固有のウィリス動脈輪モデル（3本の入口および60本の出口）を複雑モデルとして分割し、 これを10本の出口に簡略化したモデルにも変換した後、2つの患者別IAを両モデルに追加し、合計4症例について画像ベースの血流シミュレーションを実施した。
  • 複雑モデルと簡略モデルを比較した結果、複雑モデルでは全体的に低い流量が観察されたが、一部の部位では高い流量も認められたほか、動脈瘤の頸部流入率（neck inflow rate: NIR）や壁せん断応力（wall shear stress: WSS）においても症例ごとに増減の違いが見られた。
  • これらの結果から、血流分布の大きさは全体の血管モデルに、形状は局所的な構造に強く依存し、動脈瘤内血流は血管樹中の位置によって大きく左右されるため、現実的な血行動態評価および破裂リスク解析には複雑なモデル形状が不可欠であることが示された。

(110) Yin [1]

📕 書誌情報

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

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

Eur J Radiol, 2024 Feb

  • Keywords: CT-derived fractional flow reserve, Computational fluid dynamic, Hemodynamics, Intracranial atherosclerotic stenosis

  • DOI: 10.1016/j.ejrad.2024.111285

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 1
    • FWCI: 1.543
    • Citation Percentile: 80.63

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋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パイロット研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈狭窄（ICAS）に対するCT由来fractional flow reserve（CT-FFR）の機能的評価の実現可能性を示し、侵襲的FFRを基準とした最適なCT-FFR測定位置を探索することである。
  • 中等度以上のICAS患者19名を対象として、ガイドワイヤーによる圧力測定および術前頭部CT血管造影（CTA）を用いて、狭窄末端（D0）、狭窄部より1 cm遠位（D1）、同2 cm遠位（D2）の3箇所でCT-FFRを計算した。
  • CT-FFRD1（狭窄より1 cm遠位でのCT-FFR）は、さまざまなFFRの閾値においてAUC 1.000など極めて高い診断性能を示し、侵襲的FFRとの強い相関（r = 0.915, p < 0.001）および高い観察者間・内部一致率（ICC 0.930-0.992）が認められた。
  • これらの結果から、狭窄より1 cm遠位での頭蓋内CT-FFR測定は、侵襲的FFRと同等の機能的評価が可能であり、頭蓋内動脈狭窄病変の機能的意義評価への臨床応用が期待されることが示唆される。

(111) Fillingham [5]

📕 書誌情報

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

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

Med Phys, 2024 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の計算流体力学（CFD）シミュレーションにおける標準化粘度値の誤差要因としての影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血液粘度（viscosity）の標準値を用いた場合とヘマトクリット（hematocrit）に基づく患者固有値を用いた場合の脳動脈瘤CFDシミュレーションにおいて発生する誤差を定量化し、その影響を評価することである。
  • 方法として、41例の脳動脈瘤を対象に、患者固有血液粘度および標準粘度値を適用したCFDシミュレーションを行い、壁面せん断応力（wall shear stress, WSS）、壁面せん断応力勾配（wall shear stress gradient, WSSG）、および振動せん断指数（oscillatory shear index, OSI）などの血行動態パラメータを比較した。
  • その結果、WSS、WSSG、OSIについてそれぞれ63.2%、41.5%、48.7%の症例で患者固有値と標準値との間に有意差が認められ、粘度変化は各ヘモダイナミクスパラメータに一方向性の変化を与えないことおよび誤差補正が困難であることが示された。
  • 結論として、脳動脈瘤CFDシミュレーションではヘマトクリットに基づく患者固有血液粘度の導入が重要であり、血液粘度の標準化は予測不能で大きな計算誤差を生むため推奨されない。

(112) Yang [2]

📕 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

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.777
    • Citation Percentile: 56.50

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💬 AI 翻訳タイトル

動的血行力学パラメータの総合的影響を動脈瘤存在動脈と非動脈瘤存在動脈間で比較した傍クリノイド動脈瘤形成の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、傍クリノイド動脈瘤が片側に存在する患者を対象に、血行力学的パラメータである壁面せん断応力（wall shear stress, WSS）およびひずみ（strain）が動脈瘤形成に与える影響を動脈瘤存在側と非存在側の動脈間で比較検討することである。
  • 58例の被験者について、磁気共鳴血管造影により左右の内頚動脈（internal carotid artery, ICA）を再構築し、動脈瘤のある側のICA（動脈瘤症例の動脈）および対側の非動脈瘤症例のICA（非動脈瘤症例の動脈）について、数値流体力学（CFD）および流体―構造連成（fluid-structure interaction, FSI）解析を実施した。
  • 動脈瘤存在動脈では、高WSSおよび高ひずみ部位と動脈瘤形成部位が良好に一致し、また高WSSおよび高ひずみ部位間には有意な相関が認められたが、非動脈瘤存在動脈では両者に有意な関連性は見られなかった。
  • 本研究の知見は、動脈瘤形成メカニズムの理解を深化させ、更なる関連研究を促進する上で有用である。

(113) Tadokoro

📕 書誌情報

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

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

Ann Thorac Surg Short Rep, 2024 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

心停止例に対する全体肺体循環接続を併用した左室補助人工心臓植込み術

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、リンパ球性劇症型心筋炎により心停止を来した患者に対する機械的循環補助療法の有効性を検討することである。
  • 症例に対し、左室補助人工心臓（LVAD）植込み術および体外全体肺体循環接続（EC-TCPC）を施行し、血流の計算流体力学（CFD）解析により術式を選択した。
  • CFD解析では、EC-TCPC法がグレン手術および古典的フォンタン手術と比較して最良の血流性能を示した。
  • 本症例はEC-TCPCとLVADの併用により良好な結果が得られ、本手法が重症心筋炎患者において新たな治療選択肢となる可能性を示した。

(114) Liu [6]

📕 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: 6
    • FWCI: 2.617
    • Citation Percentile: 83.38

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💬 AI 翻訳タイトル

異なる部位における頸動脈ウェブが血行動態に与える影響：血栓成長モデルを統合した数値解析研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頸動脈ウェブ（carotid webs, CWs）が頸動脈内の異なる部位に存在する場合の血行動態への影響を検討することである。
  • 8例の健常頸動脈CTAデータセットを基に、CWsの位置が異なる3種類の数値モデル（総頸動脈、内頸動脈起始部、頸動脈洞）を構築し、壁面せん断応力（WSS）関連指標および血栓成長モデルを用いて解析を行った。
  • モデル間で血流パターンやWSS指標、血栓体積が異なり、特に頸動脈洞にCWが存在するモデルではTAWSSが低く、RRTやECAPが高く、血栓体積も増加することが示された。
  • 数値シミュレーションの結果、CWの位置により血行動態への影響が異なり、特に内頸動脈起始部に存在する場合は乱流および血栓形成のリスクが高まり、遠位脳動脈の虚血性脳卒中リスク増加につながる可能性が示唆された。

(115) Valeti [11]

📕 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: 11
    • FWCI: 3.883 ⭐
    • Citation Percentile: 82.30

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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の数値的検討：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（middle cerebral artery, MCA）分岐部動脈瘤におけるアスペクト比（aspect ratio, AR）が血行動態パラメータに与える影響を数値シミュレーションによって評価することである。
  • 26例のMCA動脈瘤患者データから3つの代表的なサイズを選定し、それぞれ動脈瘤の成長ステージを模した異なるアスペクト比で数値流体力学シミュレーションを実施した。
  • シミュレーションの結果、アスペクト比が高い動脈瘤では時間平均壁剪断応力（time-averaged wall shear stress, TAWSS）および空間的壁剪断応力勾配（wall shear stress gradients, WSSG）が低下し、小型MCA動脈瘤においては正の壁剪断応力発散（wall shear stress divergence, WSSD）が高値となることが明らかとなった。
  • これらの結果より、正の壁剪断応力発散（positive wall shear stress divergence, PWSSD）は動脈瘤成長評価のための有望なバイオマーカーとなりうることが示唆された。

(116) Yi [1]

📕 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

数値流体力学を用いた多発性頭蓋内動脈瘤閉塞後の血行動態変化の定量的評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、多発性頭蓋内動脈瘤（MIA）患者において、内頚動脈（ICA）および中大脳動脈（MCA）瘤閉塞が他動脈の血行動態に与える影響および治療順序について検討することである。
  • 9名のMIA患者のモデルを対象に、一次元と三次元の数値流体力学（CFD）モデルを融合させ、血管内の流れパターンおよび壁圧を解析した。
  • ICA瘤閉塞後、MCAおよび前大脳動脈（ACA）の壁圧が上昇したが、MCA瘤閉塞後のICAの圧力変化はほとんど認められず、またMCAにおける異なる大きさの瘤閉塞もICAおよびACAの圧力にほぼ影響を及ぼさなかった。
  • 患者背景や瘤の特徴からICAおよびMCA瘤の治療順序が決定できない場合、MCA瘤の優先的治療が推奨されるという結論が得られた。

(117) Li [4]

📕 書誌情報

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

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

J Cereb Blood Flow Metab, 2024 Apr

  • Keywords: Borderzone infarct, cerebral hemodynamics, intracranial atherosclerotic disease, ischemic stroke, prognosis

  • DOI: 10.1177/0271678X231211449

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 4
    • FWCI: 1.745
    • Citation Percentile: 83.38

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💬 AI 翻訳タイトル

症候性頭蓋内動脈硬化性狭窄における内部および皮質境界帯梗塞の脳血流動態および脳卒中リスク：計算流体力学的研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈硬化性狭窄症患者における内部境界帯（IBZ）および皮質境界帯（CBZ）梗塞の異なる発症機序を明らかにすることである。
  • 方法として、M1中大脳動脈（MCA-M1）に50-99%の狭窄を有し急性境界帯梗塞を認めた84例を対象に、CT血管造影に基づく計算流体力学（CFD）モデルを用いて、狭窄部通過前後の圧力比（PR）を定量評価した。
  • 結果として、IBZ梗塞群ではPR低値（順行性血流障害指標）が有意に多く認められ、CBZ梗塞群では小型皮質梗塞（塞栓の可能性を示唆）の合併が有意に多かった。
  • 結論として、本研究はIBZ梗塞とCBZ梗塞で異なる機序と短期再発リスクが存在すること、特にIBZ梗塞では同領域脳梗塞再発リスクが高いことを示し、病態理解およびリスク層別化にCFD解析が有用であることを学術的に貢献した。

(118) Shields [3]

📕 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

経路長補正2次元血管造影パラメトリックイメージングによる脳血管解析の強化：実現可能性の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）シミュレーションを用いたシミュレート血管造影フレームワークにより、3次元コントラスト流れを投影コントラスト流れへ変換する経路長補正（pathlength-correction）指標の影響を検討し、従来の2次元血管造影パラメトリックイメージング（API）の限界を克服することである。
  • 経路長補正フレームワークを患者固有の脳動脈瘤4症例のin silico血管造影画像に適用し、パラメトリックイメージング（API）バイオマーカーについて、補正有無によるピクセル単位（2D）およびボクセル単位（3D）の解析結果を比較した。
  • 強度ベースのAPIパラメータ（例えばAUC、PH）は経路長補正後に大きく変化し、各動脈形状内で注入造影剤の質量保存則を正確に反映し、動脈瘤領域内の停滞・再循環領域の同定精度が向上した；経路長補正により2D-APIバイオマーカー間の最大パーセンテージ差は3.3%に低減し、補正なしの場合は47.7%であった。
  • これらの結果は2D-APIパラメータ値が投影方向に大きく依存することを示しており、経路長補正の導入により2D-DSA由来バイオマーカーの標準化・診断性能向上が期待され、脳血管手技における指標解釈の精度向上に寄与する可能性が示唆された。

(119) Caddy [2]

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.901
    • Citation Percentile: 61.44

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💬 AI 翻訳タイトル

生理学的刺激に対する計算流体力学（CFD）と経頭蓋ドプラー超音波法の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、経頭蓋ドプラー超音波法（TCD）によって得られた速度波形指標と、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よる指標を比較評価することである。
  • 12人の健常被験者を対象に、3T磁気共鳴血管撮影による頭頸部画像取得、およびTCDと二重超音波イメージングを用いて中大脳動脈、内頸動脈、椎骨動脈における血流速度と血流量を測定し、安静・高炭酸ガス状態・運動時のCFD解析を実施した。
  • TCDによる絶対速度はCFD算出値よりも有意に高く（P範囲<0.001-0.004）、両手法間の絶対速度値には有意な相関が認められなかった（r範囲0.030-0.377, P範囲0.227-0.925）が、安静時からの収縮期および時間平均速度の相対変化には有意な正の相関が認められた（r範囲0.577-0.770, P範囲0.003-0.049）。
  • 本研究は、TCDと3D CFDシミュレーションの間では絶対的な脳血流速度値に差があるものの、生理学的刺激による収縮期および時間平均速度の変化は両手法間で有意に一致することを示すものであり、CFD血流解析の妥当性を支持する学術的意義がある。

(120) Zheng [3]

📕 書誌情報

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

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

Eur Stroke J, 2024 Mar

  • Keywords: Cerebral small vessel disease, cortical microinfarct, hemodynamics, intracranial atherosclerotic disease, white matter hyperintensity

  • DOI: 10.1177/23969873231205669

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 3
    • FWCI: 1.165
    • Citation Percentile: 56.50

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内アテローム性動脈硬化症の血行動態的意義と同側の脳小血管病イメージングマーカー

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、症候性頭蓋内アテローム性動脈硬化症（sICAD）病変の血行動態的特徴と、脳小血管病（CSVD）のイメージングマーカーおよび全体的負荷との関連を検討することであった。
  • 前方循環のsICAD患者112例を対象に、CT血管造影を用いた数値流体力学（computational fluid dynamics）モデルにより、経狭窄圧比（PR）および壁面せん断応力比（WSSR）を定量化し、それらの異常値とCSVDイメージングマーカーとの関連を評価した。
  • その結果、sICAD同側の脳半球では、白質高信号（WMH）、ラクナ梗塞（lacunes）、および皮質微小梗塞（CMI）が対側よりも有意に重症であり、異常PRおよびWSSRは、同側での中等度〜重度WMH、CMIの存在、およびCSVD負荷増加と独立して関連していた。
  • これらの結果より、sICAD病変の血行動態的意義は、同側脳半球のWMHおよびCMI重症度と独立して関連し、CSVDの進行に重要な役割を持つ可能性が示された。

(121) Fujimura [9]

📕 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

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    • Cited by: 9
    • FWCI: 3.303 ⭐
    • Citation Percentile: 81.02

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の破裂前後における血行動態および形態学的差異

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤破裂後に観察される形態および血行動態の変化を調査することである。
  • 21例（21人）の経過観察中に破裂した脳動脈瘤について、破裂前後の血管造影画像から動脈瘤および親血管の3次元形状を再構築し、さらにComputational Fluid Dynamics（CFD）解析を用いて血流をシミュレーションした。
  • 破裂後には動脈瘤の高さ、アスペクト比、動脈瘤体積、undulation indexが統計学的に有意に増加し、加えてnormalized wall shear stress（NWSS）は有意に低下し、これらの変化は形態変化に起因するうっ滞流と関連していた。
  • 動脈瘤の破裂後には形態が伸長かつ不規則となり動脈瘤体積が増加するとともに、壁せん断応力（wall shear stress）の有意な低下を伴う静止流が認められ、これらの知見は破裂前形態および血行動態に基づく動脈瘤破裂リスク評価法の開発に寄与する可能性が示された。

(122) Fu [3]

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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

胎児型後交通動脈部動脈瘤に対するフローダイバーターの血行動態変化：Surpass Streamline、Pipeline Flex、Tubrigeデバイスを用いたCFDシミュレーションによる比較研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、胎児型後交通動脈部動脈瘤に対してSurpass Streamline、Pipeline Flex、Tubrigeの各フローダイバーター（FD）による血行動態変化を比較し、最適な治療戦略を探究することである。
  • デジタルサブトラクション血管造影（DSA）より構築した2例の動脈瘤モデルに、3種類のFDを仮想配置し、数値流体力学（CFD）解析を実施した。
  • Surpassは他のFDと比較して最も顕著な血流低下効果を示し、Velocity（平均流速）、HFV（高流量域）、WSS（壁面せん断応力）はそれぞれ最大で51.6%、78.1%、64.3%減少した。
  • これらの結果から、Surpassの適用は胎児型後交通動脈部動脈瘤に対して有効な治療手段となり得る可能性があり、CFDを用いた仮想FD配置は治療成績の予測に有用であると考えられる。

(123) Tsuji [4]

📕 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: 4
    • FWCI: 1.553
    • Citation Percentile: 82.30

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💬 AI 翻訳タイトル

小型未破裂脳動脈瘤の成長予測における計算流体力学の応用

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）を用いて小型未破裂脳動脈瘤の成長に関連する血行動態的特性を検討することである。
  • 多施設前向き観察研究に登録された最大径3-5mmの未破裂脳動脈瘤215例を対象に、形態学的指標および新たに開発した高シア集中比（HSCR）等の血行動態パラメータを用いて、成長群と安定群に分けて解析を行った。
  • 成長群ではHSCRが有意に高く（6.39 vs 4.98, p<0.001）、高シア領域比（HSAR）および流入集中比（FCR）が低い傾向を認め、ロジスティック回帰分析によりHSCRの増加が瘤成長と有意に関連することが示された（OR 0.81, p=0.004）。
  • HSCRは小型未破裂脳動脈瘤の成長予測に有用な血行動態指標となる可能性が示唆され、本研究はCFD解析の臨床応用の拡大に学術的貢献を与えている。

(124) Ponmozhi [9]

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

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

Tissue Barriers, 2024 Apr 02

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

  • DOI: 10.1080/21688370.2023.2221632

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    • Cited by: 9
    • FWCI: 0.567
    • Citation Percentile: 46.42

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💬 AI 翻訳タイトル

ラボオンチップにおけるバリア機能理解のためのモデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、生体のホメオスタシス維持に不可欠な生理的バリア機能を、動物実験を用いない高再現性かつ高スループットのマイクロ流体技術（microfluidic technology）によって調査することにある。
  • 方法として、本レビュー論文はオルガン・オン・ア・チップ（organ-on-a-chip）マイクロ流体デバイスの生理的バリア研究への最新応用について、血液脳関門、眼科的バリア、皮膚バリア、呼吸器バリア、腸管・肝胆道系・腎/膀胱バリアを含め、健常および疾患状態別に整理した。
  • その結果、胎盤・膣や腫瘍・多臓器バリアのオルガン・オン・ア・チップ応用例も紹介し、微小流体系における生体バリア統合システムのComputational Fluid Dynamics（数値流体力学）についても簡潔に述べている。
  • 本論文は、マイクロ流体デバイスを利用したバリア研究の最新動向を簡潔かつ網羅的にまとめたものであり、バリア機能評価における学術的進展と今後の展望を示している。

(125) Sándor

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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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💬 AI 翻訳タイトル

側壁型脳動脈瘤におけるフローダイ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、側壁型脳動脈瘤の治療に用いられるフローダイバータデバイスの異なる線形および二次の流体力学的抵抗パラメータが瘤内血流低減に与える影響を検討することを目的とした。
  • 五症例の患者固有側壁型動脈瘤モデルを用いて、実際のステント特性に基づくDarcy-Forchheimer多孔質層アプローチを用いた125回の血流シミュレーションを実施した。
  • 時空間平均の速度は線形係数によって強い影響を受け、べき乗則(power-law)の関係が認められた一方、二次係数は瘤内およびネック領域の低速度のため流れに与える影響は限定的であった。
  • 本研究は、治療用フローダイバータ設計において線形水力抵抗パラメータの最適化が瘤内血流制御において重要であることを示し、今後のデバイス開発に有用な知見を提供した。

(126) Hadad [6]

📕 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限局的成長およびブレブ発生の予測モデルの評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、断面（cross-sectional）データに基づくブレブ形成予測モデルが、経時的に限局的拡大を示す脳動脈瘤を同定できるかを評価することである。
  • 総計2,265例の脳動脈瘤に対するCFD由来の血行動態的・幾何学的・解剖学的変数を用いて機械学習（machine learning, ML）モデルを構築し、さらに別の266例による独立した断面データセットにて検証を行い、174例の縦断（longitudinal）データにてモデルの性能が評価された。
  • 最終的なモデルは、3つの血行動態変数と4つの形態学的変数、さらに動脈瘤の部位および形態情報を組み合わせることにより、強いinflow jet、非一様で高ピークを持つ壁面せん断応力、より大きなサイズ、細長い形状が将来的な限局的成長のハイリスク指標であることを示した。
  • ロジスティック回帰モデルは縦断データにおいてAUC 0.9、感度85%、特異度75%、バランス精度80%、誤分類率21%と最良の成績を示し、断面データで学習されたモデルが臨床実践での将来のリスク予測に有用な早期指標となりうることを示唆した。

(127) Zheng [4]

📕 書誌情報

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

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

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2024 May

💬 AI 翻訳タイトル

ウィリス動脈輪（circle of Willis）奇形における脳動脈瘤発症の血行動態的特徴およびメカニズム

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ウィリス動脈輪（CoW）奇形の血行動態的特徴を明らかにし、血行動態の観点から脳動脈瘤（IA）発症メカニズムを解明することである。
  • 方法として、前大脳動脈A1部（ACA-A1）片側欠損例を対象に、Emory University Open Source Data Center から選択した3症例のIA存在モデルおよび、仮想的にIAを除去したpre-IAモデルについて、一次元（1-D）および三次元（3-D）シミュレーションを組み合わせて解析した。
  • その結果、CoWが完全な場合には前交通動脈（ACoA）への平均血流量はほぼゼロである一方、ACA-A1片側欠損ではACoAへの血流が有意に増大し、pre-IAモデルの対側ACA-A1とACoA分岐部には高い壁面せん断応力（wall shear stress）と壁圧を伴うジェットフローが確認された。
  • これらの血行動態的状況がIA発症の誘因となりうることから、ジェットフローをもたらす血管奇形はIA発症のリスク因子と考えるべきである。

(128) Feng [10] ⭐

📕 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‐動脈塞栓症の基盤となる脳血行動態

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、症候性頭蓋内動脈硬化性疾患（ICAD）において動脈‐動脈塞栓症（AAE）と関連する脳血行動態の特徴を明らかにすることである。
  • CT血管造影（CTA）により確認された前方循環系の症候性ICAD患者を対象として、確率的脳卒中メカニズムを梗塞トポグラフィーに基づき分類し、CTAデータに基づく数値流体力学（CFD）モデルを用いて責任病変部の血流をシミュレーションした。
  • 99例の患者を解析した結果、病変部における壁面せん断応力比（WSSR）の高度な上昇はAAE発生と独立して関連し（調整オッズ比3.90、P=0.022）、特に圧較差（pressure ratio）が低い場合にWSSRの上昇がAAEと強く関連した（相互作用P=0.013）。
  • ICAD病変部における過度な壁面せん断応力（WSS）の上昇がAAE発症リスクを増加させる可能性があり、低い圧較差を伴う場合にこの関連性が顕著であったことから、併存しやすい低灌流（hypoperfusion）が二次予防の治療指標となり得ることを示唆する。

(129) Charles [5]

📕 書誌情報

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

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

Interv Neuroradiol, 2024 Feb

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

  • DOI: 10.1177/15910199221133170

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.293
    • Citation Percentile: 17.33

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内アテローム性動脈硬化症（ICAD）の診断におけるマルチモーダルイメージングアプローチ：基礎原理、現状および将来の展望

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内アテローム性動脈硬化症（ICAD）の診断に用いられる様々な画像診断法の最新の進展および管理における意義を概説することである。
  • 文献検索を実施し、各画像診断法の基礎的原理、利点および欠点を要約・比較した結果、DSA、CTA、MRA、TCDが最も一般的に用いられており、各々が確立された精度とそれぞれの特性を有することが示された。
  • 新規のモダリティ（VWI, IVUS, OCT, PWI, CFD）は、血管壁やプラークの特性、血流動態に関するより詳細な情報を提供し、治療方針の決定に重要な役割を担うことが明らかとなった。
  • 画像解析ソフトウェア技術の進歩はICADの診断および管理に新たな可能性をもたらしており、今後の画像診断技術の継続的な発展により、より個別化され低侵襲な管理が実現することが期待される。

(130) Sturiale [3]

📕 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

出血源が確定できない多発性脳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、出血源の特定が困難である多発性脳動脈瘤（IA）関連くも膜下出血（SAH）における診断上の課題と臨床対応を明らかにすることである。
  • 2016年1月から2020年12月までに多発性IAを有するSAH患者を対象とし、診断手順および出血源同定の失敗率を後方視的に検討し、動脈瘤の局在に基づく4つのカテゴリー分けと不明確例での治療プロトコールを記述した。
  • 62例161個のIAのうち、出血源同定率は90.3％（56例）であったが、9.7％（6例24個）では出血源の特定に失敗し、複数IAの同時治療の意思決定には数、形態、局在、臨床医の経験、管理方法（特に内血管的治療が外科手術に比べて迅速な排除を可能とすること）が重要であった。
  • SAH患者の小集団においては出血源の特定が困難となる場合があり、血管壁イメージングやcomputational fluid dynamics（CFD）などの新しいツールが日常的に利用可能となるまでは、経験豊富な脳血管治療チームによる複数IAの同時除去戦略が不可欠であると結論した。

(131) Zhou [6]

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 6
    • FWCI: 0.507
    • Citation Percentile: 63.85

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

前大脳動脈解剖学がACoA動脈瘤形成に与える影響のCFD解析による評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、前交通動脈（anterior communicating artery: ACoA）複合体の独立した解剖学的、形態学的および血行動態学的特徴がACoA動脈瘤発生のリスク因子として機能するかを明らかにすることである。
  • 15例のACoA動脈瘤患者を対象に、患者固有の3D-TOF-MRA画像に基づきコンピュータ流体力学（Computational Fluid Dynamics: CFD）シミュレーションを行い、動脈瘤発生前の血管解剖を再構築した上で幾何学的および血行動態的パラメータを比較・評価した。
  • A1セグメントの非対称や欠損がみられる患者群では、壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）およびA1動脈の流量が対称群や低形成群に比べ有意に高く、一方で同側のA1-A2角度は対側と比較して有意に小さかった。
  • 高WSSが大きなA1-A2比と有意に関連していたことから、ACoA動脈瘤は高WSSによる病態であり、強い血流衝突および血管解剖構造がACoA動脈瘤発症を誘発する要因となり得ることが示唆された。