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脳 CFD血流解析 学術文献調査 PubMed 2020

  • 『脳 CFD血流解析』に関する学術文献調査を掲載しています
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  • 調査条件
    • データベース：PubMed
    • 検索キーワード：(Cerebral OR Brain OR Intracranial OR Neuro) AND (Blood OR Flow OR Hemodynamics OR WSS OR Pressure OR Velocity OR Aneurysm OR Rupture OR Stroke OR Stenosis) AND (CFD OR "Computational Fluid Dynamics")
    • 検索期間：2020-01-01 - 2020-12-31
    • 要約用 AI/LLM：gpt-5.4-nano (OpenAI, 2026-03)
    • ソート基準：被引用数降順（同値の場合はFWCI降順）
    • データ更新日：2026-05-11

(001) Novak [397] 🌟

📕 書誌情報

Robotic fluidic coupling and interrogation of multiple vascularized organ chips.

Richard Novak, Miles Ingram, Susan Marquez, Debarun Das, Aaron Delahanty, Anna Herland, Ben M Maoz, Sauveur S F Jeanty, Mahadevabharath R Somayaji, Morgan Burt, Elizabeth Calamari, Angeliki Chalkiadaki, Alexander Cho, Youngjae Choe, David Benson Chou, Michael Cronce, Stephanie Dauth, Toni Divic, Jose Fernandez-Alcon, Thomas Ferrante, John Ferrier, Edward A FitzGerald, Rachel Fleming, Sasan Jalili-Firoozinezhad, Thomas Grevesse, Josue A Goss, Tiama Hamkins-Indik, Olivier Henry, Chris Hinojosa, Tessa Huffstater, Kyung-Jin Jang, Ville Kujala, Lian Leng, Robert Mannix, Yuka Milton, Janna Nawroth, Bret A Nestor, Carlos F Ng, Blakely O'Connor, Tae-Eun Park, Henry Sanchez, Josiah Sliz, Alexandra Sontheimer-Phelps, Ben Swenor, Guy Thompson, George J Touloumes, Zachary Tranchemontagne, Norman Wen, Moran Yadid, Anthony Bahinski, Geraldine A Hamilton, Daniel Levner, Oren Levy, Andrzej Przekwas, Rachelle Prantil-Baun, Kevin K Parker, Donald E Ingber

Nat Biomed Eng, 2020 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

多臓器チップにおける血管化流体連結のロボット化と多重計測（インタロゲーション）

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、薬物動態（pharmacokinetics）および薬力学（pharmacodynamics）の解析に必要となる、血管灌流によって連結された多臓器システムを実現するための、自動化された「インタロゲータ（interrogator）」を提案することである。
  • 方法として、液体ハンドリングロボティクス、専用ソフトウェア、統合型モバイル顕微鏡を組み合わせ、標準の組織培養インキュベータ内で最大10枚の臓器チップについて、自動培養、灌流、培地添加、流体連結、試料回収、ならびにin situ顕微鏡イメージングを行う構成を構築した。
  • その結果、ロボット化インタロゲータは、共通の血液代替物を介して多臓器チップ間を間欠的に流体連結した際に、血管化された2チャンネル構造の臓器チップ（小腸、肝臓、腎臓、心臓、肺、皮膚、血液脳関門、脳）8種類について、培養3週間にわたり生存性と臓器特異的機能を維持できることを示した。
  • さらに、ロボット化インタロゲータと本実験系の生理学的多コンパートメント簡易モデル（reduced-order model）を用いて、これらのmulti-organ human-body-on-chipsにおいて、インリン（inulin）トレーサを灌流した際の分布を定量的に予測できることを明らかにし、流体連結を損なうことなく血管側および間質側の反復採取と、各臓器チップ内での細胞イメージングを可能にすることを結論づけた。

(002) Saqr [122] ⭐

📕 書誌情報

What does computational fluid dynamics tell us about intracranial aneurysms? A meta-analysis and critical review.

Khalid M Saqr, Sherif Rashad, Simon Tupin, Kuniyasu Niizuma, Tamer Hassan, Teiji Tominaga, Makoto Ohta

J Cereb Blood Flow Metab, 2020 May

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学は脳内動脈瘤（intracranial aneurysms）について何を示すのか？メタ解析および批判的レビュー

💬 AI 要約

  • 目的：計算流体力学（CFD）による脳内動脈瘤（IA）の血行動態に関する多数の報告があるにもかかわらず、IAの病態生理を基盤とする複雑な物理および生物学的機序の理解は十分に進展していないため、本研究では近年のIA血行動態パラダイムを批判的に整理することを目的とした。
  • 方法：1733本の既報論文を手引きとして、過去20年にわたるIA CFDシミュレーションによって確立された同分野の現在の血行動態的理解をレビューし、議論した。
  • 結果：IA病態の理解を妨げる簡略化されたCFDモデルの歴史的な起源を追跡するとともに、血流を計算的に表す際に用いられるニュートン流体仮定をめぐる議論を深掘りした。ニュートン流体仮定は約90%の研究で用いられているが、IA血行動態を記述するには不十分である可能性を明確に示し、さらに壁面せん断応力（WSS）およびその派生指標に関して広く見られる誤解を指摘するために、補足資料でナビエ–ストークス方程式の基礎的性質を再検討した。
  • 結論：本研究は、次世代のIA CFDモデルに向けたロードマップを提示し、研究者がIAの病態生理を探究するための指針を与えるものである。

(003) Daversin-Catty [74] ⭐

📕 書誌情報

The mechanisms behind perivascular fluid flow.

Cécile Daversin-Catty, Vegard Vinje, Kent-André Mardal, Marie E Rognes

PLoS One, 2020

💬 AI 翻訳タイトル

血管周囲液流動のメカニズム

💬 AI 要約

  • 血液脳関門（brain）からのクリアランスに関する理論において、血管周囲腔（perivascular spaces, PVS）における脳脊髄液（cerebrospinal fluid, CSF）の流れは主要な概念の一つであるが、その移動機構のうちとくに非周期的（net）な移動機構は議論が残っている。
  • 本研究では計算流体力学（computational fluid dynamics）を用いて、動脈壁の膨張、全身性のCSF圧変化、動脈の剛体運動を異なる力として与えた際のPVS内のCSF速度および圧力を計算し、観測される移動（周期的および非周期的成分）を説明しうる寄与を評価した。
  • 動脈壁の膨張は60–260 μm/sの速度振幅を生じ、既報の観測値の上限域に位置した一方、静的圧力勾配がない場合には非周期的な予測流速は小さく（<0.5 μm/s）、ただし非生理学的なPVS長に対しては最大7 μm/sに達した。
  • 実在形状では、生理学的に妥当な大きさの全身性圧の静的増加のみで20–30 μm/sの非周期的流速が誘起され、さらに動脈の剛体運動はPVS内の流動パターンに複雑性を加えたことから、動脈壁膨張・剛体運動・静的CSF圧力勾配の組合せにより実験結果に定量的に整合する非周期的および周期的PVS流動が再現されることが示された。加えて、非周期的流動に必要な静的CSF圧力勾配は小さく、その起源はいまだ特定されていないことが示唆された。

(004) Tanioka [73] ⭐

📕 書誌情報

Machine Learning Classification of Cerebral Aneurysm Rupture Status with Morphologic Variables and Hemodynamic Parameters.

Satoru Tanioka, Fujimaro Ishida, Atsushi Yamamoto, Shigetoshi Shimizu, Hiroshi Sakaida, Mitsuru Toyoda, Nobuhisa Kashiwagi, Hidenori Suzuki

Radiol Artif Intell, 2020 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

形態学的変数および血行動態パラメータを用いた機械学習による脳動脈瘤破裂状態の分類

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤の破裂状態の分類モデルを構築し、形態学的変数と血行動態パラメータの破裂状態における重要性を機械学習（machine learning: ML）アルゴリズムを用いて明らかにすることである。
  • 2011年から2019年までに、連続する188人の患者における226個の脳動脈瘤（破裂112例、未破裂114例）を後ろ向きに解析し、計算流体力学（CFD）により得られた形態学的データと血行動態データに基づいて解析を行った。
  • ランダムフォレストMLアルゴリズムを用いて、形態学的変数のみ（モデル1）、血行動態パラメータのみ（モデル2）、および形態学的変数と血行動態パラメータの両方（モデル3）からなる3種類の分類モデルを作成し、破裂状態の分類精度と各変数・パラメータの重要度を算出した。
  • 分類精度はモデル1で77.0%、モデル2で71.2%、モデル3で78.3%であり、モデル1では投影比・サイズ比・アスペクト比、モデル2では低シア領域面積比・振動シア指数・振動速度指数、モデル3では投影比・不整形状・サイズ比が主要な特徴として抽出された；したがって、破裂動脈瘤の識別には投影比、不整形状、およびサイズ比が重要であることが示された。

(005) Lan [70]

📕 書誌情報

Sustaining cerebral perfusion in intracranial atherosclerotic stenosis: The roles of antegrade residual flow and leptomeningeal collateral flow.

Linfang Lan, Xinyi Leng, Vincent Ip, Yannie Soo, Jill Abrigo, Haipeng Liu, Florence Fan, Sze Ho Ma, Karen Ma, Bonaventure Ym Ip, Ka Lung Chan, Vincent Ct Mok, David S Liebeskind, Ka Sing Wong, Thomas W Leung

J Cereb Blood Flow Metab, 2020 Jan

  • Keywords: Cerebral perfusion, antegrade flow, collateral circulation, computational fluid dynamics, intracranial atherosclerotic stenosis

  • DOI: 10.1177/0271678X18805209

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 70
    • FWCI: 2.3847
    • Citation Percentile: 89.40

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈硬化性狭窄における脳灌流の維持：順行性残存血流および軟膜側副血行の役割

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈硬化性狭窄（ICAS）に伴う狭窄遠位の脳灌流を維持するうえで、順行性残存血流および軟膜側副血行（leptomeningeal collateral flow）が果たす役割を明らかにすることである。
  • 症候性中大脳動脈（MCA）M1狭窄において遠位側の脳灌流が一見正常である患者を対象とし、CT血管造影に基づく計算流体力学（CFD）モデルを構築して狭窄部を跨ぐ圧力比（translesional pressure ratio: PR）を算出し、残存順行血流の指標とした。
  • さらに、CT血管造影により軟膜側副血行（LMC）をスケーリングし、CT灌流（CT perfusion）マップから脳灌流指標（cerebral perfusion metrics）を取得した。
  • 83例における線形回帰解析では、狭窄部を跨ぐPRとLMCスケールのいずれも、相対患側平均通過時間（relative ipsilesional mean transit time: rMTT）と独立して関連した；またサブグループ解析では、MCA狭窄が中等度（50–69%）の群ではrMTTがLMCスケールよりもPRと有意に関連し、一方で高度（70–99%）の群ではrMTTがLMCスケールとのみ有意に関連した（p=0.051）。以上より、順行性残存血流と軟膜側副血行はICAS遠位の脳灌流維持に相補的に作用し、高度狭窄では側副循環への依存がより大きくなる可能性が示された。

(006) Chen [69] ⭐

📕 書誌情報

Characteristics of Wall Shear Stress and Pressure of Intracranial Atherosclerosis Analyzed by a Computational Fluid Dynamics Model: A Pilot Study.

Zimo Chen, Haiqiang Qin, Jia Liu, Bokai Wu, Zaiheng Cheng, Yong Jiang, Liping Liu, Lina Jing, Xinyi Leng, Jing Jing, Yilong Wang, Yongjun Wang

Front Neurol, 2019

  • Keywords: cerebral hemodynamics, intracranial atherosclerosis, magnetic resonance angiography, mathematical modeling, pressure, wall shear stress

  • DOI: 10.3389/fneur.2019.01372

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 69
    • FWCI: 4.7417 ⭐
    • Citation Percentile: 96.21 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学モデルによって解析した頭蓋内動脈硬化（ICAS）における壁面せん断応力と圧力の特性：パイロット研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、壁面せん断応力（WSS）および圧力がプラークの脆弱性に重要な役割を果たす一方で、頭蓋内動脈硬化（ICAS）におけるこれら指標の特性が十分に検討されていない点を背景として、非侵襲的な計算流体力学（CFD）手法の構築によりその関連を明らかにすることを目的とした。
  • 症候性ICASを有し中大脳動脈領域に病変を認める被験者を対象とし、内頸動脈狭窄の合併例を除外した。TOF-MRA（time-of-flight magnetic resonance angiography）に基づく患者固有の三次元（3D）メッシュと、入口境界条件として患者固有の頸動脈超音波による動脈血圧を用い、Navier-Stokes方程式に支配される有限要素法により患者の3D血行動態をモデル化した。
  • このTOF-MRAベースのCFDモデルで解析した55個の動脈硬化性病変において、最大WSS（WSSmax）は病変の頂点および流入側（上流）セクションの上半部で最も頻繁に検出されたのに対し、最大圧力は流入側上半部ではなく下半部に位置することが最も多かった。さらに、狭窄率が増加するほどWSSmaxと圧力低下の相対値はいずれも上昇し、特に50%以上の狭窄で有意に急峻に増大した。また、ICASにおいてWSSmaxは圧力低下と線形に相関することが示された。
  • 本研究は、ICASにおけるWSSおよび圧力の縦方向分布の一定の傾向、狭窄率が脳血行動態に及ぼす影響、ならびにWSSと圧力低下の相関関係を明らかにした。これらは患者固有の条件に基づくICASおよび脳卒中の研究へ、計算流動シミュレーション技術を適用するための前進を示すものである。

(007) Lv [68] ⭐

📕 書誌情報

Wall Enhancement, Hemodynamics, and Morphology in Unruptured Intracranial Aneurysms with High Rupture Risk.

Nan Lv, Christof Karmonik, Shiyue Chen, Xinrui Wang, Yibin Fang, Qinghai Huang, Jianmin Liu

Transl Stroke Res, 2020 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

破裂リスクが高い未破裂頭蓋内動脈瘤における壁エンハンスメント、血行動態、および形態の関連

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、形態、血行動態、および動脈瘤壁エンハンスメント（aneurysm wall enhancement; AWE）を血管壁MRIで評価し、それらが頭蓋内動脈瘤の破裂に果たし得る役割の関連を明らかにすることである。
  • 後ろ向きに57人の患者（男性22人、女性35人、平均58.4歳）に認められた65個の未破裂頭蓋内動脈瘤を対象として、血管壁MRIを壁エンハンスメントなし（NAWE）、部分的（PAWE）、環状（circumferential; CAWE）に分類した。さらに、計算幾何学および計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）により形態学的パラメータと血行動態パラメータを算出し、各症例の破裂リスクをPHASESスコアで推定した。
  • AWEは26病変（40.0%）で認められ、その内訳はPAWEが14病変（21.5%）、CAWEが12病変（18.5%）であった。単変量および多変量ロジスティック回帰解析の結果、動脈瘤サイズ（odds ratio=7.46, 95%信頼区間=1.56–35.77, p=0.012）、サイズ比（odds ratio=12.90, 95%信頼区間=2.28–72.97, p=0.004）、および正規化壁面せん断応力（normalized wall shear stress; odds ratio=0.11, 95%信頼区間=0.02–0.69, p=0.018）がAWEの存在と独立して関連していた。
  • PHASESスコアの増加に伴い、サイズ関連パラメータおよび不整形の頻度が有意に増加し、壁面せん断応力が低値かつ振動性の血行動態パターンが観察された。同時にNAWE動脈瘤の割合は減少し、PAWEおよびCAWE動脈瘤の割合は有意に増加した（p<0.001）。破裂リスクが高い未破裂頭蓋内動脈瘤では、より大きなサイズ、低い壁面せん断応力、強いAWEが有意に認められ、形態・血行動態・炎症の相互作用および破裂予測における潜在的意義を支持する可能性が示唆された。

(008) Martinac [63] ⭐

📕 書誌情報

Computational modelling of fluid and solute transport in the brain.

Adam D Martinac, Lynne E Bilston

Biomech Model Mechanobiol, 2020 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

脳における流体および溶質輸送の計算論的モデリング

💬 AI 要約

  • 本論文の目的は、脳内のグリンパ系（glymphatic system）が提唱する一方向性の流体・溶質循環経路に関して、特に論争がある排出（outflow）経路や各段階を支配する輸送駆動力に焦点を当て、計算論的・数学的モデリング研究の知見を概説することである。
  • 方法として、流体の流入（inflow）、経実質（transparenchymal）輸送、ならびに流出（outflow）に関連する計算モデル研究を整理し、純粋な解析モデルから油圧抵抗ネットワーク、計算流体力学（CFD）モデルまで幅広いアプローチを扱うレビュー形式でまとめている。
  • 結果として、モデル研究の大半は周動脈周囲への流体流入と実質（parenchyma）内での輸送に集中しており、これらを総合すると、動脈拍動（arterial pulsation）のみが流入駆動力である可能性は低いこと、また実質の細胞外空間では拡散（diffusion）が主要な輸送様式である可能性が高いことが示唆される。
  • 結論として、流出モデルは限定的であり、中枢神経系からの流体排出を駆動する力学的要因について十分な理解を与えられていないため、今後のモデリング発展が必要である。

(009) Suzuki [58] ⭐

📕 書誌情報

Rupture Risk of Small Unruptured Intracranial Aneurysms in Japanese Adults.

Takashi Suzuki, Hiroyuki Takao, Saikiran Rapaka, Soichiro Fujimura, Cosmin Ioan Nita, Yuya Uchiyama, Hiroshi Ohno, Katharina Otani, Chihebeddine Dahmani, Viorel Mihalef, Puneet Sharma, Ashraf Mohamed, Thomas Redel, Toshihiro Ishibashi, Makoto Yamamoto, Yuichi Murayama

Stroke, 2020 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

日本人成人における小型未破裂頭蓋内動脈瘤の破裂リスク

💬 AI 要約

  • 目的：10 mm未満の小型未破裂頭蓋内動脈瘤に対する治療方針決定は困難である。本研究の目的は、臨床・形態学的・血行動態学的パラメータを含め、日本人成人の小型頭蓋内動脈瘤の破裂リスクモデルを構築することである。
  • 方法：観察期間中に破裂した35例と安定していた303例を含む、小型未破裂動脈瘤338例を解析した。臨床・形態学的・血行動態学的指標を検討し、すべての動脈瘤について非破裂状態でのCT画像に基づく計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）により血行動態パラメータを算出した。破裂群と非破裂群の差はMann-Whitney U検定またはFisherの正確確率検定で検討し、多変量ロジスティック回帰により破裂リスクモデルを作成したのち、ROC解析で予測能を評価した。
  • 結果：構築されたリスクモデルでは、破裂は若年患者で起こりやすいこと（年齢1歳増加あたりのオッズ比［OR］, 0.92［95% CI, 0.88–0.96］P<0.001）、多発動脈瘤であること（OR, 2.58［95% CI, 1.07–6.19］P=0.03）、分岐部に位置すること（OR, 5.45［95% CI, 1.87–15.85］P=0.002）、瘤瘤のbulgeに相当するblebの存在（OR, 4.09［95% CI, 1.42–11.79］P=0.009）、長径が大きいこと（長径1 mm増加あたりのOR, 1.91［95% CI, 1.42–2.57］P<0.001）、および圧力損失係数が低いこと（1単位低下あたりのOR, 0.33［95% CI, 0.14–0.77］P=0.01）が示された。感度・特異度・AUCはそれぞれ0.800、0.752、0.826（95% CI, 0.739–0.914）であった。
  • 結論：小型頭蓋内動脈瘤の破裂に関するリスク因子として、若年、複数動脈瘤、分岐部での位置、blebの存在、長径の増大、ならびに圧力損失係数の低値が同定された。本リスクモデルは、さらなる研究での外部検証が必要である。

(010) Khan [58] ⭐

📕 書誌情報

Association between aneurysm hemodynamics and wall enhancement on 3D vessel wall MRI.

Muhammad Owais Khan, Veronica Toro Arana, Christian Rubbert, Jan F Cornelius, Igor Fischer, Richard Bostelmann, Hendrik-Jan Mijderwijk, Bernd Turowski, Hans-Jakob Steiger, Rebecca May, Athanasios K Petridis

J Neurosurg, 2021 Feb 01

💬 AI 翻訳タイトル

3次元血管壁MRIにおける壁造影（wall enhancement）と動脈瘤血流動態の関連

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、破裂高リスクの画像バイオマーカーとして提案されている動脈瘤壁造影（AWE）が見られる未破裂頭蓋内動脈瘤（IAs）において、血行力学的異常がどのように関与しうるかを明らかにすることである。
  • 2016年9月から2017年9月にDSA（digital subtraction angiography）および3D VWMRI（3D vessel wall MRI）を施行した25例を対象とし、22例に25個の動脈瘤を含めて、AWEあり/なし群間で従来の形態学的パラメータおよび血行力学パラメータの関連を単変量・多変量解析により検討した。
  • DSA画像から高解像度CFD（computational fluid dynamics）モデルを作成し、動脈瘤全嚢のWSS（wall shear stress）およびWSSが低・中・高の領域における定量指標を算出したところ、AWE群では非AWE群よりもWSSおよび嚢平均（sac-averaged）速度が低く（いずれもp<0.01）、動脈瘤サイズおよびサイズ比が大きかった（それぞれp<0.001、p=0.0251）。
  • 多変量解析では形態学的因子と血行力学的因子の双方を考慮した結果、低WSSのみがAWEと独立して関連することが示され、嚢平均の正規化MRI信号強度はWSSと相関し、低WSS領域では中WSS（p=0.018）および高WSS領域（p<0.001）と有意差を認めたことから、AWEを伴うIAsにおける低WSSが成長・リモデリング過程を反映し破裂リスクを高めうる可能性が支持されたが、因果関係は本研究では確立できない。

(011) Mazzi [54] ⭐

📕 書誌情報

A Eulerian method to analyze wall shear stress fixed points and manifolds in cardiovascular flows.

Valentina Mazzi, Diego Gallo, Karol Calò, Mehdi Najafi, Muhammad Owais Khan, Giuseppe De Nisco, David A Steinman, Umberto Morbiducci

Biomech Model Mechanobiol, 2020 Oct

  • Keywords: Carotid bifurcation, Computational fluid dynamics, Intracranial aneurysm, Topological skeleton, Vascular disease, Wall shear stress divergence

  • DOI: 10.1007/s10237-019-01278-3

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 54
    • FWCI: 3.1337 ⭐
    • Citation Percentile: 92.08 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

血管循環流における壁面せん断応力（WSS）の固定点とマニフォールドを解析するためのオイラー型手法

💬 AI 要約

  • 動力学系理論に基づき、血管内腔表面における壁面せん断応力（WSS）ベクトル場の固定点（ベクトル場が消失する点）と、不安定・安定マニフォールド（縮小・拡張領域）を同定することが、「撹乱」した流れ、すなわち停滞・分離・逆流などに関連し、血管機能障害の発症および進展に関与しうるという重要性に着目する。
  • 本研究では、複雑な血管形状におけるWSSのトポロジカル・スケルトンを、WSS固定点およびマニフォールドの同定と分類によって解析するオイラー型の手法を提示し、その基盤として体積収縮理論を用い、WSSベクトル場の発散およびPoincaré index（ポアンカレ指数）によってWSSトポロジカル・スケルトンを解析する。
  • この手法を頸動脈分岐部および脳動脈瘤に関する計算血行動態（computational hemodynamics）モデルに適用し、心周期に沿ったWSSトポロジカル・スケルトンの時間依存性を詳細に解析することで、周期平均WSSから得られる情報を補完する。
  • 主要な結果として、頸動脈分岐部では心周期の0から（抄録中に数値欠落の可能性あり）の範囲において、瞬時WSS固定点が周期平均WSS固定点と一部共局在すること、また動脈瘤ドーム上に限局する持続的な瞬時WSS固定点は、周期平均における低WSS領域と共局在しないことが示され、結論として本アプローチは、心血管流におけるWSSトポロジカル・スケルトンの生理学的意義を迅速に検討し、臨床的観察に対する機序的説明を見出す可能性を高める潜在力を有する。

(012) Lan [52] ⭐

📕 書誌情報

Regional High Wall Shear Stress Associated With Stenosis Regression in Symptomatic Intracranial Atherosclerotic Disease.

Linfang Lan, Haipeng Liu, Vincent Ip, Yannie Soo, Jill Abrigo, Florence Fan, Sze Ho Ma, Karen Ma, Bonaventure Ip, Jia Liu, Yuhua Fan, Jinsheng Zeng, Vincent Mok, Lawrence Wong, David Liebeskind, Thomas Leung, Xinyi Leng

Stroke, 2020 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

症候性頭蓋内動脈硬化性疾患における狭窄の退縮と関連する領域的高壁面せん断応力

💬 AI 要約

  • 症候性頭蓋内動脈硬化性狭窄（sICAS）の進行／退縮の機序を解明することは、患者に対する二次予防の方針に資する。焦点的な壁面せん断応力（WSS）が重要な役割を担う可能性があるが、これまで十分に検討されてこなかった。
  • 50〜99%の頭蓋内動脈硬化性狭窄に起因する急性虚血性脳卒中または一過性脳虚血発作（TIA）の患者を登録し、ベースラインで頭部CT血管撮影（CTA）を実施した。CTAに基づいて計算流体力学（CFD）モデルを構築し、sICAS病変近傍における血流をシミュレーションしてWSSを定量化した。
  • 最適薬物療法を全例に行い、1年後に再度CTAを施行した。ベースラインから1年後までの管腔狭窄の変化は、進行（増加>10%）、不変（±10%）、退縮（減少>10%）として定義し、ベースラインWSS指標とsICAS退縮との関連を解析した。
  • 39例（中央値62歳、男性27例）では、sICASの管腔狭窄はそれぞれ6例（15.4%）で進行、15例（38.5%）で不変、18例（46.2%）で退縮を示した。最大WSSの上昇および高WSS面積の増大は、sICAS病変全体にわたる場合、または病変の近位部・遠位部に分けた場合のいずれにおいても、1年での管腔狭窄の退縮と独立して関連した。最適薬物療法下の1年では、sICAS病変の大部分が管腔狭窄の退縮または不変を示し、高い焦点的WSSが狭窄退縮を促進する可能性が示唆された。さらに、WSSを含む血行動態がプラーク脆弱性や脳卒中リスクの変化に及ぼす影響についての追加研究が必要である。

(013) Töger [47] ⭐

📕 書誌情報

Blood flow imaging by optimal matching of computational fluid dynamics to 4D-flow data.

Johannes Töger, Matthew J Zahr, Nicolas Aristokleous, Karin Markenroth Bloch, Marcus Carlsson, Per-Olof Persson

Magn Reson Med, 2020 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学の最適マッチングによる血流イメージング

💬 AI 要約

  • 本研究は、3次元・時間分解血流計測である4D-flowが有用である一方で、解像度およびスキャン時間の向上が必要であることを背景として、最適化駆動型シミュレーションによる血流イメージングのための事後処理フレームワーク（Navier–Stokes方程式と離散ガラーキン法を事前知識として組み込む 4D-flow High-resolution Imaging with a priori Knowledge Incorporating the Navier-Stokes equations and the discontinuous Galerkin method; 4D-flow HIKING）を提示することを目的とした。
  • さらに、2次元の合成テストにより当該フレームワークを検証し、レーザ粒子画像流速計測（laser particle imaging velocimetry）によりファントム検証を行い、続いて生体内（in vivo）での有用性を示すための適用を実施した。
  • 随伴（adjoint）ベースの最適化を含む計算流体力学ソルバを開発し、計算流体力学解を4D-flowデータに適合させたところ、合成テストでは低誤差（0.4%〜0.7%）が得られ、ファントム検証では入力4D-flowと比較してレーザ粒子画像流速計測との一致が水平・垂直方向の双方で改善した。
  • 生体内では、頭蓋内動脈において流量誤差が14%から3.5%へと低減し、4D-flow HIKINGにより高解像度・短時間スキャンと生理学的パラメータの正確な定量を可能とする将来的応用への有望性が示された。

(014) Cho [46]

📕 書誌情報

Prediction of rupture risk in cerebral aneurysms by comparing clinical cases with fluid-structure interaction analyses.

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

Sci Rep, 2020 Oct 26

💬 AI 翻訳タイトル

流体—構造相互作用解析による臨床例の比較にもとづく脳動脈瘤の破裂リスク予測

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤の治療判断に資するため、破裂リスクを高精度に予測することを目的とした。現在は、破裂リスクは血行動態パラメータによって推定されているが、本論文では意思決定を改善する目的で流体—構造相互作用（fluid-structure interaction: FSI）解析を用いて破裂リスクを予測する新たな手法を提案する。
  • 患者ごとのモデルを51例の脳動脈瘤に対するデジタルサブトラクション血管造影（digital subtraction angiography）により構築し、各モデルにおいてまず計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）により薄肉領域（thin-walled area: TWA）を予測したのち、壁厚および機械的特性を変化させてFSI解析を実施し、TWAにおける最大相当ひずみを算出した。
  • 相当ひずみは、破裂した動脈瘤の方が未破裂の動脈瘤よりも平均的に高いことが示された。さらに、未破裂群と破裂群の間で臨界曲線（critical curve）のパターンが明確に識別可能であった。
  • カットオフ値にもとづく破裂リスク評価では、未破裂27例中24例および破裂24例中15例が実際の臨床状況と一致した。以上より、本研究で提案する臨界曲線は動脈瘤の破裂リスク予測に有効な手段となり得る。

(015) Deyranlou [43] ⭐

📕 書誌情報

Numerical Study of Atrial Fibrillation Effects on Flow Distribution in Aortic Circulation.

Amin Deyranlou, Josephine H Naish, Christopher A Miller, Alistair Revell, Amir Keshmiri

Ann Biomed Eng, 2020 Apr

  • Keywords: 4D phase contrast magnetic resonance imaging, Aorta, Atrial fibrillation, Computational fluid dynamics

  • DOI: 10.1007/s10439-020-02448-6

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 43
    • FWCI: 4.1517 ⭐
    • Citation Percentile: 95.29 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

心房細動が大動脈循環における流量分布へ及ぼす影響の数値的研究

💬 AI 要約

  • 心房細動（atrial fibrillation: AF）は最も一般的な不整脈であり、心機能を低下させる。本研究は、AFに伴う塞栓（embolus）形成が脳卒中の発症可能性や塞栓の由来部位にどのように関与し得るかについて、血流分布の観点から検証することを目的とした。
  • 左房（atrial）キックの欠如、心房リモデリング、左室収縮不全、および高周波フィブリレーション（high frequency fibrillation）という4つの一般的なAF特性を対象に、大動脈流れに対する感度を定量化するためのパラメトリックスタディを提案・実施した。
  • シミュレーションは複数のin-houseコードとANSYS-CFX（ANSYS-CFX module）を結合して実行した。その結果、AF特性はいずれも左室流出路（left ventricular outflow tract）における流量を低下させ、これにより全身循環に加えて、脳循環および冠循環への血液灌流の低下が生じることが示された。
  • さらに、内皮細胞活性化ポテンシャル（endothelial cell activation potential: ECAP）の上昇と、流れ構造の変化が同時に観察され、これらはいずれも上行大動脈、大動脈弓、ならびに下行胸部大動脈の異なる領域において、動脈硬化（atherogenesis）および血栓形成（thrombus formation）に対する素地（predisposed areas）を示唆するものであった。

(016) Copelan [43]

📕 書誌情報

Brain Arteriovenous Malformation Recurrence After Apparent Microsurgical Cure: Increased Risk in Children Who Present With Arteriovenous Malformation Rupture.

Alexander Copelan, Gerald Drocton, M Travis Caton, Eric R Smith, Daniel L Cooke, Jeffrey Nelson, Adib A Abla, Christine Fox, Matthew R Amans, Christopher F Dowd, Van V Halbach, Randall T Higashida, Michael T Lawton, Helen Kim, Heather J Fullerton, Nalin Gupta, Steven W Hetts

Stroke, 2020 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

一見顕微手術で治癒した脳動静脈奇形（AVM）の再発：AVM破裂で発症した小児では再発リスクが増大する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動静脈奇形（arteriovenous malformation: AVM）を初回に診断された時点の年齢によって再発リスクが小児で高いかどうか、さらに初期症状としてAVM破裂の有無がそのリスクに影響するかを明らかにすることである。
  • 方法として、25歳未満で初期提示された脳AVM患者115例を後ろ向きに検討し、デジタルサブトラクション血管撮影（digital subtraction angiography: DSA）でAVMが完全切除された（顕微手術的治癒が確認された）ことを確認したうえで、遅延フォローアップDSAにより見かけ上の初期治癒後のAVM再発を評価した。
  • 結果として、追跡DSAで再発を認めたのは12例（115例中10.4%、初期提示が出血であった72例中16.7%）であり、再発例はいずれも初期に頭蓋内出血を呈していた；頭蓋内出血は再発の有意な予測因子であった（log rank P=0.037）。初期提示が出血であった症例における5年再発率は17.8%（95% CI, 8.3%-35.7%）で、全再発は初回提示時に小児であった症例でのみ認められ、最年長は初回AVM手術時15歳であった。
  • 結論として、顕微手術により一見治癒した脳AVMでも、AVM破裂で初期提示した小児では再発率が高いことが示唆されたため、再破裂を予防する目的で画像によるフォローアップが必要である。

(017) Nabipour [42] ⭐

📕 書誌情報

Prediction of Nanofluid Temperature Inside the Cavity by Integration of Grid Partition Clustering Categorization of a Learning Structure with the Fuzzy System.

Narjes Nabipour, Meisam Babanezhad, Ali Taghvaie Nakhjiri, Saeed Shirazian

ACS Omega, 2020 Feb 25

💬 AI 翻訳タイトル

グリッド分割のクラスタリング分類とファジィ・システムを統合した学習構造によるキャビティ内ナノ流体温度の予測

💬 AI 要約

  • 本研究は、銅（Cu）ナノ粒子を含むナノ流体を対象として、L字形の熱要素を有する二次元放物（quadratic）キャビティ内の熱・流動挙動を数値流体力学（CFD）で模擬し、その温度分布を予測する枠組みを提示することを目的とした。
  • 具体的には、L字形熱要素によって領域内に熱分布を形成する二次元キャビティをCFDで解析し、流体速度分布と流体温度場を算出したうえで、これらのデータを適応型ニューロ・ファジィ推論システム（ANFIS）により学習・予測に利用した。
  • ANFISの学習過程では、入力としてx座標、y座標、流体温度の3変数を与え、出力としてYに沿った流体速度を推定し、さらにグリッドクラスタリング（grid clustering）と呼ばれるクラスタリング手法でデータを分類した。
  • 学習・予測の精度向上に向けて入力パラメータ数およびメンバシップ構造の変化を解析した結果、CFDでは得られていなかったキャビティ領域のy方向に対応する速度ノードを中心に予測が可能となり、CFDとクラスタリング手法の整合性が良好である一方、学習・予測に要する総計算時間はCFDによる計算時間より短いことが示された。

(018) Knox [42] ⭐

📕 書誌情報

Impact of Aortic Arch Anatomy on Technical Performance and Clinical Outcomes in Patients with Acute Ischemic Stroke.

J A Knox, M D Alexander, D B McCoy, D C Murph, P J Hinckley, J C Ch'ang, C F Dowd, V V Halbach, R T Higashida, M R Amans, S W Hetts, D L Cooke

AJNR Am J Neuroradiol, 2020 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

大動脈弓の解剖学的形態が急性虚血性脳卒中患者の技術的パフォーマンスおよび臨床転帰に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、大血管閉塞に対する機械的血栓回収術における動脈アクセスの技術的要因が手技時間や患者転帰に影響し得る点に着目し、大動脈弓および頸動脈側の解剖学的形態と血管内手技時間・転帰との関連を明らかにすることである。
  • 方法として、2015年1月から2018年7月までに2つの学術施設で前方循環の大血管閉塞に対して機械的血栓回収術を施行した207例を後ろ向きに抽出し、介入前のCT angiography（CTA）を用いて大動脈弓と同側の大血管の形態的特徴（腕頭動脈起始部から大動脈弓頂部までの頭尾方向距離、ならびに大動脈弓から各大血管が分岐するテイクオフ角）を計測した。
  • groin puncture（鼠径穿刺）からreperfusion（再灌流）までの時間についてはブートストラップおよび段階的回帰によりモデル化し、良好転帰（mRS ≤ 2）を二値mRSとして回帰解析した結果、線形回帰ではテイクオフ角（P = .002）および腕頭動脈起始部から大動脈弓頂部までの頭尾方向距離（P = .05）と再灌流までの時間との間に有意な関連が認められた。
  • また、二値mRSの回帰解析では鼠径穿刺から再灌流までの時間と良好転帰との間に有意な関連（P <  .001）が示されたことから、本結果は、より大きなテイクオフ角および極端な大動脈弓形態を有する患者では、経大腿（transfemoral）アプローチにおいて手技時間が延長する可能性があることを示している。

(019) Ozaki [42]

📕 書誌情報

Carotid web leads to new thrombus formation: computational fluid dynamic analysis coupled with histological evidence.

Dan Ozaki, Toshiki Endo, Hiroyoshi Suzuki, Shin-Ichiro Sugiyama, Kaoru Endo, Ryo Itabashi, Miki Fujimura, Teiji Tominaga

Acta Neurochir (Wien), 2020 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈ウェブは新規血栓形成を導く：組織学的エビデンスと結合した計算流体力学解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、頸動脈ウェブが反復率の高い虚血性脳卒中のまれな原因であることに着目し、塞栓性脳卒中を呈した症例における血栓形成機序を解明することを目的とした。
  • 内頸動脈病変に対して頸動脈内膜切除術を施行し、その際に得られた新鮮血栓を用いて解析するとともに、術前に計算流体力学（CFD）解析を実施してウェブ周囲の血流停滞および壁面せん断応力の低下を評価した。
  • さらに、レオロジー（流動学）的解析により、頸動脈ウェブに関連する血栓形成に関与しうる新規の機序が明らかにされた。
  • これらの知見より、頸動脈ウェブに対するCFD解析は、臨床エビデンスの蓄積を前提として、外科的介入の適応および介入時期の決定に資する可能性が示唆された。

(020) Salimi Ashkezari [41]

📕 書誌情報

Hemodynamics in aneurysm blebs with different wall characteristics.

Seyedeh Fatemeh Salimi Ashkezari, Fernando Mut, Bong Jae Chung, Alexander K Yu, Christopher J Stapleton, Alfred P See, Sepideh Amin-Hanjani, Fady T Charbel, Behnam Rezai Jahromi, Mika Niemelä, Juhana Frösen, Spandan Maiti, Anne M Robertson, Juan R Cebral

J Neurointerv Surg, 2021 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

壁特性の異なる動脈瘤ブレブにおける血行動態

💬 AI 要約

  • 本研究は、ブレブが破裂リスク上昇に関連し、局所の壁応力および血行動態に影響しうる一方で、その形成・進展メカニズムが十分に解明されていないことを背景に、壁特性の異なるブレブと局所血行動態ならびに破裂部位との関連を明らかにすることを目的とした。
  • 手術中の動画において外観が異なるブレブを画像ベースの計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）により解析し、薄い赤色ブレブと、厚い動脈硬化性/過形成性の白色・黄色ブレブを比較した。また、ブレブを有する破裂動脈瘤の破裂動画から破裂点を同定した。
  • 同一動脈瘤において、薄いブレブは動脈硬化性ブレブよりも流入部位に近い傾向を示した（P=0.0234）。さらに流入部位近傍のブレブでは、速度（P=0.0213）、渦度（P=0.0057）、せん断ひずみ速度（P=0.0084）、壁面せん断応力（WSS）（P=0.0085）、およびWSS勾配（P=0.0151）が、流入部位から遠いブレブよりも高かった。
  • 破裂した動脈瘤12例の部分集団では、破裂点は薄いブレブに42%の割合で関連し、動脈硬化性ブレブでは25%であった一方、残り33%ではブレブから離れた部位で破裂が生じていた。すなわち、ブレブは一様ではなく、薄い透光性の壁をもつものもあれば厚い動脈硬化性の壁をもつものもあり、流入部位近傍のブレブはより強い流れと高く空間的に変動するWSSに曝されやすいことが示唆された。したがって、ブレブのタイプが異なる動脈瘤における壁破綻（wall failure）について、さらなる検討が必要である。

(021) Suzuki [39]

📕 書誌情報

Decreased wall shear stress at high-pressure areas predicts the rupture point in ruptured intracranial aneurysms.

Tomoaki Suzuki, Christopher J Stapleton, Matthew J Koch, Kazutoshi Tanaka, Soichiro Fujimura, Takashi Suzuki, Takeshi Yanagisawa, Makoto Yamamoto, Yukihiko Fujii, Yuichi Murayama, Aman B Patel

J Neurosurg, 2020 Apr 01

  • Keywords: aneurysm, computational fluid dynamics, middle cerebral artery, pressure, vascular disorders, wall shear stress

  • DOI: 10.3171/2018.12.JNS182897

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 39
    • FWCI: 2.9902
    • Citation Percentile: 91.15 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

破裂脳動脈瘤において、高圧領域での壁面せん断応力の低下が破裂点を予測する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤壁の脆弱領域である薄壁領域（TWRs）と破裂の関連について、高圧（Pmax）に関する血行力学的指標の寄与を検証することである。
  • 23例の中大脳動脈（MCA）分岐部囊状動脈瘤（未破裂16例、破裂7例）において、拍動性血流条件下での流体力学的評価式により、Pmax領域における動脈瘤壁表面を術中評価し、Pmaxから平均圧（Pave）を減じた圧力差（Pd）を動脈瘤入口側の動的圧で正規化した。
  • さらに、Pmax領域、動脈瘤ドーム、ならびに親動脈における壁面せん断応力（WSS）を算出し、未破裂MCA動脈瘤におけるTWRsとの相関を検証した後、破裂MCA動脈瘤の破裂点における特徴的血行力学パラメータを同定した。
  • 未破裂16例中13例（81.2%）でPmax領域がTWRsに一致し、破裂7例中5例でもPmax領域が破裂点と一致した；これらの領域ではPdは未破裂動脈瘤のTWRsと比べて高値ではなかったが、破裂点における最小WSS、時間平均WSS、および正規化WSSはTWRsより有意に低かった（p < 0.01）。以上より、TWRsのPmax領域ではWSS低下が動脈瘤破裂リスクを示す重要な血行力学的指標であることが示唆された。

(022) Li [37]

📕 書誌情報

A pilot validation of CFD model results against PIV observations of haemodynamics in intracranial aneurysms treated with flow-diverting stents.

Yujie Li, David I Verrelli, William Yang, Yi Qian, Winston Chong

J Biomech, 2020 Feb 13

  • Keywords: Computational modelling, Flow-diverter, Haemodynamics, Intracranial aneurysm, Physical modelling, Porous media model

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2019.109590

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 37
    • FWCI: 2.5181
    • Citation Percentile: 89.52

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💬 AI 翻訳タイトル

流量分流（フローディバーティング）ステント治療を受けた頭蓋内動脈瘤における血行動態のPIV観測結果との比較によるCFDモデル結果の予備的妥当性確認

💬 AI 要約

  • 流量分流ステント（FDステント）は頭蓋内動脈瘤治療の主要な3手法の一つであるが、その血行動態への影響に関する知見は不十分であるため、本研究ではFDステント治療後の動脈瘤内流れをCFDで予測する妥当性を検証することを目的とした。
  • 患者特異的な動脈瘤モデル内で血液類似流体の空間的に変化する速度を粒子画像流速測定（PIV）により計測し、同一条件で構築した計算流体力学（CFD）モデルの予測と比較した。
  • PIV実験では、商用FDステント展開後に、3種類の動脈血流量（150、250、400 mL/min）に対して複数断面で流れを特徴付けた；CFDにおけるFDステントモデルは文献に基づく透過係数で構築した。
  • FDステントを用いない動脈瘤内血行動態ではCFDとPIVで良好な類似が得られ、Silkステント治療条件でも許容可能な一致が示され、さらに初めて、患者特異的頭蓋内動脈瘤に対する多孔質媒体型FDモデルステントが、FD治療による流れ分流効果を効率的かつ有効に予測できることが検証されたことから、今後の動脈瘤内血行動態およびFDステント治療効果解析にCFDシミュレーションを用いるための信頼性が支持された。

(023) Babanezhad [36] ⭐

📕 書誌情報

Pattern recognition of the fluid flow in a 3D domain by combination of Lattice Boltzmann and ANFIS methods.

Meisam Babanezhad, Ali Taghvaie Nakhjiri, Azam Marjani, Saeed Shirazian

Sci Rep, 2020 Sep 28

💬 AI 翻訳タイトル

格子ボルツマン法とANFIS手法の組合せによる3次元領域における流体流動パターンの認識

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、複雑形状に対するCFD（computational fluid dynamics）シミュレーションの制約（数値安定性、計算時間、必要記憶容量）を補完し、3次元キャビティにおける流動パターン認識を高効率に実現する枠組みを提示することである。
  • 方法として、適応的ニューロ・ファジィ推論システム（adaptive neuro-fuzzy inference system: ANFIS）を用いて3次元キャビティ内の流れを予測し、さらに流動推定精度および予測能力を評価するために遺伝的アルゴリズムによるファジィ推論システム（genetic algorithm fuzzy inference system: GAFIS）と比較した。
  • 結果として、ANFISはGAFISと比較して流れの推定において非常に高い成功度を示し、3次元領域における可視化に要する計算時間の削減が見込めることが示された。
  • 結論として、ANFISは流動パターンの推定精度の観点で有利である一方、GAFISはANFISよりも高速な学習および予測のための基盤を提供しうることが明らかとなった。

(024) Bouhrira [36]

📕 書誌情報

Disturbed flow disrupts the blood-brain barrier in a 3D bifurcation model.

Nesrine Bouhrira, Brandon J DeOre, Daniel W Sazer, Zakary Chiaradia, Jordan S Miller, Peter A Galie

Biofabrication, 2020 Feb 27

💬 AI 翻訳タイトル

攪乱（disturbed）流れは3次元分岐モデルにおいて血液脳関門（BBB）を破綻させる

💬 AI 要約

  • 目的：全身循環における攪乱（disturbed）流れプロファイルの内皮への影響は広く検討されているが、血液脳関門（BBB）がこれらの流体力学的レジームに応答する機序については不明な点が多いことから、攪乱流れがBBBの完全性に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
  • 方法：内皮細胞と周皮細胞およびグリア細胞を共培養した、3次元で灌流可能な分岐モデルを用い、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）によりin vivoの流れを模倣した実験的流動パターン、すなわち分岐直下に生じる再循環域の存在に着目して、BBBの変化を評価した。
  • 結果：デキストラン透過性アッセイおよびタイトジャンクションのマーカーを用いた免疫染色の結果、BBBの破綻は分岐下流の十分に発達した領域と比較して、攪乱流れが存在する領域で有意に大きかった。
  • 結論：細胞間クロストークの検討から、攪乱流れは周皮細胞—内皮細胞相互作用およびグリア細胞—内皮細胞相互作用のいずれにも依存せずにBBB破綻を引き起こすことが示された。これらより、攪乱流れによるBBB破綻は、中枢神経系における血管病変に対して流れ媒介メカニズムが関与し得ることを示唆する。

(025) Hazeri [36]

📕 書誌情報

Regional deposition of the allergens and micro-aerosols in the healthy human nasal airways.

Mohammad Hazeri, Mohammad Faramarzi, Sasan Sadrizadeh, Goodarz Ahmadi, Omid Abouali

J Aerosol Sci, 2021 Feb

  • Keywords: Allergen, CFD, Nasal cavity, Nose-to-brain drug delivery, Particle deposition, Regional deposition

  • DOI: 10.1016/j.jaerosci.2020.105700

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 36
    • FWCI: 1.7721
    • Citation Percentile: 88.01

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💬 AI 翻訳タイトル

健常人の鼻腔におけるアレルゲンおよび微小エアロゾルの領域別沈着

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、鼻腔内におけるアレルゲン・汚染微粒子・薬剤粒子の沈着を数値的に予測する既存研究の限界（単一または少数の気道通路のみの検討）を補い、鼻腔の異なる解剖学的領域の輸送・沈着特性を領域別に明らかにすることである。
  • 方法として、健常被験者10名から得た鼻腔CT（Computed Tomography）画像を用いて高精度な3次元（3D）モデルを再構築し、各モデルを12の解剖学的領域に分割したうえで、流れ場および微小粒子輸送の支配方程式を解き、安静呼吸および低活動（low activity）呼吸条件下で総沈着割合と領域別沈着割合を評価した。
  • 結果として、被験者間で沈着割合に大きなばらつきが認められ、鼻腔における総沈着割合の標準偏差は 5 × 10^4 < impaction parameter (IP) < 1.125 × 10^5 の範囲で最大となり、その最大値は20%であった。
  • 結論として、本解析により粒子沈着により関与する鼻腔断面が特定され、IP=30,000の粒子は中鼻甲介および鼻咽頭領域により多く沈着し、IP=300,000では主として前方部（キエセルバッハ（Kiesselbach）および前庭（vestibule）領域）に沈着が生じた一方、IPが小さい場合には各領域間の沈着割合がより均一であることが示された。

(026) Perera [35]

📕 書誌情報

Assessing the Risk of Intracranial Aneurysm Rupture Using Morphological and Hemodynamic Biomarkers Evaluated from Magnetic Resonance Fluid Dynamics and Computational Fluid Dynamics.

Roshani Perera, Haruo Isoda, Kenta Ishiguro, Takashi Mizuno, Yasuo Takehara, Masaki Terada, Chiharu Tanoi, Takehiro Naito, Harumi Sakahara, Hisaya Hiramatsu, Hiroki Namba, Takashi Izumi, Toshihiko Wakabayashi, Takafumi Kosugi, Yuki Onishi, Marcus Alley, Yoshiaki Komori, Mitsuru Ikeda, Shinji Naganawa

Magn Reson Med Sci, 2020 Dec 01

  • Keywords: 4D Flow MRI, computational fluid dynamics (CFD), hemodynamics, intracranial aneurysms, magnetic resonance fluid dynamics (MRFD), rupture risk

  • DOI: 10.2463/mrms.mp.2019-0107

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 35
    • FWCI: 1.3145
    • Citation Percentile: 84.09

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

磁気共鳴流体力学および患者特異的計算流体力学により評価した形態学的および血行動態学的バイオマーカーを用いた頭蓋内動脈瘤破裂リスクの評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、磁気共鳴流体力学（magnetic resonance fluid dynamics: MRFD）およびMRベースの患者特異的CFD（computational fluid dynamics）を用いて頭蓋内動脈瘤のin vivo血行動態学的ならびに形態学的バイオマーカーを評価し、破裂リスクを層別化することを目的とした。
  • 破裂例10例および未破裂例38例の計48個の頭蓋内動脈瘤を対象に、6つの形態学的ならびに10の血行動態学的バイオマーカーを精査した。形態学的バイオマーカーは3D time-of-flight MRA（3D TOF MRA）に基づくMRFD解析から算出し、血行動態学的バイオマーカーはMRFDとCFDの双方の解析で評価した。
  • 形態学的バイオマーカー解析では、動脈瘤のサイズ［P = 0.021］、体積［P = 0.035］およびサイズ比［P = 0.039］が2群間で統計学的に有意であった。血行動態学的バイオマーカー解析では、MRFDにより破裂動脈瘤が未破裂動脈瘤より高い振動せん断指数（oscillatory shear index: OSI）［OSI.max, P = 0.037］および高い相対滞留時間（relative residence time: RRT）［RRT.ave, P = 0.035］を示し、CFDでは平均および最大OSI［OSI.ave, P = 0.008; OSI.max, P = 0.01］と最大RRT［RRT.max, P = 0.045］で有意差が確認された。
  • ROC（receiver operating characteristic）解析では有意な全バイオマーカーでAUCが0.7を超え、二項ロジスティック回帰では、形態学的バイオマーカーとして動脈瘤体積［AUC, 0.718; 95% CI, 0.491–0.946］、血行動態学的バイオマーカーとしてCFD由来の平均OSI［AUC, 0.774; 95% CI, 0.586–0.961］がそれぞれ独立した予測モデルに保持された。以上より、形態学的および血行動態学的バイオマーカーはいずれも頭蓋内動脈瘤破裂に対して有意な影響を持ち、動脈瘤サイズ、体積、サイズ比、OSIおよびRRTは破裂リスク評価の潜在的バイオマーカーになり得ることが示された。

(027) Jeon [34]

📕 書誌情報

Three-tissue microphysiological system for studying inflammatory responses in gut-liver Axis.

Joong-Won Jeon, Nakwon Choi, Seung Hwan Lee, Jong Hwan Sung

Biomed Microdevices, 2020 Sep 11

💬 AI 翻訳タイトル

腸-肝軸における炎症応答の評価のための三組織マイクロ生理学的システム

💬 AI 要約

  • 本研究は、腸-肝軸（gut-liver axis）における異物（xenobiotics）応答や疾患進展の調節における重要性を背景として、同軸の機能不全に伴う代謝障害や肥満・糖尿病・脂肪肝などの病態に関与する免疫系を含む炎症応答を、三組織連関として再現・解析可能にすることを目的とした。
  • 目的達成のために、マイクロ流体デバイス上で流体チャンネルにより連結された分離コンパートメント内に3種類の細胞を収容可能な三組織マイクロ生理学的システム（MPS）を構築し、数値流体力学（computational fluid dynamics）によりチャンネル幾何形状および流動条件を最適化して、異なる細胞種の播種および培養を可能にした。
  • Caco-2（腸）、RAW264.7（免疫）、およびHepG2（肝）細胞をチップ内で培養し、MPSにおいて腸細胞をリポ多糖（lipopolysaccharide: LPS）で刺激すると、連結された全コンパートメントで炎症性応答の誘導と一酸化窒素（nitric oxide: NO）の産生が認められた。
  • さらに、抗炎症作用としてルテオリン（luteolin）の効果を示し、本研究により、三組織MPSが腸・肝および免疫細胞に関連する炎症応答を再現できることを実証した。

(028) Lipp [33]

📕 書誌情報

Computational Hemodynamic Modeling of Arterial Aneurysms: A Mini-Review.

Sarah N Lipp, Elizabeth E Niedert, Hannah L Cebull, Tyler C Diorio, Jessica L Ma, Sean M Rothenberger, Kimberly A Stevens Boster, Craig J Goergen

Front Physiol, 2020

  • Keywords: aneurysm, computational fluid dynamics, fluid-structure interaction, hemodynamic modeling, validation

  • DOI: 10.3389/fphys.2020.00454

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 33
    • FWCI: 1.4897
    • Citation Percentile: 86.17

  • PubMed

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  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤の計算血行動態モデリング：ミニレビュー

💬 AI 要約

  • 動脈瘤は血管の病的な拡張であり、血栓症、解離、または破裂により臨床的な重要性が生じる可能性があるため、破裂リスクや治療適応の評価が課題となる。
  • 現在広く用いられている指標は瘤径や拡張速度であるが、瘤径のみでは破裂および血栓リスクを十分に信頼性高く評価できないことから、壁面せん断応力、振動せん断指数、滞留時間、異常血流パターン等の血行動態パラメータに基づく計算血行動態シミュレーションの開発が進められている。
  • 対象者固有データから構築した計算モデルにより、血行動態学的特徴を用いて増大、解離、破裂、ならびに血栓形成リスクの予測が可能となり得ることが示され、また瘤内での内皮損傷や血流停滞が凝固・炎症・プロテアーゼ放出を引き起こし、細胞外マトリクスの組成変化を介して破裂リスクを高めるという関連機序が整理されている。
  • 本レビューでは、動脈瘤形状、モデルパラメータ設定の前提、計算瘤シミュレーションに影響するその他の個別要因に関する近年の研究を概観し、検証（verification）および妥当性確認（validation）の方策を強調することで、動脈瘤病態の理解と治療リスク層別化の向上を目指した今後の計算的研究を促すことを目的とする。

(029) Khani [32]

📕 書誌情報

In vitro and numerical simulation of blood removal from cerebrospinal fluid: comparison of lumbar drain to Neurapheresis therapy.

Mohammadreza Khani, Lucas R Sass, M Keith Sharp, Aaron R McCabe, Laura M Zitella Verbick, Shivanand P Lad, Bryn A Martin

Fluids Barriers CNS, 2020 Mar 16

  • Keywords: Cerebrospinal fluid filtration, Computational fluid dynamics, In-vitro model, Multiphase simulation, Neurapheresis therapy, Subarachnoid hemorrhage

  • DOI: 10.1186/s12987-020-00185-5

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    • Cited by: 32
    • FWCI: 1.662
    • Citation Percentile: 82.01

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💬 AI 翻訳タイトル

脳脊髄液からの血液除去のin vitroおよび数値シミュレーション：腰椎ドレナージとNeurapheresis療法の比較

💬 AI 要約

  • くも膜下出血後患者における脳脊髄液（CSF）からの血液除去は、関連する続発的な脳損傷リスクを低減し得ることから、その有効性を検討する目的で研究を行った。
  • MRI計測に基づきCSF系全体の溶質輸送を対象とした被験者特異的多相（multiphase）CFDモデルを構築し、脊髄くも膜下腔（SAS）内にNeurapheresis™カテーテルの幾何形状を組み込み、吸引・復送流量（2.0 mL/minおよび1.8 mL/min）ならびに腰椎ドレナージの排液（0.2 mL/min）条件で検証した。
  • Neurapheresis療法と腰椎ドレナージ下での領域全体にわたる時間平均の定常ストリーミング（steady-streaming）速度に基づき、時空間トレーサ濃度分布を定量化し、24時間後のトレーサ濃度はNeurapheresis療法で4.9%、腰椎ドレナージで6.5%に低減したことを示した。
  • Neurapheresis療法は腰椎ドレナージよりもトレーサクリアランスを大幅に増大させ、CFD結果はin vitroのフルオレセイン（fluorescein）トレーサ実験により強く相関（R2=0.89、トレーサ濃度の信頼区間 +2.13%/−1.93%）しており、多相CFDによるCSFからの除去機序の評価の妥当性を検証した。

(030) Tangen [32]

📕 書誌情報

In Vivo Intrathecal Tracer Dispersion in Cynomolgus Monkey Validates Wide Biodistribution Along Neuraxis.

Kevin Tangen, Ivan Nestorov, Ajay Verma, Jenna Sullivan, Robert W Holt, Andreas A Linninger

IEEE Trans Biomed Eng, 2020 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

マカク属（カニクイザル）における髄腔内（IT）トレーサー分散のin vivo評価：神経軸全体にわたる広範な生体内分布を検証する

💬 AI 要約

  • 髄腔内（intrathecal：IT）薬物送達では、投与部位近傍に分布が限定されるため有効性が損なわれる、という通説があることから、この主張を検証することを目的とした。
  • カニクイザルを用い、IT注入の影響として、脳脊髄液（CSF）流動、解剖学的特徴、ならびに放射性標識トレーサーの分散を、マルチモーダルなin vivoイメージングにより実験的に観察した。
  • 高い注入速度では、トレーサーは2時間のみで頸部領域に到達し、迅速かつ広範な分布を示した；さらに同一のin vivo非ヒト霊長類データは、IT注入後の薬物分布予測に向けた計算流体力学（CFD）モデルを支持する証拠も与えた。
  • 2検体では、PETで得られた分布と一致するようにトレーサー分散を予測し、3検体目では盲検的にin vivoの生体内分布情報が不明な状態で予測を行ったが、いずれの場合もCFDによる薬物分散予測は、トレーサーのin vivo分布と時空間的に良好な一致を示した；これにより、原理（first principles）に基づく被験体特異的中枢神経系モデルで、髄腔内投与薬の生体内分布を予測できることが、in vivo非ヒト霊長類データによって裏づけられた。

(031) Hadad [31]

📕 書誌情報

Regional Aneurysm Wall Enhancement is Affected by Local Hemodynamics: A 7T MRI Study.

S Hadad, F Mut, B J Chung, J A Roa, A M Robertson, D M Hasan, E A Samaniego, J R Cebral

AJNR Am J Neuroradiol, 2021 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

領域別大動脈瘤壁造影効果は局所血行動態の影響を受ける：7T MRI研究

💬 AI 要約

  • 動脈瘤壁造影効果（wall enhancement）は炎症や不安定性のバイオマーカーとして提案されているが、その機序は不明であるため、本研究は7T MRIを用いて動脈瘤壁の部位間での血流の影響を明らかにすることを目的とした。
  • 7T MRIと3D血管造影で撮像した頭蓋内動脈瘤23例を対象に、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）により局所の血行動態条件を抽出し、造影あり領域と非造影領域の間で比較した。
  • 平均的に、壁せん断応力（wall shear stress: WSS）は造影あり領域の方が非造影領域より低かった（P = .05）。さらに、造影あり領域を動脈瘤内の位置および流入（inflow）に対する相対位置で細分化すると、頸部では非造影領域よりWSS勾配が高く（P = .05）、かつ振動（oscillations）が低かった（P = .05）が、体部では造影あり領域が非造影領域よりWSSおよびWSS勾配が低かった（P = .01、P = .008）。
  • 流入から遠い領域での造影あり領域は非造影領域よりWSSが低い傾向を示した（P = .006）のに対し、流入に近い領域は非造影領域よりWSSが高くなる傾向があったものの有意ではなかった。

(032) Hackenberg [30]

📕 書誌情報

Collagen Turnover in Relation to Risk Factors and Hemodynamics in Human Intracranial Aneurysms.

Katharina A M Hackenberg, Hamidreza Rajabzadeh-Oghaz, Rita Dreier, Bruce A Buchholz, Ali Navid, David M Rocke, Amr Abdulazim, Daniel Hänggi, Adnan Siddiqui, R Loch Macdonald, Hui Meng, Nima Etminan

Stroke, 2020 May

💬 AI 翻訳タイトル

ヒト頭蓋内動脈瘤におけるコラーゲン代謝回転：危険因子および血行動態との関連

💬 AI 要約

  • 背景と目的：頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）の分子・構造学的な不安定性、すなわち成長または破裂の切迫性を規定する要因は依然不明であるため、IAsの血行動態に関連づけて、主成分コラーゲンの実際の代謝回転速度（turnover rate）を推定し、その決定因子を明らかにすることを目的とした。
  • 方法：摘出したヒトIAs検体を対象に、放射性炭素（14C）のbirth datingデータを、危険因子および選択したIAsにおける組織学的なコラーゲン成熟度／代謝回転の指標と関連づける数学的モデリングにより、コラーゲン代謝回転速度を算出した。血行動態は画像ベースの計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）によりシミュレートし、相関解析、ロジスティック回帰、受信者動作特性（receiver operating characteristic: ROC）解析を行った。
  • 結果：46例のIAs（43例の患者）で代謝回転速度を推定でき、うち20例（20例の患者）ではCFD解析が可能であった。平均コラーゲン代謝回転速度（γ）は年あたり126%（±1%誤差）であった。動脈性高血圧を有する患者ではγが年あたり2600%以上であった一方、喫煙や高血圧などの危険因子を有さない患者では年あたり32%（±1%誤差）と明らかに低かった。ヒトIAsにおけるやや未熟なコラーゲンの存在は、修正可能な危険因子の存在と明確に関連していた。空間・時間平均の壁面せん断応力（wall shear stress）は、コラーゲンの急速な代謝回転を予測し、オッズ比は1.6（95% CI：1.0–2.7）であった。ROC解析では、急速な代謝回転に対する平均壁面せん断応力の閾値≥4.9 Paにおいて検査精度が良好であり、曲線下面積は0.798（95% CI：0.598–0.998）であった。
  • 結論：本データは、ヒトIAsにおけるコラーゲンの代謝回転速度および安定性が、修正可能な危険因子の存在と動脈瘤の血行動態と強く関連することを示している。これらの知見は、未破裂IAs患者における危険因子の厳格な修正の重要性を支持するものである。今後は、より詳細な危険因子データを加えることで、血行動態と個々の動脈瘤の破裂リスクとの因果的理解を確立することが必要である。

(033) Gholampour [28]

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Effect of bifurcation in the hemodynamic changes and rupture risk of small intracranial aneurysm.

Seifollah Gholampour, Saeed Mehrjoo

Neurosurg Rev, 2021 Jun

  • Keywords: Bifurcation, Blood hemodynamics, Computational fluid dynamic, Intracranial aneurysm, Ruptured risk, Wall shear stress

  • DOI: 10.1007/s10143-020-01367-3

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    • Cited by: 28
    • FWCI: 1.7973
    • Citation Percentile: 88.54

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💬 AI 翻訳タイトル

小型頭蓋内動脈瘤における分岐部の血行動態変化および破裂リスクへの影響

💬 AI 要約

  • 分岐部は頭蓋内動脈瘤（IA）の評価において重要な役割を果たすが、小型IAの破裂リスクには多くの矛盾や複雑性があるため、本研究では小型中大脳動脈（MCA）動脈瘤に対する分岐部の影響として、血行動態変化の様式および破裂リスクを検討した。
  • 健常者21名のMCAの3次元（3D）解剖学的モデル、ならびに分岐部を有する患者/IA/分岐部19例と分岐部のない患者/IA19例のモデルを作成し、計算流体力学（CFD）解析により評価した。
  • 健常者の親動脈における血流経路中の分岐部の存在は、最大速度、流量、壁面せん断応力（WSS）をそれぞれ25.8%、38.6%、11.1%低下させた；また、分岐部は動脈瘤の頸部および嚢部における最大速度と流量をそれぞれ1.65〜2.1倍低下させ、一方で最大WSSとWSS波形の位相遅れをそれぞれ12.8〜13.9%および10.2〜40.4%増加させた。
  • 動脈瘤内のウォマースリー数（Womersley number）の変化に対する分岐部の影響は有意ではなく、全サンプルで血流は層流条件であった；さらに、流量と圧力勾配の波形間の位相遅れを最大約1.5倍に増加させ、破裂予測指標は患者/IA/分岐部で62.1%（CV=4.1）、患者/IAで51.8%（CV=4.4）であったため、同一条件下では分岐部の存在が動脈瘤の破裂確率を19.9%増加させることが示された。

(034) Youn [27]

📕 書誌情報

From 2D to 4D Phase-Contrast MRI in the Neurovascular System: Will It Be a Quantum Jump or a Fancy Decoration?

Sung Won Youn, Jongmin Lee

J Magn Reson Imaging, 2022 Feb

  • Keywords: 4D flow MRI, cerebral aneurysm, intracranial flow, neurovascular disease, time-resolved, velocity-encoding

  • DOI: 10.1002/jmri.27430

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    • Cited by: 27
    • FWCI: 1.8963
    • Citation Percentile: 88.88

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💬 AI 翻訳タイトル

神経血管系における2次元から4次元の位相コントラストMRI：飛躍（クァンタム・ジャンプ）となり得るのか、それとも単なる装飾に過ぎないのか？

💬 AI 要約

  • 神経血管系における血流と血管壁の相互作用（crosstalk）を踏まえると、標準的なCT/MR血管造影に予後情報を付加することで、診断と管理の双方に対して統合的な解決策を提供しうることが目的である。
  • 著者らは、偉大血管に対する血行動態評価として長年有望視されてきた4D flow MRI（time-resolved 3D velocity-encoded phase-contrast MRI）について、頭蓋内の小径血管では長い撮像時間と低い時空間分解能が臨床研究上の課題となっている点を整理しつつ、圧縮センシング併用の並列撮像や放射状k空間アンダーサンプリングといった加速MRI技術の最近の進歩を概説した。
  • その結果、4D flow MRIは、瘤、動静脈シャント、動脈硬化性狭窄などの神経血管疾患に対して、流量、速度ベクトル、圧力勾配、壁面せん断応力（wall shear stress）を含む指標により、複雑な3次元血流の可視化と定量が可能であること、さらに非侵襲性および解析面の所望ウィンドウに対する遡及的な流量計測といった利点が示された。
  • 結論として、本総説は神経血管領域における4D flow MRI技術の近年の進歩と臨床応用の可能性を提示し、同一撮像モダリティ内で血流状態と血管壁評価を同時に行える点や、ドプラー超音波や計算流体力学（computational fluid dynamics）に対する潜在的優位性を強調している。

(035) Najafi [27]

📕 書誌情報

How patient-specific do internal carotid artery inflow rates need to be for computational fluid dynamics of cerebral aneurysms?

Mehdi Najafi, Nicole M Cancelliere, Olivier Brina, Pierre Bouillot, Maria I Vargas, Benedicte Ma Delattre, Vitor M Pereira, David A Steinman

J Neurointerv Surg, 2021 May

💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈内（ICA）流入流量は、脳動脈瘤の計算流体力学（CFD）解析において患者固有でどの程度必要か

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤に対する「患者固有」血流ダイナミクス解析において広く用いられている一般化流入境界条件の影響を検証し、内部頸動脈（ICA）流入流量が患者固有である必要性の程度を明らかにすることである。
  • 方法として、ICA動脈瘤に対する血管内治療を予定した24名の患者において、2Dシネ位相コントラストMRIによりICA流量を計測した。CFDモデルは3D回転アンギオグラフィから構築し、拍動性の流入流量はMRI計測値、もしくは、（患者の）ICA断面積から仮定した流入速度により算出したサイクル平均流量Qavgでスケーリングした平均的な高齢成人ICA波形形状の推定値として与えた。
  • 結果として、一般化流入と患者固有流入の間で、時間平均壁面せん断応力（TAWSS）、振動性せん断指数（OSI）、およびスペクトルパワー指数（SPI）に関して、全体的な定性的整合が得られた。Sac-averagedの指標では中等度から良好な相関が示され（R2=0.54（TAWSS）、0.80（OSI）、0.68（SPI））、患者固有Qavgで一般化波形形状をスケーリングするとTAWSSはほぼ完全に一致し、SPIではバイアスが減少したが散らばりは改善しなかった一方、OSIに対してのみ患者固有波形が相関に影響し、R2は0.93へ向上した。
  • 結論として、動脈瘤CFDは、年齢および血管領域に特化した一般化流入レシピを用いる場合でも、血行動態上の「リスク」因子に基づく症例層別化を可能にすることが示された。また、流入波形形状よりもQavgの寄与が大きく、動脈瘤画像プロトコルに患者固有のQavg計測を組み込むことで、さらなる改善が期待される。

(036) Rajabzadeh-Oghaz [27]

📕 書誌情報

Inter-patient variations in flow boundary conditions at middle cerebral artery from 7T PC-MRI and influence on Computational Fluid Dynamics of intracranial aneurysms.

Hamidreza Rajabzadeh-Oghaz, Pim van Ooij, Sricharan S Veeturi, Vincent M Tutino, Jaco Jm Zwanenburg, Hui Meng

Comput Biol Med, 2020 May

  • Keywords: Blood flow measurement, Boundary conditions, Cerebral aneurysms, Computational fluid dynamics, Intracranial aneurysms, PC-MRI

  • DOI: 10.1016/j.compbiomed.2020.103759

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    • Cited by: 27
    • FWCI: 1.4898
    • Citation Percentile: 86.12

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💬 AI 翻訳タイトル

7T PC-MRIから得られる中大脳動脈における流量境界条件の患者間変動と、それが頭蓋内動脈瘤の計算流体力学（CFD）に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤の計算流体力学（CFD）には流量境界条件（BCs）が必要である一方、患者固有のBCsがしばしば入手できないため、文献由来の一般化BCsが代替として用いられている。本研究の目的は、患者間でのBC変動の程度を定量化し、それが中大脳動脈瘤の血行動態に与える影響を明らかにすることである。
  • 中大脳動脈分岐部動脈瘤8例を後ろ向きに収集し、CT血管造影（CT angiography）で形状を再構築するとともに、7テスラ位相コントラスト（7T Phase-Contrast: PC）MRIで動脈流量を測定した。入口流量および拍動性指数（pulsatility index: PI）について変動係数（coefficient of variation: CoV）を算出し、出口分岐比をMurrayの法則により推定してPC-MRI測定値と比較した。
  • PC-MRIにより、入口流量は1.94±0.71 cm3/s（CoV=36%）、PIは0.37±0.13（CoV=34%）であった。さらに、Murrayの法則による出口分岐比はPC-MRIに対して15.3%の偏差を示した。各動脈瘤に対して、PC-MRI由来BCを用いた「ベースライン」モデルに加え、境界条件を変化させる計7通りのシミュレーションを実施し、BC変動が時間平均壁面せん断応力（WSS）、正規化WSS（NWSS；親動脈で正規化）、および振動性せん断指数（OSI）に及ぼす影響を評価した。
  • 入口流量の±36%変動は、時間平均WSSを-61%から+89%へ、NWSSを-37%から+32%へ、OSIを-42%から+126%へと大きく変化させた。また、PIの±34%変動はOSIを-46%から+67%へ変化させた。さらに、出口分岐比の±15%変動は流入ジェットの偏向を引き起こし、WSSを-41%から+52%、NWSSを-41%から+47%、OSIを-44%から+144%へ変化させた。以上より、入口流量と出口分岐比はいずれも動脈瘤の血行動態に強い影響を与え、入口の波形はWSSおよびNWSSへの影響は小さいがOSIへの影響が大きいことが示された。CFDに基づくモデルでは、この感度を考慮する必要がある。

(037) Salimi Ashkezari [27]

📕 書誌情報

Hemodynamic conditions that favor bleb formation in cerebral aneurysms.

Seyedeh Fatemeh Salimi Ashkezari, Fernando Mut, Bong Jae Chung, Anne M Robertson, Juan R Cebral

J Neurointerv Surg, 2021 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤における小瘤（bleb）形成を促進する血行動態条件

💬 AI 要約

  • 破裂瘤（bleb）は頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm; IA）の壁の脆弱な部位を反映すると一般に考えられているが、どのような動脈瘤の特性がその形成を助長するのかは不明であるため、本研究は血行動態および形状学的特性とbleb発生との関連を調べることを目的とした。
  • 外科的クリッピングが選択された199人の患者における計270個のIAを対象とし、術前画像から構築した患者固有の血管モデル上でblebを視覚的に同定し、対話的にマーキングしたのち、bleb形成前の状態を近似するため再構築からblebを削除したモデルを作成した。
  • これらのモデルおよびblebを欠く症例に対して計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）解析を実施し、blebあり群となし群で動力学的および幾何学的特性を比較した。
  • bleb形成を促すIAは、流入ジェットがより強くより集中していること（p<0.0001）、流速が高いこと（p=0.0061）、流れがより複雑かつ不安定であること（それぞれp<0.0001、p=0.0157）、最大壁面せん断応力（WSS）が大きいこと（p<0.0001）、WSS分布がより集中しつつ振動的であること（それぞれp=0.0005、p=0.0004）、さらにWSS場がより不均一であること（p<0.0001）に加え、より大きく（p<0.0001）、より細長い（p<0.0001）、頸部がより広い（p=0.0002）、およびより歪みや不規則性が大きい（p<0.0001）という特徴を示した。

(038) Kaneko [27]

📕 書誌情報

In Vitro Modeling of Human Brain Arteriovenous Malformation for Endovascular Simulation and Flow Analysis.

Naoki Kaneko, Henrik Ullman, Fadil Ali, Philipp Berg, Yinn Cher Ooi, Satoshi Tateshima, Geoffrey P Colby, Yutaro Komuro, Peng Hu, Kasra Khatibi, Lucido L Ponce Mejia, Viktor Szeder, May Nour, Lea Guo, Aichi Chien, Fernando Vinuela, Shigeru Nemoto, Toshihiro Mashiko, Yoshihide Sehara, Jason D Hinman, Gary Duckwiler, Reza Jahan

World Neurosurg, 2020 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

血管内シミュレーションおよび血流解析のためのヒト脳動静脈奇形（AVM）のin vitroモデリング

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、塞栓材料や血流条件の有効性評価に用いられる現行のin vitro脳動静脈奇形（AVM）モデルが、複雑なAVMナイダス（nidus）に関する現実的な解剖学的特徴を欠いているという限界を踏まえ、新たに開発したin vitro AVMモデルの評価を行うことである。
  • 患者の3D回転血管造影（3D rotational angiography）からAVMナイダスの3次元（3D）画像を抽出し、3Dプリンタで内腔血管型（inner vascular mold）を作製したのち、ポリジメチルシロキサン（polydimethylsiloxanes）でコーティングし、アセトンによって型を除去することで中空のAVMモデルを作製した。
  • このAVMモデルに対して液体塞栓材料の注入および4次元（4D）フローMRIを実施し、さらに計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析により、4DフローMRIとの比較として血流量率（flow volume rate）を評価した。
  • 3Dプリンティングによるin vitro AVMモデルの製作は、患者由来のナイダス血管構造と複雑性を現実的に再現でき、液体塞栓剤の注入は実臨床に近い治療条件を再現し、プラグ・アンド・プッシュ（plug and push）法を、液体塞栓剤がナイダス内へ浸入する前の段階までモデル化できた; さらに4DフローMRI結果はCFD解析と同等であったことから、ナイダスの幾何学的複雑性を有するヒト脳AVMモデルが成功裏に作成され、塞栓手技のトレーニングおよび血行動態解析、ならびに新規デバイスおよび材料の開発に有用なツールとなることが示された。

(039) Feiger [27]

📕 書誌情報

Determining the impacts of venoarterial extracorporeal membrane oxygenation on cerebral oxygenation using a one-dimensional blood flow simulator.

Bradley Feiger, Ajar Kochar, John Gounley, Desiree Bonadonna, Mani Daneshmand, Amanda Randles

J Biomech, 2020 May 07

💬 AI 翻訳タイトル

一次元血流シミュレータを用いた、静脈動脈式体外式膜型人工肺（VA-ECMO）が脳の酸素化に及ぼす影響の評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、静脈動脈式体外式膜型人工肺（VA-ECMO）条件の臨床パラメータが血液酸素化、とりわけ脳の低酸素（cerebral hypoxia）に与える影響を明らかにすることを目的とした。
  • 方法として、VA-ECMO患者で観察された血流挙動に基づいて一次元（1D）血流モデルを検証し、その1Dモデルを二相流（two-phase flow）モデルと統合して酸素化をシミュレーションした。
  • さらに、酸素化に対する流量およびカニューレ挿入部位の寄与に加え、血液粘度、挿入動脈内におけるカニューレ位置、心拍数、全身血管抵抗（SVR）、ならびに動脈半径や長さといった幾何学的パラメータを系統的に検討した結果、脳への血液酸素化はカニューレ挿入部位とVA-ECMO流量に強く依存しつつ、動脈半径にも弱いが潜在的に重要な依存性が認められた。
  • 臨床的には、大腿カニュレーションでは総頸動脈（CCA）を灌流するのに約4.9L/min超のVA-ECMO流量が必要である一方、腋窩および中心カニュレーションでは約1L/min程度の低流量からCCA灌流が開始されることが示され、これらの知見は本患者集団における脳低酸素の発生や治療中にカニュレーション戦略を変更する必要性の背景を説明し得ると結論づけた。

(040) Kumar [26] ⭐

📕 書誌情報

Using Gas-Driven Shock Tubes to Produce Blast Wave Signatures.

Rubbel Kumar, Ashish Nedungadi

Front Neurol, 2020

💬 AI 翻訳タイトル

ガス駆動衝撃管を用いた爆風波シグネチャの生成

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、即席爆発装置（IEDs）に伴う爆風波が外傷性脳損傷（TBI）を引き起こす可能性を踏まえ、防護具（PPE）の有効性評価に資するため、爆風波による圧力シグネチャを再現する際の衝撃管設計条件を明確化することである。
  • 方法として、一定断面の衝撃管に対して、駆動ガス、駆動（後装部）長さ、膜破裂圧力の影響を対象とした包括的な数値解析を実施し、管内の離散位置における計測点で時系列の爆風波の進展を解析した。
  • 結果として、圧力シグネチャに対する位置の影響を含め、衝撃管の設計パラメータが得られる爆風波形（Friedlander形状の代表的な爆風プロファイル）に与える変化が示された。
  • 結論として、これらのシミュレーション結果に基づき、所望の爆風波プロファイルを得るための指針（ガイドライン）を提案した。

(041) Babanezhad [26]

📕 書誌情報

Bubbly flow prediction with randomized neural cells artificial learning and fuzzy systems based on k-ε turbulence and Eulerian model data set.

Meisam Babanezhad, Mahboubeh Pishnamazi, Azam Marjani, Saeed Shirazian

Sci Rep, 2020 Aug 14

💬 AI 翻訳タイトル

ランダム化されたニューラルセルの人工学習とファジィシステムに基づく、k-ε乱流モデルおよびオイラー型モデルデータセットを用いた気泡流の予測

💬 AI 要約

  • 気液間相互作用を、界面力モデルに基づいて計算するためには、乱流運動エネルギーや乱流散逸率といった乱流スケールを、計算コストを抑えつつ適切に解像できる乱流モデルが必要である。本研究は、オイラー型アプローチで大規模かつ多相・多成分の計算領域において生じる計算負荷を抑えながら、気泡流の予測精度を高める手法を提示することを目的とする。
  • 本研究では人工学習により、気液相互作用を伴うバブルカラムリアクタのシミュレーションを加速する。学習手法には、ニューラルセルとファジィ構造を統合して判断・予測を行う適応型ニューラルファジィ推論システム（ANFIS）を用い、学習段階ではオイラー型のような直交座標系を対象としつつ、予測段階ではメッシュレスな計算領域に対して極座標を適用する枠組みとした。
  • 学習過程では、計算ノードにおける情報をランダムに選択することで、ニューラルセルに特有の自然なパターン学習挙動を抑制した。さらに、異なる入力パラメータ（[Formula: see text]および[Formula: see text]）を用いて、予測時における学習段階の適性を検証した。
  • その結果、ANFISはオイラー型フレームワーク内の気泡乱流の乱流モデリングと良好に一致することが示された。ANFISではニューラルセルが領域内に成長して高解像度の結果を与え、オイラー型手法のような出発点の移動や変形に限定されないこと、またANFISのメッシュレス性により異なる幾何学的構造間のマッピングが可能であり、さらに本機械学習手法の安定性がCFDの境界条件に依存しないことが明らかとなった。

(042) Cancelliere [26]

📕 書誌情報

4D-CT angiography versus 3D-rotational angiography as the imaging modality for computational fluid dynamics of cerebral aneurysms.

Nicole M Cancelliere, Mehdi Najafi, Olivier Brina, Pierre Bouillot, Maria I Vargas, Karl-Olof Lovblad, Timo Krings, Vitor M Pereira, David A Steinman

J Neurointerv Surg, 2020 Jun

  • Keywords: Aneurysm, Angiography, Blood Flow, Brain, CT Angiography, Computational Fluid Dynamics

  • DOI: 10.1136/neurintsurg-2019-015389

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 26
    • FWCI: 1.7312
    • Citation Percentile: 84.61

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の計算流体力学解析における画像モダリティとしての4D-CT血管造影と3D回転血管造影の比較

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤に対する計算流体力学（CFD）解析において、3次元回転血管造影（3D-rotational angiography: 3D-RA）と新規4次元CT血管造影（4D-CT angiography: 4D-CTA）から分割した動脈瘤モデルが幾何学的出力および血行動態結果に与える影響を比較することを目的とした。
  • 14例の患者に存在する16個の脳動脈瘤を対象に、新規4D-CTAの撮像後に3D-RAを実施し、各モダリティから同一のワークフローを用いて内腔形状を分割して28個の「オリジナル」モデルを作成した。
  • さらに、分岐部の長さを一致させる最小限の編集を各モデルに対して追加で行い、28個の「マッチング」モデルを作成したうえで、CFDではオリジナルモデルには実臨床を想定した推定流量、マッチングモデルには4D-CTA由来の患者特異的流量を用いて、モダリティ固有の影響のみを検証した。
  • 3D-RAおよび4D-CTA由来モデル間で幾何学的ならびに血行動態指標は概ね整合し、操作者に起因する変動を抑えるためのマッチング後に相関が改善した；また、親動脈径および動脈瘤嚢体積には有意差が認められたものの、TAWSS（time-averaged wall shear stress）、OSI（oscillatory shear）、SPI（spectral power index）で評価した動脈瘤平均値はマッチング後モデル間で良好に相関したことから、4D-CTAモデルに基づくCFDは頭蓋内循環において信頼性の高い幾何学的・血行動態的情報を提供しうると結論づけた。

(043) Cao [25]

📕 書誌情報

CIC de novo loss of function variants contribute to cerebral folate deficiency by downregulating FOLR1 expression.

Xuanye Cao, Annika Wolf, Sung-Eun Kim, Robert M Cabrera, Bogdan J Wlodarczyk, Huiping Zhu, Margaret Parker, Ying Lin, John W Steele, Xiao Han, Vincent Th Ramaekers, Robert Steinfeld, Richard H Finnell, Yunping Lei

J Med Genet, 2021 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

CICのde novo機能喪失型バリアントは、FOLR1発現を下方制御することで脳内葉酸欠乏症に寄与する

💬 AI 要約

  • 【目的】脳内葉酸欠乏症（cerebral folate deficiency；CFD）症候群は、髄液中の5-メチルテトラヒドロ葉酸濃度低値を特徴とする一方、血漿および赤血球中の葉酸は低正常範囲にとどまる。CFDに関与する原因遺伝子として、これまでにFOLR1（葉酸受容体α；FRα）、DHFR（ジヒドロ葉酸還元酵素）、PCFT（プロトン結合葉酸トランスポーター）などの葉酸経路遺伝子変異が報告されているが、本研究ではCFDの因果変異の同定を目的とした。
  • 【方法】CFDの原因となり得る変異を探索するため、CFD患者8家系のトリオに対して全エクソームシーケンシングを実施し、7トリオでde novo変異8件を同定した。
  • 【結果】特に、capicua（CIC）遺伝子にde novo stop gain変異を見いだした。さらに、検証コホートとして48例の散発性CFDサンプルを用いたところ、CICに由来する追加のまれなバリアント3件が同定され、いずれも病的である可能性が示唆された。機能解析により、CICは葉酸輸送関連遺伝子のプロモーター領域に存在するオクタマー配列に結合し、FOLR1、PCFT、ならびにreduced folate carrier（SLC19A1；RFC1）の発現調節に関与することが示された。加えて、CICのナンセンス変異（p.R353X）は、HeLa細胞および原疾患プロバンドから作製した誘導多能性幹（iPS）細胞においてFOLR1発現を低下させ、葉酸結合アッセイではp.R353X変異が細胞内での葉酸（folic acid）結合を減少させることが確認された。
  • 【結論】本研究は、CICの機能喪失型バリアントが、FOLR1発現の制御を介してCFDの遺伝学的病因に寄与し得ることを示した。さらに、葉酸経路以外の遺伝子における初のCFD関連変異の報告であることを明らかにした。

(044) Kataoka [24]

📕 書誌情報

Hemodynamic and Histopathological Changes in the Early Phase of the Development of an Intracranial Aneurysm.

Hiroharu Kataoka, Takanobu Yagi, Taichi Ikedo, Hirohiko Imai, Koichi Kawamura, Kazumichi Yoshida, Masanori Nakamura, Tomohiro Aoki, Susumu Miyamoto

Neurol Med Chir (Tokyo), 2020 Jul 15

💬 AI 翻訳タイトル

脳内動脈瘤の発生初期における血行動態および組織病理学的変化

💬 AI 要約

  • 脳内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）の病因には血行動態ストレスと慢性炎症が密接に関連するが、IAs形成を誘発する血行動態学的ならびに生物学的機序は未解明であるため、本研究では発生初期における機序の解明を目的とした。
  • 実験的に誘発したラットIAsモデルを用いて、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析と組織病理学的解析を行い、発生初期の血管壁における変化を走査型電子顕微鏡（SEM）および透過型電子顕微鏡（TEM）で評価した。
  • 7テスラ（7T）磁気共鳴血管撮影（7T-MRA）由来のデータに基づくCFDにより、脳動脈瘤の前兆部位（prospective site）における壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）および壁面圧（wall pressure: WP）を算出した結果、前兆部位には分岐部の頂点直下に続く前大脳動脈（anterior cerebral artery: ACA）において「内膜パッド（intimal pad）」と呼ばれる膨隆状の構造が認められた。
  • TEMでは、内弾性板（internal elastic lamina: IEL）の変性および収縮型から増殖型へスイッチした平滑筋細胞（smooth muscle cells: SMCs）の縦方向への伸長を観察し、それらが変性したIELの2層に分割された間に侵入していた一方、炎症細胞は認められなかった；さらにCFDでは前兆部位で特異的なWSS/WPパターンは示されなかったことから、IELの変性とSMCsの表現型変化および縦方向伸長がIAs発生初期の主要イベントであり、CFD解析とTEMデータは、内膜パッドの存在により血圧上昇に伴う内腔周方向の壁応力増大および内腔方向の壁縦ひずみ増大が生じ、それに由来しうる可能性を示唆した。

(045) Rashad [23]

📕 書誌情報

The hemodynamic complexities underlying transient ischemic attacks in early-stage Moyamoya disease: an exploratory CFD study.

Sherif Rashad, Khalid M Saqr, Miki Fujimura, Kuniyasu Niizuma, Teiji Tominaga

Sci Rep, 2020 Feb 28

💬 AI 翻訳タイトル

早期期モヤモヤ病における一過性脳虚血発作の基盤となる血行動態の複雑性：探索的CFD研究

💬 AI 要約

  • 目的：モヤモヤ病（MMD）は原因不明のまれな脳閉塞性疾患であり、虚血性および出血性脳卒中の双方を引き起こし得る。早期期MMDでは、頭蓋内動脈の軽度〜中等度狭窄にもかかわらず血行動態不全が生じることが知られているが、その病態生理の正確な機序は未解明である。
  • 方法：高解像度Large Eddy Simulation（LES）を用いて、早期期MMD患者5例における脳虚血に至る複数の複雑な血行動態現象を解析した。
  • 結果：移行（transitional）流動、コヒーレントな流れ構造、さらに蛇行・狭窄部位を介する血液のせん断減粘（shear-thinning）特性の影響を調べ、症状との関連づけを行った。いくつかの症例では、Rankine型渦（Rankine-type vortices）のような複雑な渦構造が血流を一部の動脈から逸らし、その結果として血流が有意に低下することが明確に示された。加えて、一部の症例では部分的血液ハンマー（PBH）現象が検出され、血行動態不全を顕著に引き起こしており、PBHはせん断減粘特性、移行流動構造、および上流における圧力−速度の位相遅れ消失との相互作用により説明された。
  • 結論：早期期MMDにおける血行動態の複雑性は虚血を誘発し得ること、さらに抗血小板療法に対する非反応性を説明し得ることを、明確に示した。

(046) Feng [23]

📕 書誌情報

Translesional Pressure Gradient Alters Relationship Between Blood Pressure and Recurrent Stroke in Intracranial Stenosis.

Xueyan Feng, Ka Lung Chan, Linfang Lan, Jill Abrigo, Vincent H L Ip, Yannie O Y Soo, Thomas W Leung, Xinyi Leng

Stroke, 2020 Jun

  • Keywords: blood pressure, hemodynamics, intracranial atherosclerosis, pressure, prognosis, secondary prevention

  • DOI: 10.1161/STROKEAHA.119.028616

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 23
    • FWCI: 1.5189
    • Citation Percentile: 85.49

  • PubMed

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  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

経脳的（translesional）圧力勾配は、頭蓋内狭窄における血圧と再発脳卒中リスクの関係を変化させる

💬 AI 要約

  • 頭蓋内症候性動脈硬化性狭窄（sICAS）患者の二次予防における最適な収縮期血圧（SBP）については議論があり、本研究はsICASをまたぐ経脳的（translesional）圧力勾配が、SBPと再発脳卒中リスクとの関連を修飾するかを検討した。
  • 方法として、CT血管撮影で50%〜99%の狭窄が確認されたsICAS患者を登録し、CT血管撮影ベースの計算流体力学（CFD）モデルにより狭窄部を介した血流をシミュレーションした。
  • 各症例で経狭窄部圧力比（PR=狭窄後圧/狭窄前圧）を算出し、PRが中央値以下（低PR）を、経狭窄部圧力勾配が大きい状態として定義した。全患者は最適薬物治療を受け、追跡期間中の平均SBP（SBPFU）と経狭窄部PRの相互作用が、同一領域の1年以内の主要転帰（再発虚血性脳卒中）のリスクに与える影響をCox回帰モデルで評価した。
  • 157例において中央値PRは0.93であり、Cox回帰によりPRとSBPFUの有意な相互作用が主要転帰で認められた（P=0.008）。PRが正常な群ではSBPFU低値が主要転帰リスクを有意に低下させた一方（SBPFU 10 mmHg減少あたりHR=0.46, P=0.018）、低PR群ではSBPFU≤130 mmHgが、130<SBPFU<150 mmHgと比べて主要転帰リスクを有意に増加させた（HR=5.08, P=0.043）。以上より、経狭窄部圧力勾配が大きいsICAS患者では低SBPが再発脳卒中リスク増加と関連し得ること、CFDモデルによるtranslesional PRが、sICAS患者のより個別化された血圧管理を導く有望な指標となり得ることが示唆された。

(047) Kazantsev [22]

📕 書誌情報

[Personalized brain revascularization: computer modeling of the reconstruction zone for carotid endarterectomy].

A N Kazantsev, N N Burkov, Yu N Zakharov, V G Borisov, R Yu Lider, M S Bayandin, A I Anufriev

Khirurgiia (Mosk), 2020

💬 AI 翻訳タイトル

個別化脳血行再建：頸動脈内膜切除術における再建領域のコンピュータモデリング

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、従来の頸動脈内膜切除術（carotid endarterectomy: CEE）に先立って血行動態をコンピュータモデリングし、術後再狭窄（restenosis）のリスク領域を評価できる手法を開発することである。
  • 方法として、頸動脈狭窄のドプラパラメータおよび血流速度を線形プローブ（7–7.5 MHz、Acuson 128XP）で解析し、多列スパイラルCTアンギオグラフィにより頸動脈の主要な幾何学的特徴とアテローム性プラークの所見を可視化した後、Clear canvasを用いて患者特異的データを処理した。
  • CFD（computational fluid dynamics）では、血管形状と流入・流出条件を考慮して血管内のあらゆる点で血流パラメータを構築し、速度曲線から入口・出口の圧力曲線を作成してCFDモデルへ入力することで、圧力および速度の非定常三次元場を算出した。
  • 結果として、血流ダイナミクス場の視覚的解析により、血管内壁上で問題となり得る領域を同定できることが示され、古典的CEEのパッチ手技が壁在血栓形成および新生内膜（neointima）の過剰増殖によって再狭窄をより頻繁に生じさせる点が示唆された；さらに、コンピュータモデリングに基づくパッチの修正により、総頸動脈・内頸動脈・外頸動脈の口径比を最適化する重要性が示された。

(048) Sunderland [22]

📕 書誌情報

Quantitative analysis of flow vortices: differentiation of unruptured and ruptured medium-sized middle cerebral artery aneurysms.

K Sunderland, M Wang, A S Pandey, J Gemmete, Q Huang, A Goudge, J Jiang

Acta Neurochir (Wien), 2021 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

流れ渦の定量解析：未破裂および破裂した中大脳動脈瘤の識別

💬 AI 要約

  • 未破裂の頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）に対する外科的介入は健康上のリスクを伴うため、破裂リスクの高低を区別して臨床判断を支援する解析が求められている。
  • 本研究では、動脈瘤内の渦流（swirling flow）ボルテックスについて時空間的特徴を評価するCFD解析手法を提案し、3Dデジタルサブトラクション血管造影データを有する中大脳動脈（MCA）中型動脈瘤（4–10 mm）を1例ずつ有する47症例に対してCFDシミュレーションを実施した。
  • 従来の指標に加えて定量化した動脈瘤の流れ渦の時空間的特徴を統計的特徴量として用い、サポートベクターマシン（support vector machine: SVM）による教師あり機械学習を交差検証（100反復）で行った結果、渦指標のみでは既存の形態学的特徴に劣る性能（総合精度0.77 vs 0.80）を示したが、壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）モデルよりは改善した（0.74）。
  • 一方で、渦の時空間的特徴を形態学的およびWSSパラメータと組み合わせることで、MCA動脈瘤の破裂状態推定のモデル強度が向上し（0.85）、本予備研究はMCA動脈瘤内の流れ渦の時空間的特徴が、破裂動脈瘤と未破裂動脈瘤の識別に有用であることを示唆した。

(049) Han [21]

📕 書誌情報

A reduced-order model of a patient-specific cerebral aneurysm for rapid evaluation and treatment planning.

Suyue Han, Clemens M Schirmer, Yahya Modarres-Sadeghi

J Biomech, 2020 Apr 16

💬 AI 翻訳タイトル

患者特異的脳動脈瘤のための、迅速評価および治療計画に向けた縮約次数モデル（ROM）

💬 AI 要約

  • 本研究は、関連する生理学的流量パラメータの範囲にわたって破裂関連血行動態指標を迅速に評価するための、患者特異的脳動脈瘤に対する計算効率の高い数値的縮約次数モデル（Reduced Order Model: ROM）を提案することを目的とする。
  • ROMは、Snapshot POD法の利点も取り入れた固有直交分解（Proper Orthogonal Decomposition: POD）手法により導出し、まず一連のCFD（Computational Fluid Dynamics）トレーニング計算を実施したのち、QR分解（QR-decomposition）技術を用いて生理学的流れ問題の種々の境界条件を満たすように改善した。
  • 得られたROMを用いて、脈動性指数（Pulsatility Index: PI）が患者特異的動脈瘤の壁面せん断応力（Wall Shear Stress: WSS）および振動せん断指数（Oscillatory Shear Index: OSI）に及ぼす影響を調べた。
  • さらに、本研究では、取得した高エネルギーPODモードがそれぞれ独立した重要な流れパターンを表し、これらが動脈瘤のWSSおよびOSIに影響を与える可能性があることを論じた。

(050) Kim [21]

📕 書誌情報

Hemodynamic Features of Microsurgically Identified, Thin-Walled Regions of Unruptured Middle Cerebral Artery Aneurysms Characterized Using Computational Fluid Dynamics.

Jang Hun Kim, Huan Han, Young-June Moon, Sangil Suh, Taek-Hyun Kwon, Jong Hyun Kim, Kyuha Chong, Won-Ki Yoon

Neurosurgery, 2020 Jun 01

💬 AI 翻訳タイトル

未破裂中大脳動脈瘤の微小外科的に同定された薄壁領域の血行動態学的特徴：計算流体力学による解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、微小外科手術で観察される未破裂頭蓋内動脈瘤（UIA）の薄壁領域（TWR）が増大および破裂の脆弱部位であるとの前提に基づき、計算流体力学（CFD）解析により中大脳動脈分岐部（MCAB）動脈瘤のTWRの血行動態学的特徴を同定することを目的とした。
  • MCAB動脈瘤を有する9症例（計11個のMCAB動脈瘤）を対象にTWRを同定し、CFD解析を圧力、壁面せん断応力（WSS）、およびWSSダイバージェンス（WSSD）の3パラメータで実施した。
  • 11個の動脈瘤から計15個のTWRが同定され、TWRとの対応が確認された割合は、圧力で73.33%、WSSで46.67%、WSSDで86.67%であった。
  • WSSDはWSSの大きさと方向性の両方を考慮する血行動態パラメータであり、最も高い対応を示したことから、高いWSSDは頭蓋内動脈瘤の高リスク破裂部位である可能性のあるTWRと関連する可能性が示唆された。

(051) Copelan [20]

📕 書誌情報

Recent Administration of Iodinated Contrast Renders Core Infarct Estimation Inaccurate Using RAPID Software.

A Z Copelan, E R Smith, G T Drocton, K H Narsinh, D Murph, R S Khangura, Z J Hartley, A A Abla, W P Dillon, C F Dowd, R T Higashida, V V Halbach, S W Hetts, D L Cooke, K Keenan, J Nelson, D Mccoy, M Ciano, M R Amans

AJNR Am J Neuroradiol, 2020 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

ヨード造影剤の最近の投与は、RAPIDソフトウェアによる梗塞中心（core infarct）推定を不正確にする

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、拡張治療時間枠（extended window）における緊急の大血管閉塞患者で、RAPIDソフトウェアが最近の静注ヨード造影剤投与を受けた症例において梗塞中心を過小評価するかどうかを検証することである。
  • 方法として、2018年5月から2019年1月に急性虚血性脳卒中に対してCTA±CTPを施行した連続271例の前向き単施設データベースを後ろ向きに検討し、拡張治療時間枠でCTAにより確認された緊急大血管閉塞かつRAPIDによるCTP後処理を行った症例を対象とした。
  • NCCTはCTP施行時の画像を用い、2名の盲検評価者がCT ASPECTSを独立に評価し、RAPIDでは相対脳血流（relative cerebral blood flow）<30%を不可逆的な梗塞中心の代替指標としたうえで、CTPの直前8時間以内に静注ヨード造影剤を受けた群と非投与群に二分し、最近の造影剤投与がRAPIDの梗塞中心推定値の低下と独立に関連することを多変量線形回帰で示した。
  • 結論として、別検査としてCTA/CTPに近接する時期（<8時間）で静注ヨード造影剤を投与された患者では、造影剤非投与患者と比べてRAPIDによる梗塞中心の過小評価が大きくなり得るため、拡張治療時間枠における治療方針決定にRAPID後処理へ過度に依存することは避けるべきである。

(052) Marsh [20]

📕 書誌情報

Platelet Dynamics and Hemodynamics of Cerebral Aneurysms Treated with Flow-Diverting Stents.

Laurel M M Marsh, Michael C Barbour, Venkat Keshav Chivukula, Fanette Chassagne, Cory M Kelly, Samuel H Levy, Louis J Kim, Michael R Levitt, Alberto Aliseda

Ann Biomed Eng, 2020 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータステントで治療した脳動脈瘤における血小板動態および血行動態

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバータステント（FDS）治療の成否を予測するための血行動態学的指標を確立することであり、特に血栓形成に必要な血小板活性が、血小板の滞留時間（residence time）およびせん断応力曝露に応答することに着目した。
  • 方法として、血栓形成の機械的作動要因を血小板の軌跡とその力学に基づく活性化の観点から解釈するために、血管内の流体力学をオイラー（Eulerian）とラグランジュ（Lagrangian）の両面から解析し、ラグランジュ解析により血小板の滞留時間（RT）およびせん断履歴（SH）を新規の指標として定量化した。
  • 結果として、FDS導入前後の患者別19症例において、オイラーおよびラグランジュのパラメータを比較し、FDSおよび続発する治療の有効性に関連して、FDSが血流状態に与える変化の程度を評価した。
  • 結論として、血小板の滞留時間およびせん断履歴を用いるラグランジュ的評価は、血栓形成に関わる血行動態学的理解に新たな指標を提供し、FDS治療アウトカムの予測に向けた有望な枠組みとなることを示した。

(053) Beppu [20]

📕 書誌情報

Computational Fluid Dynamics Using a Porous Media Setting Predicts Outcome after Flow-Diverter Treatment.

M Beppu, M Tsuji, F Ishida, M Shirakawa, H Suzuki, S Yoshimura

AJNR Am J Neuroradiol, 2020 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

多孔質媒体設定を用いた計算流体力学は，フローダイバータ治療後の転帰を予測する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は，大きく広頸の動脈瘤に対する治療方針の意思決定のため，多孔質媒体モデリングを用いた計算流体力学（CFD）によりフローダイバータ治療後の血管造影による閉塞（血管造影的閉塞）状態を予測することであり，その予測因子に関する知見の不足を補うことである。
  • 治療前の患者固有3次元回転血管造影画像を基にCFD解析を行い，フローダイバータステント治療を受けた計27例を後ろ向きに解析した。
  • O’Kelly–Marottaスケールに基づいて患者を非造影群（no-filling）および造影充満群（contrast-filling）に分類し，患者背景，形態学的変数，および血行動態パラメータを評価した結果，両群で患者背景と形態学的変数は概ね同等であった一方，非造影群では血流速度，壁面せん断応力（wall shear stress），せん断速度，修正動脈瘤流入率係数（modified aneurysmal inflow rate coefficient），ならびに残存流量（residual flow volume）が有意に低値であった。
  • 新規パラメータとして，残存流量を動脈瘤ドーム体積で正規化した正規化残存流量（normalized residual flow volume）を定義したところ，ドーム内の平均血流速度が8.0 cm/s以上の条件下では，正規化残存流量が治療転帰予測に最も有効であることがROC（receiver operating characteristic）曲線解析により示され，血行動態パラメータがフローダイバータ治療後の血管造影的閉塞状態を予測できることが本研究で確立された。

(054) McDougall [19]

📕 書誌情報

Five-year results of randomized bioactive versus bare metal coils in the treatment of intracranial aneurysms: the Matrix and Platinum Science (MAPS) Trial.

Cameron G McDougall, S Claiborne Johnston, Steven W Hetts, Anil Gholkar, Stanley L Barnwell, Juan Carlos Vazquez Suarez, Javier Massó Romero, John C Chaloupka, Alain Bonafe, Ajay K Wakhloo, Donatella Tampieri, Christopher F Dowd, Allan J Fox, Aquilla S Turk

J Neurointerv Surg, 2021 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤に対する治療におけるバイオアクティブコイル（ポリマー修飾）とベアメタルコイルのランダム化比較：MAPS（Matrix and Platinum Science）試験の5年結果

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤のコイル塞栓術において、ポリマー修飾コイル（Matrix2）とベアメタルコイル（BMC）を比較し、長期有効性を5年という追跡期間で評価することである。
  • 方法として、626例の患者をBMC群またはMatrix2コイル群にランダム化し、主要評価項目は12か月時点の標的動脈瘤再発（TAR）率とした；副次評価項目として、TARまたは12か月時点での血管造影所見ならびに5年時点のTAR率を検討した。
  • 結果として、Matrix2コイルは非劣性であった（P=0.8）が、明確な優越性（ベネフィット）は示されなかった；また、治療後の残存動脈瘤充填（Raymond III）はTARと強く相関し（P<0.0001）、治療後の動脈瘤出血とも関連した（P=0.008）。
  • 結論として、5年追跡の範囲ではMatrix2コイルはBMCに対して非劣性である一方で有益性は認められず、治療後のRaymond IIIのような残存動脈瘤充填がTARおよび治療後出血リスクと強く関連することが示された。

(055) Castle-Kirszbaum [19]

📕 書誌情報

Four-Dimensional Magnetic Resonance Imaging Assessment of Intracranial Aneurysms: A State-of-the-Art Review.

Mendel Castle-Kirszbaum, Julian Maingard, Ruth P Lim, Christen D Barras, Hong Kuan Kok, Ronil V Chandra, Winston Chong, Hamed Asadi

Neurosurgery, 2020 Sep 01

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤に対する4次元磁気共鳴画像評価：最新動向のレビュー

💬 AI 要約

  • 未破裂頭蓋内動脈瘤の治療はくも膜下出血およびそれに伴う罹患率・死亡率のリスクを低減し得るが、破裂リスクの予測および最適な治療戦略の立案には限界があるため、動脈瘤内の血流評価は治療の指針となる可能性がある。4次元磁気共鳴画像（4D MRI）による動脈瘤内流れの評価は新規の手法であり、その有用性を整理することが本レビューの目的である。
  • 文献の体系的検索を実施し、未破裂頭蓋内動脈瘤に対する4D MRI評価に関する最新動向をまとめるステート・オブ・ザ・アートのレビューを行った。
  • レビュー対象は18件の研究であり、4D MRIにおける偏心流（eccentric flow）はより大きなアスペクト比およびピーク壁面せん断応力（WSS）と関連していた。さらに、ピークWSS、渦度（vorticity）、ピーク速度（peak velocity）は嚢状（saccular）動脈瘤で高く、動的不安定な動脈瘤はより大きなWSS、ピーク壁面応力、血流ジェット角（flow jet angle）を示し、壁の造影増強（wall enhancement）を伴う可能性があった。また、CFDと比較すると4D MRIは空間分解能が低くWSSおよび速度の大きさを低めに報告するが、空間分解能を一致させるとこれらの指標は同等化することが示された。
  • 4D MRIはフローディバージョン（flow diversion）に伴う動脈瘤内の血行動態変化を捉え、特に血流速度が有意に低下することが示された。以上より、4D MRIは頭蓋内動脈瘤内の血行動態を評価するための新規かつ非侵襲的な画像ツールであり、4D MRIから導出される血行動態指標はシミュレーション（CFD）値と良好に相関する可能性があり、血管内治療の成功判定や動脈瘤増大・破裂のリスク因子の評価に利用できると考えられる。

(056) Kamada [18]

📕 書誌情報

Perioperative Hemodynamic Changes in the Thoracic Aorta in Patients With Aortic Valve Stenosis: A Prospective Serial 4D-Flow MRI Study.

Hiroki Kamada, Hideki Ota, Masanori Nakamura, Yohsuke Imai, Shunichi Ishida, Wenyu Sun, Ko Sakatsume, Ichiro Yoshioka, Yoshikatsu Saiki, Kei Takase

Semin Thorac Cardiovasc Surg, 2020

💬 AI 翻訳タイトル

大動脈弁狭窄症患者における胸部大動脈の周術期血行動態変化：連続的（serial）4DフローマッピングMRIの前向き研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、大動脈弁狭窄症（AS）患者において大動脈弁置換術（AVR）前後で、胸部大動脈および大動脈弓分枝の血行動態が4D-flow MRIによりどのように変化するかを検討することを目的とした。
  • AS患者10例に対し、AVR前および術後平均27±1.9日で胸部4D-flow MRIを実施し、心周期における各平面での平均体積流量（mean volume flow rate）と、特定平面における主流方向と大動脈軸（軸方向）とのなす角を、15の大動脈平面および3つの大動脈弓分枝平面で評価した。
  • AVR後には、上行大動脈における体積流量が有意に増加（術前59.2±8.7 mL/s vs 術後77.3±6.2 mL/s, P<0.05）し、さらに大動脈弓分枝でも有意な増加が認められた（術前26.5±2.8 mL/s vs 術後35.8±3.3 mL/s, P<0.001）。また、流れ角は上行大動脈（術前39.2±2.7度 vs 術後25.2±1.7度, P<0.0001）および大動脈弓部（術前19.3±2.0度 vs 術後13.4±0.9度, P<0.001）で有意に低下した。ヘリシティ（helicity）密度の分布と大きさに基づく流れの複雑性評価では、大動脈弓分枝近位で術後変化に伴う複雑性の低下が示された。
  • 術後1か月以内に上行大動脈および大動脈弓分枝の体積流量が増加し、脳を含む上半身への血液供給の増大が示唆された一方で、術後の変化は大動脈弓分枝近位における血流の複雑性低下を伴っていた。

(057) Jiang [18]

📕 書誌情報

Hemodynamic findings associated with intraoperative appearances of intracranial aneurysms.

Pengjun Jiang, Qingyuan Liu, Jun Wu, Xin Chen, Maogui Li, Fan Yang, Zhengsong Li, Shuzhe Yang, Rui Guo, Bin Gao, Yong Cao, Rong Wang, Fei Di, Shuo Wang

Neurosurg Rev, 2020 Feb

  • Keywords: Atherosclerotic change, Cerebral aneurysm, Hemodynamics, Intraoperative appearance, Wall shear stress

  • DOI: 10.1007/s10143-018-1027-0

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 18
    • FWCI: 1.1912
    • Citation Percentile: 78.84

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の術中所見と関連する血行動態学的所見

💬 AI 要約

  • 目的：術中に観察される脳動脈瘤の壁形態（肥厚壁型および薄壁型）と血行動態学的特徴との関連を、計算流体力学（CFD）により評価することを目的とした。
  • 方法：破裂していない中大脳動脈（MCA）分岐部動脈瘤の連続41例を対象とし、顕微鏡下での術中外観に基づいて肥厚壁動脈瘤と薄壁動脈瘤に分類した。術前のCTアンギオグラフィ（CTA）を用いて形状再構成を行い、CFD解析によって形態学的パラメータおよび血行動態学的パラメータを両群間で比較した。
  • 結果：術中外観により18個は肥厚壁の粥腫（アテローム）変化を伴う動脈瘤に分類された。薄壁動脈瘤と比較して、粥腫変化を伴う動脈瘤では形状パラメータ（動脈瘤深達度、最大高さ、直径、アスペクト比、サイズ比）が大きく、壁面せん断応力（WSS）は低く、低WSS領域の面積比（LSAR）が高かった。
  • 結論：アテローム変化を伴う肥厚壁動脈瘤は低WSSと大きなLSARを特徴とし、CFDは脳動脈瘤の術中外観の識別に有用な手段となり得る。

(058) Suzuki [18]

📕 書誌情報

Assessing the Hemodynamics in Residual Cavities of Intracranial Aneurysm after Coil Embolization with Combined Computational Flow Dynamics and Silent Magnetic Resonance Angiography.

Tomoaki Suzuki, Nobuyuki Genkai, Toshiharu Nomura, Hiroshi Abe

J Stroke Cerebrovasc Dis, 2020 Dec

  • Keywords: Coil embolization, Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Recanalization, Silent magnetic resonance angiography

  • DOI: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2020.105290

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    • Cited by: 18
    • FWCI: 1.1392
    • Citation Percentile: 82.72

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💬 AI 翻訳タイトル

コイル塞栓術後の頭蓋内動脈瘤残存腔における血行動態の評価：計算流体力学（CFD）とサイレント磁気共鳴血管撮影（silent MRA）の併用

💬 AI 要約

  • 本研究は、コイル塞栓術後に残存する動脈瘤残存腔の再開通（recanalization）に関連する血行動態学的特性を解明することを目的とした。
  • 金属アーチファクトによりCFD解析が困難となる問題に対し、サイレント磁気共鳴血管撮影（silent magnetic resonance angiography）によって残存腔の描出性を向上させ、その形態データに基づいて各動脈瘤のCFD解析を実施した。
  • 追跡期間13.0±6.1か月の20例（ステント非併用）の内頸動脈—後交通動脈瘤を、12か月超に残存したネックリマン（NR群）と、コイルのコンパクションに起因するボディ充填（BF群）に分類し、圧、圧較差、正規化壁面せん断応力、流速を比較した結果、最大圧領域はNR群では動脈瘤壁に局在し、BF群ではコイル表面の側方に局在したが、各血行動態パラメータに有意差は認められなかった。
  • 以上より、サイレントMRAとCFDの併用は、コイル塞栓術後の動脈瘤残存腔の血行動態学的特性の理解に有用であり、コイル表面への衝突（impingement）領域（最大圧領域）が将来のコイルコンパクションリスクに影響し得る可能性が示唆された。

(059) Narsinh [18]

📕 書誌情報

Interrater Reliability in the Measurement of Flow Characteristics on Color-Coded Quantitative DSA of Brain AVMs.

K H Narsinh, K Mueller, J Nelson, J Massachi, D C Murph, A Z Copelan, S W Hetts, V V Halbach, R T Higashida, A A Abla, M R Amans, C F Dowd, H Kim, D L Cooke

AJNR Am J Neuroradiol, 2020 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

脳動静脈奇形（AVM）におけるカラーコード定量DSAを用いた血流特性の計測に関する評価者間信頼性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、定量カラーコードDSAにより算出されるMTTなどの血行動態パラメータ測定について、評価者間信頼性を検証することである。
  • 方法として、経験のある4名の神経放射線科医が、34例の脳AVMに対する35枚のカラーコード定量パラメトリックDSA画像を解析し、AVMのMTTに加えて優位な流入動脈および流出静脈のTTPを評価した。
  • 結果として、4名間の評価者間信頼性はMTTに関して不良であり（級内相関係数=0.218、95%信頼区間0.062-0.414、P値=0.002）、さらに評価者が同一画像を選択し同一の主要流入動脈および主要流出静脈を選択した症例に限定すると、信頼性は中等度（fair）に改善した（級内相関係数=0.564、95%信頼区間0.367-0.717、P<0.001）。
  • 結論として、MTTのようなカラーコード定量パラメトリックDSA測定の評価者間信頼性は低く、手技の感度および2次元（2D）特性に起因して、評価者間の軽微な差がMTTおよびTTP結果の大きなばらつきにつながり得るため、解析に用いる標準投影、流入動脈、流出静脈を定義することで信頼性を向上できる。

(060) Natarajan [17]

📕 書誌情報

On the spectrographic representation of cardiovascular flow instabilities.

Thangam Natarajan, Daniel E MacDonald, Mehdi Najafi, M Owais Khan, David A Steinman

J Biomech, 2020 Sep 18

  • Keywords: Flow instabilities, High-frequency fluctuations, STFT, Spectrogram, Time-frequency representation

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2020.109977

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    • Cited by: 17
    • FWCI: 1.6914
    • Citation Percentile: 86.40

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💬 AI 翻訳タイトル

心血管流れ不安定性のスペクトログラム表現に関する研究

💬 AI 要約

  • 近年、高精度計算流体力学（CFD）により、心血管領域の多様な応用において100秒Hzオーダーの高周波流れ不安定性が報告されているが、既存の時間波形や高速フーリエ変換に基づくスペクトル表示は点計測に依存しがちであるため、本研究では脈動性心血管流の時間周波数解析におけるより包括的かつ直観的な可視化手法としてスペクトログラムの有用性を示すことを目的とした。
  • スペクトログラムに関する基礎理論、特に短時間フーリエ変換（STFT）を整理した上で、入力パラメータがスペクトログラムの見え方に与える影響とトレードオフを検討し、さらに連続ウェーブレット変換（CWT）などのより複雑な手法で得られる表現との代表性を比較した。
  • STFTを用いたスペクトログラムは、スペクトル特徴を強調でき、CWTのような複雑手法から得られる結果と同程度の特徴表現を示した一方で、カラーマップ、フィルタリング、平滑化/補間などの可視化設定は特徴の明瞭度に影響するものの、最終的なスペクトログラムの見え方に最も大きな影響を与えるのは窓関数、窓サイズ、オーバーラップといった窓特性であることを示した。
  • 脳動脈瘤のCFD症例群に対して、本手法が時間変動する流れ不安定性の症例固有性を容易に明らかにできることを示し、たとえば広帯域（間欠的な乱流様挙動を示唆）または狭帯域（層流の渦放出を示唆）、あるいはそれらの組合せといった特徴をスペクトログラムから識別可能であると結論づけた。

(061) Gaidzik [17]

📕 書誌情報

Hemodynamic Data Assimilation in a Subject-specific Circle of Willis Geometry.

Franziska Gaidzik, Sahani Pathiraja, Sylvia Saalfeld, Daniel Stucht, Oliver Speck, Dominique Thévenin, Gábor Janiga

Clin Neuroradiol, 2021 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

主観（被験者）に特異的なウィリス動脈輪形状における血行動態データ同化

💬 AI 要約

  • ウィリス動脈輪（circle of Willis; CoW）の解剖学的構造は個人間で大きく異なり、その結果として血流場および頭蓋内血管の血流分布が強くばらつくため、高い確実性で被験者固有の血行動態を予測することが課題となる。本研究では、4次元（4D）位相コントラスト磁気共鳴画像（phase-contrast magnetic resonance imaging; PC-MRI）データと、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）シミュレーションに基づく数値モデルを統合するデータ同化（data assimilation; DA）アプローチを提案する。
  • 知る限り本研究は、データ同化により被験者固有のCoW形状における3次元速度場の過渡状態推定（transient state estimate）を提示した最初の試みである。局所アンサンブル変換カルマンフィルタ（local ensemble transform Kalman filter; LETKF）を用いて高解像度の速度状態推定を行う。
  • 定量的評価の結果、データ同化ステップ後に速度場状態推定の不確実性が最大90%低減された。さらに、PC-MRIの空間分解能以下となる血管領域（例：後交通動脈）における速度値も推定可能となった。
  • 加えて、DAアプローチでは、CFDモデル単独の場合と比較して解析に基づく壁面せん断応力（wall shear stress）分布の不確実性が因子2で低減された。本研究は、統計的に適切な方法で複数の情報源を統合することで、血管流動の詳細情報を提供し、その推定不確実性を低減し得ることを示している。

(062) Khani [17]

📕 書誌情報

Impact of Neurapheresis System on Intrathecal Cerebrospinal Fluid Dynamics: A Computational Fluid Dynamics Study.

Mohammadreza Khani, Lucas R Sass, Aaron R McCabe, Laura M Zitella Verbick, Shivanand P Lad, M Keith Sharp, Bryn A Martin

J Biomech Eng, 2020 Feb 01

💬 AI 翻訳タイトル

神経アフェレーシス・システムが脳脊髄液（CSF）の髄腔内流体力学に与える影響：計算流体力学（CFD）研究

💬 AI 要約

  • くも膜下出血後患者において、脳脊髄液（CSF）からの血液の早期かつ迅速なろ過が入院期間の短縮や関連する有害事象の低減につながる可能性があると仮定されている。
  • 本研究では、新規なデュアルルーメンカテーテル型CSFろ過システムであるNeurapheresis™（Minnetronix Neuro, Inc., St. Paul, MN）を対象として、被験者特異的な計算流体力学（CFD）モデルを構築し、その髄腔内CSFダイナミクスへの影響をパラメトリックに検討した。
  • Neurapheresis™システムは、脊椎の一部位（吸引ポート）からCSFを除去し、ろ過したレテネートは廃棄バッグへ導いて廃棄し、透過液（非汚染CSF）は別の脊椎部位（リターンポート）へ返送する仕組みであるとした。
  • CFDにより、Neurapheresis™の作動流量を0.5〜2.0 mL/minの範囲で変化させ、レテネート除去率は0.2 mL/minに一定とする設定を、典型的なCSF除去率0.2 mL/minの腰部ドレーンシミュレーションと比較した結果、Neurapheresis™は最大流量2.0 mL/minにおいて腰部ドレーンと比べて平均定常ストリーミングCSF速度を2倍に増加させ（0.190±0.133 vs 0.093±0.107 mm/s）、この影響はNeurapheresis™のフローループ内の領域に局在していた一方、フローループが導入する平均速度は通常の心臓誘起CSF速度に比べて相対的に小さいことが示された。

(063) Sugiyama [16]

📕 書誌情報

Optimal Plane Selection for Measuring Post-prandial Blood Flow Increase within the Superior Mesenteric Artery: Analysis Using 4D Flow and Computational Fluid Dynamics.

Masataka Sugiyama, Yasuo Takehara, Masanori Kawate, Naoki Ooishi, Masaki Terada, Haruo Isoda, Harumi Sakahara, Shinji Naganawa, Kevin M Johnson, Oliver Wieben, Tetsuya Wakayama, Atsushi Nozaki, Hiroyuki Kabasawa

Magn Reson Med Sci, 2020 Dec 01

  • Keywords: 4D Flow, flow measurement, phase contrast image, post-prandial hyperemia, superior mesenteric artery

  • DOI: 10.2463/mrms.mp.2019-0089

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    • Cited by: 16
    • FWCI: 1.6442
    • Citation Percentile: 86.15

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💬 AI 翻訳タイトル

上腸間膜動脈における食後血流増加の計測に最適な平面選択：4D Flowおよび計算流体力学を用いた解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、2Dシネ位相コントラスト（phase contrast: PC）MRIによる上腸間膜動脈（superior mesenteric artery: SMA）血流速度計測において、測定平面の局在（localization）への依存性を検証し、速度計測に最適な断面を探索することである。
  • 本研究は施設内審査委員会（Institutional Review Board）承認の前向き単群試験として実施し、7名の健常志願者に対して3Tで、心拍位相分解ECG同期2DシネPC-MRIを食事負荷前および負荷後30分に行い、SMAの近位部、屈曲した中間部、および遠位の直線部の3測定平面で評価した。
  • さらに、2DシネPC-MRIの直後に、極端にアンダーサンプリングした等方的射影イメージング（PC VIPR）を用いた3DシネPC-MRIによる4D Flowを実施し、ストリームライン解析によりSMA内の流れの力学（flow dynamics）を描出した上で、2名の放射線科医が4D Flowおよび計算流体力学（CFD）から得たストリームライン上で異常流の出現を評価した。
  • 2DシネPC-MRIでは、食後負荷後の時間平均流速の増加が近位部（129.3 vs. 97.8, P = 0.0313）および遠位直線部（166.9 vs. 96.2, P = 0.0313）でのみ観察され、屈曲した中間部では認められなかった（113.1 vs. 85.5, P = 0.0625）；また、遠位直線部は負荷前後いずれも平均流速が最大で標準誤差が最小であった。加えてストリームライン解析では、屈曲した中間部で4D FlowおよびCFDの双方において鉛直方向またはらせん状（helical）流の出現頻度が高いことが示された（κ: 0.27–0.68）。以上より、SMAの2DシネPC-MRIによる速度計測は測定平面の局在に依存し、屈曲した中間部ではなく遠位直線部がMR velocimetryに推奨される。

(064) Mutlu [16]

📕 書誌情報

Evaluating the Effect of the Number of Wire of Flow Diverter Stents on the Nonstagnated Region Formation in an Aneurysm Sac Using Lagrangian Coherent Structure and Hyperbolic Time Analysis.

Onur Mutlu, Ali Bahadır Olcay, Cem Bilgin, Bahattin Hakyemez

World Neurosurg, 2020 Jan

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Lagrangian coherent structure, Stagnated and nonstagnated fluid flow zones, Wire number of a flow diverter stent

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2019.09.116

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    • Cited by: 16
    • FWCI: 1.1017
    • Citation Percentile: 78.07

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💬 AI 翻訳タイトル

ラグランジュ的整合構造（Lagrangian Coherent Structure）および双曲型時間解析を用いた、フローダイバーターステントのワイヤ本数が動脈瘤囊内の非停滞領域形成に及ぼす影響の評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頸動脈の巨大動脈瘤に対して臨床で用いられるフローダイバータ（FD）ステントのうち、FDが有するワイヤ本数が動脈瘤囊内の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、45歳女性の動脈瘤部位に対し48-, 72-, 96本ワイヤのFDステントをそれぞれ別個に留置し、数値流体力学（CFD）とラグランジュ的整合構造（LCS）手法を用いて、動脈瘢囊内の有限時間リャプノフ指数（FTLE）および双曲型時間場の時間発展を算出した。
  • 結果として、48本ワイヤのFDステントでは血液が動脈瘤囊内へ大量に流入し、散在的な非停滞（nonstagnant）流動ゾーンの形成が示された一方、72本および96本ワイヤのSurpass（Surpass brand）FDステントでは、血流の大部分が主血管へ分流され、動脈瘤囊内へ侵入する血流量が少ないことが時間依存的なLCS解析により明らかとなった。
  • さらに、FTLEおよび双曲型時間場の可視化結果は、72本ワイヤのSurpass FDステント留置後3.5分に撮像された患者のデジタルサブトラクション血管造影画像と良好に一致した。

(065) Li [16]

📕 書誌情報

Discrimination of intracranial aneurysm rupture status: patient-specific inflow boundary may not be a must-have condition in hemodynamic simulations.

Wenqiang Li, Shengzhang Wang, Zhongbin Tian, Wei Zhu, Yisen Zhang, Ying Zhang, Yang Wang, Kun Wang, Xinjian Yang, Jian Liu

Neuroradiology, 2020 Nov

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Inflow boundary conditions, Intracranial aneurysms, Ruptured, Transcranial Doppler

  • DOI: 10.1007/s00234-020-02473-1

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    • Cited by: 16
    • FWCI: 0.7887
    • Citation Percentile: 76.97

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤破裂の状態の識別：血行動態シミュレーションにおいて患者固有の流入境界条件は必須ではない可能性

💬 AI 要約

  • 計算流体力学（CFD）は頭蓋内動脈瘤破裂の血行動態評価に重要であり、流入境界条件の設定が重要な因子である。本研究は、患者固有と一般化（generalized）の流入境界条件に基づく血行動態結果の違いが、頭蓋内動脈瘤破裂状態の識別に与える影響を検討することを目的とした。
  • 対象は148例の患者、156個の頭蓋内動脈瘤とし、各動脈瘤について患者固有の流入境界条件と一般化の流入境界条件の2通りでそれぞれCFDシミュレーションを実施した。
  • まず、異なる流入境界条件に基づく頭蓋内動脈瘤の血行動態を比較し、患者固有の流入境界条件では、より複雑な流れ（p=0.002）、より大きい最小WSS（minimum WSS）（p=0.024）、低い最大低WSS面積（LSA）（p=0.038）、ならびに振動せん断（oscillatory shear）指標（oscillatory shear index）（p=0.002）を認めた。
  • さらに、破裂群と非破裂群に分類し、両条件下で血行動態を比較したところ、破裂状態に関連する有意な血行動態パラメータは両流入条件で同一であり、流れの複雑性・不安定性を示す動脈瘤割合およびLSAの最小値と最大値が同様に有意であった（それぞれp=0.011、p=0.003、p=0.001、p=0.004）。患者固有および一般化の流入境界条件はいずれも血行動態に有意差をもたらすが、破裂状態に関連する主要パラメータは同じであり、破裂リスク予測において患者固有の流入境界条件は必須ではない可能性が示唆された。

(066) Thomas [15]

📕 書誌情報

Assessment of cerebrovascular responses to physiological stimuli in identical twins using multimodal imaging and computational fluid dynamics.

Hannah J Thomas, Usaid Rana, Channa E Marsh, Harrison T Caddy, Lachlan J Kelsey, Kurt J Smith, Daniel J Green, Barry J Doyle

J Appl Physiol (1985), 2020 Nov 01

💬 AI 翻訳タイトル

双子の同一性（identical twins）における生理学的刺激への脳血管応答の評価：マルチモーダル画像と計算流体力学（CFD）による解析

💬 AI 要約

  • 一般集団ではウィリス動脈輪（Circle of Willis; CoW）の形態にばらつきが知られている一方で、脳血管の構造と機能の対応関係は十分に解明されていないため、本研究は高解像度画像技術と計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）を併用してin vivoで脳血管の構造・機能を記述することの実現可能性を示すことを目的とした。
  • 方法として、18〜30歳の一卵性双生児を対象に、6組の双子で3T磁気共鳴血管撮影（magnetic resonance angiography）およびBモードドプラ超音波による速度と径の計測を行い、安静、過換気（二酸化炭素負荷; hypercapnia）、運動の3条件下で椎骨動脈および内頸動脈を評価した。
  • 得られたCoWの関心領域において、血管径、長さ、蛇行度、分岐角を定量化し、さらに血行動態をCFDでシミュレーションして心周期時間平均壁面せん断応力（TAWSS）、振動性せん断指数（OSI）、相対的滞留時間（RRT）を算出した。
  • その結果、血管径、長さ、蛇行度、分岐角のいずれの領域でも一卵性双生児間の級内相関（ICC）は低く有意性が認められず、血流およびCFD由来のTAWSS・OSI・RRTについても安静時および過換気や運動への応答のいずれにおいても有意な相関は示されなかったため、生理学的刺激に対するCoWの構造と関連せん断応力には差が存在すると結論づけた。

(067) Lassila [15]

📕 書誌情報

Population-specific modelling of between/within-subject flow variability in the carotid arteries of the elderly.

Toni Lassila, Ali Sarrami-Foroushani, SeyedMostafa Hejazi, Alejandro F Frangi

Int J Numer Method Biomed Eng, 2020 Jan

  • Keywords: Gaussian process models, cerebrovascular disease, computational fluid dynamics, patient-specific models, uncertainty quantification

  • DOI: 10.1002/cnm.3271

  • Article

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    • Cited by: 15
    • FWCI: 1.1268
    • Citation Percentile: 80.79

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💬 AI 翻訳タイトル

高齢者における頸動脈内の被験者間／被験者内血流変動の母集団特異的モデリング

💬 AI 要約

  • 目的：血管疾患の診断・管理支援のために計算流体力学（CFD）モデルが提案されているが、理想的には患者固有の血流計測値を境界条件として用いる必要がある。本研究は、患者固有の計測が得られない状況を想定し、頸動脈における被験者間および被験者内の血流変動の大きさを考慮した人口集団ベースのモデリングを行うことを目的とする。
  • 方法：被験者間の血流変動は対数線形の混合効果モデルとガウス過程（Gaussian process）を組み合わせて表現し、被験者内の血流変動は心拍数および血圧変化に対する脳自動調節のパラメトリック（lumped parameter）モデルでモデル化した。モデルパラメータは、103名の高齢ボランティアに対する頸動脈超音波計測から同定した。
  • 結果：同定したモデルを用いて、安静時と運動時における54名の被験者の頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm）の血流を解析した。その結果、血管CFD研究で一般的に用いられる壁面せん断応力由来指標であるOSI（oscillatory shear index）が、血流変動への感受性が過度である可能性が示された。
  • 結論：本研究で構築した被験者間／被験者内の血流変動を統合的に扱うモデルは、人口集団における血流の不確実性を考慮した解析を可能にする一方で、OSIは血流の揺らぎに対して過敏であり、信頼できるバイオマーカーとしては不十分である可能性があると結論づけた。

(068) Yuan [15]

📕 書誌情報

Hemodynamic and Morphological Differences Between Unruptured Carotid-Posterior Communicating Artery Bifurcation Aneurysms and Infundibular Dilations of the Posterior Communicating Artery.

Jinlong Yuan, Zhenbao Li, Xiaochun Jiang, Niansheng Lai, Xuanzhi Wang, Xintong Zhao, Degang Wu, Jiaqiang Liu, Dayong Xia, Chenlei Huang, Xinggen Fang

Front Neurol, 2020

  • Keywords: communicating artery aneurysms, computational fluid dynamic, hemodynamics, infundibular dilations, morphological

  • DOI: 10.3389/fneur.2020.00741

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    • Cited by: 15
    • FWCI: 1.0516
    • Citation Percentile: 81.40

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂の頸動脈—後交通動脈分岐部動脈瘤と、後交通動脈の漏斗部拡張との間における血行動態および形態学的相違

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、未破裂の後交通動脈分岐部動脈瘤（PcomA-BAs）と後交通動脈漏斗部拡張（PcomA-IDs）における血行動態および形態学的相違を比較し、PcomA-IDsの管理に資することである。
  • 方法として、2015年1月から2019年1月までにデジタルサブトラクション血管造影（DSA）で診断・計測されたPcomA-IDs 83例および未破裂PcomA-BAs 115例を対象とし、DICOM形式の軸断スライスから再構成した患者固有モデルに基づいて計算流体力学（CFD）を実施した。
  • 結果として、両群間で有意差を示したのは血行動態パラメータ1項目および形態学的パラメータ4項目であり、二値ロジスティック回帰により小さいサイズ、PcomA径（DPcomA）、ならびにICAの眼動脈部とPcomAのなす角（APcomA）が独立した有意因子として抽出された。さらに、独立因子に対するROC解析から、それぞれサイズ3.45 mm、APcomA 66.27°、DPcomA 1.24 mmをカットオフ値として示した。
  • 結論として、サイズ、DPcomA、APcomAはPcomA-IDsの状態を独立して特徴づけ得る可能性があり、真の動脈瘤との鑑別および治療方針決定の補助となり得る。

(069) Jang [15]

📕 書誌情報

Three-dimensional bioprinting of aneurysm-bearing tissue structure for endovascular deployment of embolization coils.

Lindy K Jang, Javier A Alvarado, Marianna Pepona, Elisa M Wasson, Landon D Nash, Jason M Ortega, Amanda Randles, Duncan J Maitland, Monica L Moya, William F Hynes

Biofabrication, 2020 Oct 16

  • Keywords: aneurysm, bioprinting, endovascular treatment, hydrodynamics, thrombogenesis, tissue engineering

  • DOI: 10.1088/1758-5090/abbb9b

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    • Cited by: 15
    • FWCI: 0.9885
    • Citation Percentile: 80.39

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💬 AI 翻訳タイトル

塞栓コイルの血管内留置に向けた動脈瘤を有する組織構造の3次元バイオプリンティング

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、機能的に関連するモデルを用いずに行われることの多い脳動脈瘤に対する塞栓デバイスの性能評価および医療従事者の留置トレーニングに関して、実用性を制限するin vitroモデルの課題（脳血管の主要な機能・形態学的特徴の欠如）を補うバイオ模倣モデルを開発することである。
  • 方法として、3次元（3D）プリンティングによりゼラチン-フィブリン（gelatin-fibrin）ハイドロゲルから成る動脈瘤保持血管化組織構造を作製し、内腔側血管壁をヒト脳微小血管内皮細胞（hCMECs）で播種したうえで、粒子画像流速測定法（particle image velocimetry: PIV）による流れ計測と、3D計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）モデルとの比較を可能にした。
  • 結果として、hCMECsは動脈瘤壁を含む血管壁全周において細胞の付着、伸展、そしてコンフルエンシー（confluency）を速やかに示し、さらに血管内腔からマイクロカテーテルを介して着脱可能なコイルを印刷動脈瘤瘤内へ送達でき、動脈瘤内およびコイル周囲での静的な血漿凝固（血栓形成）を経時的にモニタリングできた。
  • 結論として、開発した生体模倣in vitro動脈瘤モデルは、塞栓デバイスの生体適合性および止血効率を評価するための有望な手法であり、治療後の動脈瘤破裂リスクや治癒反応の予測に資する血行動態情報を提供しうる。

(070) Yuan [15]

📕 書誌情報

Hemodynamic and Morphological Analysis of Mirror Aneurysms Prior to Rupture.

Jinlong Yuan, Chenlei Huang, Niansheng Lai, Zhenbao Li, Xiaochun Jiang, Xuanzhi Wang, Xintong Zhao, Degang Wu, Jiaqiang Liu, Dayong Xia, Xinggen Fang

Neuropsychiatr Dis Treat, 2020

💬 AI 翻訳タイトル

破裂前のミラー動脈瘤における血行動態および形態学的解析

💬 AI 要約

  • 血行動態因子は、脳動脈瘤の発症、進展、ならびに破裂に重要な役割を担うと考えられているが、先行研究は主に破裂後と未破裂の動脈瘤の比較に依存しており、破裂後の形態変化によって結果の信頼性が損なわれる可能性がある。
  • 本研究では、破裂前のミラー動脈瘤12例を用いて、破裂前における血行動態および形態学的特徴を同定し、後ろ向きに解析を実施した。
  • 具体的には、各患者の3次元（3D）画像から患者個別モデルを再構築し、破裂前群および未破裂群に各ミラー動脈瘤を分類したうえで、血行動態因子と形態学的因子を比較したところ、破裂前の動脈瘤では未破裂側と比べて動脈瘤サイズが有意に大きく、形状が有意に不整であり、アスペクト比（AR）、サイズ比（SR）、うねり指数（UI）、楕円性指数（EI）、低壁面せん断応力領域割合（LSA）が有意に高く、正規化壁面せん断応力（NWSS）が有意に低かった。
  • 一方で、破裂前動脈瘤における振動壁面せん断応力指数（OSI）および非球面指数（NSI）は、未破裂群と比較して有意差を認めなかったことから、破裂前のミラー動脈瘤は動脈瘤破裂リスク評価に極めて有用なモデルになり得る可能性が示され、サイズ増大、不整形状、AR・SR・UI・NIの増大、および低WSSが破裂リスクのある動脈瘤と関連する可能性がある。

(071) Xu [15]

📕 書誌情報

Morphological and Hemodynamic Factors Associated with Ruptured Middle Cerebral Artery Mirror Aneurysms: A Retrospective Study.

Lijian Xu, Hao Wang, Yongchun Chen, Yuchen Dai, Boli Lin, Fuyou Liang, Jieqing Wan, Yunjun Yang, Bing Zhao

World Neurosurg, 2020 May

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Intracranial aneurysm, Middle cerebral artery, Morphology, Rupture, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2020.01.083

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    • Cited by: 15
    • FWCI: 0.9639
    • Citation Percentile: 79.51

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💬 AI 翻訳タイトル

破裂した中大脳動脈（MCA）鏡像動脈瘤に関連する形態学的および血行動態学的因子：後ろ向き研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、破裂した中大脳動脈（MCA）鏡像動脈瘤に関連する形態学的または血行動態学的特徴を特定することである。
  • 317例の連続するMCA動脈瘤患者を対象とした後ろ向き解析を行い、破裂MCA鏡像動脈瘤（1つの破裂動脈瘤と鏡像の非破裂動脈瘤）を組み入れた。対応する破裂群と非破裂群の鏡像ペアについて、3次元CTアンギオグラフィを用いて形態学的パラメータ13項目を測定し、高解像度CFD（computational fluid dynamic）シミュレーションにより血行動態学的パラメータ6項目を評価した。
  • 破裂群と非破裂群では、形態学的および血行動態学的パラメータに有意差が認められた。特に、不整形動脈瘤は破裂動脈瘤で非破裂動脈瘤より3倍多く、破裂と関連した指標として、動脈瘤径の大きさ、動脈瘤の高位、サイズ比の増大、ボトルネック比の増大、不整形動脈瘤、高い最大動脈瘤内壁面せん断応力（WSS）、および低い正規化平均WSSが挙げられた。
  • 動脈瘤がより大きいこと、サイズ比が大きいこと、不整形であること、空間平均WSSが低いこと、ならびに最大WSSが高いことは、患者背景とは独立してMCA動脈瘤の破裂リスク評価に寄与しうることが示唆された。

(072) Rajabzadeh-Oghaz [14]

📕 書誌情報

A data-driven model to identify high-risk aneurysms and guide management decisions: the Rupture Resemblance Score.

Hamidreza Rajabzadeh-Oghaz, Muhammad Waqas, Sricharan S Veeturi, Kunal Vakharia, Michael K Tso, Kenneth V Snyder, Jason M Davies, Adnan H Siddiqui, Elad I Levy, Hui Meng

J Neurosurg, 2021 Jul 01

  • Keywords: computational fluid dynamics, hemodynamics, intracranial aneurysm, machine learning, rupture risk, subarachnoid hemorrhage, vascular disorders

  • DOI: 10.3171/2020.5.JNS193264

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 14
    • FWCI: 0.9639
    • Citation Percentile: 80.29

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💬 AI 翻訳タイトル

破裂リプリカンス・スコア（Rupture Resemblance Score）による高リスク脳動脈瘤の同定と管理判断のためのデータ駆動モデル

💬 AI 要約

  • 本研究は、未破裂脳動脈瘤（UIA）が破裂脳動脈瘤（RIA）と形態学的・血行力学的特徴を共有する場合に破裂リスクが高まる可能性を背景として、データ駆動モデルである破裂リプリカンス・スコア（RRS）の臨床的有用性、特に小型UIAなどの困難例における管理判断支援能を検討することを目的とした。
  • 2018年9月から2019年6月にかけて、偶発的に同定されたUIAの連続症例のうち、週次の多職種神経血管カンファレンスで議論された困難例を後ろ向きに収集し、患者の3次元デジタルサブトラクション血管造影から動脈瘤形状を再構築したうえで、3次元形態学的解析および計算流体力学（CFD）シミュレーションを行った。
  • 各UIAに対してRRSを算出し、カンファレンスでの治療方針および未破裂脳動脈瘤治療スコア（UIATS）に基づく推奨と比較した結果、47例79UIA（うち90%が7 mm未満）を対象とし、治療が支持された45/79例（57%）では観察が提案された34/79例よりもRRSが有意に高かった（0.33±0.34 vs 0.11±0.19, p<0.001）。
  • UIATSによる推奨は「観察」が24/79例（30%）、「治療」が21/79例（27%）、「not definitive」が34/79例（43%）であり、これら“not definitive”症例をRRSにより破裂との類似性の観点から層別できた; RRSは破裂予測因子そのものではないものの、UIATSが決定的でない状況で高リスクUIAの同定を補助する付加的層別化を提供し、現実臨床におけるUIA管理の補助ツールとしての有用性が示された。

(073) Babanezhad [14]

📕 書誌情報

Predicting Air Superficial Velocity of Two-Phase Reactors Using ANFIS and CFD.

Meisam Babanezhad, Mashallah Rezakazemi, Azam Marjani, Saeed Shirazian

ACS Omega, 2021 Jan 12

💬 AI 翻訳タイトル

ANFISとCFDにより二相反応器の空気の表面速度（気体表面速度）を予測する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、連続相（液相）内における気泡（ガス）流の乱流特性を予測する際に、機械学習と計算流体力学（CFD）を統合することで計算コストを低減しつつ、ガスホールドアップ、熱・物質移動、ならびに流動様式（均一な気泡分布／不均一な気泡特性）のような最終出力に対する有効入力パラメータや運転条件の影響を明らかにすることである。
  • 方法として、オイラー（Eulerian）法による単一粒径の計算に基づく流体シミュレーションを用い、CFD結果の学習には適応型ニューロ・ファジィ推論システム（ANFIS）を適用して流れを推定した。
  • 気泡塔型反応器（BCR）全域の各CFDノードにおいて、気体速度および乱流エネルギー散逸率をANFISで学習し、その結果として人工的なBCRをANFISにより予測可能であることを示し、計算コストの高い数値シミュレーションの削減につながる「スマート反応器」を実現した。
  • 結果として、入力数の設定が本手法の精度に大きく影響し、学習データセットに対する手法の「知能」を反映すること、さらにメンバーシップ関数の仕様が、特に異なる入力条件で学習した場合に精度に影響し得ることが示された; 併せて乱流エネルギー散逸率についても、空気の表面気体速度に対して同様のモデルパターンでANFISにより予測できることが示唆された。

(074) Detmer [13]

📕 書誌情報

Incorporating variability of patient inflow conditions into statistical models for aneurysm rupture assessment.

Felicitas J Detmer, Fernando Mut, Martin Slawski, Sven Hirsch, Philippe Bijlenga, Juan R Cebral

Acta Neurochir (Wien), 2020 Mar

  • Keywords: Cerebral aneurysm, Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Prediction, Risk factors, Rupture

  • DOI: 10.1007/s00701-020-04234-8

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 13
    • FWCI: 0.9639
    • Citation Percentile: 79.52

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💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤破裂評価のための統計モデルにおける患者流入条件のばらつきの組込み

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤の不安定性に関連する血行力学的パターンに着目し、患者間および患者内の脳血流変動がCFDにより計算される血行力学に及ぼす影響を解析するとともに、それらの変動を動脈瘤破裂予測の統計モデルへ組み込むことである。
  • 方法として、1820件の動脈瘤の画像データを用い、各症例に対して9種類の異なる流入流量を設定した患者特異的定常CFDシミュレーションを実施し、患者間および患者内の流れのばらつきを再現した。その後、計算された流れ場から17の血行力学的パラメータを算出し、異なる流入条件間で比較した。
  • さらに、1571件の動脈瘤を用いて破裂のための統計モデルを学習し、血行力学的変動を捉える方法として、(A)血行力学的“応答変数”（response variables）を定義するモデル、ならびに(B)患者に基づき流体条件を反復的にランダム選択するモデル、いずれも形態学的および患者固有の変数と併せて構築した。残り249件で評価を行った結果、全ての血行力学的パラメータは流入条件の変動に対して有意に異なっていた（p < 0.001）。
  • 結論として、提案した統計モデルでは患者間・患者内の流入変動が計算血行動態に与える影響を考慮でき、ROC曲線下面積（AUC）0.8182および0.8174±0.0045と良好な予測性能を示したため、これらのモデルは特定の流入境界条件に依存しないCFDデータへ適用可能である。

(075) Huang [13]

📕 書誌情報

A Hemodynamic Mechanism Correlating with the Initiation of MCA Bifurcation Aneurysms.

Z Huang, M Zeng, W G Tao, F Y Zeng, C Q Chen, L B Zhang, F H Chen

AJNR Am J Neuroradiol, 2020 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

MCA分岐動脈瘤の発生開始と相関する血行動態メカニズム

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、MCA（中大脳動脈）分岐部動脈瘤が通常傾斜した分岐で発生することに関して、その関連血行動態メカニズムを明らかにすることである。
  • 傾向スコアマッチング後、片側MCA分岐部動脈瘤を有する54例と対照54例を登録し、臨床情報およびCTAデータを収集した。さらに、動脈瘤を伴うMCA分岐の形態学的特徴を抽出して簡略化したMCA分岐モデルを構築し、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析を実施した。
  • 動脈瘤の存在は、MCA分岐の親枝-娘枝角度が小さいことと有意に関連していた（P < .001）。また動脈瘤を伴うMCA分岐は、しばしば傾斜した形状を呈した。
  • CFD解析により、分岐が傾斜する状況では高圧領域および低壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）領域が分岐部の頂点（apex）から傾斜した娘動脈へ移行し、MCA分岐動脈瘤の初期発生部位は、移動した高圧領域および低WSS領域と重なることが多いことが示された。これらの結果は、MCA分岐部動脈瘤の開始が、傾斜したMCA分岐で生じる高圧領域および低WSS領域の移行と相関している可能性を示唆する。

(076) Saqr [13]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics simulations of cerebral aneurysm using Newtonian, power-law and quasi-mechanistic blood viscosity models.

Khalid M Saqr

Proc Inst Mech Eng H, 2020 Jul

  • Keywords: Cerebral aneurysm, Krieger model, computational fluid dynamics, haemodynamics, quasi-mechanistic model

  • DOI: 10.1177/0954411920917531

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 13
    • FWCI: 0.7011
    • Citation Percentile: 74.89

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💬 AI 翻訳タイトル

ニュートン流体、べき乗則、および準機械論的（quasi-mechanistic）血液粘度モデルに基づく脳動脈瘤の計算流体力学シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤の血行動態（aneurysm haemodynamics）を計算流体力学（CFD）で再現する際に用いる粘度モデルの物理的妥当性を比較し、臨床応用に資する計算モデルの可能性を検討することを目的とした。
  • 方法として、壁面せん断応力（wall shear stress）予測に関して、従来のニュートン流体近似、非ニュートンのべき乗則モデル、および新たに提案された準機械論的粘度モデルを比較し、修正クリーガー（modified Krieger）モデルを血液を血漿と粒子の懸濁液として扱う枠組みとしてCFDに実装し、付録のC#コードとして利用可能にした。
  • 中大脳動脈および前交通動脈の破裂動脈瘤各2例をケーススタディとして解析した結果、修正クリーガー（modified Krieger）モデルは他の2モデルと比較して壁面せん断応力計算への感度が高く、一貫してより低い壁面せん断応力値を与えた。
  • さらに、修正クリーガー（modified Krieger）モデルは動脈瘤モデルにおいて概して高い圧力を予測したことから、公開された破裂に関する知見に基づけば破裂動脈瘤は非破裂動脈瘤より低い壁面せん断応力と関連することが多いと考えられ、本研究は修正クリーガー（modified Krieger）モデルが動脈瘤CFDシミュレーションの臨床的関連性（clinical relevance）を高める有力な候補となり得ると結論づけた。

(077) Mo [13]

📕 書誌情報

The Impact of Inflow Angle on Aneurysm Hemodynamics: A Simulation Study Based on Patient-Specific Intracranial Aneurysm Models.

Xiao Mo, Qianqian Meng, Xinjian Yang, Haiyun Li

Front Neurol, 2020

  • Keywords: computational fluid dynamics, fully coupled fluid-structure interaction, hemodynamics, inflow angle, intracranial aneurysms

  • DOI: 10.3389/fneur.2020.534096

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    • Cited by: 13
    • FWCI: 0.701
    • Citation Percentile: 76.10

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💬 AI 翻訳タイトル

流入角が脳動脈瘤血行動態に与える影響：患者固有の頭蓋内動脈瘤モデルに基づくシミュレーション研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤（IA）の流入角がその血行動態に影響し、ひいてはIAの破裂リスク層別化に寄与し得ることを背景として、流入角がIAの血行動態に及ぼす影響と、その破裂リスク予測能の可能性を評価することを目的とした。
  • 患者11例のIAを対象に、IA 3DRA画像データから患者固有モデルを再構築し、流入角を系統的に変化させた一連の流入角モデルを構築するための新規アルゴリズムを開発した。
  • 確立した各流入角モデルに対して、完全連成流体—構造間相互作用（FSI）シミュレーションを実施し、壁面せん断応力（WSS）、流速、流れパターン、流入ゾーン、衝突（impingement）領域、圧力、およびエネルギー損失（EL）といった血行動態指標を算出・解析した。
  • 解析の結果、IA流入角の増大は、より直接的な血流が動脈瘤内へ流入すること、動脈瘤の上流側（upside）での流速増加、動脈瘤内での流速およびWSSの上昇、より複雑な流れパターン、流入ゾーンの延伸、頸部から動脈瘤頂部（apex）へ向かう衝突領域の上方移動、ならびに流入ゾーンにおけるWSS増大とより大きい流速と関連していることが示されたため、本手法は流入角に伴うIA血行動態の変化の解明に有用であり、さらにIAの破裂リスクとの関連を検討する血行動態研究の発展に資する可能性がある。

(078) Kim [13]

📕 書誌情報

Higher oscillatory shear index is related to aneurysm recanalization after coil embolization in posterior communicating artery aneurysms.

Tackeun Kim, Chang Wan Oh, Jae Seung Bang, Seung Pil Ban, Si Un Lee, Young Deok Kim, O-Ki Kwon

Acta Neurochir (Wien), 2021 Aug

  • Keywords: Computational fluid dynamic, Oscillatory shear index, Posterior communicating artery aneurysm, Recanalization

  • DOI: 10.1007/s00701-020-04607-z

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    • Cited by: 13
    • FWCI: 0.6134
    • Citation Percentile: 73.62

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💬 AI 翻訳タイトル

後交通動脈瘤に対するコイル塞栓術後の瘤再開通は振動性せん断指数（OSI）が高いことと関連する

💬 AI 要約

  • 目的：後交通動脈（Pcom）瘤は他部位の動脈瘤と比べて血管内治療（EVT）後の再発率が高いが、脳動脈瘤の再開通に関与する機序はいまだ不明であるため、再開通に関連する血行動態因子を計算流体力学（CFD）により解析した。
  • 方法：高解像度の3次元デジタルサブトラクション血管造影画像を用い、コイル塞栓術後に治療したPcom瘤20例を対象として、EVT後の血行動態と再開通をCFDで比較した。二重シノグラムの取得によりコイル充填後の真の血管腔を補完し、適応的Cartesianメッシングで血管壁形状を作成したうえで、心周期（0.8 s）に基づくICA（内頸動脈）入口境界条件を動的速度として与えた。
  • 結果：中央値12か月の追跡で、治療した瘤の35%（7/20）に再開通が認められた。再開通群では安定群と比べて瘤体積が有意に大きく、瘤高および頸部サイズも有意に長かったが、Pcom分岐部における最大圧力、最大WSS（壁面せん断応力）、またはOSIには両群間で有意差はみられなかった。再開通と統計学的に有意に関連した唯一の血行動態パラメータは、瘤部位におけるOSIであり、瘤部位のOSIが0.01増加するごとに再開通のオッズ比は1.19であった。
  • 結論：Pcom瘤に対するコイル塞栓術後の再開通には、瘤部位における振動性せん断指数（OSI）が高いことが関連する。

(079) Mutlu [11]

📕 書誌情報

Understanding the effect of effective metal surface area of flow diverter stent's on the patient-specific intracranial aneurysm numerical model using Lagrangian coherent structures.

Onur Mutlu, Ali Bahadır Olcay, Cem Bilgin, Bahattin Hakyemez

J Clin Neurosci, 2020 Oct

  • Keywords: Computational fluid dynamics (CFD), Effective metal surface area (EMSA), Flow diversion, Hyperbolic time, Lagrangian coherent structures (LCSs), Particle tracking

  • DOI: 10.1016/j.jocn.2020.04.111

  • Article

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    • Cited by: 11
    • FWCI: 0.5384
    • Citation Percentile: 70.69

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💬 AI 翻訳タイトル

ラグランジュ的整合構造（Lagrangian coherent structures）に基づく、フローダイバータステントの有効金属表面積（EMSA）が患者固有の頭蓋内動脈瘤数値モデルに及ぼす影響の理解

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、有効金属表面積（EMSA）が動脈瘤内嚢への血流流入量を規定するため、フローダイバータによる閉塞機構においてEMSAが動脈瘤内の停滞領域形成に与える影響を明らかにすることである。
  • 方法として、52歳女性の患者固有の動脈瘤モデルに対し、フローダイバータステントとしてFRED 4017、FRED 4038、FRED 4539の3種類を動脈瘤頸部に仮想的に配置し、計算流体力学（CFD）で得られた速度ベクトルに対してラグランジュ的整合構造（LCS）、双曲時間（hyperbolic time）、および粒子追跡解析を適用した。
  • 結果として、EMSAが0.42のFRED 4017ステントでは、ステントなし条件に比べ、約40%の「重力のない」血流粒子が動脈瘤内に滞留したのに対し、ステントがない場合に動脈瘤内に残存していた血流は0.35%であった。
  • さらに、双曲時間計算により、血流粒子の滞留時間（residence time）と関連づけ得る停滞流動ゾーンの形成が示され、双曲時間解析の結果は、臨床でFRED 4017留置の数分後に撮影されたデジタルサブトラクション血管造影（DSA）画像とも良好に一致した。

(080) Dazeo [11]

📕 書誌情報

Stenting as porous media in anatomically accurate geometries. A comparison of models and spatial heterogeneity.

Nicolás Dazeo, Javier Dottori, Gustavo Boroni, Ana Paula Narata, Ignacio Larrabide

J Biomech, 2020 Sep 18

💬 AI 翻訳タイトル

解剖学的に正確な幾何形状におけるステントの多孔質媒体としてのモデリング：モデル比較と空間的ヘテロジニア性の検討

💬 AI 要約

  • 目的：フローダイバータによる治療後の頭蓋内動脈瘤の血流をCFDで再現することは、科学的および臨床的に高い関心を集めているが、日常的な臨床ツールとして普及するにはセットアップおよび計算に要する時間が大きな障壁となっている。本研究は、多孔質媒体（porous medium: PM）としてフローダイバータをモデル化することで計算時間を大幅に短縮できる可能性に着目し、複数のPMモデル間の定量比較を行うことを目的とした。
  • 方法：比較対象として、未処置症例、フローダイバータワイヤをno-slip境界条件として明示的に定義したモデル、ならびに5種類の異なるPMモデルを選択し、形状・サイズ・位置の異なる14例の頭蓋内動脈瘤に適用した。有限体積法により定常流条件でCFDシミュレーションを実施し、速度、運動エネルギー、壁面せん断応力、ならびに計算時間を各モデルで評価したのち、no-slip境界条件に対する各PMモデルの差異を非パラメトリックなKolmogorov-Smirnov検定で比較した。
  • 結果：no-slip境界条件に対する適合性が最も低いモデルでは平均K-S統計量が0.31、偏差（deviance）が0.2であった一方、最良値を示すモデルではK-S統計量が常に0.2未満であった。運動エネルギーはPMモデル間で218.3%の過大推定から73.06%の過小推定まで変動した。また、計算時間の短縮率（speedup）はPMモデル使用時に4.75倍から5.3倍の範囲にあり、標準偏差は0.38倍および0.15倍であった。
  • 結論：フローダイバータは、多孔質媒体としての表現により、no-slip境界条件でFDワイヤを明示した標準CFDシミュレーションと良好な一致を示しつつ、総計算時間を4分の1未満に抑えて模擬可能であることが示された。さらに、幾何学的性質に基づくPMモデルが最良の結果を与え、特に平坦な菱形（rhomboidal）ワイヤフレームの幾何に対する方程式に基づくヘテロジニア（heterogeneous）媒体で顕著な性能が得られた。

(081) Misaki [10]

📕 書誌情報

Prediction of Post-Embolization Recurrence of Anterior Communicating Aneurysms with A1 Segment Asymmetry by Fluid Dynamic Analysis.

Kouichi Misaki, Takehiro Uno, Iku Nambu, Akifumi Yoshikawa, Tomoya Kamide, Naoyuki Uchiyama, Mitsutoshi Nakada

J Neuroendovasc Ther, 2021

  • Keywords: cerebral aneurysm, coil embolization, computational fluid dynamics, pressure difference, recurrence after coil embolization

  • DOI: 10.5797/jnet.oa.2020-0021

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 10
    • FWCI: 0.6134
    • Citation Percentile: 73.44

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💬 AI 翻訳タイトル

流体動態解析によるA1分節非対称性を伴う前交通動脈瘤のコイル塞栓後再発の予測

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、コイル表面に作用する圧力と前交通動脈瘤のコイル塞栓後再発との関連を明らかにすることである。
  • 治療前の三次元回転血管撮影（3D-RA）データに基づいて血管モデルから瘤頸部位置を除去し、頸平面を仮想コイル面として仮想術後モデルを作成したうえで、CFD（computational fluid dynamics）解析により、A1の平均圧を差し引いた仮想コイル表面最大圧とA1の動圧で正規化した圧力差（PD）を算出し、再発群と非再発群で統計学的に比較した。
  • 前交通動脈瘤10例のうち4例で再発を認め、PDは再発群で2.54±0.24、非再発群で2.12±0.26であり、再発群で有意に高かった（p=0.038）。
  • ROC解析ではAUCは0.917で、カットオフ値2.31において感度1.000、特異度0.833であったことから、PDはA1非対称性を伴う前交通動脈瘤におけるコイル塞栓後再発の予測因子となり得ると考えられ、脳動脈瘤塞栓における術前再発予測にCFD解析の活用が可能である。

(082) Uno [10]

📕 書誌情報

Prediction of internal carotid artery aneurysm recurrence by pressure difference at the coil mass surface.

Takehiro Uno, Kouichi Misaki, Iku Nambu, Akifumi Yoshikawa, Tomoya Kamide, Naoyuki Uchiyama, Mitsutoshi Nakada

Neuroradiology, 2021 Apr

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Intracranial aneurysm, Pressure difference, Recurrence after coil embolization, Virtual post-coiling model

  • DOI: 10.1007/s00234-020-02553-2

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 10
    • FWCI: 0.5258
    • Citation Percentile: 71.11

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💬 AI 翻訳タイトル

コイル質量表面における圧力差による内頸動脈瘤再発の予測

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、コイル塞栓術後の動脈瘤再発を予測する指標として用いられてきたコイル質量表面の圧力差（PD）について、実際のコイル平面を反映した後コイルモデルにより算出したPDが、再発の強力な予測因子となり得るかを明らかにすることである。
  • 内頸動脈瘤50例（再疎通7例、安定43例）を対象に、バーチャル後コイルモデル（VM）と、コイル塞栓後のデータから構築し実際のコイル平面を反映した実後コイルモデル（RM）の2種類の後コイルモデルを作成し、それらを用いてPDと再発の関連を解析した。
  • VMとRMの双方でPDおよびその構成3パラメータを比較した結果、RMで算出したPDは再発群で安定群より有意に高く（p < 0.001）、さらに多変量解析によりRMにおけるPDが再発と有意に関連することが示された（p = 0.02; オッズ比, 36.24）。
  • 受信者動作特性（ROC）解析では、RM由来のPDが動脈瘤再発を高精度に予測し得ることが示され（曲線下面積, 0.977；カットオフ値, 3.08；感度, 100%；特異度, 97.7%）、PDおよび4つのパラメータはVMとRMの間でいずれも有意な相関を示した（p < 0.001）。PDを用いたコイル塞栓術後再発予測は臨床的に重要である可能性がある。

(083) Lee [10]

📕 書誌情報

Size-Dependent Distribution of Patient-Specific Hemodynamic Factors in Unruptured Cerebral Aneurysms Using Computational Fluid Dynamics.

Ui Yun Lee, Gyung Ho Chung, Jinmu Jung, Hyo Sung Kwak

Diagnostics (Basel), 2020 Jan 24

  • Keywords: aneurysm, blood viscosity, computational fluid dynamics, non-Newtonian, shear rate, wall shear stress

  • DOI: 10.3390/diagnostics10020064

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 10
    • FWCI: 0.4382
    • Citation Percentile: 66.57

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂脳動脈瘤における計算流体力学（CFD）を用いた患者固有血行動態因子のサイズ依存的分布

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、非破裂脳動脈瘤に対して、測定に基づく非ニュートン流体粘度モデルを用いたCFD解析により、速度、せん断速度、血液粘度、ならびに壁面せん断応力（WSS）といった血行動態因子のサイズ依存性を明らかにすることである。
  • 方法として、未破裂動脈瘤を有する21名の患者から患者固有の形状モデルを再構築し、動脈瘤をカットオフサイズ5 mmで小型群と大型群に分類した。
  • 小型群と大型群の比較のために形態学的変数5項目を計測し、より詳細なCFDシミュレーションのために患者固有の非ニュートン血液粘度を適用した上で、速度、せん断速度、血液粘度、およびWSSの定量的・定性的解析を実施した。
  • 結果として、大型動脈瘤では複雑な流れパターンが認められ、ピーク収縮期におけるせん断速度は大型群（235 ± 341 s-1）が小型群（915 ± 432 s-1）より有意に低く、血液粘度は大型群で小型群より2倍高かった；またWSSも大型群（1.38 ± 1.36 Pa）が小型群（3.53 ± 1.22 Pa）より低値であり、解析した血行動態因子の群間差はすべて統計学的に有意であった。

(084) Rosato [9]

📕 書誌情報

Increased focal internal carotid artery angulation in patients with posterior communicating artery aneurysms.

Richard Rosato, Gabriela Comptdaer, Ryan Mulligan, Jeffrey M Breton, Emal Lesha, Alexandra Lauric, Adel M Malek

J Neurointerv Surg, 2020 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

後交通動脈瘤患者における内頸動脈の局所的屈曲角の増大

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、三次元（3D）空間における内頸動脈（ICA）の屈曲（angulation）と後交通動脈（PCOM）起始部の動脈瘤発生との関連を、高解像度3D回転血管造影（3DRA）に基づき検討することである。
  • 方法として、3DRAデータをPCOM動脈瘤70例、未瘤側31例、健常対照86例の計187例で評価し、PCOM起始部における上流・下流ICAセグメントが形成する局所角（αICA@PCOM）を多平面再構成により計測した上で、パラメトリックモデルおよび患者ベースモデルに対してCFD（computational fluid dynamics）解析を実施した。
  • 結果として、αICA@PCOMは動脈瘤を有するICAセグメントで有意に大きく（68.14±11.91°）、未瘤側（57.17±10.76°）および健常対照（48.13±13.68°）よりも高値であった（いずれもp<0.001）。また、識別閾値としてαICA@PCOM=61°（特異度87%、感度80%、AUC=0.88）が設定され、破裂PCOM動脈瘤では非破裂よりもαICA@PCOMが有意に高かった（72.65±15.16° vs 66.35±9.94°、p=0.04）。
  • 結論として、CFD解析では大きなαICA@PCOMがPCOM起始部における高い局所圧力、比較的低い壁面せん断応力（WSS：wall shear stress）、および近位側における高いWSS空間勾配（WSSG：WSS spatial gradients）を誘導し、PCOM動脈瘤を伴う血管でPCOM起始部のICA屈曲が有意に増大することが示された。さらに、このようなICAの鋭い屈曲は動脈瘤頸部への高圧負荷、局所WSS低下、近位側WSSG増大を通じて関連しうることから、形態学的ICA変異の重要性と臨床判断への示唆、ならびに予測解析（predictive analytics）への応用可能性が示唆された。

(085) Wu [8]

📕 書誌情報

Deletion of liver kinase B1 in POMC neurons predisposes to diet-induced obesity.

Zhaoxia Wu, Jie Han, Jie Xue, Pengjiao Xi, Haomin Wang, Lu He, Qiming Wang, Huimin Liang, Xuguo Sun, Derun Tian

Life Sci, 2020 Oct 01

💬 AI 翻訳タイトル

POMCニューロンにおける肝臓キナーゼB1（LKB1）の欠失は、食餌誘発性肥満への素因を高める

💬 AI 要約

  • 本研究は、視床下部における肝臓キナーゼB1（Liver kinase B1: LKB1）が中枢のエネルギー代謝制御および肥満感受性に果たす役割が不明であることを背景に、POMCニューロン特異的LKB1欠損マウスを用いて生理学的・形態学的・分子生物学的側面から検討することを目的とした。
  • そこで、POMCニューロン特異的LKB1ノックアウトマウス（PomcLkb1 KO）を作製し、8週齢雄マウスを標準飼料脂肪食（CFD）または高脂肪食（HFD）で3か月間飼育したのち、体重と摂食量を継続的にモニタリングした。
  • さらに、二重エネルギーX線吸収測定（dual-energy X-ray absorptiometry: DXA）により脂肪量および除脂肪量を評価し、グルコースおよびインスリン耐性試験と血清生化学マーカーを解析した; 加えて、末梢の脂肪新生関連遺伝子ならびに中枢のエネルギー代謝関連指標を測定した。
  • その結果、PomcLkb1 KOマウスは通常条件下では明確な障害を示さなかったが、HFD介入後に代謝表現型が変化し、摂食増加を伴う肥満表現型の増強が認められた; さらに、レプチン抵抗性の上昇、視床下部炎症の悪化、ならびにPOMCニューロン発現の低下が観察されたことから、POMCニューロンにおけるLKB1がエネルギー恒常性の調節に重要な役割を担うことが示された。

(086) Nita [8]

📕 書誌情報

An Automated Workflow for Hemodynamic Computations in Cerebral Aneurysms.

Cosmin-Ioan Nita, Takashi Suzuki, Lucian Mihai Itu, Viorel Mihalef, Hiroyuki Takao, Yuichi Murayama, Puneet Sharma, Thomas Redel, Saikiran Rapaka

Comput Math Methods Med, 2020

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤における血行動態計算のための自動化ワークフロー

💬 AI 要約

  • 近年、計算流体力学（CFD）は脳動脈瘤における血行動態の解明に有用な手段となっているが、臨床導入は計算コストの高さと、メッシュ生成、空間・時間解像度の適切な選択、境界条件設定などに必要な工学的専門性のために限定的である。本研究は、計算性能を重視しつつユーザ操作を最小化することで、これらの課題を実用的かつ頑健な方法論として解決することを目的とする。
  • 患者固有の解剖学的モデルから結果までを、GPU（graphics processing unit）加速CFDソルバとパラメータ選択手法に基づいて完全自動化するパイプラインを提案する。空間・時間解像度の初期推定には低次（reduced order）モデルを用い、さらにシミュレーション中にユーザ介入なしで解像度を反復的に調整する戦略を導入する。
  • 提案パイプラインとソルバは、既報の結果に基づき検証され、20例の脳動脈瘤症例で得られた結果を最先端の市販ソルバ（Ansys CFX, Canonsburg PA）で生成した結果と比較した。その結果、自動選択された空間・時間解像度により、最先端ソルバとの一致度は高く、平均相対差は2%のみであった。
  • GPUによる並列化により計算効率が高く、1シミュレーションあたりの計算時間の中央値は40分であった。以上より、本研究は臨床環境を見据えた脳動脈瘤に対する血行動態CFD解析を、精度と計算効率を両立させながら自動化できることを示した。

(087) Zhou [8]

📕 書誌情報

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

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

Br J Neurosurg, 2024 Apr

  • Keywords: Cerebral aneurysm, aneurysm model, anterior communicating artery, computational fluid dynamics

  • DOI: 10.1080/02688697.2020.1821867

  • Article

  • OpenAlex

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

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💬 AI 翻訳タイトル

CFD解析に基づく、前大脳動脈の解剖学的特徴がACoA（前交通動脈）動脈瘤形成に及ぼす影響の評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ACoA（anterior communicating artery：前交通動脈）複合部における独立した解剖学的・形態学的および血行動態学的特徴が、ACoA動脈瘤の発生リスク因子となることを同定することである。
  • 患者個別モデルに基づく計算流体力学（CFD）シミュレーションを、3D time-of-flight magnetic resonance angiography（3D-TOF-MRA）画像から実施し、逆再構成手法により動脈瘤前の血管解剖を生成した。
  • 解析の結果、A1セグメントの全体的な出現割合は対称型、異形成型、欠損型がそれぞれ53.3%、26.7%、20%であり、欠損型（AG）の平均壁面せん断応力（WSS）は対称型（SG）および異形成型（DG）より有意に高かった。
  • また、動脈瘤側の絶対平均A1流量はAGで有意に高く、A1-A2角では3群間に有意差はなかったが、動脈瘤側のA1-A2角は対側より小さかった（p<0.05）；回帰分析では高WSSが大きなA1-A2比と有意に関連した（R2=0.52, p<0.05）ことから、ACoA動脈瘤は高WSS病変であり、重度の流れの衝突（flow impingement）と解剖学的血管構造がその発生の誘因となる可能性が示唆された。

(088) Salimi Ashkezari [8]

📕 書誌情報

Analysis of hemodynamic changes from aneurysm inception to large sizes.

Seyedeh Fatemeh Salimi Ashkezari, Fernando Mut, Bong Jae Chung, Anne M Robertson, Juhana Frösen, Juan R Cebral

Int J Numer Method Biomed Eng, 2021 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤発生から巨大化に至るまでの血行動態変化の解析

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤の進展および破裂のリスク因子は多く報告されている一方で、動脈瘤の進化に伴う流動特性の変化は十分に明らかにされていない。
  • 本研究では、画像ベースの計算流体力学（CFD）により、4部位に存在する動脈瘤88例を対象として、動脈瘤嚢を縮小して頸部を固定した3つの初期段階の幾何学的形状系列と、動脈瘤嚢と頸部を同時に縮小する系列を合成し、2つの進化様式間で流れ条件を定量比較した。
  • 動脈瘤が拡大するにつれて、成長する頸部系列では流入量が増加したが、頸部固定系列では減少した；また、流入ジェットは両系列でより集中化し、平均動脈瘤内流速および壁面せん断応力は両系列で低下したものの、頸部が固定されている場合の低下はより速かった。
  • さらに、動脈瘤内流れは両系列でより複雑かつ不安定になり、壁面せん断応力分布はより振動的となり、低壁面せん断応力領域の面積は両系列で増大した；頸部固定と頸部成長の動脈瘤では流動特性の進化が異なり、頸部固定動脈瘤は成長する頸部動脈瘤よりも安定した動脈瘤に特徴的な血行動態環境へより速く移行し得る一方、成長する頸部動脈瘤はより不利な環境へ進化し得ることが示唆された。

(089) Munarriz [8]

📕 書誌情報

Reliability and accuracy assessment of morphometric measurements obtained with software for three-dimensional reconstruction of brain aneurysms relative to cerebral angiography measures.

Pablo M Munarriz, Eduardo Bárcena, Jose F Alén, Ana M Castaño-Leon, Igor Paredes, Luis Miguel Moreno-Gómez, Daniel García-Pérez, Luis Jiménez-Roldán, Pedro A Gómez, Alfonso Lagares

Interv Neuroradiol, 2021 Apr

  • Keywords: CFD, Intracranial aneurysm, cerebral angiography, computational geometry, image segmentation, mesh generation, subarachnoid hemorrhage

  • DOI: 10.1177/1591019920961588

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 8
    • FWCI: 0.3505
    • Citation Percentile: 65.27

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の三次元再構成ソフトウェアにより得られる形態計測の信頼性および精度評価：脳血管造影（cerebral angiography）指標との相対

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、CT血管造影（computed tomography angiography: CTA）画像から脳動脈瘤および血管を三次元再構成するソフトウェア（VMTKlab, version 1.6.1）で得られる形態計測値の信頼性と精度を評価し、三次元デジタルサブトラクション血管造影（3D-DSA）による計測との一致度を検証することである。
  • 方法として、動脈瘤性くも膜下出血（aSAH）を呈した40例を対象に、動脈瘤形態の主要4指標（絶対高さ、頸部最大幅、垂直高さ、最大幅）を抽出した後、CTA画像をソフトウェアにアップロードしてセグメンテーションにより動脈瘤を再構成し、従来のゴールドスタンダードである治療前脳血管造影の3D再構成と比較した。
  • 一致度は級内相関係数（intraclass correlation coefficient: ICC）およびBland-Altman（ブラント・アルトマン）プロット解析により評価した結果、絶対高さ、頸部最大幅、垂直高さ、最大幅におけるICCはそれぞれ0.85、0.57、0.85、0.89であり、頸部を除いて概ね良好な一致（頸部は中等度の一致）を示した。
  • Bland-Altmanプロットでは、絶対高さ、垂直高さ、最大幅における差の平均が有意でなく良好な一致を示した一方で、動脈瘤の頸部では有意差が認められた；したがって、VMTKlabで生成された値は主要4指標のうち3つについて脳血管造影値と良好に一致するが、頸部径の相違、とりわけ血管造影に対する従来の輪郭抽出による過小評価（underestimation）は既報どおりであると報告する。

(090) Tian [8]

📕 書誌情報

A Transparent Vessel-on-a-Chip Device for Hemodynamic Analysis and Early Diagnosis of Intracranial Aneurysms by CFD and PC-MRI.

Xin Tian, Guochao Cai, Debo Zhi, Ka Fan, Zhi-Ling Song, Bensheng Qiu, Longbin Jia, Rongke Gao

ACS Sens, 2020 Dec 24

💬 AI 翻訳タイトル

CFDおよびPC-MRIによる脳動脈瘤の早期診断と血行動態解析のための透明な血管オンチップデバイス

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）に伴う出血性脳卒中、重篤な神経疾患、さらには死亡につながる可能性があり、血行動態はIAsの早期診断および成長メカニズムの解明に重要である。本研究の目的は、早期段階のIAsに特徴的な流れ場を早期診断の参照として提供することにある。
  • 磁気共鳴画像（magnetic resonance imaging: MRI）対応の透明な血管オンチップ（vessel-on-a-chip: VOC）デバイスを作製し、生体模倣流体実験においてデバイスの透明性を活用して内部構造を明瞭化し、不必要な気泡を同定してMRI画質への影響を抑制した。さらに、3Dプリントした足場とラジオ周波数コイルによりデバイスを微小化し、任意方向で容易に組み立て可能とした。
  • 流れ場に関する計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーション結果は、MRIデータと大きく一致した。内部流れと壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）はIAsの成長中に非常に低いレベルを示し、その低下がIAsの成長および破裂に寄与し得ることが示唆された。
  • PC-MRI画像もIAsの早期診断に対して妥当な根拠を提供できることから、本提案のVOCベースのMR画像技術はIAsの早期診断に大きな可能性を有すると考えられた。

(091) Kuribara [7]

📕 書誌情報

Preoperatively estimated graft flow rate contributes to the improvement of hemodynamics in revascularization for Moyamoya disease.

Tomoyoshi Kuribara, Takeshi Mikami, Katsuya Komatsu, Yusuke Kimura, Sangnyon Kim, Kei Miyata, Yukinori Akiyama, Rei Enatsu, Toru Hirano, Nobuhiro Mikuni

J Stroke Cerebrovasc Dis, 2021 Jan

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Computed tomography angiography, Computed tomography perfusion, Mean transit time, Moyamoya disease

  • DOI: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2020.105450

  • Article

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    • Cited by: 7
    • FWCI: 0.6814
    • Citation Percentile: 72.02

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💬 AI 翻訳タイトル

モヤモヤ病に対する血行再建術において、術前に推定したグラフト血流量は再血行再建後の血行動態の改善に寄与する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、術前のグラフトの解剖学的構造という観点から、再血行再建術後急性期における血行動態変化を明らかにすることである。
  • 方法として、CT血管造影（CT angiography）画像に基づく画像ベースCFD（computational fluid dynamics）解析により、MCAへ吻合されるSTA枝の血流、すなわち血流量（flow rate: FR）を術前に推定した上で、CT灌流（CT perfusion）により得られる再血行再建後急性期の血行動態指標変化との相関を評価した。
  • 結果として、術前推定FRは、平均通過時間（mean transit time）の変化と中等度の相関を示し（有意）、脳血流（cerebral blood flow）および脳血液量（cerebral blood volume）の変化とは弱い相関を示した；さらにFRは年齢および起始部から分岐部までのSTA径と強く相関した。
  • 結論として、画像ベースCFD解析により術前推定されたグラフトFRは、再血行再建後の平均通過時間の改善に寄与し、STA径が術後急性期の血行動態変化に重要な因子となり得ることから、脳過灌流（cerebral hyperperfusion）などの急激な血行動態変化のリスク評価に繋がり、ひいてはより良好な手術成績が期待される可能性が示された。

(092) Tanioka [7]

📕 書誌情報

Prediction of the extent of thrombus formation in the parent artery after endovascular occlusion of a distal anterior cerebral artery aneurysm using computational fluid dynamics.

Satoru Tanioka, Fujimaro Ishida, Tomoyuki Kishimoto, Katsuhiro Tanaka, Shinichi Shimosaka, Hidenori Suzuki

J Clin Neurosci, 2020 Apr

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Endovascular coiling, Prediction, Shear rate, Thrombus formation, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.jocn.2019.08.042

  • Article

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    • Cited by: 7
    • FWCI: 0.6261
    • Citation Percentile: 70.09

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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学により遠位前大脳動脈瘤の血管内治療における親血管塞栓後の親血管における血栓形成範囲を予測すること

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤に対する血管内コイル塞栓術や親血管塞栓術（PAO）が行われる一方で、コイル化した瘤およびコイル塞栓された親血管の近位側における血栓形成の正確な範囲を術前に予測することは困難であり、血栓が親血管へ進展することで動脈分枝の思いがけない閉塞が生じ得る。
  • 著者らは、術前に計算流体力学（CFD）を用いて血栓形成範囲を予測したうえで、遠位前大脳動脈（ACA）瘤を血管内PAOで治療した症例を報告した。
  • 治療前のCFDでは、特定の壁面せん断応力およびせん断速度の閾値を設定して血栓形成範囲を予測した結果、瘤のコイル塞栓により傍中心枝（paracentral artery）の出口のすぐ遠位までが回線状に血栓形成されることが示されたため、その予測に従って治療を実施した。
  • 術後のデジタルサブトラクション血管造影では、血栓形成範囲が術前CFD予測と一致しており、本手法は動脈分枝の予期しない閉塞を予防し得る可能性が示された。

(093) Suzuki [7]

📕 書誌情報

Possibility of Worsening Flow Diversion Effect Due to Morphological Changes of a Stented Artery With Multiple Overlapping Stents for Partially Thrombosed Vertebral Artery Aneurysms.

Tomoaki Suzuki, Hitoshi Hasegawa, Kazuhiro Ando, Kouhei Shibuya, Haruhiko Takahashi, Shoji Saito, Makoto Oishi, Yukihiko Fujii

Front Neurol, 2020

  • Keywords: computational fluid dynamics, morphological change, overlapping stents, posterior circulation, vertebral artery aneurysm

  • DOI: 10.3389/fneur.2020.611124

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 7
    • FWCI: 0.4382
    • Citation Percentile: 69.26

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💬 AI 翻訳タイトル

部分的血栓化を伴う椎骨動脈瘤に対する複数重複ステント留置を施したステント留置血管の形態変化がフロー・ダイバージョン効果を増悪させ得る可能性

💬 AI 要約

  • 背景：ステント留置血管の形態変化は、瘤内血流を低減するフロー・ダイバージョン効果を生じ得る一方、瘤内血流の増加による負の影響が生じる可能性がある。本報告では、部分的血栓化を伴う椎骨動脈瘤に対して複数重複ステントを用いた症例を提示し、再発例におけるステント留置血管の形態変化に焦点を当てて血行動態学的特性を特徴づけることを目的とした。
  • 方法：2017年10月から2019年4月までに、症候性で未破裂の大型および巨大な部分的血栓化椎骨動脈瘤の連続する4例を対象とし、低プロファイルの可視化型ステント（visualized intraluminal support stents）を複数重複留置し、コイルは併用しなかった。血管造影および臨床転帰を評価し、血行動態学的特徴を明確化するために計算流体力学（CFD）解析を実施した。
  • 結果：4例中3例では、ステント留置血管に形態変化が認められずに瘤内血流の低減が成功し、症状は徐々に改善した。残りの1例では初回治療後に追加ステントが必要であった。再発例では、治療後に動脈瘤頸部で圧力上昇（圧力差：Pd）が顕著に増大し、さらに形態変化により瘤ドームへ流入する血流の様式が変化したことで、その領域全体で壁面せん断応力（WSS）が概ね増加した。
  • 結論：重複ステントは、フロー・ダイバージョン効果を伴う大型および巨大な血栓化椎骨動脈瘤の治療に利用し得るが、ステント留置血管の形態変化は、瘤内血流の増加につながり負の転帰を招き得るため、慎重な評価が必要である。

(094) Lamooki [7]

📕 書誌情報

Evaluation of Two Fast Virtual Stenting Algorithms for Intracranial Aneurysm Flow Diversion.

Saeb R Lamooki, Vincent M Tutino, Nikhil Paliwal, Robert J Damiano, Muhammad Waqas, Setlur S V Nagesh, Hamidreza Rajabzadeh-Oghaz, Kunal Vakharia, Adnan H Siddiqui, Hui Meng

Curr Neurovasc Res, 2020

  • Keywords: Particle image velocimetry, cerebral aneurysm, computational fluid dynamics, endovascular therapy, flow diverting stent, validation.

  • DOI: 10.2174/1567202617666200120141608

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 7
    • FWCI: 0.4381
    • Citation Percentile: 66.59

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💬 AI 翻訳タイトル

脳内動脈瘤に対するフローダイバータ治療のための2種類の高速バーチャルステント留置アルゴリズムの評価

💬 AI 要約

  • 目的：脳内動脈瘤（intracranial aneurysm; IA）に対するフローダイバータ（flow diverter; FD）ステントによる血流制御では、ステント留置（deployment）による流れの修飾が治療成績を左右するため、患者固有モデルに基づくFD展開の事前シミュレーションによって内視鏡的治療戦略を最適化できる可能性がある。本研究は、FD展開を模擬する2つの高速アルゴリズムのシミュレーション精度を検証し、その学術的貢献として、展開の簡略化が与える影響を明確化することを目的とした。
  • 方法：患者固有の動脈瘤形状に対して、拡張を考慮しない簡便なballs-weepingアルゴリズムによりFDをモデル化する手法を開発した。一方で、この強い簡略化がシミュレーション精度を低下させ得るため、疑似的な物理力を用いてステントの拡張を明示的にモデル化する高速なバーチャルステントワークフロー（virtual stenting workflow; VSW）も同時に開発した。
  • 結果：3つの代表的な患者固有IAに対して両手法を用いてバーチャル治療を行い、Pipeline Embolization Deviceを3種類の患者固有シリコーン動脈瘤ファントムへバーチャルに留置した場合のFDを計算流体力学（CFD）で再現し、幾何学的形状と術後の流れ場を比較した。ステント形状については、概形（gross configuration）と多孔度（porosity）を評価し、術後の動脈瘤内流れについては粒子画像流速測定法（particle image velocimetry; PIV）による実験計測とCFD結果を対比した結果、VSWはballs-weepingよりもステント幾何、空隙率および孔（pore）密度の点でより現実的なFD留置を生成したことが示された。特に、balls-weepingでは動脈瘤頸部で不自然なステントバルジ（膨らみ）が生じ、頸部サイズが大きいほどそのアーティファクトは顕著に増大した。一方で流れパターン自体は両手法で類似していたものの、VSWは流速および流入率に関して誤差が小さかった。
  • 結論：ステント拡張をモデル化して不自然なバルジ効果を防ぐことは重要であり、仮想FD留置アルゴリズムではステント拡張の扱いを考慮すべきである。さらに、VSWは高い計算効率を備えかつ精度が優れているため、FD留置シミュレーションをベッドサイドの臨床ツールとして実装するための有力な候補となる。

(095) Galarza [7]

📕 書誌情報

Flow ventricular catheters for shunted hydrocephalus: initial clinical results.

Marcelo Galarza, Volkan Etus, Fidel Sosa, Romina Argañaraz, Beatriz Mantese, Roberto Gazzeri, Christian Garcia Montoya, Pedro de la Rosa, Antonio López Guerrero, Gerald Chaban, Ángel Giménez, José María Amigó

Childs Nerv Syst, 2021 Mar

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Flow catheter, Hydrocephalus, New designs, Parametric, Shunt malfunction, Ventricular catheter, Ventricular catheter prototypes

  • DOI: 10.1007/s00381-020-04941-8

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 7
    • FWCI: 0.4155
    • Citation Percentile: 55.90

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💬 AI 翻訳タイトル

シャント性水頭症におけるフロー型脳室カテーテル：初期の臨床結果

💬 AI 要約

  • 目的：水頭症治療におけるシャント閉塞の原因の一つとして、脳室カテーテル内の脳脊髄液（CSF）の非均質な流れが挙げられる。本研究は、均質な流れを示すフロー型脳室カテーテルの有効性を前向き・多施設比較研究で検証することを目的とした。
  • 方法：対象施設は3つの小児病院であり、うち2施設は成人診療のみ、1施設は小児・成人混合診療であった。標準的シリコーン材料を用いて均質な流れ特性を有するパラメトリックなカテーテルモデルを作製し、前向き比較としてフロー型カテーテルを小児（n=30）および成人（n=10）の全てのタイプの水頭症患者に留置した。同時に、参加施設において別の対照患者43例へ通常の脳室カテーテルを留置し、カテーテル位置はSchaumannおよびThomale分類に従って標準化した。
  • 結果：フロー型および対照のいずれのカテーテルも頭側はGrade IまたはII、尾側への延長は腹腔側（peritoneal location）とされた。プログラマブルバルブは70%で使用され、抗逆流（antisiphon）デバイスは20%で使用され、残りでは通常の差圧バルブが用いられた。平均追跡期間2年の時点で、フロー型カテーテル群では閉塞例は認められなかった一方、対照群では初年度に小児例のカテーテル閉塞が4件発生した。また、シャント感染は対照群で2例に認められ、フロー型カテーテル群では成人の成人ventriculitis（再発例）1例が報告された。
  • 結論：本プロトタイプは、均質な流れパターンを備えた次世代の脳室カテーテルを示すものである。フロー型カテーテルは水頭症患者に対して安全に留置可能であり、本前向き比較の予備結果では、閉塞を回避しうる機能性が示唆された。

(096) Allen [6]

📕 書誌情報

Simultaneous Transcatheter Double Valve Treatment of Mediastinal Radiation-Induced Severe Calcific Aortic and Mitral Stenosis.

Christopher J Allen, Tiffany Patterson, Bernard Prendergast, Ross L Roberts-Thompson, Ronak Rajani, Simon R Redwood

JACC Case Rep, 2020 Aug

  • Keywords: CEP, cerebral embolic protection, CTA, computed tomographic angiography, FEM, finite element modeling, LVOT, left ventricular outflow tract, THV, transcatheter heart valve, computational fluid dynamics, finite element simulation, mitral annular calcification, transcatheter aortic valve replacement, transcatheter mitral valve replacement

  • DOI: 10.1016/j.jaccas.2020.07.003

  • Article

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    • Cited by: 6
    • FWCI: 0.9226
    • Citation Percentile: 77.89

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💬 AI 翻訳タイトル

縦隔放射線誘発性重度石灰化大動脈弁狭窄および僧帽弁狭窄に対する経カテーテルによる同時両弁治療

💬 AI 要約

  • 縦隔への放射線治療に起因する重度の石灰化弁疾患は、手術に伴う死亡率の上昇と関連しているが、経カテーテル治療も困難で潜在的に危険である点が問題となる。
  • 本研究では、高リスク患者において、画像化および計画に関する独自の一連の技術を用いて、術前計画、シミュレーション、ならびに新規の複合的経カテーテル大動脈弁置換術と僧帽弁輪石灰化への介入を一連の手順として成功裏に実施した。
  • これにより、複雑な病態に対して安全かつ実行可能な治療戦略を、事前に検証可能な形で設計し、実施に移すことができたことが示された（難易度：Advanced）。
  • 以上より、最適化された画像・計画技術の組合せは、縦隔放射線誘発性の重度石灰化両弁疾患に対する新規の経カテーテル同時治療を可能にし得る。

(097) Randhawa [6]

📕 書誌情報

An investigation into the design of a device to treat haemorrhagic stroke.

Hardeep Singh Randhawa, Gillian Pearce, Rachel Hepton, Julian Wong, Iham F Zidane, Xianghong Ma

Proc Inst Mech Eng H, 2020 Apr

  • Keywords: Haemorrhagic stroke, aneurysm, computational fluid dynamics modelling, finite element analysis, intracranial haemorrhage, subarachnoid haemorrhage

  • DOI: 10.1177/0954411919890698

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 6
    • FWCI: 0.4722
    • Citation Percentile: 67.89

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💬 AI 翻訳タイトル

出血性脳卒中の治療を目的としたデバイス設計に関する検討

💬 AI 要約

  • 本研究では、脳組織への血液流出を停止し得ることを目的として、出血性脳卒中の潜在的治療を支援するデバイスの設計に関する検討事項を提示することを目的とした。
  • 中大脳動脈（middle cerebral artery）における嚢状動脈瘤（saccular aneurysm）の破裂という臨床シナリオを想定し、3つのデザイン案を提案し、コンピュータ支援設計ソフトウェアSolidWorks上でそれらを作成・モデル化した。
  • これら3案をSolidWorksを用いて有限要素解析および材料選定の妥当性の根拠付けが可能な形で評価・モデル化し、通常状態および破裂状態における動脈内の血流を示すために数値流体力学（computational fluid dynamics: CFD）モデルによる解析・検証を行った。
  • その結果、本デバイスは出血性脳卒中の治療において有用となり得る可能性が示され、さらに本研究で用いたモデリング手法はデバイス性能の評価・決定を支援する上で有用であると結論づけられた。

(098) Wan [6]

📕 書誌情報

Hemodynamic Effect of the Last Finishing Coils in Packing the Aneurysm Neck.

Hailin Wan, Gang Lu, Lei Huang, Liang Ge, Yeqing Jiang, Gaohui Li, Xiaochang Leng, Jianping Xiang, Xiaolong Zhang

Front Neurol, 2020

💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤頸部をコイル充填する際の最後のフィニッシングコイルが血行動態に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 【目的】動脈瘤頸部を高密度に充填するためにはフィニッシングコイルの使用が必要であるが、頸部充填におけるフィニッシングコイルの正確な血行動態学的効果は不明であるため、有限要素法シミュレーションによりその血行動態特性を評価することを目的とした。
  • 【方法】破裂していない広頸動脈瘤（carotid-ophthalmic artery aneurysm）で、低プロファイルの可視化内腔支持（visualized intraluminal support）ステントを併用したステント支援コイル塞栓術（stent-assisted coil embolization）を受けた44歳女性患者を基に計算機流体力学（CFD）モデルを構築し、術前、術後（ステント留置後）、一般的なステント支援コイル塞栓術（SACE）、およびフィニッシングコイルを追加した一般的SACEの4条件を、定性的および定量的に評価した。
  • 【結果】術前モデル（ベースライン：100%）と比較して、瘤内平均速度（sac-averaged velocity）は術後、一般的SACE、フィニッシングコイル追加型一般的SACEでそれぞれ95.68%、24.38%、13.20%へと低下し、さらに瘤頸部周囲の高流量（>0.1 m/s）領域はそれぞれ92.19%、9.59%、5.57%へと減少した。一方、平均壁面せん断応力（mean wall shear stress）はそれぞれ107%、25.94%、23.89%へと変化した（増加または低下）。
  • 【結論】フィニッシングコイルにより動脈瘤頸部を高密度に充填することで、好ましい血行動態学的改変が生じる可能性があり、それにより再発リスクの低減につながる可能性が示唆された。

(099) Horn [5]

📕 書誌情報

Computational study of clot formation in aneurysms treated with shape memory polymer foam.

John D Horn, Duncan J Maitland, Jonathan Hartman, Jason M Ortega

Med Eng Phys, 2020 Jan

  • Keywords: Bare metal coils, Clot model, Computational fluid dynamics, Intracranial aneurysms, Occlusion, Shape memory polymer foam

  • DOI: 10.1016/j.medengphy.2019.10.002

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.4722
    • Citation Percentile: 67.58

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💬 AI 翻訳タイトル

形状記憶ポリマー発泡体で治療した動脈瘤における血栓形成の計算的研究

💬 AI 要約

  • 破裂を予防するため、脳内動脈瘤はしばしば金属コイルを用いた血管内治療により動脈瘤嚢を充填し、血栓形成を促して動脈血流から隔離することで治療されるが、再発につながる不十分な転帰が問題となっている。近年、代替として形状記憶ポリマー発泡体が動脈瘤充填材として提案されているため、本研究は理想化した2次元動脈瘤に対する発泡体充填時の血栓反応を予測することを目的とした。
  • 本研究では、計算的血栓モデルを用いて、発泡体でバーチャルに治療した理想化2D動脈瘤内での凝固応答を予測した。さらに、同一の2D動脈瘤形状に対して、簡略化した血管内金属コイル形状を充填した場合の先行予測結果と比較を行った。
  • その結果、発泡体で充填した各動脈瘤は、発泡体の気孔径や配向に依存せず、少なくとも94%の血栓閉塞を達成した。一方で、コイルで充填した動脈瘤における最終的な血栓閉塞は80.8%から92.2%の範囲で変動し、多くのケースで動脈瘤頸部に大きな未充填領域が残った。
  • 本シミュレーションに基づくと、形状記憶ポリマー発泡体は、発泡体の形状や配向に依存せずに、裸の金属コイルよりも予測可能で均一かつ完全な血栓形成結果をもたらし得ることが示唆された。

(100) Narata [5]

📕 書誌情報

Role of distal cerebral vasculature in vessel constriction after aneurysm treatment with flow diverter stents.

Ana Paula Narata, Fernando Moura, Ignacio Larrabide, René Chapot, Christophe Cognard, Anne-Christine Januel, Stéphane Velasco, Ayache Bouakaz, Frederic Patat, Alberto Marzo

J Neurointerv Surg, 2020 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーターステントによる動脈瘤治療後の血管収縮における遠位脳血管の役割

💬 AI 要約

  • フローダイバーターステント（FDS）による頭蓋内動脈瘤治療では、ステントにより“閉じ込められた（jailed）”血管の内径変化が生じうるが、どの分枝が変化し他の分枝が変化しないかを規定する機序は不明である。本研究は、遠位血管からの流れに対する抵抗が、分岐血管に対してFDSが誘発する血行動態変化に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
  • 患者ごとの解剖学的データと放射線画像、ならびに人口統計学的データを142例のFDS治療動脈瘤から取得し、血管抵抗を患者固有の形態情報から推定した。さらに、相関解析により解剖学的指標と臨床転帰との対応関係を同定した。
  • 代表的な患者固有モデルを用いて計算流体力学（CFD）を実施し、FDSが血流に与える影響を評価した。分岐血管に沿った関連血行動態指標を定量的に解析し、パワードプラ超音波によるin vitroデータで検証した。
  • 統計解析により、閉じ込められた血管全体の血管抵抗を考慮した場合に、臨床転帰とFDSによる流れに対する抵抗との間に相関が認められた（r=0.5、P<0.001）。また、FDS治療は眼動脈における血行動態に最小限の影響しか与えない一方で、FDSからの流れに対する抵抗が、当該血管に対する全抵抗のより大きな割合を占める場合に“jailed”血管が狭窄の影響を受けることが示された。これらの知見は、FDS手技後の頭蓋内血行動態の理解を深め、頭蓋内動脈瘤治療におけるフローダイバージョンの適応判断の裏付けとなり得る。

(101) Yoneyama [5]

📕 書誌情報

Evaluation of magnetic resonance angiography as a possible alternative to rotational angiography or computed tomography angiography for assessing cerebrovascular computational fluid dynamics.

Yuya Yoneyama, Haruo Isoda, Kenta Ishiguro, Masaki Terada, Masaki Kamiya, Kenichi Otsubo, Roshani Perera, Takashi Mizuno, Atsushi Fukuyama, Kazuya Takiguchi, Tomoya Watanabe, Takafumi Kosugi, Yoshiaki Komori, Shinji Naganawa

Phys Eng Sci Med, 2020 Dec

  • Keywords: Cine phase-contrast MR imaging (cine PC MRI), Computational fluid dynamics (CFD), Computed tomography angiography (CTA), Intracranial aneurysm, Magnetic resonance angiography (MRA), Rotational angiography (RA)

  • DOI: 10.1007/s13246-020-00936-6

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.3595
    • Citation Percentile: 65.27

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💬 AI 翻訳タイトル

脳血管CFD（計算流体力学）評価において、回転血管造影（rotational angiography; RA）またはCT血管造影（computed tomography angiography; CTA）の代替としての磁気共鳴血管造影（magnetic resonance angiography; MRA）の有用性の評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳血管ファントムを用いた流れ実験を行い、磁気共鳴血管造影（MRA）が、計算流体力学（CFD）用の血管モデル構築において3次元回転血管造影（RA）およびCT血管造影（CTA）を置き換え得るかを検証することである。
  • 内部頸動脈-後交通動脈瘤を有するシリコン製脳血管ファントムに対し、血液模擬流体を用いてMRAおよび3D cine位相コントラスト（PC）MR撮像を実施し、流量計により流れを制御したうえで、ファントムに関してRAとCTAデータも取得した。
  • 3種類のモダリティに基づき4名の解析者が血管モデルを作成し、作成された12モデルはいずれもCFDに3D cine PC MR情報の流れを用いた；さらに、血管モデルおよびWSSについて、micro-CTベースCFDを基準標準としてRA-、CTA-、MRAベースCFDの非劣性を検討し、解析者間ばらつきも解析した。
  • RA-およびMRAベースCFDの壁面せん断応力（WSS）分布と流線はmicro-CTベースCFDと類似していたが、血管モデルとWSS値は相違した；血管径、最大断面速度、空間平均WSSの測定精度はRAベースCFDが最も高く、次いでMRAベース、CTAベースの順であった（最大速度を除く指標では、モダリティ間で解析者間一致が良好であった）。これらの結果より、非侵襲的MRAは解析者間での良好な一致を伴う脳血管CFDモデルに利用可能であることが示された。

(102) Froelich [5]

📕 書誌情報

Impact of Collateral Filling Delay on the Development of Subacute Complications After Acute Ischemic Stroke.

Matthias F Froelich, Kolja M Thierfelder, Lukas T Rotkopf, Matthias P Fabritius, Lars Kellert, Steffen Tiedt, Wieland H Sommer, Frank A Wollenweber, Franziska Dorn, Thomas Liebig, Paul Reidler, Wolfgang G Kunz

Clin Neuroradiol, 2020 Jun

  • Keywords: Anterior circulation, Collateralization, Dynamic CT angiography, Ischemic stroke, Malignant infarction, Space-occupying infarction

  • DOI: 10.1007/s00062-019-00760-w

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.3194
    • Citation Percentile: 60.60

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💬 AI 翻訳タイトル

急性虚血性脳卒中後の亜急性合併症の発生に対する側副灌流充満遅延（CFD）の影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、動的CTアンギオグラフィ（dynamic computed tomography angiography: dynCTA）により側副灌流充満遅延（collateral filling delay: CFD）を評価した際に、急性虚血性脳卒中の亜急性合併症を予測する指標としての有用性を明らかにすることを目的とした。
  • 疑いで脳卒中の多パラメータCT検査を受けた初期コホート2635例から、孤立性の分岐前中大脳動脈（M1）閉塞症例を抽出した。CFDは両半球のM2領域における造影ピーク到達時間の差として定義し、追跡画像における占拠性梗塞（正中線に対する脳組織の≥5 mm偏位）、実質内血腫、出血性変化を目的変数としてCFDのロジスティック回帰分析を行った。
  • 解析対象は78例（女性47例、年齢中央値74歳）であり、CFDの中央値は6.31秒（四分位範囲[IQR] 4.00–8.64）であった。CFDは定性的側副血行評価スコアと相関し（p<0.05）、CFDの高値は占拠性梗塞の発生と関連していた（単変量解析：オッズ比[OR]=1.28, p=0.002、重回帰解析：OR=1.48, p=0.004）。
  • CFDは実質内血腫および出血性変化とは関連を示さなかった（p>0.05）。以上より、高いCFDは側副灌流を再現性良く定量化する指標となり、占拠性梗塞に対するリスク増大の発現を示唆し得る。

(103) Wan [5]

📕 書誌情報

Are hemodynamics of irregular small carotid-ophthalmic aneurysms different from those of regular ones and large aneurysms based on numerical simulation?

Hailin Wan, Lei Huang, Liang Ge, Yeqing Jiang, Gaohui Li, Xiaochang Leng, Xiaoyuan Feng, Jianping Xiang, Xiaolong Zhang

Neuroradiology, 2020 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

数値シミュレーションに基づく、不整形な小型頸動脈—眼動脈動脈瘤の血行動態は規則的なものおよび大型動脈瘤と異なるか

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、未破裂の不整形小型頭蓋内動脈瘤（SIAs）の血行動態が、規則的SIAsおよび大型頭蓋内動脈瘤（LIAs）と比べて、内頸動脈（ICA）の眼動脈（ophthalmic artery）分節において異なるかどうかを検討することである。
  • 方法として、2015年4月から2018年6月までに頸動脈—眼動脈部動脈瘤106例を後ろ向きに抽出し、3次元血管造影画像と計算流体力学（CFD）を用いて解析した。対象は規則的SIA、不整形SIA、LIAの3群に層別化し、臨床、形態学的および血行動態学的パラメータの群間差を一元配置分散分析（ANOVA）またはKruskal-Wallis検定により評価した。
  • 結果として、規則的SIA、不整形SIA、LIAの最大高さの中央値はそれぞれ3.03（四分位範囲: 2.49–4.22）mm、4.59（3.86–5.32）mm、11.06（9.28–13.69）mmであり、いずれもP<0.05であった。さらに、不整形SIAおよびLIAの低せん断応力領域割合（LSA%）と振動性せん断指標（OSI）は規則的SIAと比べ有意差を示さず（それぞれP=0.72、P=0.27）、一方で規則的SIAより有意に高かった（すべてP<0.01）。不整形SIAの壁面せん断応力（WSS）および正規化壁面せん断応力（NWSS）はLIAより有意に高いが（それぞれP<0.01、P<0.01）、規則的SIAよりは有意に低かった（それぞれP<0.01、P<0.01）。
  • 結論として、特定の未破裂不整形SIAは、高いLSA%および高いOSIという点でLIAと血行動態学的特徴が類似しており、血行動態は規則的SIAとは異なることが示唆された。

(104) Mariscalco [4]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics of a novel perfusion strategy during hybrid thoracic aortic repair.

Giovanni Mariscalco, Gionata Fragomeni, Tryfon Vainas, Leonidas Hadjinikolaou, Fausto Biancari, Umberto Benedetto, Antonio Salsano, Lina T Gaudio, Federica Jiritano, Pasquale Mastroroberto, Giuseppe F Serraino

J Card Surg, 2020 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

ハイブリッド胸部大動脈修復における新規灌流戦略の計算流体力学解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、凍結ゾーン大動脈瘤手術（frozen elephant trunk）に伴う周術期の神経合併症リスクを軽減するため、左総頸動脈—鎖骨下動脈バイパスによる直接的な脳灌流戦略が患者固有の胸部大動脈モデル内の血行動態に及ぼす影響を計算機シミュレーションにより評価することを目的とした。
  • 2016年7月から2019年3月に、11例の連続症例に対して、左総頸動脈—鎖骨下動脈バイパス（サイドグラフト吻合）と右腋窩カニューレを用い、全身および脳灌流を実施した。さらに、3次元計算流体力学（computational fluid dynamics）を統合したマルチスケールモデルを構築し、in vivoデータで検証したうえで、脳を構成する上大動脈分枝への全自家順行性カニュレーション（direct antegrade cannulation）による灌流モデルとモデル比較を行った。
  • 血行動態指標として、壁面せん断応力（wall shear stress）、壁面せん断応力の空間勾配（wall shear stress spatial gradient）、ならびに局所的正規化ヘリシティ（localized normalized helicity）を選定し、脳灌流量を6〜15 mL/kg/minの範囲で4条件に設定して検討したところ、左鎖骨下バイパスの直接脳灌流では、従来モデルに比べてすべての上大動脈分枝で流量の増加と流速の上昇が認められた。
  • 左椎骨動脈（LVA）レベルでは、流速は22.5 mL/min対21 mL/min、平均流速は3.07対2.93 cm/sであり、脳灌流量15 mL/kgにおいてはLVA壁面せん断応力が1.596対2.030 N/m2、壁面せん断応力勾配が1445対5882 N/m3と低値を示した。さらに、局所的正規化ヘリシティから、乱れの少ない流れが示唆され、神経/脊髄損傷を発症した患者は認められなかったことから、左頸動脈バイパスの直接灌流は脳保護的であり、前方および後方の脳灌流をより生理的かつ安定に導くことが結論づけられた。

(105) Stevens [3]

📕 書誌情報

The Role of One-Dimensional Model-Generated Inter-Subject Variations in Systemic Properties on Wall Shear Stress Indices of Intracranial Aneurysms.

Raoul R F Stevens, Wouter P Donders, Sjeng Quicken, Frans N van de Vosse, Werner H Mess, Tammo Delhaas, Wouter Huberts

IEEE Trans Biomed Eng, 2020 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

全身的特性の個体間変動を生成する一次元モデルの役割：頭蓋内動脈瘤の壁面せん断応力（WSS）指標への影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、加齢などに起因する血管壁の硬化のような全身的特性（動脈系）の個体間変動が、頭蓋内動脈瘤周囲の壁面せん断応力（WSS）指標へ与える影響を明らかにすることである。
  • 方法として、全身的特性を生理学的範囲内で変化させることで仮想患者データベースを構築し、各実現例に対してパルス波伝播モデルを用いて3次元（3D）CFD計算の入口・出口境界条件（BCs）を導出したのち、3DシミュレーションからWSS指標を算出してその変動性を定量化した。
  • 結果として、全身的特性の変化により生じるBCsの変動は、破裂動脈瘤と非破裂動脈瘤の間に見られるWSS指標の差と同程度のオーダーのWSS指標変動をもたらした。
  • 結論として、WSS指標を多職種の破裂予測モデルに用いる場合には、患者固有の全身的特性の変動がWSS指標へ及ぼす影響を評価すべきであることが示唆された。

(106) Dolotova [2]

📕 書誌情報

[Analysis of local hemodynamics in complex aneurysms: an effect of the vessel arising from the dome or the neck].

D D Dolotova, E R Blagosklonova, E V Grigorieva, I V Arkhipov, N A Polunina, A V Gavrilov, V V Krylov

Zh Vopr Neirokhir Im N N Burdenko, 2020

💬 AI 翻訳タイトル

複雑な動脈瘤における局所血行動態の解析：瘤の頂（dome）からの分岐か頸部（neck）からの分岐かの影響

💬 AI 要約

  • 破裂リスク評価は、形態計測学的特徴が多様ないわゆる複雑動脈瘤において特に困難であるが、本研究は、複雑動脈瘤のうち未解明度が低い「動脈瘤の頂（dome）または頸部（neck）から分岐する血管」という因子に着目し、その局所血行動態への寄与を明らかにすることを目的とした。
  • CT angiographyに基づく4例の頭蓋内動脈瘤（IA）データを用い、基準となる3次元モデルを改変して12の患者固有モデルを作成したのち、ANSYS Workbench 19による数値流体力学（CFD）解析により血行動態を評価した。
  • 血行動態パラメータのうち壁面せん断応力（Wall shear stress, WSS）は最大の変動を示し、特に側壁型動脈瘤で顕著であった；追加分岐血管の断面積が頸部に対して小さい場合には、当該血管の仮想的「除去」によって動脈瘤内の流れの様相が大きく変化しない一方、別の場合では流れの強度が著しく低下した。
  • また、流入（入口）流量を高く設定したシミュレーションでは、ジェット（jet）が生じる領域でWSSが大きく変動したことから、IAの頂部または頸部から分岐する追加血管は局所血行動態に有意な影響を与え、その影響の程度と様式は、母血管に対するIAの位置関係および追加血管の直径に依存すると結論づけられた。

(107) Shiba [1]

📕 書誌情報

Role of Computational Fluid Dynamics for Predicting Delayed Cerebral Ischemia After Aneurysmal Subarachnoid Hemorrhage: Study Protocol for a Multicenter Prospective Study.

Masato Shiba, Fujimaro Ishida, Fumitaka Miya, Tomohiro Araki, Mitsuhito Mase, Hiroki Kurita, Hidetoshi Kasuya, Takuji Yamamoto, Yoko Kato, Satoshi Iwabuchi, Hidenori Suzuki

Acta Neurochir Suppl, 2020

  • Keywords: Cerebral aneurysm, Computational fluid dynamics, Computed tomography angiography, Delayed cerebral ischemia, Subarachnoid hemorrhage

  • DOI: 10.1007/978-3-030-04615-6_24

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.9123
    • Citation Percentile: 81.89

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💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤性くも膜下出血後の遅発性脳虚血（DCI）を予測するための計算流体力学の役割：多施設前向きコホート研究のプロトコール

💬 AI 要約

  • 動脈瘤性くも膜下出血（SAH）後の遅発性脳虚血（DCI）は罹患率と死亡率に大きく関連する重要な転帰であるため、急性期にDCIを予測する新規診断法の確立が求められている。
  • 本研究は多施設・前向きコホート研究として、動脈瘤性SAH患者に術前の3次元CTアンギオグラフィ（3D CTA）を用いたCFD解析を実施し、SAH急性期における脳血管の血行動態学的特徴を評価する計画である。
  • 主要評価項目は、将来的にDCIを発症した患者におけるCFD由来の特徴であり、副次評価項目として、脳血管攣縮および脳梗塞の発生に関連するCFD特徴、ならびに3か月時点の改訂ランキンスケール（modified Rankin scale: mRS）スコアとの関連を検討する。
  • 本多施設前向き研究のプロトコールは、動脈瘤閉塞（obliteration）前のSAH急性期において、DCIを予測するための新規診断法を提供し得ることが期待される。

(108) Tanioka [1]

📕 書誌情報

Decision-making for endovascular treatment of a fusiform basilar trunk artery aneurysm with visualization of chronological blood mass distribution using computational fluid dynamics.

Satoru Tanioka, Fujimaro Ishida, Yoichi Miura, Naoki Toma, Hidenori Suzuki

Clin Neurol Neurosurg, 2020 Jun

  • Keywords: Basilar trunk artery aneurysm, Blood mass distribution, Computational fluid dynamics, Stent-Assisted coil embolization

  • DOI: 10.1016/j.clineuro.2020.105780

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 2.48

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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学による時間的血液質量分布の可視化を用いた紡錘状脳底幹動脈瘤の血管内治療における意思決定

💬 AI 要約

  • 本報告は、紡錘状脳底幹動脈瘤という稀な病変に対し、ステント留置側の選択に資する意思決定手法を確立することを目的とした。
  • 遠位脳底動脈から動脈瘤を介して椎骨動脈（VA）のいずれかへステントを配置したモデルを構築し、計算流体力学により血液質量分布（時間的分布）を解析した。
  • その結果、左側VAへステントを留置した場合に、動脈瘤内でより強い血流停滞が認められた。
  • シミュレーションに基づいて動脈瘤に対するステント併用コイル塞栓術を実施したところ、十分な閉塞が得られ、この可視化手法は複雑な動脈瘤の治療選択に有用であり、応用可能性が広いことが示唆された。

(109) Sasaki

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics simulations of flow distribution and graft designs in apicoaortic bypass.

Takashi Sasaki, Hitomi Ueda, Keiichi Itatani, Kenji Suzuki, Jiro Kurita, Shun-Ichiro Sakamoto, Yasuo Miyagi, Yosuke Ishii, Tetsuro Morota, Takashi Nitta

Gen Thorac Cardiovasc Surg, 2021 May

  • Keywords: Apicoaortic bypass, Cerebral perfusion, Computational fluid dynamics, Energy loss, Flow distribution, Graft design

  • DOI: 10.1007/s11748-020-01527-8

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💬 AI 翻訳タイトル

心尖大動脈バイパスにおける流量分配とグラフト設計の計算流体力学シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、心尖大動脈バイパス（apicoaortic bypass）におけるグラフト設計を評価し、流量分配とエネルギー損失（energy loss: EL）への影響を明らかにすることである。
  • 30歳の患者において左心室心尖部から下行大動脈（LV-DsAo）へバイパスを施行した症例の幾何学形状および血行動態データを用い、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）によりシミュレーションを実施した。
  • 上行大動脈（AsAo）と心尖大動脈導管の心拍出量（cardiac output: CO）比を50:50、30:70、10:90に設定し、各分配比における局所的血流（regional blood flow: RBF）とELを算出したところ、50:50ではLV-DsAoバイパスで頭部へのRBFは全COの16.4%、ELは62.0 mWであり、LV-AsAoバイパスではそれぞれ32.3%、81.5 mWであった。
  • 分配比50:50において、LV-DsAoバイパスではAsAoを介するCOの増加に伴い頭部へのRBFが低下した一方、LV-AsAoバイパスではRBFは一定であったが、両者ともAsAoを介するCOとELは逆相関の傾向を示したため、血流分布は異なるものの、ELの増加傾向（AsAoを介するCOの低下に対してELが増加する）はLV-DsAoおよびLV-AsAoバイパス間で類似していた。

(110) Vaňková

📕 書誌情報

Plasma levels of adipokines in patients with Alzheimer's disease - where is the "breaking point" in Alzheimer's disease pathogenesis?

M Vaňková, G Vacínová, J Včelák, D Vejražková, P Lukášová, R Rusina, I Holmerová, E Jarolímová, H Vaňková, B Bendlová

Physiol Res, 2020 Sep 30

  • Keywords:

  • DOI: NA

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💬 AI 翻訳タイトル

アルツハイマー病患者におけるアディポカインの血漿レベル—アルツハイマー病病態生理における「転換点（breaking point）」はどこにあるのか？

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、末梢インスリン抵抗性に関連するアディポカイン（アディポネクチン、レプチン、アディプシン）が、アルツハイマー病（AD）の初期段階におけるバイオマーカーとして利用可能か、また認知機能との関連を明らかにすることである。
  • 方法として、同一の研究プロトコルに従ったAD患者37名および対照者65名を対象に、アディポネクチン、レプチン、アディプシンの血漿濃度を測定し、神経心理学的評価との関連および患者群と対照群の差異を解析した。
  • 結果として、インスリン抵抗性状態に関する既報の知見とは対照的に、AD患者ではアディポネクチンの増加およびレプチンの低下に伴い神経心理学的パフォーマンスの障害と相関することが示された一方で、患者群と対照群の間に有意な差は認められなかった。
  • さらに、AD女性では対照群と比較してアディプシンが有意に高く、アディプシンは年齢および罹病期間と正の相関を示したが、アディポカインは早期AD診断のバイオマーカーとして適さない可能性がある一方で、ADの病態生理に関与することが示唆されたため、顕在化したADの病態形成に至るアディポカイン「転換点」の原因を説明する追加研究が必要である。

(111) Rayz

📕 書誌情報

Hemodynamics of Cerebral Aneurysms: Connecting Medical Imaging and Biomechanical Analysis.

Vitaliy L Rayz, Aaron A Cohen-Gadol

Annu Rev Biomed Eng, 2020 Jun 04

  • Keywords: cerebral hemodynamics, computational fluid dynamics, data fusion, image-based modeling, modeling uncertainty, patient-specific numerical simulations, translational research

  • DOI: 10.1146/annurev-bioeng-092419-061429

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の血行動態：医学画像とバイオメカニカル解析を接続する

💬 AI 要約

  • 過去20年間にわたり、脳動脈瘤における患者特異的な血流動態の計算と、血行動態指標が動脈瘤の疾患進行や治療成績と相関することを示す多くの研究が行われてきたが、動脈瘤内の流れ解析は臨床実装されておらず、血行動態因子は通常、臨床的意思決定に組み込まれていない。
  • 本レビューでは、脳動脈瘤の画像化および画像に基づくモデリングの最新の到達点を概観し、各アプローチの利点と限界を論じるとともに、血行動態解析のトランスレーショナル（実臨床移行）価値に焦点を当てる。
  • 異なる血流（flow）モダリティから得られた画像とモデリングデータを統合することで、速度場および動脈瘤の疾患進行に影響すると考えられる流れ由来因子の算出における精度と忠実度を向上させ得ることが示される。
  • さらに、血行動態因子を患者の既往歴や形態学的データと組み合わせた予測モデルは、現行のリスクスコアや治療ガイドラインよりも優れた性能を示すことが期待され、データ同化や（multimodalityを含む）多モダリティ解析を可能にする新規手法が今後の方向性として挙げられる。

(112) Hori

📕 書誌情報

[The Analysis of the Thickness of a Cerebral Aneurysm:Can Predict the Translucent-type of Unruptured Middle Cerebral Artery Aneurysm Preoperatively?].

Emiko Hori, Satoshi Hori, Kimiko Oya, Masaki Ko, Daina Kashiwazaki, Soshi Okamoto, Takashi Shibata, Michiya Kubo, Yukio Horie, Satoshi Kuroda

No Shinkei Geka, 2020 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の壁厚の解析：術前に未破裂中大脳動脈瘤の「translucent（半透明）タイプ」を予測できるか？

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤の破裂リスクは種々の因子により規定されるが、動脈瘤壁の厚さも破裂リスクに影響するかどうかは明確ではない。本研究では、薄壁動脈瘤は厚壁動脈瘤よりも破裂リスクが高いとの仮定に基づき、computed fluid dynamics（CFD）が薄壁の脳動脈瘤を同定するのに有用であるかを検討することを目的とした。
  • 手術前にCFD解析を行い、53人から得られた54個の未破裂中大脳動脈瘤を対象とした。これらを「translucent-type（半透明タイプ）動脈瘤」とそれ以外の群に分類し、群間差を評価するために、個別因子（年齢、性別、体積、aspect ratio）および血行力学的因子（wall shear stress［WSS］、flow coefficient、flow coefficient per volume）をCFDにより算出・検討した。
  • 単変量解析では、translucent-type動脈瘤は性別、aspect ratio、WSS、ならびにflow coefficient per volumeと有意な関連を示した。さらに多変量ロジスティック回帰分析により、性別およびflow coefficient per volumeがtranslucent-typeと有意に関連することが示された。
  • 受信者動作特性（ROC）曲線から、flow coefficient per volumeはtranslucent-type動脈瘤を予測可能であり（曲線下面積0.84、カットオフ値1.32、感度76.2%、特異度87.9%）、性別とflow coefficient per volumeが中大脳動脈瘤のtranslucent-typeを予測し得ることが示された。以上より、CFD解析はtranslucent-typeの動脈瘤予測に有用な手段となり得る。

(113) Gao

📕 書誌情報

WITHDRAWN: Cerebral arterial infundibula are preaneurysmal lesions caused by direct flow impact.

Bu-Lang Gao, Tian-Xiao Li, Xue-Jing Zhang, Dong-Hai Zhang, Wei-Li Hao, Qiong-Ying Fan, Cong-Hui Li

World Neurosurg, 2020 Jan 16

💬 AI 翻訳タイトル

【撤回】大脳動脈の漏斗部（infundibula）は、直接的な流れの衝突によって生じる前動脈瘤病変である

💬 AI 要約

  • 本論文は、著者および／または編集者の要請により撤回されたため、研究目的は本文献として提示されていない。
  • 撤回に関する通知のみが掲載されており、方法（対象、手法、解析条件など）の詳細は抽出できない。
  • 撤回に伴い、結果（主要な発見、定量評価など）に関する情報は提供されていない。
  • 出版社は当該撤回により生じうる不都合を詫びており、結論としての学術的寄与を評価するための実摘要が利用できない。

(114) Detmer

📕 書誌情報

Comparison of statistical learning approaches for cerebral aneurysm rupture assessment.

Felicitas J Detmer, Daniel Lückehe, Fernando Mut, Martin Slawski, Sven Hirsch, Philippe Bijlenga, Gabriele von Voigt, Juan R Cebral

Int J Comput Assist Radiol Surg, 2020 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤破裂リスク評価に関する統計的学習手法の比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、既報の脳動脈瘤破裂ロジスティック回帰確率モデル（LRM）と他の機械学習（ML）分類器を比較し、動脈瘤破裂状態の識別性能を評価することである。
  • 計算流体力学（CFD）シミュレーションにより特徴づけた1631個の脳動脈瘤について、血行動態学的情報、形態学的情報、および患者関連情報を用いて、線形およびRBFカーネルのサポートベクターマシン（線形SVM, RBF-SVM）、k近傍（kNN）、決定木、ランダムフォレスト、ならびに多層パーセプトロン（MLP）ニューラルネットワークを学習させた。
  • 外部2コホートから得た249例のテストケースにおいて、各分類器の精度、感度、特異度、ならびに受信者動作特性曲線下面積（AUC）をLRMと比較した結果、MLP、LRM、線形SVM、RBF-SVM、kNN、決定木、ランダムフォレストのAUCはそれぞれ0.83、0.82、0.80、0.81、0.76、0.70、0.79であった。
  • 予測に重要な変数として動脈瘤の部位、平均表面曲率、および最大流速が同定され、LRMの性能は他のML分類器全体と概ね同等であり、動脈瘤破裂評価への適用可能性が示された一方で、動脈瘤壁に関連する追加情報（例：wall-related information）などがさらなる予測向上に必要である可能性が示唆された。