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脳 CFD血流解析 学術文献調査 PubMed 2025-Q1

  • 『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：2025-01-01 - 2025-03-31
    • 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) Yilin [34] 🌟

📕 書誌情報

Hemodynamics of asymmetrically stenotic vertebral arteries based on fluid-solid coupling.

Zheng Yilin, Feng Haiquan, He Chen, Su Juan

J Biol Phys, 2025 Feb 17

  • Keywords: Fluid–structure interaction, Hemodynamics, Mathematical models, Stenosis, Vertebral arteries

  • DOI: 10.1007/s10867-025-09673-x

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 34
    • FWCI: 19.1447 🌟
    • Citation Percentile: 99.66 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

流体-固体連成に基づく非対称性狭窄を有する椎骨動脈の血行動態

💬 AI 要約

  • 本研究は、椎骨動脈の狭窄と拍動性血流との相互作用に着目し、血液の力学的特性および内部流動ダイナミクスを明らかにすることを目的とした。
  • まず、抵抗比およびせん断応力比と、狭窄高さ・狭窄長との依存関係を示すために、非対称性狭窄の数理モデルを構築した。
  • 次に、医用画像データを用いて種々の狭窄モデルを作成し、計算流体力学（CFD）および流体-構造相互作用（FSI）により解析を行った。
  • その結果、狭窄長および狭窄高さの変化が抵抗比とせん断応力比に顕著な影響を与えることが示された；さらに、全区間の狭窄では血栓形成や内膜損傷の可能性が高く、椎骨動脈入口部での狭窄では血管壁への血小板付着リスク増大を通じて動脈硬化を惹起し得ることが示唆された。また、FSIシミュレーションより、弾性血管壁は狭窄部および下流領域における高速度流に対して特に高い感度を示すことが明らかとなり、狭窄が血流に及ぼす影響の理解と有効な臨床介入戦略の開発に資する重要な知見が得られた。

(002) Sanchez [22] ⭐

📕 書誌情報

Comprehensive imaging analysis of intracranial atherosclerosis.

Sebastian Sanchez, Mahmud Mossa-Basha, Vania Anagnostakou, David S Liebeskind, Edgar A Samaniego

J Neurointerv Surg, 2025 Feb 14

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈硬化症に対する包括的画像解析

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈硬化症（ICAD）は、脳動脈における動脈硬化プラークの蓄積により脳卒中に大きく寄与する疾患であり、ICADの診断では動脈狭窄の重症度を評価する様々な手法が用いられることを目的とする包括的概説を行う。
  • デジタルサブトラクション血管造影、CT血管造影、および磁気共鳴（MR）血管造影などの既存の手法に加え、高解像度MRIによるプラーク形態（プラーク負荷、出血、リモデリング、造影増強）の評価、さらに経頭蓋ドップラー、CT灌流、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）、定量的MRAによる血流制限の解析が整理される。
  • また、血管内超音波（intravascular ultrasound）や光干渉断層撮影（optical coherence tomography）は標的血管領域のルーメン側から動脈壁およびプラーク構造を高い空間分解能で評価できること、さらに陽電子放出断層撮影（positron emission tomography; PET）は炎症マーカー検出の可能性を有することが示される。
  • 本レビューは、動脈硬化プラーク解析とリスク層別化に関する現行モダリティのスペクトラムを包括的に概観することで、症候性プラークの同定に資する指標やプラーク特性を統合的に理解することを結論づける。

(003) Liu [13] ⭐

📕 書誌情報

Clinical implications of haemodynamics in symptomatic intracranial atherosclerotic stenosis by computational fluid dynamics modelling: a systematic review.

Yu Liu, Shuang Li, Haipeng Liu, Xuan Tian, Yuying Liu, Ziqi Li, Thomas W Leung, Xinyi Leng

Stroke Vasc Neurol, 2025 Feb 25

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学モデリングによる症候性頭蓋内動脈硬化性狭窄における血行動態の臨床的意義：システマティックレビュー

💬 AI 要約

  • 本研究は、計算流体力学（CFD）を用いて症候性頭蓋内動脈硬化性狭窄（sICAS）の血流を模擬し、その血行動態学的特徴が臨床転帰に与える意義を検討した先行研究を、体系的にレビューすることを目的とした。
  • PRISMA（Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses）およびSTROBE（Meta-analysis of Observational Studies in Epidemiology）に従い、2024年3月までにPubMedおよびEmbaseで、CFDモデルから算出される血行動態パラメータの臨床的意義を報告した論文を検索し、適格基準に基づいてスクリーニングした。
  • 適格となった19報はいずれも中国からの患者を対象としており、多くの研究で血管セグメンテーションの元画像としてCT血管造影（CTA）を用い、CFD解析では汎用的境界条件、剛体血管壁、ニュートン流体仮定が採用されていた（sICASは50%–99%）。圧および壁面せん断応力（WSS）はほぼ全ての研究で定量され、狭窄をまたぐ圧およびWSSの変化は、狭窄後／狭窄前圧比（PR）および狭窄部スロート／狭窄前WSS比（WSSR）として評価されることが多かった。
  • PR低値はより重度の狭窄、良好な軟膜髄腔側副血行路、灌流時間の延長、ならびに内側ボーダーゾーン梗塞と関連し、WSSR高値およびその他のWSS指標は陽性の血管壁リモデリング、管腔狭窄の退縮、ならびに動脈間塞栓と関連した。さらにPR低値とWSSR高値はいずれも脳の小血管病変の存在および重症度と関連し、translesional PRおよびWSSRは、内科的治療下のsICASにおける脳卒中再発や急性再灌流療法後の転帰の有望な予測因子として、またステント治療の局所血行動態への影響を評価する指標としても示された。以上より、CFDはICASの病態生理の解明と患者のリスク層別化に有望な手法であり、今後はモデリング手法の標準化と、sICASにおけるシミュレーション結果の検証が広範な臨床研究・実践への適用に向けて必要である。

(004) Nagy [10] ⭐

📕 書誌情報

Fluid structure Interaction analysis for rupture risk assessment in patients with middle cerebral artery aneurysms.

Jozsef Nagy, Wolfgang Fenz, Stefan Thumfart, Julia Maier, Zoltan Major, Harald Stefanits, Maria Gollwitzer, Johannes Oberndorfer, Nico Stroh, Michael Giretzlehner, Michael Sonnberger, Andreas Gruber, Philip-Rudolf Rauch, Matthias Gmeiner

Sci Rep, 2025 Jan 14

💬 AI 翻訳タイトル

中大脳動脈瘤における破裂リスク評価のための流体—構造相互作用解析

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤患者における治療方針の最適化には、破裂リスクの正確な評価が不可欠であるが、計算流体力学（CFD）研究の多くは血流パターンに焦点を当て、動脈瘤壁の生体力学的特性を十分に考慮していないという課題がある。
  • 本研究ではこの限界を克服するために、血行動態と壁機械挙動の動的相互作用を統合的に模擬する流体—構造相互作用（FSI）解析を適用し、中大脳動脈分岐部（MCA）瘤の破裂リスクを125例の患者コホート（オーストリア、リンツのKepler University Hospitalで治療）に対して評価した。
  • 多変量解析により、破裂の有意な予測因子として、動脈瘤表面に対する応力分布を定量化する高等価応力面積（HESA; p=0.049）と、幾何学的複雑性を捉えるガウス曲率（GLN; p=0.031）が同定された；さらにHESA、GLN、最大壁変位を統合した新規複合指標HGD indexを提案し、閾値0.075で優れた診断性能を示した（内部検証で破裂25例中24例が閾値を超え、感度0.96）。
  • 5-fold交差検証でも結果の信頼性が確認され、本研究はHGD indexが従来の単一パラメータモデルよりも複雑な動脈瘤構造に対して破裂リスク層別化の精度が高いことを示し、臨床応用に向けた可能性を高めるものであり、多施設でのさらなる検証が必要である。

(005) Stefanyshyn [9] ⭐

📕 書誌情報

Analysis of the Association Between the SLC19A1 Genetic Variant (rs1051266) and Autism Spectrum Disorders, Cerebral Folate Deficiency, and Clinical and Laboratory Parameters.

Volodymyr Stefanyshyn, Roman Stetsyuk, Olena Hrebeniuk, George Ayoub, Liliia Fishchuk, Zoia Rossokha, Nataliia Gorovenko

J Mol Neurosci, 2025 Mar 29

  • Keywords: SLC19A1 gene, Autism spectrum disorder, Cerebral folate deficiency, Folate receptor autoantibodies, Homocysteine, Vitamin B12

  • DOI: 10.1007/s12031-025-02338-3

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 9
    • FWCI: 13.3452 🌟
    • Citation Percentile: 98.93 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

SLC19A1遺伝子変異（rs1051266）と自閉スペクトラム症、脳葉酸欠乏（cerebral folate deficiency；CFD）、および臨床・検査パラメータとの関連の解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、CFDを伴う自閉スペクトラム症（ASD）患者において、SLC19A1遺伝子のrs1051266変異を解析し、その臨床的ならびに検査指標との関連を明らかにすることである。
  • ASD患者227例（うちCFD 156例）を対象とし、葉酸受容体α自己抗体（folate receptor alpha autoantibodies；FRAA）の検出、rs1051266のジェノタイピング、および葉酸代謝関連マーカーの測定（ホモシステイン、ビタミンB9、B12、B6）を行った。
  • ASD患者ではFRAA結合が39.2%で検出され、阻害FRAAは3.5%、特異的可溶性葉酸受容体は13.2%であった；rs1051266では80GAが46.3%と最も多く、ホモシステインは中等度上昇傾向（上四分位 7.0）を示した。
  • ホモシステインはビタミンB9、B12、B6と有意に相関し（p<0.05）、言語障害はビタミンB12と関連した（p=0.043）；またASDおよびCFD患者では80GG遺伝子型の頻度が高く（p=0.03）、ビタミンB12が上昇していた（p=0.021）；さらにASD群では80AA遺伝子型と脱髄（demyelination）との関連（p=0.020）およびホモシステインと脱髄との関連（p=0.042）が認められたことから、SLC19A1（rs1051266）変異はASDの臨床経過を修飾し、CFDを伴う患者では葉酸代謝マーカーの個人差が大きいことが示唆された。

(006) Shojaeianforoud [9] ⭐

📕 書誌情報

Cerebrospinal fluid flow dynamics in the aqueduct of Sylvius for rigid and deformable brain models.

Farshid Shojaeianforoud, Mohsen Lahooti

Comput Biol Med, 2025 May

  • Keywords: Aqueduct of Sylvius, CSF velocity waveform, Cerebrospinal fluid flow, Computational fluid dynamics, Fluid–structure interaction, Rigid and deformable brain models

  • DOI: 10.1016/j.compbiomed.2025.110047

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    • Cited by: 9
    • FWCI: 7.2691 ⭐
    • Citation Percentile: 97.49 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

硬質および変形可能な脳モデルにおけるシルビウス水道（Sylviusの水道）の脳脊髄液流動ダイナミクス

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳表くも膜下腔および脳室内の脳脊髄液（CSF）が脳の健常性維持に重要であり、水頭症（hydrocephalus）などの病態に影響し得ることを背景として、シルビウス水道（AoS）におけるCSF流動ダイナミクスを明らかにすることを目的とした。
  • MRIに基づく3次元幾何学形状を用い、硬質脳モデルおよび変形可能脳モデルを構築してAoSのCSF流動を解析し、さらに流体—構造連成（fluid-structure interaction）シミュレーションにより脳組織変形がCSF流れに与える影響を評価した。
  • 硬質モデルはAoSにおけるCSF速度波形の主要な特徴、すなわち波形形状およびピークとトラフのタイミングを適切に捉え、水頭症条件での速度増加やくも膜下腔における速度範囲も予測したが、AoSにおける速度変動の全範囲を再現するには不十分であった。
  • 一方、変形可能脳モデルはMRI計測との一致性が高く、CSF流動と流れの逆転（flow reversals）を効果的に予測できたことから、精度の高いモデル化には脳組織の変形を取り込むことの重要性が示された；また、心周期におけるAoS内速度のモデル予測には流入波形（inlet waveform）の影響が決定的であることも見出した。

(007) Karnam [7] ⭐

📕 書誌情報

Competing pathways of intracranial aneurysm growth: linking regional growth distribution and hemodynamics.

Yogesh Karnam, Fernando Mut, Anne M Robertson, Naoki Kaneko, Juan R Cebral

J Neurosurg, 2025 Jun 01

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

  • DOI: 10.3171/2024.9.JNS241208

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    • Cited by: 7
    • FWCI: 8.389 ⭐
    • Citation Percentile: 97.52 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の増大における競合的経路：領域別の増大分布と血行動態との関連付け

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤の増大を駆動する要因（血行動態学的な力と壁リモデリング機構）の複雑な関係は不明であるため、本研究は動脈瘤壁のうち増大が生じる特定領域と、それに対応する支配的な血行動態条件との関連を明らかにすることを目的とした。
  • 著者らは、縦断的に追跡された67例の頭蓋内動脈瘤の血行動態モデルを解析し、ベースライン像とフォローアップ像の対応付けおよび距離マッピングにより88の増大領域を同定した。
  • さらに、嚢状（saccular）解剖に基づく動脈瘤壁の亜分画と、血流関連特性に基づく区分を作成し、各局所血行動態を評価したうえで、増大領域の分布を動脈瘤の部位および形態で層別化して増大パターンの相違を検討した。
  • 増大は主として動脈瘤のbodyで生じ（p<0.0001）、ACom（前交通動脈）およびlateralの動脈瘤ではbodyへの増大傾向が有意に高かった一方、MCA（中大脳動脈）および分岐部（bifurcation）の動脈瘤ではdomeとbodyの双方で増大が認められた; さらに、中心流領域（central flow region）で最も増大が大きく、全体として(1)頸部・body・流入（inflow）領域における高流量の衝突ジェットによる壁の変性／菲薄化（主にACom）と(2)domeおよび中心流領域における緩徐で（oscillatoryな）流動条件による壁のリモデリング／肥厚（主にMCA）という2つの主要機序、ならびに後者がAComでは二次的流れとしても観察される可能性が示された。

(008) Li [7] ⭐

📕 書誌情報

The relationship between estimated glucose disposal rate and cognitive function in older individuals.

Li Li, Chengbo Li, Jiang Zhu

Sci Rep, 2025 Feb 18

💬 AI 翻訳タイトル

高齢者における推定グルコース処理能（eGDR）と認知機能との関連

💬 AI 要約

  • 推定グルコース処理能（estimated glucose disposal rate: eGDR）はインスリン抵抗性の新規指標として有用であり、心血管疾患リスクと相関することが示されているが、認知機能との関連は不明である。
  • 本研究は、2011～2014年の全米健康栄養調査（National Health and Nutrition Examination Survey: NHANES）のデータに基づく横断研究として設計され、eGDRと認知能力の関係を検討するために加重ロジスティック回帰および制限付き（restricted）3次スプラインを用いた。
  • 参加者を認知スコアに基づき正常群および認知機能低下（cognitive function decline: CFD）群の2群に分類したところ、両群間でeGDRの水準に有意差を認めた（P=0.001）。関連共変量で調整した後も、eGDRを連続変数およびカテゴリー変数のいずれの形式で表した場合においても、eGDRと認知機能の間に顕著な差が認められた（P<0.05）。
  • さらに感度分析により所見の頑健性が確認され、女性、高等学校卒業以上の学歴、適度な飲酒者、および脳卒中の診断を受けていない者を含む下位集団でも差は持続した（P<0.05）。制限付き3次スプライン解析では、両者の関係に非線形性が示され、分岐点を伴うことが明らかとなった（P-for-non-linear<0.05、P-overall<0.001）。本研究は、eGDRと認知パフォーマンスの間に潜在的な非線形関連が存在することを同定することで、その関係の理解に資するものである。

(009) Jiang [6] ⭐

📕 書誌情報

Improving rupture status prediction for intracranial aneurysms using wall shear stress informatics.

Jingfeng Jiang, Mostafa Rezaeitaleshmahalleh, Jinshan Tang, Joseph Gemmette, Aditya Pandey

Acta Neurochir (Wien), 2025 Jan 15

  • Keywords: Hemodynamics, Informatics, Intracranial aneurysm, Machine learning, Rupture, Wall shear stress

  • DOI: 10.1007/s00701-024-06404-4

  • Article

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    • Cited by: 6
    • FWCI: 7.1906 ⭐
    • Citation Percentile: 96.72 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

壁面せん断応力インフォマティクス（WSS-informatics）を用いた頭蓋内動脈瘤の破裂状態予測の改善

💬 AI 要約

  • 壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）は頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms：IAs）の自然経過において重要な役割を担うが、WSSの空間的な変動を自然経過との関連付けに用いた研究はほとんど行われていない。本研究の目的は、WSSデータの空間パターンを用いて動脈瘤の破裂状態（破裂済み vs. 未破裂）の予測可能性を確立することである。
  • 患者ごとの（patient-specific）計算流体力学（CFD）シミュレーションを112個のIAsに対して実施し、破裂状態は診療記録により既知とした。CFDで得られる血行動態データ（WSSおよびその派生量）は非構造メッシュ上に分布するため、非構造グリッドから単位円盤（unit disk）へWSSデータを写像し、これは一様サンプリングされた極座標系に相当する。極座標系に写像したWSSデータは画像データとしてみなすことができ、ラジオミクス解析に直接利用してWSSの空間パターンを抽出した。
  • 著者らはこの新規技術を「WSS-informatics」（すなわち、WSSデータをインフォマティクス手法で解析すること）と命名し、破裂状態予測における有用性を示した。従来のWSSパラメータは破裂状態と相関しなかったのに対し、WSS-informaticsの指標は破裂状態を識別可能であり（p値<0.05）、さらにWSS-informaticsの特徴量を用いた予測モデルは予測性能を有意に向上させた（受信者動作特性曲線下面積：AUROCが0.78から0.85へ、p値<0.01）。
  • 提案された革新的アプローチにより、WSSデータの空間パターンを用いてIAsの破裂状態予測を改善した最初の研究が実現された。

(010) Rezaeitaleshmahalleh [6] ⭐

📕 書誌情報

Improving Prediction of Intracranial Aneurysm Rupture Status Using Temporal Velocity-Informatics.

M Rezaeitaleshmahalleh, Z Lyu, Nan Mu, Varatharajan Nainamalai, Jinshan Tang, J J Gemmete, A S Pandey, J Jiang

Ann Biomed Eng, 2025 Apr

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Informatics, Intracranial aneurysm, Machine learning, Rupture Risk

  • DOI: 10.1007/s10439-025-03686-2

  • Article

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    • Cited by: 6
    • FWCI: 6.8819 ⭐
    • Citation Percentile: 96.65 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

時間速度インフォマティクス（Temporal Velocity-Informatics）により頭蓋内動脈瘤破裂状態の予測精度を向上させる

💬 AI 要約

  • 本研究は、時間分解した動脈瘤内速度場の時空間パターン解析に基づき、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm: IA）の破裂状態の特性評価を高精度化することを目的とした。
  • 破裂状態が既知のIAを有する112名の被験者から得られた画像データを用い、3Dモデルを再構築して計算流体力学（CFD）シミュレーションにより動脈瘤速度データを算出するとともに、形態学的情報を統合した。
  • その後、時間分解速度場に対してTemporal Velocity-Informatics（TVI）解析を行い、流れの攪乱を定量的に空間的および時間的に抽出した。さらに、提案したTVIの有効性を検証するために、4種類の機械学習（machine learning: ML）手法（例：サポートベクターマシン［SVM］）により予測性能を評価した。
  • 総合的に、TVIを用いたSVMが最良の性能を示し、曲線下面積（area under the curve: AUC）0.92および総合正解率86%を達成した；また、SVM分類器は破裂IAおよび非破裂IAをそれぞれ77%および92%の割合で正しく同定した。

(011) Vikström [6]

📕 書誌情報

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

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

J Biomech, 2025 Jan

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

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2024.112459

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 6
    • FWCI: 2.4041
    • Citation Percentile: 89.86

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💬 AI 翻訳タイトル

選択的順行性脳灌流を用いた大動脈弓部手術の術前計画に向けた、非侵襲的な脳灌流圧の評価

💬 AI 要約

  • 目的：選択的順行性脳灌流（Selective antegrade cerebral perfusion；SACP）は、中等度低体温循環停止を要する大動脈弓部手術において脳灌流を確保するための保護手技であるが、両側（bSACP）と片側（uSACP）の使い分けに関するコンセンサスがないため、SACP中の脳灌流圧（CPP）を予測する非侵襲的方法の実現可能性を検討した。
  • 方法：本研究では、SACP中のCPPを推定する新規手法の実現可能性を評価し、対象は大動脈弓部手術の適応となった5例（65±7歳、男性3例）とした。術前にCT血管造影（CTA）および4Dフロー磁気共鳴画像（4D flow MRI）を用いて個別の動脈解剖と血流を評価し、画像に基づく計算流体力学（CFD）シミュレーションにより血管抵抗を推定した。さらに、得られた抵抗と術中のSACP圧・流量設定を境界条件としてモデルに適用し、SACP中の対側CPPを予測したのち、予測値を対応する術中圧測定値と比較した。
  • 結果：本手法はuSACPおよびbSACPの双方における対側CPPの予測において有望であり、uSACPでは中央値誤差（範囲）が2.4（-0.2〜18.0）mmHg、bSACPでは0.8（-3.3〜5.4）mmHgであった。予測精度は側副血管の血管サイズに対して最も感度が高かった。
  • 結論：本研究は、SACPにおけるCPPを予測することの実現可能性を示し、正確なモデリングに必要な主要な要素を提示した。

(012) Benemerito [5]

📕 書誌情報

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

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

Int J Comput Assist Radiol Surg, 2025 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学および形状解析は動脈瘤破裂リスク層別化を高める

💬 AI 要約

  • 未破裂頭蓋内動脈瘤（UIA）の破裂リスクを正確に定量化することは、治療選択を導くうえで重要であるが、依然として臨床上の未解決課題である。計算流体力学（CFD）と形態学的計測は、破裂例と未破裂例で差が生じることが示されている一方で、画像から得られるこれらの情報が、日常的に利用可能な臨床観察情報に対して追加的価値をもたらすかどうかは明確でない。
  • そこで本研究では、確立されたPHASESスコアに画像由来の特徴量を組み込むことで、動脈瘤の破裂状態の分類性能が向上するかを検討した。横断的データセット（170例：破裂78例）に対し、患者画像からCFDと形状解析を実施して追加特徴量を抽出した。
  • 得られた特徴量をPHASES変数と統合し、破裂状態を分類するためのリッジ制約付きロジスティック回帰モデルを5種類構築した。画像由来特徴量の次元削減には相関分析および主成分分析を用い、係数推定には学習・検証へのデータ分割と、グリッドサーチ最適化およびブートストラップ再標本化を併用した10分割交差検証を採用した。
  • 性能評価は受信者動作特性曲線下面積（AUC）で行ったところ、PHASESのみのロジスティック回帰ではAUCが0.63であったのに対し、CFDおよび形状解析由来の特徴量を組み込んだ全モデルでAUCは0.71まで改善した。破裂状態の最も強い予測因子は形状変数である非球面度指数と、CFD変数である最大振動性せん断指数であり、本研究は画像に基づく流体力学と形状解析を臨床データに統合することで分類精度を向上できることを示した。臨床実装の可能性を評価するには、縦断データによる追加検証が必要である。

(013) Yao [4] ⭐

📕 書誌情報

Impact of aneurysm sac size on the effectiveness of endovascular coiling in patient-specific middle cerebral artery aneurysms: a computational study.

Zhichao Yao, Hao Wen

Sci Rep, 2025 Mar 14

💬 AI 翻訳タイトル

患者個別の中大脳動脈瘤に対する血管内コイル塞栓術の有効性に及ぼす動脈瘤瘤嚢サイズの影響：計算論的研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、元の形状および縮小形状の患者個別中大脳動脈（MCA）動脈瘤の計算モデルを用いて、血管内コイル塞栓術における血行動態的効率を検討することを目的とした。
  • 計算流体力学（CFD）により脳動脈瘤内の血流をモデル化し、血液はカッソン（Casson）非ニュートンモデルで模擬した一方、瘤嚢内のコイル配置は多孔質条件によって表現した。
  • 瘤サイズの違いに対するコイルの有効性を評価するため、壁面せん断応力（WSS）および振動せん断指数（OSI）を含む主要な血行動態因子を解析した結果、コイル塞栓により破裂リスクが有意に低減され、瘤嚢体積が大きいほど高リスク血行動態領域の低減効果がより顕著であった。
  • これらの知見は、形態の異なる動脈瘤に対する血管内治療の最適化に資する洞察を提供するものである。

(014) Deuter [4] ⭐

📕 書誌情報

Fast simulation of hemodynamics in intracranial aneurysms for clinical use.

Daniel Deuter, Amer Haj, Alexander Brawanski, Lars Krenkel, Nils-Ole Schmidt, Christian Doenitz

Acta Neurochir (Wien), 2025 Mar 03

  • Keywords: CFD, Intracranial aneurysm, Intraoperative, Local risk assessment, Rupture risk evaluation, Thin-walled regions

  • DOI: 10.1007/s00701-025-06469-9

  • Article

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    • Cited by: 4
    • FWCI: 4.5879 ⭐
    • Citation Percentile: 93.96 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

臨床応用に向けた脳内動脈瘤における血行動態の高速シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈瘤の病態生理における重要因子である血行動態評価のための計算流体力学（Computational Fluid Dynamics: CFD）を、臨床で標準的に利用可能な形にするための半自動ワークフローを構築・検証することである。
  • 方法として、治療を受けた24例の頭蓋内動脈瘤に対する3D回転血管造影画像から血管形状の再構築と体積メッシュ生成を行い、流体解析にはANSYS CFXを用いた；検証として、平滑化操作の体積への影響、メッシュサイズの結果への影響（グリッド収束性）、幾何学的メッシュ品質、ならびにワークフロー実施に要する時間をサブグループで評価した。
  • 結果として、プログラミング経験を要することなく多くの工程が3D画像上で実行可能であり、最終的なCFD結果は平均22分51.4秒（95%CI 20分51.562秒-24分51.238秒、n=5）で得られた；また解析サブグループでは前処理後の幾何学的体積が平均4.46%増加し（95%CI 3.43-5.50%）、メッシュに関しては表面メッシュで相対偏差平均2.30%（95%CI 1.51-3.09%）、体積メッシュで1.40%（95%CI 1.07-1.72%）〜2.61%（95%CI 1.93-3.29%）が確認され、体積メッシュの幾何学的品質は許容範囲であった。
  • 結論として、動脈瘤CFDのための半自動ワークフローを開発し、臨床で血行動態データを活用できることを示した；取り扱いの容易さによりプログラミング非習熟の臨床医にも適用可能であり、さらに血行動態パラメータの分布が破裂感受性のある薄い壁部位と相関する既報を踏まえると、急性期を含む動脈瘤手術において術者の意思決定を支援し得る。

(015) Arán-Tapia [4]

📕 書誌情報

Modeling of magnetic vestibular stimulation experienced during high-field clinical MRI.

Ismael Arán-Tapia, Vicente Pérez-Muñuzuri, Alberto P Muñuzuri, Andrés Soto-Varela, Jorge Otero-Millan, Dale C Roberts, Bryan K Ward

Commun Med (Lond), 2025 Jan 21

💬 AI 翻訳タイトル

高磁場臨床MRIにおいて経験される磁気前庭刺激のモデリング

💬 AI 要約

  • 高磁場磁気共鳴画像法（MRI）は有用な診断手段である一方、眼振やめまいなどの意図しない生理学的影響を誘発し、検査の快適性および安全性を損なう可能性があるが、その機序は十分に明らかでない。
  • 本研究は、静磁場と内耳における電流の相互作用によって生じるローレンツ力仮説が磁気前庭刺激を説明しうるかを検証するため、計算流体力学、流体—構造相互作用（fluid-structure interaction）ソルバ、および磁気流体力学（magnetohydrodynamics）の方程式を統合した数学モデルにより、クプラ（cristae ampullares）の生体力学的応答をシミュレートした。
  • ヒト膜迷路の高解像度micro-CTデータにより解剖学的整合性を担保し、健康被験者における水平・垂直・捻転性の緩徐相眼球運動を、磁場強度や頭位を変化させて計測して実験的検証を行ったところ、モデルは観察された眼振パターンを精度良く再現し、緩徐相の眼球速度が実験データと良好に一致した。
  • 以上より、ローレンツ力に起因する個々のクプラの刺激が、磁場強度および頭位に応じた眼球運動の変動を説明できることが示され、磁気前庭刺激の妥当な説明としてローレンツ力仮説を経験的に支持することで、高磁場MRIが前庭系に及ぼす影響に関する新たな知見と、将来の研究および臨床実装の基盤を提供した。

(016) Cabaniss [4]

📕 書誌情報

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

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

Biomech Model Mechanobiol, 2025 Feb

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

  • DOI: 10.1007/s10237-024-01910-x

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

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の治療に向けた形状記憶ポリマー発泡体ベースの血管内塞栓デバイスに関するCFD解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、形状記憶ポリマー発泡体（shape-memory polymer foam: SMPf）に基づく患者特異的な血管内治療用デバイスについて、血行動態および対流熱伝達の影響を、6種類の患者特異的動脈瘤形状を対象とした計算流体力学（CFD）により評価することである。
  • 方法として、SMPfデバイスは流動解析では連続的な多孔質媒体としてモデル化し、完全展開（full expansion）を仮定した。一方、熱伝達解析では、さまざまな展開度（degrees of expansion）を考慮した。また、流動シミュレーションのパラメータは既存文献に基づき質的に検証し、計算コスト低減のためにメッシュ独立性試験を実施して最適セルサイズを確認した。
  • 対流熱伝達では、最小の体積流量を適用し、かつゼロフラックス境界条件を課すことで最悪ケースを評価した。流動シミュレーションの結果として、提示した全形状において動脈瘤内平均流量が85%以上、動脈瘤内最大流量が45%以上の低減が確認された。
  • 結論として、本研究で得られた知見は、血行動態および熱伝達の高度な計算モデルを統合することで、患者特異的SMPfデバイスの設計最適化に関する新規で実用的な枠組みを提供するものである。この枠組みは、治療転帰の改善を目指した頭蓋内動脈瘤に対するパーソナライズドな血管内塞栓治療の将来的な開発を導く可能性がある。

(017) Bateman [4]

📕 書誌情報

Computational Fluid Dynamic Simulation of the Cerebral Venous System in Multiple Sclerosis and Control Patients: Are Hemodynamic Variances Evident in Multiple Sclerosis?

Alexander Bateman, Jeannette Lechner-Scott, Grant Bateman, Saadallah Ramadan, Tracie Jacqueline Barber

IEEE Trans Biomed Eng, 2025 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

多発性硬化症患者および対照者における脳静脈系の計算流体力学シミュレーション：血行動態の差異は多発性硬化症に認められるか？

💬 AI 要約

  • 本研究は、血管病変の評価に有用となり得る関連血行動態パラメータを同定することを目的とし、それらの指標に基づいて、多発性硬化症（MS）患者と対照者における脳静脈の血行動態に差異が存在し、MSの病因に影響し得るかを検討した。
  • MS患者40名および対照者20名を対象に組み入れ、MRIにより解剖学的3次元形状および境界での血流量を算出した。各参加者について患者個別の境界条件を用いたCFD（計算流体力学）モデルを構築し、シミュレーションを実施した。
  • 圧力低下および血管抵抗は、群間で有意な差を示さなかった。一方で、内頸静脈（IJV）の断面積はMS群で大きかった（右IJV：p=0.04、左IJV：p=0.02）。また、直静脈洞（ST）の血流量は全年齢層で対照群よりもMS群で高値であった（p=0.005）。
  • 血管抵抗は、脳静脈における静脈圧の上昇に対応し得る部位を示し得ることが示された。結論として、脳静脈の圧力および血管抵抗はMSの病因と直接的に関連しにくい可能性が示唆されたが、STの血流増加は深部静脈系における炎症の増強と整合する可能性がある。さらに、血管病変の指標としての抵抗は、循環器系の他の疾患における血流の血行動態を包括的に検討する際に有用となる可能性がある。

(018) Yan [3] ⭐

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A computational study of the connection between coronary revascularization and cardio-cerebral hemodynamics.

Zhengzheng Yan, Dandan Shang, Rongliang Chen, Jia Liu, Xiao-Chuan Cai

Comput Methods Programs Biomed, 2025 May

  • Keywords: Cardio-cerebral coupling, Cardiovascular physiology, Computational fluid dynamics, Coronary artery disease, Parallel computing

  • DOI: 10.1016/j.cmpb.2025.108667

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    • FWCI: 4.9076 ⭐
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💬 AI 翻訳タイトル

冠動脈血行再建術が心臓‐脳循環動態に及ぼす関連性に関する計算力学的研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、冠動脈血行再建術中に致死的脳卒中が発生し得るにもかかわらず、冠動脈血行再建術が心臓‐脳循環動態に与える影響を数値的に検討した研究が少ないことを背景として、冠動脈狭窄の除去が冠動脈および脳血流に及ぼす効果を評価することを目的とした。
  • 患者特異的シミュレーションにより、左主幹冠動脈に70%狭窄を有する心臓‐脳動脈ネットワークを再構築し、計算流体力学（CFD）を用いて冠動脈狭窄を除去した場合の影響を解析した。
  • 3次元・非圧縮・時間依存Navier-Stokes方程式を、安定化P1-P1ガレルキン有限要素法および陰的2次後退差分公式により離散化し、出口境界には領域血流分布モデルをルンケン（Windkessel）モデルと結合して適用した。さらに、スケーラブルなNewton–Krylov–Schwarzアルゴリズムに基づく並列ソルバにより3次元の拍動流を高効率に解いた。
  • 冠動脈血行再建術は心筋血流を大幅に改善し、冠動脈FFR（fractional flow reserve）を0.742から0.904へ増加させて心筋灌流の向上を示した一方で、脳循環動態は負の影響を受け、主要脳動脈における血流が2.49%低下したことから脳虚血リスクの上昇が示唆された。提案した計算枠組みは多数（数千）プロセッサコアにわたる良好な並列スケーラビリティを示し、患者特異的設定において心臓‐脳循環動態を評価するための有用な手法であり、複雑かつ時間を要する解析にも適することが示された。

(019) Hattori [3] ⭐

📕 書誌情報

High Middle Cerebral Artery Wall Shear Stress in Branch Atheromatous Disease: A Computational Fluid Dynamics Analysis.

Yorito Hattori, Shuta Imada, Ryo Usui, Akimasa Yamamoto, Masanori Nakamura, Masafumi Ihara

J Atheroscler Thromb, 2025 Aug 01

  • Keywords: Branch atheromatous disease, Computational fluid dynamics, Flow velocity, Middle cerebral artery, Wall shear stress

  • DOI: 10.5551/jat.65439

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    • FWCI: 3.8727 ⭐
    • Citation Percentile: 91.72 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

分岐型アテローマ性疾患における中大脳動脈分岐部周辺の壁面せん断応力：計算流体力学解析

💬 AI 要約

  • 分岐型アテローマ性疾患（BAD）は、親血管の起始部付近で穿通枝が閉塞することによりしばしば早期に神経学的な悪化を来すが、その機序は十分に明らかでないため、BADと小血管閉塞（SVO）との間で壁面せん断応力（WSS）に差が生じる可能性を検証することを目的とした。
  • 本研究は横断的観察研究であり、症状発現から7日以内に入院した連続症例のうち、脳MRAで頭蓋内主要動脈に狭窄/閉塞を認めない、または頸部超音波で頸動脈に狭窄を認めない患者を対象として、MRAに基づく計算流体力学（CFD）により中大脳動脈M1分節のWSSと血流速度を解析した。
  • BAD群（n=27）ではSVO群（n=27）よりも、WSS比（患側/健側）が1超の症例数が有意に多かった（20/27 [74.1%] vs 11/27 [40.7%]、p=0.013）；また、健側に比べ患側M1の高WSSはBADの独立した危険因子であった（調整オッズ比 4.38、95%信頼区間 1.29–14.82、p=0.018）。
  • さらに、M1分節の血流速度はBADと関連しなかった一方で、BAD患者ではCFDで評価されるM1分節の高いWSSが分岐部の脆弱プラーク形成のリスク因子となり得ること、またCFDの導入がBADの診断に寄与し得ることが示された。

(020) Yin [3] ⭐

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Integrating hemodynamic analysis with traditional imaging in intracranial atherosclerotic stenosis: current status and future perspectives.

Xulong Yin, Rui Yang, Zhen Li, Hui Wang, Qi Fang

Front Neurol, 2025

  • Keywords: computational fluid dynamics, diagnosis, hemodynamics, intracranial atherosclerotic stenosis, neuroimage

  • DOI: 10.3389/fneur.2025.1589162

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    • FWCI: 3.7673 ⭐
    • Citation Percentile: 93.54 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内アテローム性動脈硬化性狭窄における血行動態解析と従来型画像診断の統合：現状と今後の展望

💬 AI 要約

  • 頭蓋内アテローム性動脈硬化性狭窄（ICAS）は虚血性脳卒中の重要な原因であり、従来の画像診断法はいずれも長所と限界を有するため、血行動態の包括的評価を可能にする統合的アプローチが求められている。
  • 本総説は、現在ICASの診断に用いられている経頭蓋ドプラ（TCD）、CT血管造影（CTA）、MR血管造影（MRA）、高解像度MRI、およびデジタルサブトラクション血管造影（DSA）などの従来型画像技術を概説し、それぞれの特徴を整理したうえで、これらに基づく血行動態解析の応用例を検討している。
  • さらに、ICASに対する血行動態解析の見通しと限界をまとめ、近年臨床評価法として発展した血行動態解析技術が、臨床診断、病因探索、治療選択、再発予測といった複数の側面で有望であることを示している。
  • 最終的に、血行動態解析手法がICAS患者の治療ガイドラインに組み込まれることで、ICASの診断・治療に新たな道を拓くことが期待される、と結論づけている。

(021) Fukuda [3] ⭐

📕 書誌情報

Two possible hemodynamic mechanisms underlying the growth of cerebral aneurysms depending on their size: The NHO CFD ABO study.

Shunichi Fukuda, Yuji Shimogonya, Aoi Watanabe, Naohiro Yonemoto, Miyuki Fukuda, Akihiro Yasoda

J Cereb Blood Flow Metab, 2025 Aug

  • Keywords: Cerebral aneurysm growth, computational fluid dynamics analysis, hemodynamics, prospective observational study, wall shear stress

  • DOI: 10.1177/0271678X251325972

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    • Cited by: 3
    • FWCI: 3.4565 ⭐
    • Citation Percentile: 91.26 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤のサイズに応じた成長を説明し得る2つの血行動態メカニズム：NHO CFD ABO研究

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤の破裂は予後不良であり、増大する動脈瘤は破裂しやすいが、その成長を誘導する血行動態学的要因は十分に解明されていないため、本研究では動脈瘤の成長に関連する血行動態を明らかにすることを目的とした前向き観察研究を実施した。
  • 患者固有の動脈形状と血流速度に基づき計算流体力学（CFD）解析を行い、血行動態指標を多変量解析によって、1 mm以上増大した動脈瘤と安定した動脈瘤の間で比較した。
  • 481例を登録した結果、4 mm未満の動脈瘤では、動脈瘤全体、頸部、体部、ならびに親動脈において時間平均壁面せん断応力（WSS）が増大動脈瘤で有意に高く、横断方向WSSも頸部および親動脈で有意に高かった。
  • 一方、4 mm以上の動脈瘤では、正規化した横断方向WSSが増大動脈瘤で動脈瘤全体および dome（頂部）で有意に高かった；以上より、サイズに応じて異なる2つの血行動態メカニズムが存在する可能性が示され、手術適応の検討や、相反する血行動態破裂理論の統合に資する可能性がある。

(022) Zhang [3]

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Artificial Intelligence in Cerebrovascular Disease Management: A Comprehensive Review of Risk Prediction, Diagnosis, Therapeutic Optimization, and Clinical Translation.

Hengsheng Zhang, Wenhui Ma, Xingshun Zhou, Zinlin Zhao, Runjun Zhang, Hong Bai, Cong Huang, Yujun Wang

Vasc Health Risk Manag, 2025

  • Keywords: artificial intelligence, cerebrovascular diseases, clinical translation, risk prediction, systematic review

  • DOI: 10.2147/VHRM.S555592

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    • Cited by: 3
    • FWCI: 1.6841
    • Citation Percentile: 88.21

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💬 AI 翻訳タイトル

脳血管疾患マネジメントにおける人工知能：リスク予測、診断、治療最適化、臨床実装までを包括的に概観するレビュー

💬 AI 要約

  • 脳血管疾患（CVD）は世界的に大きな健康被害をもたらすため、効率的なマネジメント戦略が求められる。本レビューは、PRISMA-ScRガイドラインに準拠し、CVD管理における人工知能（AI）の最新動向、限界、臨床実装に向けた経路を体系的に統合することを目的とする。
  • 2018〜2023年に発表された研究について、PubMed、Web of Science、EMBASE、IEEE Xploreの4つの中核データベースで文献検索を実施した。
  • 厳格なスクリーニングの結果（包含：指標が明確な独自研究／臨床試験、除外：未検証研究・学会抄録）、NOSおよびQUADAS-2による質評価を通じて128件の質の高い研究を組み入れ、リスク予測、診断、治療最適化、長期モニタリングの主要なAI応用を整理した。
  • 多くのモデルで高い性能（例：AUC>0.9、ただし高齢者で低下）や診断支援の有効性（例：LVO検出時間の短縮、出血セグメンテーションDiceの改善）が示される一方、単一施設データのバイアス、解釈可能性の不足、法的リスク（誤診時の責任が不明確）が重要な限界として挙げられた；さらに「データ—モデル—臨床」のクローズドループ、多次元のAI価値評価、血管内治療における「ヒト—AI協働の境界」の定義という3つの革新的解決策を提案し、医師—AI連携と標準化枠組み（AI-RADS、WHO-ITUガイドライン等）の重要性を強調している。

(023) Iorio [3]

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

Antonio Iorio, Simone Melchionna, Philippe Derreumaux, Fabio Sterpone

PNAS Nexus, 2025 Jan

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

  • DOI: 10.1093/pnasnexus/pgae548

  • Article

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    • Cited by: 3
    • FWCI: 0.7551
    • Citation Percentile: 71.02

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💬 AI 翻訳タイトル

脳間質（interstitial space）における流体の流動とアミロイドの輸送および凝集

💬 AI 要約

  • 脳間質（ISS）における生体老廃物の基礎的クリアランスを駆動するメカニズムは未解明であり、活発に議論されている。また、アルツハイマー病の発症および進行の特徴であるアミロイドタンパク質の凝集につながる一連の過程を完全に理解することは極めて重要である。
  • 本研究では、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）と分子動力学（molecular dynamics; MD）を組み合わせた手法を用いて、脳間質における流体流動とタンパク質輸送の役割を解明した。
  • その結果、アミロイドβ（amyloid-β）タンパク質のクリアランスにおける主要メカニズムは拡散である一方、アミロイドβ凝集体や細胞外小胞（extracellular vesicles）のようなより大きな分子構造では、流体の移流（advection）が輸送に寄与し得ることが示された。
  • さらに、大きな未成熟プレフィブリル（nascent prefibrils）が流体の流動およびせん断（shearing）に与える影響を定量化し、不規則な脳間質（ISS）であっても流体力学的相互作用が凝集経路の全段階にわたってアミロイドβの凝集を促進することを明確に示した。これらの結果は、脳間質における流体流動と溶媒−溶質相互作用が、抗体などの治療戦略に果たす役割を理解するうえで重要な知見を与える。

(024) Sanchez [2]

📕 書誌情報

Comprehensive morphomechanical and wall enhancement analysis of intracranial aneurysms.

Sebastian Sanchez, Jacob M Miller, Adam Galloy, Marco Nino, Diego Ojeda, Elena Sagues, Carlos Dier, Andres Gudino, Rodrigo Jaramillo, Edgar A Samaniego

Eur Radiol, 2025 Aug

  • Keywords: Brain aneurysm, Computational fluid dynamics, Finite element analysis, Vessel wall imaging, Wall enhancement.

  • DOI: 10.1007/s00330-025-11417-3

  • Article

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 2.3969
    • Citation Percentile: 86.07

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における包括的な形態力学的解析および壁増強（wall enhancement）評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、動脈瘤壁増強（AWE）と壁せん断応力（WSS）、壁張力（WT）が頭蓋内動脈瘤の各コンパートメント間でどのように関連するかを明らかにし、破裂リスク評価および血管壁動態の理解の向上につなげることを目的とした。
  • 3テスラ（3-T）の高解像度MRIにより、ガドリニウム（Gd）造影前後のT1強調画像を取得し、3D Slicerで動脈瘤3次元（3D）輪郭抽出を行った。AWEはT1+Gd画像における動脈瘤壁の信号強度に基づいて定量化し、WTは有限要素解析で算出、WSS指標は計算流体力学（CFD）で時間平均壁せん断応力（TAWSS）、壁せん断応力勾配（WSSG）、振動性せん断指標（OSI）を含め評価した。
  • AWEは、サイズおよびアスペクト比（AR）が大きい動脈瘤で高値であった。一方、WTおよびOSIはサイズ、AR、サイズ比（SR）が大きい動脈瘤で高値を示し、動脈瘤のネック（neck）は動脈瘤本体（body）よりもWT、TAWSS、WSSGが高かった。
  • 不規則形状の動脈瘤では、高AWE領域においてTAWSSおよびWSSGが低く、OSIが高いことが示された。さらに、ブレブ（bleb）は最も高いAWEと最も低いWTおよびWSSGを示し、ネックは逆に最も低いAWEと最も高いWTおよびWSSGを示したことから、不規則動脈瘤の高リスク構造（娘嚢、daughter sac）は高い壁増強と低い壁せん断を特徴づけ、破裂リスクの上昇に関与する可能性が示唆された。

(025) Norris [2]

📕 書誌情報

Modeling biomarker kinetics of Aβ levels in serum following blast.

Carly Norris, Harsha T Garimella, Walter Carr, Angela M Boutté, Raj K Gupta, Andrzej J Przekwas

Front Neurol, 2025

💬 AI 翻訳タイトル

爆風後の血清Aβレベルのバイオマーカー動態をモデル化すること

💬 AI 要約

  • 爆風曝露に対する特異的な神経病理学的応答の解明は、爆風誘発外傷性脳損傷（bTBI）における診断アプローチの開発に向けた障壁となっているため、本研究は損傷後の血中バイオマーカー濃度の定量を爆風条件と関連づける枠組みの構築を目的とした。
  • 本研究では、爆風用量バイオマーカー動態（BxK）プラットフォームを開発し、血中Aβ42を損傷の有望な予測指標として、爆風過圧（BOP）の大きさおよび曝露頻度を考慮した爆風用量応答を、全身レベルのAβペプチド動態を記述する数学モデルに統合して検証を行った。
  • モデルの妥当性は、3日間の訓練期間中に反復する低レベル爆風を受けた15名の隊員の血清中急性モノマー濃度との比較により実施し、Aβ42濃度を平均で6.5±5.2%の誤差範囲で予測可能であることを示した。
  • さらに、患者固有因子（年齢、体重、遺伝的要因、曝露年数、睡眠）および病態生理学的因子（BBB透過性、アミロイド原性病理、神経炎症）が実験データのばらつきの要因となり得ることを議論し、性別特異的因子や兵器システム、ストレスレベル、症状発現リスク、薬物治療戦略を反映することで較正を改善し得るとした；本爆風用量BxKモデルを用いて病態機序の駆動因子を特定し慢性転帰を予測できれば、bTBIの診断・予後・治療戦略を変革し得る。

(026) Cebral [2]

📕 書誌情報

Influence of Vessel Geometry, Flow Conditions, and Thrombin Concentration on Fibrin Accumulation and Cerebral Aneurysm Occlusion After Flow Diversion.

Juan R Cebral, Fernando Mut, Rainald Löhner, Laurel Marsh, Alireza Chitsaz, Cem Bilgin, Esref Bayraktar, David Kallmes, Ramanathan Kadirvel

Int J Numer Method Biomed Eng, 2025 Jan

  • Keywords: cerebral aneurysms, computational fluid dynamics, coupling, fibrin accumulation, flow diversion, thrombosis

  • DOI: 10.1002/cnm.3904

  • Article

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.7022
    • Citation Percentile: 74.71

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💬 AI 翻訳タイトル

血管形状、流動条件、およびトロンビン濃度がフロー・ダイバータ後のフィブリン蓄積と脳動脈瘤の閉塞に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • フロー・ダイバータを用いた脳動脈瘤治療数が増加する中で、動脈瘤腔内での血栓形成だけでなく、デバイスを介したフィブリン蓄積によるデバイス周辺での流入流の攪乱および閉塞に影響する因子を理解することが重要である。
  • フィブリン蓄積の評価には、流れ（flow）とフィブリン動態（fibrin dynamics）を結合した既報の計算モデルを用い、さらにフロー・ダイバータ治療を受けた脳動脈瘤の in vitro 実験モデルと組み合わせた。
  • フィブリン蓄積は、親動脈の形状を変えた4種類のガラスモデル脳動脈瘤をフローループに配置し、流量条件を変化させて調べたうえで、対応する計算モデルを構築して実験結果と比較した結果、せん断応力により刺激されたフィブリン産生と、その後のデバイスワイヤへの接着を組み込んだ計算モデルが、観察されたフィブリン蓄積パターンを再現し説明可能であった。
  • 計算モデルでは、血管の曲率、流量、およびトロンビン濃度の増大が、より速いフィブリン蓄積と、それに伴う動脈瘤への流入の攪乱・閉塞を引き起こすことが示されたほか、本論文で記述し検証したモデルは、フロー・ダイバーティング・デバイス治療後の動脈瘤閉塞および治癒、あるいは不完全閉塞に至る詳細な機序の理解に有用である。

(027) Tas [1]

📕 書誌情報

Alterations in cerebral artery flow velocity acceleration pattern correlate with cognitive impairment in diabetes mellitus.

Ahmet Tas, Muhammed Ikbal Bayhan, Mehlika Yildiz, Yaren Alan, Zeynep Atay, Fatih Sezer, Cagla Kitapli, Ilke Kara Tas, Sabahattin Umman, Murat Sezer

Appl Neuropsychol Adult, 2025 Feb 24

  • Keywords: Cerebral flow acceleration, Vascular Aging Index, cognitive performance, diabetes mellitus type 2, flow velocity waveform, intracranial haemodynamics, middle cerebral artery

  • DOI: 10.1080/23279095.2025.2469261

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 1.1984
    • Citation Percentile: 74.54

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💬 AI 翻訳タイトル

糖尿病における認知障害と相関する脳動脈血流速度加速度パターンの変化

💬 AI 要約

  • 血流速度の加速度パターンはせん断応力や圧力変化、循環器リスク因子、糖尿病、高血圧、血管内皮機能障害、動脈硬化と関連するが、認知障害に伴う血行動態変化を踏まえると、この加速度パターンの攪乱が認知障害と相関し得るため、その機序的理解を深めることが本研究の目的である。
  • 経頭蓋ドプラ（transcranial Doppler）により得た中大脳動脈（middle cerebral artery）の血流速度波形の最初の微分を計算し、アンサンブル平均信号上で加速／減速波（a,b,c,d,e）を可視化した；さらに、VAI（Vascular Aging Index）をVAI:(b-c-d-e)/aの定義に従って算出した。
  • 複数の認知領域とVAIとの関連を標準的な統計手法により評価したところ、VAIはHVLT（Hopkins Verbal Learning Test-revised）の総再生、遅延再生、保持率（% Retention）、ならびにRCFT（Rey-Osterrieth Complex Figure Test）の基礎スコア（raw copy score）や即時再生を含む複数の指標と有意に相関した；年齢、BMI、灰白質体積、糖尿病罹病期間で調整した解析では相関がより強くなる一方、欠測による症例数低下が生じた。
  • 糖尿病患者において、脳動脈血流速度の加速度パターンは視空間構成および言語に関する認知領域の成績と相関することが示され、computational fluid dynamics（CFD）は動脈血行動態と皮質機能のカップリングをより良く機序的に解明するための一助となり得る。

(028) Csippa [1]

📕 書誌情報

Amplification of Secondary Flow at the Initiation Site of Intracranial Sidewall Aneurysms.

Benjamin Csippa, Péter Friedrich, István Szikora, György Paál

Cardiovasc Eng Technol, 2025 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内側壁動脈瘤の発生起点における二次流れの増幅

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈瘤の発生は主に壁面せん断応力場の評価によって検討されてきたが、血行力学的刺激の出現に関する議論はいまだに残っている。
  • 本研究では、二次流れが形成のカスケードに重要な役割を果たすという先行仮説に基づき、流体力学の挙動と血管形状の関係を検討した。
  • 複合評価フレームワークを構築し、動脈中心線に沿った直交断面上でシミュレーションされた流れ場を解析したところ、速度場を中心線周りの二次流れ成分へ分解することで、流れの特徴を中心線の幾何学的パラメータと直接比較できた。
  • 形態・流れ・動脈瘤発生部位の関連を質的および統計的に解析した結果、正規化平均曲率および曲率ピークは動脈瘤を伴う屈曲部で他の屈曲部より有意に高く、さらに正規化平均速度ならびに周方向および半径方向の速度成分も有意差を示した一方、正規化軸方向速度の平均差は有意ではなかった；ICAで動脈瘤を有する30症例をin-silicoで仮想再構築した前動脈瘤状態にて解析すると、症例固有の曲率が最も高い屈曲部（それに伴い周方向および半径方向の症例固有二次流れが最大となる屈曲部）においてICA側壁動脈瘤の形成可能性がより高いことが示された。

(029) Nagy [1]

📕 書誌情報

Rupture risk assessment for AComA aneurysms with morphological, hemodynamic and structural mechanical analysis.

Jozsef Nagy, Nico Stroh-Holly, Wolfgang Fenz, Stefan Thumfart, Julia Maier, Zoltan Major, Harald Stefanits, Maria Gollwitzer, Johannes Oberndorfer, Vanessa Mazanec, Michael Giretzlehner, Michael Sonnberger, Philip Rauch, Andreas Gruber, Matthias Gmeiner

PLoS One, 2025

💬 AI 翻訳タイトル

形態学的・血行動態学的・構造力学的解析に基づく前交通動脈（AComA）瘤の破裂リスク評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤患者における治療選択の最適化に資するため、前交通動脈（AComA）複合体瘤の破裂リスクを高精度に評価する枠組みを確立することである。
  • 方法として、Kepler University Hospital（オーストリア、リンツ）で治療された150例のコホートを対象に、臨床、形態学的、血行動態学的、ならびに構造力学的パラメータを評価し、比較解析、共線性解析、予測モデリング、複合パラメータ化、性能評価、内部しきい値検証を含むワークフローを実施した。
  • 結果として、単一パラメータではガウス曲率GLN（GLN; AUC=0.91、感度0.93、特異度0.83）が破裂予測の最良指標であり、複合パラメータではWGD（壁面せん断応力、ガウス曲率、壁変位の組合せ）がAUC=0.89、WG（壁面せん断応力とガウス曲率の組合せ）がAUC=0.88を示した。さらに、25件の独立した破裂瘤を用いた内部検証により、GLNで非常に高い感度（0.92）が確認された。
  • 結論として、形態学的、血行動態学的、ならびに構造力学的パラメータはAComA瘤の破裂リスク評価に有用となり得ることが示された。特に単一形態学的パラメータであるGLNが最も高い予測性能を示し、次いで複合パラメータWGDおよびWGが高性能であることが内部検証で支持され、これらのパラメータの前向き臨床応用を評価するさらなる研究が必要である。

(030) Cui [1]

📕 書誌情報

Prevalence, Geometry, and Hemodynamics of Small and Medium-Sized Intracranial Aneurysms With and Without Blebs in the Chinese Han Population.

Xiaopeng Cui, Yan Zhao, Liang Wang, Yujing Jin, Zhenglong Yang, Yaohua Li, Zilin Zhao, Hengrui Zhang, Kai Wei, Zhennan Sun, Peng Huai, Lei Chen, Xinyu Yang

J Cent Nerv Syst Dis, 2025

  • Keywords: bleb, computational fluid dynamics, geometry, hemodynamics, intracranial aneurysm, prevalence, risk factors, rupture

  • DOI: 10.1177/11795735251364919

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 1.1701
    • Citation Percentile: 80.43

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💬 AI 翻訳タイトル

中国漢民族集団における小〜中型脳動脈瘤の有無別の有病率・形状および血行動態：ブレブの有無に着目して

💬 AI 要約

  • 小〜中型（<15 mm）の頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）におけるブレブ（blebs）の有病率、分布、ならびに臨床・形態学的および局所血行動態学的特徴は、いまだ明確ではないため、本研究はブレブを有する小〜中型IAsの特徴を体系的に明らかにし、動脈瘤破裂とブレブ形成の予測因子を同定することを目的とした。
  • 中国人患者214例（破裂動脈瘤〔RIAs〕と非破裂動脈瘤〔UIAs〕、いずれも<15 mm）のCTAまたはDSAデータを用いた後ろ向き観察研究を実施し、MimicsおよびANSYS Fluentによる三次元再構成、形態計測、ならびに計算流体力学（CFD）解析を行った。
  • ブレブは107個の動脈瘤（RIAsで56.7%、UIAsで39.1%）に認められ、前交通動脈（ACoA）、後交通動脈（PCoA）、および分岐部動脈瘤でより高頻度であった（いずれもP < 0.05）；またRIAsではUIAsよりもブレブ径が大きく（2.73 ± 1.28 mm vs 2.06 ± 1.07 mm、P = 0.009）、ブレブを有するIAsはより大きなサイズ、より不規則な形状、高いAR、SR、BN、HWR、および低いNWSS、TAWSS、OSIを示した（いずれもP < 0.05）。
  • 破裂の強い予測因子としてSRが示され（AUC = 0.718、SR > 1.3144）、ACoA（OR = 8.812, CI: 2.455–31.634）およびPCoA（OR = 6.376, CI: 2.094–19.414）に加えて高SRが有意な破裂リスク因子であった一方、ブレブ形成はPCoA（OR = 2.261, CI: 0.759–6.739）およびSR（OR = 4.683, CI: 1.937–11.324）によって独立して予測された。小〜中型IAsではブレブは一般的であり、特にACoA、PCoA、分岐部で多く、破裂リスクの増加と関連すること、ならびに破裂例ではより大きなブレブが観察されることが示唆された。加えて、頸部（neck）、体部（body）、頂部（dome）におけるブレブ関連血行動態のさらなる検討が必要である。

(031) Zhang [1]

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Optimization of braided stent design for cerebral aneurysms: the role of wire cross-sectional geometry.

Aohua Zhang, Xinru Li, Zhengbiao Yang, Yutang Xie, Tao Wu, Yanru Xue, Yanqin Wang, Yongwang Zhao, Weiyi Chen, Chenming Sun, Jinzhu Yin, Meng Zhang, Xiaogang Wu, Xuesong Li, Yonghong Wang

Front Bioeng Biotechnol, 2025

  • Keywords: aneurysm, finite element analysis, flow-diverting stents, hemodynamics, structure optimization

  • DOI: 10.3389/fbioe.2025.1643750

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 1.147
    • Citation Percentile: 80.88

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤に対するブラスト状ステント設計の最適化：ワイヤ断面形状の役割

💬 AI 要約

  • 目的：フローダイバータ（Flow-diverting）ステントは動脈瘤治療に重要であり、留置後の血行動態はステント構造設計に大きく依存するため、柔軟性、流れの分流（flow diversion）能、ならびに長期安全性を改善する構造最適化の余地がある。本研究では、ブラスト編み（braided）ステントのワイヤ断面幾何学形状が血行動態と力学特性に与える影響を評価し、設計指針を得ることを目的とした。
  • 方法：参照としてPipeline Embolization Device（PED）を用い、材料量一定の条件下で、四角形（quadrilateral）、六角形（hexagon）、八角形（octagon）、十角形（decagon）の4種類のフローダイバータステントを設計した。まず有限要素解析により各ステントへ純曲げ負荷を適用し、トルク-角度曲線から柔軟性を評価した。次に計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）により、各ステント留置後の血行動態特性を模擬した。
  • 結果：曲げ角60°の条件では、十角形ステントが最も良好な柔軟性を示し、次いで四角形ステントであった。断面形状の違いによってステント全体の血流分布は概ね類似していたが、動脈瘤（tumor cavity）内の局所平均流速には差がみられ、円形相当（circular）のものが最も高く、四角形が最も低かった。また、壁圧力勾配の変化は多角形（polygonal）ステントの方が円形より緩やかであり、六角形および十角形ではキャビティ内の平均圧が最も低かった。さらに、動脈瘤壁における低WSS（wall shear stress）領域の面積は四角形で最大、円形で最小であり、母血管（maternal artery）セグメントでは六角形が最大、四角形が最小であった。
  • 結論：総合的な比較の結果、四角形および十角形の断面ステントがより良好な包括的性能を示すことが明らかとなった。以上より、本研究はフローダイバータステント構造の最適設計に対する理論的根拠を提供するものである。

(032) Bilgin [1]

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

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

J Neurosurg, 2025 Jan 01

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

  • DOI: 10.3171/2024.4.JNS232567

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

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💬 AI 翻訳タイトル

ヒトフィブリノゲン（fibrinogen）ベースの血流モデルを用いたフローダイバータの性能に関するin vitro評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈瘤閉塞における重要段階であるフィブリン沈着を再現するために、ヒトフィブリノゲン（human fibrinogen）に基づくフローダイバータの新規in vitro試験プラットフォームを提案し、その性能を定量的に評価することである。
  • 方法として、同一の親動脈（直径4 mm）および動脈瘤（直径8 mm）径を持つ4種類のガラスモデル（paraophthalmic、sidewall、bifurcation、軽度湾曲）にフローダイバータを留置し、ネック径4 mm、面積25 mm2とした。ヒトフィブリノゲン（330 mg/dl）を流量（0、3、4、5 ml/sec）に応じて循環させ、さらにヘパリン、塩化カルシウム、トロンビン（thrombin）の有無を条件として、最大6時間またはフローダイバータのネックが完全にフィブリンで被覆されるまで培養した。
  • 結果として、静止条件下ではフローダイバータ上にフィブリンが蓄積しなかった一方、動脈瘤ネックへのフィブリン沈着速度は、すべてのモデルにおいて5 ml/secが3 ml/secより有意に高かった。さらに、paraophthalmicモデルでは流入速度が最大（48.7 cm/sec）であり、bifurcationモデルではデバイス細胞部における最大せん断応力（shear stress: SS）および最大正規化SSがそれぞれ843.3 dyne/cm2および35.1 SS/SSinflowで最大であった。加えて、paraophthalmicおよびbifurcationモデルの沈着速度はsidewallおよび軽度湾曲モデルより、添加物または流量の比較条件すべてにおいて有意に高く（p = 0.001）、トロンビンの添加は全モデルで沈着速度を有意に増加させた（p = 0.001）。
  • 結論として、本新規in vitroモデルでは構成形状および添加条件によりフィブリン沈着速度が大きく変動し、フィブリン蓄積は流速およびせん断応力が高い動脈瘤流入部位から開始することが示された。主要な影響因子は流速、せん断応力、ならびに生理濃度でのトロンビン添加であり、患者個別の動脈瘤に対するフィブリノゲンベースモデルの臨床的有用性を検証するためにはさらなる研究が必要である。

(033) Kliś [1]

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

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

J Neurosurg, 2025 Feb 01

💬 AI 翻訳タイトル

未破裂脳動脈瘤に関連する頭痛の発症における動脈瘤血行動態変化の役割

💬 AI 要約

  • 本研究は、未破裂頭蓋内動脈瘤患者にみられる頭痛に関連する因子を、特に血行動態パラメータに焦点を当てて解析することを目的とした。
  • 方法として、著者らは未破裂頭蓋内動脈瘤122個を有する96例を前向きに組み入れ、診療録から既往・内服薬および入院中の血圧値を取得し、Short-Form McGill Pain Questionnaireにより入院時と手術（手技）3–6か月後に頭痛の種類と重症度を評価した。
  • 画像データに基づき、動脈瘤のドーム部（dome）を供給動脈（feeding artery）とともに3次元再構築し、OpenFOAMを用いて血流の計算流体力学（CFD）解析を実施した；血液は非圧縮・非定常のNewtonian流体としてモデル化し、ドップラー超音波で得られた患者個別の内頸動脈（ICA）血流速度波形を入口境界条件として与え、シミュレーション後に動脈瘤ドーム部の血行動態指標を算出した。
  • その結果、30例（31.25%）が頭痛を有し、多変量ロジスティック回帰分析では女性（OR 2.81, 95% CI 2.51–4.86）、ICA動脈瘤の部位（OR 7.93, 95% CI 5.51–8.52）、多発動脈瘤（OR 6.05, 95% CI 1.83–11.83）、平均ドーム血液速度（OR 3.10, 95% CI 2.01–3.30）、時間平均壁面せん断応力（OR 1.18, 95% CI 1.47–2.72）が頭痛の存在と独立して関連した；さらに17例（56.67%）では処置後に症状が完全に消失し、多変量解析ではICAにおける平均血流が頭痛の完全寛解と独立して関連した（OR 2.32, 95% CI 1.57–3.28）。以上より、頭蓋内動脈瘤の血行動態パラメータは頭痛および動脈瘤治療後の症状軽減に関連しうることが示唆された。

(034) Tajima [1]

📕 書誌情報

Verifying the Accuracy of Hemodynamic Analysis Using High Spatial Resolution 3D Phase-contrast MR Imaging on a 7T MR System: Comparison with a 3T System.

Shunsuke Tajima, Haruo Isoda, Masaki Fukunaga, Yoshiaki Komori, Shinji Naganawa, Norihiro Sadato

Magn Reson Med Sci, 2025 Jan 01

  • Keywords: 4D flow MRI, hemodynamics, intracranial artery, magnetic field strength, phase-contrast MR imaging

  • DOI: 10.2463/mrms.mp.2023-0016

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.2268
    • Citation Percentile: 62.45

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💬 AI 翻訳タイトル

7テスラMR装置における高空間分解能3D位相コントラストMR画像に基づく血行動態解析の精度検証：3テスラ装置との比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、7T MR装置で取得した3D位相コントラストMR（3D PC MR；非心電図[ECG]同期の4D Flow MRI）データに基づくMR流体力学（MRFD）解析結果の精度が、3T MR装置による結果よりも優れているかどうかを、ヒト脳血管ファントムおよび健常者により検証することである。
  • 3T MR装置および7T MR装置を用いて、ヒト脳血管ファントムと健常者10名に対し3D PC MRと3D time of flight（TOF）MR血管造影（MRA）を取得し、得られたデータに対してMRFD解析を実施した。
  • 各MR装置由来のMRFD結果を、計算流体力学（CFD）結果に基づく比較指標（3D速度ベクトル場、速度ベクトルの相関係数R、角度類似性指標（ASI）、大きさ類似性指標（MSI））と照合したところ、脳血管ファントムにおける3D速度ベクトルのMRFDでは、3T装置で血管壁近傍にノイズ様ベクトルが観察されたのに対し、7T装置ではノイズが観察されず、CFDと類似した結果が得られた。
  • さらに、脳血管ファントムおよび健常者におけるMRFDでは、7T MR装置のR、ASI、MSIはいずれも3T MR装置より高かった一方で、ASIとMSIは健常者において両装置間で有意な差が認められ、結論として、7Tによる高空間分解能MRFDの精度は3Tを上回ることが示された。

(035) Caddy [1]

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

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

Temperature (Austin), 2025

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

  • DOI: 10.1080/23328940.2024.2411771

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.1757
    • Citation Percentile: 47.82

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💬 AI 翻訳タイトル

受動的環境加温および加温下運動に対するヒトでの熱調節を支持するための網膜ならびに脳循環動態の再分配

💬 AI 要約

  • 本研究は、コア体温の変化および運動が、主要血管床から微小血管床に至る循環動態に与える影響を踏まえ、現実的な環境加温と加温下運動が脳、皮膚および網膜の血管応答をどのように変化させるかを検討することを目的とした。
  • 若年健常者（n=12）を、気候制御下条件（50分、40°C、相対湿度50%）において、受動的加温（PH）および加温下運動（HE：エルゴメータ自転車）へ曝露し、直立姿勢を維持したうえで生理学的評価と計算流体力学（CFD）モデリングを併用した。
  • Duplex超音波により総頸動脈（CCA）、内頸動脈（ICA）および中心網膜動脈（CRA）の血流を評価し、前腕皮膚の微小血管血流は光干渉断層撮影アンギオグラフィ（OCTA）により測定した。さらに、3次元網膜血行動態（流量および圧力）をCFDで算出し、壁面せん断応力（WSS）を評価可能とした。
  • その結果、PHおよびHEによりコア体温（TC）は上昇し、PHでは皮膚微小血管血流は増加した一方でCRA微小血管血流は低下し、ICAの血流は不変であった。HEはこれらの差を増悪させ、CCA血流は増加するがICAは不変でCRAは低下し、血管領域（CCA vs. ICA、CCA vs. CRA）および微小血管領域（皮膚 vs. 網膜動脈細動脈）で相互作用が認められた；シミュレーションではHE後にWSSと管腔内圧が一様に低下することが示された。現実的な熱負荷下では、異なる導管領域および微小血管領域で応答が異なり、血流分配が全身の熱調節を支持する方向へ偏る一方で、脳内では血流が再分配されうることが結論づけられた。

(036) Li

📕 書誌情報

Case Report: Unveiling segmental hemodynamic heterogeneity in internal jugular vein stenosis: a patient-specific CFD analysis.

Hui Li, Jian Dong, Chunxiao Lu, Xiao Xue, Lu Liu, Weiyue Zhang, Yifan Zhou, Huimin Jiang, Yali Wu, Beibei Mao, Guangtong Zhu, Haiyang Ma, Jian Chen, Zhiqiang Hu, Chen Zhou, Xunming Ji

Front Cardiovasc Med, 2025

  • Keywords: cerebral venous outflow insufficiency, extrinsic venous compression, internal jugular vein decompression, internal jugular vein stenosis, segmental venous stenosis

  • DOI: 10.3389/fcvm.2025.1681287

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    • Citation Percentile: 61.76

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💬 AI 翻訳タイトル

症例報告：内頸静脈狭窄における分節別血行動態ヘテロジェネイティを解明する患者特異的CFD解析

💬 AI 要約

  • 非血栓性の内頸静脈狭窄（IJVS）は、主として外因性圧迫に起因し、脳静脈還流不全との関連が近年増加しているが、分節（segment）ごとの病態生理は不明であるため、本研究では内頸静脈の解剖学的分節（J1–J3）に基づく評価の有用性を検討した。
  • 非血栓性IJVSで異なる分節および原因を有する5例を後ろ向きに解析し、臨床所見、分節の関与、病変形態を記録したうえで、頭頸部CT静脈造影（CTV）に基づく患者特異的血行動態を、症例間比較のため同一の境界条件を用いて計算流体力学（CFD）によりモデル化した。
  • 全症例で狭窄を横断する圧力勾配が狭窄重症度に伴って増大し、狭窄部位に壁面せん断応力の上昇が局在したほか、狭窄分節内では高速度ジェットが、狭窄下流では渦（vortices）が形成されることが示された。
  • C1横突起および/または茎状突起（styloid）による圧迫に起因するJ3狭窄では減圧後に血行動態指標、静脈形態、症状が改善した一方、J1–J2狭窄は軟部組織または動脈圧迫が主因で介入の選択肢が限られ、保存的治療では効果が限定的であったことから、IJVSは分節特異的な形態学的および血行動態的パターンを示すこと、さらにCTV由来の患者特異的CFDが異常を定量的に特徴づけ治療選択や予後推定に資する可能性があるが、大規模コホートでの検証が必要であると結論づけた。

(037) Taleban

📕 書誌情報

Integrating computational fluid dynamics into organ-on-chip systems: a glioblastoma-centred design and validation framework.

Hooman Taleban, Xinzhong Li, Zulfiqur Ali, Karunakaran Kalesh, Jai Prakash, Tugba Bagci-Onder, Barbara Breznik

Front Bioeng Biotechnol, 2025

  • Keywords: AI, In silicosimulation, computational fluid dynamics, glioblastoma, in vitro modelling, microfluidic perfusion, organ-on-chip, tumour microenvironment

  • DOI: 10.3389/fbioe.2025.1716813

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    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 0.53

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💬 AI 翻訳タイトル

オルガン・オン・チップ・システムへの計算流体力学の統合：膠芽腫中心の設計・検証フレームワーク

💬 AI 要約

  • 目的：膠芽腫（GBM：Glioblastoma multiforme）は、腫瘍微小環境（TME）の複雑性に一部起因して致死性かつ治療抵抗性であるが、オルガン・オン・チップ（OoC）では従来の2次元系や静的3次元系より生理学的妥当性が高いにもかかわらず、流動条件、化学的勾配、機械的手がかりを予測的に制御する設計指針が乏しく、設計が経験的にとどまっている。
  • 方法：本総説は、計算流体力学（CFD）がOoCの設計精度と生物学的忠実性を高める有力な手法である点に着目し、GBMの生物学的複雑性の再現における現行の限界およびデバイス製造・維持に関する技術的制約を整理した上で、それらに対応するCFD戦略を対応付けて提示する。
  • 結果：同研究では、マイクロ流体腫瘍モデルにおいてCFDを設計・最適化・検証へ統合するための構造化されたワークフローを統合的にまとめ、さらに文献中で報告された検証フレームワークを抽出して、GBM-on-chip応用へマッピングし、工学的検証および規制モデリングの国際的に広く認知された標準に基づいて推奨を行う。
  • 結論：以上より、CFDはGBM-on-chip開発の中核要素として位置づけられ、AIベースの最適化と統合することで、より予測的で、スケーラブルかつ生物学的に妥当なin vitro腫瘍モデルの創出を前進させ得ることが示される。

(038) Yang

📕 書誌情報

CTA and DSA based computational fluid dynamics models for morphological and hemodynamic assessment of intracranial atherosclerotic stenosis.

Rui Yang, Xulong Yin, Gaohui Li, Jianping Xiang, Qi Fang, Hui Wang, Bo Li

Front Neurol, 2025

  • Keywords: computational fluid dynamics, computed tomography angiography, digital subtraction angiograph, hemodynamics, intracranial atherosclerotic stenosis

  • DOI: 10.3389/fneur.2025.1686189

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    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 38.76

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💬 AI 翻訳タイトル

脳内動脈硬化性狭窄に対するCTAおよびDSAに基づく計算流体力学モデル：形態学的ならびに血行動態学的評価のための解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳内動脈硬化性狭窄（ICAS）において、形態学的および血行動態学的特性を正確に評価するためのCFDモデルとして、DSAベース、CTAベース、およびDSAの血行動態情報を組み込んだCTAモデル（CMD）を比較し、その差異とICAS評価における整合性を明らかにすることである。
  • 方法として、CTAおよびDSAを施行したICAS患者40例を後ろ向きに選択し、標準化した境界条件のもとで患者固有のCFDシミュレーションを実施して、圧力比、壁面せん断応力比（WSSR）、高せん断応力領域などの血行動態パラメータと形態学的指標を評価した。
  • 結果として、形態学的計測においてCTAベースモデルはDSAと良好な一致を示し（ICC>0.90）、さらにCMD法は機能指標の一致性を向上させ、CMD由来のPRおよびWSSRはいずれもDSA結果と高い一致を示した一方で、CTA単独では特に中大脳動脈領域の病変においてWSSRがわずかに過小評価された。
  • 結論として、CTAに基づくCFDモデリングは、形態学的ICAS評価におけるDSAの非侵襲的代替として信頼性が高く、CMD法は流れデータを統合することで機能評価の精度をさらに改善し、解剖学的画像と血行動態モデリングの統合が脳卒中リスク層別化の臨床的可能性を高めることが示唆された。

(039) Yoo

📕 書誌情報

Proximal and distal middle cerebral artery diameter ratio and lenticulostriate artery infarction.

Jun Sang Yoo, Jae Hyun Choi, Jae Young Park, Jeong Yun Song, Jun Young Chang, Dong-Wha Kang, Sun U Kwon, Hang Jin Jo, Bum Joon Kim

PLoS One, 2025

💬 AI 翻訳タイトル

中大脳動脈（MCA）の近位部／遠位部径比とレンズ線条体動脈梗塞

💬 AI 要約

  • 本研究は、レンズ線条体動脈（LSA）領域の皮質下梗塞に関与し得る2つの病態メカニズム（脂肪硝子様変性：LDおよび分枝粥腫性疾患：BAD）に対して、中大脳動脈（MCA）近位部と遠位部の径比が関連するかを明らかにすることを目的とした。
  • 急性LSA梗塞を小血管閉塞性疾患として分類した患者を対象に、人口統計学的および臨床データに加え、MCAの幾何学的変数を取得した。さらに、梗塞の直径の長さと軸位スライス数に基づいてLDとBADを鑑別し、近位／遠位M1径比を算出した。
  • LD群とBAD群のMCA幾何学的指標を比較したところ、LDでは近位／遠位M1径比が高いことが示され、LDは高血圧および良好な予後と関連していた。多変量解析により、近位／遠位M1径比はLDと独立して関連する因子であることが確認されたほか、近位／遠位M1径比は同側のラクナ数とも正の相関を示した。
  • 計算流体力学（CFD）解析では、LDモデルがBADモデルと比較してLSAへの血液流入が速くかつ量的に大きく、さらに壁面せん断応力および圧力勾配が高いことが示された。本研究は、MCAの血管形状、特に近位／遠位M1径比がLDを同定する独立した指標となり得ることを示唆する。

(040) Suzuki

📕 書誌情報

[Use of Fluid Imaging in Endovascular Neurotherapy].

Tomoaki Suzuki

No Shinkei Geka, 2025 Mar

💬 AI 翻訳タイトル

内頸動脈/脳動脈内血管内神経治療における流体イメージングの使用

💬 AI 要約

  • 近年、神経血管内手術は増加しているものの、頸動脈クリッピングと異なり、瘤壁の菲薄化や破裂部位などの状態を直接観察することは困難であるため、脳動脈瘤における危険領域の予測を目的として計算流体力学（CFD）が有用な手段となり得る点を示す。
  • 本研究では、血管内治療における再発や破裂リスクに関連する血行動態学的要因に着目し、代表症例において神経外科医がヘモダイナミクス（血行動態）を可視化するためのツールとしてCFD解析を導入することを提示する。
  • 特に、コイル塞栓術では開放手術と比較して再発（例：コイルのコンパクションに伴う再開通）および再破裂のリスクが高いことが問題となり、治療後長期にわたってコイル塞栓瘤における新生頸（de novo neck formation）が報告されていること、ならびに異常な血行動態応力が治療済み動脈瘤の再発と関連する点を背景として位置づける。
  • 以上より、流体イメージングとしてのCFD解析は、血行動態イメージングを通じて神経外科医の判断を支援し得る有用な手段であると結論づける。

(041) Sasaki

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics analysis for predicting microaneurysm formation in parent arteries of unruptured cerebral aneurysms: implications for neck clipping safety.

Kento Sasaki, Ichiro Nakahara, Kotaro Kihara, Shiho Tanaka, Riki Tanaka, Akiko Hasebe, Jun Tanabe, Kenichi Haraguchi, Yasuhiro Yamada, Fuminari Komatsu, Mai Okubo, Tomoka Katayama, Yoko Kato, Yuichi Hirose

Front Neurol, 2025

  • Keywords: computational fluid dynamics analysis, microaneurysm, neck clipping, parent artery radiation sign, unruptured cerebral aneurysm

  • DOI: 10.3389/fneur.2025.1531703

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    • Citation Percentile: 6.39

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂脳動脈瘤の親動脈における微小動脈瘤形成を予測するための計算流体力学解析：頸部クリッピングの安全性への示唆

💬 AI 要約

  • 未破裂脳動脈瘤の破裂に起因するくも膜下出血は予後不良であり，手術的頸部クリッピングは標準治療であるものの，術中破裂率は血管の複雑性や技術的困難さにより大きく変動するため，リスクを術前に予測する手法の確立が課題である。
  • 本研究は，頸部近傍の血管壁の菲薄化，特に微小動脈瘤形成が重要な危険因子である一方で術前画像で見逃されやすいことに着目し，未破裂脳動脈瘤に隣接する親動脈での微小動脈瘤形成を，親動脈放射線シグナル（PARS）を予測指標として計算流体力学（CFD）解析により評価することを目的とした。
  • 2020年5月から2022年4月までに未破裂中大脳動脈（MCA）動脈瘤に対して頸部クリッピングを施行した89例を対象とし，術前の3次元CTアンギオグラフィ（3D-CTA）に基づくCFD解析でPARSを特定した後，PARS陽性群と陰性群で術中所見を比較した結果，87動脈瘤中25例（28.7%）がPARS陽性であり，微小動脈瘤は9例で同定されそのうち8例がPARS陽性群であった。
  • PARSによる微小動脈瘤検出の感度および特異度はそれぞれ89%および78%であり，陽性尤度比は4.1，陰性尤度比は0.142であったことから，PARSを用いたCFD解析は親動脈での微小動脈瘤形成を信頼性高く予測し，術前の手術計画立案および術中破裂リスク低減に寄与し得るが，本結果は後ろ向き単施設研究により制限されるため，多施設の大規模研究による検証が必要である。

(042) Kliś

📕 書誌情報

The order of precedence in treatment of multiple intracranial aneurysms: insights from a fluid-structure interaction study.

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

Biomech Model Mechanobiol, 2025 Apr

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Endovascular treatment, Intracranial aneurysm, Subarachnoid hemorrhage

  • DOI: 10.1007/s10237-025-01928-9

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💬 AI 翻訳タイトル

複数の頭蓋内動脈瘤に対する治療順序の優先順位：流体—構造連成（fluid-structure interaction）研究からの知見

💬 AI 要約

  • 複数の頭蓋内動脈瘤に対する治療戦略は困難であり、多くの症例でどの動脈瘤を先に治療するかは質の高いエビデンスに基づかれていないことが多い。そこで本研究では、異なる治療順序に関する臨床シナリオをデジタルに再現し、初回段階の治療後における血行動態の変化を解析することを目的とした。
  • 2つの頭蓋内動脈瘤を有し、臨床データのみでは治療順序の決定が困難な患者を前向きに組み入れ、各患者について動脈瘤が両方存在するモデルと、いずれか1つを除去したモデルの計3種類を作成した。各モデルに対して流体—構造連成（fluid-structure interaction）手法による血流の計算モデル化を実施した。
  • 両方の動脈瘤が存在するモデルと、治療順に従って片側の動脈瘤を除去したモデルとの間で、動脈瘤の瘤頂における血行動態パラメータを比較したところ、25例では初回段階の治療後にTime-Averaged Wall Shear Stress（0.46 ± 0.40 vs. 0.54 ± 0.44 Pa；p < 0.01）およびsurface vortex fraction（12.73% ± 7.92% vs. 14.26% ± 7.46%；p = 0.02）は低下した。一方、Time-Averaged Wall Shear Stress Gradient（1.44 ± 0.41 vs. 1.34 ± 0.46 Pa；p = 0.04）および壁面せん断応力< 0.5 Paの割合（50.13% ± 33.01% vs. 44.08% ± 34.16%；p < 0.01）は増加した。
  • 残存動脈瘤の瘤頂における壁面せん断応力の変化は、除去された動脈瘤と残存動脈瘤の双方のdome-to-neck ratioと独立に関連していた。未治療の動脈瘤は初回段階の治療後に血行動態が悪化し、治療された動脈瘤および未治療の動脈瘤のdome-to-neck ratioが、その変化に対する最も強力で独立した予測因子であった。

(043) Rüttgers

📕 書誌情報

Patient-specific lattice-Boltzmann simulations with inflow conditions from magnetic resonance velocimetry measurements for analyzing cerebral aneurysms.

Mario Rüttgers, Moritz Waldmann, Shota Ito, Carolin Wüstenhagen, Sven Grundmann, Martin Brede, Andreas Lintermann

Comput Biol Med, 2025 Mar

  • Keywords: Carreau–Yasuda model, Computational fluid dynamics, Hemodynamic flow, Non-Newtonian simulations

  • DOI: 10.1016/j.compbiomed.2025.109794

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    • Citation Percentile: 2.30

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💬 AI 翻訳タイトル

磁気共鳴速度計測（MRV）に基づく流入条件を用いた患者固有の格子ボルツマン（LB）シミュレーションによる脳動脈瘤解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、磁気共鳴速度計測（magnetic resonance velocimetry: MRV）から得られる流入条件を格子ボルツマン（lattice-Boltzmann: LB）シミュレーションに組み込み、患者固有の脳動脈瘤の血行動態を解析するための手法を確立することである。
  • 方法として、従来の大血管対象研究とは異なり小スケールかつ高い圧力差を伴う動脈瘤では近壁速度計測が3 Tesla装置の標準手法では困難である点に対処するため、動脈瘤形状を5倍にスケーリングし、MRV解像度を確保した上で、流入計測値をシミュレーション格子上へ内挿し、レイノルズ数により無次元量の同等性を担保した。
  • 結果として、内挿ベースの流入手法は、最近傍（nearest-neighbor）法および放物形速度プロファイルよりも、MRV中心線速度との一致が最良であり（平均誤差3.12%）、最近傍法（3.18%）に次いで放物形プロファイル（9.85%）は不一致が大きかった。
  • 結論として、放物形流入は中心線速度の過大評価および全圧の過小評価をもたらし、最近傍法は壁面せん断応力（WSS）の過小評価や壁法線応力の不整合（例：内挿法に比べ最大WSSが18.3%低い）を示した一方、内挿流入法を用いたNewtonianおよびCarreau-Yasudaモデルに基づく非ニュートン流の比較では、非ニュートンモデルが中心線速度と全圧を低下させ、WSSを増加させたため、正確な患者固有流入条件と非ニュートンモデル化の重要性が示され、MRVと非ニュートンLBを組み合わせた枠組みが個別化された脳動脈瘤の血行動態評価に有用であることが示唆された。

(044) Zhao

📕 書誌情報

A computational method to predict cerebral perfusion flow after endovascular treatment based on invasive pressure and resistance.

Xi Zhao, Li Bai, Jie He, Bin Han, Xiaotong Xu, Zhongrong Miao, Dapeng Mo

Comput Methods Programs Biomed, 2025 Jan

  • Keywords: Cerebrovascular stenosis, Computational fluid dynamics, Endovascular treatment, Microcirculatory resistance

  • DOI: 10.1016/j.cmpb.2024.108510

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    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 37.12

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💬 AI 翻訳タイトル

侵襲的圧力および抵抗に基づく血管内治療後の脳灌流（perfusion）流量を予測するための計算手法

💬 AI 要約

  • 本研究は、血管内治療（endovascular treatment: EVT）後の脳血管狭窄患者において術後の有害事象リスク評価に不可欠な術後血流を予測することを目的とした。
  • 頸外および頭蓋内動脈の患者個別モデルを再構築し、脳血管の微小循環抵抗（cerebrovascular microcirculatory resistance）を適用して、狭窄遠位の術後血液速度および流量を推定するCFDシミュレーション（計算流体力学）モデルの予測精度を検証した。
  • CFD計算と経頭蓋ドプラ（transcranial Doppler: TCD）計測の間では、平均速度が強い相関（r = 0.7733; P = 0.0002）を示し、両手法で測定した体積流量も強い相関（r = 0.8621; P < 0.0001）を示した。
  • さらに、平均速度についてはCFDとTCDの間で一致が認められた一方（P = 0.2446、平均差 -4.2089、同意限界 -11.5764〜3.1586）、体積流量の一致はより一貫性に乏しかった（P = 0.0387、平均差 -0.3272、同意限界 -0.9276〜0.2731）；本研究で用いた計算手法は血行動態変化の予測を可能にし、脳血管狭窄病変に対する治療戦略の個別化に有用な支援を提供する。

(045) Xu

📕 書誌情報

Application of Computational Fluid Dynamic Simulation of Parent Blood Flow in the Embolization of Unruptured A1 Aneurysms.

Gangqin Xu, Kun Zhang, Dongyang Cai, Bowen Yang, Tongyuan Zhao, Jiangyu Xue, Tianxiao Li, Bulang Gao

World Neurosurg, 2025 Jan

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

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2024.10.065

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    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 28.95

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂A1脳動脈瘤の塞栓術における親血管血流の計算流体力学（CFD）シミュレーションに基づくマイクロカテーテル形状最適化の適用

💬 AI 要約

  • 本研究は、計算流体力学（CFD）技術によりシミュレートした親血管の主流線（mainstream line）に基づくマイクロカテーテルの形状（steam shaping）が、前大脳動脈（ACA）A1セグメント後壁に存在する未破裂脳動脈瘤の塞栓術に及ぼす影響を評価することを目的とした。
  • 方法として、ACA A1セグメント後壁の未破裂脳動脈瘤を有する患者を後ろ向きに登録し、マイクロカテーテル形状を調整したうえで血管内塞栓術を施行し、臨床、塞栓、フォローアップデータを解析した。
  • 8例が登録され、血管内塞栓術が実施された。in vitroでは8本のマイクロカテーテルをスチーム形状化し、いずれも所定位置への到達に成功したが、塞栓術中は7本が正しい到達位置に成功した一方、蛇行の強い1例では親血管の主流線に基づく再形状化により所定位置への到達が達成された。
  • 動脈瘤の完全閉塞は7例（87.5%）で得られ、残存動脈瘤頸部は1例（12.5%）であった。血管造影による追跡（6例、75%）ではRaymond grade Iが5例（83.3%）、grade IIが1例（16.7%）であり、ACA A1セグメント後壁における未破裂脳動脈瘤の塞栓術に対して、親血管血流のCFDシミュレーションを用いたマイクロカテーテル形状最適化は、安全かつ有効にマイクロカテーテルを塞栓適正部位へ誘導し、塞栓術の安定性と支持性を良好にすることが示された。