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脳 CFD血流解析 学術文献調査 PubMed 2021

  • 『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：2021-01-01 - 2021-12-31
    • 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) Sarrami-Foroushani [73] ⭐

📕 書誌情報

In-silico trial of intracranial flow diverters replicates and expands insights from conventional clinical trials.

Ali Sarrami-Foroushani, Toni Lassila, Michael MacRaild, Joshua Asquith, Kit C B Roes, James V Byrne, Alejandro F Frangi

Nat Commun, 2021 Jun 23

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内フローダイバータのインシリコ試験は、従来の臨床試験から得られた知見を再現し、さらに拡張する

💬 AI 要約

  • 臨床試験のコストは年々増大しており、仮想集団と患者固有モデルに基づき介入をシミュレーションするインシリコ試験は、これらのコスト低減に資する可能性がある。
  • 本研究では、flow diverter performance assessment（FD-PASS）インシリコ試験を提示し、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）により治療後の血流低減を定量化することで、82種類の異なる解剖形態を有する164人の仮想患者におけるフローダイバータステントによる頭蓋内動脈瘤治療をモデル化した。
  • FD-PASSにより予測されたflow-diversion（血流転換）成功率は、先行する3つの臨床試験で報告された値を再現した。
  • インシリコ手法は、従来の臨床試験では現実的に困難な、十分な血流低減に至らない要因の幅広い検討を可能にし、本結果は、血管内医療デバイスのインシリコ試験が（i）従来の臨床試験の知見を再現し、（ii）側枝（side-branches）や高血圧（hypertension）の存在など治療失敗に関する新たな洞察を見出すための、仮想実験およびサブグループ解析を実行できることを示した。

(002) Rutkowski [69] ⭐

📕 書誌情報

Enhancement of cerebrovascular 4D flow MRI velocity fields using machine learning and computational fluid dynamics simulation data.

David R Rutkowski, Alejandro Roldán-Alzate, Kevin M Johnson

Sci Rep, 2021 May 13

💬 AI 翻訳タイトル

機械学習および計算流体力学シミュレーションデータを用いた脳血管4DフローMRI速度場の改善

💬 AI 要約

  • 4次元（4D）フロー位相コントラスト（PC）磁気共鳴画像（MRI）により得られる血流指標は、臨床および実験における脳血管解析に有用であるが、PC MRIに内在する誤差のために定量的・定性的解析の双方で限界が生じることがある。
  • 本研究では、低誤差で物理に基づく速度場を作成できる計算流体力学（CFD）の知見を、CFDに基づくニューラルネットワークにより4DフローMRIデータへ拡張（augmentation）することで、高精度な生理学的流れ場の生成法になり得ることを提案し、予備的検討として高解像度の患者特異的CFDデータで畳み込みニューラルネットワークを学習し、その学習済みネットワークでMRI由来の速度場を増強した。
  • シミュレーション画像、ファントムデータ、および20人の患者の脳血管4Dフローデータを対象に検証した結果、学習済みネットワークは流れ画像のデノイズを行い、速度誤差を低減し、さらに血管壁近傍における速度の定量および可視化を改善できた。
  • 以上より、画像の強調（image enhancement）により、実験および臨床における脳血管PC MRI解析の定性的・定量的評価を向上し得ることが示された。

(003) Gholampour [64] ⭐

📕 書誌情報

Boundary conditions investigation to improve computer simulation of cerebrospinal fluid dynamics in hydrocephalus patients.

Seifollah Gholampour, Nasser Fatouraee

Commun Biol, 2021 Mar 23

💬 AI 翻訳タイトル

水頭症患者における脳脊髄液動態のコンピュータシミュレーション精度向上のための境界条件の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、水頭症患者の脳脊髄液（CSF）動態を計算する際に、入口・出口境界条件（BCs）がシミュレーション精度に与える影響を検証し、臨床的評価に有用なパラメータおよび境界条件の妥当性を明らかにすることである。
  • 方法として、CINE位相コントラストMRIデータから8名の健常者および11名の水頭症患者の3次元頭部幾何学モデルを構築し、入口／出口BCを3通りに設定してコンピュータシミュレーションを実施した。
  • 結果として、CSF最大圧および脳室系体積は、他のパラメータと比較して患者の状態評価においてより効果的かつ正確であった；さらに、CSF圧を一定とした条件下では、境界条件「C」において脳室系の体積変化に対する計算モデルの感度が18.5%高かった。
  • 結論として、境界条件「C」では入口および出口BCにパルス状のCSF流量波形を用いることが提案され、水頭症患者の頭蓋内コンプライアンス（intracranial compliance）評価に有用である可能性が示された；また、外水頭症と内水頭症ではそれぞれ、計算流体力学（CFD）法および完全連成流体—構造間相互作用（FSI）法を用いたCSF動態解析が適していることが示唆された。

(004) 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）と動脈瘤血行動態との関連

💬 AI 要約

  • 本研究は、3D血管壁MRI（VWMRI）で観察される動脈瘤壁造影（AWE）が破裂リスクの高い頭蓋内動脈瘤（IAs）の画像バイオマーカーとなり得ることを背景に、AWEを伴う未破裂IAsにおける血行動態異常の役割を明らかにすることを目的とした。
  • 2016年9月から2017年9月の期間にデジタルサブトラクション血管撮影（DSA）とVWMRIを受けた患者25名を対象とし、AWEあり9例／なし16例の計25個のIAsに対して、DSA画像から高解像度CFDモデルを構築した。
  • 単変量および多変量解析により、AWEと従来の形態学的ならびに血行動態パラメータの関連を評価し、MRI信号強度を正規化して動脈瘤全嚢（sac）および低・中・高のWSS領域におけるwall shear stress（WSS）と定量的に対応づけた。
  • AWE群では非AWE群に比べてWSS（p < 0.01）および嚢平均速度（p < 0.01）が低く、動脈瘤サイズ（p < 0.001）およびサイズ比（p = 0.0251）が大きかった；多変量解析では低WSSのみがAWEと独立して関連し、さらに嚢平均の正規化MRI信号強度はWSSと相関し、低WSS領域が中WSS（p = 0.018）および高WSS領域（p < 0.001）より有意に異なったことから、低WSSがAWEを伴う動脈瘤の成長・リモデリング過程を示唆し得る一方で、両者の因果関係は本研究では確立できないことが示された。

(005) Shi [52] ⭐

📕 書誌情報

Machine Learning-Based Prediction of Small Intracranial Aneurysm Rupture Status Using CTA-Derived Hemodynamics: A Multicenter Study.

Z Shi, G Z Chen, L Mao, X L Li, C S Zhou, S Xia, Y X Zhang, B Zhang, B Hu, G M Lu, L J Zhang

AJNR Am J Neuroradiol, 2021 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

CTA（computed tomography angiography）由来血行動態を用いた機械学習による小型頭蓋内動脈瘤破裂状態の予測：多施設共同研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、小型頭蓋内動脈瘤における破裂リスクが十分に理解されていないことを背景に、臨床情報、形態学的情報、血行動態情報を機械学習により統合し、小型動脈瘤の破裂リスクモデルを構築するとともに外部検証データセットで性能を評価することを目的とした。
  • 2010年1月から2016年12月までに、CTAおよび侵襲的脳血管撮影（または手術）により同定された最大径5 mm未満の小型動脈瘤のみを有する連続504例を後ろ向きに登録し、81%を学習、19%を内部検証としてランダムに分割して、提案した機械学習モデル（サポートベクターマシン、ランダムフォレスト、ロジスティック回帰、多層パーセプトロン）を導出・検証した。
  • 血行動態パラメータは計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）シミュレーションにより取得し、サポートベクターマシンは学習データセットでAUC 0.88（95% CI, 0.85–0.92）、内部検証データセットでAUC 0.91（95% CI, 0.74–0.98）と最良の性能を示した。
  • さらに、特徴量の重要度からは、安定した流れのパターン、流入ストリームの集中、ならびに小さな（50%未満の）衝突（impingement）領域、および変動係数（coefficient of variation）で表される振動せん断指数（oscillatory shear index）が破裂の最良の予測因子であり、サポートベクターマシンは外部検証データセットでもAUC 0.82（95% CI, 0.69–0.94）を示した（内部・外部間でAUCに有意差なし：P=0.21）。本研究は、小型動脈瘤の破裂状態予測において機械学習が内部および外部データセットの双方で良好な性能を有すること、ならびに動脈瘤血行動態パラメータが主要な予測因子であることを示した。

(006) Liu [44] ⭐

📕 書誌情報

Corrigendum: Comparison of Newtonian and Non-newtonian Fluid Models in Blood Flow Simulation in Patients With Intracranial Arterial Stenosis.

Haipeng Liu, Linfang Lan, Jill Abrigo, Hing Lung Ip, Yannie Soo, Dingchang Zheng, Ka Sing Wong, Defeng Wang, Lin Shi, Thomas W Leung, Xinyi Leng

Front Physiol, 2021

  • Keywords: computational fluid dynamics, intracranial atherosclerotic stenosis, non-Newtonian fluid, translesional pressure ratio, wall shear stress

  • DOI: 10.3389/fphys.2021.782647

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 44
    • FWCI: 4.5195 ⭐
    • Citation Percentile: 95.71 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

訂正：頭蓋内動脈狭窄患者における血流シミュレーションにおけるニュートン流体モデルと非ニュートン流体モデルの比較

💬 AI 要約

  • 本訂正は、DOI: 10.3389/fphys.2021.718540 に関する先行論文の内容を修正することを目的とする。
  • 当該項目は、訂正文（Corrigendum）として提示されており、方法に関する新たな解析手順や計算条件は要約本文には含まれない。
  • 結果としては、誤りの是正（本論文の正誤）に該当する情報が記載されるが、提示された要約文には具体的な数値結果や新規知見は示されていない。
  • 結論として、本訂正は当該論文の正確性を担保するための修正であり、先行研究の解釈に影響し得る事項を修正するものである。

(007) Philip [44] ⭐

📕 書誌情報

Hemodynamic simulation of abdominal aortic aneurysm on idealised models: Investigation of stress parameters during disease progression.

Nimmy Thankom Philip, B S V Patnaik, B J Sudhir

Comput Methods Programs Biomed, 2022 Jan

  • Keywords: Abdominal aortic aneurysms, Computational fluid dynamics, Fluid structure interaction, Hemodynamics

  • DOI: 10.1016/j.cmpb.2021.106508

  • Article

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    • Cited by: 44
    • FWCI: 4.3735 ⭐
    • Citation Percentile: 95.45 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

理想化モデルにおける腹部大動脈瘤の血行動態シミュレーション：疾患進行中の応力指標の検討

💬 AI 要約

  • 腹部大動脈瘤（AAA）の破裂リスクを解析・予測することは、外科的介入の計画や、妥当な治療法の評価を可能にするために重要であるが、従来の最大径基準に代わり、血行動態および生体力学に基づく予測因子と計算流体力学（CFD）シミュレーションの併用が進んでいる。本研究は、最大増大／破裂段階だけでなく、増大の各段階における血行動態・生体力学パラメータの変化を明らかにすることを目的とする。
  • 流体構造相互作用（FSI）解析により、形状指数（DHr）の高（短い）および低（長い）に相当する理想化紡錘状（fusiform）動脈瘤モデル6例について、増大段階3条件（Dmax：3.5 cm、4.25 cm、5 cm）での血行動態・壁力学の変化を調べた。
  • 脈動性ニュートン流体として、均一厚さの弾性動脈壁を介して流れが生じる条件を仮定し、二方向結合（two-way coupled）のFSIにより血流力学と動脈壁の力学応答を数値的に再現した。さらに、各増大段階で、破裂および血栓形成の形成と関連づけられる指標として、壁面せん断応力（WSS）パラメータおよびvon Mises応力（vonmises stress）指標を抽出して報告した。
  • 動脈瘤が径方向に進行するにつれて、異常に低いTAWSS領域やOSI（oscillatory shear index）が高値／低値となる領域は、短いモデルと長いモデルで増加速度が異なって拡大した。加えて、臨界直径へ近づく段階で最大壁応力（MWS）および壁変位が顕著に増大することが観察された。血行動態の予測因子は動脈瘤が小さい時期にはDHrに強く依存し、臨界直径に近づくにつれて壁応力に対するDHrの影響が大きくなることが示唆され、短い（高DHr）動脈瘤では増大段階ごとの指標変化が一貫しないため、突発的破裂を防ぐために定期的な（CT/MRI等の）スキャンによるモニタリングが必要であると結論づけた。

(008) Liu [42] ⭐

📕 書誌情報

The Relationship of Morphological-Hemodynamic Characteristics, Inflammation, and Remodeling of Aneurysm Wall in Unruptured Intracranial Aneurysms.

Qingyuan Liu, Yisen Zhang, Junhua Yang, Yi Yang, Maogui Li, Shanwen Chen, Pengjun Jiang, Nuochuan Wang, Yanan Zhang, Jia Liu, Jun Wu, Shuo Wang

Transl Stroke Res, 2022 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

未破裂頭蓋内動脈瘤における瘤壁の形態・血行動態特性と炎症ならびに瘤壁リモデリングの関連

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤（IA）における瘤壁リモデリング（AWR）を規定する形態・血行動態特性と炎症の関連、ならびにIA発生における形態・血行動態予測因子の病理学的基盤を明らかにすることである。
  • そのために、未破裂IA 113例（110例の患者）を前向きに収集し、患者個別の計算流体力学（CFD）および幾何学モデルから血行動態ならびに形態学的パラメータを算出した。
  • AWRの同定にはヘマトキシリン・エオジン（Hematoxylin-Eosin）染色を用い、免疫蛍光により炎症マーカーを検出したうえで、マッソン（Masson）染色により瘤壁のアテローム性変化の特徴を評価した。
  • 多変量ロジスティック解析および相関解析の結果、AWRは113例中92例（81.4%）で認められ、瘤の大きさ、サイズ比（SR）、正規化壁面せん断応力平均（NWSSA）、相対滞留時間（RRT）がAWRの因子として抽出された；さらにこれらのパラメータはIA組織における炎症レベルやアテローム性変化とも関連し、瘤壁における生体力学的ストレスと炎症が連動している可能性が示された。

(009) Bateman [42] ⭐

📕 書誌情報

The relationship between cerebral blood flow and venous sinus pressure: can hyperemia induce idiopathic intracranial hypertension?

Alexander Robert Bateman, Grant Alexander Bateman, Tracie Barber

Fluids Barriers CNS, 2021 Feb 04

  • Keywords: Cerebral blood flow, Computational fluid dynamics, Idiopathic intracranial hypertension, Venous sinus

  • DOI: 10.1186/s12987-021-00239-2

  • Article

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    • Cited by: 42
    • FWCI: 3.4804 ⭐
    • Citation Percentile: 94.07 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

脳血流と静脈洞圧の関係：充血（ハイパレミア）は特発性頭蓋内圧亢進症を誘発しうるか？

💬 AI 要約

  • 本論文の目的は、充血により脳静脈圧が上昇することで小児の特発性頭蓋内圧亢進症（IIH）が生じうるという背景を踏まえ、脳血流と脳静脈系における圧力低下との関係を定量化することである。
  • CT静脈造影データ10件を収集し、そのうち使用可能な5つの幾何学的形状を作成したうえで、各患者について10通りの解析条件を設定し、計算流体力学（CFD）モデルを構築した。
  • 血流量は200〜2000 mL/minの範囲で検討し、各CFDモデルに対して3次元の圧力分布および速度ストリームライン分布を解析して、脳静脈系における圧力低下を算出した結果、血流量と洞圧の間には二次（quadratic）関係が認められ、5例すべてで相関係数は0.99以上であった。
  • さらに、渦（vortical）状の血流の存在がこの傾向を説明し、流体のcurlと圧力低下の相関はいずれも0.97超であったことから、高い血流の存在をIIHの診断的ワークアップで考慮すべきであり、IIHの小児で観察される血流増加は、静脈圧上昇を介してみられるICP増大を説明しうることが示唆された。

(010) 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

壁特性の違いを有する動脈瘤ブレブにおける血行動態

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ブレブの形成・進展機序が不明な現状を踏まえ、ブレブの壁特性の違いと局所血行動態および破裂部位との関連を明らかにすることである。
  • 方法として、術中ビデオにおいて外観の異なるブレブを画像ベースの計算流体力学（CFD）で解析し、薄い赤色ブレブを厚いアテローム性／過形成（white/yellow）ブレブと比較した。
  • 結果として、同一動脈瘤における薄いブレブはアテローム性ブレブよりも流入側に近い傾向を示した（P=0.0234）。また、流入近傍のブレブは、流入から遠いブレブに比べて速度（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）が高かった。
  • 結論として、破裂点は、12例の破裂動脈瘤の部分集合において薄いブレブ（42%）やアテローム性ブレブ（25%）と関連する場合がある一方、残り33%ではブレブから離れた部位で認められたことから、ブレブは一様ではなく、壁破綻に関するさらなる検討が必要である。

(011) Li [36]

📕 書誌情報

Prediction of Cerebral Aneurysm Hemodynamics With Porous-Medium Models of Flow-Diverting Stents via Deep Learning.

Gaoyang Li, Xiaorui Song, Haoran Wang, Siwei Liu, Jiayuan Ji, Yuting Guo, Aike Qiao, Youjun Liu, Xuezheng Wang

Front Physiol, 2021

💬 AI 翻訳タイトル

深層学習に基づく多孔質媒質モデルによるフローダイバータ（FD）ステント装着後の脳動脈瘤血行動態の予測

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤の血管内治療では、適切な判断のために血行動態の評価が必要である。本研究は、フローダイバータ（FD）ステント留置前後の脳動脈瘤血行動態を計算する際に、計算流体力学（CFD）の複雑な操作（完全解像あるいは多孔質媒質としてのFDステントの構築・配置シミュレーション等）および高い計算コストが実装上の障壁となる点を解決することを目的とした。
  • そのために、本研究では多孔質媒質層として表現したFDステント装着前後の血行動態に関するアニュリズム（動脈瘤）点群データセットと、二重入力およびサンプリングチャンネルを備えた深層学習ネットワークを適用した。
  • 提案手法では、柔軟な点群形式により、異なる動脈瘤形状とFDステント装着（多孔質媒質層による表現）後の流れの分布を高解像度で表現し、動脈瘤形状と内部血行動態の対応関係を直接解析できるようにした。
  • 統計解析の結果、深層学習による血行動態予測はCFD法と整合し（誤差関数 <13%）、一方で計算時間は1,800倍に大幅短縮された。以上より、本研究は低計算コストかつ単純な操作プロセスにより、FDステント留置前後の多様な脳動脈瘤に対する血行動態を高精度に予測可能な新規深層学習手法を示した。

(012) 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

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

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💬 AI 翻訳タイトル

健常者の鼻腔におけるアレルゲンおよび微小エアロゾルの部位別沈着

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、健常者の鼻腔内におけるアレルゲンや汚染粒子（micro-aerosols）の輸送と沈着を、複数の解剖学的領域に分けて定量的に明らかにすることである。
  • 方法として、10名の健常被験者から得たCT（computed tomography）画像を用いて正確な3次元鼻腔モデルを再構築し、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の輸送方程式を数値的に解き、安静時および低活動呼吸条件における粒子の総沈着割合ならびに部位別沈着割合を評価した。
  • 結果として、被験者間で総沈着割合には大きなばらつきがあり、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、最大値は20%であった。
  • 結論として、粒子沈着により深く関与する鼻腔部位が抽出され、IP=30,000の粒子では中鼻甲介（middle turbinate）および鼻咽腔（nasopharynx）でより沈着し、IP=300,000では前方部（キエッセルバッハ部〔Kiesselbach〕および前庭部〔vestibule〕）への沈着が主であった。また、低IP値では各領域間の沈着割合がより一様であることが示された。

(013) Khan [35]

📕 書誌情報

On the prevalence of flow instabilities from high-fidelity computational fluid dynamics of intracranial bifurcation aneurysms.

M O Khan, V Toro Arana, M Najafi, D E MacDonald, T Natarajan, K Valen-Sendstad, D A Steinman

J Biomech, 2021 Oct 11

  • Keywords: Blood flow instabilities, Computational fluid dynamics, Intracranial aneurysm, Turbulence

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2021.110683

  • Article

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    • Cited by: 35
    • FWCI: 2.3928
    • Citation Percentile: 90.94 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内分岐部動脈瘤に対する高精度計算流体力学（HF-CFD）によって同定される流れの不安定性の発現頻度

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、高精度計算流体力学（HF-CFD）により頭蓋内動脈瘤内で観察される高周波の流れの不安定性（いわゆる“turbulent-like”流れ）の発現頻度を明らかにし、従来の解析で見落とされがちであった点を補うことである。
  • 方法として、オープンソースのAneuriskモデルリポジトリから分岐部動脈瘤50例を選定し、平均有効空間解像度0.065 mmの二次有限要素メッシュを用いて、検証済みの低散逸性ソルバにより生理学的拍動流条件で各心拍周期あたり20,000タイムステップで数値計算を実施した。
  • 結果として、50例のうち約半数で動脈瘤内腔（sac）におけるSPI（spectral power index）が0.5まで上昇する領域が認められ、その多くで100 Hz台までの速度変動に非無視のスペクトルパワーが存在し、さらに約1/3でsac平均SPIが0.1を超えた。また、本コホートでは高SPIが破裂状態を有意に予測することはできなかった。
  • 結論として、動脈瘤を対象としたHF-CFDモデルにおいて高周波流れの不安定性が一定の頻度で生じることが示され、動脈瘤壁が曝され得る高度に動的な機械的負荷や、in vivoにおけるその実在頻度を理解するためには、日常的にそれらを見落とさないよう注意を払う必要がある。

(014) Zimny [32]

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Wall shear stress gradient is independently associated with middle cerebral artery aneurysm development: a case-control CFD patient-specific study based on 77 patients.

Mikołaj Zimny, Edyta Kawlewska, Anna Hebda, Wojciech Wolański, Piotr Ładziński, Wojciech Kaspera

BMC Neurol, 2021 Jul 19

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Haemodynamics, Intracranial aneurysm formation, Middle cerebral artery, Wall shear stress, Wall shear stress gradient

  • DOI: 10.1186/s12883-021-02251-3

  • Article

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    • Cited by: 32
    • FWCI: 2.1752
    • Citation Percentile: 89.84

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💬 AI 翻訳タイトル

壁面せん断応力勾配（WSSG）は中大脳動脈瘤の発生と独立に関連する：77例に基づく症例対照の個別化CFD患者別研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤（IA）の形成に関して相反する結果が報告されていることを背景に、高い壁面せん断応力（WSS）と正のWSS勾配（WSSG）の組合せがIA形成に関与するかを検討することを目的とした。
  • 経頭蓋カラードプラ超音波（transcranial colour-coded sonography）で得た速度プロファイルを用いた患者別CFDシミュレーションに基づき、未破裂の中大脳動脈（MCA）動脈瘤38例と動脈瘤を認めない対照39例を対象とする症例対照研究を設計し、WSS、振動性せん断指数（OSI）、WSSGおよびその絶対値（absWSSG）を解析した。
  • 解析したパラメータのうち、対照群と比較して有意に高い値を示したのはWSSGのみであった（11.05 vs -14.76 [Pa/mm], P=0.020）。WSS、absWSSG、OSIはいずれも群間で有意差を認めず、ロジスティック回帰ではWSSとWSSGが共予測因子として抽出されたが、独立した予後指標となったのはWSSGのみであった（OR: 1.009; 95% CI: 1.001-1.017; P=0.025）。
  • さらに、症例群では23/38例が分岐部の頂点近傍で高WSSかつ正のWSSGを示した一方、対照群では高WSSは通常負のWSSGに伴っていた（14/39）。WSSGに基づくROC曲線解析ではAUCが0.654、最適カットオフ値が-0.37 Pa/mmであり、高WSSとWSSGの併用では最大のAUC（0.671）が得られたことから、IAの発生は血行動態因子の独立した影響によって規定され、高WSSはMCA動脈瘤形成に影響し、正のWSSGが主にこの過程を促進することが示された。

(015) Prisco [32]

📕 書誌情報

Concomitant Respiratory Failure Can Impair Myocardial Oxygenation in Patients with Acute Cardiogenic Shock Supported by VA-ECMO.

Anthony R Prisco, Jazmin Aguado-Sierra, Constantine Butakoff, Mariano Vazquez, Guillaume Houzeaux, Beatriz Eguzkitza, Jason A Bartos, Demetris Yannopoulos, Ganesh Raveendran, Mikayle Holm, Tinen Iles, Claudius Mahr, Paul A Iaizzo

J Cardiovasc Transl Res, 2022 Apr

  • Keywords: Acute respiratory distress syndrome, Computational fluid dynamics, North-south syndrome, VA-ECMO

  • DOI: 10.1007/s12265-021-10110-2

  • Article

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    • Cited by: 32
    • FWCI: 1.9522
    • Citation Percentile: 85.10

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💬 AI 翻訳タイトル

急性心原性ショックに対してVA-ECMOで支持された患者において、呼吸不全の併発は心筋の酸素化を損なう可能性がある

💬 AI 要約

  • 急性心原性ショックに対する静脈-動脈体外式膜型人工肺（VA-ECMO）治療は、急性肺障害を併発する状況では「サウスノース症候群（north-south syndrome; NSS）」と呼ばれる重篤な合併症を誘発し、それにより脳低酸素を来し得るが、NSSの機序は十分に解明されておらず、既報の血行動態研究は脳灌流に主眼を置いて心臓を無視している。
  • 著者らは、NSSにおいては冠動脈が大動脈弁輪に近いことから、脳よりも心臓が低酸素血を受け取りやすい可能性があるとの仮説を立て、VA-ECMOで支持されたヒトを対象として血流の計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施し、各大動脈分枝血管に流入する血液が、残存する自然心拍出量とVA-ECMO由来のどちらからどの程度起源しているかを定量化した。
  • シミュレーションの結果、残存心機能が増加するほど、心筋低酸素は脳低酸素に先行して発現し得ることが示された。
  • 以上より、本研究はNSSが成立する条件および臓器特異的な低酸素をもたらす相対的な心機能の閾値を示し、VA-ECMO患者における臓器別酸素供給（特に心臓と脳）の不均一性の理解に貢献する。

(016) Leff [31]

📕 書誌情報

Clinical Effectiveness of the Queen Square Intensive Comprehensive Aphasia Service for Patients With Poststroke Aphasia.

Alexander P Leff, Sarah Nightingale, Beth Gooding, Jean Rutter, Nicola Craven, Makena Peart, Alice Dunstan, Amy Sherman, Andrew Paget, Morvwen Duncan, Jonathan Davidson, Naveen Kumar, Claire Farrington-Douglas, Camille Julien, Jennifer T Crinion

Stroke, 2021 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

脳卒中後失語患者に対するクイーンズスクエア集中的包括的失語サービス（ICAP）の臨床的有効性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳卒中後失語が生活の質に与える大きな影響を踏まえ、集中的包括的失語プログラム（Intensive Comprehensive Aphasia Programs: ICAP）が言語障害と機能的コミュニケーションの双方に及ぼす臨床的有効性を検証することである。
  • 慢性期の脳卒中後失語患者46名が3週間のICAPに参加し、15日間通院して1日平均6時間の治療を受けた; 結果指標として、言語の4主要領域（発話、書字、聴覚的理解、読字）の障害ベース検査である包括的失語検査（Comprehensive Aphasia Test）をベースライン、3週間後（治療直後）、ICAP後12週の3時点で評価し、さらに介護者報告による機能的コミュニケーション指標であるコミュニケーティブ・エフェクティブネス・インデックス（Communicative Effectiveness Index）をベースラインと12週で測定した。
  • 2要因反復測定多変量分散分析（2-way repeated measures multivariate ANOVA）を実施したところ、有意な領域×時間の交互作用（F=12.7, P<0.0005）が認められ、ICAPは4領域すべての言語スコアを改善し、特に発話で最大の改善（Cohen’s d=1.3）を示した。
  • ICAP後の改善は12週時点で維持され、場合によってはさらに有意に増進した; さらに、コミュニケーティブ・エフェクティブネス・インデックスの変化として評価される機能的コミュニケーションもICAP後12週で有意に改善し（t=5.4, P<0.0005, Cohen’s d=0.9）、障害ベースおよび機能ベースの両面で臨床的に意味のある大きな獲得が示された。

(017) 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

局所血行動態が嚢状動脈瘤壁の造影増強に影響する：7T MRI研究

💬 AI 要約

  • 動脈瘤壁の造影増強は炎症および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、本研究は動脈瘤壁の部位ごとに異なる血流の影響を7T MRIを用いて明らかにすることを目的とした。
  • 7T MR画像と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（CFD）により、造影増強領域と造影非増強領域との局所的な流動条件を比較した。
  • 平均的に、造影増強領域では造影非増強領域よりも壁面せん断応力が低かった（P=0.05）。さらに、増強領域を動脈瘤内の位置と流入（inflow）との相対関係に基づいて区分したところ、頸部（neck）の増強領域は、非増強領域よりも壁面せん断応力勾配が高く（P=0.05）、せん断応力の振動（oscillation）が低い傾向を示した（P=0.05）。一方、体部（body）の増強領域は非増強領域よりも壁面せん断応力と壁面せん断応力勾配が低かった（それぞれP=0.01、P=0.008）。
  • 同様に、流入から遠位の増強領域では壁面せん断応力が低いことが非増強領域に比べて示された（P=0.006）が、流入に近い増強領域は非増強領域より壁面せん断応力が高くなる傾向を示したものの、有意ではなかった。結論として、同一動脈瘤内の比較において造影増強領域は造影非増強領域よりも概して低い壁面せん断応力を示し、血流条件と造影増強の関連は動脈瘤内の部位に依存することが示唆された。

(018) Wu [31]

📕 書誌情報

Hemodynamic Study of a Patient-Specific Intracranial Aneurysm: Comparative Assessment of Tomographic PIV, Stereoscopic PIV, In Vivo MRI and Computational Fluid Dynamics.

Xiaolin Wu, Stefanie Gürzing, Christiaan Schinkel, Merel Toussaint, Romana Perinajová, Pim van Ooij, Saša Kenjereš

Cardiovasc Eng Technol, 2022 Jun

  • Keywords: 4D Flow MRI, Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Intracranial aneurysm, Particle image velocimetry, Wall shear stress

  • DOI: 10.1007/s13239-021-00583-2

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 31
    • FWCI: 1.5226
    • Citation Percentile: 85.55

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

患者固有の頭蓋内動脈瘤に関する血行動態研究：トモグラフィーPIV、ステレオスコピックPIV、インビボMRI、計算流体力学の比較評価

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤の成長および破裂には壁面せん断応力（WSS）が関与するとされるため、その基盤となる関連性を明らかにすることを目的として、画像に基づくCFD研究を多面的に検証する必要がある。
  • 本研究では、インビボ4Dフロ—MRI、インシリコCFD、ならびにインビトロのステレオスコピック・およびトモグラフィック・粒子画像流速測定（Stereo-PIVおよびTomo-PIV）を用いて、患者固有の嚢状脳動脈瘤の血行動態を比較評価した。
  • 4Dフロ—MRIの収縮期ピークに対応する定常状態の条件でPIV実験とCFDを実施した結果、各モダリティは流れの特徴およびWSSの表面分布について概ね整合する一方で、WSSの絶対値には大きなばらつきが認められた。
  • 4Dフロ—MRIでは、Tomo-PIV、Stereo-PIVおよびCFDに比べてピークWSSが2〜4倍低く（3.99 Pa）、平均WSSが1.6〜2倍低かったことから、WSSの空間分解能の相違が各モダリティ間の差異の主要因になり得ると示された；したがって現行手法では、動脈瘤破裂の定量的リスク解析に絶対WSS値を用いる際に注意を要する。

(019) Ishida [29] 🌟

📕 書誌情報

Computational Fluid Dynamics for Cerebral Aneurysms in Clinical Settings.

Fujimaro Ishida, Masanori Tsuji, Satoru Tanioka, Katsuhiro Tanaka, Shinichi Yoshimura, Hidenori Suzuki

Acta Neurochir Suppl, 2021

💬 AI 翻訳タイトル

臨床設定における脳動脈瘤のための計算流体力学（CFD）

💬 AI 要約

  • 血行動態は脳動脈瘤の発症に重要な役割を担うと考えられており、計算機技術の進展により高解像度3次元画像から数時間で血流をシミュレーション可能になったことから、本論文は臨床応用における脳動脈瘤CFDの位置づけを概説することを目的とした。
  • 患者固有（patient-specific）形状モデルに基づくCFDは2003年に初めて報告され、その後の知見を整理した上で、複数の臨床場面においてCFDを用いる際の意思決定プロセスを、現状（state-of-the-art）の技術に基づきレビューした。
  • また、本論文では3D CT血管造影（3D CT angiography）または3D回転血管造影（3D rotational angiography）のDICOM（digital imaging and communication in medicine）データを用いた著者らのCFD手順を提示し、壁面せん断応力（WSS）、振動せん断指数（OSI）、動脈瘤流入率係数（AIRC）、残存流量（RFV）といった血行力学パラメータにより、破裂状態、動脈瘤壁の過形成性リモデリング（hyperplastic remodeling）、コイル留置動脈瘤の再発を評価できることを論じた。
  • 結論として、本レビューは血行動態解析が動脈瘤の発生・増大・破裂の理解に一定の寄与をもたらしてきたことを踏まえ、臨床設定におけるCFD利用の実践的な判断枠組みを整理した点に学術的貢献がある。

(020) Teodoro-Vite [29] ⭐

📕 書誌情報

A High-Fidelity Hybrid Virtual Reality Simulator of Aneurysm Clipping Repair With Brain Sylvian Fissure Exploration for Vascular Neurosurgery Training.

Sergio Teodoro-Vite, Juan S Pérez-Lomelí, César F Domínguez-Velasco, Aldo F Hernández-Valencia, Marino A Capurso-García, Miguel A Padilla-Castañeda

Simul Healthc, 2021 Aug 01

💬 AI 翻訳タイトル

脳血管外科訓練のための、シルビウス裂探索を伴う動脈瘤クリッピング修復に関する高忠実度ハイブリッド仮想現実シミュレータ

💬 AI 要約

  • 目的：微小外科的クリッピングは脳神経外科において最も難度の高い術式の一つであり、研修医が反復練習できる機会が乏しいため、技能獲得を支援する新規シミュレーションツールの必要性に基づき、本研究では動脈瘤クリッピング修復のための新たなハイブリッド・シミュレータを設計・実装し、その有効性を評価することを目的とした。
  • 方法：本シミュレータは、患者頭部マネキンを備えた人間工学的ワークステーションと、両手（バイマニュアル）に対応した触覚フィードバックを備える物理ベースの仮想現実（virtual reality：VR）シミュレーションから構成され、固定から始まり、シルビウス裂を介した脳葉の探索、血管構造、最終的な動脈瘤クリッピングに至る一連の微小外科シナリオを再現した。
  • 結果：クリッピング動作における手指ジェスチャの動態、加えた力、組織変位、クリッピング精度などの技能指標を導入し、(1) 脳組織探索を伴わない単純クリッピングと、(2) シルビウス裂探索を伴う動脈瘤クリッピングの2条件を検証したところ、両手ジェスチャには条件間で差異が観察された。さらに脳葉の組織変位の定量評価では、脳神経外科医の外科ジェスチャにより、より多くの組織回収（tissue retrieval）が示された一方、質問票による評価では、シミュレータの操作性および現実性を評価する全項目で脳神経外科医の肯定的スコアが得られ、訓練目的として受容可能で実行可能（feasible）であることが示された。
  • 結論：仮想組織との相互作用を解析することで、検証した群間における共通・差異パターンを確立するための知見が得られ、技能評価に有用な指標となる。今後は介入中の他タスクへの拡張や、より多くの臨床症例の導入によって発展させうる。

(021) Mortazavy Beni [28] ⭐

📕 書誌情報

Experimental tracking and numerical mapping of novel coronavirus micro-droplet deposition through nasal inhalation in the human respiratory system.

Hamidreza Mortazavy Beni, Hamed Mortazavi, Fatemeh Aghaei, Sanam Kamalipour

Biomech Model Mechanobiol, 2021 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

ヒト呼吸器系における鼻腔吸入による新規コロナウイルス微小液滴の付着挙動の実験的追跡と数値的マッピング

💬 AI 要約

  • ウイルス微小液滴のヒト呼吸器系における取り込み（uptake）を明らかにすることは、感染症の制御・予防・治療に不可欠であるが、微小液滴は一般的な呼吸用マスクを通過し得るため、その鼻腔吸入時の付着特性を検討する必要がある。
  • 本研究では、ヒト呼吸器系を対象に、鼻からの生理的な吸気（屋内・安静状態）を想定して、微小液滴の沈着を実験的に追跡するとともに、数値流体解析（CFD）により沈着分布を数値的にマッピングした。
  • その結果、嗅上皮（olfactory epithelium）領域への微小液滴の沈着量は低かった一方で、同領域における受容体と液滴滞留時間の長さにより篩骨（cribriform plate）での吸収可能性が高まることが示唆された。
  • さらに、入口流量が30 L/min未満では上気道の平均ウイルス汚染割合は常に50%未満であるのに対し、肺では50%を超え、特に6 L/minおよび15 L/minでは肺汚染割合が87%以上に増加したことから、肺におけるコロナウイルス受容体の関与により肺の寄与が大きくなることが示された。

(022) Schollenberger [28]

📕 書誌情報

A Combined Computational Fluid Dynamics and Arterial Spin Labeling MRI Modeling Strategy to Quantify Patient-Specific Cerebral Hemodynamics in Cerebrovascular Occlusive Disease.

Jonas Schollenberger, Nicholas H Osborne, Luis Hernandez-Garcia, C Alberto Figueroa

Front Bioeng Biotechnol, 2021

  • Keywords: arterial spin labeling, carotid stenosis, cerebral hemodynamics, cerebrovascular occlusive disease, circle of willis, collateral flow, computational fluid dynamics

  • DOI: 10.3389/fbioe.2021.722445

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 28
    • FWCI: 2.8679
    • Citation Percentile: 91.19 ⭐

  • PubMed

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  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

脳血管閉塞性疾患における患者固有の脳循環動態を定量化するための、計算流体力学と動脈スピンラベリングMRI（ASL）を統合したモデリング戦略

💬 AI 要約

  • 脳血管閉塞性疾患（CVOD）における脳循環動態は、頭蓋内動脈の解剖学的構造、狭窄の程度、側副血行路の開存性、および脳微小血管床の状態により影響を受けるが、脳循環動態を正確に特徴づけることは困難である。本研究は、計算流体力学（CFD）を動脈スピンラベリングMRI（ASL）と組み合わせて、患者固有の脳循環動態を定量化するための戦略を提示することを目的とした。
  • まず、ウィリス動脈輪におけるASL由来の血流分配（flow splits）を用いて、患者固有のCFD流出境界条件を較正した。続いて、ラグランジュ粒子追跡によって主頸動脈から血管領域（vascular territories）への分画血流供給（fractional blood supply）を評価し、その結果を血管選択的ASL（VS-ASL）と比較することで、較正後のCFDモデルを検証した。
  • さらに、CVOD患者2名と健常対照1名において、本提案手法の実現可能性および能力を示した。較正されたCFDモデルは、VS-ASLで得られた血管領域への分画血流供給を正確に再現することが示された。
  • また、臨床的狭窄重症度が類似している2名の患者間でも、狭窄部における圧力低下、側副血流、および遠位血管床の抵抗に関して有意な差が認められた。本研究結果は、狭窄が循環動態へ及ぼす影響を評価するうえで、患者固有のCFD解析が有する利点を実証した。

(023) Sabotin [28]

📕 書誌情報

Insights into the pathogenesis of cerebral fusiform aneurysms: high-resolution MRI and computational analysis.

Ryan Phillip Sabotin, Alberto Varon, Jorge A Roa, Ashrita Raghuram, Daizo Ishii, Marco Nino, Adam E Galloy, Devanshee Patel, Madhavan L Raghavan, David Hasan, Edgar A Samaniego

J Neurointerv Surg, 2021 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

脳紡錘状動脈瘤の病因に関する洞察：高解像度MRIと計算解析

💬 AI 要約

  • 目的：頭蓋内紡錘状動脈瘤は複雑で特徴が十分に解明されていない血管病変であるため、高解像度MRI（HR-MRI）と計算形態解析を用いて本疾患の固有の病態生理を明らかにし、紡錘状動脈瘤の不安定化に関与しうる基盤機序を推定することを目的とした。
  • 方法：無症候性頭蓋内動脈瘤患者を診断時に3テスラ（3T）のHR-MRIで前向きに画像化し、造影後の信号強度を下垂体柄（pituitary stalk）でコントラスト比（CR）正規化して動脈瘤壁の増強（enhancement）を客観的に定量した。紡錘状と嚢状（saccular）動脈瘤の増強の比較を行い、さらに紡錘状動脈瘤の増強特性を解析した。
  • 方法（解析・結果の導出に関わる記述）：紡錘状動脈瘤における微小出血の有無を定量的感受率マッピング（QSM）で評価し、さらに紡錘状動脈瘤を3つのタイプに分類して計算流体力学（CFD）および有限要素解析（FEA）を用いた解析を実施した。
  • 結論：計130例の患者（160個の動脈瘤）を対象とし、嚢状136個に対して紡錘状は24個であった。紡錘状動脈瘤は嚢状動脈瘤よりもCRおよび径が有意に高く、増強を示す紡錘状動脈瘤は非増強の紡錘状動脈瘤よりも参照血管の増強が大きかった。QSM解析を受けた10個中5個で微小出血が確認され、微小出血陽性例は陰性例よりも体積・径・増強が大きかった。CFDとFEAでは紡錘状動脈瘤の3タイプにより異なるパターンが示され、紡錘状動脈瘤の形成および成長には多様な病態生理学的プロセスが関与することが示唆された。

(024) Gholampour [28]

📕 書誌情報

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

  • Article

  • OpenAlex

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

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

小型頭蓋内動脈瘤における分岐が血行動態変化および破裂リスクに及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、小型中大脳動脈（MCA）動脈瘤において、分岐が血行動態変化の様式および破裂リスクに与える影響を明らかにすることである。
  • 健常者21名のMCAの3次元解剖学的モデル、患者19名の動脈瘤（IA）/分岐を含むモデル、患者19名のIAのみのモデルを作成し、計算流体力学（CFD）解析により比較評価した。
  • 健常者では、親血管の血流経路に分岐が存在すると、最大速度、流量、壁面せん断応力（WSS）がそれぞれ25.8%、38.6%、11.1%低下した一方で、分岐は動脈瘤の頸部および瘤内（sac）における最大速度と流量を1.65〜2.1倍低下させ、最大WSSおよび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。
  • さらに、動脈瘤内のウォマースリー数の変化への分岐の影響は小さく、全サンプルで血流は層流条件であった；また、流量と圧力勾配のグラフ間の位相遅れは最大約1.5倍に増大し、破裂予測指標は患者/IA/分岐で62.1%（CV=4.1）、患者/IAで51.8%（CV=4.4）であったため、同一条件下で分岐の存在が動脈瘤破裂確率を19.9%増加させることが示された。

(025) Gkountas [28]

📕 書誌情報

Simulation of magnetic nanoparticles crossing through a simplified blood-brain barrier model for Glioblastoma multiforme treatment.

Apostolos A Gkountas, Nickolas D Polychronopoulos, George N Sofiadis, Evangelos G Karvelas, Leonidas A Spyrou, Ioannis E Sarris

Comput Methods Programs Biomed, 2021 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

膠芽腫（Glioblastoma multiforme）治療のための単純化した血液脳関門モデルを磁性ナノ粒子が通過する過程のシミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究は、膠芽腫の治療における薬物搭載磁性ナノ粒子（MNPs）の血液脳関門（BBB）透過性を、印加圧力差および外部勾配磁場により数値的に評価し、BBB透過の予備的予測ツールとして条件依存性を明らかにすることを目的とした。
  • 方法として、簡略化した幾何学モデルに対して計算流体力学（CFD）と離散要素法（Discrete Element Method; DEM）を用い、血管内側の領域で3次元Navier–Stokes方程式を解くとともに、作用する各種力を考慮したMNPsの離散モデルを構築した。
  • 数値結果は実験計測と比較され、提案モデルが流動挙動を妥当に予測可能であることが示された。
  • さらに、MNPsサイズ、外部磁場、ならびに血流がBBB透過性に及ぼす影響を検討した結果、外部磁場はCNS（central nervous system）への薬物送達を促進し、特に約100 nmのより大きいMNPsでは透過性が最大30%向上した一方、約10 nmの小さいMNPsでは磁場により駆動されにくく透過性は大きく変化しなかった。また血流増加により透過性は最大15%改善し、外部磁場による100 nm MNPsのBBB透過性改善は最大45%に達することが示された。

(026) 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

脳動脈瘤の計算流体力学（CFD）解析において、内頸動脈（ICA）流入量は患者固有でどの程度まで必要か？

💬 AI 要約

  • 計算流体力学（CFD）は脳動脈瘤における「患者固有」の血流動態解析に広く用いられているが、流入境界条件の多くは患者固有でないため、一般化した流入条件への依存が解析結果に与える影響を評価することを目的とした。
  • 内頸動脈（ICA）流量は、ICA動脈瘤に対する血管内治療が予定された24名に対し2Dシネ位相コントラストMRIで測定した。CFDモデルは3D回転血管造影から構築し、MRIで測定した流入波形、または平均的な高齢成人のICA流量波形形状を用いて患者ごとのサイクル平均流量Qavg（仮定した流入口速度により、患者のICA断面積から算出）でスケーリングした波形を、パルス状の流入として与えた。
  • 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）、スペクトルパワー指数（SPI）に関して、時空間的な分布と大きさは概ね良好に一致した。サック（sac）平均量では中等度から良好な相関が得られ、TAWSSでR2=0.54、OSIで0.80、SPIで0.68であった。
  • 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ではバイアスは低減したがばらつき（scatter）は低減しなかった。一方で患者固有波形がOSIの相関にのみ影響し、その相関はR2=0.93まで改善した。脳動脈瘤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ことで、名目上の血行動態「リスク」因子により症例を層別化できる可能性を示し、その主要因は波形形状よりもQavgであるため、動脈瘤画像プロトコルに患者固有Qavgの測定を組み込むことで一定の改善が期待できることを示した。

(027) Shimizu [27]

📕 書誌情報

Hemodynamic Force as a Potential Regulator of Inflammation-Mediated Focal Growth of Saccular Aneurysms in a Rat Model.

Kampei Shimizu, Hiroharu Kataoka, Hirohiko Imai, Yuto Yamamoto, Tomohiro Yamada, Haruka Miyata, Hirokazu Koseki, Yu Abekura, Mieko Oka, Mika Kushamae, Isao Ono, Susumu Miyamoto, Masanori Nakamura, Tomohiro Aoki

J Neuropathol Exp Neurol, 2021 Jan 01

💬 AI 翻訳タイトル

血行動態学的力が、炎症を介した瘤（さっかく）状脳動脈瘤の限局的増大を制御し得る可能性に関する研究：ラットモデル

💬 AI 要約

  • 目的：マクロファージ（macrophage）を介した炎症が頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）の増大に重要であることは示されているが、血行動態の寄与は不明であるため、本研究では血行動態学的因子が瘤状脳動脈瘤の限局的増大に関与し得るかを検討した。
  • 方法：血管径を踏まえ、ラットにおいて左右の総頸動脈（common carotid arteries）間に端側吻合（end-to-side anastomosis）を作成し、その分岐部にde novoの動脈瘤を誘導した。磁気共鳴血管撮影（magnetic resonance angiography）により誘導動脈瘤の形態を時系列で取得し、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析およびフェルモキシトール（ferumoxytol）によるマクロファージイメージングを実施した。
  • 結果：中央値3.2 mmのde novo瘤状動脈瘤が45匹中20匹（44%）に誘導され、形態および病理の両面でヒトIAsを模倣していた。吻合後10日目から17日目の間に、誘導動脈瘤の限局的増大が観察された。低壁面せん断応力（WSS）および高振動性せん断指数（OSI）の領域が増大領域と共局在し、増大領域のWSSは増大のない領域よりも有意に低かった。さらに、マクロファージの浸潤は増大領域と共局在した。
  • 結論：本実験モデルは、低WSSおよび高OSIが、マクロファージを介した瘤状脳動脈瘤の増大に寄与し得る可能性を示すものである。

(028) 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

脳動脈瘤におけるブレブ形成を促進する血行動態条件

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）においてブレブ（blebs）が壁の脆弱部を示すと一般には考えられているものの、どの動脈瘤特性がその形成を助長するかはほとんど不明であるため、本研究は血行動態学的および幾何学的特性とブレブ発生との関連を検討す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人の患者から抽出された計270のIAsについて、術前画像から患者固有の血管モデルを構築し、ブレブを目視で同定して対話的にマーキングした後、ブレブ形成前の動脈瘤を近似するために再構築モデルからブレブ部分を削除した。
  • その後、ブレブありの症例およびブレブなしの症例に対して計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析を実施し、ブレブの有無で動脈瘤の血行動態および幾何学的指標を比較した。
  • ブレブ形成を促す動脈瘤は、流入ジェットがより強く（p<0.0001）かつ集中し（p<0.0001）、流速が高く（p=0.0061）、より複雑で（p<0.0001）不安定な（p=0.0157）流れパターンを示し、最大壁面せん断応力（WSS）が大きく（p<0.0001）、WSS分布がより集中（p=0.0005）かつ振動的（p=0.0004）で、さらにWSS場がより不均一（p<0.0001）であった；また、大きく（p<0.0001）細長く（p<0.0001）、より広い頸部（p=0.0002）を有し、変形して不規則な形状（p<0.0001）であることも示された。強く集中した流入ジェット、高速で複雑かつ不安定な流れ、ならびに集中・振動・不均一なWSSパターンがブレブ形成を促進し、大型で細長く不規則な動脈瘤ほどブレブが形成されやすいことから、これらの不利な特性は保存的経過観察や治療適応を評価する際の動脈瘤不安定性の兆候として考慮し得ると結論づけた。

(029) 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葉酸欠乏症に寄与する

💬 AI 要約

  • 目的：脳葉酸欠乏症（cerebral folate deficiency；CFD）症候群は、髄液中の5-メチルテトラヒドロ葉酸の低値を特徴とする一方で、血漿および赤血球中の葉酸濃度は低正常範囲である。本研究はCFDの原因となる変異を同定することを目的とした。
  • 方法：CFDトリオ8組を対象に全エクソームシーケンス解析を実施し、de novo変異を探索した。また、48例の孤発性CFDサンプルを検証コホートとして用い、追加のまれなCICバリアントを同定した。
  • 結果：カピシューア（capicua；CIC）遺伝子にde novoのストップゲイン変異を見出した。さらに、CICには葉酸輸送遺伝子のプロモーター領域に存在する8量体配列への結合能があり、FOLR1、PCFT、ならびに還元葉酸キャリア（Slc19A1；RFC1）を調節し得ることが示された。機能解析では、CICのナンセンス変異（p.R353X）がHeLa細胞および元のCFD患者由来の誘導多能性幹細胞（iPSCs）においてFOLR1発現を低下させ、葉酸結合アッセイではp.R353X変異により細胞内での葉酸（folic acid）結合が減少した。
  • 結論：本研究は、CICの機能喪失型バリアントが、FOLR1発現の調節を介してCFDの遺伝学的病因に寄与し得ることを示した。さらに、本研究は、葉酸経路以外の遺伝子における変異がCFDの病因に関与し得る点を初めて報告した。

(030) Kim [24]

📕 書誌情報

The quantitative comparison between high wall shear stress and high strain in the formation of paraclinoid aneurysms.

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

Sci Rep, 2021 Apr 12

💬 AI 翻訳タイトル

傍鞍部動脈瘤の形成における高壁面せん断応力と高ひずみの定量的比較

💬 AI 要約

  • 血行動態研究において、計算流体力学（CFD）解析は高い壁面せん断応力（WSS）が脳動脈瘤形成の重要なパラメータであることを示しているが、血管構造の関与を考慮しないため、CFDは流体構造連成（FSI）解析に比べて現実性が劣る可能性がある。
  • 血行動態パラメータと動脈瘤形成の関係を検討するために、CFD解析とFSI解析からそれぞれ高WSS部位と高ひずみ部位を抽出し、その後、動脈瘤形成部位と高WSSまたは高ひずみ部位との距離を算出した。
  • 合計37例の頭蓋内傍鞍部動脈瘤を対象として定量比較を行い、さらにFSI解析のより現実的な結果を得るために硬膜をモデル化したところ、動脈瘤形成部位から高ひずみ部位までの平均距離（1.74 mm ± 1.04 mm）は、高WSS部位までの平均距離（3.33 mm ± 1.18 mm）よりも小さかった。
  • 硬膜の存在は、動脈瘤形成部位に関する所見にも影響を与え、高ひずみとして抽出されたFSIパラメータは脳動脈瘤形成に関連する重要な血行動態因子であり、ひずみパラメータは動脈瘤形成の予測や適切な治療方針の解明に役立つ可能性がある。

(031) Oliveira [24]

📕 書誌情報

Non-Newtonian Blood Modeling in Intracranial Aneurysm Hemodynamics: Impact on the Wall Shear Stress and Oscillatory Shear Index Metrics for Ruptured and Unruptured Cases.

Iago L Oliveira, Gabriel B Santos, José L Gasche, Julio Militzer, Carlos E Baccin

J Biomech Eng, 2021 Jul 01

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の血行動態における非ニュートン流体血液モデリング：破裂例および非破裂例に対する壁面せん断応力（WSS）と振動性せん断指数（OSI）指標への影響

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms; IAs）の血流をシミュレーションする際、ニュートンモデルが広く用いられているが、脳血管CFDにおいて非ニュートンモデルを使用する必要性が不明であることから、本研究は異なるレオロジーモデルが破裂および非破裂IAsにおける壁面せん断応力（WSS）関連の血行動態パラメータへ与える影響を検討することを目的とした。
  • オープンソースのCFDフレームワークを用い、破裂患者特異的動脈瘤4例および非破裂患者特異的動脈瘤4例を対象に、動脈瘤の形成・成長・破裂に関連する主要な血行動態変数について、血液モデリングの違いによる影響を評価した。
  • CassonおよびCarreau-Yasudaの非ニュートンモデルによるWSS、ならびに振動性せん断指数（oscillatory shear index; OSI）およびそれらの指標を算出し、ニュートンモデルによる結果と比較したところ、破裂状態にかかわらず全症例で非ニュートンモデルとニュートンモデルの差は一貫していた。
  • さらに、非ニュートンモデルではピーク収縮期（peak systole）のWSSが50%以上過大評価される一方、時間平均および表面平均に基づくWSS指標は影響が小さく、Cassonモデルにおける最大相対差は7%であった；他方、表面平均OSIは非ニュートンモデルにより30%以上過小評価されたため、ピーク収縮期WSSやOSIのように流れを特徴づけるための特定指標が必要な場合には、IAsシミュレーションにおいて血液レオロジーモデルの検討を行うことが推奨されることが示唆された。

(032) Kim [24]

📕 書誌情報

Computational Study of Hemodynamic Changes Induced by Overlapping and Compacting of Stents and Flow Diverter in Cerebral Aneurysms.

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

Front Neurol, 2021

  • Keywords: compaction, computational fluid dynamics, flow diversion effect, flow diverter, metal coverage rate, overlapping, stent

  • DOI: 10.3389/fneur.2021.705841

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 24
    • FWCI: 1.5227
    • Citation Percentile: 85.30

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤におけるステントの重複およびコンパクションによって誘発される血行動態変化の計算機研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内ステントのフローダイバージョン効果が金属被覆率（MCR）と密接に関連することに着目し、Enterpriseおよびlow-profile visualized intraluminal support（LVIS）ステントのフローダイバージョン効果をPipelineフローダイバ―タとMCRの変化に基づいて比較すること、さらにCFD（computational fluid dynamics）解析によりステントの重複およびコンパクションの追加操作がフローダイバージョン効果に与える影響を検証することである。
  • 方法として、理想化した動脈瘤モデルに仮想的に生成したステントを装着し、CFD解析を実施した。まず、単一のEnterprise、LVIS、Pipelineデバイスのフローダイバージョン効果を解析し、次にEnterpriseとLVISをそれぞれ逐次的に重複させ、Pipelineと比較してステント重複の効果を評価した。さらに、ステントのコンパクション効果は、単一および2個コンパクト化したLVISのフローダイバージョン効果を、2個重複させたものの非コンパクトなLVIS、ならびに非コンパクトおよびコンパクト化したPipelineのそれと比較することで評価した。エネルギー損失、平均速度、流入率について定量解析を行い、血行動態指標を比較した。
  • 結果として、血行動態パラメータの低下率とMCRとの間に統計学的に有意な相関が認められた。コンパクションを伴わない単一LVISは、3本重複させたEnterpriseと同等の大きさで、すべての血行動態パラメータを低下させた。また、2本重複したが非コンパクトなLVISは、非コンパクトな単一Pipelineが誘導するのと同程度のフローダイバージョン効果を示した。さらに、コンパクト化したステントは非コンパクト化したステントよりも優れたフローダイバージョン効果をもたらし、コンパクト化した単一LVISは、非コンパクトな2本LVISまたは非コンパクトな単一Pipelineと同様の効果を示した。
  • 結論として、ステントのMCRはそのフローダイバージョン効果と相関する。ステントの重複およびコンパクションは頭蓋内ステントのMCRを増大させ、フローダイバ―タで観察されるのと同程度のフローダイバージョン効果を達成し得ることが示された。

(033) Rajabzadeh-Oghaz [24]

📕 書誌情報

The association between hemodynamics and wall characteristics in human intracranial aneurysms: a review.

Hamidreza Rajabzadeh-Oghaz, Adnan H Siddiqui, Arash Asadollahi, John Kolega, Vincent M Tutino

Neurosurg Rev, 2022 Feb

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Histology, Intracranial aneurysms, Vessel wall, Vessel wall magnetic resonance imaging

  • DOI: 10.1007/s10143-021-01554-w

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    • Cited by: 24
    • FWCI: 1.1982
    • Citation Percentile: 81.31

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💬 AI 翻訳タイトル

ヒト脳内動脈瘤における血行動態と壁特性の関連：レビュー

💬 AI 要約

  • 血行動態は脳内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）の自然史において重要な役割を担うが、ヒトにおける動脈瘤内の血行動態と動脈瘤壁の生物学的ならびに機械的特性との関連を検討した研究は乏しい。
  • 本レビューでは、異なる情報源を用いて血行動態とヒトIA壁の特徴の関連を調べた研究について、PubMedを用いた系統的レビューを実施し、各研究の手法と主要な知見を整理するとともに、知見間の合意（consensus）の程度を評価した。
  • 合計28報の論文が動脈瘤の流れとIA壁を特徴づけており、切除組織を用いたものが4報、術中画像が17報、血管壁MRIが7報であった；IA組織との相関に基づくと、高い壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）を伴う複雑な流れパターンや高圧などの高流量条件は、壁の変性および生体不適合な配向を示すコラーゲンとより速い合成に関連していた。
  • 一方、MRI研究では低流量（低WSSおよび高い血液滞留時間）と壁厚増加ならびに造影後の増強との関連が強く支持され、術中画像に用いられた方法間には大きな相違が認められたものの、概ね滞留時間の延長がみられる領域に壁厚が共存し、薄い領域は主として複雑なWSSパターンを伴う高圧に曝露されることが示唆された；これらの文献は、IA発症に対して血行動態—生物学的機序が2つの一般的経路として成り立つという理論を支持している。すなわち、低流量が厚化と動脈硬化様のリモデリングに結びつく経路と、高く動き（impinging）を伴う流れ条件が壁の変性、菲薄化、およびコラーゲンのリモデリングに関連する経路である。

(034) Reid [23] 🌟

📕 書誌情報

An Introduction to Biomedical Computational Fluid Dynamics.

Luke Reid

Adv Exp Med Biol, 2021

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Computational medicine, Haemodynamics, Respiratory aerodynamics

  • DOI: 10.1007/978-3-030-76951-2_10

  • Article

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    • Cited by: 23
    • FWCI: 23.2905 🌟
    • Citation Percentile: 99.63 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

生体医用計算流体力学（CFD）入門

💬 AI 要約

  • 本章の目的は、計算流体力学（CFD）の基本概念と、生体医用分野における応用の概観を示すことで、急速に発展する生体解析手法に関する知識ギャップを埋めることである。
  • 方法として、CFDが50年以上にわたり熱伝達および流体挙動の解析に用いられてきた経緯を概説し、医療・健康研究への適用例（薬物送達、生理学的流れ解析、外科計画、医療デバイス開発など）を通じて、生体流体特性・CFD手法・応用の基礎を整理する。
  • 結果として、計算コストの低下と技術の進展によりCFDがより広く利用可能となり、現在は心血管領域が最も多く、次いで上気道・下気道領域が続くこと、さらに髄液、滑膜関節、細胞内流体などにも研究が拡大していることが示される。
  • 結論として、CFDは有意義で視覚的に魅力的な出力を提供し得る一方で、数学・工学の素養がない場合にはデータ解釈が困難であるため、工学、計算機科学、医学・生物医学の専門家間の密な協働が今後の計算医療の発展に不可欠であると論じられている。

(035) Tang [23]

📕 書誌情報

Morphological and Hemodynamic Characteristics Associated With the Rupture of Multiple Intracranial Aneurysms.

Xiaoyu Tang, Longjiang Zhou, Lili Wen, Qi Wu, Xiaochang Leng, Jianping Xiang, Xin Zhang

Front Neurol, 2021

  • Keywords: DSA (digital subtraction angiogram), aneurysm rupture, hemodynamic parameters, intracranial mirror aneurysms, morphologic parameters

  • DOI: 10.3389/fneur.2021.811281

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    • Cited by: 23
    • FWCI: 2.6007
    • Citation Percentile: 90.83 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

複数の頭蓋内動脈瘤の破裂に関連する形態学的および血行動態学的特性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者関連因子にかかわらず複数の頭蓋内動脈瘤の破裂に関連する形態学的および血行動態学的因子を同定し、動脈瘤破裂リスク評価のための統計モデルを構築することである。
  • 連続した52症例における104個の鏡像（mirror）頭蓋内動脈瘤のデジタルサブトラクション血管撮影（DSA）データを後ろ向きに解析し、3次元再構成および計算流体力学（CFD）シミュレーションにより19の形態学的パラメータと血行動態パラメータを算出した。
  • 破裂群と未破裂群の間で有意差（p < 0.05）を示した因子を多変量ロジスティック回帰により検討し、独立したリスク因子を特定した結果、ブレブ形成（bleb formation）、頸部幅（neck width）、およびサイズ比（size ratio; SR）が独立因子として抽出された。
  • 独立因子のみに基づく予測モデルを作成し、ROC解析によりモデルの性能を評価したところAUCは0.901であり、検証コホートでは感度100%かつ特異度88.46%と良好な破裂リスク識別性能が示されたため、ブレブ形成、頸部幅、サイズ比は動脈瘤破裂状態と独立に関連し、破裂リスクの高い動脈瘤の同定に本モデルが有用である可能性が示唆された。

(036) Settecase [22] ⭐

📕 書誌情報

Advanced vascular imaging techniques.

Fabio Settecase, Vitaliy L Rayz

Handb Clin Neurol, 2021

  • Keywords: 4D flow MRI, Computational fluid dynamics, Digital subtraction angiography, MRI velocimetry, Magnetic resonance angiography, Magnetic resonance imaging, Patient-specific models, Vessel wall MRI, Vessel wall imaging

  • DOI: 10.1016/B978-0-444-64034-5.00016-X

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    • Cited by: 22
    • FWCI: 14.1684 🌟
    • Citation Percentile: 98.89 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

高度な血管イメージング技術

💬 AI 要約

  • 本章は、頸部〜脳の血管（cervicocerebral）に生じる疾患について、血管腔、血管壁、および血流パターンを評価可能にする近年の画像化の進歩を概説することを目的とする。
  • 方法として、非造影TOF（time-of-flight）MRAや造影MRA（contrast-enhanced magnetic resonance angiography；CEMRA）といった非侵襲的MR手法に加え、高解像度血管壁イメージングMRI（VWMRI）を用いた血管壁／動脈瘤壁の追加情報の取得、さらに位相コントラストMRI（4D flow MRI）および画像ベースの計算流体力学（image-based computational fluid dynamics）による血流と壁面せん断応力の定量・特徴づけが述べられる。
  • 結果として、VWMRIにおける壁信号および造影（enhancement）パターンは、血管病変（vasculopathies）の鑑別や、破裂していない未破裂動脈瘤の安定型と不安定型の区別に資する可能性が示され、4D flow MRIおよび画像ベースCFDは、動脈瘤、動静脈奇形（AVM）、拍動性耳鳴（pulsatile tinnitus）における血流・壁面せん断応力の解析に用いられている。
  • 結論として、MRIおよびDSA（digital subtraction angiography）における新規技術は、診断精度の向上、神経血管疾患の病態生理と自然史の理解の深化、治療の情報提供と指針化、さらには治療適応を検討する患者に対するリスク層別化（risk stratification）への寄与が期待される。

(037) Abdehkakha [22]

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Cerebral aneurysm flow diverter modeled as a thin inhomogeneous porous medium in hemodynamic simulations.

Armin Abdehkakha, Adam L Hammond, Tatsat R Patel, Adnan H Siddiqui, Gary F Dargush, Hui Meng

Comput Biol Med, 2021 Dec

  • Keywords: CFD Simulation, Intracranial aneurysm, Porous media, Stent modeling, Stent simulation

  • DOI: 10.1016/j.compbiomed.2021.104988

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    • Cited by: 22
    • FWCI: 2.0665
    • Citation Percentile: 89.36

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤フローダイバータを薄い不均一多孔質媒体としてモデル化した血行動態シミュレーション

💬 AI 要約

  • フローダイバータ（FD）による脳動脈瘤の血流変化を迅速かつ高精度にシミュレーションできれば、患者個別の介入の改善および治療成績の予測に資する可能性があるが、FDデバイスをCFDで明示的に表現するとステントワイヤ周りの流れを解像する必要があり計算負荷が高い。さらに、従来の多孔質媒体（porous medium: PM）手法では、脳動脈にFDが留置された後のワイヤの不均一な分布を捉えられないため、ステント留置後の動脈瘤血流を正確にモデル化できない。
  • 本研究では、FDによる流れの修飾を薄い不均一多孔質媒体（thin inhomogeneous porous medium: iPM）としてモデル化する新規手法を提案する。
  • 提案手法は2点で従来法より改善している。第一に、FDを薄いスクリーンとして扱い、従来の3次元PMに基づくダルシー‐フォルシェイマー（Darcy–Forchheimer）関係よりもより適切に表現すること、第二に、不均一PMにおける局所的なFD幾何学パラメータを用いて、細胞（cell）ごとに圧力損失を算出することである。
  • 本手法を3例の患者個別動脈瘤におけるFD留置後の血行動態シミュレーションへ適用し、精度と計算速度を検証するために、FDデバイスを明示的に含むCFDとの比較を行った。その結果、iPMによるCFDは明示的CFDよりも500%高速でありつつ、精度は94%–99%を達成したため、iPMはFDおよびステントを用いた血管内治療を支援する臨床的なベッドサイドモデリング手段として有望である。

(038) Nordahl [22]

📕 書誌情報

Morphological and Hemodynamic Changes during Cerebral Aneurysm Growth.

Emily R Nordahl, Susheil Uthamaraj, Kendall D Dennis, Alena Sejkorová, Aleš Hejčl, Jaroslav Hron, Helena Švihlová, Kent D Carlson, Yildirim Bora Suzen, Dan Dragomir-Daescu

Brain Sci, 2021 Apr 19

  • Keywords: aneurysm growth, computational fluid dynamics, hemodynamics, kinetic energy, oscillatory shear index, wall shear stress

  • DOI: 10.3390/brainsci11040520

  • Article

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    • Cited by: 22
    • FWCI: 1.6314
    • Citation Percentile: 85.96

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の成長に伴う形態学的および血行動態学的変化

💬 AI 要約

  • 計算流体力学（CFD）は、脳動脈瘤の破裂に関連する血行動態特性を理解するための手段として発展しているが、動脈瘤の成長過程に特化した研究は少なく、多くは成長履歴の中で単一の時点のみを用いているのが現状である。本研究の目的は、4例の患者固有動脈瘤について初回診断時と追跡時を対象に、血行動態学的および形態学的な変化を後ろ向きに解析することである。
  • Mimicsを用いた医用画像処理によって動脈瘤形状をセグメント化し、得られた幾何形状をメッシュ化したのち、ANSYSによるCFD解析を実施した。
  • その結果、形状の主要な体積的増大は、壁面せん断応力（WSS）が低い領域で主に生じていた。さらに、頸部（ネック）への衝突（impingement）領域近傍での壁形状の再構築は、WSSの勾配が大きく、かつ振動せん断指標（oscillatory shear index）も高い領域で観察された。
  • 本研究では、動脈瘤成長が、壁面近傍でのWSS低値と、動脈瘤壁と大きな渦流構造との間に生じる速度勾配の高さが併存する領域で起こることを見出した。新規の知見として、全症例で第1時点から第2時点へ運動エネルギーの増加が認められ、この運動エネルギー変化は動脈瘤体積変化と相関している可能性が示唆された。

(039) 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

流れ渦の定量的解析：未破裂および破裂した中大脳動脈瘤（中型MCA瘤）の識別

💬 AI 要約

  • 未破裂頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms; IAs）に対する外科的介入には固有の健康リスクがあるため、破裂リスクの高低を見分ける目的で、患者固有のI A幾何学および計算流体力学（CFD）により模擬した壁面せん断応力（WSS）データの解析が検討されているが、研究間で結果が一致しないことから、破裂特性を改善できる新規解析が求められている。
  • 本研究では、動脈瘤内部における渦巻き（swirling）流れの渦（vortex）の時空間特性に着目したCFD解析手法を提案し、その特性を破裂の識別に資するように評価した。
  • 3Dデジタルサブトラクション血管造影データが利用可能な中大脳動脈（MCA）の中型（4–10 mm）動脈瘤を1例ずつ有する47名についてCFDシミュレーションを実施し、従来指標に加えて定量化したIA流れ渦の時空間特性を統計的特徴量として用いた；さらに、サポートベクターマシン（SVM）による教師あり機械学習を交差検証（100反復）で行い、渦ベース指標の破裂識別能を検討した。
  • 渦指標のみを用いた統計的特徴量は、確立された幾何学的特徴に比べて性能が劣っていた（総合精度0.77 vs 0.80）が、WSSモデル（0.74）よりは改善を示した一方で、渦の時空間特性を幾何学的特徴およびWSSパラメータの組合せに導入すると、MCA動脈瘤の破裂状態評価のモデル強度が向上した（0.85）；本予備研究は、MCA動脈瘤内における流れ渦の時空間特性が、破裂動脈瘤と未破裂動脈瘤の識別改善に有用であることを示唆している。

(040) Wüstenhagen [20]

📕 書誌情報

CFD validation using in-vitro MRI velocity data - Methods for data matching and CFD error quantification.

Carolin Wüstenhagen, Kristine John, Sönke Langner, Martin Brede, Sven Grundmann, Martin Bruschewski

Comput Biol Med, 2021 Apr

  • Keywords: Computational fluid mechanics, Magnetic resonance velocimetry, Reynolds similarity, Simulation error, Three-dimensional geometry matching

  • DOI: 10.1016/j.compbiomed.2021.104230

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 20
    • FWCI: 2.0889
    • Citation Percentile: 86.55

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💬 AI 翻訳タイトル

in vitro MRI速度データを用いたCFDの検証：データ対応付け手法およびCFD誤差定量化のための枠組み

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者固有形状に対する計算流体力学（CFD）による血流速度予測に内在する不確かさを踏まえ、数値モデルの誤差を理解し較正するために、in vitro の速度エンコードMRI（velocity-encoded MRI）を用いた検証手法を確立することである。
  • 方法として、（1）MRI実験において高い相対解像度を得るために、患者固有形状のスケール調整済み模型を作製し、（2）Coherent Point Drift（CPD）またはIterative Closest Point（ICP）のいずれかのアルゴリズムにより、計測された流れ場形状をCFDデータへ対応付け・整合させ、（3）整合後のデータを共通グリッドへ補間して点対点比較を可能にする3段階のルーチンを提示した。
  • 結果として、当該ルーチンは脳動脈瘤の患者固有モデルに対して検証され、さらにグローバルおよびローカルの差異を、複数のアルゴリズムを用いて算出することで、シミュレーション誤差の信頼できる推定が可能であることを示した。
  • 結論として、本研究で提示した手法は、in vitro MRI速度データを用いたCFD検証のための体系的な枠組みを提供するものである。

(041) Uchiyama [20]

📕 書誌情報

Hemodynamic Investigation of the Effectiveness of a Two Overlapping Flow Diverter Configuration for Cerebral Aneurysm Treatment.

Yuya Uchiyama, Soichiro Fujimura, Hiroyuki Takao, Takashi Suzuki, Motoharu Hayakawa, Toshihiro Ishibashi, Kostadin Karagiozov, Koji Fukudome, Yuichi Murayama, Makoto Yamamoto

Bioengineering (Basel), 2021 Oct 16

  • Keywords: cerebral aneurysm, computational fluid dynamics, double-stenting technique, endovascular treatment, flow diverter, hemodynamics

  • DOI: 10.3390/bioengineering8100143

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 20
    • FWCI: 1.3051
    • Citation Percentile: 83.23

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤治療における2つの重なり合うフローダイバータ配置の有効性に関する血行動態学的検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、内腔塞栓術に用いられるフローダイバータ（FD）を重ねて留置することで得られる血流転換（flow diversion）効果の妥当性を、計算流体力学（CFD）により血行動態学的に評価することである。
  • 方法として、2つの重なり合うFDを実際に留置した患者の動脈形状を再構成し、1本FD配置および2重なりFD配置の2種類のステントパターンを設定した上で、FDなしパターンに対する各指標の変化率も含めて、血流速度、質量流量、壁面せん断応力、ならびに圧力損失係数を算出した。
  • 結果として、単一FD留置では動脈瘤内部の血流特性が概ね最小限にしか影響を受けない一方、重なりFD配置では血流の変化が顕著であり、動脈瘤嚢内の検査面における速度はFD重なり条件で最大92.2%低下し、単一FD条件では31.0%低下した（いずれもFDなしに対する相対変化）。
  • 結論として、本CFDシミュレーションは血行動態を適切に再現でき、重なりFD留置の臨床的アウトカムに関連する定性的および定量的な検討として意義があることが示された。

(042) Prather [20]

📕 書誌情報

Computational Fluid Dynamics Study of Cerebral Thromboembolism Risk in Ventricular Assist Device Patients: Effects of Pulsatility and Thrombus Origin.

Ray Prather, Eduardo Divo, Alain Kassab, William DeCampli

J Biomech Eng, 2021 Sep 01

💬 AI 翻訳タイトル

補助人工心臓患者における脳血栓塞栓リスクの計算流体力学的研究：拍動性および血栓の起源の影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、補助人工心臓（ventricular assist device: VAD）留置時に排出グラフト（outflow graft: OG）の植込みを外科的に操作することで、脳塞栓症リスクを低減し得る可能性を仮説として検証することを目的とした。
  • 患者個別条件に基づく計算的アプローチにより、完全拍動性の血行動態下で、流体領域内の塞栓子を効率的に追跡する結合オイラー—ラグランジュ（Eulerian-Lagrangian）手法を取り入れたマルチスケール計算流体力学モデルを用いて検討を行った。
  • 予備的な流れの解析では、吻合（anastomosis）角に応じて左室補助人工心臓（LVAD）の装置により脳循環への流量が最大で約31%増大し、残存する心室機能を伴う条件では不安定（unsteady）流れのモデリングを心血管シミュレーションに不可欠として取り込むべきことがZ検定により示唆された。
  • 不安定流れ条件を仮定すると、血栓が大動脈基部から放出される場合は浅いLVAD排出グラフト吻合角が最適であり脳塞栓化発生率を15.5%まで低下させ、心室から放出される場合も17%まで低下する一方、LVAD由来の粒子では16.9%の塞栓化発生率を与えるためより大きい吻合角が有利となった；全体として、顕著なLVAD吻合角がより良い実装であることが計算によって示され、残存拍動性に起因する周期的流れを誘起する重要な順行性大動脈基部流の存在には不安定モデリングが必要であるが、塞栓化率には血栓の起源とVAD吻合角に依存した強いトレードオフが存在することが示された。

(043) Hosseini [19] ⭐

📕 書誌情報

Central moments multiple relaxation time LBM for hemodynamic simulations in intracranial aneurysms: An in-vitro validation study using PIV and PC-MRI.

Seyed Ali Hosseini, Philipp Berg, Feng Huang, Christoph Roloff, Gábor Janiga, Dominique Thévenin

Comput Biol Med, 2021 Apr

  • Keywords: Central hermite multiple relaxation time, Computational fluid dynamics, Intracranial aneurysm, Lattice Boltzmann method, Magnetic resonance imaging, Particle image velocimetry, Single relaxation time, Validation

  • DOI: 10.1016/j.compbiomed.2021.104251

  • Article

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    • Cited by: 19
    • FWCI: 3.0272 ⭐
    • Citation Percentile: 91.12 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における血行動態シミュレーションのための中心モーメント型複数緩和時間（MRT）LBM：PIVおよびPC-MRIによるin vitro検証研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、複雑な形状における血流解析に有効な格子ボルツマン法（LBM）について、中心モーメント空間における複数緩和時間（MRT）衝突モデルを頭蓋内動脈瘤へ適用し、計算安定性と精度を検証することである。
  • 方法として、平衡分布関数を完全展開した中心ヘルミートモーメントMRTモデルを実装し、複数のテストケースと、立体視粒子画像流速測定（PIV）および位相差コントラスト磁気共鳴画像（PC-MRI）により得られた実験計測値と比較することで数値モデルを検証した。
  • 結果として、患者固有の動脈瘤では、PIVとPC-MRIの両者がシミュレーションと概ね良好に一致した。
  • 結論として、低解像度計算でも流れ場情報を十分な精度で再現でき、定性的・定量的解析の双方で支持されるとともに計算時間を大幅に短縮できることが示された；具体的には患者固有条件で格子サイズを2倍にすると計算時間は14分の1に低減し、類似性指標は0.83〜0.88の範囲で良好に維持された。

(044) Farnoud [19]

📕 書誌情報

Pulsatile Bi-Directional Aerosol Flow Affects Aerosol Delivery to the Intranasal Olfactory Region: A Patient-Specific Computational Study.

Ali Farnoud, Hesam Tofighian, Ingo Baumann, Andrew R Martin, Mohammad M Rashidi, Micheal P Menden, Otmar Schmid

Front Pharmacol, 2021

  • Keywords: bi-directional aerosol delivery, computational fluid dynamics, large eddy simulations, nose to brain drug delivery, olfactory region, pulsatile drug delivery

  • DOI: 10.3389/fphar.2021.746420

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 19
    • FWCI: 2.3326
    • Citation Percentile: 89.64

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💬 AI 翻訳タイトル

双方向性の脈動エアロゾル流は嗅覚領域へのエアロゾル送達に影響する：患者特異的計算（computational）研究

💬 AI 要約

  • 嗅覚領域は、しばしば透過性が低い血液脳関門（blood-brain barrier）を回避して鼻上皮から直接脳へ薬剤を送達し得る非侵襲ルートであるが、その送達効率の達成は解剖学的位置により困難であるため、本研究は嗅覚領域への標的エアロゾル送達における双方向性の脈動流条件の影響を明らかにすることを目的とした。
  • 患者特異的な鼻腔形状に対して計算流体力学（CFD）モデルを構築し、空力学的直径1 µmのエアロゾルを片側の鼻孔から1.98 s吸入し、反対側から呼気として排出する双方向性の脈動（pulsatile）条件を数値的に検討した。
  • 定常流（平均流量4 L/min）では鼻腔および嗅覚領域の沈着効率（deposition efficiencies: DEs）がそれぞれ50.9%および0.48%であったのに対し、平均流量4 L/min・周波数45 Hzの脈動流では34.4%および0.12%へ低下しつつ、左右（右-左）沈着の非一様性はいずれの領域でも緩和された（鼻腔：1.77-から1.33倍、嗅覚領域：624-から53.2倍）。
  • 沈着薬剤量は、脈動条件（pulsation）にかかわらず吸入側の右鼻腔では右側全体でほぼ同程度である一方、呼気側とは独立に嗅覚領域の左側局所線量は鼻腔内より少なくとも100倍低かったため、脈動流によって吸入-呼気間の不均衡（imbalance）は軽減されるものの克服はできないことが示されたが、吸入側（脈動下でも）では面積当たりの嗅覚上皮への薬剤線量が相対的に高くなり、嗅覚領域の送達の最適化（吸入側への高効率標的化、または双方向フローを左右で順次実施することによる均一化）が可能であることが示唆された。

(045) Steiger [19]

📕 書誌情報

Recent progress understanding pathophysiology and genesis of brain AVM-a narrative review.

Hans-Jakob Steiger

Neurosurg Rev, 2021 Dec

  • Keywords: 4D DSA, 4D MRI, Brain arteriovenous malformation, Embryology, Genetic mutation, Hemodynamics, Inflammation

  • DOI: 10.1007/s10143-021-01526-0

  • Article

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    • Cited by: 19
    • FWCI: 1.4161
    • Citation Percentile: 83.77

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💬 AI 翻訳タイトル

脳AVMの病態生理と発生機序の理解に向けた最近の進展：ナラティブレビュー

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動静脈奇形（AVM）における遺伝的背景と病態生理を理解するための近年の進展を概説することである。
  • 方法として、PubMed検索に基づき、脳AVMの（1）胚発生、（2）炎症、（3）進歩した画像診断、（4）流体力学的モデリングに関する文献を整理しレビューした。
  • 結果として、全ゲノムシーケンシングにより散発性および家族性AVMの遺伝学的起源が大きな程度で明らかにされた一方で、未解決の課題も残っていることが示された；さらに、高度MRIおよびDSA技術により栄養動脈・nidus・流出静脈のより正確なセグメンテーションと、各AVMコンパートメントにおける流量や圧力などの血行動態パラメータ推定が可能となった。
  • 結論として、nidus内の流れ構造をcomputed fluid dynamics（CFD）で完全に再現することや、AVM nidusの機械的性質を十分に理解することは、現時点では依然として困難であることが強調された。

(046) 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

脳内動脈瘤に対する治療における生体活性コイル（bioactive）と裸金属コイルのランダム化試験：MAPS試験（Matrix and Platinum Science）の5年結果

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ポリマー修飾コイルの長期有効性を裸金属コイル（BMCs）と比較するランダム化試験の不足を補い、Matrix2コイルの5年間の成績を評価することである。
  • 方法として、626例の患者をBMCs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；副次評価項目はTARまたは12か月時点の血管造影学的転帰、ならびに5年時点のTARである。
  • 結果として、Matrix2コイルはBMCsに対して非劣性であった（P=0.8）が、明らかな利益は示されなかった；さらに、コアラボによる治療後の残存動脈瘤充填（Raymond III）はTAR（P<0.0001）および治療後の動脈瘤出血（P<0.008）と相関した。
  • 結論として、5年追跡後もMatrix2コイルはBMCsに対し非劣性である一方で有益性は確認されず、治療後の血管造影学的残存充填（Raymond III）がTARおよび治療後出血と強く関連することが示された。

(047) Shields [18]

📕 書誌情報

Evaluation of methods to derive blood flow velocity from 1000 fps high-speed angiographic sequences (HSA) using optical flow (OF) and computational fluid dynamics (CFD).

A Shields, S V Setlur Nagesh, C Ionita, D R Bednarek, S Rudin

Proc SPIE Int Soc Opt Eng, 2021 Feb

  • Keywords: Computational Fluid Dynamics, High-Speed Angiography, Neurointerventional Radiology, Neurovascular Disease, Optical Flow, Photon-Counting Detectors

  • DOI: 10.1117/12.2580881

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    • Cited by: 18
    • FWCI: 1.7428
    • Citation Percentile: 86.76

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💬 AI 翻訳タイトル

光学フロー（OF）および計算流体力学（CFD）を用いた1000 fps高速度血管造影シーケンス（HSA）から血流速度を導出する手法の評価

💬 AI 要約

  • デジタルサブトラクション血管造影（DSA）は脳動脈瘤や頸動脈狭窄などの神経血管病変に対する撮像および治療支援のゴールドスタンダードとされるが、神経血管の流れの詳細を定量化するには高フレームレートが必要であり、時間的な生理情報の抽出が困難であるため、本研究では1000 fpsの高速度血管造影（HSA）に基づく血流速度推定手法を評価することを目的とした。
  • 種々の3Dプリント患者別ファントム内で一定流量条件としてHSAにより血流を撮像し、ヨード造影剤のコントラスト波面の時空間的強度変化に基づいて速度推定を行うため、オープンソースの光学フローアルゴリズムであるOpenOpticalFlowを用いて血流速度を定量化した。
  • これらのアルゴリズムの推定結果を、同一の流入境界条件とモデル形状を用いた計算流体力学（CFD）シミュレーションと比較し、さらに取得した1000 fpsデータから低フレームレートを模擬することで、時間分解能が低い場合の性能も評価した。
  • 計算資源を要する理論的CFDは結果が得られるまで数時間以上遅れる一方で、複数のHSAシーケンスから得られる臨床的結果は介入中の患者に対してほぼ即時に利用可能であり、さらに介入による血流条件の有利な変化直後でも適用できることが期待されるため、本研究は異常神経血管条件における血行動態的効果および治療効果の即時評価に資することを示した。

(048) Yan [18]

📕 書誌情報

SDF-1α/CXCR4 Pathway Mediates Hemodynamics-Induced Formation of Intracranial Aneurysm by Modulating the Phenotypic Transformation of Vascular Smooth Muscle Cells.

Yazhou Yan, Jiachao Xiong, Fengfeng Xu, Chuanchuan Wang, Zhangwei Zeng, Haishuang Tang, Zhiwen Lu, Qinghai Huang

Transl Stroke Res, 2022 Apr

  • Keywords: Intracranial aneurysms, Phenotypic transformation, SDF-1α/CXCR4 signaling pathway, Vascular remodeling, Vascular smooth muscle cells

  • DOI: 10.1007/s12975-021-00925-1

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    • FWCI: 1.6339
    • Citation Percentile: 86.12

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💬 AI 翻訳タイトル

SDF-1α/CXCR4経路は、血管平滑筋細胞の表現型変換の調節を介して、血行動態に誘導される頭蓋内動脈瘤形成を仲介する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血行動態（hemodynamic forces）によって誘導される頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm: IA）の発症におけるSDF-1α/CXCR4経路の役割を明らかにすることである。
  • 具体的には、IA 12例および浅側頭動脈（superficial temporal artery）6例の組織を用いて、高スループットシーケンシング、ヘマトキシリン・エオシン（H&E）染色、免疫組織化学により血管リモデリングを評価し、SDF-1α/CXCR4経路構成因子、血管平滑筋細胞（VSMCs）の構造タンパク（α-SMAおよびcalponin）、ならびに炎症性因子（MMP-2およびTNF-α）の発現を検討した。
  • さらに、血行動態解析には計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）を用い、SDF-1α/CXCR4経路がin vivoおよびin vitroにおいてVSMCsの表現型変換をどのように制御してIA形成へ至るかを解明するために、マウスIAモデルおよび動的共培養モデルを構築した。
  • その結果、IAではSDF-1αおよびCXCR4の有意な上昇が認められ、動脈瘤壁での血管リモデリング（炎症性因子MMP-2およびTNF-αの上方制御、収縮型マーカーであるα-SMAおよびcalponinの低下）を伴っていたこと、またCFD解析により破裂例は未破裂例と比べて壁面せん断応力が低く、MMP-2発現が高いことが示された。

(049) Pavlin-Premrl [18]

📕 書誌情報

Computational Fluid Dynamics in Intracranial Atherosclerosis - Lessons from Cardiology: A Review of CFD in Intracranial Atherosclerosis.

Davor Pavlin-Premrl, Sethu R Boopathy, Andras Nemes, Milad Mohammadzadeh, Sadaf Monajemi, Brian S Ko, Bruce C V Campbell

J Stroke Cerebrovasc Dis, 2021 Oct

  • Keywords: CTFFR, Computational fluid dynamics, Fractional flow reserve, Intracranial atherosclerosis, Stroke

  • DOI: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2021.106009

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    • Cited by: 18
    • FWCI: 1.4491
    • Citation Percentile: 79.88

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈硬化における計算流体力学：心臓病学からの教訓—頭蓋内動脈硬化におけるCFDのレビュー

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈硬化は再発率の高い脳卒中の一般的な原因であり、とりわけ血行力学的に有意な病変は再発リスクが特に高いことから、その同定を目的として計算流体力学（CFD）の有用性を検討する必要がある。
  • 本研究では、頭蓋内動脈硬化に適用された既報のCFDモデルを対象とするシステマティック検索を行い、流体力学モデル作成の各段階に関して個別研究を解析するとともに、確立された心臓病学領域のCFDモデルと比較した。
  • スクリーニングされた38報のうち12報を最終解析に含め、心冠状動脈（冠動脈）と頭蓋内動脈硬化のCFDモデルでは、対象領域のセグメンテーション、時間依存（transient）モデルと定常（steady-state）モデルの使用、境界条件、流体力学方程式の解法、および検証手法に重要な相違があることが示された。
  • これらの差異は、モデル化過程における計算負荷と精度のトレードオフやモデルの不均一性を踏まえた将来研究の高優先度の探索領域であり、頭蓋内動脈硬化に対するCFDの標準化・改良に資する知見を提供する。

(050) Fujimura [18]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamic analysis of the initiation of cerebral aneurysms.

Soichiro Fujimura, Kazutoshi Tanaka, Hiroyuki Takao, Takuma Okudaira, Hirokazu Koseki, Akiko Hasebe, Takashi Suzuki, Yuya Uchiyama, Toshihiro Ishibashi, Katharina Otani, Kostadin Karagiozov, Koji Fukudome, Motoharu Hayakawa, Makoto Yamamoto, Yuichi Murayama

J Neurosurg, 2022 Aug 01

  • Keywords: cerebral aneurysm, computational fluid dynamics, de novo aneurysm, hemodynamics, vascular disorders

  • DOI: 10.3171/2021.8.JNS211452

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    • Cited by: 18
    • FWCI: 0.8714
    • Citation Percentile: 77.44

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の発生（initiation）における血流開始の計算流体力学的解析

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤の発生と血行動態学的因子との関係は、デノボ（de novo）動脈瘤が稀にしか観察されないため不明である。
  • 本研究では、動脈瘤形成前後に撮像された患者の血管造影画像を用い、動脈瘤発生に関連する血行動態学的因子をCFD（computational fluid dynamics）解析によって検討した。
  • 追跡検査により別血管に存在した既存の脳動脈瘤とは別個にデノボ動脈瘤を確認した10例について、動脈瘤形成前の画像から血管形状を再構築し、さらに動脈瘤のない34部位を対照例として、動脈壁に作用する血行動態パラメータを算出した結果、全デノボ例で動脈瘤発生部位は最大壁面せん断応力ダイバージェンス（WSSD）の点に一致し、発生部位に強い引張力が生じることが示唆された。
  • 加えて、デノボ例では圧力損失係数（PLc）が統計学的に有意に高かった（p < 0.01）ことから、分岐部アペックスへの血流の影響や、渦を伴う二次流れによって高い引張力および高い総圧力損失が動脈壁に作用し、引張力と総圧力損失の双方が大きい領域で動脈瘤発生が起こりやすい可能性があると結論づけた。

(051) Lee [18]

📕 書誌情報

Analysis of Morphological-Hemodynamic Risk Factors for Aneurysm Rupture Including a Newly Introduced Total Volume Ratio.

Ui Yun Lee, Hyo Sung Kwak

J Pers Med, 2021 Jul 29

💬 AI 翻訳タイトル

新たに導入した総体積比（TVR）を含む形態学的・血行動態学的リスク因子の動脈瘤破裂への寄与解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、≥7 mm大の脳動脈瘤に対して、新たに開発した総体積比（total volume ratio: TVR）を含む形態学的および血行動態学的因子が破裂リスク評価に有用であるかを検討することである。
  • 方法として、3次元回転脳血管撮影（3-dimensional rotational cerebral angiography）および計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）を用い、破裂群12例と未破裂群11例の計23個の≥7 mm動脈瘤を対象に解析を行った。
  • 形態学的10因子および血行動態学的11因子を質的・量的に比較したところ、破裂群と未破裂群の間で、形態学的因子（瘤口径、瘤口面積、アスペクト比、ボトルネック比）および血行動態学的因子（TVR、動脈瘤内最小壁面せん断応力、時間平均壁面せん断応力、振動性せん断指数、相対滞留時間、低壁面せん断応力面積、低壁面せん断応力面積の比）に統計学的有意差が認められた（p < 0.05）。
  • さらに単回帰分析により、形態学的因子であるアスペクト比と血行動態学的因子であるTVRの間に有意な相関が示された（r2 = 0.602、p = 0.001）；また、破裂動脈瘤では複雑で不安定な流れが観察され、≥7 mmの破裂動脈瘤においては高いアスペクト比、高いボトルネック比、複雑・不安定な流れ、低TVR、動脈瘤壁の壁面せん断応力、血行動態学的高い振動性せん断指数、高い相対抵抗時間、低壁面せん断応力面積、および低壁面せん断応力面積の比が破裂リスクを規定する重要因子であることが示唆された。

(052) Holmgren [17]

📕 書誌情報

Middle cerebral artery pressure laterality in patients with symptomatic ICA stenosis.

Madelene Holmgren, Karen-Helene Støverud, Laleh Zarrinkoob, Anders Wåhlin, Jan Malm, Anders Eklund

PLoS One, 2021

💬 AI 翻訳タイトル

症候性内頸動脈狭窄患者における中大脳動脈圧の左右差

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、症候性内頸動脈（ICA）狭窄によって脳灌流圧が低下し得ることを背景に、対側および同側の中大脳動脈（MCA）間に半球性の圧力左右差が存在するかを計算流体力学（CFD）により検討することである。
  • 方法として、症候性ICA狭窄患者28例を対象とし、4DフローMRIデータ（PC-VIPR）から流量を計測し、血管形状はCT血管造影により取得した。CFDでは患者個別の流量をすべての入口・出口境界に与え、CFDによりMCA圧左右差（ΔPMCA）を算出した。
  • 結果として、ΔPMCAは対側と同側の間で6.4±8.3 mmHgであり（p<0.001；中央値3.9 mmHg、範囲-1.3〜31.9 mmHg）、さらにΔPMCAは前方循環（ICA、近位MCA、近位前大脳動脈（ACA））の流量左右差（ΔQICAおよびΔQACA）とそれぞれ線形相関を示した（ΔQICA：r=0.85、p<0.001；ΔQACA：r=0.71、p<0.001）。一方で、ΔQMCAとの相関はより弱かった（r=0.47、p=0.011）。
  • 結論として、CFDにより得られるMCA圧の左右差は、症候性ICA狭窄患者における血行動態の障害の程度を評価し得る有望な生理学的バイオマーカーである。

(053) Zhang [17]

📕 書誌情報

Hemodynamics is associated with vessel wall remodeling in patients with middle cerebral artery stenosis.

Danfeng Zhang, Xinying Wu, Jie Tang, Peng Wang, Guo Zhong Chen, Xindao Yin

Eur Radiol, 2021 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

血行動態は中大脳動脈狭窄患者における血管壁リモデリングと関連する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、高解像度磁気共鳴画像（high-resolution MRI）および計算流体力学（CFD）に基づき、中大脳動脈（MCA）狭窄における血行動態と血管壁リモデリング（positive remodeling/negative remodeling）パターンの関連性を評価することである。
  • 最近の虚血性脳卒中または一過性脳虚血発作で、片側性の動脈硬化性MCA狭窄（50–99%）に起因するとされた連続40例を前向きに登録し、狭窄部のMCA血管壁について断面スキャンを実施した。
  • 血管壁パラメータ、急性梗塞の症例数、経壁透過（translesional）壁面せん断応力比（WSSR）、狭窄部の壁面せん断応力（WSSs）、経壁透過圧比（translesional pressure ratio）を算出し、血管壁パラメータと血行動態の群間差を比較したのち、血管壁パラメータと血行動態の相関を解析した。
  • その結果、40例中16例が陽性リモデリング（PR）、19例が陰性リモデリング（NR）、5例が非リモデリングであり、PR群は最狭窄部で内腔面積が小さく（p=0.004）、プラーク面積が大きい（p<0.001）ほか、正常壁インデックス（normal wall index）（p=0.004）、経壁透過WSSR（p=0.004）、狭窄部WSSs（p=0.023）が高かった。また、PR群ではプラーク増強所見が多く（12 vs 6, p=0.03）、PR群の急性脳卒中症例数はNR群より多かった（11 vs 4, p=0.01）。さらに、リモデリング・インデックス（r=0.376, p=0.026）およびプラーク面積（r=0.407, p=0.015）はそれぞれ経壁透過WSSRと正の相関を示したことから、血行動態は動脈硬化性プラークおよび血管壁リモデリングに関与し、血行動態指標が高い個体ほど脳卒中リスクが高い可能性が示唆された。

(054) Tong [17]

📕 書誌情報

Hemodynamic effects of size and location of basilar artery fenestrations associated to pathological implications.

Xinyu Tong, Jia Dong, Guojing Zhou, Xuyang Zhang, Ancong Wang, Zhi Ji, Liqun Jiao, Yuqian Mei, Duanduan Chen

Int J Numer Method Biomed Eng, 2021 Sep

💬 AI 翻訳タイトル

基底動脈のフェネストレーションのサイズおよび位置が血行動態に及ぼす影響と病理学的含意

💬 AI 要約

  • 本研究は、先天性の稀な血管異常であるフェネストレーションが血管疾患の病因および病理学的進展に果たす役割について未解明な点があることを背景に、基底動脈モデルにおいてフェネストレーションの種々のサイズと位置が血行動態へ及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
  • 計算流体力学（CFD）シミュレーションのために、正常な基底動脈モデルを基礎としてフェネストレーションのサイズと位置を変化させた複数の仮定モデルを作成し、同一の境界条件を適用したうえで、フェネストレーション部と分岐部における流れのパターンを包括的に解析した。
  • フェネストレーションの蛇行（tortuosity）によってフェネストレーション部の壁面せん断応力（WSS）の値が増加し、細長い狭い形状（narrow-strips）よりもほぼ円形のフェネストレーションで高いWSSが観察された。また、高い振動性せん断指標（OSI）および低い動脈瘤形成指標（AFI）は主として分岐部で生じ、乱流レベルの上昇と動脈瘤形成リスクの高さを示唆した。
  • フェネストレーションの位置は、分岐部に対する血流の作用力および血流の乱れ（disorder characteristics）を主に変化させ、フェネストレーションのサイズは、フェネストレーション部近位の内壁および分岐部におけるWSS分布を変化させた。総括すると、ほぼ円形のフェネストレーションは血管壁の不利なリモデリングを誘発し得るため、慎重に層別化（stratified）すべきである。

(055) 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

個別化したウィリス動脈輪（Circle of Willis; CoW）幾何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化パターンが高度に変動するため、主に計算流体力学（CFD）数値モデルと組み合わせた高確度な個別化血行動態予測が課題となる。本研究では、完全な4次元位相コントラスト磁気共鳴画像（4D phase-contrast magnetic resonance imaging; PC-MRI）データとCFDシミュレーションからなる数値モデルを統合するデータ同化（data assimilation; DA）アプローチを提案し、個別化されたCoWにおける過渡的な速度場推定を実現することを目的とする。
  • 方法として、DAにより4D PC-MRI由来の情報をCFDモデルに取り込み、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、個別化CoW幾何における3次元速度場の時間変化（transient state）推定を行った。
  • 定量的評価の結果、DAステップ後の速度場状態推定における不確実性は最大90%まで大幅に低減された。また、PC-MRIの空間分解能を下回る領域（例：後交通動脈）においても血管内の速度値が提示され、さらに壁面せん断応力（wall shear stress）分布の不確実性は、CFDモデル単独の場合と比較してDAにより因子2で低減された。
  • 以上より、本研究はDAを用いることで血管内流動に関する詳細情報を提供できること、ならびに統計的に整合した形で複数のデータソースを統合することで当該推定の不確実性を低減できる可能性を示した。

(056) Zhai [17]

📕 書誌情報

Risk Factors for Pericallosal Artery Aneurysm Rupture Based on Morphological Computer-Assisted Semiautomated Measurement and Hemodynamic Analysis.

Xiaodong Zhai, Jiewen Geng, Chengcheng Zhu, Jiaxing Yu, Chuanjie Li, Nan Jiang, Sishi Xiang, Gang Fang, Peng Hu, Hongqi Zhang

Front Neurosci, 2021

  • Keywords: hemodynamic analysis, intracranial aneurysm, morphology parameters, pericallosal artery aneurysm, risk of rupture

  • DOI: 10.3389/fnins.2021.759806

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 17
    • FWCI: 1.0876
    • Citation Percentile: 80.69

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💬 AI 翻訳タイトル

形態学的コンピュータ支援半自動計測（CASAM）および血行動態解析に基づく前縦連合動脈瘤（pericallosal artery aneurysm; PAA）破裂のリスク因子

💬 AI 要約

  • 本研究は、頻度は比較的低いものの破裂リスクが高い前縦連合動脈瘤（PAA）に対して、破裂のリスク因子に関する知見が乏しいことを背景として、形態学的および血行動態学的指標から破裂リスクを明らかにすることを目的とした。
  • 方法として、自施設の頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms; IAs）データベースからPAA患者を抽出し、ベースラインデータを収集したうえで、登録全症例に対して形態学的コンピュータ支援半自動計測（CASAM）により形態パラメータを計測した。
  • さらに、破裂例と未破裂例の血行動態の差異を評価するために計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）シミュレーションを実施し、単変量解析では、破裂PAAは未破裂PAAよりもアスペクト比（aspect ratio; AR）、平均正規化壁面せん断応力（mean normalized wall shear stress; NWSS）、および平均振動せん断指数（mean oscillatory shear index; OSI）が有意に高かった（いずれもP < 0.05）。
  • 多変量解析では、平均OSIがPAA破裂の独立したリスク因子であることが示され（OR = 6.45、95% CI 1.37-30.32、P = 0.018）、結論として破裂と未破裂のPAAには形態学的および血行動態学的相違が存在し、とりわけ高い平均OSIが破裂リスクと関連する可能性が示唆された。

(057) Yuan [17]

📕 書誌情報

Hemodynamic and Morphological Parameters of Ruptured Mirror Posterior Communicating Artery Aneurysms.

Jinlong Yuan, Chenlei Huang, Zhenbao Li, Xiaochun Jiang, Xintong Zhao, Degang Wu, Nianshen Lai, Jiaqiang Liu, Bingbing Zhang, Feiyun Qin, Dayong Xia, Xinggen Fang

Front Neurol, 2021

  • Keywords: computational fluid dynamic, hemodynamics, mirror aneurysms, morphological, posterior communicating artery

  • DOI: 10.3389/fneur.2021.653589

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    • Cited by: 17
    • FWCI: 1.0876
    • Citation Percentile: 80.54

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💬 AI 翻訳タイトル

破裂した対側（ミラ―）後交通動脈瘤の血行動態および形態学的パラメータ

💬 AI 要約

  • 目的：形態学的および血行動態的パラメータは頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）の破裂を予測し得る。実用的なモデルとして、片側が破裂し他方が未破裂である対側（ミラ―）IAの患者を用いるが、破裂した対側後交通動脈瘤（posterior communicating artery aneurysms: PComAAs）についての解析はあるものの、サンプルサイズが小さく、血行動態または形態のみを考慮した研究に限られていた。そこで本研究では、破裂した対側PComAAsに関連する形態学的および血行動態的パラメータを検討することを目的とした。
  • 方法：計72例の破裂した対側PComAAsを計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）により解析した。破裂した対側PComAAsを破裂群および未破裂群に分類し、14の形態学的パラメータと8の血行動態的パラメータを算出して比較した。さらに、有意なパラメータに対して多変量ロジスティック回帰分析を行い独立した危険因子を同定し、受信者動作特性（receiver operating characteristic: ROC）解析とROC下面積（AUC）により予測能と最適閾値を評価した。
  • 結果：破裂群と未破裂群では、正規化壁面せん断応力（normalized wall shear stress: NWSS）、平均WSS、低WSS領域（low wall shear WSS area: LSA%）、サイズ、アスペクト比（aspect ratio: AR）、サイズ比（size ratio: SR）、流入角（inflow angle: IA）の計4つの血行動態的パラメータおよび3つの形態学的パラメータが有意に異なっていた。多変量ロジスティック回帰分析では、AR、SR、NWSS、平均WSS、LSA%がいずれもPComAAsの破裂と有意に関連する独立因子であった。ROC解析では、独立因子に対するAUCがAR（0.751）、NWSS（0.755）、平均WSS（0.69）、LSA%（0.778）でいずれも概ね許容範囲にとどまり、SRのみが高い許容AUC（0.803）を示した。SRの閾値は1.96であった。
  • 結論：SR（>1.96）はIA破裂と最も強く関連するパラメータであり、一方でAR、NWSS、平均WSS、LSA%はそれぞれ独立してIA破裂の状態を特徴づけることが示された。

(058) Liu [16]

📕 書誌情報

Rebleeding of Ruptured Intracranial Aneurysm After Admission: A Multidimensional Nomogram Model to Risk Assessment.

Qingyuan Liu, Yi Yang, Junhua Yang, Maogui Li, Shuzhe Yang, Nuochuan Wang, Jun Wu, Pengjun Jiang, Shuo Wang

Front Aging Neurosci, 2021

  • Keywords: hemodynamics, morphology, multidimensional predicting model, rebleeding, ruptured intracranial aneurysms

  • DOI: 10.3389/fnagi.2021.692615

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 16
    • FWCI: 1.6314
    • Citation Percentile: 86.34

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💬 AI 翻訳タイトル

入院後の再出血を呈した破裂脳動脈瘤：リスク評価のための多次元ノモグラムモデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、くも膜下出血（脳動脈瘤破裂）後の入院時点以降に生じる再出血に関するリスク因子を明らかにし、臨床判断を支援するための予測モデルを構築することである。再出血は脳動脈瘤破裂後の死亡の主因であり、迅速な介入が予後不良を防ぎ得る一方、手術優先度や破裂後短期間の治療選択については合意が得られていない。
  • 2018年1月から2020年9月までに破裂脳動脈瘤（RIAs）で入院した患者を後ろ向きに検討し、2020年1月までに一次コホートと検証コホートに振り分けた。血行動態パラメータは計算流体力学（CFD）シミュレーションにより算出し、再出血のリスク因子同定にはCox回帰解析を用いた。
  • 一次コホートでは、安定群と再出血群の間で13のパラメータが有意に異なった。Cox回帰解析により、高血圧［hazard ratio（HR）2.54；P=0.044］、分岐部位（HR 1.95；P=0.013）、不整形（HR 4.22；P=0.002）、アスペクト比（HR 12.91；P＜0.001）、正規化平均壁面せん断応力（HR 0.16；P=0.002）、振動応力指数（oscillatory stress index, HR 1.14；P＜0.001）を入院後の再出血の独立リスク因子として同定した。
  • 独立リスク因子に基づきノモグラムモデルを構築し、受信者動作特性曲線下面積（AUC）で予測精度を評価した。臨床・形態・血行動態特徴を含むCMHノモグラムが最も高い予測精度（AUC=0.92）を示し、次いで臨床・形態特徴のみのCMノモグラム（AUC=0.83）、ELAPSSスコア（AUC=0.61）、PHASESスコア（AUC=0.54）であった。ノモグラムによる再出血確率の校正曲線は実測との一致が良好で、検証コホートにおいてもCMHノモグラムの識別能が他モデルより優れていた（AUC=0.93 vs 0.86, 0.71, 0.48）。本研究では、再出血リスクが高いRIAsを同定するためのCMHノモグラムおよびCMノモグラムの2つの予測モデルを提示した。

(059) Wiśniewski [16]

📕 書誌情報

Porous Media Computational Fluid Dynamics and the Role of the First Coil in the Embolization of Ruptured Intracranial Aneurysms.

Karol Wiśniewski, Bartłomiej Tomasik, Zbigniew Tyfa, Piotr Reorowicz, Ernest J Bobeff, Ludomir Stefańczyk, Bartłomiej J Posmyk, Krzysztof Jóźwik, Dariusz J Jaskólski

J Clin Med, 2021 Mar 24

💬 AI 翻訳タイトル

多孔質媒体CFD（計算流体力学）と、破裂脳動脈瘤のコイル塞栓術における最初のコイルの役割

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、コイル塞栓術で治療した破裂性頭蓋内動脈瘤における晩期再開通（late recanalization）の予測因子を同定することである。
  • 破裂性くも膜下出血患者66例を対象に、形態計測パラメータ、packing density、最初のコイル体積packing density（1st VPD）およびdigital subtraction angiography（DSA）における再開通率を含む統計解析を行い、その後、多孔質媒体モデリングに基づくCFDを実施して、コイル後の動脈瘤内血行動態を解析した。
  • 多変量解析の結果、1st VPDが晩期再開通率に影響することが示され（p < 0.001）、晩期再開通を認めない全症例で1st VPDの値は有意に高かった（p < 0.001）。さらに、univariate解析に基づくROC解析では、1st VPDに基づく晩期再開通予測モデルのAUCが0.94（95%CI: 0.86–1.00）で最重要予測因子であり（p < 0.001）、CFD解析により最適なcut-offは10.56%（感度0.722、特異度0.979）と確認された。
  • CFD結果は、VPDが10%を超えると動脈瘤壁の圧力および動脈瘤内腔における残存血流量（平均流速>0.01 m/sの血液体積）が漸近的に低下する傾向を示し、統計結果に基づくと1st VPDが高い（>10.56%）ことは、破裂性頭蓋内動脈瘤のコイル塞栓術における晩期再開通率の低下と関連した。著者らは、術中に容易に算出可能な予測指標を提示し、臨床成績の改善に資する可能性を示した。

(060) Veeturi [16]

📕 書誌情報

Aneurysm risk metrics and hemodynamics are associated with greater vessel wall enhancement in intracranial aneurysms.

Sricharan S Veeturi, Hamidreza Rajabzadeh-Oghaz, Nándor K Pintér, Muhammad Waqas, David M Hasan, Kenneth V Snyder, Adnan H Siddiqui, Vincent M Tutino

R Soc Open Sci, 2021 Nov

  • Keywords: cerebral aneurysm, computational fluid dynamics, hemodynamics, magnetic resonance imaging, vessel wall enhancement

  • DOI: 10.1098/rsos.211119

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    • Cited by: 16
    • FWCI: 1.4139
    • Citation Percentile: 84.42

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💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤リスク指標および血行動態は、頭蓋内動脈瘤における血管壁造影増強（VWE）の増大と関連する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、造影MRIにおける血管壁造影増強（vessel wall enhancement; VWE）が、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm; IA）のリスク層別化のためのバイオマーカーとなり得るかを検討し、VWE特徴とリスク指標・形態・血行動態との関連を明らかにすることである。
  • 方法として、未破裂動脈瘤41例について、MRアンギオグラフィからIA形状を再構築し、院内ツールを用いて動脈瘤表面における下垂体柄（pituitary stalk）正規化MRI強度をマッピングした。
  • 各症例に対し最大強度（CRstalk）とIAリスク（サイズおよび破裂類似度スコア; rupture resemblance score（RRS））を算出し、CRstalkとIAリスク指標（サイズ・RRS）ならびにRRSに含まれる各パラメータ（動脈瘤サイズ比（SR）、正規化壁面せん断応力（WSS）、振動せん断指標（oscillatory shear index））との関係を相関解析により評価した。
  • 結果として、CRstalkはサイズと強い相関（Pearson相関係数; PCC = 0.630）を示し、RRSとは中等度の相関（PCC = 0.472）を示して、VWEとIAリスクの関連が示唆された；さらにCRstalkは正規化WSSと弱い負の相関（PCC = -0.320）、SRと弱い正の相関（PCC = 0.390）を示した。局所のボクセルベース解析では、正規化WSSと造影MRI信号強度の間に弱い負の相関（PCC = -0.240）のみが認められ、低正規化WSSが増強関連の病態生物学を誘導するとしても、その効果は局所に限定されない可能性が示された。

(061) Rzepliński [16]

📕 書誌情報

Method of creating 3D models of small caliber cerebral arteries basing on anatomical specimens.

Radosław Rzepliński, Michał Tomaszewski, Mikołaj Sługocki, Krzysztof Karczewski, Paweł Krajewski, Tymon Skadorwa, Jerzy Małachowski, Bogdan Ciszek

J Biomech, 2021 Aug 26

  • Keywords: 3D models development, Cerebral circulation, Hemodynamics, Micro-CT, Perforating arteries

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2021.110590

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    • Cited by: 16
    • FWCI: 0.6685
    • Citation Percentile: 64.64

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💬 AI 翻訳タイトル

解剖学的標本に基づく微小径脳動脈の3次元モデル作製法

💬 AI 要約

  • 脳循環は血管病変およびそれに併発する血行力学的事故の主要部位であり、重篤な神経障害につながることが多い。本研究の目的は、最大の課題となっている空間分解能の不足により微小動脈枝（穿通枝；perforating branches）が3次元モデルで十分に可視化できないという問題を解決しうる、解剖学的標本とマイクロCT（micro-CT）に基づく3次元モデル作製手法を提示することにある。
  • 方法として、研究チームは新規手法を用い、造影媒体を用いて新鮮な脳幹部血管標本を灌流した後、産業用グレードのmicro-CT装置で撮像し、そのデータから、径0.1 mm未満の分枝を含む空間モデルを作成した。
  • 結果として、既存の手法では到達できなかった高い詳細度を有するモデルの作製が可能であり、従来は多くの研究で除外されてきた穿通枝（<1.0 mm）を含めて再現できることが示唆された。
  • 結論として、本手順は穿通枝を含むより高精細な脳血行力学研究を可能にし、脳循環にとどまらない血行力学的検討の新たな機会を拓く可能性がある。

(062) Misaki [15]

📕 書誌情報

Inflow Hemodynamics of Intracranial Aneurysms: A Comparison of Computational Fluid Dynamics and 4D Flow Magnetic Resonance Imaging.

Kouichi Misaki, Kazuya Futami, Takehiro Uno, Iku Nambu, Akifumi Yoshikawa, Tomoya Kamide, Mitsutoshi Nakada

J Stroke Cerebrovasc Dis, 2021 May

  • Keywords: 4D flow MRI, CFD, Flow pattern, Inflow dynamics, Inflow rate ratio, Intracranial aneurysm, Velocity ratio

  • DOI: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2021.105685

  • Article

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    • Cited by: 15
    • FWCI: 1.3051
    • Citation Percentile: 82.41

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の流入血行動態：計算流体力学と4次元フローマグネティックレゾナンスイメージングの比較

💬 AI 要約

  • 破裂および血管内治療後の再発に関連する頭蓋内動脈瘤の流入血行動態は重要であるが、流入血行動態評価における最適手法はいまだ確立されていないため、本研究は計算流体力学（CFD）解析と4次元フローマグネティックレゾナンスイメージング（4D flow MRI）による流入血行動態評価の有効性を比較することを目的とした。
  • 未破裂脳動脈瘤23例において、流入血行動態をCFDと4D flow MRIの両手法で評価し、流入ジェットパターン（視覚的分類）、流入流量比（動脈瘤口部での流入流量と近位の親血管内の流量の比）、ならびに速度比（流入速度と近位親血管内の速度の比）を算出した。
  • データの正規性はShapiro-Wilk検定で評価し、非正規分布の変数には対数変換を実施したうえで、Pearson相関分析およびカイ二乗検定により解析を行った結果、CFDと4D flow MRIで評価した流入ジェットパターンには有意な相関を認めた（p = 0.008）。
  • さらに、CFDと4D flow MRIで評価した流入流量比には強い相関（r = 0.801; p < 0.001）を認め、速度比にも中等度の相関（r = 0.559; p = 0.008）を認めたことから、CFD解析と4D flow MRIはいずれの指標（流入ジェットパターン、流入流量比、速度比）においても良好な一致を示すことが結論づけられた。

(063) Kimura [15]

📕 書誌情報

Newly Identified Hemodynamic Parameter to Predict Thin-Walled Regions of Unruptured Cerebral Aneurysms Using Computational Fluid Dynamics Analysis.

Hidehito Kimura, Susumu Osaki, Kosuke Hayashi, Masaaki Taniguchi, Yuichi Fujita, Takeshi Seta, Akio Tomiyama, Takashi Sasayama, Eiji Kohmura

World Neurosurg, 2021 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学解析により未破裂脳動脈瘤の薄壁領域（TIWR）を予測するための新規血行動態パラメータ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、未破裂脳動脈瘤の薄壁領域（thin-walled regions: TIWR）の破裂リスクを術中操作に関連づけて予測可能かどうかを検討し、とくに振動剪断指数（oscillatory shear index: OSI）がTIWRの予測に有用であるかを明らかにすることである。
  • 方法として、未破裂動脈瘤25例を後ろ向きに解析し、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）カラーマップの位置・方向を術中微細画像（micrographs）に一致するよう調整したうえで、動脈瘤壁の赤色領域をTIWRと定義した。
  • 結果として、TIWRに対応する領域の多くが低OSI（下四分位範囲）、高時間平均壁面せん断応力（time-averaged wall shear stress: TAWSS）、または高圧力（pressure: PS）（上四分位範囲）に該当する割合（match rate）は、それぞれ85.2%、37.0%、51.9%であった；さらにROC解析によりOSIが最も有効な血行動態パラメータ（AUC 0.881）であり、次いでTAWSS（0.798）であることが示された。
  • 結論として、多変量解析ではOSIがTIWRの有意な独立予測因子であった（オッズ比18.30［95%CI 3.2800–102.00］、P<0.001）ことから、OSIはTIWRのための固有の予測指標となり得ており、低OSIは脳動脈瘤のTIWRと強く対応する可能性が示唆された。

(064) Hossain [14]

📕 書誌情報

Image-based patient-specific flow simulations are consistent with stroke in pediatric cerebrovascular disease.

Shaolie S Hossain, Zbigniew Starosolski, Travis Sanders, Michael J Johnson, Michael C H Wu, Ming-Chen Hsu, Dianna M Milewicz, Ananth Annapragada

Biomech Model Mechanobiol, 2021 Dec

  • Keywords: Circle of Willis, Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Isogeometric analysis, Moyamoya disease, Wall shear rate

  • DOI: 10.1007/s10237-021-01495-9

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 14
    • FWCI: 1.5328
    • Citation Percentile: 82.66

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💬 AI 翻訳タイトル

画像に基づく患者固有の血流シミュレーションは、小児の脳血管疾患における脳卒中と整合的である

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、もやもや病（MMD）における対側脳卒中の発症リスクを、非侵襲的に予測可能とする患者固有の解析枠組みを構築することである。
  • 方法として、非侵襲的な術後画像データから再構築したウィリス動脈輪（CoW）モデルに対し、アイソジオメトリック解析（isogeometric analysis）枠組み内の非定常Navier–Stokesソルバを用いて血流をシミュレーションし、年齢・性別を一致させた対照被験者の結果と比較した。
  • 結果として、左側終末部の左前床突起上部動脈（terminal left supraclinoid artery）において壁面せん断ラ所率（wall shear rate; WSR）>60,000 s−1が計測され（凝固閾値5,000 s−1の約12倍、対照の9倍）、その位置はその後に生じた術後の左側脳卒中と一致した。
  • 結論として、CoW内の閉塞は対側の過度なWSRを引き起こし、それにより血栓塞栓性の虚血性イベントが生じうること、さらにWSRが将来の脳卒中の予測因子となり得ることが示唆された。

(065) Nada [14]

📕 書誌情報

Studying the effect of stent thickness and porosity on post-stent implantation hemodynamics.

Ayat Nada, Mohammed A Hassan, Mahmoud A Fakhr, Mohamed Tarek I El-Wakad

J Med Eng Technol, 2021 Jul

  • Keywords: Stent thickness and porosity; hemodynamics; cerebral aneurysm; computational fluid dynamics (CFD); thrombosis formation

  • DOI: 10.1080/03091902.2021.1912204

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 14
    • FWCI: 0.9803
    • Citation Percentile: 78.18

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💬 AI 翻訳タイトル

ステントの厚さおよび多孔度がステント留置後の血行動態に及ぼす影響の検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、ステント留置後の動脈瘤内血行動態を規定する重要因子であるステント厚さおよびステント多孔度（porosity）が及ぼす影響を評価することを目的とした。
  • 計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）を用いて、提案ステントおよび3種類の市販ステントに対する血行動態挙動（流速、圧力分布、時間平均壁面せん断応力［TAWSS］、振動性せん断指標［OSI］、ならびに相対滞留時間［relative residence time: RRT］の血流分布）を推定した。
  • 4つの条件を比較した結果、瘤内（sac）における速度の大きさは、薄いステントおよび低多孔度ステントで低下した；瘤壁におけるTAWSSは低多孔度ステントで線形に低下した；OSIおよびRRTは、厚いステントおよび高多孔度ステントで顕著に増加した。
  • 以上より、最小の厚さおよび多孔度を有するステントが、ステント血栓（post-stent thrombus）形成と治癒を促進するという点で最良の性能を示す一方、提案したより多孔質な設計は、市販ステントよりも高いRRTを有し、動脈瘤嚢内での血栓成長を促進することに寄与し得ると結論した。

(066) 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

破裂ハイリスクを同定しマネジメント判断を支援するためのデータ駆動モデル：破裂類似スコア（Rupture Resemblance Score）

💬 AI 要約

  • 目的：破裂脳動脈瘤（ruptured intracranial aneurysms：RIAs）には形態学的および血行動態学的に特徴的な所見があり、未破裂脳動脈瘤（unruptured intracranial aneurysms：UIAs）でもRIAsに類似した特徴を有する場合は破裂リスクが高い可能性がある。本研究は、UIA、特に小型UIAのような難治例に対して、破裂類似スコア（Rupture Resemblance Score：RRS）が臨床的意思決定の補助となり得るかを検討することを目的とした。
  • 方法：2018年9月から2019年6月にかけて、偶発的に同定されたUIAのうち毎週の多職種神経血管カンファレンスで議論された連続症例を後ろ向きに収集した。各症例について、患者の3D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、コンピュータ支援3D形態解析および計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）シミュレーションを実施したうえで、全UIAに対してRRSを算出し、カンファレンスでの治療方針と、未破裂脳動脈瘤治療スコア（UIATS：unruptured intracranial aneurysm treatment score）に基づく推奨とを比較した。
  • 結果：47例79個のUIAを解析対象とし、その90%は最大径7 mm未満であった。RRSの平均値（範囲0.0〜1.0）は0.24±0.31であった。カンファレンスでは79個中45個（57%）で治療が支持され、観察が支持された34個（43%）に比べてRRSが有意に高かった（治療：0.33±0.34、観察：0.11±0.19、p<0.001）。UIATSに基づく推奨は「観察」24個（30%）、「治療」21個（27%）、「非確定（not definitive）」34個（43%）であり、これら「非確定」症例はRRSによりRIAsへの類似度の層別化が行われた。
  • 結論：RRSは破裂の予測因子（rupture predictor）ではないものの、形態および血行動態の観点からUIAがRIAsにどの程度類似しているかをデータ駆動的に定量化するモデルである。UIATS推奨が「非確定」となる症例では、RRSが高リスクUIAの同定を支援する追加の層別化情報を提供し得ることが示され、RRSの臨床的有用性が実臨床の設定において補助的ツールとして提示された。

(067) 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およびCFDを用いた二相リアクタにおける気体の上昇表面速度の予測

💬 AI 要約

  • 本研究は、連続相（液相）領域における気泡（ガス）流れ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時間を低減し、工学的観点から有効な入力パラメータや運転条件がガスホールドアップ、熱・物質移動、流動様式（均一な気泡分布または非均一な気泡特性）に与える影響を明らかにすることを目的とした。
  • 手法として、本論文では、オイラリアン（Eulerian）手法に基づく単一粒径の計算（single-size calculation）に対し、機械学習を併用して連続液相中のガス流れ分布を推定し、さらに機械学習法として適応的ニューロ・ファジィ推論システム（ANFIS）を用いてCFDの知見を学習させ、その学習結果に基づいて流れを推定した。
  • 具体的には、気泡塔型リアクタ（BCR）全体において、各CFD節点ごとにガス速度および乱流渦消散率をANFISで学習し、人工的なBCRをANFIS法により予測することで、高コストな数値シミュレーションの代替となる“スマートリアクタ”を構築した。
  • 結果として、入力数は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（intelligence）”を示したこと、また、メンバーシップ関数（membership function）の設定は特に異なる入力条件で学習する場合に精度へ影響することが示された。さらに、乱流渦消散率についても、空気の上昇表面ガス速度に対して類似したモデルパターンでANFISにより予測可能であった。

(068) Bastir [13] ⭐

📕 書誌情報

Three-dimensional form and function of the nasal cavity and nasopharynx in humans and chimpanzees.

Markus Bastir, Daniel Sanz-Prieto, Manuel Burgos

Anat Rec (Hoboken), 2022 Aug

  • Keywords: 3D geometric morphometrics, airways, comparative functional anatomy, computational fluid mechanics, nasal cavity

  • DOI: 10.1002/ar.24790

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 13
    • FWCI: 4.2226 ⭐
    • Citation Percentile: 94.94 ⭐

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

ヒトおよびチンパンジーにおける鼻腔と鼻咽頭の三次元的形態と機能

💬 AI 要約

  • 本研究は、進化過程における顔面予後（prognathism）の縮小に伴う鼻形態の変化が、気流の調節（air-conditioning）に関して適応的に不利となったのではないか、という仮説を検証することを目的とした。
  • そのために、流入境界条件の改良を行った計算流体力学（CFD）モデルを構築するとともに、ヒト6例およびチンパンジー6例における気流の圧力・速度・温度変化をシミュレーションし、さらに10ヒトおよび10チンパンジーの3Dサイズと形状を評価するために3次元幾何学的形態計測（3D geometric morphometrics）で164のセミランドマークを解析した。
  • その結果、内部の3次元鼻気道に有意な相違が認められ、圧力・速度・温度についても種間で統計学的に有意な差が示された。
  • 一方で、温度交換に関わる形態由来の差は微小であり、適応的不利を支持しにくい可能性が示唆されたため、本研究は、（Australopithecus–Homo）遷移における頭蓋顔面の変化が脳の進化および顔面と鼻の統合的変化と関連し、気流のair-conditioningに関連する呼吸適応を維持するのに寄与した、という仮説をより支持する。

(069) Wu [13]

📕 書誌情報

Ophthalmic Artery Morphological and Hemodynamic Features in Acute Coronary Syndrome.

Lan-Ting Wu, Jia-Lin Wang, Yan-Ling Wang

Invest Ophthalmol Vis Sci, 2021 Nov 01

💬 AI 翻訳タイトル

急性冠症候群における眼動脈の形態学的および血行動態学的特徴

💬 AI 要約

  • 急性冠症候群（ACS）患者において眼動脈（OA）の形態学的・血行動態学的変化を検討することを目的とした。
  • この横断的観察研究ではACS患者31例と健常対照（HC）10例を対象とし、ACSはST上昇型心筋梗塞（STEMI; n=10）、非ST上昇型心筋梗塞（non-STEMI; n=10）、不安定狭心症（n=11）に層別化した。
  • OAの3次元（3D）モデルはCT血管造影（computed tomographic angiography）に基づいて再構築し、形態学的指標を定量化したうえで、計算流体力学（computational fluid dynamics）による数値シミュレーションで血行動態情報を取得したところ、血行動態シミュレーションではACS患者においてOA血流速度がHCと比較して有意に低下していた（中央値0.046 vs. 0.147 m/s; P<0.001）。一方、OAの形態学的データおよび同側内頸動脈に対するOAの質量流量比に有意差は認められず、ACS亜群とHCの間でも同様の傾向がみられた。
  • また、OA血流速度は体格指数（BMI）、腹囲、左室駆出率、ならびにトリアシルグリセロールと負の相関を示し、早期〜後期僧帽弁流入血流速度、NT-proBNP（N-terminal pro-brain natriuretic peptide）、血清クレアチニン、ならびにカリウムとは正の相関を示した。ACSでは初期OA血流速度が低く、ACS関連の臨床パラメータと関連していた。著者らの知る限り、本研究は3Dモデル再構築と血行動態シミュレーションを用いてACSにおけるOAの特性を解析した最初の報告であり、虚血性心疾患と眼科的所見の関連に関する新たな視点を提供するものである。

(070) Chen [13]

📕 書誌情報

Non-invasive assessment of intracranial wall shear stress using high-resolution magnetic resonance imaging in combination with computational fluid dynamics technique.

Yuwen Chen, Jia Liu, Mingli Li, Yannan Yu, Zhengzheng Yan, Wenshin Shiu, Bokai Wu, Zaiheng Cheng, Yao Meng, Yang Liu, Weizhuang Yuan, Zongmuyu Zhang, Weihai Xu

Fundam Res, 2022 Mar

  • Keywords: Atherosclerotic plaque, Computational fluid dynamics, High-resolution magnetic resonance imaging, Intracranial atherosclerosis, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.fmre.2021.09.019

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    • Cited by: 13
    • FWCI: 1.0205
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💬 AI 翻訳タイトル

高解像度磁気共鳴画像（MRI）と計算流体力学（CFD）技術の併用による頭蓋内壁面せん断応力（WSS）の非侵襲的評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）と頭蓋内プラークの関連に関するin vivo研究が不足していることを背景として、3次元高解像度MRIデータに基づく個別化WSS評価法の構築と、その臨床的関連の検討を目的とした。
  • 低度狭窄（<50%）のアテローム性動脈硬化を有する患者の中大脳動脈（MCA）と正常MCAのT1強調3次元高解像度MRI（3DT1 HR-MRI）データを用い、CFD（computational fluid dynamics）により3次元再構成WSSモデルを作成した。
  • CFDモデルをMRIへ投影と画像の解像度・厚みに基づく3次元レジストレーションで対応付けた後、血管壁の各側におけるWSSとプラーク位置の関係を解析したところ、正常MCAでは腹側-下方壁で背側-上方壁よりWSSが低く、またMCA屈曲部では内壁で外壁よりWSSが低かった（p < 0.001）。
  • アテローム性MCAでは同様に低WSS領域がプラーク形成部位で観察され、腹側-下方壁/背側-上方壁のWSS比および内壁/外壁のWSS比は正常MCAより低値であった（それぞれp = 0.002）。低WSSはMCAの動脈硬化形成に関連し、穿通枝動脈の開口部と解剖学的に反対側である腹側-下方壁、ならびに屈曲部内壁に主として生じたことから、動脈硬化形成における低WSS理論と整合的であり、検証研究を通じた適用が期待される新規手法である。

(071) Halabi [13]

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Neurological manifestations of polyarteritis nodosa: a tour of the neuroaxis by case series.

Cathra Halabi, Erika K Williams, Ramin A Morshed, Mauro Caffarelli, Christine Anastasiou, Tarik Tihan, Daniel Cooke, Adib A Abla, Christopher F Dowd, Vinil Shah, Sharon Chung, Megan B Richie

BMC Neurol, 2021 May 21

  • Keywords: Case series, Intracranial aneurysm, Multidisciplinary, Polyarteritis nodosa, Spinal artery aneurysm

  • DOI: 10.1186/s12883-021-02228-2

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💬 AI 翻訳タイトル

結節性多発動脈炎（PAN）の神経学的病態：症例集による神経軸（neuroaxis）の俯瞰

💬 AI 要約

  • 結節性多発動脈炎（polyarteritis nodosa: PAN）における中枢神経系（CNS）の多様な神経学的臨床像は、十分に認識されていない。本研究の目的は、PAN患者3例を通じて、古典的な多発単神経炎に加え、まれな脳・脊髄血管病変を含む神経系病理のスペクトラムを整理することである。
  • 方法として、PANと診断された3症例を後方視的に検討し、主に神経軸に沿った多様な神経学的・血管学的病態について症例記述を行った。
  • 結果として、症例1では多発単神経炎と特徴的な皮膚病変を認めた。症例2では、脊髄動脈瘤破裂に起因するクモ膜下出血様の急激な頭痛（thunderclap headache）と脊髄障害（myelopathy）を呈し、両症例は治療により寛解した。一方、症例3では、部分血栓化した頭蓋内動脈瘤に関連した頭痛および延髄症状を認め、その後は内臓動脈瘤に関連する全身症状へ移行し、治療で臨床的改善を示したが、その後フォローアップを失い、病状が増悪してホスピスケアに至った。
  • 結論として、PANの末梢性病変はよく知られている一方で、CNSの神経血管疾患との関連は相対的に過小評価されているため、神経学的疾患スペクトラムに対する臨床医の認識を高め、診断遅延を減らし、免疫抑制薬による迅速な診断と治療につなげる必要がある。

(072) Gao [13]

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Greater hemodynamic stresses initiated the anterior communicating artery aneurysm on the vascular bifurcation apex.

Bu-Lang Gao, Wei-Li Hao, Chun-Feng Ren, Cong-Hui Li, Ji-Wei Wang, Jian-Feng Liu

J Clin Neurosci, 2022 Feb

  • Keywords: Anterior communicating artery, Cerebral aneurysms, Computational fluid dynamics, Hemodynamic stresses, Vascular bifurcation

  • DOI: 10.1016/j.jocn.2021.12.005

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    • FWCI: 0.9788
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💬 AI 翻訳タイトル

前交通動脈（Acom）瘤は血管分岐部頂点において生じるより大きな血行力学的ストレスによって開始される

💬 AI 要約

  • 前交通動脈（Acom）瘤の形成に関連する血行力学的ストレスを，計算流体力学（CFD）解析により検討することを目的とした。
  • Acom瘤を有する20例および対照20例について，前大脳動脈（ACA）分岐の3次元形状を用い，総圧・動圧，壁面せん断応力（WSS），渦度，ならびにひずみ速度を含む血行力学的指標を評価した。
  • 分岐部の頂点へ直接流入する中心部では総圧が最大であった一方，そこから両方の娘枝へ向けて急速に低下した；WSS，動圧，渦度，およびひずみ速度は直接流入中心部で最小となるが，娘枝へ向けて急速に増加し両側の娘枝でピークに達した。
  • ACA分岐角はAcom瘤あり群で有意に大きく（P < 0.001），また瘤の多くはより小さい娘枝，もしくはA1セグメントとのなす角がより小さい娘枝へ偏位し，その部位では対側娘枝に比べて血行力学的ストレスが有意に高かった（P < 0.05）；さらに瘤形成後は，仮想的な瘤除去部位と比較して瘤ドーム上の血行力学的ストレスがいずれも有意に低下した（P < 0.001）。以上より，Acom瘤形成は局所的に異常に増強された血行力学的ストレスと密接に関連し，そのストレス低下に向かうことが示唆された。

(073) Fujimura [13]

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Hemodynamic Characteristics and Clinical Outcome for Intracranial Aneurysms Treated with the Derivo Embolization Device, a Novel Second-Generation Flow Diverter.

Soichiro Fujimura, Alex Brehm, Hiroyuki Takao, Yuya Uchiyama, Kostadin Karagiozov, Koji Fukudome, Makoto Yamamoto, Yuichi Murayama, Marios-Nikos Psychogios

World Neurosurg, 2022 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

Derivo塞栓デバイス（新規第二世代フローダイバータ）によって治療した頭蓋内動脈瘤における血行動態特性と臨床転帰

💬 AI 要約

  • 本研究は、第二世代のフローダイバータステントであるDerivo塞栓デバイスにより治療した動脈瘤において、血行動態特性が臨床転帰とどのように関連するかを、計算流体力学（CFD）を用いて検討することを目的とした。
  • 2017年から2019年にかけて2施設から後ろ向きにデータを収集し、Derivo塞栓デバイスで23例の患者における23個の動脈瘤を治療した; そのうち6例は術前コイル塞栓、適切でない血管形状、および複雑な幾何学形状のため除外され、17例でCFD解析を実施した。
  • ステント留置から6か月後にデジタルサブトラクション血管造影により動脈瘤閉塞をO'Kelly-Marottaグレーディングスケールで評価し、全閉塞は23例中17例（73.9%）で認められた; CFD解析可能な群では全閉塞13例および残存4例（O'Kelly-Marotta Cが1例、Bが1例、Aが2例）であった。
  • CFDの結果、動脈瘤を通過する血流に伴うエネルギー損失（エネルギー損失/体積）が、全閉塞例で術前および術後いずれにおいても有意に大きかった（P < 0.05）ほか、残存例では流入濃度インデックスが有意に高く、流入面積比が有意に低かった（P < 0.05）; したがって、動脈瘤通過に関連するエネルギー損失と動脈瘤への集中的な流入が、完全閉塞となるか残存となるかを規定する主要因であることが示唆された。

(074) Salimi Ashkezari [13]

📕 書誌情報

Prediction of bleb formation in intracranial aneurysms using machine learning models based on aneurysm hemodynamics, geometry, location, and patient population.

Seyedeh Fatemeh Salimi Ashkezari, Fernando Mut, Martin Slawski, Boyle Cheng, Alexander K Yu, Tim G White, Henry H Woo, Matthew J Koch, Sepideh Amin-Hanjani, Fady T Charbel, Behnam Rezai Jahromi, Mika Niemelä, Timo Koivisto, Juhana Frosen, Yasutaka Tobe, Spandan Maiti, Anne M Robertson, Juan R Cebral

J Neurointerv Surg, 2022 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

動脈瘤血流動態、形状、部位、および患者集団に基づく機械学習モデルによる頭蓋内動脈瘤のbleb形成予測

💬 AI 要約

  • blebの存在は頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms; IAs）の不安定性および脆弱性を示す既知の所見である。本研究の目的は、血流動態、形状、解剖学的位置、患者集団に基づいてIAsにおけるbleb形成を予測するモデルを開発し、その性能を評価することである。
  • 2395例のIAsから得た断面データ（1時点）を用いて、ランダムフォレスト、サポートベクターマシン、ロジスティック回帰、k近傍法、およびbaggingによりbleb形成モデルを学習した。動脈瘤の血流動態および幾何学的特徴は、画像ベースの計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）によって特徴量化した。さらに266例の別データセットを用いてモデル評価を行った。
  • モデル性能は、受信者動作特性（receiver operating characteristic; ROC）曲線下面積（AUC）、真陽性率（true positive rate; TPR）、偽陽性率（false positive rate; FPR）、適合率（precision）、およびバランス精度（balanced accuracy）により定量化した。最終モデルでは、血流動態、幾何、部位、複数性、形態パラメータ、ならびに患者集団を含む18変数が保持された。
  • 一般に、強く集中した流入ジャット、高速度、複雑で不安定な流れパターン、ならびに集中・振動的・不均一な壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）パターンが、より大きく、より細長く、より形状が歪んだ動脈瘤形状とともに、bleb形成と関連していた。検証セットで最良の性能はランダムフォレスト（AUC=0.82、TPR=91%、FPR=36%、誤分類誤差=27%）で得られ、bleb形成前の動脈瘤特性がblebを仮想的に除去した血管再構成から得られる特徴に類似するという前提のもとで、機械学習モデルはbleb発生リスクの高いIAsを良好な精度で同定し得る可能性が示された。縦断データによる追加検証が待たれるものの、本モデルはIAsが脆弱な状態へ進展し破裂する可能性の評価に有用となる可能性がある。

(075) 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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    • 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再開通は、高い振動性せん断指数（oscillatory shear index）と関連する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤、特に後交通動脈（Pcom）瘤において、血管内治療（EVT）後の再開通（recanalization）を規定する機序を、血行動態因子の観点から計算流体力学（CFD）により明らかにすることである。
  • 方法として、コイル塞栓術で治療したPcom瘤20例を対象とし、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たCFD解析を行った。コントラスト注入あり／なしで二重シノグラムを取得し、後者により前者を相補して真の血管内腔を得たのち、適応型Cartesianメッシングにより血管壁形状を構築した。
  • 結果として、12か月の中央値追跡期間中に7例（35%）で再開通が認められた。再開通群では、中央値の動脈瘤体積が有意に大きく、動脈瘤の高さおよびネック径が安定群より有意に大きかったが、Pcom分岐部における最大圧、最大WSS、またはOSIはいずれも両群間で有意差を示さなかった。
  • 結論として、再開通と統計学的に有意に関連した血行動態パラメータは、動脈瘤部位におけるOSIのみであり、動脈瘤部位のOSIが0.01増加するごとに再開通のオッズ比が1.19であったことから、高いOSIはPcom動脈瘤のコイル塞栓術後の再開通と関連することが示された。

(076) Ngo [12]

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Comparison of Hemodynamic Visualization in Cerebral Arteries: Can Magnetic Resonance Imaging Replace Computational Fluid Dynamics?

Minh Tri Ngo, Ui Yun Lee, Hojin Ha, Ning Jin, Gyung Ho Chung, Yeong Gon Kwak, Jinmu Jung, Hyo Sung Kwak

J Pers Med, 2021 Mar 30

  • Keywords: cerebral arteries, computational fluid dynamics (CFD), four-dimensional flow magnetic resonance imaging (4D flow MRI), hemodynamics visualization, signal intensity gradient from time-of-flight magnetic resonance angiography (TOF-MRA SIG)

  • DOI: 10.3390/jpm11040253

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    • Cited by: 12
    • FWCI: 1.1663
    • Citation Percentile: 79.00

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈における血行動態可視化の比較：磁気共鳴画像は計算流体力学を代替し得るか？

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、4次元フロー磁気共鳴画像（4D flow MRI）、time-of-flight磁気共鳴血管撮影（TOF-MRA）信号強度勾配（SIG）、および計算流体力学（CFD）を用いて、脳動脈の3次元血流特性と壁面せん断応力（WSS）を比較し、MRIがCFDの代替となり得るかを検討することである。
  • 方法として、平均年齢34.7±7.6歳の健常志願者16名を対象に主要脳動脈でTOF-MRAおよび4D flow MRIを実施し、得られた血流情報に対してCFD解析を併用するマルチモダリティアプローチを適用した。
  • 結果として、CFDおよび4D flow MRIにより得られた脳動脈の3次元血流パターンは概ね整合していた一方で、CFDは4D flow MRIよりもはるかに高い解像度を提供した；また、4D flow MRIで内頸動脈、中大脳動脈、前大脳動脈の血流量はそれぞれ3.8、2.5、1.2 mL/sであった。
  • 結論として、TOF-MRA SIGとCFD WSSは主要脳動脈において相対的にWSSが高い部位の位置関係で概ね整合したが、内頸動脈分岐部、前大脳動脈、および前交通動脈では両者の可視化が大きく異なり、4D flow MRI、TOF-MRA SIG、CFDはいずれも相補的な手法としてヒト脳動脈の血行動態に関する追加的洞察を与え得ることが示された。

(077) Cornelissen [12]

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Hemodynamic changes after intracranial aneurysm growth.

Bart M W Cornelissen, Eva L Leemans, Cornelis H Slump, René van den Berg, Henk A Marquering, Charles B L M Majoie

J Neurosurg, 2022 Jun 01

  • Keywords: aneurysm growth, computational fluid dynamics, hemodynamics, intracranial aneurysm, vascular disorders

  • DOI: 10.3171/2021.6.JNS204155

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    • FWCI: 0.9789
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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の増大に伴う血行動態の変化

💬 AI 要約

  • 無症候性（未破裂）の頭蓋内動脈瘤のリスク評価を精緻化するには、破裂へ至る機序を理解することが重要であるが、増大が血行動態特性にどのような影響を与えるかは不明である。
  • 本研究では、2012年から2016年の縦断的MRAにより動脈瘤の増大が観察された患者を対象として、ベースライン像とフォローアップ像から患者固有の血管モデルを構築し、その後計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）により動脈瘤内の血行動態指標を算出した。
  • 血行動態指標として正規化壁面せん断応力（normalized wall shear stress）、振動せん断指標（oscillatory shear index）、低せん断面積（low shear area）を用いて定量化し、ベースラインとフォローアップの差は対応のあるt検定で解析した結果、動脈瘤体積は平均追跡期間4年（範囲0.4–10.9年）で中央値26（IQR 9–39）mm3増加し、増大後に壁面せん断応力が有意に低下した。
  • その他の血行動態パラメータは有意な変化を示さなかったものの、ばらつきの大きい個体差（個々の動脈瘤間で大きく異なる変化）が観察されたことから、動脈瘤の増大後には血行動態特性が大きく変化しうるが、平均的には壁面せん断応力が低下する一方で、その変化は動脈瘤ごとに大きく異なることが示唆された。

(078) Zhang [12]

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Incomplete stent expansion in flow-diversion treatment affects aneurysmal haemodynamics: a quantitative comparison of treatments affected by different severities of malapposition occurring in different segments of the parent artery.

Mingzi Zhang, Yujie Li, Shin-Ichiro Sugiyama, David I Verrelli, Yasushi Matsumoto, Teiji Tominaga, Yi Qian, Simon Tupin, Hitomi Anzai, Makoto Ohta

Int J Numer Method Biomed Eng, 2021 Jul

  • Keywords: computational fluid dynamics, flow-diversion treatment, haemodynamics, intracranial aneurysm, stent malapposition

  • DOI: 10.1002/cnm.3465

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    • FWCI: 0.6536
    • Citation Percentile: 71.32

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💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーション治療におけるステント不完全拡張が動脈瘤血行動態に及ぼす影響：親血管の異なるセグメントにおいて生じるマルアポジション（不適合）の重症度の違いによって影響を受けた治療の定量的比較

💬 AI 要約

  • 不完全ステント拡張（Incomplete stent expansion; IncSE）は頭蓋内動脈瘤に対するフローダイバーション（flow-diversion; FD）治療で時に認められるが、その血行動態学的影響は未解決であるため、本研究はIncSEの重症度と発生部位が動脈瘤血行動態に与える影響を定量化することを目的とした。
  • in vivoでIncSEが確認された2症例を対象として解析し、より多様なIncSE状況を検討するために、ステントの近位・中央・遠位セグメントのそれぞれに重症度レベルの異なるIncSEをモデル化した結果、理想的なデプロイメントを含む計14の治療シナリオを構築した。
  • 14シナリオにおけるステントワイヤ（ストラット）配列を評価し、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）により動脈瘤血行動態を解決したところ、中央または遠位でIncSEが生じた場合に動脈瘤の血流低減性能が顕著に低下し、流入率（inflow rate; IR）およびエネルギー損失（energy loss; EL）の最大上昇はそれぞれ10%および15%であった。
  • この機序として、FDステント内に血流を維持するための抵抗増大により動脈瘤瘤腔への漏入が増加する可能性が示唆された一方、近位でのIncSEでは動脈瘤流入のわずかな減少がみられ、IRおよびELの最大追加低下はそれぞれ5%および8%であった；これは崩れたワイヤが優勢な親動脈血流を攪乱し、動脈瘤への流入の強度および方向を変化させたことによる可能性がある。したがって、IncSEの影響は発生部位により大きく異なり、治療前に個別化された患者固有のリスク評価を行うことの重要性が明らかとなった。

(079) Dilba [12]

📕 書誌情報

The Association Between Time-Varying Wall Shear Stress and the Development of Plaque Ulcerations in Carotid Arteries From the Plaque at Risk Study.

Kristine Dilba, Dianne H K van Dam-Nolen, Suze-Anne Korteland, Anja G van der Kolk, Mohamed Kassem, Daniel Bos, Peter J Koudstaal, Paul J Nederkoorn, Jeroen Hendrikse, M Eline Kooi, Frank J H Gijsen, Anton F W van der Steen, Aad van der Lugt, Jolanda J Wentzel

Front Cardiovasc Med, 2021

  • Keywords: MRI, atherosclerotic cardiovascular disease, carotid, computational fluid dynamics, risk, shear stress (fluid), ulceration

  • DOI: 10.3389/fcvm.2021.732646

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    • Cited by: 12
    • FWCI: 0.5831
    • Citation Percentile: 70.13

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💬 AI 翻訳タイトル

プラーク・リスク研究（Plaque at Risk Study）における時間変動する壁面せん断応力と頸動脈プラーク潰瘍形成との関連

💬 AI 要約

  • 背景および目的：せん断応力（WSS）は動脈硬化性疾患の病態生理に関与し、プラーク潰瘍に影響しうる。そこで本症例対照研究では、追跡期間中に新規潰瘍を発症した頸動脈プラークと、経過中に無症候のままであったプラークを、ベースラインにおける時間依存性の（振動）せん断応力パラメータへの曝露で比較した。
  • 方法：ベースラインおよび2年後に頸動脈CTAとMRIを施行した18例を対象とした。これらは新規潰瘍が生じた6例と、潰瘍群と同等のMRIに基づくプラーク特性を有する大規模コホートから選択された12例の対照群であった。（振動）WSS指標［時間平均WSS、振動せん断インデックス（OSI）、相対滞留時間（RRT）］を、頸動脈のMRIベース形状に対する計算流体力学（CFD）により算出し、潰瘍の有無（壁厚>2 mm）でMann-Whitney U検定、またプラーク内の潰瘍部位と非潰瘍部位間でWilcoxon符号付き順位検定により比較した。さらに潰瘍症例についてより詳細な解析を行い、線形およびロジスティック混合効果回帰モデルを用いて振動WSS指標の予測価値を評価した。
  • 結果：潰瘍群では最大WSS［9.9（6.6–18.5）vs 13.6（9.7–17.7）Pa、p=0.349］に差は認められなかった一方で、最大OSIは低値［0.04（0.01–0.10）vs 0.12（0.06–0.20）、p=0.019］、最大RRTも低値［1.25（0.78–2.03）Pa−1 vs 2.93（2.03–5.28）Pa−1、p=0.011］であった。潰瘍部位はプラーク内の最大WSSに常に一致するとは限らなかったが、潰瘍部位では非潰瘍部位と比べて平均WSSが高く、平均RRTとOSIが低かった。さらにWSS高値（WSS>4.3 Pa）およびRRT低値（RRT<0.25 Pa）は潰瘍化と関連し、それぞれオッズ比3.6［CI 2.1–6.3］および2.6［CI 1.54–4.44］を示し、壁厚で調整しても有意性が維持された。
  • 結論：本探索的研究では、潰瘍はプラーク内で最高のWSS、OSI、またはRRTに曝露された領域に必ずしも排他的に位置していなかった。しかし、壁厚で調整した後でも、高いWSSと低いRRTを示す領域は、プラーク内の潰瘍形成を有意に起こしやすいオッズを示した。

(080) Li [12]

📕 書誌情報

Haemodynamics in a patient-specific intracranial aneurysm according to experimental and numerical approaches: A comparison of PIV, CFD and PC-MRI.

Yujie Li, Yuuya Yoneyama, Haruo Isoda, Masaki Terada, Takafumi Kosugi, Takashi Kosugi, Mingzi Zhang, Makoto Ohta

Technol Health Care, 2021

  • Keywords: Comparison, computational fluid dynamics (CFD), haemodynamics, intracranial aneurysms, particle image velocimetry (PIV), phase-contrast magnetic resonance imaging (PC-MRI)

  • DOI: 10.3233/THC-202252

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    • Cited by: 12
    • FWCI: 0.2629
    • Citation Percentile: 60.07

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💬 AI 翻訳タイトル

実験的および数値的アプローチに基づく患者固有の頭蓋内動脈瘤における血行動態：PIV、CFDおよびPC-MRIの比較

💬 AI 要約

  • 計算流体力学（CFD）、粒子画像流速測定（PIV）、位相コントラスト磁気共鳴画像法（PC-MRI）といった流体力学解析手法により得られる血行動態の精度・再現性に影響する要因は十分に比較されておらず、またそれらの適用能力についても体系的な検討が乏しいため、本研究は患者固有の動脈瘤モデル内で各手法の血行動態評価を比較することを目的とした。
  • PIVおよびPC-MRI用にはin vitroのシリコーン動脈瘤モデルを作製し、同一形状を有するin silico動脈瘤モデルをCFD用に再構成したうえで、数値的および物理的に同一の流体モデルを準備し、動脈瘤の血行動態を解析するためにCFD、PIVおよびPC-MRIを実施した。
  • その結果、2次元速度ベクトルおよび速度の大きさについてはPIVとCFDの間で良好な一致が示され、また3次元の流れパターンについてはPC-MRIとCFDの間で良好な類似性が認められた。
  • これらの知見は、将来の血行動態研究におけるCFD技術の有用性を支持するものであり、加えて、初めてPC-MRIモデルと他手法の間に存在する形態学的な不整合が、局所的な流れパターンの計測に影響し得ることが明らかにされた。

(081) Zhai [11]

📕 書誌情報

Case Report: Dynamic Changes in Hemodynamics During the Formation and Progression of Intracranial Aneurysms.

Xiaodong Zhai, Yadong Wang, Gang Fang, Peng Hu, Hongqi Zhang, Chengcheng Zhu

Front Cardiovasc Med, 2021

  • Keywords: computational fluid dynamics, dynamic changes, hemodynamic analysis, intracranial aneurysms, natural history

  • DOI: 10.3389/fcvm.2021.775536

  • Article

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    • Cited by: 11
    • FWCI: 0.9908
    • Citation Percentile: 75.77

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💬 AI 翻訳タイトル

症例報告：頭蓋内動脈瘤の形成および進展に伴う血行動態の動的変化

💬 AI 要約

  • 動脈瘤性くも膜下出血（SAH）による甚大な転帰にもかかわらず，頭蓋内動脈瘤（IA）の形成，進展，および破裂の機序は複雑であり，いまだ十分には解明されていない。特にヒトにおける動脈瘤発生過程を連続的に観察することは現実的でなく，基盤機序の理解には課題がある。
  • 本研究では，実症例2例におけるIA発生から進展までの比較的完全な経過を報告し，そのうえで計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施して，血行動態の変化を評価し，IAの形成・進展・破裂に関与する機序を解析した。
  • CFDの結果から，IAの形成および進展は動的な過程であり，血行動態学的特性が継続的に変化しうることが示唆された。具体的には，高速度の流入ジャットの集中，渦構造を伴う流れ，きわめて高いWSS（wall shear stress），および非常に急峻なWSSG（WSSの時間または空間勾配）がIA形成と相関し，成長前の時期には複雑な多重渦流れが関与する可能性があることが示された。
  • さらに，IAの破裂は低WSS，極端な不安定性，ならびに流れのパターンの複雑性と関連している可能性が示唆された。医用画像に基づくCFD解析は経時的な血行動態条件を検討する機会を提供し，IAの形成・進展に関する理論的血行動態機序への独自の知見をもたらす一方，本研究は症例数が少ないため，結果は予備的かつ探索的として解釈されるべきである。

(082) Ishii [11]

📕 書誌情報

Hemodynamic and Morphologic Factors Related to Coil Compaction in Basilar Artery Tip Aneurysms.

Takumi Ishii, Soichiro Fujimura, Hiroyuki Takao, Yuya Uchiyama, Takuma Okudaira, Toshihiro Ishibashi, Katharina Otani, Kostadin Karagiozov, Koji Fukudome, Makoto Yamamoto, Yuichi Murayama

World Neurosurg, 2021 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

脳底動脈末端部動脈瘤におけるコイル圧密（compaction）に関連する血行動態および形態学的因子

💬 AI 要約

  • コイル圧密は脳動脈瘤の再開通（recanalization）の程度と直接関連するため、本研究の目的はコイル圧密に関連する血行動態学的および形態学的因子を明らかにすることである。
  • 血行動態は計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションにより評価し、5〜10 mmの未破裂脳底動脈末端部動脈瘤28例を対象とした；再開通の程度（degree of recanalization: DoR）は、コイルの変形によって生じた逸脱体積を定量化することで算出した。
  • 血行動態学的および形態学的因子のうち、複数の線形回帰によりDoRの予測因子を抽出したところ、動脈瘤頸部面積、コイル塞栓術直後に頸部表面で生成される最大圧力、および頸部表面における高圧部位が統計学的に有意にDoRを予測した（それぞれP < 0.001、P < 0.001、P = 0.004）。
  • DoRは、頸部面積が大きい場合、コイルで生成される圧力が高い場合、ならびに頸部表面の中心に高圧部位が近い場合に増大する傾向を示し、体積塞栓率（volume embolization ratio）は本研究の症例においてDoRと統計学的関連を示さなかった；以上より、頸部が広い動脈瘤、コイルで高圧が生じる条件、頸部中心部で高圧が卓越する条件ではコイル圧密が起こりうること、そしてDoRの設定がコイル塞栓術後の再開通予測に寄与しうることが示された。

(083) Chen [11]

📕 書誌情報

Hemodynamic analysis and implantation strategies of delayed intracranial aneurysm rupture after flow diverter treatment.

Shiyao Chen, Bin Bai, Nan Lv, Yunzhang Cheng, Bin Ji

Ann Transl Med, 2021 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーター治療後に遅れて生じる頭蓋内動脈瘤破裂の血行動態解析とインプラント戦略

💬 AI 要約

  • フローダイバーター（FD）治療後に遅れて生じる動脈瘤破裂は重篤な合併症であるが，その機序は十分に解明されていない。本研究の目的は，術後破裂に関与する血行動態学的因子を明らかにするとともに，異なるFDインプラント戦略が本合併症回避に及ぼす血行動態学的影響を評価することである。
  • 形態学的特徴が類似した内頸動脈（ICA）動脈瘤2例を選択し，いずれもFDで治療したが治療転帰は逆であった（症例1：FD治療後に破裂，症例2：回復）。設計したFD戦略は，戦略A（均一な30%金属被覆率；MCR），戦略B（遠位緻密化40%および近位30%MCR），戦略C（近位緻密化40%および遠位30%MCR）であり，仮想的なFD留置と計算流体力学（CFD）手法により，留置戦略を模擬して術後破裂に関連する血行動態を解析した。
  • FD留置後，動脈瘤内へ流入する血流の速度は低下したが（症例1：25.4%低下，症例2：30.6%低下），症例1では流入ジェットの衝突（inflow jet impingement）が依然として認められた。全体の壁面せん断応力（WSS）は両症例で同様に低下したものの，症例1では高WSS領域の減少がほとんど見られなかった。
  • 3つのFDインプラント戦略のうち，戦略Cは，最大の血流速度低減，より安定した流れパターン形成の傾向，総WSS低減率の最大化，高WSS領域の効果的な低減，および壁圧（wall pressure）の総体的低下を含む最良の血行動態学的効果を示した。血管内への流入速度低下が不十分で流入ジェット衝突が持続し，高WSS領域が消失せず，さらに動脈瘤壁への異常な圧力増加が生じることが，術後破裂およびICA動脈瘤からの出血の原因となり得ることが示唆された。加えて，FDを近位緻密化へ改善するほど血行動態学的効果が良好となり，FD治療後の遅発性動脈瘤破裂リスク低減につながる可能性がある。

(084) Narsinh [10]

📕 書誌情報

Combined Use of X-ray Angiography and Intraprocedural MRI Enables Tissue-based Decision Making Regarding Revascularization during Acute Ischemic Stroke Intervention.

Kazim H Narsinh, Bridget F Kilbride, Kerstin Mueller, Daniel Murph, Alexander Copelan, Jonathan Massachi, Jeffrey Vitt, Chung-Huan Sun, Himanshu Bhat, Matthew R Amans, Christopher F Dowd, Van V Halbach, Randall T Higashida, Terilyn Moore, Mark W Wilson, Daniel L Cooke, Steven W Hetts

Radiology, 2021 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

X線血管造影および術中MRIの併用により急性虚血性脳卒中介入中の血行再建（revascularization）に関する組織（tissue）ベースの意思決定を可能にする

💬 AI 要約

  • 本研究は、X線血管造影下で血管内機械的血栓除去を行う急性虚血性脳卒中患者において、ステントや抗血小板薬などの補助療法が周術期合併症リスクを高め得る一方で、それらの使用基準が明確ではないことから、MRIを用いた重要な意思決定支援の有用性を評価することを目的とした。
  • 2019年7月から2020年5月までに急性虚血性脳卒中に対する血管内治療を受けた連続症例を対象とした後ろ向き観察研究において、二平面（biplane）X線neuroangiographyと3.0-T MRIを同一スイートで併用した群と、X線血管造影のみの群を比較した；統計学的評価にはFisherの正確確率検定およびStudentのt検定を用い、脳組織の生存性は基準標準としてMRIで評価した。
  • 急性期介入47例のうち12例（中央値69歳、四分位範囲60–77歳、男性9例）ではX線血管造影＋MRIが行われ、残り35例（中央値80歳、四分位範囲68–86歳、男性22例）では血管造影のみが行われた；MRI所見は、(1)初回または追加の機械的血栓除去を行うか否か、(2)頭蓋内ステント留置の要否、(3)抗血栓薬または血圧薬の投与の有無という3様式において臨床的意思決定へ影響を与えた。
  • 本初期経験では、血管内急性期脳卒中治療において併用血管造影−MRIスイートの術中3.0-T MRIを組み込むことが実行可能であり、治療を継続してよいか、ステントを留置するか、抗血栓薬や血圧薬を投与すべきかといった意思決定を、リスクのある脳組織の生存性に基づいてリアルタイムに導くことができることが示された。

(085) Hugenroth [10]

📕 書誌情報

Optimizing cerebral perfusion and hemodynamics during cardiopulmonary bypass through cannula design combining in silico, in vitro and in vivo input.

Kristin Hugenroth, Ralf Borchardt, Philine Ritter, Sascha Groß-Hardt, Bart Meyns, Tom Verbelen, Ulrich Steinseifer, Tim A S Kaufmann, Ulrich M Engelmann

Sci Rep, 2021 Aug 18

💬 AI 翻訳タイトル

in silico、in vitro、およびin vivoの入力を組み合わせたカニューレ設計により、心肺バイパス中の脳灌流と血行動態を最適化すること

💬 AI 要約

  • 心肺バイパス（CPB）は心臓手術の標準技術であるが、塞栓（embolism）および/または脳灌流低下に起因する重篤な神経学的合併症（例：脳卒中）のリスクがある。本研究は、このリスクを低減しつつ脳灌流と血行動態を改善するための大動脈カニューレ試作設計を提示し、その有効性を複数手法で検証することを目的とした。
  • ヘリカル整流（helical outflow）とジェット分散（jet-splitting dispersion）チップを組み合わせた大動脈カニューレ試作（optiCAN）を設計し、in vivoでの脳灌流の回復効果を、さらに市販の湾曲チップカニューレと比較した。加えて、in vitroで圧力損失および溶血（hemolysis）関連指標を評価し、さらに代表的ヒト大動脈解剖に基づく計算流体力学（CFD）シミュレーションにより再現性を確認した。
  • in vivoの結果として、optiCANはCPB中に生理学的流量の97.5%まで脳灌流を回復し得たのに対し、市販の湾曲チップカニューレでは74.6%であった。in vitroでは、optiCANの圧力損失および溶血パラメータは影響を受けず、またCFDシミュレーションでも同様の傾向が再現的に確認された。
  • CFDに基づき、本研究はoptiCANが大動脈基部（aortic root）の洗い流し（washout）を改善し、その結果として血栓塞栓リスクを低減できることを初めて示した。さらに、プラーク増殖の増大領域と壁面せん断応力（WSS）の高い領域の相関から、プラーク放出リスクの高い大動脈内膜領域を同定した。これらの知見から、WSS高負荷領域を減少させつつ生理学的脳血流および良好な血行動態を維持する製造容易な別設計（opti2CAN）を提案し、CPB後の高リスク患者における神経学的合併症および脳卒中の発症頻度の低減につながるカニュレーション選択肢を提案した。

(086) 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

流体力学的解析によるA1分節の非対称性を有する前交通動脈瘤のコイル塞栓術後再発の予測

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、コイル表面に作用する圧力が前交通動脈瘤のコイル塞栓術後再発とどのように関連するかを明らかにすることである。
  • 方法として、ステントを使用せず、体積塞栓率20%以上でコイル塞栓術を施行した前交通動脈瘤患者のうち、MRAで近位の前交通動脈（A1）が片側のみ描出される症例を対象とし、3D-RAデータに基づいて瘤頸部を除去した仮想後コイルモデルを作成したのち、CFD解析により仮想コイル表面の最大圧とA1の平均圧との差を動圧で正規化して圧力差（PD）を算出した。
  • 結果として、10例中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）。またROC解析ではAUCが0.917となり、カットオフ値2.31により感度1.000、特異度0.833が得られた。
  • 結論として、非対称なA1を有する前交通動脈瘤においてPDはコイル塞栓術後再発の予測因子となり得ることから、CFD解析による脳動脈瘤塞栓術後再発の術前予測が可能である可能性が示された。

(087) 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

コイル塊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、コイル塞栓術後の瘤再発に対して、コイル塊表面の高い圧力差（pressure difference: PD）が強い予測因子となることが、実際のコイル平面を反映した後塞栓モデルに基づくPD計算でも成立するかを明らかにすることである。
  • 方法として、内頸動脈瘤50例（再開通7例、安定43例）を対象に、仮想後塞栓モデル（virtual post-coiling model: VM）と実後塞栓モデル（real post-coiling model: RM）という2種類の後塞栓CFDモデルを構築し、PDとその構成3パラメータの関係を両モデル間で比較しつつ、再発との関連を評価した。
  • 結果として、RMから算出したPDは再発群で安定群よりも有意に高く（p<0.001）、多変量解析ではRMにおけるPDが再発と有意に関連していた（p=0.02; オッズ比, 36.24）。さらに、ROC解析によりPDは再発を高精度に予測し（AUC=0.977、カットオフ値=3.08、感度100%、特異度97.7%）、VMとRMのいずれにおいても4つのパラメータはいずれも有意な相関を示した（p<0.001）。
  • 結論として、コイル塞栓術後の瘤再発予測にPDを用いることは臨床的に有意義である可能性が示された。

(088) Hadad [10]

📕 書誌情報

Evaluation of Outcome Prediction of Flow Diversion for Intracranial Aneurysms.

S Hadad, F Mut, R Kadirvel, Y-H Ding, D Kallmes, J R Cebral

AJNR Am J Neuroradiol, 2021 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤に対するフローダイバータ治療の転帰予測の評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、フローダイバータデバイス治療後に速やかに閉塞する動脈瘤と、開存が持続する動脈瘤を同定し予測することの重要性に基づき、コンピュテーショナル・フルード・ダイナミクス（CFD）モデルにより転帰予測が可能かを評価することを目的とした。
  • エラスターゼ（elastase）ウサギ動脈瘤モデルに作製した13個の動脈瘤にフローダイバータを留置し、8週間のフォローアップで血管造影により転帰を評価した後、治療前の3次元回転血管造影（3D rotational angiograms）とドプラ超音波による血流速度計測からCFDモデルを構築した。
  • 留置後の動脈瘤への平均流入率および平均流速を用いて、実際の血管造影転帰に盲検化された状態で閉塞を前向きに予測し、両変数がそれぞれの閾値を下回る場合は速やかな閉塞、いずれか1つでも閾値を上回る場合は緩徐または不完全閉塞を予測したところ、対象13個中8個が8週間で不完全閉塞、5個が完全閉塞であった。
  • 血管造影転帰と一致したCFDに基づく予測は計10件で、77%の精度、80%の感度、75%の特異度を示し、留置後の平均速度単独でも流入率と流速の組合せと同等の予測能力が得られたことから、フローダイバータ留置直後の主観的（subject-specific）な血行動態条件を反映した実験動脈瘤に対するCFDモデルは、完全閉塞と不完全閉塞の双方を合理的な精度で前向きに予測し得ることが示された。

(089) Alho [9]

📕 書誌情報

Use of computational fluid dynamics for 3D fiber tract visualization on human high-thickness histological slices: histological mesh tractography.

Eduardo Joaquim Lopes Alho, Erich T Fonoff, Ana Tereza Di Lorenzo Alho, József Nagy, Helmut Heinsen

Brain Struct Funct, 2021 Mar

  • Keywords: Dentato-rubral tract, Diffusion tensor imaging, Histology, Human brain, Tractography, White matter

  • DOI: 10.1007/s00429-020-02187-3

  • Article

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    • Cited by: 9
    • FWCI: 0.9748
    • Citation Percentile: 74.15

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💬 AI 翻訳タイトル

高厚度ヒストロジー切片における3D線維トラクト可視化のための計算流体力学の利用：ヒストロジカル・メッシュ・トラクトグラフィー

💬 AI 要約

  • 線維束と皮質下核との複雑な三次元的関係を理解することは容易ではなく、特に機能的神経外科領域においてその解明は極めて重要である。本研究は、in vivoおよび死後の線維トラクト可視化手法の限界を補うために、高厚度ヒストロジーとdark field（暗視野）画像を用いた新規可視化技術の実装を目的とした。
  • 死後ヒト脳を頭蓋除去前にMRI撮像し、先行して報告された手順に従って組織学的に処理した後、430 µmの厚さで連続切片を作製した。高解像度の暗視野画像から構造の輪郭をセグメンテーションし、その輪郭を基盤として3D構造化メッシュを構築したうえで、有限体積法（FVM）による水の流れの計算流体力学シミュレーションを行い、幾何学形状を表すストリームラインを生成した。
  • オープンソースの計算流体力学ソフトウェアを用いてシミュレーションを実施し、その結果として、セグメンテーションした前交連、左内包の前方脚、左鉤状線維束、および歯状核-赤核（dentato-rubral）トラクトに対して、現実的な三次元的印象を得た。
  • 得られた結果は、臨床所見、拡散MRI、ならびに解剖学的切り出し（anatomical dissection）法による知見と整合していた。

(090) Uno [9]

📕 書誌情報

Hemodynamic factor evaluation using computational fluid dynamics analysis for de novo bleb formation in unruptured intracranial aneurysms.

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

Neurol Sci, 2022 Mar

  • Keywords: Computational fluid dynamics, De novo bleb formation, Hemodynamic factors, Intracranial aneurysms, Pressure, Wall shear stress

  • DOI: 10.1007/s10072-021-05482-x

  • Article

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    • Cited by: 9
    • FWCI: 0.5438
    • Citation Percentile: 69.26

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💬 AI 翻訳タイトル

非破裂性頭蓋内動脈瘤におけるde novo瘤（bleb）形成のための計算流体力学解析による血行動態因子の評価

💬 AI 要約

  • bleb形成は頭蓋内動脈瘤の破裂リスクを増大させるものの、既報の計算流体力学（CFD）研究では、prebleb動脈瘤モデルの形態差やde novo bleb形成を来す動脈瘤数の少なさのため、頑健な因果的血行動態因子を同定できていない。
  • 本研究は、動脈瘤モデルの違いが血行動態に与える影響を検討し、de novo bleb形成の因果的血行動態因子を同定することを目的とした。
  • CFD解析では、de novo bleb形成を来した2つの非破裂性動脈瘤について、実際のprebleb、postbleb、および仮想preblebモデルの3モデルを用いた。さらに本研究では新たなmultipoint法を導入し、実際のpreblebモデルの動脈瘤表面に0.5 mm間隔で点を均等配置（各動脈瘤146点および152点）し、bleb形成部位と非形成部位の点（それぞれ19点および279点）における血行動態を統計学的に比較した。
  • 視覚的には、実際および仮想preblebモデルにおいて、同様の血行動態特性を示す動脈瘤表面領域でblebが形成された。multipoint法による統計解析により、de novo bleb形成領域は高圧（p < 0.001）、低い壁面せん断応力（WSS）（p < 0.001）、および発散WSSベクトルの中心（p = 0.025）と有意に相関することが示された。したがって、頭蓋内動脈瘤におけるde novo bleb形成は、高圧・低WSS・発散WSSベクトル中心の組合せに関連する領域で起こり得ることが示唆され、multipoint法は動脈瘤症例数が限られる状況において血行動態の統計解析に有用である。

(091) Leng [8]

📕 書誌情報

Hemodynamic effects of intracranial aneurysms from stent-induced straightening of parent vessels by stent-assisted coiling embolization.

Xiaochang Leng, Hailin Wan, Gaohui Li, Yeqing Jiang, Lei Huang, Adnan H Siddiqui, Xiaolong Zhang, Jianping Xiang

Interv Neuroradiol, 2021 Apr

  • Keywords: Intracranial aneurysm, computational fluid dynamics, finite element analysis, hemodynamics, stent-assisted coiling embolization, straightening

  • DOI: 10.1177/1591019921995334

  • Article

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    • Cited by: 8
    • FWCI: 0.8701
    • Citation Percentile: 76.03

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💬 AI 翻訳タイトル

ステント支援下コイル塞栓術（SACE）による母血管のステント誘導性直線化が脳動脈瘤の血行動態に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、ステント支援下コイル塞栓術（SACE）におけるステント誘導性の母血管直線化が、脳動脈瘤の血行動態に与える修飾効果を明らかにすることを目的とした。
  • 有限要素法により、SACEが施された遠位分岐部動脈瘤モデルについて、術前状態（直線化なし：NS）および術後状態（直線化あり：S）それぞれでステント展開とコイル留置を行い、合計8モデル（NSのみ、NS+ステント、NS+コイル、NS+ステント+コイル、Sのみ、S+ステント、S+コイル、S+ステント+コイル）を構築した。
  • その後、計算流体力学（CFD）解析を用いて、動脈瘤内の流速、等速線（isovelocity surface）、および壁面せん断応力（WSS）について定性的および定量的に評価したところ、Sモデルでは対応するNSモデルよりも流れが低減していた。
  • コイルはNSモデルおよびSモデルのいずれにおいても動脈瘤内腔への流入の大部分を遮断したが、コイル単独よりもステント誘導性直線化の方が高い動脈瘤内流量（high aneurysmal flow volume）の低減により強く寄与し、一方でステントは流量低減に対して有害な影響を生じ得ることが示された。さらに、直線化の有無を基準（NSのみ＝100%）とした場合の動脈瘤内平均流速およびWSSの変化から、直線化とコイル塞栓の組合せが血行動態修飾において最良の性能を示し、再発率低減の可能性が示唆された。

(092) Chivukula [8]

📕 書誌情報

Lagrangian Trajectory Simulation of Platelets and Synchrotron Microtomography Augment Hemodynamic Analysis of Intracranial Aneurysms Treated With Embolic Coils.

Venkat Keshav Chivukula, Laurel Marsh, Fanette Chassagne, Michael C Barbour, Cory M Kelly, Samuel Levy, Christian Geindreau, Sabine Rolland du Roscoat, Louis J Kim, Michael R Levitt, Alberto Aliseda

J Biomech Eng, 2021 Jul 01

💬 AI 翻訳タイトル

塞栓コイル治療を受けた頭蓋内動脈瘤における血行動態解析の高度化：血小板のラグランジュ軌跡シミュレーションとシンクロトロン・マイクロトモグラフィの併用

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤に対する血管内治療の頻度が増加する中、コイル塞栓による治療不全の機序を理解する必要性が高まっているが、既存のCFD（computational fluid dynamics）ではコイルを均質な多孔質媒体（porous medium: PM）として単純化し、血管壁内皮側の条件に主に焦点が当てられているため、血小板の生体力学的環境が考慮されず予測精度が制限されていることを背景に、本研究はその限界を克服することを目的とした。
  • 本研究では、コイルのX線マイクロトモグラフィ画像に基づく解析と、ラグランジュ（血小板）およびオイラー（内皮）に対応する評価指標の組合せにより、4症例の患者固有・解剖学的に正確な動脈瘤インビトロ流れファントムに対して、同一の患者固有エンドバスキュラーコイルを用いた処理を行い、コイル塊の形態をシンクロトロン・トモグラフィで取得した上で、コイル前後の動脈瘤血行動態を患者固有の速度・圧力計測に基づく計算機シミュレーションとして実施した。
  • 各患者について、複数の心周期にわたり数千個の血小板の軌跡を追跡し、血栓形成に関連する滞留時間（residence time: RT）およびせん断曝露指標を算出した。また、コイルを分解して表現する（coil-resolved: CR）シミュレーションと比較することで、PMアプローチが主要血行動態指標を過小評価または過大評価し得る不整合を定量化した。
  • 最終的に、血小板RTおよびせん断応力履歴（shear stress history: SH）の収束した統計により動脈瘤血行動態を包括的に特徴づけ、内皮に対する従来の血管壁せん断応力（wall shear stress: WSS）に加えてLagrangianの血小板指標を導入することで、コイル被覆動脈瘤に対するCFD予測の改善と、臨床的な計算血行動態の理解・翻訳（clinical translation）への可能性を高めることを示した。

(093) Zhang [8]

📕 書誌情報

Association Between Aneurysmal Haemodynamics and Device Microstructural Characteristics After Flow-Diversion Treatments With Dual Stents of Different Sizes: A Numerical Study.

Mingzi Zhang, Simon Tupin, Yujie Li, Makoto Ohta

Front Physiol, 2021

  • Keywords: computational fluid dynamics, device sizing effect, dual-stent treatment, flow-diverting stent, intracranial aneurysm

  • DOI: 10.3389/fphys.2021.663668

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    • Cited by: 8
    • FWCI: 0.6526
    • Citation Percentile: 71.59

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💬 AI 翻訳タイトル

異なるサイズの二重ステントを用いたフローダイバータ治療後におけるデバイス微細構造特性と動脈瘤血行動態の関連：数値研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバータステントによる頭蓋内動脈瘤治療において2つ目のデバイスを追加する場合に、最終的なステント微細構造および治療後の動脈瘤血行動態に対するデバイスサイズ（シジング）の影響を定量化することである。
  • 側壁型ICA（internal carotid artery）動脈瘤の15形状を対象とし、仮想ステント留置により各動脈瘤について単一ステント留置と二重ステント留置の両シナリオを設定したうえで、各ステントを2種類のサイズのいずれかとして規定し、合計90治療シナリオを作成した。
  • 二重ステント留置は、未治療条件と比較して動脈瘤流入率（inflow rate: IR）およびエネルギー損失（energy loss: EL）をそれぞれ14±11%（p = 0.001）および9±12%（p = 0.056）低下させた一方、最初に留置したステントのシジング効果が最も大きく、最終IR低下で6.9%、EL低下で11.1%の差を示し、後から留置したステント由来のシジング効果は小さかった（≤2.1%）。
  • 微細構造パラメータのうち、ステント孔径の変化のみが治療後血行動態の低下と強い相関を示し、IR低下（r = 0.50, p < 0.001）および圧力損失（pressure drop: r = 0.63, p < 0.001）の両面で関連が認められたことから、二重ステント治療後の最終的血行動態は最初に留置するステントのサイズに大きく左右され、動脈瘤口側におけるステントワイヤの平均孔径はフローダイバータ治療の有効性を予測する指標となる可能性が示唆された。

(094) 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

脳動脈瘤の発生から大型化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に関与する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血流（flow）の性状変化は十分に解明されていない。本研究は、動脈瘤の初期発生から大きく拡大した後期段階に至るまでの動脈瘤内血行動態環境の変化を解析することを目的とした。
  • 画像ベースの計算流体力学（CFD: image based computational fluid dynamics）を用い、4部位に存在する合計88例の動脈瘤を対象として解析を行った。さらに、動脈瘤形状について3つの初期段階を表す合成シークエンスを作成し、動脈瘤嚢（sac）のみを縮小する場合と、動脈瘤嚢に加えて頸部（neck）も同時に縮小する場合の2つの進展モードを設定した。
  • 進展に伴って、流入率（inflow rate）は成長する頸部シークエンスで増加し、固定頸部シークエンスでは減少した。流入ジェットは両シークエンスでより集中化し、平均動脈瘤内流速および壁面せん断応力（wall shear stress）は両者で低下したが、頸部が固定された場合の方が低下の度合いが速かった。
  • さらに、動脈瘤内の流れは両シークエンスでより複雑化し、より不安定となった。壁面せん断応力分布はより振動的（oscillatory）になり、低い壁面せん断応力を示す領域（area under low wall shear stress）は両シークエンスで増大した。固定頸部と成長する頸部では血行動態の進化が異なり、観察された傾向は、固定頸部動脈瘤が成長する頸部動脈瘤よりも速く「安定した動脈瘤」に特徴的な流れの環境へ移行する可能性がある一方で、成長する頸部動脈瘤ではより不利な（disfavorable）環境へ進展し得ることを示唆した。

(095) 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って得られる形態計測の信頼性および精度の評価：脳血管造影（CT）計測との相対的検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、（VMTKlab version 1.6.1を用いて）CT血管造影（CTA）画像から動脈瘤および血管を三次元再構成した際に得られる形態計測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）由来の計測との一致度を検討することである。
  • 方法として、動脈瘤性くも膜下出血（aSAH）を呈した40症例を対象とし、動脈瘤形態の主要4指標（絶対高；サイズ、頸部；最大頸部幅、垂直高、最大幅）を解析した。CTA画像をソフトウェアに取り込み、動脈瘤を再構成するためにセグメンテーションを行い、前治療時の脳血管造影に対する現行のゴールドスタンダードである3D再構成と比較した。
  • 一致度の評価には級内相関係数（ICC）およびBland-Altmanプロット解析を用い、絶対高、頸部、垂直高、最大幅におけるICCはそれぞれ0.85、0.57、0.85、0.89であった。これらは頸部を除いて概ね良好な一致を示し、頸部では中等度の一致にとどまった。
  • Bland-Altmanプロットでは、絶対高、垂直高、最大幅における差の平均は有意ではなく良好な一致を示した一方、頸部では差が有意であった。以上より、VMTKlabが算出する値は主要4指標のうち3つで脳血管造影と良好に一致し、頸部径の不一致（特に血管造影に基づく従来の輪郭抽出による過小評価）は先行報告と整合的であると結論づけられた。

(096) Yankova [7]

📕 書誌情報

Cerebral arterial architectonics and CFD simulation in mice with type 1 diabetes mellitus of different duration.

Galina Yankova, Darya Tur, Daniil Parshin, Alexander Cherevko, Andrey Akulov

Sci Rep, 2021 Feb 17

💬 AI 翻訳タイトル

糖尿病発症期間の異なる1型糖尿病モデルマウスにおける脳動脈のアーキテクトニクスとCFDシミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究は、1型糖尿病が脳血管障害の発症に与える影響を背景として、疾患期間に伴う脳血管系の変化を明らかにすることを目的とした。
  • NOD.CB17 Prkdcscidマウスを用い、1型糖尿病の発症期間の異なる薬理学的モデルを構築した上で、磁気共鳴血管撮影（magnetic resonance angiography）に基づく定常および過渡CFD（computational fluid dynamics）血流モデリングの2つの統合アプローチを実施した。
  • その結果、疾患の進行に伴い、脳の大血管におけるアーキテクトニクスおよび血行動態が1型糖尿病の影響を受けることを同定し、特に発症後2か月の個体では、ウィリス動脈輪（circle of Willis）における血管間角度および血管断面積、ならびに血行動態（最大血流量、油圧抵抗）に統計学的に有意な変化を初めて検出した。これらの変化は、脳血流の非対称性の発達として現れた。
  • 以上より、本研究は糖尿病が脳循環に及ぼす負の影響を示すとともに、CFDモデリングの有用性（practicability）を支持し、薬理学的ならびに前臨床研究において幅広い関心を喚起し得ることを示唆した。

(097) Iskander [7]

📕 書誌情報

The Rheology of the Carotid Sinus: A Path Toward Bioinspired Intervention.

Andrew Iskander, Coskun Bilgi, Rotem Naftalovich, Ilker Hacihaliloglu, Tolga Berkman, Daniel Naftalovich, Niema Pahlevan

Front Bioeng Biotechnol, 2021

💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈洞のレオロジー：バイオインスパイアード介入への道筋

💬 AI 要約

  • 本研究は、血液粘度と多臓器の病態との関連はよく知られている一方で、身体が適切な血液粘度をどのように計測・維持しているかは十分に記述されていない点に着目し、頸動脈洞がこの計測に資する可能性を示すことを目的とした。
  • 方法として、頸動脈洞における血流の挙動を対象に、過去30年間に進展してきた計算流体力学（CFD）シミュレーションの知見を統合的に位置づけ、血圧などの従来の心血管機能指標の変化に伴う頸動脈洞内のより微細な流動変化を検討した。
  • その結果、頸動脈洞に特有な流れのパターンが、血液粘度を推定・リアルタイム計測するための流量データの伝達（transduce）に適した計測部位となり得ることが示唆された。
  • さらに、頸動脈洞血管壁におけるPIEZO受容体ファミリーの最近の特性評価は、このような機能化の生物学的基盤を与える可能性があり、頸動脈洞領域に特有な血液レオロジーや心血管パフォーマンスに関する他のバイオマーカーと組み合わせることで、血流を操作・最適化し得る新しいバイオインスパイアード設計の機会を提案する。

(098) 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

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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

モヤモヤ病における血行再建術では、術前に推定したグラフト血流量が血行動態の改善に寄与する

💬 AI 要約

  • モヤモヤ病に対する浅側頭動脈（STA）—中大脳動脈（MCA）バイパス術は有効な治療であり、術後に血行動態パラメータが改善することが報告されているが、グラフトの術前解剖学的構造の観点から血行動態変化を検討した報告はない。
  • 本研究では、画像ベースの計算流体力学（CFD）解析により術前に推定したグラフト血流の量と、血行再建後急性期における血行動態変化との関連を評価した。
  • CTアンギオグラフィ（CT angiography）画像データに基づくCFD解析により、MCAへ吻合されるSTA分枝の血流、すなわち流量（FR）を算出し、CT灌流（CT perfusion）で得られる急性期の血行動態変化との相関を検討したところ、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、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は年齢および起始から分岐までのSTA径と強く相関し、画像ベースCFD解析により術前推定したグラフトFRが血行再建後の平均通過時間の改善に寄与した可能性が示された; STA径が術後急性期血行動態変化（脳過灌流など）の重要な因子となり得るため、リスク評価により手術成績の向上が期待される。

(099) Bouhrira [7]

📕 書誌情報

Implementation and characterization of a physiologically relevant flow waveform in a 3D microfluidic model of the blood-brain barrier.

Nesrine Bouhrira, Brandon J DeOre, Peter A Galie

Biotechnol Bioeng, 2021 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

血液脳関門の3次元（3D）マイクロ流体モデルにおける、生理学的に関連する流量波形の実装と特性評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、生理学的に妥当な流動レジームを模倣する時間依存波形を供給するための特殊ポンプを必要とする従来のin vitro研究の課題を踏まえ、低コストで汎用性の高い流動模倣手法を構築し、その系を用いて3次元トポロジにおける流れの剥離が速度およびせん断応力プロファイルに及ぼす影響を特性評価することである。
  • 本装置では、カロチド（頸動脈）における流れを模擬するため、パルサティックポンプが駆動する一定の平均流に対して、プログラム可能な線形アクチュエータにより振動を重畳する構成とし、剥離を誘導することを目的とした血液脳関門の3次元in vitroモデルへ流体を灌流した。
  • マイクロ粒子画像流速測定法により測定した実験的な流動パターンと、計算流体力学（CFD）によるモデリングの結果から、チャネル壁面上の瞬時せん断応力が周期的に変化することが示された。
  • さらに時間依存的な流れはサイクル中に再付着点が変動する周期的な剥離領域を生じさせ、in vitro血液脳関門モデルの健全性評価（透過性アッセイおよびタイトジャンクション関連タンパク質の免疫染色）により、乱れた流れの領域でバリア破綻が生じることが明らかとなり、剥離流れの流体力学に関する理解を深め、複雑な流動レジームに対する細胞応答を評価する今後の研究への足がかりを提供することが結論づけられた。

(100) Przekwas [7]

📕 書誌情報

Fast-Running Tools for Personalized Monitoring of Blast Exposure in Military Training and Operations.

Andrzej Przekwas, Harsha T Garimella, Z J Chen, Tim Zehnbauer, Raj K Gupta, Maciej Skotak, Walter S Carr, Gary H Kamimori

Mil Med, 2021 Jan 25

💬 AI 翻訳タイトル

軍事訓練および作戦における爆風曝露の個別化モニタリングのための高速実行ツール

💬 AI 要約

  • 訓練および戦闘作戦中、軍人は爆発物の投与による反復的な低レベル爆風や、無反動砲（recoilless weapons）および高口径の狙撃銃（high-caliber sniper rifles）などの重火器の発射に伴う反復曝露を受ける可能性があり、許容範囲内の曝露であっても、遅延性言語記憶、視空間記憶、遂行機能などを含む偶発性およびスポーツ・コンクッションに類似した認知機能障害と関連づけられていることが報告されている。
  • 本論文は、自由空間（free-field）および戦闘員（warfighter）のウェアラブル圧力センサのデータを用いて、重火器による軍事訓練シナリオにおける人体の爆風曝露を高精度に算出する新規フレームワークを提示するものである。
  • CoBi（Continuous Body / CoBi human body model generator）人体モデル生成ツールにより異なる兵器システムで複数の訓練シーンを再構成し、さらにCoBi Blastツールにより兵器シグネチャを開発して爆風過圧曝露を推定したうえで、自由空間センサおよびウェアラブル圧力センサのデータを用いて当該フレームワークを評価している。
  • Carl-Gustavおよび0.50口径狙撃訓練シナリオにより構築・検証を行った結果、本シミュレーションは人体全体ならびに頭部、顔面、肺など爆風荷重に脆弱な特定臓器について、爆風荷重を空間的および時間的に分解して算出できることが示された；また、モデル設定の容易性およびシミュレーション時間の短縮といった利点を有する本フレームワークは、重火器訓練および戦闘シナリオにおける低レベル爆風曝露を現場でモニタリングする高度な技術開発に向けた重要な第一歩である。

(101) 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

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    • 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対するフロー型脳室カテーテル：初期臨床結果

💬 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）の非均一流動が挙げられるため、本研究では均一流動を目指したフロー型脳室カテーテルの有効性を前向き・多施設・比較試験で検証することを目的とした。
  • 方法：対象施設は小児病院3施設であり、2施設は成人のみの診療、1施設は小児・成人混合であった。標準的シリコーン材料に基づき、パラメトリックなカテーテルモデルとして均一な流動特性を有する形状を作製した。小児（n=30）および成人（n=10）の種々の水頭症患者にフロー型カテーテルを留置し、同参加施設の対照群43例には通常の脳室カテーテルを留置した。カテーテル位置はSchaumannおよびThomale分類に従って標準化し、全症例で頭側はGrade IまたはII、尾側への延長は腹腔（peritoneal）位置とした。
  • 結果：症例の平均追跡期間2年時点では、フロー型カテーテル群で閉塞は認められなかった。一方、対照コホートでは初年度に小児例のみでカテーテル閉塞が4件発生した。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における成人の再発性（recurrent）脳室炎が1例報告された。
  • 結論：本プロトタイプモデルは、均一流動パターンを備えた次世代の脳室カテーテルであり、予備的な前向き比較研究により、閉塞を回避し得る機能の可能性が示された。また、本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ることが示唆された。

(102) Xie [6]

📕 書誌情報

Evaluation of cerebrovascular hemodynamics in vascular dementia patients with a new individual computational fluid dynamics algorithm.

Jian Xie, Zaiheng Cheng, Lihua Gu, Bokai Wu, Gaojia Zhang, Wenshin Shiu, Rongliang Chen, Zan Wang, Chang Liu, Jie Tu, Xiaochuan Cai, Jia Liu, Zhijun Zhang

Comput Methods Programs Biomed, 2022 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

新規個別化計算流体力学アルゴリズムを用いた血管性認知症患者における脳血管血行動態の評価

💬 AI 要約

  • 血管性認知症（VaD）の発症および進行には脳血行動態の障害が関与するが、血行動態を検出する手法は多様であり不確実であるため、本研究は個別の脳血管血行動態を定量的に検出することを目的として計算流体力学（CFD）アプローチを利用することを目指した。
  • 磁気共鳴血管撮影（MRA）に基づく幾何学的血管形状と、超音波ドプラ（ultrasound Doppler）に基づく血行動態パラメータを用いて患者ごとのCFDモデルを構築し、脳動脈容積（CAV）、可視下の動脈出口数、総脳血流（tCBF）index、総脳血管抵抗（tCVR）indexを含む構造的およびシミュレーション上の血行動態指標を算出した。
  • 皮質下血管性認知症（SVaD）患者（n=38）と認知正常対照（CNCs; n=40）を比較すると、SVaD群では出口数、CAV、tCBF indexがいずれも低下（すべてP≤0.001）し、白質高信号（WMH）容積およびtCVR indexがいずれも増加（両者ともP≤0.01）した。
  • SVaDに独立して関連したのは、出口数の低値（OR=0.77）、高いハチンスキー虚血スコア（HIS）（OR=3.65）、増加したtCVR index（OR=1.98）、およびWMH容積の増加（OR=1.12）であり、さらに出口数・tCVR index・HISから算出した複合指標はSVaD群とCNCsを高精度に識別した（AUC=0.943）；またtCBF indexは血行動態指標とSVaDとの関連の一部を媒介し得ることが示された。

(103) Dazeo [6]

📕 書誌情報

Intra-saccular device modeling for treatment planning of intracranial aneurysms: from morphology to hemodynamics.

Nicolás Dazeo, Romina Muñoz, Ana Paula Narata, Hector Fernandez, Ignacio Larrabide

Int J Comput Assist Radiol Surg, 2021 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤に対する治療計画のための動脈瘤内デバイス（intra-saccular device）モデリング：形態から血行動態へ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、分岐部動脈瘤の治療に用いられる動脈瘤内デバイス（ID）について、医用画像からCFD解析までの一連のワークフローを確立し、具体的な臨床課題の評価に適用することである。
  • 方法として、ID-Fit法により患者の血管3Dモデルへ2種類の動脈瘤内デバイスサイズを仮想移植し、留置後に血流に接するデバイス閉塞端部の局所多孔度を算出したうえで、この多孔度を用いてデバイスのCFD多孔質媒体モデルを構築した。
  • 各モデルについて、速度および壁面せん断応力（WSS）を評価し、さらに6例のID治療患者を対象に、サイズごとの留置後シミュレーションに加えて、留置前（未治療）シミュレーションも含めて合計3条件のCFD解析を実施した結果、デバイス留置後に速度の明確な低下が認められた。
  • 結論として、速度およびWSSの低減はいずれも統計学的に有意であり（K-S統計量）、デバイスサイズの違いと介入医による位置決めによって動脈瘤の充填様式（瘤頂部または頸部）が部分的に変化し得ることが示された; したがって、本手法は術前データに基づくデバイス選択プロセスに追加情報を提供できる可能性があり、臨床的意義が大きい。

(104) Ou [6]

📕 書誌情報

Flow diverter modeled as heterogeneous and anisotropic porous medium: Simulation, experimental validation and case analysis.

Chubin Ou, Xiaoxi Hou, Chuan-Zhi Duan, Xin Zhang, Winston Chong, Yi Qian

J Biomech, 2021 Jun 23

💬 AI 翻訳タイトル

不均一かつ異方性の多孔質媒体としてモデル化したフローダイバータ：シミュレーション、実験的検証、および症例解析

💬 AI 要約

  • 流量調整型ステント（フローダイバータ；FD）を動脈瘤に適用した際の血流シミュレーションは、治療効果の評価と術前計画に資するが、FDを構成する細いワイヤを陽にモデル化すると計算資源および計算時間の要求が極めて高く、迅速な術前計画への適用が制限される。
  • 本研究では、局所的な空隙率（porosity）に基づいて特性を決定し、FDを不均一かつ異方性の多孔質媒体として表現する新たなモデル化手法を提案した。
  • 本手法はin-vitroファントムにおけるPIV（particle image velocimetry）計測と比較することで検証され、シミュレーション結果は実験計測と良好に一致した。
  • さらに4例の患者症例を対象に、新手法と均一な多孔質媒体としてのモデル化手法を比較したところ、屈曲した血管を含む症例では不均一・異方性モデルが優れていた；均一空隙率の仮定により流量低減効果が最大87.9%過大評価され、過度に楽観的な意思決定や予後不良につながり得ることが示された。したがって、本手法は動脈瘤治療計画を支援するための迅速かつ高精度なシミュレーションを提供し得る。

(105) Li [6]

📕 書誌情報

Imbalanced flow changes of distal arteries: An important factor in process of delayed ipsilateral parenchymal hemorrhage after flow diversion in patients with cerebral aneurysms.

Wenqiang Li, Wei Zhu, Jian Liu, Xinjian Yang

Interv Neuroradiol, 2021 Dec

  • Keywords: Intracranial aneurysms, delayed ipsilateral parenchymal hemorrhage, endovascular treatment, flow diverter, hemodynamics

  • DOI: 10.1177/15910199211009120

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 6
    • FWCI: 0.435
    • Citation Percentile: 64.82

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💬 AI 翻訳タイトル

遠位動脈における不均衡な血流変化：脳動脈瘤患者に対するフローディバーター留置後の遅発性同側実質内出血（DIPH）の発症過程における重要因子

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（IA）のフローディバーター留置後に生じる症候性遅発性同側実質内出血（DIPH）には血行力学的因子が関与しうるため、本研究では術後DIPHに関連する血行力学的リスク因子を明らかにすることを目的とした。
  • 2015年1月から2019年1月までに、内頸動脈（ICA）動脈瘤に対するフローディバーター後にDIPHを発症した6例をDIPH群、DIPHを発症しなかった12例を1:2マッチング対照群として抽出し、遠位部動脈（終末ICA、中大脳動脈（MCA）、前大脳動脈（ACA））の術後血行動態および治療前後の変化を計算流体力学（CFD）で解析した。
  • DIPH関連および非関連の遠位動脈（MCAまたはACA）を区別して比較したところ、終末ICAの平均および最大流速は両群で治療後に有意に増加したが、DIPH群では治療後にDIPH関連動脈の平均流速増加率が非関連動脈より有意に高かった（20.98±15.38% vs -6.40±7.74%；p=0.028）。また、DIPH群では対照群と比べて平均流速の不均衡指数が高かった（27.38±13.03% vs 10.85±14.12%；p=0.031）。
  • 以上より、DIPH関連動脈でより大きな平均流速の増加がみられ、遠位動脈における血流分布の増加に伴う不均衡が、IAへのフローディバーター後のDIPHに重要な役割を果たす可能性が示唆された。

(106) Kolega [6]

📕 書誌情報

Identification of intima-to-media signals for flow-induced vascular remodeling using correlative gene expression analysis.

John Kolega, Kerry E Poppenberg, Hee-Woong Lim, Liza C Gutierrez, Sricharan S Veeturi, Adnan H Siddiqui, Hamidreza Rajabzadeh-Oghaz, Vincent M Tutino

Sci Rep, 2021 Aug 09

💬 AI 翻訳タイトル

相関的な遺伝子発現解析を用いた、流れに起因する血管リモデリングにおける内膜から中膜へのシグナルの同定

💬 AI 要約

  • 血流の変化は動脈リモデリングを誘導するが、内膜細胞が血流を感知して中膜へリモデリング開始のシグナルを送る機序は十分に解明されていないため、本研究では内膜—中膜間の潜在的なシグナルを同定することを目的とした。
  • ニュージーランドホワイトウサギに両側総頸動脈結紮を行い（結紮群n=2、偽手術群n=2）、脳底動脈での流量増加を惹起し、流量は経頭蓋ドプラ超音波、血管形状は3Dアンギオグラフィ、血行動態は計算流体力学（CFD）により定量化した。
  • 術後24時間で脳底動脈および分岐部を摘出して切片化し、内膜と中膜をそれぞれ微小解剖した後、RNA-seqにより全トランスクリプトームを取得し、全ての可能な内膜—中膜遺伝子対に対する発現相関解析によりリモデリングシグナル候補を抽出したところ、結紮により脳底動脈および分岐部の流量が増加し、内膜194遺伝子および中膜529遺伝子が差次的に発現した。
  • 内膜—中膜遺伝子ペアのうち29,777組で相関発現が観察され、内膜18遺伝子は200以上の中膜相関相手を有し、細胞外産物にコードすることが示された; さらに、中膜相関遺伝子の遺伝子オントロジー解析では、有機窒素代謝、白血球活性化/免疫応答、分泌/エキソサイトーシス（secretion/exocytosis）に関するプロセスの富化が認められたことから、内膜および中膜の相関的遺伝子発現解析が、流れに起因する動脈リモデリングを制御し得る新規シグナルの発見に有用であることを示した。

(107) Yuan [6]

📕 書誌情報

Hemodynamic Characteristics Associated with Recurrence of Middle Cerebral Artery Bifurcation Aneurysms After Total Embolization.

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

Clin Interv Aging, 2021

  • Keywords: computational fluid dynamic, hemodynamics, middle cerebral artery bifurcation aneurysms, recurrence

  • DOI: 10.2147/CIA.S326635

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 6
    • FWCI: 0.2175
    • Citation Percentile: 58.58

  • PubMed

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💬 AI 翻訳タイトル

コイルによる完全塞栓術後における中大脳動脈分岐部動脈瘤の再発と関連する血行動態特性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、コンピュータ流体力学（CFD）により、中大脳動脈分岐部動脈瘤（MCABA）の完全塞栓術後の再発と関連する血行動態特性を同定することである。
  • 2014年1月から2019年1月までに、完全塞栓（コイルのみ）を施したMCABA 92例を組み入れ、追跡DSA（digital subtraction angiography）に基づいて再発群と非再発群に分類した。
  • 術前および術直後の3D-DSAからMCABAモデルを再構築し、両群間で血行動態パラメータ（空間平均壁面せん断応力［SAWSS］、最大壁面せん断応力［MWSS］、速度、振動せん断指数［OSI］）を算出して解析した。
  • 術前の時点では再発群と非再発群のSAWSS、MWSS、速度、OSIに有意差は認められなかったが、再発群では術前のWSS、MWSS、流速が術後値より有意に高かった一方、非再発群では術後のWSS、MWSS、流速が術前値より有意に低かった；またOSIは両群間で有意差を示さなかった（いずれもp=0.79およびp=0.19）。これらより、塞栓後の動脈瘤頸部における高いWSS（SAWSS、MWSS）および血流速度が、分岐部動脈瘤の再発と関連する可能性が示され、分岐部動脈瘤の再開通（recanalization）評価を目的とした臨床的な術後管理への応用が期待される。

(108) Liu [5]

📕 書誌情報

Identification of intra-individual variation in intracranial arterial flow by MRI and the effect on computed hemodynamic descriptors.

Xinke Liu, Evan Kao, Henrik Haraldsson, Megan Ballweber, Alastair Martin, Youxiang Li, Yuting Wang, David Saloner

MAGMA, 2021 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

MRIによる頭蓋内動脈血流の個体内変動の同定と、それが計算血行動態指標に与える影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、連続（serially acquired）した撮像により得られる頭蓋内動脈血流の個体内変動を明らかにするとともに、入口流量を境界条件として用いたその後の血行動態（hemodynamic）シミュレーションに対して当該変動が与える影響を評価することである。
  • 方法として、破裂していない頭蓋内動脈瘤を有する51例（女性37例、男性14例）を対象に、2D位相コントラストMRIを2回以上ではなく3回超の追跡で得られたデータから流量および速度パラメータを抽出し、再現性と変動性を算出した。さらに、測定した流量に基づき患者別の計算流体力学（computed fluid dynamics: CFD）シミュレーションを実施した。
  • 平均速度および最大速度、ならびに流量関連指標におけるクラス内相関係数（intraclass correlation coefficients）は0.77〜0.90の範囲であり、平均流量についてはCV（coefficient of variation）10%の個体内変動が同定された。入口流量の変動10%は、収縮期ピーク壁面せん断応力（peak systolic wall shear stress）41.41%、拡張終期壁面せん断応力（end-diastolic wall shear stress）39.13%など、血行動態指標の変化を引き起こした。
  • 結論として、位相コントラストMRIにより個体内平均流量変動が約10%であることが確認され、当該個体内血流変動は壁面せん断応力に無視できない程度のばらつきをもたらす一方で、低せん断領域（low shear area）については血行動態計算上の変動が相対的に小さいことが示された。

(109) Gabrielyan [5]

📕 書誌情報

A perfusion phantom for ASL MRI based on impinging jets.

Marianna Gabrielyan, M Dylan Tisdall, Christoph Kammer, Christopher Higgins, Paulo E Arratia, John A Detre

Magn Reson Med, 2021 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

衝突噴流（impinging jets）に基づく動脈スピンラベリング（ASL）MRI用灌流ファントム

💬 AI 要約

  • 本研究は、動脈スピンラベリング（arterial spin labeled; ASL）灌流MRI法およびプロトコルを検証するための新規灌流ファントムを提案することを目的とした。
  • 渦巻きポンプ（peristaltic pump）により駆動される衝突噴流（impinging jets）を用いて、磁気的に標識した流入流体を灌流コンパートメント内で灌流に近い混合状態へ到達させる仕組みを構築した。
  • ポンプ回転数を変化させつつ、pseudo-continuous ASL（擬似連続ASL）シーケンスの3D stack-of-spirals読出しにより複数のpostlabeling delayでASL-MRIデータを取得し、さらに2D EPI読出しを用いた追加データセットも取得したところ、灌流コンパートメント中央軸付近で最大混合が生じることが流体力学シミュレーションにより予測され、当該領域で観測された信号変化は標準的なBuxton一般動力学（general kinetic）モデルにより再現性良く良好に適合した。
  • シミュレーションおよび実験結果は、灌流チャンバーからのラベル漏出がないことを示し、ファントム全体体積で平均した算出灌流量がポンプから与えられる期待体積流量と一致したことに加え、pseudo-continuous ASLの標識効率・標識パラメータに対する感度も示されたため、衝突噴流による十分に混合されたコンパートメントの生成により灌流様信号を再現でき、得られた灌流および到達時間（transit time）指標は脳灌流の生理学的範囲内で再現可能であった。

(110) Keller [5]

📕 書誌情報

Characterizing Intracranial Hemodynamics in Sickle Cell Anemia: Impact of Patient-Specific Viscosity.

Sara B Keller, Jacob M Bumpus, J Christopher Gatenby, Elizabeth Yang, Adetola A Kassim, Carlton Dampier, John C Gore, Amanda K W Buck

Cardiovasc Eng Technol, 2022 Feb

  • Keywords: Computational fluid dynamics (CFD), Hemodynamics, Medical imaging-based simulations, Sickle cell anemia (SCA), Wall shear stress

  • DOI: 10.1007/s13239-021-00559-2

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 5
    • FWCI: 0.3908
    • Citation Percentile: 62.44

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💬 AI 翻訳タイトル

鎌状赤血球貧血における頭蓋内血行動態の特性評価：患者固有粘度の影響

💬 AI 要約

  • 鎌状赤血球貧血（SCA）患者（小児および成人）は脳卒中や脳血管障害のリスクが高いが、一般成人では動脈の血行動態と病理との関連が知られている一方で、SCA患者におけるその関連は十分に解明されていないため、本研究はウィリス動脈輪の血行動態を特徴づけ、病態生理学的に関連する指標に対する粘度選択の影響を定量化することを目的とした。
  • 計測された血管形状、時間変化する流量、および血液パラメータに基づき、SCA患者（n=6）に対してウィリス動脈輪の患者固有シミュレーションを詳細に実施し、患者固有粘度および標準的血液粘度の両者を用いた場合の差を比較した。
  • シミュレーションにより、壁面せん断応力（WSS）に対する患者固有粘度と標準粘度の影響が定量化され、標準粘度モデルは定常流および拍動流におけるピークWSSをそれぞれ55%および49%過大推定した。
  • さらに、粘度に起因するWSS誤差は空間的に不均一な正負パターンを示し、標準粘度シミュレーションは時間平均WSSを32%（標準偏差=7.1%）過大推定した；またせん断速度の差は、近壁の流れ場を変化させることで血行動態指標に影響を与えることが示された。本研究はSCA患者のウィリス動脈輪血流をシミュレーションで再現し、これらの解析では患者固有粘度の使用が重要かつ実現可能であることを提示するものであり、大血管閉塞、動脈瘤、ならびに組織障害の病態生理の解明に資する可能性がある。

(111) Prather [5]

📕 書誌情報

In-silico analysis of outflow graft implantation orientation and cerebral thromboembolism incidence for full LVAD support.

Ray Prather, Eduardo Divo, Alain Kassab, William DeCampli

Comput Methods Biomech Biomed Engin, 2022 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

フルLVAD（左室補助人工心臓）サポートにおける流出グラフト（outflow graft）インプラント角度のシミュレーション解析と脳血栓塞栓症発生率

💬 AI 要約

  • 本研究は、フルLVADサポート時における脳塞栓（cerebral embolism）リスクを低減するために、LVAD（left ventricle assist device）のカニューレ（cannula）移植角度を最適化することを目的とする。
  • 多尺度の計算流体力学（multi-scale computational fluid dynamics）モデルをラグランジュ（Lagrangian）スキームと結合し、2〜5 mmの粒子を追跡して拍動性血行動態を解像し、3種類のカニューレ移植条件について解析を行った。
  • 血液は非ニュートン性（non-Newtonian）としてモデル化し、吻合部（anastomosis）の角度によって脳内の流れの分布が変化することを示した；さらに、定常流モデルと非定常流モデルにおける平均塞栓化率（emboliczation rates）を比較した結果、フルLVADサポートの場合であっても非定常モデルの方がより正確であることが明らかになった。
  • 中間角度での移植は、正常角度で11%に対して29%、浅い移植（shallow implantation）で36%であり、脳塞栓化発生（脳血栓塞栓症発生）の発生割合が最も低いことが結論づけられた。

(112) Liu [5]

📕 書誌情報

Hemodynamic analysis for endovascular treatment in small unruptured intracranial aneurysms: a matched comparison study of flow diverter versus LVIS.

Jian Liu, Wenqiang Li, Yisen Zhang, Kun Wang, Xinjian Yang, Ying Zhang

Chin Neurosurg J, 2021 Dec 01

💬 AI 翻訳タイトル

小型未破裂頭蓋内動脈瘤に対する血行動態解析：フローディバーター（flow diverter）とLVISを比較したマッチド比較研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、異なるステントおよびコイルの充填（packing）によって生じる血行動態変化が、小型未破裂頭蓋内動脈瘤（UIA）の治療に与える影響を明らかにすることであり、そのためにフローディバーターとLVISを用いた治療を比較した。
  • 方法として、パイプライン塞栓デバイス（pipeline embolization device: PED）で治療された51例の小型UIAをPED群として登録し、1:1でマッチングした対照としてLVISステントを用いて治療された51例をLVIS群とした。次に、PEDとLVISの間で血行動態の変化を評価するため計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）を実施し、マッチ後に両群の臨床的解析も行った。
  • 結果として、手技合併症に群間差は認められなかった（P = 0.558）。しかし、初回の血管造影フォローアップでは、完全閉塞率がLVIS群でPED群より有意に高かった（98.0% vs. 82.4%, P = 0.027）が、さらに追跡するとPED群で完全閉塞率が100%に到達し、LVIS群（98.0%）より高値となった。
  • 治療後、LVIS群と比較してPED群では動脈瘤内の速度が高く（0.03 ± 0.09 vs. 0.01 ± 0.01, P = 0.037）、動脈瘤上のWSS（wall shear stress）も高かった（2.32 ± 5.40 vs. 0.33 ± 0.47, P = 0.011）。これらの指標の低減率にも統計学的有意差が認められ、低減率はLVIS群でより大きかった一方で、頸部（neck plane）での速度低減率は両群で同程度であった。結論として、双方とも小型UIA治療において安全かつ有効であるが、PEDよりもLVIS補助コイルは動脈瘤瘤内（sac）での血行動態変化が大きく、動脈瘤頸部の血行動態が転帰の重要因子である可能性が示された。

(113) Manchester [4]

📕 書誌情報

Modelling Combined Intravenous Thrombolysis and Mechanical Thrombectomy in Acute Ischaemic Stroke: Understanding the Relationship between Stent Retriever Configuration and Clot Lysis Mechanisms.

Emily Louise Manchester, Dylan Roi, Boram Gu, Xiao Yun Xu, Kyriakos Lobotesis

Life (Basel), 2021 Nov 20

  • Keywords: blood flow, carotid artery, cerebral artery, computational fluid dynamics, intravenous thrombolysis, mechanical thrombectomy, numerical model, stent retriever, stroke

  • DOI: 10.3390/life11111271

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    • Cited by: 4
    • FWCI: 0.6107
    • Citation Percentile: 69.74

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💬 AI 翻訳タイトル

急性虚血性脳卒中における静脈内血栓溶解療法（IVT）と機械的血栓回収術（MT）の併用をモデル化：ステントリトリーバーの構成と血栓溶解機序の関連性の理解

💬 AI 要約

  • 背景として、急性虚血性脳卒中に対するIVT-MTの併用治療は一般的である一方、血理学的観点からIVTとMTの相互作用は十分に解明されていない。本研究の目的は、様々な（理想化した）ステントリトリーバー構成が併用治療の性能に与える影響、特に完全再開通（recanalisation）時間と溶解（lysis）パターンとの関係を明らかにすることである。
  • 方法として、終末部内頸動脈から前大脳動脈および中大脳動脈を含む3次元の患者固有形状を再構築し、MCA分岐に血栓を人工的に設置した。ステント径およびステント配置を変えることで複数の理想化ステントリトリーバー構成を実装し、ステントリトリーバーなしの条件をベースラインとして比較した。血栓内でのフィブリン溶栓反応に加え、血流、薬剤輸送、線溶（fibrinolytic）反応を組み込んだ、既に検証された多段階の血栓溶解モデルを用いた。
  • 結果として、ステントリトリーバーなしの血栓条件で最も速い総再開通が得られ、ステントリトリーバー径の増大に伴って溶解時間は延長した。血栓溶解には軸方向（axial）および半径方向（radial）の透過（permeation）という2つの機序が確立された。いずれの構成においても、血栓先端（clot front）からの軸方向透過が主要な溶解機序であり、これによりフィブリン線維へのタンパク質結合が増大することが寄与した。
  • さらに、ステントリトリーバーチャネルを導入すると半径方向透過が可能となり、それは液体-血栓界面（fluid-thrombus interface）で生じた。ただし半径方向の溶解は、二次速度が弱いために軸方向に比べて大幅に遅かった。結論として、数値モデルはIVTとMTの複雑な生理学的相互関係を理解するうえで有用であり、2つの異なる溶解機序の整理は併用治療の有効性向上に向けた基盤を提供すると考えられる。

(114) Jiang [4]

📕 書誌情報

Design and evaluation of an air-insulated catheter for intra-arterial selective cooling infusion from numerical simulation and in vitro experiment.

Miaowen Jiang, Ming Li, Yuan Gao, Zhichen Yin, Yuchuan Ding, Yufeng Zheng, Shiqiang Zheng, Chuanjie Wu, Ang Li, Jiancheng Fang, Xunming Ji

Med Eng Phys, 2022 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

数値シミュレーションおよびin vitro実験に基づく、動脈内選択的冷却注入のための空気断熱カテーテルの設計と評価

💬 AI 要約

  • 急性虚血性脳卒中患者に対する神経保護法として、動脈内選択的冷却注入（IA-SCI）は有望であるが、カテーテル経路に沿った冷却灌流液の加温により送達温度が上昇することが課題であるため、本研究ではカテーテルの熱抵抗を高めることの重要性を背景に、空気断熱カテーテルを設計・評価することを目的とした。
  • 本論文では、押出し成形（extrusion molding）技術により空気断熱カテーテルを設計・製造し、数値流体力学（CFD）に基づく熱／血行動態モデルを用いてカテーテルの熱伝導特性を評価したうえで、市販の血管内カテーテルと比較するin vitro実験によって断熱性能を解析した。
  • 4℃の灌流液（20 mL/min）は空気断熱カテーテルの遠位チップへ輸送された後に14.2℃±0.2℃へ上昇したが、市販代替品では30℃であり、有意に低い温度上昇が得られた。
  • さらに、人工循環系の中大脳動脈における模擬血液（56%グリセリン・44%二重蒸留水、37℃）は本灌流液により29.7℃±0.1℃まで冷却され、さらに生体の熱移動を記述する数学モデルにより脳組織は初期1分間で2℃低下することが推定されたことから、IA-SCI用の空気断熱カテーテルはin vitroにおいて高い冷却効率を示し、治療的低体温療法の競合し得る介入用カテーテルとなる可能性が示された。

(115) Yatomi [4]

📕 書誌情報

Outcomes following aneurysmal coil embolization with intentionally shortened low-profile visible intraluminal support stent deployment.

Kenji Yatomi, Yumiko Mitome-Mishima, Takashi Fujii, Kohsuke Teranishi, Hidenori Oishi, Akihide Kondo

Neuroradiol J, 2022 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

意図的に短縮したレンズ状（low-profile visible）血管内支持ステント留置による動脈瘤コイル塞栓術後の転帰

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、未破裂頭蓋内動脈瘤に対する低プロファイルで可視な（low-profile visible）血管内支持ステントの意図的短縮留置が、治療成績および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、2016年2月から2019年1月までに、低プロファイルで可視な血管内支持ステント併用コイル塞栓術を施行した130例131個の頭蓋内動脈瘤について後ろ向きに診療録を調査し、周術期合併症の評価と、6か月ごとの脳血管撮影または（magnetic resonance angiography）MRAによる追跡を行った。
  • 結果として、治療直後の modified Raymond-Roy 閉塞分類では短縮群が非短縮群より有意に良好であり（p<0.05）、最新の血管撮影所見でも同様の傾向が示された；さらに有限要素法および計算流体力学（computational fluid dynamics）による血行動態解析では、本手法による十分な flow diversion（流れの転換）効果が示唆された。
  • 結論として、本技術を用いたステント併用コイル塞栓術は高い完全閉塞率と低い合併症率を示し、意図的短縮留置が flow diversion 効果をもたらし、動脈瘤内の早期血栓形成につながる可能性がある。

(116) Uchikawa [4]

📕 書誌情報

Correlation of Inflow Velocity Ratio Detected by Phase Contrast Magnetic Resonance Angiography with the Bleb Color of Unruptured Intracranial Aneurysms.

Hiroki Uchikawa, Taichi Kin, Yasuhiro Takeda, Tsukasa Koike, Satoshi Kiyofuji, Satoshi Koizumi, Taketo Shiode, Yuichi Suzuki, Satoru Miyawaki, Hirofumi Nakatomi, Akitake Mukasa, Nobuhito Saito

World Neurosurg X, 2021 Apr

  • Keywords: 3D, 3-dimensional, Bleb, CFD, Computational fluid dynamics, Inflow velocity ratio, MRI, Magnetic resonance imaging, PC-MRA, Phase-contrast magnetic resonance angiography, Phase contrast magnetic resonance angiography, Qa, Inflow rate of the aneurysm, Qb, Inflow rate of the bleb, Qb/Qa, Bleb/neck inflow rate ratio, RGB, Baseline red, green, and blue, RRT, Relative residence time, TIWRs, Thin-walled regions, TOF, Time-of-flight, UIAs, Unruptured intracranial aneurysms, Unruptured intracranial aneurysm, Va, Inflow velocity of the aneurysm, Vb, Inflow velocity of the bled, Vb/Va, Bleb/neck inflow velocity ratio, WSS, Wall shear stress, Wall thickness, mR, Modified R value

  • DOI: 10.1016/j.wnsx.2021.100098

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    • Cited by: 4
    • FWCI: 0.435
    • Citation Percentile: 64.01

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💬 AI 翻訳タイトル

位相コントラスト磁気共鳴血管造影（PC-MRA）で検出した流入速度比の指標が、未破裂頭蓋内動脈瘤のブレブ（bleb）の色調と相関すること

💬 AI 要約

  • 目的：未破裂頭蓋内動脈瘤（UIA）の手術中破裂は最も致命的かつ壊滅的な合併症であるため、術前に赤色調かつ薄い壁領域を予測することが重要であるが、血行動態特性と動脈瘤壁の厚さの関係については一定の見解が得られていないことから、本研究は位相コントラスト磁気共鳴血管造影（PC-MRA）を用いて客観的かつ定量的に評価したブレブ壁の色調と血行動態指標の関連性を検討することを目的とした。
  • 方法：外科的クリッピングを受け、術前にPC-MRAを含む磁気共鳴画像検査を施行されたUIA患者10例を対象とした。ブレブ壁の色調は術中ビデオから評価し、Red（R）、Green（G）、Blue（B）の値に基づいてブレブ壁の赤色度（修正R値；mR）を算出し、PC-MRAにより得られる血行動態特性と比較した。さらに、10例中11個のUIAに存在する18個のブレブにおける色調分布を解析した。
  • 結果：ブレブ/頸部流入速度比（Vb/Va：r=0.66, P=0.003）はmRと強い相関を示し、一方でブレブ/頸部流入流量比（相関係数r=0.58, P=0.012）は中等度の相関にとどまった。多変量回帰分析ではVb/VaのみがmRと有意に相関した（P=0.017）。また、壁面せん断応力（WSS）とmRの間には相関は認められなかった。
  • 結論：PC-MRAから算出されるVb/VaとUIAのブレブの赤色度（bleb redness）は有意に強く相関し、PC-MRAにより非侵襲的にブレブの厚さを術前に予測できる可能性が示された。これにより、安全な手術に向けたクリッピングおよびコイル塞栓術の術前・術中戦略をより詳細に計画できる可能性がある。

(117) Sturiale [4]

📕 書誌情報

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

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

J Neurosurg Sci, 2024 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

破裂源が確実に特定できない場合における、多発動脈瘤を伴うくも膜下出血の臨床的課題

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、複数の頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）を有するくも膜下出血（subarachnoid hemorrhage: SAH）において、画像診断や臨床診察だけでは破裂源が誤認されうる臨床的課題と、破裂源不確実例に対する診断・治療方針を明確化することである。
  • 2016年1月から2020年12月までにSAHで入院した全症例のうち、複数IAsを有する患者に対する診断ワークアップを後ろ向きに検討し、その結果の診断失敗率を評価した。
  • そのうえで、動脈瘤の局在（topography）に基づき患者を4つのカテゴリーに分類し、破裂源が不確実な場合の手術（治療）プロトコルを記述したところ、62例（161個のIAs）のうち破裂源を特定できたのは56例（90.3%）であり、残る6例（9.7%、計24個の動脈瘤）では破裂源特定に失敗した。
  • 局在パターンに応じて複数IAs治療を同時に行うことを支持する主要因子として、動脈瘤の個数、形態、局在、術者（臨床医）の経験、および治療モダリティ（血管内治療では手術より遠隔の複数IAsをより迅速に除外可能である点）を示し、MCA（中大脳動脈）病変の関与は複数のクリッピングを複数のコイリングより選好する主な理由になり得ることを報告した。

(118) Lauric [4]

📕 書誌情報

Aneurysm presence at the anterior communicating artery bifurcation is associated with caliber tapering of the A1 segment.

Alexandra Lauric, Luke Silveira, Emal Lesha, Jeffrey M Breton, Adel M Malek

J Neurosurg, 2022 Jun 01

  • Keywords: ACoA aneurysms, aneurysm presence, intracranial aneurysms, vascular disorders, vessel tapering

  • DOI: 10.3171/2021.5.JNS204389

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    • Cited by: 4
    • FWCI: 0.2175
    • Citation Percentile: 57.68

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💬 AI 翻訳タイトル

前交通動脈（ACoA）分岐部における動脈瘤の存在はA1セグメントの口径狭小化（caliber tapering）と関連する

💬 AI 要約

  • 血管のテーパリングは遠位分岐における血流加速（firehose nozzle effect）を引き起こし、動脈瘤の開始に適する血行動態を誘導することが示唆されているが、一般化可能な素因であるかは不明であるため、本研究はACoA複合部における動脈瘤の存在と関連する上流A1セグメントの口径プロファイルを評価した。
  • 3次元回転血管造影（3D rotational angiography）を解析し、ACoA動脈瘤68例、対側の動脈瘤なし37例、および健常な両側対照53例（計211サンプル）を対象に、A1セグメントを流量とサイズに基づいて優位（dominant）、共優位（codominant）、非優位（nondominant）に分類した。
  • A1中心線に沿って等間隔の断面直交切断を作成し、強度不変エッジ検出フィルタを用いて近位・遠位の断面積（CSA）を評価し、テーパリング比（遠位/近位CSA）として相対的な口径狭小化を定量化した上で、テーパリングの有無を含むACoAのパラメトリックモデルに対して計算流体力学（CFD）をシミュレーションした。
  • 動脈瘤は優位A1（79%）および共優位A1（17%）に多く認められ、優位/共優位ラベリングにかかわらず、未破裂ACoA動脈瘤につながるA1は動脈瘤なし対側および健常対照に比べて有意にテーパリングが大きかった（いずれもp<0.01）一方、対側A1と健常対照間では有意差を認めなかった（p=0.56）；血行動態学的にはA1のテーパリングがACoA分岐部で高い局所圧力、高い壁面せん断応力、および高い速度を誘導し、対側または健常ではなく動脈瘤を有するA1で進行性の血管テーパリングが観察され、ACoA複合部における動脈瘤形成性の血行動態条件と関連することが示された。

(119) Santos [4]

📕 書誌情報

Stent-Induced Vascular Remodeling in Two-Step Stent-Assisted Coiling Treatment of Brain Aneurysms: A Closer Look Into the Hemodynamic Changes During the Stent Healing Period.

Gabriel B Santos, Iago Oliveira, José L Gasche, Julio Militzer, Carlos E Baccin

J Biomech Eng, 2021 Mar 01

  • Keywords: computational fluid dynamics, hemodynamics, intracranial aneurysm, stent-induced vascular remodeling, two-step stent-assisted coiling

  • DOI: 10.1115/1.4048645

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    • Cited by: 4
    • FWCI: 0.1797
    • Citation Percentile: 56.15

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤に対する二段階ステント併用コイリング治療におけるステント誘導血管リモデリング：ステント治癒期間に生じる血行動態変化の詳細な検討

💬 AI 要約

  • 目的：ステント留置は複雑形状の頭蓋内動脈瘤に対するコイル塞栓術の補助として重要な手段となっているが、局所血管の即時および遅発性リモデリングに関連する副次的作用が報告されている。治療段階により役割が異なり得ることは示唆されているものの、特に二段階ステント併用コイリング（two-step stent-assisted coiling；SAC）における動脈瘤内血行動態への影響の程度は依然不明であるため、本研究ではステント治癒期間に着目して検討した。
  • 方法：SACを二段階操作として捉え、計算流体力学（computational fluid dynamics；CFD）解析により4つの分岐部動脈瘤における血流を、ステント治癒期間に焦点を当てて評価した。
  • 結果：局所血管形状を変化させることで動脈瘤内の血行動態は大きく変化したが、その変化の様相は症例間で一貫していなかった。さらに、局所血管の変化はせん断（shear）レベルだけでなく、動脈瘤表面におけるせん断分布にも影響を及ぼした。また、混合ストリームが存在する状況では、幾何学的解析のみからリモデリング後の新たな血行動態環境を推定することは誤解を招き得ることが示された。
  • 結論：ステント誘導の局所血管リモデリングにより血行動態環境の改善が生じ得る一方で、有害な血行動態条件が発生する可能性も考えられる。とりわけ、ステント治癒期間中は動脈瘤表面が新たな血行動態環境に完全に曝露されたままであるため、これは慎重に考慮すべき繊細な状況である。本研究は、ステント治療を受けた動脈瘤の血行動態評価、とりわけ治療プロセスの初期段階を評価する際には、血管リモデリングを考慮すべきであることを強調している。

(120) Malek [4]

📕 書誌情報

Vortex formation and associated aneurysmogenic transverse rotational shear stress near the apex of wide-angle cerebral bifurcations.

Adel M Malek, James E Hippelheuser, Alexandra Lauric

J Neurosurg, 2022 Jun 01

  • Keywords: bifurcation apex, flow recirculation, intracranial aneurysms, vascular disorders, wall shear stress

  • DOI: 10.3171/2021.6.JNS204385

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    • Cited by: 4
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 19.46

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💬 AI 翻訳タイトル

広い角度をもつ脳動脈分岐部の頂部近傍における渦形成およびそれに関連する動脈瘤形成性の横方向回転性壁面せん断応力

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈瘤形成が優位に生じる広い分岐角の脳動脈分岐部頂部において、分岐角の増大に伴って変化する血行力学的環境の他の構成要素を明らかにし、それらが血管壁上の壁面せん断応力（WSS）パターンに与える影響が動脈瘤の発生・進展をどのように修飾し得るかを検討することである。
  • 方法として、45°〜240°まで分岐角を段階的に変化させた対称型および非対称型のパラメトリック分岐モデルを作成し、さらに13例の中大脳動脈（MCA）分岐の3次元回転血管撮影（3D rotational angiography）由来モデル（動脈瘤あり7例、対照6例）を計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）により解析した。
  • 動脈瘤症例では頂部の血行動態を評価するために動脈瘤をデジタル的に切除し、分岐頂部の遠位側に設定した断面に沿うWSSベクトルを、縦方向成分と、断面に接する横方向（tangential）の成分に直交射影として分解した後、頂部および頂部直後において横方向回転性WSS（transverse rotational WSS; TRWSS）とその勾配（TRWSSGs）をサンプリングして評価した。
  • その結果、パラメトリックモデルでは分岐角の増大に伴い横方向の流れ渦が形成され、頂部に高いTRWSSと高度な動脈瘤形成性を示す正のTRWSSGsを伴うことが示された；また狭角分岐ではTRWSSは頂部から急速に減衰する一方、動脈瘤リスクが高い広角分岐では多くの下流半径にわたりTRWSSが顕著に高値のまま維持された。さらに非対称分岐では、より広い角度に関連する動脈瘤好発の娘血管でTRWSSが高かった；患者由来モデルでも広角であるほど（149.33° ± 12.56° vs 98.17° ± 8.67°、p < 0.001）最大TRWSS（1.37 ± 0.67 vs 0.48 ± 0.23 Pa、p = 0.01）およびTRWSSG（1.78 ± 0.92 vs 0.76 ± 0.50 Pa/mm、p = 0.03）が有意に高く、広い脳動脈分岐は、正の空間勾配を伴う横方向回転性壁面せん断応力という新規で未記載の血行力学成分と関連し得ること、そして健常な狭角分岐では内側パッド（medial pad）による防御領域の外へ出ると迅速に減衰するのに対し、広角の動脈瘤好発分岐では下流遠位において高値が持続することが示された。これにより、本TRWSSが広い分岐部での動脈瘤形成・進展を促進する血行力学的侵襲として寄与する可能性が示され、分岐角を低減する介入の臨床的意義が示唆された。

(121) Paccione [3]

📕 書誌情報

Challenges in hemodynamics assessment in complex neurovascular geometries using computational fluid dynamics and benchtop flow simulation in 3D printed patient specific phantoms.

Eric Paccione, Ciprian N Ionita

Proc SPIE Int Soc Opt Eng, 2021 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学（CFD）および3Dプリントによる患者特異的ファントムを用いたベンチトップ流動シミュレーションによる複雑な神経血管形状における血行動態評価の課題

💬 AI 要約

  • 頸動脈狭窄に関連する複雑な血行動態評価は、ウィリス動脈輪（CoW）の側副血行と脳循環の自己調節によって生じる多面的な課題のため、必ずしも容易ではないことから、CFDとベンチトップ実験を用いる評価手法の整合性に関する検討が必要である。
  • 本研究では、患者特異的な3Dプリント・ファントムに対して相関CFDシミュレーションとベンチトップ流動実験を実施し、頸動脈狭窄患者を想定した2つのファントム（病変部、脳へ至る主要動脈、CoW、そこから分岐する主要動脈を含む）を構築したうえで、同一の位置で流量・流動条件を計測し、実験と一致する流入境界条件を用いてCFDを実行した。
  • 解析では、CFDと実験の記録の間に大きな差が最初に認められ、その主因は、生理圧によるファントム形状の変化および、CFDにおける単純化した流出境界条件が脈動性と非線形現象を十分に反映していない点であることが示唆された。
  • さらに、CFDで3Dプリントベンチトップ実験を計算的に模倣する際には、動的メッシュ挙動の導入が必要であること、またCFD解析には3Dプリント血管ファントムに特化した幾何形状を考慮することが有益である可能性が示された。

(122) Tercanlı [3]

📕 書誌情報

Investigation of the effect of anticoagulant usage in the flow diverter stent treatment of the patient-specific cerebral aneurysm using the Lagrangian coherent structures.

Muhammed Furkan Tercanlı, Ali Bahadır Olcay, Onur Mutlu, Cem Bilgin, Bahattin Hakyemez

J Clin Neurosci, 2021 Dec

  • Keywords: Anticoagulants, Computational fluid dynamics, Flow diverter, Lagrangian coherent structures, Warfarin

  • DOI: 10.1016/j.jocn.2021.10.007

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    • Cited by: 3
    • FWCI: 0.3268
    • Citation Percentile: 62.65

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💬 AI 翻訳タイトル

ラグランジュ的一貫構造（Lagrangian coherent structures）を用いた患者固有脳動脈瘤に対するフローダイバータステント治療における抗凝固薬使用の影響の検討

💬 AI 要約

  • 抗凝固薬は、フローダイバータ治療患者において塞栓症リスクを低減する目的で投与されるが、その血行動態への影響は十分に定量化されていないため、本研究では動脈瘤部位における抗凝固薬の影響を明らかにすることを目的とした。
  • デジタルサブトラクション血管造影（DSA）画像を用いて、左傍眼窩動脈瘤を有する49歳女性の患者固有数値モデルを構築し、血液粘度はCarreau-Yasuda粘度モデルで表現したうえで、ワルファリン（warfarin）投与に基づき粘度モデル係数を更新した。
  • さらに5心拍周期にわたる数値シミュレーションを実施し、ラグランジュ的一貫構造（Lagrangian coherent structures）、双曲的時間（hyperbolic time）、および流体粒子解析を併用して、フローダイバータ留置後の動脈瘤囊内における滞留領域や再循環領域の形成、囚囚（jailed）粒子数を評価した。
  • その結果、抗凝固薬の使用により血液がより低粘度となることで、動脈瘤囊内へ流入する血流が増加し、動脈入口からシードした約2.5万の流体粒子のうち囊内に残存したのは12%にとどまった；また、粘度モデルに抗凝固薬の効果を考慮しない場合、ワルファリン投与血流と通常血流の差異が心拍ごとに拡大し、患者固有CFDモデルの有効性が損なわれ得ることが示された。

(123) Liu [3]

📕 書誌情報

Quantitative Assessment of Changes in Hemodynamics After Obliteration of Large Intracranial Carotid Aneurysms Using Computational Fluid Dynamics.

Yongsheng Liu, Guinan Jiang, Feng Wang, Xiangbo An

Front Neurol, 2021

  • Keywords: carotid artery, computational fluid dynamics, geometry, hemodynamics, large intracranial aneurysm

  • DOI: 10.3389/fneur.2021.632066

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    • Cited by: 3
    • FWCI: 0.3263
    • Citation Percentile: 60.78

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💬 AI 翻訳タイトル

大口径頭蓋内内頸動脈瘤の閉塞後における血行動態変化の計量的評価：計算流体力学による検討

💬 AI 要約

  • 背景として、動脈の幾何学的形状の変化が遠位側動脈に血行動態変化を生じさせうるとの推測がある。本研究は、大口径頭蓋内動脈瘤の閉塞後における遠位動脈ツリーの血行動態変化を検討し、治療後の高灌流（hyperperfusion）を説明しうる因子を同定することを目的とした。
  • 方法として、頭蓋内内頸動脈瘤を有する12例の患者データを後ろ向きに解析した。頭蓋内内頸動脈瘤を含むパラメトリック（parametric）モデルを構築し、3次元回転血管撮影により患者特異的形状を作成した。瘤が完全に閉塞された状況を模擬するため、瘤領域を仮想的に除去した。Navier–Stokes方程式をANSYS CFX 14により解法し、平均壁面せん断応力（wall shear stress）、圧力および血流速度を評価した。
  • 結果として、瘤閉塞後にはA1セグメント、M1セグメント、ならびにM2+M3セグメントで圧力比が有意に上昇した（A1：p = 0.048、M1：p = 0.017、M2+M3：p = 0.001）。また、速度比はM1セグメントおよびM2+M3セグメントで有意に高かった（M1：p = 0.047、M2+M3：p = 0.046）。さらに、圧力比増加率は瘤角（aneurysmal angle）と有意な相関を示した（r = 0.739、p = 0.006、M2+M3）。
  • 結論として、瘤閉塞後には遠位動脈ツリーの圧力および血流速度がともに上昇した。治療後の圧力増加を説明する因子は、瘤と親動脈（parent artery）とのなす角であった。

(124) Lu [3]

📕 書誌情報

Digital Subtraction Angiography Contrast Material Transport as a Direct Assessment for Blood Perfusion of Middle Cerebral Artery Stenosis.

Yun-Hao Lu, Yan Cai, Yi Zhang, Rui Wang, Zhi-Yong Li

Front Physiol, 2021

  • Keywords: DSA, computational fluid dynamics, contrast material perfusion, interventional surgery, middle cerebral artery, stenosis

  • DOI: 10.3389/fphys.2021.716173

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    • Cited by: 3
    • FWCI: 0.2916
    • Citation Percentile: 59.77

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💬 AI 翻訳タイトル

中大脳動脈狭窄における脳血流灌流の直接評価としてのデジタルサブトラクション血管造影造影剤（CM）輸送

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、中大脳動脈（MCA）狭窄における形態学的変化が血行動態および造影剤（contrast material：CM）濃度へ与える影響を評価することである。
  • そのために、時間経過に伴うCM輸送の変動を記述する定量指標として造影剤残存時間（contrast material remaining time：CMRT）を提案し、再構成合成モデルおよび患者由来モデルの双方について計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施した。
  • 合成モデルでは、狭窄度の増加（30〜80%）により前大脳動脈（ACA）出口でCMRTが有意に増加（p = 0.0238）し、MCA出口でCMRTが有意に低下した（p = 0.012）。患者由来モデルでは、血流速度およびCMRTはACA出口で増加しMCA出口で低下し、灌流解析により介入手術後に灌流機能が改善したことが示された。
  • 結論として、MCAにおける狭窄度の変化は血行動態分布およびCM輸送に見かけ上の相違をもたらし得ること、またCMRTがMCA狭窄に対する介入後の脳血流灌流変化を評価するための定量的指標となり得る。

(125) Zhang [3]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics analysis of intracranial aneurysms treated with flow diverters: A case report.

H Zhang, L Li, F Miao, J Yu, B Zhou, Y Pan

Neurochirurgie, 2022 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーターで治療した頭蓋内動脈瘤に対する計算流体力学解析：症例報告

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバーター（FD）治療を受けた頭蓋内動脈瘤（IA）症例に対して、計算流体力学（CFD）解析により動脈瘤内の血行動態（内圧、流速、壁面せん断応力；WSS）を評価し、その治療条件の影響を明らかにすることである。
  • 方法として、CTデータに基づき治療前後の動脈瘤血管ステントモデルを構築し、標準的な境界条件を適用してCFD解析を行い、内圧、速度、ならびに動脈瘤のWSSを算出した。
  • 結果として、単一FDステントおよび二重FDステントはいずれも動脈瘤への血流とWSSを低下させたが、単一FDステントに30%充填を組み合わせた条件では血流低下の効果がより顕著であった。
  • 結論として、しかし動脈瘤破裂はコイル充填率の過剰（過度のコイルパッキング）によって生じうるため、単一ステント＋コイル充填率10%が治療の最適候補である可能性が示された。また、血流速度とWSSに基づくCFD解析は動脈瘤保護に寄与しうる。

(126) Lampropoulos [3]

📕 書誌情報

Simulation of intracranial hemodynamics by an efficient and accurate immersed boundary scheme.

Dimitrios S Lampropoulos, George C Bourantas, Benjamin F Zwick, George C Kagadis, Adam Wittek, Karol Miller, Vassilios C Loukopoulos

Int J Numer Method Biomed Eng, 2021 Dec

💬 AI 翻訳タイトル

効率的かつ高精度なImmersed Boundary（浸入境界）スキームによる頭蓋内血行動態のシミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）における血流をCFD（computational fluid dynamics）でシミュレーションする際のボディフィット型ソルバにおける高品質メッシュ生成のボトルネックを克服することを目的とする。
  • 提案手法では、浸入境界法（immersed boundary method）を用い、不均一性の少ない直交格子（Cartesian grid）によって離散化した長方形（box）領域上で、有限要素法により非圧縮Navier-Stokes方程式を解く。
  • 浸入対象（物体）は、その表面に配置したラグランジュ点（Lagrangian points）集合として表現し、さらに自動化アルゴリズムにより局所的な格子細分化（grid local refinement）を適用することで解像度を確保する。
  • 提案手法は、公開された実験結果および解析解との比較により検証・妥当性確認を行い、IAsに対する患者固有の血流シミュレーションへの適用可能性を示した。

(127) Suzuki [3]

📕 書誌情報

[Computational Fluid Dynamics(CFD)].

Tomoaki Suzuki

No Shinkei Geka, 2021 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

【計算流体力学（CFD）】

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳血管疾患に対する血流シミュレーションとしての計算流体力学（CFD）の有用性を踏まえ、CFD解析に必要な基礎的血行動態パラメータを整理し、術前の外科シミュレーションに向けた実用性を頭蓋内動脈瘤に焦点を当てて示すことである。
  • 方法として、動脈瘤壁の菲薄化が破裂リスクを示すという臨床的知見に基づき、壁せん断応力（WSS）や圧力などの血行動態指標を用いた解析枠組みを提示し、さらにコイル塞栓術後の残存腔に対しては、silent MR angiographyによる金属アーチファクト低減を介した血流解析を実施した。
  • 結果として、代表例では破裂前解析により破裂点の同定が可能であり、高圧および低WSSが破裂点の同定に寄与しうることが示された; また、動脈硬化性病変が観察される場合には、低WSSと高オシレーショナル・シア・インデックスの組合せが壁病変の特徴づけに有用であることが示唆された。
  • 結論として、画像診断技術の進展によりCFD解析との統合が新たな知見の創出につながりうるため、神経外科医がCFDソフトウェアを臨床応用に活用することの重要性が強調される。

(128) Habibi [2]

📕 書誌情報

Integrating multi-fidelity blood flow data with reduced-order data assimilation.

Milad Habibi, Roshan M D'Souza, Scott T M Dawson, Amirhossein Arzani

Comput Biol Med, 2021 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

低次元モデルに基づくデータ同化を用いた多忠実度血流データの統合

💬 AI 要約

  • 高精度な患者固有の循環器流れおよび血行動態のモデリングは困難であり、臨床的には4D flow magnetic resonance imaging（4D flow MRI）等の体内計測は低分解能と取得ノイズ、in vitro 実験モデルや患者固有CFDは境界条件・モデルパラメータの不確実性、さらに近壁領域（例：壁面せん断応力）の計測には追加の困難があるという課題がある。
  • 本研究では、動的モード分解（dynamic mode decomposition: DMD）によって与えられる線形モデルによる低次元モデリングを組み込み、逐次カルマンフィルタ（sequential Kalman filter）と結合した計算効率の高いデータ同化手法である reduced-order modeling Kalman filter（ROM-KF）を提案した。
  • ROM-KF の性能は、1次元 Womersley 流、2次元の理想化動脈瘤、および3次元の患者固有脳動脈瘤モデルを用いて評価し、ベンチマークにより誤差を直接定量化できる合成実験データを用いて検証した。
  • さらに、近壁血流データが実験データセットに含まれない問題に ROM-KF を適用することで、近壁血行動態の再構成精度を評価した結果、提案法により得られる血流データは計算結果および合成実験データよりも高精度であり、近壁血行動態の定量が改善されることを示した。

(129) Nakajima [2]

📕 書誌情報

Prediction of atherosclerotic changes in cavernous carotid aneurysms based on computational fluid dynamics analysis: a proof-of-concept study.

Shintaro Nakajima, Shinichiro Sugiyama, Hidenori Oishi, Kenichi Sato, Yasushi Matsumoto, Kuniyasu Niizuma, Miki Fujimura, Teiji Tominaga

Neuroradiology, 2022 Mar

  • Keywords: Aneurysm, Atherosclerosis, Blood residence time, Computational fluid dynamics, Flow diversion, Hemodynamics

  • DOI: 10.1007/s00234-021-02803-x

  • Article

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.2175
    • Citation Percentile: 56.94

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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学（CFD）解析に基づく海綿静脈洞部（海綿部）内頸動脈瘤における動脈硬化性変化の予測：概念実証研究

💬 AI 要約

  • 動脈硬化性変化が、長時間の血液滞留に曝露される領域で生じることは、近年の計算流体力学（CFD）研究により示されているが、本概念実証研究では病態生理と血行動態の関連に基づき、治療計画におけるCFD解析の臨床的実現可能性を検証することを目的とした。
  • 対象は大型で海綿部内頸動脈瘤（Cavernous Carotid Aneurysm: CCA）を有する小規模かつ均質な患者コホート15例とし、デジタルサブトラクション血管造影（DSA）のマスキングデータを用いて、動脈硬化性変化を示唆する石灰化を同定した。
  • 患者固有の流入流量は磁気共鳴（MR）ベロシメトリにより計測し、その条件でCFDシミュレーションを実施した後、血液滞留時間（blood residence time）を算出し、滞留時間が1 sを超える血液曝露表面を分割抽出した。また、フロー・ダイバーション後の体積低下率は、元のタイム・オブ・フライト（TOF）MRアンギオグラフィデータを用いて評価した。
  • 石灰化は血液滞留時間に関する指標が示す領域で認められ、さらに、動脈瘤領域表面に対する滞留時間関連指標の比は、6か月および12か月の追跡における体積減少率と負の相関を示した；加えてCFD可視化では、小さな流入流量条件下で動脈瘤内の渦流が血液滞留時間を延長することが示され、フロー・ダイバーション後の治療反応に影響し得る大型CCAに対する動脈硬化性変化の診断においてCFD解析が有用である可能性が示唆された。

(130) Bao [2]

📕 書誌情報

Simulation analysis of aneurysm embolization surgery: Hemorheology of aneurysms with different embolization rates (CTA).

Quan Bao, Xin Meng, Mingcheng Hu, Jian Xing, Dan Jin, He Liu, Jie Jiang, Yanwei Yin

Biomed Mater Eng, 2021

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤塞栓術のシミュレーション解析：塞栓率の違いによる動脈瘤の血液レオロジー（CTA）

💬 AI 要約

  • 本研究は、塞栓度が動脈瘤の再発に重要な因子であることを踏まえ、異なる塞栓度における血行動態パラメータが動脈瘤の発生・発展および術後経過に及ぼす役割を解析し、血行動態治療後の動脈瘤の発生と再発に関与する特定因子を明らかにすることを目的とした。
  • 患者の脳動脈瘤に関するCT血管造影（CTA）データを用いて、血管内塞栓術を0%、24%、52%、84%、および100%の各モデルとして構築し、各塞栓モデルにおける血行動態指標の変化を、時間平均壁面せん断応力、（重複記載を含む）時間平均壁面せん断応力関連指標、振動せん断指数、血行動態形成指数、および相対滞留時間を用いて解析した。
  • 塞栓率の増加に伴い、時間平均壁面せん断応力、時間平均壁面せん断応力等級（grade）、および動脈瘤形成指数はいずれも漸増し、一方で相対滞留時間は漸減した。
  • 振動せん断指数は不完全塞栓の症例で高く、完全塞栓で低下した。塞栓の程度が増すほど血流は安定化する傾向を示し、脳動脈瘤破裂リスクの低減が示唆された。また、血管分岐部の壁が損傷を受けやすいことが示された。

(131) Kim [2]

📕 書誌情報

Verification of performance of a direct fluorescent assay for cell-free DNA quantification, stability according to pre-analytical storage conditions, and the effect of freeze-thawing.

Jae-Joon Kim, Kwonoh Park, Yu Ran Han, Syed Hyun Kim, Sang-Bo Oh, So Yeon Oh, Yun Jeong Hong, Mi Sook Yun

Biomed Rep, 2021 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

細胞フリーDNA（CFD）定量のための直接蛍光アッセイの性能検証：前処理の保存条件における安定性および凍結融解の影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、DNA抽出および増幅を行わずに核酸を直接測定可能な単純な蛍光ベースの細胞フリーDNA（cell-free DNA: CFD）アッセイについて、蛍光ベースCFDに関するデータが乏しい現状を踏まえ、前処理の保存条件（保存時間・温度）に対する安定性および凍結融解の影響を評価することを目的とした。
  • 方法として、PicoGreen™試薬を用いて、血漿を直接CFD測定に供し、サーモン精子DNAを用いて直線性および正確度を確認したのち、全血を室温（RT）および4˚Cで放置して血漿分離を行い、さらに1週間凍結後に融解した血漿でもCFDを測定した。
  • 結果として、サーモン精子DNA濃度との相関においてCFDは広い濃度範囲で良好な直線性を示し、相関係数は0.998であった一方、前処理の保存時間によりCFD値は最大2.5 µg/mLまで変動したが、その変動は時間経過で一貫した傾向を示さなかった。
  • 結論として、CFD測定では血漿を処理後1時間以内に行う条件が最適であり、凍結融解後には保存条件による実質的な変化の影響が低減されるため、保存試料を用いた研究が妥当かつ関連性を有することが示された。

(132) Futami [2]

📕 書誌情報

Morphological factors affecting vortex core instability on 4D flow MRI of unruptured cerebral aneurysms.

Kazuya Futami, Kouichi Misaki, Takehiro Uno, Iku Nambu, Tomoya Kamide, Mitsutoshi Nakada

Neurol Res, 2022 May

  • Keywords: 4D flow MRI, Unruptured cerebral aneurysm, intra-aneurysmal flow instability, size ratio, vortex core

  • DOI: 10.1080/01616412.2021.2004365

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.1088
    • Citation Percentile: 50.75

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂脳動脈瘤の4DフローマウントMRIにおける渦核不安定性に影響する形態学的因子

💬 AI 要約

  • 未破裂脳動脈瘤の破裂と関連しうる動脈瘤内渦流の時空間的不安定性について、不安定性に基づいて分類される渦核パターンに影響する形態学的因子を同定することを目的とした。
  • 4Dフローマウント磁気共鳴画像（4D flow MRI）により未破裂動脈瘤40例の渦核パターンを、安定、先端のフラップ（flapping tip）を伴う安定、連続変形する波状（wave-or-coil-like）、非可視化の4群に分類し、各パターン間で9つの形態学的パラメータを統計学的に比較した。
  • 多変量ロジスティック回帰分析の結果、群A（安定）と群B（先端フラップを伴う安定）の間では有意差が認められなかった一方で、それ以外の群との比較においてサイズ比（SR: size ratio）のみが独立して有意なパラメータであった（p < 0.05）。
  • 受信者動作特性（ROC）解析では、SRのAUCが形態学的因子の中で最も高く、SRのカットオフ値は1.72であったことから、4D flow MRIに基づく渦核パターンに関与する渦核不安定性の独立した形態学的因子としてSRが寄与することが示された。

(133) Mo [2]

📕 書誌情報

A Dissipation Function-Based Method for Calculating the Energy Loss of Intracranial Aneurysms.

Xiao Mo, Hongshi Yu, Rong Chen, Zhenpeng Chen, Haiyun Li

Front Neurol, 2021

  • Keywords: computational fluid dynamics, dissipation function, energy loss, hemodynamics, intracranial aneurysms

  • DOI: 10.3389/fneur.2021.639690

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.1088
    • Citation Percentile: 47.81

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💬 AI 翻訳タイトル

消散（dissipation）関数に基づく頭蓋内動脈瘤のエネルギー損失の算出手法

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm: IA）破裂に関わるエネルギー損失（energy loss: EL）機序について、従来のベルヌーイ方程式に基づく全体的ELでは詳細が不明である点を踏まえ、IAのELの時間的・空間的特性を明らかにし、その機序を解明することを目的とした。
  • 機械的エネルギーが流体ミセル間の摩擦により不可逆的に内部エネルギーへ変換される過程を反映する、エネルギー方程式の微分形から導出した消散関数（dissipation function: DF）に基づくIAのEL算出のための新規手法を提案した。
  • 後交通枝（posterior communicating segment）に存在する側壁型IA 8例の3次元幾何学モデルを画像セグメンテーションと3次元再構成により構築し、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）によりIAの血行動態パラメータを取得したうえで、提案手法によってIAのELの時間的・空間的特性を評価した。
  • シミュレーション結果より、ELは主として境界層および高速度流入ジェットに隣接する領域で生じ、心収縮期において急速に増大して終収縮期に最大となり、その後心拡張期を通じて心周期終盤まで徐々に低下することが示された；提案手法はベルヌーイ方程式ベースの従来法に比べ、ELの時間的・空間的特性を得る点で一定の改善を達成し、IAにおけるELの理解を深め、破裂機序のさらなる検討に資する可能性が示された。

(134) Suzuki [2]

📕 書誌情報

Hemodynamic features of an intracranial aneurysm rupture predicted by perianeurysmal edema: A case report.

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

Surg Neurol Int, 2021

  • Keywords: Aneurysm rupture, Case report, Computational fluid dynamics, Hemosiderin deposition, Perianeurysmal edema

  • DOI: 10.25259/SNI_780_2020

  • Article

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.1088
    • Citation Percentile: 44.37

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💬 AI 翻訳タイトル

被嚢周囲浮腫（PAE）から破裂が予測された頭蓋内動脈瘤の血行動態学的特徴：症例報告

💬 AI 要約

  • 被嚢周囲浮腫（perianeurysmal edema: PAE）は動脈瘤の破裂の可能性を示す指標となり得ると考えられているが、これらの動脈瘤における血行動態学的特徴はいまだ不明である。
  • 本研究では、PAEを伴い破裂した極めて稀な中大脳動脈（middle cerebral artery: MCA）動脈瘤の症例に対して、計算流体力学（computational fluid dynamic: CFD）解析を実施し血行動態学的特徴を評価した。
  • PAEを伴うMCA動脈瘤の破裂後、動脈瘤の拡大したbleb部位で不安定な血行動態学的ストレスが破裂部位に局在して認められた；さらに、圧力上昇を伴う流れの衝突（flow impingement）と低い壁面せん断応力（wall shear stress）を示し、炎症の増大および動脈瘤壁の菲薄化が破裂に至った可能性が示唆された。
  • 動脈瘤壁へのヘモジデリン沈着およびPAEは、脳動脈瘤からの漏出を示す所見であり、動脈瘤に作用する血行動態学的ストレスが炎症反応を促進し、PAEを伴う壁の脆弱化を引き起こし得ることが考えられたため、このような動脈瘤では破裂予防を目的として外科的介入を第一選択として考慮することを提案する。

(135) Lauric [2]

📕 書誌情報

Moments of Intra-Dome Velocity Distribution as Robust Predictors of Rupture Status in Cerebral Aneurysms.

Alexandra Lauric, James E Hippelheuser, Adel M Malek

World Neurosurg, 2022 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤における破裂状態のロバストな予測指標としてのドーム内速度分布モーメント

💬 AI 要約

  • 壁面せん断応力（WSS）は、血管内腔表面における流速の空間勾配として血行動態解析に用いられてきたが、表面の不整やノイズに対して感度が高い。そこで本研究は、ドーム内の流れ速度分布に基づく体積（volumetric）アプローチおよびモーダル解析により、破裂状態判別における識別能をWSS解析と比較して評価することを目的とした。
  • カテーテルによる3次元回転血管造影（3D rotational angiographic）データを、体積が一致するように整合し、20例の側壁動脈瘤（破裂10例）をセグメンテーションした後、CFDシミュレーションを実施した。メッシュ非依存となる等方的サンプリングにより速度分布を抽出し、平均、分散、歪度（skewness）、尖度（kurtosis）といったモーメント解析を行った。
  • 速度モーメントとWSSの識別性能は、単変量および多変量解析により評価し、さらにデジタル的なブレブ除去（digital bleb removal）および表面ノイズ付加（surface noise addition）を用いて、ブレブ存在および表面不整に対する感度を検討した。破裂動脈瘤では、平均が低い一方で歪度と尖度が高く、単変量結果では歪度（P=0.003）および尖度（P=0.01）の有意な上昇が示され、多変量モデリングでは歪度のみが最良の予測因子として抽出された（AUC=0.88）。
  • ブレブ除去は低WSSを548%増加させ、表面ノイズは低WSSを85.8%低下させたが、速度の歪度および尖度への影響は小さく（<7%）、この方法の頑健性が支持された。破裂病変では歪度および尖度が高いことから、速度分布が指数分布に近い形となり、低速域で高いピークが生じて緩徐流に整合することが示唆された。WSSに基づく手法と比較して本アプローチは表面変化に対して頑健であり、破裂状態の判別能の改善が期待できるものの、今後は拡張した検証が必要である。

(136) Bavykina [1]

📕 書誌情報

[Gliadomorphin, casomorphin, and intestinal fatty acid binding protein in children with autism spectrum disorders].

I A Bavykina, V I Popov, A A Zvyagin, D V Bavykin

Vopr Pitan, 2021

  • Keywords: autism spectrum disorders, casein-free diet, casomorphin, gliadomorphin, gluten-free diet, intestinal fatty acid binding protein

  • DOI: 10.33029/0042-8833-2021-90-3-20-27

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.1527
    • Citation Percentile: 48.13

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💬 AI 翻訳タイトル

アテノモルフィン（gliadomorphin）、カソモルフィン（casomorphin）、および腸管脂肪酸結合タンパク質（I-FABP）は自閉スペクトラム症児における評価に関する研究

💬 AI 要約

  • 自閉スペクトラム症（ASD）に対する食事療法の有効性は意見が分かれているが、エクソルフィン中毒（exorphin intoxication）の理論に基づき、グルテンおよびカゼイン由来ペプチドが小腸粘膜から血中に入り血液脳関門を通過して大脳皮質のニューロンへ影響する可能性が示されている。本研究は、オピオイド中毒の指標として腸管脂肪酸結合タンパク質（I-FABP）とgliadomorphin、casomorphinの血中濃度との関連性を、食事療法の有無に応じて明らかにすることを目的とした。
  • 3〜15歳のASD患者85名を対象とし、グルテンフリー食（GFD）を少なくとも6か月実施している36名（うち3名はカゼインフリー食（CFD）も併用）を第1群、食事制限のないASD患者49名を第2群とした。全例において血清中のI-FABP、gliadomorphin、casomorphin濃度を酵素免疫測定（enzyme immunoassay）により測定した。
  • GFDを実施しているASD児では、検討した各パラメータの平均値が、食事制限のないASD児と比較して有意に低かった（gliadomorphin：0.98±1.27 vs 1.68±0.97 ng/mL、casomorphin：1.62±0.76 vs 2.37±0.53 pg/mL、I-FABP：156.2±102.16 vs 528.26±255.95 pg/mL、p≤0.01）。一方、食事療法を行っているASD患者では、I-FABPの増加に伴いgliadomorphin（r=0.64、p=0.0001）およびcasomorphin（r=0.53、p=0.001）が有意に増加した。
  • GFD非遵守のASD児でも、I-FABP増加に伴う血中gliadomorphinの増加（r=0.30、p=0.036）が認められたが、casomorphinについては関連が観察されなかった（r=-0.0050、p=0.973）。以上より、ASDの治療に食事療法を組み込む際には、グルテンおよびカゼインに対する個別の不耐性を考慮し、不耐性の性質と食事処方の必要性を特定するための追加検査を行う必要がある。

(137) Kuribara [1]

📕 書誌情報

Virtual test occlusion for assessing ischemic tolerance using computational fluid dynamics.

Tomoyoshi Kuribara, Takeshi Mikami, Satoshi Iihoshi, Toru Hirano, Daisuke Sasamori, Tadashi Nonaka, Nobuhiro Mikuni

Surg Neurol Int, 2021

  • Keywords: Balloon test occlusion, Computational fluid dynamics, Computed tomography perfusion, Flow rate, Wall share stress

  • DOI: 10.25259/SNI_439_2021

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.1088
    • Citation Percentile: 47.92

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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学による虚血耐性評価のための仮想テスト閉塞

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤および腫瘍に対する親血管閉塞が必要となる可能性がある状況で、虚血耐性はバルーンテスト閉塞（BTO）によって評価されているが、その侵襲性のため非侵襲的評価法が求められているため、本研究では非侵襲的代替法として計算流体力学（CFD）による仮想テスト閉塞の可能性を検討した。
  • BTOを施行した21症例を対象とし、CFD解析により仮想テスト閉塞を実施して、閉塞側の中大脳動脈における流量（FR）および壁面せん断応力（WSS）を算出した。
  • さらに、CT灌流（computed tomography perfusion）を含むBTO時の検査データとの相関を評価し、良好側副血行群を検出するためのCFDパラメータのカットオフ値を算出した結果、FRはBTO中の平均通過時間（MTT）と強い相関を示し、血管造影所見に基づく側副血行のグレードとは中等度の相関を示した。
  • WSSは側副血行グレード、平均切断圧（MSP）、およびMTTと中等度に相関し、さらにFRおよびWSSは総FRならびに流入血管径とも強く相関した; 良好側副血行群を検出するFRのカットオフ値は126.2 mL/min、WSSのカットオフ値は4.54 Paであったことから、CFD解析はBTOの非侵襲的代替として虚血耐性評価に有用である可能性が示された。

(138) Gaidzik [1]

📕 書誌情報

Luminal enhancement in intracranial aneurysms: fact or feature?-A quantitative multimodal flow analysis.

Franziska Gaidzik, Mariya Pravdivtseva, Naomi Larsen, Olav Jansen, Jan-Bernd Hövener, Philipp Berg

Int J Comput Assist Radiol Surg, 2021 Nov

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Intracranial aneurysms, Luminal enhancement, Phase-contrast-MRI, VW-MRI

  • DOI: 10.1007/s11548-021-02486-y

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における内腔の増強：事実か特徴か？—定量的マルチモーダル流れ解析

💬 AI 要約

  • 造影後血管壁磁気共鳴画像（vessel wall magnetic resonance imaging; VW-MRI）における頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm; IA）壁の増強は、血管壁の炎症および動脈瘤の不安定性のバイオマーカーであると考えられているが、増強に寄与する要因は明確ではない。本研究は、内腔の増強と動脈瘤内の流れ挙動との関連を検討し、VW-MRIが動脈瘤瘤内での定量的かつ定性的な流れ挙動を推定するための代理指標（surrogate）として適切かを評価することを目的とした。
  • 患者固有のIA流れモデル3例において、VW-MRI信号を動脈瘤内腔で測定し、位相コントラストMRI（phase-contrast magnetic resonance imaging; PC-MRI）と計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）により得られた動脈瘤内流れ場と比較した。さらに、各IA流れモデルには2種類の時変（time-varying）流れレジームを与え、両者の対応関係を解析した。
  • 全体として、PC-MRIまたはCFDで取得した速度場は、VW-MRIに観察される増強パターンと良好に一致した。一般に、血液の流れが遅い領域ではVW-MRI信号強度が高くなる一方で、高流量では信号が抑制される傾向がみられ、すべての動脈瘤モデルにおいて信号値3を超える領域は、速度値が3 cm/s未満に対応していた。
  • また、増強が低い領域は、同時に低速および高流量の両要素に関連していたことから、流れの複雑性や安定性といった追加因子が、流れの大きさ（magnitude）以外に信号抑制に寄与し得ることが示唆された。それでもなお、VW-MRIは動脈瘤内の流れ現象を定性的に評価し、対応領域に存在する速度範囲を推定できる。

(139) Xu

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Geometrical and Hemodynamic Characteristic Changes of Small Anterior Communicating Artery Aneurysms during Follow-ups in a Retrospective Analysis.

Lijian Xu, Yueqi Zhu, Ruijian Zhang, Tingzhun Zhu, Jieqing Wan, Fuyou Liang, Bing Zhao

Neurol India, 2021

  • Keywords: Anterior communicating artery, computational fluid dynamics, geometry, intracranial aneurysms, rupture

  • DOI: 10.4103/0028-3886.329617

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💬 AI 翻訳タイトル

小さな前交通動脈瘤におけるフォローアップ中の幾何学的および血行動態学的特性変化：後ろ向き解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、小型の未破裂前交通動脈（ACoA）瘤が連続フォローアップ中に示す幾何学的および血行動態学的変化を明らかにすることである。
  • 方法として、修復（治療）されず、4つの高度医療機関における電子カルテから得られた連続フォローアップ症例のうち、小型の未破裂ACoA瘤を後ろ向きに抽出し、3次元再構築モデルにより瘤の幾何学的パラメータを計測した。さらに、高解像度計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）モデルを用いて瘤内の血行動態パラメータを算出し、各フォローアップ時点で幾何学的・血行動態学的変化を評価した。
  • 結果として、治療未施行の小型未破裂ACoA瘤を有する5例を解析対象とし、瘤増大を伴う2例で破裂が生じた。破裂前には、瘤頸部または頂部における不整なブレブ（bleb）の形成および増大が観察された。
  • 破裂瘤では、瘤頸部の高流入（high inflow）領域における高い壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）と、瘤頂部の流れ再循環（flow-recirculating）領域における低WSSおよび高い振動せん断指数（oscillatory shear index; OSI）が示された。一方、未破裂瘤のうち3例では、形態が安定し、WSSが生理学的範囲で維持されたことから、瘤頂部および/または頸部における瘤増大・低WSS・高OSI、ならびに高WSSが小型ACoA瘤の破裂に寄与しうると考えられ、たとえ小型であっても治療の検討対象とすべきである。

(140) Liu

📕 書誌情報

Comparison of Newtonian and Non-newtonian Fluid Models in Blood Flow Simulation in Patients With Intracranial Arterial Stenosis.

Haipeng Liu, Linfang Lan, Jill Abrigo, Hing Lung Ip, Yannie Soo, Dingchang Zheng, Ka Sing Wong, Defeng Wang, Lin Shi, Thomas W Leung, Xinyi Leng

Front Physiol, 2021

  • Keywords: computational fluid dynamics, intracranial atherosclerotic stenosis, non-Newtonian fluid, translesional pressure ratio, wall shear stress

  • DOI: 10.3389/fphys.2021.718540

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈狭窄患者における血流シミュレーションにおけるニュートン流体モデルと非ニュートン流体モデルの比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内アテローム硬化性狭窄（intracranial atherosclerotic stenosis: ICAS）患者を対象に、CFD（computational fluid dynamics）モデルでニュートン流体と非ニュートン流体を仮定した場合に定量される脳血行動態指標の差異を明らかにすることである。
  • 方法として、75%の偏心性狭窄を有する仮想血管モデルを作成し静的CFDシミュレーションを実施した。さらに、狭窄重症度が異なる3名のICAS患者に対して流体モデルを構築し、ニュートン流体および2種類の非ニュートン流体（Casson、Carreau-Yasuda）を用いて静的シミュレーションを行ったほか、別の患者固有モデルでは時間依存（transient）シミュレーションも実施した。
  • その結果、あらゆるシミュレーションにおいて、PR（translesional pressure ratio）についてはニュートン流体と非ニュートン流体（Casson、Carreau-Yasuda）との間で差は小さく、静的および時間依存の両条件でニュートン/非ニュートンによるPR値の差は概ね無視できることが示された。一方でWSS（wall shear stress）では、静的モデル（仮想および患者固有）において高WSS領域ではレオロジー差は明瞭でなかったが、低WSS領域では観察可能であった。時間依存モデルでは、低WSS領域におけるWSSのレオロジー差が増強され、特に拡張期（diastolic period）で顕在化した。
  • 結論として、ニュートン流体モデルはPR算出に適用可能である可能性が示されたが、WSSの評価に関しては特に重症ICAS症例においてニュートン仮定を用いる際に注意が必要である。

(141) Gil

📕 書誌情報

In Silico Hemodynamics and Filtering Evaluation of a Commercial Embolic Protection Device.

Antonio Gil, Pedro Quintero, Andrea Mares, Juan Ribera de Serra, Manuel Ignacio Sánchez-Nevárez, Manuel Miralles

Ann Biomed Eng, 2021 Sep

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Discrete element method, Embolic protection device, Filtration efficiency, Hemodynamics

  • DOI: 10.1007/s10439-021-02846-4

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💬 AI 翻訳タイトル

市販塞栓防止デバイスに対するインシリコ血行動態解析およびフィルタリング性能評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、頸動脈ステント留置（Carotid Artery Stenting: CAS）中に形成される血栓に起因する合併症を最小化することを目的に開発された塞栓防止デバイス（Embolic Protection Device: EPD）について、血行動態特性および低サイズ血栓に対する実効的なろ過効率の予測を可能にする計算手法を提案することを目的とした。
  • 対象とした市販EPDの血行動態学的特徴とフィルタリング効率を予測するために、検証された計算論的（computational）アプローチを構築し、計算流体力学（Computational Fluid Dynamics: CFD）により圧力損失を評価したうえで、粒子の注入分布がろ過効率に与える影響を解析した。
  • その結果、CFDは実験計測に対して概ね妥当な一致を示し、圧力低下（pressure drop）を適切に予測できることが示された。
  • さらに、本研究ではろ過効率を定量的に評価し、孔径より小さい粒子径に対してフィルタが粒子を保持できる能力、および粒子分布の変化が当該性能に及ぼす影響を議論した。

(142) Koseki

📕 書誌情報

[History and Recent Development of Basic Research Using an Experimental Intracranial Aneurysm Model].

Hirokazu Koseki, Yuichi Murayama

No Shinkei Geka, 2021 Jul

💬 AI 翻訳タイトル

実験的頭蓋内動脈瘤モデルを用いた基礎研究の歴史と最近の発展

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm, IA）は発症から破裂までの経過が極めて不確実であり、その病態生理の理解において実験モデルが大きく貢献してきた。本総説は、理想的なIAモデルという主題を軸にIAモデルの歴史を概観すること、ならびにそれらの実験モデルを用いた最新の知見を紹介することを目的とする。
  • レビューにあたって、1954年に報告された最初期のvenous pouchモデルから現在一般に用いられるHashimotoモデルおよびelastase injectionモデルまでの系譜を整理し、さらに計算流体力学（computational fluid dynamics, CFD）解析に有用とされる他のモデル（両側CCA結紮後に作製するウサギ脳底動脈先端部IAモデル、CCAs間の吻合により作製する人工分岐モデル）についても検討した。
  • venous pouchモデルはIAの形状を模倣するにとどまり、動脈瘤の病理学的構造や血流特性の再現は不十分であった一方で、Hashimotoモデルは片側の総頸動脈（common carotid artery, CCA）結紮に加え全身性高血圧と血管壁脆弱化を組み合わせ、elastase injectionモデルは脳室内elastase投与に続いて全身性高血圧を付加することで、より病態を反映したモデルとして確立されていることが示された。
  • これらの発展により、IAモデルは動脈瘤が流れに誘導される炎症（flow-induced inflammatory disease）としての側面を通じて病態生理を解明するうえで段階的に寄与してきたと結論づけられ、さらに今後は細菌叢（bacterial flora）による血管炎症の制御が示唆されることを踏まえ、IAモデルの一層の改良と病態生理の理解の深化が期待される。

(143) Xu

📕 書誌情報

[Hemodynamics-based analysis of factors associated with aneurysm rupture in different sides of the internal carotid artery].

W D Xu, Z Shi, B Hu, L J Zhang, G M Lu

Zhonghua Yi Xue Za Zhi, 2021 Jun 22

💬 AI 翻訳タイトル

血行動態に基づく解析：頸内動脈瘤の破裂に関連する因子の、左右（背側/非背側）における相違

💬 AI 要約

  • 本研究は、背側および非背側の頸内動脈瘤（ICAAs）における破裂リスクに対する血行動態、形態学的特性、ならびに臨床的特性の影響を明らかにすることを目的とした。
  • 方法として、デジタルサブトラクション血管造影（DSA）または外科手術で動脈瘤が確認され、頭部CT血管造影（CTA）を受けた2010年1月から2016年12月までの111例を後ろ向きに収集し、破裂群（n=54）と未破裂群（n=57）に分類した。
  • 壁面せん断応力（wall shear stress）や壁面せん断応力勾配（wall shear stress gradient）などの血行動態パラメータは計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションにより評価し、破裂群と未破裂群での指標の比較を行ったうえで、logistic回帰分析により破裂の独立危険因子を同定し、背側/非背側それぞれで破裂関連の血行動態特性を解析した。
  • 結果として、破裂群は未破裂群よりも若年で女性の割合が高く、高血圧の割合が高かった。また、背側に位置するICAAsが多く、血流はより複雑で集中・不安定であり、衝突（impingement）領域が小さかった；さらにlogistic回帰では女性、高血圧、背側、集中した血流パターンおよび不安定な血流パターンがICAAs破裂の独立危険因子であることが示された。結論として、女性、高血圧、背側への集中、不安定な血流がICAAs破裂の独立危険因子であり、背側に位置するICAAsは破裂リスクが高い可能性が示唆された。

(144) 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

  • Article

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    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 11.80

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💬 AI 翻訳タイトル

心尖大動脈バイパスにおける血流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におけるグラフト設計が血流分配およびエネルギー損失（EL）に与える影響を評価することである。
  • 方法として、計算流体力学（CFD）を用い、左室心尖部から下行大動脈（LV-DsAo）バイパスを施行した30歳患者の幾何学的形状および血行動態データに基づくシミュレーションを実施し、上行大動脈（AsAo）と心尖大動脈コンジットへの心拍出量（CO）比を50:50、30:70、10:90に設定した。
  • 結果として、分配比50:50では、LV-DsAoバイパスにおける頭部領域への領域血流（RBF）が総COの16.4%でELが62.0 mWであったのに対し、LV-AsAoバイパスではそれぞれ32.3%および81.5 mWであった。
  • 結論として、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が低下する一方、LV-AsAoバイパスではRBFが一定であったが、両方のグラフト設計においてELはAsAoを介するCOと逆相関して増加する傾向が類似していた。