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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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    • 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 (OpenAI, 2025-10)
    • データ更新日：2025-10-31

(001) 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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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈硬化性狭窄の形態学的・血行動態的評価のためのCTAおよびDSAに基づく計算流体力学モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、デジタルサブトラクション血管造影（DSA）、CT血管撮影（CTA）、およびDSAの血行動態情報をCTAの形態構造に統合したCMDに基づく計算流体力学（CFD）モデルを比較し、頭蓋内動脈硬化性狭窄（ICAS）の評価における差異と整合性を明らかにすることである。
  • CTAとDSAを実施したICAS患者40例を後ろ向きに登録し、標準化された境界条件の下で患者固有のCFDシミュレーションを行い、圧力比（PR）、壁面せん断応力比（WSSR）、高せん断応力領域などの形態学的・血行動態パラメータを算出し、対応のある比較、級内相関係数（ICC）、Bland–Altman解析で検証した。
  • CTAベースモデルは解剖学的計測においてDSAと極めて高い一致度を示し（ICC > 0.90）、CMDは機能的指標の整合性をさらに高め、CMD由来のPRおよびWSSRはDSA結果と高く一致した一方、CTA単独ではとくに中大脳動脈（MCA）病変でWSSRをわずかに過小評価し、病変部位は流れおよびせん断応力パターンに有意な影響を及ぼした。
  • 以上より、CTAベースのCFDモデリングはICASの形態学的評価に対する非侵襲的なDSA代替となり得、さらにCMDはDSAの血行動態情報を統合することで機能的評価の精度を高め、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を支持する。

(002) Zhang

📕 書誌情報

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

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤用編組ステントの設計最適化：ワイヤ断面形状の役割

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、Pipeline Embolization Device（PED）を参照として材料量を一定に保ちつつ、ワイヤの断面形状（四角形・六角形・八角形・十角形）が脳動脈瘤治療用フローダイバータステントの柔軟性および血行力学的性能に及ぼす影響を体系的に解明し、設計最適化の指針を示すことである。
  • 方法として、各断面形状の編組ステント（円形断面を対照として含む）に対し有限要素解析で純曲げ荷重下のトルク–角度曲線を算出して柔軟性を評価し、さらに計算流体力学（CFD）により留置後の血流分布、瘤内平均流速、壁面圧力および壁面せん断応力（WSS）を解析した。
  • 結果として、60°曲げ条件では十角形が最も高い柔軟性を示し次いで四角形であり、全体の血流分布は概ね類似した一方で瘤内の局所平均流速は円形が最大、四角形が最小で、ポリゴン断面は円形に比べ壁面圧力勾配の変化が緩やかで六角形・十角形は壁面圧力が最大かつ瘤内平均圧力が最小であり、さらに瘤壁の低WSS領域は四角形で最大・円形で最小、親動脈では六角形が最大・四角形が最小であった。
  • 総合評価では四角形および十角形の断面を有する編組ステントが最もバランスの取れた性能を示し、フレキシビリティ、フローダイバージョン（flow diversion）能力、長期的な血行力学的安全性の観点からフローダイバータステントの構造最適化に資する理論的根拠を提供した。

(003) Nagy

📕 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・血行力学的・構造力学的解析による前交通動脈(AComA)動脈瘤の破裂リスク評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、前交通動脈(AComA)動脈瘤の破裂リスク評価において、従来の血流パターン中心の解析を超え、形態学的所見、血行力学(計算流体力学; CFD)指標、ならびに壁の構造力学(流体-構造連成; FSI)指標を統合した単一および複合パラメータの有用性を検証することである。
  • オーストリアのケプラー大学病院で治療されたAComA動脈瘤150例を対象に、臨床・形態学的・血行力学的・構造力学的パラメータを定量化し、比較解析、共線性解析、予測モデリング、複合パラメータの構築、性能評価、内部しきい値検証からなるワークフローを適用し、壁せん断応力(WSS)・ガウス曲率・壁変位を組み合わせたWGDやWSSとガウス曲率を組み合わせたWGなどの複合指標も構築した。
  • 解析の結果、単一の形態学的指標であるガウス曲率GLNがAUC=0.91、感度0.93、特異度0.83と最良の破裂予測性能を示し、複合指標ではWGDがAUC=0.89、WGがAUC=0.88を達成し、さらに独立した破裂動脈瘤25例による内部検証でもGLNの高い感度0.92が確認された。
  • 以上より、形態学的・血行力学的・構造力学的パラメータはAComA動脈瘤の破裂リスク評価に資する有望なツールとなり得ることが示され、特に単一指標のGLNが最も高い判別能を示しWGDおよびWGがこれに続くことが示唆され、今後はこれら指標の前向き臨床応用の検証が求められる。

(004) 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

中大脳動脈近位部・遠位部直径比とレンズ核線条体動脈領域梗塞

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、レンズ核線条体動脈（LSA）領域梗塞において、lipohyalinotic degeneration（LD；リポヒアリン変性）とbranch atheromatous disease（BAD；穿通枝アテローム性病変）という異なる病態機序と、中大脳動脈（MCA）M1部の近位部/遠位部直径比との関連性を明らかにすることである。
  • 急性LSA領域梗塞で小血管閉塞（small vessel occlusive disease）と分類された患者を対象に、臨床・背景情報とMCAの幾何学的指標を収集し、梗塞の長径および軸位断スライス数に基づいてLDとBADを鑑別、M1近位部/遠位部直径比を算出して群間比較し、LDに関連する独立因子を多変量で検討するとともに、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析で血行力学的指標を評価した。
  • その結果、117例中BADが64例（54.7%）、LDが53例（45.3%）であり、LDは高血圧および良好な予後と関連し、MCA幾何学ではLD群でM1近位部/遠位部直径比が高値を示し、多変量解析でも当該直径比がLDと独立に関連し、当該直径比は患側ラクナの数とも正の相関を示し、さらにCFD解析ではLDモデルでLSAへの血流流入がより速くかつ多く、壁せん断応力（wall shear stress）と圧力勾配（pressure gradient）がBADモデルより高値であった。
  • 以上より、MCAの血管幾何学、特にM1近位部/遠位部直径比は、LSA領域梗塞におけるLDの同定に資する独立指標となり得ることが示唆された。

(005) Cui

📕 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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💬 AI 翻訳タイトル

中国漢族集団におけるブレブの有無別にみた小・中等大頭蓋内動脈瘤の有病率、幾何学的形状および血行力学

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、中国人（漢族）患者における15 mm未満の小・中型頭蓋内動脈瘤（IA）について、ブレブ（bleb）の有病率・分布と臨床的・幾何学的・局所血行力学的特性を明らかにし、動脈瘤破裂およびブレブ形成の予測因子を同定することである。
  • 後ろ向き観察研究として、CTAまたはDSAを有する214例の破裂（RIA）および未破裂（UIA）IAを対象に、MimicsおよびANSYS Fluentを用いた三次元再構築、幾何学測定、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）解析を行い、頸部・瘤体・瘤頂での血行力学指標を評価したうえで、ロジスティック回帰により破裂およびブレブ形成の予測因子を抽出した。
  • 214名（男性93、女性121、平均年齢59.90±11.76歳）由来の動脈瘤を解析した結果、ブレブは107病変に認められ（破裂例の56.7%、未破裂例の39.1%）、前交通動脈（ACoA）、後交通動脈（PCoA）、および分岐部動脈瘤で有意に多く、破裂と関連し、破裂例ではブレブ径が未破裂例より大きかった（2.73±1.28 mm vs 2.06±1.07 mm, P=0.009）；ブレブを有するIAはサイズが大きく形状が不整で、アスペクト比（aspect ratio; AR）、サイズ比（size ratio; SR）、ボトルネック係数（bottleneck factor; BN）、高さ/幅比（height-to-width ratio; HWR）が高く、正規化壁面せん断応力（normalized wall shear stress; NWSS）、時間平均壁面せん断応力（time-averaged wall shear stress; TAWSS）、振動せん断指数（oscillatory shear index; OSI）が低く、SRは破裂予測能が最も高かった（AUC=0.718、カットオフSR>1.3144）；さらに、ACoA（OR=8.812, 95%CI 2.455–31.634）とPCoA（OR=6.376, 95%CI 2.094–19.414）の動脈瘤および高SR（OR=2.738, 95%CI 0.98–7.651）が破裂リスク因子であり、PCoA（OR=2.261, 95%CI 0.759–6.739）とSR（OR=4.683, 95%CI 1.937–11.324）はブレブ形成の独立予測因子であった。
  • 以上より、小・中型IAにおけるブレブはとくにACoA、PCoAおよび分岐部で高頻度に認められ、破裂リスクに関連し、破裂例ではブレブが大きい傾向を示し、高いSRが破裂とブレブ形成の双方に対する重要な予測因子であることが示された；頸部・瘤体・瘤頂を部位別に評価するブレブ関連血行力学のさらなる検討が求められる。

(006) Yin [1]

📕 書誌情報

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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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内アテローム性狭窄における血行動態解析と従来画像法の統合：現状と将来展望

💬 AI 要約

  • 本総説の目的は、頭蓋内アテローム性狭窄（intracranial atherosclerotic stenosis; ICAS）に対する従来画像法の現状と限界を概観し、これらに基づく血行動態解析技術を併用することで患者の血行動態評価をより包括的に行う可能性を明確化することである。
  • 経頭蓋ドプラ超音波（transcranial Doppler ultrasound; TCD）、CTアンギオグラフィ（computed tomography angiography; CTA）、MRアンギオグラフィ（magnetic resonance angiography; MRA）、高分解能MRI、デジタルサブトラクション血管造影（digital subtraction angiography; DSA）といった診断法の特性を整理し、それらの画像情報に基づいて実施される血行動態解析の応用例を収集・検討した。
  • その結果、各画像法の固有の長所と短所が相補的であること、ならびに血行動態解析を統合することでICASの血行動態状態の包括的評価、病因の探究、治療選択の最適化、再発リスク予測など多面的な臨床価値が拡充され得ることが示された。
  • 結論として、血行動態解析はICASの新規臨床評価法として高い潜在力を示しており、今後の研究により制約と課題を克服し標準化が進めば、治療ガイドラインへの組み込みを通じてICASの診断・治療に新たな展開をもたらすことが期待される。

(007) Norris

📕 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

爆風曝露後における血清Aβ濃度のバイオマーカー動態のモデル化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、バイオマーカー濃度が爆風過圧（blast overpressure: BOP）の大きさおよび曝露頻度に依存して変化することを踏まえ、血清Aβ42を用いた爆風誘発性外傷性脳損傷（bTBI）後の傷害予測を可能にする爆風用量−バイオマーカー動態（blast-dose biomarker kinetics: BxK）プラットフォームを開発し、その妥当性を検証することである。
  • 方法として、BOPの大きさと曝露頻度を考慮した爆風用量応答を全身Aβペプチド動態モデルに組み込み、アミロイド前駆体タンパク質（APP）合成が爆風の大きさに比例し、回復期間内では効果が加算的に累積すると仮定しつつ、三日間の武器訓練中に反復する低レベル爆風に曝露された15名の軍務従事者から得た血清中の急性期Aβ42単量体濃度と比較してモデルを検証した。
  • 結果として、本モデルは血清Aβ42濃度を平均6.5±5.2%の誤差で予測し、モデルの実用可能性およびAβ42が爆風曝露に対して感受性の高いバイオマーカーであることを示した。
  • 結論として、本BxK枠組みは、患者特異的因子（年齢、体重、遺伝因子、曝露年数、睡眠）および病態生理学的因子（血液脳関門（BBB）透過性、アミロイド原性病態、神経炎症）を組み込むことで実験データの変動要因の同定に寄与し、さらに性差、兵器システム、ストレス、症状発現リスク、薬理学的治療を考慮したモデル較正の高度化により、病態機序の駆動因子の同定と慢性転帰の予測を可能にして、bTBIの診断・予後予測・治療戦略の高度化に資する可能性がある。

(008) Stefanyshyn [3] 🌟

📕 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

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    • Cited by: 3
    • FWCI: 10.961 🌟
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💬 AI 翻訳タイトル

SLC19A1遺伝子多型（rs1051266）と自閉スペクトラム症、脳葉酸欠乏症、ならびに臨床・検査パラメータとの関連解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、自閉スペクトラム症（ASD）児におけるSLC19A1遺伝子のrs1051266多型と、脳葉酸欠乏症（CFD）ならびに臨床・検査パラメータとの関連を検討することである。
  • ASD児227例（CFD合併156例）を対象に、葉酸受容体α自己抗体（FRAA）の検出［結合型（binding FRAA）、阻害型（blocking FRAA）］と特異的可溶性葉酸受容体の測定、rs1051266の遺伝子型判定、ならびにホモシステイン、ビタミンB9（葉酸）・B12・B6といった葉酸代謝マーカーを測定した。
  • 結果として、FRAAは結合型が39.2%、阻害型が3.5%に検出され、特異的可溶性葉酸受容体は13.2%で検出され、rs1051266では80GA遺伝子型が最多（46.3%）でホモシステインは中等度上昇傾向（上四分位 7.0）を示し、ホモシステインとビタミンB9・B12・B6との相関（p<0.05）および言語障害とビタミンB12との相関（p=0.043）が認められ、ASDとCFDを併存する群では80GG遺伝子型の頻度増加（p=0.03）とビタミンB12高値（p=0.021）、さらにASD群において80AA遺伝子型と脱髄の相関（p=0.020）ならびにホモシステインと脱髄の相関（p=0.042）が示された。
  • 結論として、SLC19A1 rs1051266多型はASDの臨床経過を修飾しうることが示され、ASDかつCFDの患者では葉酸代謝マーカーの変動が大きいことから、葉酸輸送の遺伝学に基づく個別化予防・治療戦略の確立が求められる。

(009) 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

脳血管内治療における流体イメージングの応用

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳血管内治療において瘤壁の危険領域の予測および治療後再発機序の評価に資する数値流体力学（computational fluid dynamics; CFD）を血行動態イメージング手法として臨床応用する有用性を示すことである。
  • 代表症例を用いて、脳動脈瘤に対する治療前後のCFD解析により瘤内流れと瘤壁の血行動態ストレス分布を可視化し、コイルコンパクション、再開通、ならびにde novoネック形成（de novo neck formation）との関連を検討した。
  • その結果、頸部クリッピングと異なり直接観察できない瘤壁の菲薄化・破裂好発部位を危険領域として同定でき、異常な血行動態ストレスの集中が治療後の再発（とくにコイルコンパクションや再開通）に関連することが確認され、長期経過での新規ネック形成にも関与しうることが示唆された。
  • 結論として、CFDに基づく血行動態イメージングは、脳神経外科医が脳血管内治療を行う際の危険部位の予測および再発リスク評価を補助する有用なツールである。

(010) Shojaeianforoud [3] ⭐

📕 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: 3
    • FWCI: 6.476 ⭐
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💬 AI 翻訳タイトル

剛体および変形可能な脳モデルにおける中脳水道の脳脊髄液流動動態

💬 AI 要約

  • 本研究は、MRI由来三次元形状に基づく剛体脳モデルと変形可能脳モデルを用いて中脳水道における脳脊髄液（CSF）流動動態を比較し、脳組織の変形および流入波形が予測精度に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
  • 剛体モデルではCSFの速度波形を数値的に再現し、水頭症条件およびくも膜下腔内の速度範囲も評価し、変形モデルでは流体-構造連成（FSI）解析により脳組織の変形を取り込んでMRI計測との整合性を検証した。
  • 剛体モデルは中脳水道におけるCSF速度波形の主要特徴、とりわけピーク・トラフの形状とタイミングを良好に捉え、水頭症での速度上昇やくも膜下腔の速度範囲を予測した一方で、中枢水道内の速度変動の全範囲を再現するには不十分であった。
  • これに対しFSIに基づく変形可能脳モデルはMRI計測と高い一致を示し、CSFの流動動態と逆流（流れの反転）を的確に予測し、精度向上には脳組織の変形の取り込みと心周期における適切な流入波形の設定が重要であることを示した。

(011) Patrick

📕 書誌情報

Computational flow dynamics of a novel next-generation flow diverter.

Madison M Patrick, Sandhya Santhanaraman, Jayendiran Raja, Alexander L Coon, Geoffrey P Colby, Jessica K Campos, Matthew Lawson, Narlin B Beaty

J Neurointerv Surg, 2025 Mar 23

💬 AI 翻訳タイトル

新規次世代フローダイバーターステントの計算流体力学的解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、新規次世代フローダイバーターステントであるSurpass Elite（Elite）の血流偏向性能と技術的実現可能性を、Pipeline Embolization Device with Shield Technology（PED‑Shield）と比較し、計算流体力学（CFD）指標に基づいて評価することである。
  • 患者個別のin vitro動脈瘤モデル7例（脳底動脈先端1、椎骨動脈1、中大脳動脈2、内頚動脈3）を用い、流入量低減、衝突領域（impact zone）低減、滞留時間（turnover time）の3つの主要CFD指標によりフローダイバーション（flow diversion）効果を定量化し、さらに孔密度（pore density）と速度分布の解析による体系的比較を行った。
  • 全モデルでEliteはPED‑Shieldに比べ、流入量と衝突領域のより大きな低減および滞留時間の改善を示し、加えて近位（入口）・動脈瘤部・遠位（出口）のほぼすべての測定点でより高い孔密度を示した。
  • これらの所見から、次世代のSurpass Eliteはin vitro患者個別モデルにおいてPED‑Shieldより優れたCFD指標と高い孔密度を示し、動脈瘤嚢内でのフローダイバーションおよび血栓形成を強化して閉塞率の向上に資する可能性が高い。

(012) 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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💬 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予測のための数値流体力学解析：ネッククリッピングの安全性に対する示唆

💬 AI 要約

  • 未破裂脳動脈瘤の術中破裂に関連する頸部近傍の血管壁菲薄化・微小動脈瘤は術前画像で見落とされうることから、本研究は親動脈における微小動脈瘤形成の予測に対する数値流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析の有用性を、予測マーカーである親動脈radiation sign（parent artery radiation sign: PARS）を用いて検証した。
  • 単施設後ろ向き観察研究として、2020年5月〜2022年4月にネッククリッピングを受けた未破裂中大脳動脈（MCA）動脈瘤89例を対象に、術前3次元CT血管撮影（3D-CTA）に基づくCFD解析で血行力学指標からPARSを同定し、術中所見をPARS陽性群と陰性群で比較したうえで、微小動脈瘤検出に対する感度・特異度を算出した。
  • 解析対象87動脈瘤のうちPARS陽性は25例（28.7%）、陰性は62例（71.3%）で、術中に微小動脈瘤が確認された9例中8例がPARS陽性であり、PARSによる微小動脈瘤検出の感度89%、特異度78%、陽性尤度比4.1、陰性尤度比0.142であった。
  • これらの結果は、PARSを用いたCFD解析が親動脈の微小動脈瘤形成を信頼性高く予測し、術式計画を支援して術中破裂リスクの低減に資する可能性を示す一方、後ろ向き単施設という限界から多施設大規模研究による検証が必要であり、術前評価へのCFDの組み込みが未破裂脳動脈瘤に対するネッククリッピングの安全性と転帰の向上に寄与しうることを示唆する。

(013) Yao [2] ⭐

📕 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

動脈瘤嚢サイズが患者固有中大脳動脈動脈瘤に対する血管内コイリングの有効性に及ぼす影響：計算学的研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者固有（patient-specific）の中大脳動脈（MCA）動脈瘤に対する血管内コイリングの血行力学的有効性を、原形状および縮小した幾何形状を用いた計算モデルにより、動脈瘤嚢サイズの違いという観点から定量的に評価することである。
  • 血流解析には計算流体力学（CFD）を用い、血液はCasson非ニュートンモデル（Casson model）で記述し、コイルは動脈瘤嚢内の多孔質条件（porous condition）としてモデル化し、壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）および振動せん断指数（oscillatory shear index; OSI）などの指標によりサイズ別の効果を解析した。
  • 解析の結果、コイリングは破裂リスクと関連する高WSS・高OSI領域を全般に低減し、とりわけ嚢体積が大きい症例ほど高リスク血行力学領域の縮小がより顕著であった。
  • これらの知見は、動脈瘤形態の多様性を考慮した血管内治療の最適化、特に嚢サイズに応じたコイリング戦略の設計に有用な示唆を与える。

(014) 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

多発性頭蓋内動脈瘤の治療の優先順位：流体–構造連成（FSI）解析からの示唆

💬 AI 要約

  • 多発性頭蓋内動脈瘤における治療順序の意思決定に高品質なエビデンスが乏しいという課題に対し、異なる治療順序の二つの臨床シナリオをデジタルに再現し、初回治療後の未治療瘤の血行動態変化を評価することを目的とした。
  • 臨床データのみでは治療順の決定が困難な二つの頭蓋内動脈瘤を有する患者を前向きに登録し、各患者につき（i）両瘤が存在するモデル、（ii）一方の瘤を仮想的に除去したモデル、（iii）他方の瘤を仮想的に除去したモデルの計三つの血管モデルを作成して、fluid–structure interaction（FSI）法により血流計算を行い、瘤ドームの血行動態指標を比較した。
  • 25例の解析では、初回治療後に時間平均壁せん断応力（TAWSS）（0.46±0.40 vs 0.54±0.44 Pa; p<0.01）と表面渦分率（surface vortex fraction）（12.73%±7.92% vs 14.26%±7.46%; p=0.02）が低下し、時間平均壁せん断応力勾配（TAWSSG）（1.44±0.41 vs 1.34±0.46 Pa; p=0.04）とWSS<0.5 Pa領域の割合（50.13%±33.01% vs 44.08%±34.16%; p<0.01）が増加し、残存瘤ドームにおけるWSS変化は治療瘤および残存瘤双方のドーム対ネック比（dome-to-neck ratio）と独立に相関した。
  • 未治療の動脈瘤では初回治療後に血行動態が悪化し、その変化の最も強力かつ独立した予測因子は治療瘤および未治療瘤のドーム対ネック比であり、FSIに基づくシミュレーションは多発性動脈瘤の治療優先順位の設定に有用な客観的指標を提供し得る。

(015) Fukuda [1] ⭐

📕 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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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の大きさに依存する増大の二つの可能な血行力学的機序：NHO CFD ABO研究

💬 AI 要約

  • 脳動脈瘤破裂は予後不良であり、増大瘤は破裂しやすいことから、増大を惹起する血行力学的要因を解明するために前向き観察研究を実施した。
  • 患者固有の動脈形状と流速に基づいて計算流体力学（CFD）解析を行い、1 mm以上の増大を示した瘤と安定瘤の間で各種血行力学指標を多変量解析により比較した（登録481例）。
  • 4 mm未満の瘤では全瘤・頸部・瘤体・親動脈で時間平均壁面せん断応力（WSS）が有意に高く、頸部と親動脈では横断壁面せん断応力（transWSS）も有意に高かった一方、4 mm以上の瘤では全瘤およびドームにおける正規化横断壁面せん断応力（normalized transWSS）が増大群で有意に高く、4 mm未満は全体的な瘤拡大、4 mm以上はドーム部の拡大を呈した。
  • これらの所見は、瘤径に依存した二つの増大機序（4 mm未満では頸部近傍で高強度かつ多方向性のWSS擾乱、4 mm以上ではドームで多方向性WSS擾乱の増強）を示唆し、外科治療適応の検討に資するとともに、相反する二つの血行力学的破裂仮説の整合にも寄与しうる。

(016) Caddy

📕 書誌情報

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

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

Temperature (Austin), 2025

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

  • DOI: 10.1080/23328940.2024.2411771

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💬 AI 翻訳タイトル

受動的環境加温および加温下運動に対するヒトの網膜および脳の血行動態は体温調節を優先するように再分配される

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、現実的な環境温熱負荷と運動負荷が脳、皮膚、網膜の血行動態に及ぼす影響を、生理学的評価と計算流体力学(CFD)モデリングを統合して解明することである。
  • 若年健常者12名を対象に、気候制御環境(50分、40°C、相対湿度50%)で直立姿勢を維持させ、受動的加温(PH)と加温下運動(HE; エルゴメータ自転車運動)を実施し、総頸動脈(CCA)・内頸動脈(ICA)・中心網膜動脈(CRA)血流をドプラ併用超音波(Duplex ultrasound)で、前腕皮膚微小循環を光干渉断層撮影アンギオグラフィ(OCT angiography; OCTA)で測定し、さらに3次元網膜血行動態(流量・圧力)をCFDシミュレーションで推定して壁せん断応力(WSS)を評価した。
  • 深部体温はPH後に+0.2°C(p=0.004)、HE後に+1.4°C(p<0.001)上昇し、PHでは皮膚微小血流が増加(p<0.001)する一方でICA血流は不変かつCRA微小血流が低下(p=0.038)し、HEではCCA血流が増加(p=0.007)しICAは不変、CRAは低下(p<0.001)して血管領域間(CCA対ICA p=0.018、CCA対CRA p=0.004)および微小血管領域間(皮膚対網膜小動脈 p<0.001)に有意な交互作用がみられ、CFDシミュレーションではHE後のWSSと管腔内圧が一様に低下した。
  • 生態学的妥当性の高い温熱チャレンジ下では導管動脈系と微小循環系で異なる応答が生じ、血流分配は全身の体温調節を優先する方向に偏り、脳内での血流再分配が起こりうることが示され、本研究は生理学的計測とCFDを統合して網膜—脳循環の選択的再配分とその力学的指標を提示した点で学術的貢献を有する。

(017) Deuter [2] ⭐

📕 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

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💬 AI 翻訳タイトル

臨床応用に向けた頭蓋内動脈瘤の血行動態高速シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤の病態生理に重要な血行動態を臨床現場で迅速に評価するため、計算流体力学（CFD）解析の半自動化ワークフローを構築し、その実用性を検証することである。
  • 当院で治療を受けた24例の頭蓋内動脈瘤の3D回転血管造影（3D rotational angiography）から血管形状を再構築し、AMIRA 6.2.0およびICEM 17.1でボリュームメッシュを生成、ANSYS CFXで数値解析を行い、平滑化操作による体積への影響、メッシュサイズの影響（格子収束（grid convergence））、幾何学的メッシュ品質、ならびにワークフロー実行時間をサブグループで評価した；なお、多くの工程は3D画像上で完結しプログラミングを要しなかった。
  • 本ワークフローは最終CFD結果の取得まで平均22分51.4秒（95%信頼区間〔95% CI〕20分51.562秒–24分51.238秒、n=5）で完了し、前処理後の幾何体積は平均4.46%増加（95% CI 3.43–5.50%）、メッシュサイズに関する相対偏差は表面メッシュで平均2.30%（95% CI 1.51–3.09%）、ボリュームメッシュで1.40%（95% CI 1.07–1.72%）から2.61%（95% CI 1.93–3.29%）で、ボリュームメッシュの幾何学的品質は許容範囲であった。
  • 本研究は、プログラミング経験の乏しい臨床医でも扱える頭蓋内動脈瘤CFDの半自動化・高速ワークフローを提示し、実行時間・格子収束・メッシュ品質に関する妥当性を示すとともに、血行動態指標の空間分布が薄壁部や破裂リスクと相関する既報と合わせて、顕微鏡下動脈瘤クリッピングを含む個別化手術戦略の最適化、とりわけ急性期症例での意思決定支援への臨床応用可能性を示した。

(018) Yan

📕 書誌情報

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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💬 AI 翻訳タイトル

冠血行再建と心脳血行動態の関連に関する計算的研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、冠動脈狭窄の解除（冠血行再建）が冠循環および脳循環に及ぼす影響を、患者固有のシミュレーションにより定量的に評価し、冠血行再建と心脳血行動態の相互作用を明らかにすることである。
  • 左主冠動脈に70%狭窄を有する患者固有の心脳動脈ネットワークを再構築し、三次元非定常非圧縮性Navier–Stokes方程式を安定化P1–P1 Galerkin有限要素法と2次の暗黙的後退差分公式（BDF2）で離散化し、出口境界には領域血流分配モデルと集中定数ウィンドケッセル（Windkessel）モデルを結合して適用し、拍動性血流をNewton–Krylov–Schwarzアルゴリズムに基づく並列ソルバで解いた。
  • 冠血行再建により心筋灌流は有意に改善し、冠動脈血流予備量比（Fractional Flow Reserve: FFR）は0.742から0.904へ上昇した一方で、主幹脳動脈の血流は2.49%低下し、脳虚血リスクの上昇が示唆された。
  • 本計算枠組みは数千コアで良好な並列スケーラビリティを示し、患者固有の心脳血行動態評価に有用であり、冠血行再建が心筋灌流を改善する一方で脳虚血性合併症リスクを潜在的に高めうるという二面的影響を明らかにした。

(019) 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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💬 AI 翻訳タイトル

糖尿病患者における脳動脈流速加速度パターンの変化は認知機能障害と相関する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、糖尿病患者において、経頭蓋ドップラー(Transcranial Doppler; TCD)で取得した中大脳動脈(Middle Cerebral Artery; MCA)流速波形の一次導関数から得られる流速加速度パターン、とくにVascular Aging Index（VAI）と複数の認知領域の成績との関連を検証し、心血管リスク因子が認知低下を駆動する機序の理解を深めることである。
  • MCA流速波形の一次導関数を計算して加速/減速波（a, b, c, d, e）を可視化し、定義に従いVAI=[(b−c−d−e)/a]を算出したうえで、VAIとHopkins Verbal Learning Test–Revised (HVLT-R)やRey–Osterrieth Complex Figure Test (RCFT)などの認知指標との関連を標準的な統計手法で評価し、年齢、体格指数(Body Mass Index; BMI)、灰白質体積、糖尿病罹病期間を共変量として調整した解析も行った。
  • VAIはHVLT総再生(r=-0.310, p=0.046, n=42)、遅延再生(r=-0.396, p=0.009)、保持率(r=-0.305, p=0.050)およびRCFTの模写得点(r=-0.524, p<0.001)と即時再生(r=-0.323, p=0.037)に有意に相関し、年齢、BMI、灰白質体積、糖尿病罹病期間で調整後には相関がさらに強まり（HVLT遅延再生 r=-0.439, p=0.012、保持率 r=-0.444, p=0.011, n=36、RCFT模写 r=-0.557, p<0.001、即時再生 r=-0.440, p=0.012、遅延再生 r=-0.358, p=0.044）、VAIが高いほど成績が低いという一貫した負の関連が示された。
  • 以上より、糖尿病患者において脳動脈の流速加速度パターン（VAI）は視空間構成および言語学習・記憶領域の認知成績と相関し、動脈血行動態と皮質機能の結合の機序的理解を深めるうえで計算流体力学(Computational Fluid Dynamics; CFD)の活用が有望であることが示唆された。

(020) Li [2] ⭐

📕 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率（eGDR）と認知機能の関連

💬 AI 要約

  • 推定グルコース処理率（eGDR: estimated glucose disposal rate）はインスリン抵抗性の新規指標で心血管疾患リスクと相関することが示されているが、認知機能との関係は不明であったため、本研究は高齢者におけるeGDRと認知機能の関連性（非線形性の可能性を含む）を検討することを目的とした。
  • 2011–2014年の米国国民健康・栄養調査（NHANES）に基づく横断研究として、被験者を認知機能正常群と認知機能低下（CFD）群に分類し、重み付けロジスティック回帰および制限付き三次スプラインを用いてeGDRと認知機能の関連を解析し、関連共変量で調整するとともに感度分析を行った。
  • 両群間でeGDR水準に有意差がみられ（P=0.001）、共変量調整後もeGDRを連続値およびカテゴリーデータとして扱った場合のいずれでも認知機能との有意な関連が認められ（P<0.05）、この所見は女性、高卒以上の教育歴を有する者、中等度飲酒者、脳卒中の診断歴がない者のサブグループでも一貫しており、さらに制限付き三次スプラインにより屈曲点を伴う非線形関係が示された（P-for-non-linear<0.05、P-overall<0.001）。
  • これらの結果は、高齢者におけるeGDRが認知機能と独立に関連し、関係が非線形である可能性を示唆しており、インスリン抵抗性と認知機能低下の関連に関する理解を深める学術的貢献を提供する。

(021) Yilin [11] 🌟

📕 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

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    • Cited by: 11
    • FWCI: 16.085 🌟
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💬 AI 翻訳タイトル

流体構造連成に基づく非対称性狭窄を有する椎骨動脈の血流力学

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、非対称性の椎骨動脈狭窄と拍動性血流の相互作用を、血流力学および血管壁の力学応答に着目して解明することである。
  • まず非対称狭窄の数理モデルを構築し、抵抗比とせん断応力比の関係およびそれらの狭窄高さと長さへの依存性を理論的に明らかにしたうえで、医用画像にもとづく複数の狭窄モデルを作成し、計算流体力学（CFD）および流体構造連成（FSI）解析を実施し、血流速度や時間平均壁せん断応力（TAWSS）などの血行動態指標と、全変形およびミーゼス相当応力（von Mises stress）などの固体力学指標を評価した。
  • 狭窄長と狭窄高さの変化は抵抗比およびせん断応力比に有意な影響を及ぼし、椎骨動脈の全区間にわたる狭窄は血栓形成や内膜損傷を惹起しうる一方、椎骨動脈起始部の狭窄は血小板沈着とそれに続く動脈硬化のリスクを高め、さらにFSI解析により弾性血管壁がとくに狭窄部およびその下流域での高速流に対してより敏感に応答することが示された。
  • これらの知見は、狭窄が血流および血管壁力学に与える影響の理解を深化させ、椎骨動脈循環の障害による脳血流不全の回避を目的とした効果的な臨床介入戦略の策定に資する重要な基盤情報を提供する。

(022) Sanchez [1]

📕 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

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における形態力学および壁増強の包括的解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤の各部位における動脈瘤壁増強（AWE）、壁面せん断応力（WSS）、壁張力（WT）の関係を包括的に評価し、破裂リスク評価および血管壁力学の理解を深めることである。
  • 3テスラ高解像度MRIによりガドリニウム（Gd）造影T1強調画像を取得し、3D Slicerで3次元セグメンテーションを作成、AWEを壁の信号強度から定量化し、有限要素解析（FEA）でWTを算出、計算流体力学（CFD）で時間平均壁面せん断応力（TAWSS）、壁面せん断応力勾配（WSSG）、振動性せん断指数（OSI）を評価し、サイズ、アスペクト比（AR）、サイズ比（SR）で層別化するとともに頸部・体部・娘瘤（daughter sac）間で比較した。
  • AWEはサイズおよびARが大きい動脈瘤で高値を示し、WTとOSIもサイズ・AR・SRの増大とともに高値となり、頸部は体部よりWT・TAWSS・WSSGが高く、不整形動脈瘤ではAWE高値領域でTAWSS・WSSGが低くOSIが高い傾向を示し、娘瘤はAWEが最も高くWTとWSSGが最も低い一方で、頸部はAWEが最も低くWTとWSSGが最も高かった。
  • 脳動脈瘤では頸部に高WT・高WSS、体部に低WSSが典型的に分布し、娘瘤は高AWEと低WSS・低WTを呈して潜在的に破裂リスクを高める可能性があり、本研究は形態・力学・壁増強の統合解析が動脈瘤の生物学的理解とリスク層別化に有用な新規知見を提供し得ることを示した。

(023) 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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💬 AI 翻訳タイトル

磁気共鳴ベロシメトリ(MRV)計測に基づく流入条件を用いた患者特異的格子ボルツマン法シミュレーションによる脳動脈瘤の解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、3テスラMRIでは壁近傍速度計測が困難となる小スケール・高圧力差の脳動脈瘤に対し、磁気共鳴ベロシメトリ(MRV)由来の流入条件を用いる患者特異的格子ボルツマン法(LB)シミュレーションを構築し、補間ベースの流入設定手法の妥当性と非ニュートン性の影響を検証することである。
  • 方法として、MRVの空間分解能を確保するため動脈瘤幾何形状を5倍にスケーリングし、レイノルズ数による無次元同等性を維持した上で流入速度場を計算格子へ補間し、計測点が計算領域を越える場合には壁近傍にゼロ速度点を付加してすべりなし条件を強制した；さらに補間法、最近傍法、放物線速度プロファイルの3種の流入設定を比較し、ニュートン流体とCarreau–Yasudaモデルに基づく非ニュートン流体の両者で計算を行った。
  • 補間法はMRV中心線速度と最も一致し(平均誤差3.12%)、次いで最近傍法(3.18%)、放物線プロファイル(9.85%)であり、放物線流入は中心線速度の過大予測と全圧の過小予測を、最近傍法は壁せん断応力(WSS)の過小評価と壁法線応力の不整合(最大WSSが補間法より18.3%低い)を示した；また非ニュートンモデルはニュートンモデルに比べ、中心線速度と全圧が低い一方でWSSは高かった。
  • 以上より、信頼性の高いWSS予測には正確な患者特異的流入条件の設定と非ニュートンモデリングが不可欠であり、MRV計測と非ニュートンLBシミュレーションの統合は個別化された脳動脈瘤血行動態評価のための堅牢な枠組みを提供する。

(024) Rezaeitaleshmahalleh [3] 🌟

📕 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

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    • Cited by: 3
    • FWCI: 10.524 🌟
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💬 AI 翻訳タイトル

時間的速度インフォマティクス（Temporal Velocity-Informatics; TVI）を用いた頭蓋内動脈瘤の破裂の有無の予測精度向上

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、時間分解された瘤内速度場の空間パターン解析に基づく時間的速度インフォマティクス（Temporal Velocity-Informatics; TVI）を用いて、頭蓋内動脈瘤の破裂の有無の特徴付けと予測を向上させることである。
  • 既知の破裂状態を有する112例の画像データから血管3次元モデルを再構築し、計算流体力学（Computational Fluid Dynamics; CFD）シミュレーションにより瘤内の時間分解速度場を推定するとともに形態学的指標を抽出し、TVIで空間的・時間的な流動擾乱を定量化したうえで、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［Support Vector Machine; SVM］）により予測性能を評価した。
  • その結果、TVIを特徴量としたSVMが最良の性能を示し、曲線下面積（Area Under the Curve; AUC）0.92、全体正解率86%を達成し、破裂例の77%および未破裂例の92%を正しく判別した。
  • TVIは瘤内血流の時空間的擾乱を定量的に捉えることで頭蓋内動脈瘤の破裂の有無の判別能を高め、機械学習と組み合わせることで臨床的意思決定を支援し得る有望なアプローチである。

(025) Csippa

📕 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

頭蓋内側壁型脳動脈瘤の発生部位における二次流れの増強

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、側壁型脳動脈瘤の発生メカニズムに関し、壁面せん断応力（wall shear stress）だけでは説明しきれない血行力学的刺激の起源を、我々の先行仮説（二次流れが形成カスケードで重要）に基づき、二次流れと血管形状の関係から検証することである。
  • 動脈の中心線（centerline）に直交する断面群での数値流れ場を解析する複合的評価フレームワークを構築し、速度場を中心線周りの二次流れ成分（周方向・半径方向）と軸方向成分に分解して幾何学的パラメータ（正規化平均曲率、曲率ピークなど）と直接比較し、さらに内頸動脈（ICA）側壁型動脈瘤30症例を仮想的に再構築した動脈瘤形成前状態でインシリコ（in-silico）解析して質的評価および統計解析を行った。
  • その結果、動脈瘤を有する屈曲部では他の屈曲部と比べて正規化平均曲率および曲率ピークが有意に高く、正規化平均速度（p=0.0274）ならびに周方向（p=0.0029）・半径方向（p=0.0057）の速度成分に有意差が認められた一方、正規化軸方向速度には有意差がなかった（p=0.1471）。
  • 以上より、ICAにおける側壁型動脈瘤は、各症例内で最も曲率が高く、これに伴い二次流れ（周方向・半径方向成分）が最も強い屈曲部で発生しやすく、動脈瘤の初期形成には曲率に起因する二次流れの増強が関与する可能性が高いと結論づけられた。

(026) Hattori [1] ⭐

📕 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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    • Cited by: 1
    • FWCI: 3.775 ⭐
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💬 AI 翻訳タイトル

穿通枝アテローム血栓性病変（Branch atheromatous disease; BAD）における中大脳動脈の高壁面せん断応力：計算流体力学（CFD）解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、穿通枝アテローム血栓性病変（BAD）と小血管閉塞（SVO）における中大脳動脈（M1）壁面せん断応力（wall shear stress; WSS）の差異を計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）で評価し、BADの病態生理および診断的有用性を検証することであった。
  • 発症7日以内に入院し、脳MRAで頭蓋内主要動脈、頸動脈超音波で頸部頸動脈に狭窄・閉塞を認めない連続症例を対象とした横断観察研究として、MRAに基づくCFDによりM1のWSSおよび血流速度を算出し、患側/健側比（WSS比）を評価した。
  • その結果、WSS比＞1（患側＞健側）を示す症例の割合はBADで有意に高く［20/27（74.1%）対11/27（40.7%）、p=0.013］、患側M1のWSSが健側を上回ることはBADの独立したリスク因子であった（調整オッズ比4.38、95%信頼区間1.29–14.82、p=0.018）一方、M1の血流速度はBADと関連しなかった。
  • 以上より、BAD患者ではM1の高WSSが分枝起始部の脆弱プラーク形成に関与するリスク因子となり得ることが示唆され、CFDはBADの病態評価および診断に資する可能性がある。

(027) Karnam [6] 🌟

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 6
    • FWCI: 17.541 🌟
    • Citation Percentile: 99.99 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の成長における競合する経路：局在的成長分布と血行力学の連関

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内動脈瘤壁のどの部位で経時的な拡大が生じるのかを特定し、これらの局在的な成長パターンが局所血行力学条件とどのように関連するかを明らかにして、動脈瘤増大の機序を解明することである。
  • 方法として、縦断的に追跡した67例の動脈瘤に対する数値流体力学（CFD）に基づく血行力学モデルを用い、ベースラインとフォローアップの形状のアライメントおよび距離マッピングにより88の成長領域を同定し、囊状解剖および流れ関連ゾーンに基づいて動脈瘤壁を区画化して局所血行力学を評価し、部位および形態で層別化したうえでKruskal–Wallis検定およびMann–Whitney検定により差異を検定した。
  • 結果として、成長は主として動脈瘤の体部で認められ（p<0.0001）、前交通動脈（ACom）および側壁型動脈瘤では体部での成長傾向が強い一方、中大脳動脈（MCA）および分岐部動脈瘤ではドームと体部の双方で成長がみられた；流れ関連ゾーンでは中央流領域での成長が最も顕著であり（p<0.0001）、AComおよび側壁型では流入・中央ゾーンでの成長傾向が示唆され、MCAおよび分岐部では中央流領域での有意な成長が認められ、頸部を含む複数の囊状領域で部位間の有意差が観察された。
  • 結論として、本研究は、頸部・体部・流入ゾーンにおける高流量の衝突ジェットが壁の変性／菲薄化を惹起する経路（主にACom）と、ドームおよび中央流領域における低速・振動性（oscillatory）流れが壁のリモデリング／肥厚化を促進する経路（主にMCA、AComでは二次流として観察）という、競合する二つの成長経路を支持し、部位・領域特異的な血行力学環境を考慮した監視と介入の必要性を示しており、破裂リスク低減に資する知見を提供する。

(028) Arán-Tapia [1]

📕 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ル化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、高磁場MRIが誘発する眼振やめまい等の非意図的生理学的効果の機序を解明し、とりわけローレンツ力仮説が磁気前庭刺激を十分に説明し得るかを検証することである。
  • 半規管膨大部稜(crista ampullaris)の生体力学的応答を再現するため、計算流体力学(CFD)、流体‐構造連成(FSI)、および磁気流体力学(MHD)の方程式を統合した数理モデルを構築し、ヒト膜迷路の高分解能マイクロCT(micro-CT)データで解剖学的精度を担保したうえで、健常被験者における磁場強度と頭位を変化させた条件下での水平・垂直・回旋の緩徐相眼球運動を計測して実験的検証を行った。
  • 本モデルは観察された眼振パターンを正確に再現し、緩徐相眼球速度の予測が実測データと一致するとともに、個々のクプラ(cupula)に生じるローレンツ力誘発刺激が磁場強度や頭位に伴う眼球運動の多様性を説明することを示した。
  • これらの所見は磁気前庭刺激の妥当な機序としてのローレンツ力仮説を実証的に支持し、高磁場MRIが前庭系に及ぼす影響に関する新たな知見を提供して、将来の研究および臨床実践の改善に資する基盤を与える。

(029) Jiang [2] ⭐

📕 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

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 7.016 ⭐
    • Citation Percentile: 99.99 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

壁面せん断応力（WSS）インフォマティクスを用いた脳動脈瘤の破裂状態予測の改善

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、壁面せん断応力（WSS）の空間パターンを用いて脳動脈瘤（IA）の破裂状態（破裂／未破裂）を予測することの実現可能性を検証することである。
  • 112例のIAに対して患者固有の計算流体力学（CFD）解析を実施し、非構造格子（unstructured mesh）上に得られたWSSおよびその派生量を単位円盤（unit disk）の一様サンプリング極座標系へ写像して画像データ等価の表現に変換し、ラジオミクス（Radiomics）解析により空間特徴を抽出して、これらのWSSインフォマティクス（WSS-informatics）特徴に基づく破裂状態予測モデルを構築した（各症例の破裂状態は診療記録に基づき既知）。
  • 従来のWSSパラメータはいずれも破裂状態と相関を示さなかった一方で、WSSインフォマティクス指標は破裂状態に対して有意な弁別能を示し（p<0.05）、これらの特徴を組み込んだ予測モデルはAUROCが0.78から0.85へ有意に向上した（p<0.01）。
  • 本研究は、WSSデータの空間パターンの活用によりIAの破裂状態予測を改善し得ることを初めて示し、WSSインフォマティクスの有用性と実装可能性を明確にした。

(030) Nagy [5] 🌟

📕 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

中大脳動脈瘤患者における破裂リスク評価のための流体–構造連成（FSI）解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤の破裂リスク評価を高精度化するため、血流動態のみを扱う従来のComputational Fluid Dynamics（CFD）では見落とされがちな動脈瘤壁の生体力学的特性を取り込む流体–構造連成（Fluid-Structure Interaction; FSI）解析を用い、中大脳動脈分岐部（MCA）動脈瘤に対する総合的なリスク評価法を提示することである。
  • オーストリア・リンツのケプラー大学病院で治療されたMCA動脈瘤患者125例を対象に先進的FSI解析を実施し、動脈瘤壁の応力・変形と血行動態を統合的に評価するとともに、高相当応力領域（High Equivalent Stress Area; HESA）、ガウス曲率（Gaussian curvature; GLN）、最大壁変位などの指標を算出し、多変量解析と5分割交差検証によって破裂予測因子および新規複合指標HGDインデックス（HGD index）を検証した。
  • 多変量解析では、動脈瘤表面に対する応力分布を表すHESA（p=0.049）と形状の複雑性を捉えるGLN（p=0.031）が有意な破裂予測因子として同定され、HESA・GLN・最大壁変位を組み合わせたHGDインデックスは閾値0.075で内部検証において25件中24件の破裂例を正しく抽出し、感度0.96を示し、5分割交差検証でも結果の信頼性が確認された。
  • HGDインデックスは従来の単一パラメータモデルに比して優れた破裂リスクの層別化性能を示し、複雑な動脈瘤構造の評価に資する頑健なツールとなり得ることが示唆され、今後は多施設共同研究によるさらなる洗練と妥当性確認を通じて臨床応用の推進が期待される。

(031) Iorio [1]

📕 書誌情報

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

Antonio Iorio, Simone Melchionna, Philippe Derreumaux, Fabio Sterpone

PNAS Nexus, 2025 Jan

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

  • DOI: 10.1093/pnasnexus/pgae548

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.37
    • Citation Percentile: 57.90

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💬 AI 翻訳タイトル

脳間質空間における流体流動とアミロイドの輸送および凝集

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、アルツハイマー病の発症・進行の標識であるアミロイド蛋白の凝集に関わる、脳間質空間（interstitial space; ISS）における生体廃棄物クリアランスの基盤的駆動機構を解明し、流体流動とタンパク質輸送の役割を明らかにすることである。
  • 数値流体力学（computational fluid dynamics; CFD）と分子動力学（molecular dynamics; MD）を併用して、ISS内の流れ場・せん断場およびアミロイドβ（Aβ）などのタンパク質や凝集体の輸送特性を解析した。
  • 解析の結果、Aβのクリアランスには拡散が主要機構である一方、Aβ凝集体や細胞外小胞などのより大きな分子体の輸送には流体の移流が主導的となり、さらに大型の新生プレフィブリル（prefibril）が流れおよびせん断に与える影響を明確に定量化し、不規則なISSにおいても流体力学的相互作用が凝集経路の全段階でAβ凝集を増強することが示された。
  • これらの知見は、脳間質空間における流れおよび溶媒‐溶質相互作用の役割を明確化し、ISS内で作用する抗体などの治療法の設計・最適化に重要な示唆を与える。

(032) 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

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 1.145
    • Citation Percentile: 67.90

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💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーター治療後のフィブリン蓄積および脳動脈瘤閉塞に対する血管幾何学、流動条件、トロンビン濃度の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバーターが脳動脈瘤頸部を横切る際のデバイス上でのフィブリン蓄積と、それに伴う瘤内への流入流の撹乱・遮断に影響する因子（血管形状、流れ条件、トロンビン濃度）を明らかにし、最終的な瘤の閉塞または開存に及ぼす役割を解明することである。
  • 方法として、流れとフィブリン動態を結合した既報の計算モデルを、親動脈形状の異なる4種類のガラス製脳動脈瘤モデルを用い、複数の流量条件で実施したin vitro流路実験と組み合わせ、対応する数値モデルを構築して実験のフィブリン付着所見と比較検証した。
  • せん断応力により刺激されるフィブリン産生とデバイスワイヤへの付着を仮定した計算モデルは、フローダイバーター上のフィブリン蓄積パターンを実験所見どおりに再現・説明し、血管の湾曲度、流量、トロンビン濃度の増加がフィブリン蓄積の加速と瘤流入の遮断を促進することを示した。
  • 本研究で記述・検証されたモデルは、フローダイバーション後の脳動脈瘤の閉塞・治癒あるいは不完全閉塞に至る機序を機械論的に明らかにし、治療予後の予測やデバイス使用の最適化に資する定量的枠組みを提供する。

(033) Vikström

📕 書誌情報

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

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

J Biomech, 2025 Jan

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

  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2024.112459

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    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
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💬 AI 翻訳タイトル

脳灌流圧の非侵襲的評価：選択的順行性脳灌流を伴う大動脈弓部手術の術前計画への応用

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、中等度低体温循環停止を要する大動脈弓部手術で用いられる選択的順行性脳灌流（SACP）において、両側（bSACP）は塞栓リスクを、片側（uSACP）は対側半球の低灌流リスクを伴うという課題を踏まえ、SACP中の脳灌流圧（CPP）を術前に予測して最適な方式選択を支援する非侵襲的手法の開発と実現可能性の検証にある。
  • 5例の対象（65±7歳、男性3例）に対し、術前のCT血管造影（CTA）と4DフローMRI（4D flow MRI）から患者特異的解剖と血流を取得して計算流体力学（CFD）により血管抵抗を推定し、当該抵抗と術中のSACP灌流圧・流量設定をモデルの境界条件に適用することでuSACPおよびbSACP時の対側CPPを予測し、術中圧測定値と比較した。
  • 本手法はuSACPおよびbSACPの双方で対側CPPを良好に予測し、予測誤差の中央値（範囲）はuSACPで2.4（-0.2～18.0）mmHg、bSACPで0.8（-3.3～5.4）mmHgであり、予測は側副動脈径に最も高い感度を示した。
  • 本研究はSACP中のCPP予測の実現可能性とモデリング精度向上に必要な要点を示し、SACP方式の術前選択を支援する臨床応用の可能性を示唆する。

(034) Cabaniss [1]

📕 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

  • Article

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.573
    • Citation Percentile: 67.90

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤治療に用いる形状記憶ポリマーフォーム（SMPf）基盤血管内塞栓デバイスのCFD解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、6例の患者特異的脳動脈瘤形状に対し、形状記憶ポリマーフォーム（SMPf）を基盤とする患者適合型血管内治療デバイスの血行力学および対流熱伝達への影響を、計算流体力学（CFD）により定量評価することである。
  • デバイスは連続多孔質媒体としてモデル化し、流れ解析では完全膨張、熱伝達解析では膨張度を変化させ、既存文献に基づく質的妥当化に加えて最適セルサイズの同定と計算コスト低減を目的としたメッシュ独立性検証を実施し、さらに対流熱伝達では最小体積流量とゼロフラックス境界条件を課した最悪ケースを評価した。
  • 流れ解析では、検討した全ての幾何学形状において、動脈瘤内平均流速は85％超、最大流速は45％超の低減が得られ、これらの所見はSMPfデバイスの血行力学および熱伝達に関する既存の数値研究と比較検討した。
  • 本研究で得られた結果は、血行力学と熱伝達の高度な計算モデルを統合した患者特異的SMPfデバイスの設計最適化に資する新規かつ実践的なフレームワークを提示し、脳動脈瘤に対する個別化血管内塞栓治療の開発と治療成績の向上を指向する指針となり得る。

(035) Benemerito [4]

📕 書誌情報

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

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

Int J Comput Assist Radiol Surg, 2025 Jan

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学（CFD）および形状解析は動脈瘤破裂リスク層別化を高める

💬 AI 要約

  • 未破裂脳動脈瘤（unruptured intracranial aneurysm; UIA）の破裂リスクを正確に定量化することは治療選択に不可欠だが、計算流体力学（CFD）や形態学的指標が日常的な臨床所見以上の情報を提供するかは不明であったため、本研究は画像由来特徴量を既存のPHASESスコアに統合することで動脈瘤の破裂状態の分類能が向上するかを検証した。
  • 170例（破裂78例）の横断データに対して画像からCFDおよび形状特徴を抽出し、相関解析と主成分分析で特徴量を削減したうえでPHASES変数と統合したリッジ制約付きロジスティック回帰モデル（5種類）を構築し、学習・検証分割、10分割クロスバリデーション、グリッドサーチ最適化、ブートストラップ再標本化により係数を推定し、ROC曲線下面積（AUC）で性能を評価した。
  • PHASESのみのモデルのAUCは0.63であったのに対し、CFDおよび形状解析由来特徴を組み込んだ全モデルで性能が向上しAUCは0.71に達し、非球状度指数（non-sphericity index）と最大振動せん断指数（maximum oscillatory shear index）が破裂状態の最強の予測因子であった。
  • 本研究は、画像ベースの流体力学および形状解析を臨床データに統合することが破裂状態の分類精度を改善することを示し、臨床実装可能性の評価には縦断データによるさらなる検証が必要であることを示唆する。

(036) 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: 0.00

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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流量予測の計算手法

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳微小循環抵抗に基づく数値流体力学（CFD）シミュレーションの精度を、血管内治療（EVT）後の狭窄遠位における術後の血流速度・体積流量・圧力の予測という観点から評価することであった。
  • 患者特異的な頭蓋外および頭蓋内動脈モデルを再構築し、脳微小循環抵抗を境界条件として適用して術後の血流速度と体積流量を推定し、CFD計算値と経頭蓋ドップラー（TCD）測定値の相関と一致をピアソン相関解析およびBland-Altman解析で検証した。
  • CFDとTCDの平均血流速度には強い相関が認められ（r = 0.7733, P = 0.0002）、体積流量にも強固な相関が示された（r = 0.8621, P < 0.0001）；さらに平均血流速度の一致は良好であった（P = 0.2446, 平均差 -4.2089, 一致限界 -11.5764〜3.1586）が、体積流量の一致は相対的に不十分であった（P = 0.0387, 平均差 -0.3272, 一致限界 -0.9276〜0.2731）。
  • 本計算手法は術後の血行動態変化を予測しうることを示し、脳血管狭窄病変に対する治療戦略の個別化を支援する有用な手段となり得る。

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

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂前大脳動脈A1部動脈瘤の塞栓術における親血管血流の計算流体力学（CFD）シミュレーションの応用

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）により親血管の血流主流線（mainstream line）をシミュレーションし、それに基づいてマイクロカテーテルを成形する手法が、前大脳動脈（ACA）A1部後壁の未破裂動脈瘤に対する血管内塞栓術に及ぼす影響を検討することである。
  • ACA A1部後壁未破裂動脈瘤の8例を後ろ向きに解析し、CFDで推定した親血管の血流主流線に合わせて体外（in vitro）でスチーム成形したマイクロカテーテルを用いて塞栓術を施行し、手技の誘導成功、閉塞度、および追跡血管撮影所見（レイモンド分類）を評価した。
  • 体外試験では8本すべてのマイクロカテーテルが適切位置に到達し、実臨床手技では7例で目的部位へ円滑に誘導でき、残る1例の脳動脈蛇行例では主流線に基づく再成形により誘導に成功した；術直後の成績は完全閉塞7/8例（87.5%）、頸部残存1/8例（12.5%）で、追跡撮影を得た6例ではレイモンド分類Iが5例（83.3%）、IIが1例（16.7%）であった。
  • 親血管血流のCFDシミュレーションに基づくマイクロカテーテル成形は、ACA A1部後壁未破裂動脈瘤の塞栓術において目的部位への確実な誘導と良好な安定性・支持性をもたらす安全かつ有効な戦略であることが示唆され、困難例を含めた技術的成功と閉塞成績の向上に寄与しうる。

(038) Bateman [2]

📕 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

多発性硬化症および対照患者における脳静脈系の計算流体力学（CFD）シミュレーション：多発性硬化症に血行動態の差異は認められるか

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血管病変評価に資する血行力学的パラメータを用いて、多発性硬化症（MS）患者と対照の脳静脈系に病因に関連し得る血行動態の差異が存在するかを評価することである。
  • 40例のMS患者と20例の対照を対象に、磁気共鳴画像法（MRI）により解剖学的3次元形状と境界における血流量を算出し、各被験者に対して患者特異的境界条件を用いた計算流体力学（CFD）モデルを構築・シミュレーションした。
  • 群間で圧力降下および血管抵抗に有意差は認められなかった一方、内頸静脈（IJV）の断面積はMS群で大きく（右IJV: p=0.04、左IJV: p=0.02）、直静脈洞（ST）の流量は全年齢層でMS群が高かった（p=0.005）；さらに、抵抗は静脈圧上昇に対応し得る領域の指標となり得ることが示された。
  • これらの結果は、脳静脈の圧力および血管抵抗がMSの病因に直接関与する可能性は低い一方で、直静脈洞の高流量が深部静脈系の炎症増加と関連する可能性を示し、病的血管評価指標としての抵抗が循環器疾患における血行動態の包括的検討に有用であることを示唆する。

(039) Kliś [1]

📕 書誌情報

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

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

J Neurosurg, 2025 Feb 01

💬 AI 翻訳タイトル

未破裂脳動脈瘤関連頭痛の病態形成における動脈瘤血行動態変化の役割

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、未破裂脳動脈瘤患者における頭痛の関連要因、特に血行動態パラメータとの関連を明らかにすることである。
  • 前向きに96例122病変を登録し、詳細な臨床情報と入院中の血圧を収集、短縮版McGill疼痛質問票を入院時および手技後3–6か月に施行し、画像データから動脈瘤ドームと供給動脈の三次元再構築を行ってOpenFOAMを用いた計算流体力学（CFD）解析（血液をニュートン流体、非圧縮非定常ソルバー、内頚動脈（ICA）ドプラに基づく患者特異的速度波形を入口境界条件）によりドームの血行動態指標を算出した。
  • 結果として、30例（31.25%）が頭痛を訴え、多変量ロジスティック回帰解析では女性、ICA局在、複数動脈瘤、動脈瘤ドームの平均血流速度および時間平均壁せん断応力が頭痛の存在と独立に関連した。
  • また治療後には17例（56.67%）で症状が完全に消失し、ICA平均血流量が頭痛消失と独立に関連しており、未破裂脳動脈瘤の血行動態指標が頭痛の病態と治療後の改善に関与し得ることが示唆された。

(040) Bilgin [1]

📕 書誌情報

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

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

J Neurosurg, 2025 Jan 01

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

  • DOI: 10.3171/2024.4.JNS232567

  • Article

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.573
    • Citation Percentile: 67.90

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💬 AI 翻訳タイトル

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

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ヒトフィブリノゲンを用いた新規in vitroフローモデルを構築し、フローダイバータ（flow diverter）の頸部フィブリン被覆形成に対する血行力学条件および添加因子の影響を定量的に評価し、計算流体力学（Computational Fluid Dynamics; CFD）解析と併用してデバイス性能を検証することである。
  • 親血管4 mm・動脈瘤径8 mm、頸部径4 mm（面積25 mm^2）の4種のガラス製モデル（眼動脈起始部近傍（paraophthalmic）、側壁型、分岐部、緩やかな屈曲）にフローダイバータを留置し、ヒトフィブリノゲン（330 mg/dL）を0、3、4、5 mL/sで循環させ、ヘパリン、塩化カルシウム、トロンビンの有無を組み合わせて最長6時間観察し、フローダイバータの孔（セル）を肉眼的フィブリン沈着が閉塞して頸部が完全被覆されるまでの時間（沈着速度）を測定し、群間差は一元配置分散分析（one-way ANOVA）とTukey検定で評価し、さらにCFDで留置後の流れ場を解析した（総計84反復）。
  • 静置条件ではフィブリンはデバイスに蓄積せず、全モデルで5 mL/sは3 mL/sより有意に高い沈着速度を示し、paraophthalmicモデルは流入速度が最大（48.7 cm/s）、分岐部モデルはデバイスセルでの最大せん断応力と正規化せん断応力が最大（843.3 dyne/cm^2および35.1 SS/SSinflow）であり、さらにparaophthalmicおよび分岐部モデルの沈着速度は側壁型および緩やかな屈曲モデルより一貫して高く、トロンビン添加は全モデルで沈着速度を有意に増加させた（いずれもp=0.001）。
  • 本in vitroプラットフォームではフィブリン蓄積は高流入速度とせん断応力が卓越する動脈瘤流入口から始まり、沈着を規定する主要因は流速、せん断応力、および生理学的濃度のトロンビン添加であることが示され、このヒトフィブリノゲンベースモデルはフローダイバータの性能評価に有用であり、患者固有形状への臨床的適用性の検証が今後の課題である。

(041) Liu [5]

📕 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(CFD)モデリングによる症候性頭蓋内動脈硬化性狭窄の血行動態の臨床的含意：系統的レビュー

💬 AI 要約

  • 本研究は、計算流体力学(CFD)モデルから得られる血行動態指標の臨床的含意を、症候性頭蓋内動脈硬化性狭窄（sICAS）において系統的に評価することを目的とした。
  • PRISMAおよびMOOSEの声明に準拠して2024年3月までPubMedとEmbaseを検索し、sICASにおけるCFD由来の血行動態パラメータの臨床的含意を報告した研究を抽出した結果、中国の患者を対象とする19件が適格となり、多くがCTAを用いた血管セグメンテーション、汎用的な境界条件、剛体壁、ニュートン流体の仮定の下で50–99%の狭窄例を解析し、圧力と壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）を測定して、狭窄後（poststenotic）/狭窄前（prestenotic）の圧力比（pressure ratio: PR）および狭窄部スロート(throat)/狭窄前のWSS比（WSSR）として定量化した。
  • PRの低値は狭窄重症度の増大、良好な軟膜側副血行路、灌流時間の延長、内境界域梗塞と関連し、WSSRの高値や他のWSS指標は血管壁の陽性リモデリング、内腔狭窄の退縮、動脈-動脈塞栓と関連し、さらに低PRおよび高WSSRはいずれも脳小血管病の存在および重症度と関連し、経病変PRとWSSRはいずれも内科治療下のsICASにおける脳卒中再発や急性期再灌流療法後の転帰の予測、ならびにステント治療が局所血行動態に及ぼす影響の評価に有望であった。
  • CFDはICASの病態生理解明およびsICAS患者のリスク層別化に資する有望な手法であり、臨床研究と臨床実装を拡大するにはモデリング手法の標準化とシミュレーション結果の妥当性検証が不可欠である。

(042) Sanchez [17] ⭐

📕 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

頭蓋内アテローム硬化の包括的画像学的解析

💬 AI 要約

  • 本総説の目的は、脳動脈にアテローム性プラークが蓄積する頭蓋内アテローム硬化性疾患（ICAD）において、プラーク解析とリスク層別化のために利用可能な最新の画像診断モダリティの全体像を包括的に提示することである。
  • 著者らは、動脈狭窄の重症度評価に用いられるデジタル・サブトラクション血管造影（DSA）、CT血管造影（CTA）、磁気共鳴血管撮影（MRA）に加え、プラーク負荷、プラーク内出血、リモデリング、造影増強効果などの形態学的特徴を捉える高分解能MRI、血行動態的制限を評価する経頭蓋ドップラー（TCD）、CT灌流画像、計算流体力学（CFD）、定量的MRA（qMRA）、さらに管腔側から動脈壁・プラーク構造を高空間分解能で描出する血管内超音波法（IVUS）および光干渉断層法（OCT）、炎症マーカーを検出可能な陽電子放射断層撮影（PET）まで、多様な手法の役割と測定指標を総説的に整理した。
  • これらの技術は、狭窄度の定量化に加え、症候性プラークの同定に資する形態学的所見の抽出、ICADに伴う血流制限の定量化、動脈壁微細構造の評価、プラーク炎症活動性の可視化を可能にし、それぞれが相補的にICADの病態把握を深めることを本総説は整理した。
  • 本総説は、形態・血行動態・分子レベルにわたる画像情報の統合がICADの診断精度とリスク層別化を高めうることを強調し、本領域における包括的な画像評価戦略の枠組みを提供した。

(043) Tajima

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

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  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

7T MRシステムにおける高空間分解能3次元位相コントラストMRIを用いた血行動態解析の精度検証：3Tシステムとの比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ヒト脳血管ファントムおよび健常被験者から取得した非心電図(ECG)同期4D Flow MRIに基づくMR fluid dynamic (MRFD) 解析の精度について、7T MRシステムが3T MRシステムを上回るかを検証することである。
  • 脳血管ファントムと健常被験者10名に対し、3Tおよび7Tで3D位相コントラストMRI（3D PC MRI、非ECG同期4D Flow MRI）と3D TOF MRAを撮像し、得られたデータでMRFD解析を実施し、参照としてのcomputational fluid dynamics (CFD) 結果に対する3次元速度ベクトル場、相関係数(R)、角度類似度指数(ASI)、大きさ類似度指数(MSI)を用いて両装置の結果を比較した。
  • ファントムでは3Tで血管壁近傍にノイズ様の速度ベクトルが観察されたのに対し7Tではそれが認められずCFDに近い結果となり、さらにファントムおよび健常例のいずれにおいても7TのR・ASI・MSIは3Tより高く、健常例ではASIとMSIに有意差が示された。
  • 以上より、高空間分解能の7Tを用いたMRFDは3Tより高精度であり、壁近傍を含む脳血流の速度ベクトル推定の妥当性（CFDとの一致）の向上を実証した。