数値流体力学を用いた脳動脈瘤破裂点の検討
数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）を用いた脳動脈瘤破裂点の研究では，破裂点における血行力学的特徴として低いwall shear stress（WSS）と高いoscillatory shear index（OSI）が報告されている．そこで，造影剤漏出により破裂点を同定できた前交通動脈瘤を対象とし，破壊性リモデリングや菲薄化に関連するパラメータを加えて，破裂点の局所血行力学について検討した．3DCTAから患者固有形状モデルを作成し，造影剤漏出部分を削除し破裂点を定義した．非定常解析を行い，ドームと破裂点のWSS，OSI，および圧分布を標準化するために開...
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| Published in | 脳卒中の外科 Vol. 50; no. 1; pp. 55 - 58 |
|---|---|
| Main Authors | , , , , , |
| Format | Journal Article |
| Language | Japanese |
| Published |
一般社団法人 日本脳卒中の外科学会
2022
日本脳卒中の外科学会 |
| Subjects | |
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 0914-5508 1880-4683 |
| DOI | 10.2335/scs.50.55 |
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| Abstract | 数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）を用いた脳動脈瘤破裂点の研究では，破裂点における血行力学的特徴として低いwall shear stress（WSS）と高いoscillatory shear index（OSI）が報告されている．そこで，造影剤漏出により破裂点を同定できた前交通動脈瘤を対象とし，破壊性リモデリングや菲薄化に関連するパラメータを加えて，破裂点の局所血行力学について検討した．3DCTAから患者固有形状モデルを作成し，造影剤漏出部分を削除し破裂点を定義した．非定常解析を行い，ドームと破裂点のWSS，OSI，および圧分布を標準化するために開発したstandardized pressure difference（SPD）を評価した．破裂点では低いWSS，高いOSIおよびSPDの上昇が観察された．これまでの報告と同様に破裂点のWSSは低く，OSIは高かったが，同時に相対的なSPD上昇が併存していた．脳動脈瘤破裂は薄くて低い壁に発生するため，正常な血管内皮細胞が存在しない破壊性リモデリングのある壁における高いOSIが破裂に関与することが示唆された． |
|---|---|
| AbstractList | 数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）を用いた脳動脈瘤破裂点の研究では，破裂点における血行力学的特徴として低いwall shear stress（WSS）と高いoscillatory shear index（OSI）が報告されている．そこで，造影剤漏出により破裂点を同定できた前交通動脈瘤を対象とし，破壊性リモデリングや菲薄化に関連するパラメータを加えて，破裂点の局所血行力学について検討した．3DCTAから患者固有形状モデルを作成し，造影剤漏出部分を削除し破裂点を定義した．非定常解析を行い，ドームと破裂点のWSS，OSI，および圧分布を標準化するために開発したstandardized pressure difference（SPD）を評価した．破裂点では低いWSS，高いOSIおよびSPDの上昇が観察された．これまでの報告と同様に破裂点のWSSは低く，OSIは高かったが，同時に相対的なSPD上昇が併存していた．脳動脈瘤破裂は薄くて低い壁に発生するため，正常な血管内皮細胞が存在しない破壊性リモデリングのある壁における高いOSIが破裂に関与することが示唆された． 「要旨」数値流体力学(computational fluid dynamics: CFD)を用いた脳動脈瘤破裂点の研究では, 破裂点における血行力学的特徴として低いwall shear stress(WSS)と高いoscillatory shear index(OSI)が報告されている. そこで, 造影剤漏出により破裂点を同定できた前交通動脈瘤を対象とし, 破壊性リモデリングや菲薄化に関連するパラメータを加えて, 破裂点の局所血行力学について検討した. 3DCTAから患者固有形状モデルを作成し, 造影剤漏出部分を削除し破裂点を定義した. 非定常解析を行い, ドームと破裂点のWSS, OSI, および圧分布を標準化するために開発したstandardized pressure difference(SPD)を評価した. 破裂点では低いWSS, 高いOSIおよびSPDの上昇が観察された. これまでの報告と同様に破裂点のWSSは低く, OSIは高かったが, 同時に相対的なSPD上昇が併存していた. 脳動脈瘤破裂は薄くて低い壁に発生するため, 正常な血管内皮細胞が存在しない破壊性リモデリングのある壁における高いOSIが破裂に関与することが示唆された. |
| Author | 鈴木, 秀謙 田中, 克浩 中野, 芙美 谷岡, 悟 辻, 正範 石田, 藤麿 |
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| Copyright | 2022 一般社団法人 日本脳卒中の外科学会 |
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| CorporateAuthor | 独立行政法人国立病院機構 三重中央医療センター 脳神経外科 三重大学大学院 脳神経外科 |
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| DOI | 10.2335/scs.50.55 |
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| Discipline | Medicine |
| EISSN | 1880-4683 |
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| ISSN | 0914-5508 |
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| Issue | 1 |
| Language | Japanese |
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| PublicationCentury | 2000 |
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| PublicationDecade | 2020 |
| PublicationTitle | 脳卒中の外科 |
| PublicationTitleAlternate | Surg. Cereb. Stroke |
| PublicationYear | 2022 |
| Publisher | 一般社団法人 日本脳卒中の外科学会 日本脳卒中の外科学会 |
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| References | 7) Kleinloog R, de Mul N, Verweij BH, et al : Risk factors for intracranial aneurysm rupture: a systematic review. Neurosurgery 82: 431-440, 2018 4) Frösen J : Smooth muscle cells and the formation, degeneration, and rupture of saccular intracranial aneurysm wall─a review of current pathophysiological knowledge. Transl Stroke Res 5: 347-356, 2014 6) Jiang P, Liu Q, Wu J, et al : A novel scoring system for rupture risk stratification of intracranial aneurysms: a hemodynamic and morphological study. Front Neurosci 12: 596, 2018 5) Fukazawa K, Ishida F, Umeda Y, et al : Using computational fluid dynamics analysis to characterize local hemodynamic features of middle cerebral artery aneurysm rupture points. World Neurosurg 83: 80-86, 2015 10) Meng H, Tutino VM, Xiang J, et al : High WSS or low WSS? Complex interactions of hemodynamics with intracranial aneurysm initiation, growth, and rupture: toward a unifying hypothesis. AJNR Am J Neuroradiol 35: 1254-1262, 2014 16) Zhang Y, Jing L, Zhang Y, et al : Low wall shear stress is associated with the rupture of intracranial aneurysm with known rupture point: case report and literature review. BMC Neurol 16: 231, 2016 15) Xiang J, Yu J, Choi H, et al : Rupture Resemblance Score（RRS）: toward risk stratification of unruptured intracranial aneurysms using hemodynamic-morphological discriminants. J Neurointerv Surg 7: 490-495, 2015 9) Ku DN, Giddens DP, Zarins CK, et al : Pulsatile flow and atherosclerosis in the human carotid bifurcation. Positive correlation between plaque location and low oscillating shear stress. Arteriosclerosis 5: 293-302, 1985 12) Park J, Woo H, Kang DH, et al : Ruptured intracranial aneurysms with small basal outpouching: incidence of basal rupture and results of surgical and endovascular treatments. Neurosurgery 71: 994-1002, 2012 8) Kono K, Fujimoto T, Shintani A, et al : Hemodynamic characteristics at the rupture site of cerebral aneurysms: a case study. Neurosurgery 71: E1202-1209, 2012 11) Omodaka S, Sugiyama S, Inoue T, et al: Local hemodynamics at the rupture point of cerebral aneurysms determined by computational fluid dynamics analysis. Cerebrovasc Dis 34: 121-129, 2012 1) Backes D, Rinkel GJE, Greving JP, et al : ELAPSS score for prediction of risk of growth of unruptured intracranial aneurysms. Neurology 88: 1600-1606, 2017 2) Cebral JR, Detmer F, Chung BJ, et al : Local hemodynamic conditions associated with focal changes in the intracranial aneurysm wall. AJNR Am J Neuroradiol 40: 510-516, 2019 3) Chung BJ, Mut F, Putman CM, et al : Identification of hostile hemodynamics and geometries of cerebral aneurysms: a case-control study. AJNR Am J Neuroradiol 39: 1860-1866, 2018 13) Soldozy S, Norat P, Elsarrag M, et al : The biophysical role of hemodynamics in the pathogenesis of cerebral aneurysm formation and rupture. Neurosurg Focus 47: E11, 2019 14) Suzuki T, Takao H, Suzuki T, et al : Determining the presence of thin-walled regions at high-pressure areas in unruptured cerebral aneurysms by using computational fluid dynamics. Neurosurgery 79: 589-595, 2016 |
| References_xml | – reference: 8) Kono K, Fujimoto T, Shintani A, et al : Hemodynamic characteristics at the rupture site of cerebral aneurysms: a case study. Neurosurgery 71: E1202-1209, 2012 – reference: 13) Soldozy S, Norat P, Elsarrag M, et al : The biophysical role of hemodynamics in the pathogenesis of cerebral aneurysm formation and rupture. Neurosurg Focus 47: E11, 2019 – reference: 11) Omodaka S, Sugiyama S, Inoue T, et al: Local hemodynamics at the rupture point of cerebral aneurysms determined by computational fluid dynamics analysis. Cerebrovasc Dis 34: 121-129, 2012 – reference: 14) Suzuki T, Takao H, Suzuki T, et al : Determining the presence of thin-walled regions at high-pressure areas in unruptured cerebral aneurysms by using computational fluid dynamics. Neurosurgery 79: 589-595, 2016 – reference: 6) Jiang P, Liu Q, Wu J, et al : A novel scoring system for rupture risk stratification of intracranial aneurysms: a hemodynamic and morphological study. Front Neurosci 12: 596, 2018 – reference: 4) Frösen J : Smooth muscle cells and the formation, degeneration, and rupture of saccular intracranial aneurysm wall─a review of current pathophysiological knowledge. Transl Stroke Res 5: 347-356, 2014 – reference: 12) Park J, Woo H, Kang DH, et al : Ruptured intracranial aneurysms with small basal outpouching: incidence of basal rupture and results of surgical and endovascular treatments. Neurosurgery 71: 994-1002, 2012 – reference: 3) Chung BJ, Mut F, Putman CM, et al : Identification of hostile hemodynamics and geometries of cerebral aneurysms: a case-control study. AJNR Am J Neuroradiol 39: 1860-1866, 2018 – reference: 1) Backes D, Rinkel GJE, Greving JP, et al : ELAPSS score for prediction of risk of growth of unruptured intracranial aneurysms. Neurology 88: 1600-1606, 2017 – reference: 2) Cebral JR, Detmer F, Chung BJ, et al : Local hemodynamic conditions associated with focal changes in the intracranial aneurysm wall. AJNR Am J Neuroradiol 40: 510-516, 2019 – reference: 5) Fukazawa K, Ishida F, Umeda Y, et al : Using computational fluid dynamics analysis to characterize local hemodynamic features of middle cerebral artery aneurysm rupture points. World Neurosurg 83: 80-86, 2015 – reference: 9) Ku DN, Giddens DP, Zarins CK, et al : Pulsatile flow and atherosclerosis in the human carotid bifurcation. Positive correlation between plaque location and low oscillating shear stress. Arteriosclerosis 5: 293-302, 1985 – reference: 16) Zhang Y, Jing L, Zhang Y, et al : Low wall shear stress is associated with the rupture of intracranial aneurysm with known rupture point: case report and literature review. BMC Neurol 16: 231, 2016 – reference: 10) Meng H, Tutino VM, Xiang J, et al : High WSS or low WSS? Complex interactions of hemodynamics with intracranial aneurysm initiation, growth, and rupture: toward a unifying hypothesis. AJNR Am J Neuroradiol 35: 1254-1262, 2014 – reference: 15) Xiang J, Yu J, Choi H, et al : Rupture Resemblance Score（RRS）: toward risk stratification of unruptured intracranial aneurysms using hemodynamic-morphological discriminants. J Neurointerv Surg 7: 490-495, 2015 – reference: 7) Kleinloog R, de Mul N, Verweij BH, et al : Risk factors for intracranial aneurysm rupture: a systematic review. Neurosurgery 82: 431-440, 2018 |
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| SourceID | medicalonline jstage |
| SourceType | Publisher |
| StartPage | 55 |
| SubjectTerms | cerebral aneurysm computational fluid dynamics local hemodynamics rupture point |
| Title | 数値流体力学を用いた脳動脈瘤破裂点の検討 |
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