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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-5.6-luna (OpenAI, 2026-07)
    • 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：2026-07-24

(001) Yilin [38] 🌟

📕 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: 38
    • FWCI: 12.9265 🌟
    • Citation Percentile: 99.44 🌟

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💬 AI 翻訳タイトル

流体–固体連成に基づく非対称狭窄椎骨動脈の血行動態

💬 AI 要約

  • 本研究は、椎骨動脈狭窄と拍動性血流の相互作用を明らかにし、狭窄形状および血管壁の力学的特性が血流動態に及ぼす影響を解明することを目的とした。
  • まず、狭窄高さおよび狭窄長と抵抗比・せん断応力比との関係を明らかにするため、非対称狭窄の数学モデルを構築し、次いで医用画像データに基づく複数の狭窄モデルを作製して、数値流体力学（computational fluid dynamics；CFD）解析および流体–構造連成（fluid–structure interaction；FSI）解析を実施した。
  • その結果、狭窄長および狭窄高さの変化は抵抗比とせん断応力に大きな影響を及ぼし、椎骨動脈の全区間に及ぶ狭窄は血栓形成および内膜損傷を引き起こす可能性が示された一方、椎骨動脈起始部の狭窄は血管壁への血小板沈着リスクを高め、アテローム性動脈硬化を誘発し得ることが示された。
  • さらに、FSI解析から、弾性血管壁は高流速血流に対して、特に狭窄部およびその下流領域で高い感受性を示すことが明らかとなり、これらの知見は椎骨動脈循環障害による脳血流不足の病態理解と、効果的な臨床的介入戦略の開発に重要な示唆を与える。

(002) Sanchez [26] ⭐

📕 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

  • 本総説は、動脈硬化性プラークの解析およびリスク層別化に用いられる現在の各種画像診断モダリティを包括的に概説することを目的とする。
  • 頭蓋内動脈硬化性疾患（intracranial atherosclerotic disease：ICAD）による狭窄の評価には、デジタルサブトラクション血管造影、CT血管造影、磁気共鳴血管造影、高分解能MRI、経頭蓋ドプラ、CT灌流画像、数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）、定量的MRA（quantitative MRA）、血管内超音波、光干渉断層法、および陽電子放射断層撮影が用いられる。
  • これらの手法は、狭窄の重症度、プラーク負荷、プラーク内出血、血管リモデリング、造影効果、血流制限、血管壁およびプラーク構造、ならびに炎症マーカーを評価し、症候性プラークの同定に有用な情報を提供する。
  • これらの相補的な画像・血流評価技術を統合することにより、ICADの病態理解が深まり、脳卒中リスクのより精密な評価および個別化されたリスク層別化が可能になる。

(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の血行動態の臨床的意義：系統的レビュー

💬 AI 要約

  • 本研究は、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）を用いて解析された症候性頭蓋内動脈硬化性狭窄（symptomatic intracranial atherosclerotic stenosis：sICAS）の血行動態的特徴について、その臨床的意義を系統的に検討することを目的とした。
  • PRISMAおよびMOOSE声明に準拠し、2024年3月までのPubMedおよびEmbaseを検索して、CFDモデルから得られた血行動態パラメータの臨床的意義を報告した論文を選別した結果、19報を組み入れた；すべての研究は中国で患者を登録しており、多くは血管セグメンテーションの入力画像としてCT血管造影（CTA）を用い、50～99%のsICAS患者を対象に、一般化された境界条件、剛体血管壁およびニュートン流体の仮定に基づいてCFDモデリングを実施していた。
  • ほぼすべての研究で圧力および壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）が定量化され、狭窄部をまたぐ変化は通常、狭窄後／狭窄前圧力比（pressure ratio：PR）および狭窄最狭部／狭窄前WSS比（wall shear stress ratio：WSSR）で評価された；低いPRは、より高度な狭窄、良好な軟膜側副血行、灌流時間の延長および内側境界域梗塞と関連し、高いWSSRならびにその他のWSS指標は、血管壁の陽性リモデリング、血管内腔狭窄の退縮および動脈間塞栓と関連したほか、低いPRと高いWSSRはいずれも脳小血管病の存在および重症度と関連し、経狭窄PRおよびWSSRは、内科的治療を受けたsICAS患者の脳卒中再発ならびに急性再灌流療法後の転帰を予測する有望な指標であり、ステント治療が局所血行動態に及ぼす効果の評価にも有用であった。
  • CFDは、頭蓋内動脈硬化性狭窄（intracranial atherosclerotic stenosis：ICAS）の病態生理の解明およびsICAS患者のリスク層別化に有望な手法であるが、臨床研究および診療へのさらなる応用には、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妥当性検証が必要である。

(004) Nagy [11] ⭐

📕 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解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血行動態と動脈瘤壁の力学的特性を統合的に評価する流体構造連成解析（fluid-structure interaction：FSI）を用いて、中大脳動脈（MCA）分岐部動脈瘤の破裂リスクを高精度に評価することである。
  • オーストリア・リンツのケプラー大学病院でMCA動脈瘤の治療を受けた125例を対象として、高度なFSI解析を実施し、動脈瘤壁の応力および変位と形状学的指標を解析した。
  • 多変量解析により、高等価応力面積（High Equivalent Stress Area：HESA、p＝0.049）およびガウス曲率（Gaussian curvature、GLN、p＝0.031）が有意な破裂予測因子として同定され、HESA、GLN、最大壁変位を統合した新規複合指標HGDは、閾値0.075において内的検証で25個の破裂動脈瘤中24個を検出し、感度0.96を示したほか、5分割交差検証でも結果の信頼性が確認された。
  • 以上より、HGD指標は単一パラメータに基づく従来モデルよりも優れた破裂リスク層別化能を有し、複雑な動脈瘤構造の評価に有用な頑健な手法となる可能性が示されたが、臨床応用に向けては多施設研究によるさらなる改良および妥当性検証が必要である。

(005) Shojaeianforoud [10] ⭐

📕 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: 10
    • FWCI: 5.6139 ⭐
    • Citation Percentile: 96.53 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

剛体脳モデルおよび変形可能脳モデルにおけるシルビウス水道の脳脊髄液流動動態

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳の健康維持や水頭症などの病態に関与する脳脊髄液（cerebrospinal fluid：CSF）について、MRIから構築した三次元形状を用いて、シルビウス水道（aqueduct of Sylvius：AoS）における流動動態を明らかにすることを目的とした。
  • MRI由来の三次元形状に基づき、脳組織を剛体として扱うモデルと、流体構造連成（fluid-structure interaction：FSI）解析を用いて脳組織の変形を考慮したモデルを構築し、AoSおよびくも膜下腔におけるCSF流れを数値的に解析した。
  • 剛体モデルは、AoSにおけるCSF速度波形の主要な特徴、特に波形ならびにピークおよび谷の出現時刻を再現し、水頭症時の速度増加とくも膜下腔における速度範囲も予測したが、AoS内の速度変動全域を十分に表現することはできなかった。
  • 一方、変形可能脳モデルはMRI計測値と良好に一致し、CSF流動動態および流れの反転を有効に予測したことから、精度の高いモデル化には脳組織の変形を組み込むことが重要であり、さらに心周期中のAoS内速度予測には流入波形（inlet waveform）が決定的な影響を及ぼすことが示された。

(006) 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

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    • Cited by: 9
    • FWCI: 8.779 ⭐
    • Citation Percentile: 98.03 ⭐

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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、脳性葉酸欠乏症ならびに臨床・検査パラメータとの関連の解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、自閉スペクトラム症（autism spectrum disorders：ASD）および脳性葉酸欠乏症（cerebral folate deficiency：CFD）を有する患者におけるSLC19A1遺伝子のrs1051266多型を解析し、その臨床的・検査学的パラメータとの関連を明らかにすることであった。
  • ASD児227例（うちCFD合併例156例）を対象として、葉酸受容体α自己抗体（folate receptor alpha autoantibodies：FRAA）の検出、rs1051266多型の遺伝子型解析、ならびにホモシステイン、ビタミンB9、B12およびB6を含む葉酸代謝マーカーの測定を実施した。
  • FRAAの結合はASD患者の39.2%、阻害型FRAAは3.5%、特異的可溶性葉酸受容体は13.2%で検出され、80GA遺伝子型が最も高頻度であった（46.3%）；ホモシステイン値は中等度の上昇傾向を示し、同値はビタミンB9、B12およびB6と有意に相関した（p＜0.05）。また、言語障害はビタミンB12と相関し（p＝0.043）、ASD・CFD群では80GG遺伝子型の頻度が高く（p＝0.03）、ビタミンB12値も上昇していた（p＝0.021）；ASD群では80AA遺伝子型およびホモシステイン値が脱髄とそれぞれ関連した（p＝0.020、p＝0.042）。
  • 以上より、SLC19A1遺伝子rs1051266多型はASDの臨床経過を修飾する可能性があり、ASD・CFD患者では葉酸代謝マーカーに大きな多様性が認められたことから、ASDおよびCFDに対する個別化された予防・治療戦略の確立に向けて、葉酸輸送に関与する遺伝学的因子のさらなる研究が必要である。

(007) Karnam [9] ⭐

📕 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: 9
    • FWCI: 7.7091 ⭐
    • Citation Percentile: 97.45 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤増大における競合する経路：局所的な増大分布と血行動態の関連

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤壁において増大が生じる特定の領域と、そこで優勢な血行動態との関連を明らかにし、動脈瘤拡大をもたらす重要な機序を解明することを目的とした。
  • 著者らは、経時的に追跡された67個の動脈瘤について血行動態モデルを解析し、ベースラインモデルと追跡時モデルの位置合わせおよび距離マッピングにより88個の増大領域を同定したうえで、嚢状動脈瘤の解剖学的区分と血流特性に基づいて動脈瘤壁を細分化し、局所血行動態および増大領域の分布を動脈瘤の部位と形態別に評価した。
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  • NA

(008) Li [8] ⭐

📕 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と認知機能との関連

💬 AI 要約

  • 本研究は、インスリン抵抗性の新規指標である推定グルコース処理率（estimated glucose disposal rate：eGDR）と高齢者の認知機能との関連を明らかにすることを目的とした。
  • 2011～2014年の米国国民健康栄養調査（National Health and Nutrition Examination Survey：NHANES）データを用いた横断研究を実施し、認知スコアに基づいて対象者を正常群と認知機能低下（cognitive function decline：CFD）群に分類したうえで、重み付きロジスティック回帰分析および制限付き三次スプライン（restricted cubic spline）解析により、関連性を評価した。
  • eGDRは両群間で有意に異なり（P＝0.001）、関連共変量を調整した後も、eGDRを連続変数およびカテゴリー変数として扱った場合のいずれにおいても、eGDRと認知機能との有意な関連が認められた（P＜0.05）；この関連は感度分析で確認され、女性、高校卒業後の教育歴を有する者、中等度飲酒者、および脳卒中の診断歴がない者を含むサブグループでも維持された（P＜0.05）。
  • 制限付き三次スプライン解析では、eGDRと認知機能との間に変曲点を伴う非線形関連が示され、本研究はeGDRと認知機能の関係に関する理解を深めるとともに、両者の潜在的な非線形関連を明らかにした。

(009) Rezaeitaleshmahalleh [7] ⭐

📕 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: 7
    • FWCI: 5.3961 ⭐
    • Citation Percentile: 95.72 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

時間的速度情報解析（Temporal Velocity-Informatics）を用いた頭蓋内動脈瘤の破裂状態予測の改善

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、時間分解された動脈瘤内速度場の空間パターンを解析する時間的速度情報解析（temporal velocity-informatics：TVI）を用いて、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm：IA）の破裂状態の判別性能を向上させることである。
  • 既知の破裂状態を有するIA患者112例の画像データから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って動脈瘤内の速度データを取得するとともに、形態学的情報を抽出した後、時間分解速度場に対してTVI解析を実施し、空間的および時間的な血流擾乱を定量化した。
  • さらに、サポートベクターマシン（support vector machine：SVM）を含む4種類の機械学習（machine learning：ML）手法を用いてTVIの予測性能を評価した結果、SVMによるTVI解析が最も良好な性能を示し、曲線下面積（area under the curve：AUC）は0.92、全体精度は86%であった。
  • TVIを用いたSVM分類器は、破裂IAの77%、未破裂IAの92%を正しく同定し、時間分解された血流情報の空間的特徴を機械学習に導入することで、頭蓋内動脈瘤の破裂状態予測を改善できる可能性が示された。

(010) 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: 4.6252 ⭐
    • Citation Percentile: 94.41 ⭐

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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を用いた頭蓋内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（wall shear stress：WSS）の空間パターンを用いて、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm：IA）の破裂状態（破裂または未破裂）を予測できるかどうかを検証することである。
  • 112例のIAを対象に患者別の計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）シミュレーションを実施し、非構造格子上に分布するWSSおよびその派生指標を単位円上の均一サンプリングされた極座標系へ写像した後、画像データとして放射線画像特徴量解析（Radiomics analysis）を適用してWSSの空間パターンを抽出した。
  • 従来のWSSパラメータはいずれもIAの破裂状態と相関しなかった一方、WSSデータを情報学的手法で解析する「WSSインフォマティクス（WSS-informatics）」の指標は破裂状態を有意に識別し（p＜0.05）、WSSインフォマティクス特徴量を用いた予測モデルは受信者動作特性曲線下面積（area under the receiver operating characteristic curve：AUROC）を0.78から0.85へ有意に改善した（p＜0.01）。
  • 本研究で提案された手法は、WSSの空間パターンを初めて活用してIAの破裂状態予測モデルを改善することを可能にし、IAの自然歴評価における血行力学的情報の新たな利用法を示した。

(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

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    • Cited by: 6
    • FWCI: 1.7256
    • Citation Percentile: 85.93

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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用いる大動脈弓手術の術前計画への応用

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、大動脈弓手術における選択的順行性脳灌流（SACP）施行時の脳灌流圧（CPP）を予測する新たな方法を開発し、術前に両側性SACP（bSACP）または片側性SACP（uSACP）の適切な選択を支援することにある。
  • 大動脈弓手術の適応となった5例（65±7歳、男性3例）を対象に、術前のCT angiography（CTA）および4D flow magnetic resonance imaging（MRI）から患者固有の動脈解剖と血流を評価し、computational fluid dynamics（CFD）解析により血管抵抗を推定したうえで、術中のSACPにおける圧・流量条件をモデルの境界条件に適用し、対側半球のCPPを予測した。
  • 予測値と術中に測定された圧を比較した結果、対側CPPの予測誤差の中央値（範囲）は、uSACPで2.4（−0.2～18.0）mmHg、bSACPで0.8（−3.3～5.4）mmHgであり、本手法は両SACP法において有望な予測性能を示したほか、予測結果は側副血行路の血管径に最も強く影響された。
  • 本研究は、患者固有の画像情報とCFD解析を組み合わせることでSACP中のCPPを非侵襲的に予測できる可能性を示し、正確なモデル化には側副血行路のサイズを含む主要な血管解剖学的特徴を適切に反映することが重要であることを明らかにした。

(012) Zhang [5]

📕 書誌情報

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: 5
    • FWCI: 1.6663
    • Citation Percentile: 86.36

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💬 AI 翻訳タイトル

脳血管疾患管理における人工知能：リスク予測、診断、治療最適化および臨床実装の包括的レビュー

💬 AI 要約

  • 本レビューは、PRISMA-ScRガイドラインに準拠し、脳血管疾患（cerebrovascular diseases：CVDs）の管理における人工知能（artificial intelligence：AI）の最新の進展、限界、および臨床実装への道筋を体系的に統合することを目的とした。
  • PubMed、Web of Science、EMBASE、IEEE Xploreの4つの主要データベースを用いて2018～2023年に発表された研究を検索し、明確な評価指標を有する原著研究または臨床試験を選択した結果、厳密なスクリーニングを経て128件の高品質研究を採択し、Newcastle–Ottawa Scale（NOS）およびQUADAS-2により研究の質を評価した。
  • AIは、リスク予測におけるマルチモーダルモデルでAUC 0.9超、診断支援システムで大血管閉塞（large vessel occlusion：LVO）の検出時間6分および出血領域のセグメンテーションDice係数0.94、術中支援でマイクロカテーテル留置時間61％短縮、薬理ゲノムモデルで抗血小板療法関連合併症37％減少、長期モニタリングでNIHSS自動評価の級内相関係数（ICC）0.93を達成した一方、高齢者、在宅環境、単一施設データにおける性能低下、偽陽性、解釈可能性の不足、ならびに誤診時の法的責任の不明確さが明らかになった。
  • 本レビューは、脳血管疾患診療におけるAIの持続可能な臨床実装には、データ・モデル・臨床を連結する閉ループ、多面的なAI価値評価システム、および神経血管内治療における「人間とAIの協働境界」の明確化が必要であり、今後はプライマリケアに適応可能な軽量モデル、併存疾患特異的アルゴリズム、AI支援リハビリテーション、ならびにAI-RADSやWHO-ITUガイドラインなどの標準化枠組みを推進すべきであると結論づけた。

(013) Cabaniss [5]

📕 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: 5
    • FWCI: 1.3792
    • Citation Percentile: 82.55

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤治療のための形状記憶ポリマーフォームを基盤とする血管内塞栓デバイスのCFD解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、6例の患者個別化動脈瘤形状を対象として、形状記憶ポリマーフォーム（shape-memory polymer foam：SMPf）を用いた患者個別化血管内治療デバイスによる血行動態および対流熱伝達への影響を、数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）により評価することである。
  • 流動解析ではSMPfデバイスを完全膨張状態の連続多孔質媒体としてモデル化し、熱伝達解析では膨張度を複数設定したほか、既存文献に基づく流動シミュレーション条件の定性的検証、最適セルサイズの決定と計算コスト削減のためのメッシュ独立性解析、および最小体積流量とゼロフラックス境界条件を組み合わせた対流熱伝達の最悪条件評価を実施した。
  • すべての対象形状において、動脈瘤内の平均流量は85％超、最大流量は45％超減少し、得られた結果はSMPfデバイスの血行動態および熱伝達に関する既報の数値シミュレーション結果と比較された。
  • 本研究は、血行動態と熱伝達の高度な計算モデルを統合して患者個別化SMPfデバイスの設計を最適化する新規かつ実用的な枠組みを提示するものであり、頭蓋内動脈瘤に対する治療成績の向上を目指した個別化血管内塞栓治療法の将来開発に貢献し得る。

(014) 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

数値流体力学解析および形状解析による動脈瘤破裂リスク層別化の向上

💬 AI 要約

  • 本研究は、画像から得られる数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）および動脈瘤形状の特徴を既存のPHASESスコアに統合することで、未破裂頭蓋内動脈瘤の破裂状態の分類精度を向上できるかを検討することを目的とした。
  • 170例（破裂動脈瘤78例）からなる横断的データセットを用い、患者画像に対してCFD解析および形状解析を実施して追加特徴量を抽出した後、これらをPHASES変数と組み合わせた5種類のリッジ制約付きロジスティック回帰モデルを構築した；特徴量削減には相関分析および主成分分析を用い、データセットを訓練用および検証用に分割したうえで、10分割交差検証、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モデル係数を決定した。
  • PHASES変数のみを用いたロジスティック回帰モデルの受信者動作特性曲線下面積（AUC）は0.63であったのに対し、CFDおよび形状解析から得られた特徴量を組み込んだすべてのモデルでは性能が向上し、AUCは0.71に達した；非球形度指数（形状変数）および最大振動性壁面せん断応力指数（CFD変数）が、破裂状態を予測する最も強力な因子であった。
  • 本研究は、画像に基づく血流動態解析および形状解析を臨床データと統合することにより、頭蓋内動脈瘤の破裂状態の分類精度を改善できることを示したが、臨床応用の可能性を評価するには縦断的データを用いたさらなる検証が必要である。

(015) Iorio [5]

📕 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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💬 AI 翻訳タイトル

脳間質腔における流体流動ならびにアミロイドの輸送と凝集

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳間質腔（interstitial space: ISS）における生体廃棄物のクリアランス機構、ならびにアルツハイマー病の発症および進行に関与するアミロイドタンパク質の凝集過程に対する流体流動とタンパク質輸送の役割を解明することを目的とした。
  • 脳間質腔内の流体流動、溶質輸送、およびアミロイド凝集を解析するため、計算流体力学（computational fluid dynamics）と分子動力学（molecular dynamics）を組み合わせた計算手法を用いた。
  • その結果、アミロイドβタンパク質のクリアランスにおいては拡散が主要な機構である一方、アミロイドβ凝集体や細胞外小胞などのより大きな分子集合体の輸送では流体移流が支配的となり得ることが示された。また、大型の初期プロフィブリル（nascent prefibril）が流体の流動およびせん断に及ぼす影響を定量化し、脳間質腔の不規則な構造においても流体力学的相互作用が凝集経路の全段階でアミロイドβ凝集を促進することを明らかにした。
  • 本研究は、脳間質腔における流体流動と溶媒–溶質相互作用がアミロイドの輸送・凝集および抗体などの治療薬の作用に果たす役割を理解するための重要な知見を提供する。

(016) 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

患者固有の中大脳動脈瘤における動脈瘤嚢サイズが血管内コイル塞栓術の有効性に及ぼす影響：数値解析研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、患者固有の中大脳動脈（middle cerebral artery：MCA）瘤を対象として、原寸大および縮小した形状モデルを用い、血管内コイル塞栓術の血行力学的有効性を検討することを目的とした。
  • 脳動脈瘤内の血流を数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）により解析し、血液の流動特性にはCasson非ニュートン流体モデルを、動脈瘤嚢内のコイル塞栓には多孔質条件を適用したうえで、壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）および振動性せん断指数（oscillatory shear index：OSI）を評価した。
  • その結果、コイル塞栓術は破裂リスクを有意に低減し、特に動脈瘤嚢の体積が大きい場合には、高リスク血行力学領域の減少がより顕著であった。
  • これらの知見は、動脈瘤の形態および嚢サイズの違いに応じた血管内治療の最適化に有用な血行力学的指針を提供する。

(017) 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

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    • FWCI: 3.0835 ⭐
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💬 AI 翻訳タイトル

臨床使用に向けた頭蓋内動脈瘤の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、頭蓋内動脈瘤の病態生理において重要な因子である血行動態を評価するため、臨床現場で利用可能な高速かつ操作性に優れた計算流体力学（Computational Fluid Dynamics：CFD）解析ワークフローを開発・検証することである。
  • 24例の頭蓋内動脈瘤患者から得られた3次元回転血管造影画像を用い、AMIRA 6.2.0およびICEM 17.1により血管形状の再構築と体積メッシュの生成を行い、ANSYS CFXで流体解析を実施したほか、平滑化処理による体積変化、メッシュサイズの影響、メッシュの幾何学的品質、および解析に要する時間を評価した。
  • 大部分の工程はプログラミング経験を必要とせず3次元画像上で直接実行でき、最終的なCFD結果は平均22分51.4秒で得られた；前処理後の形状体積は平均4.46％増加し、表面メッシュおよび体積メッシュにおける平均相対誤差はそれぞれ2.30％、1.40～2.61％であり、体積メッシュには許容可能な幾何学的品質が認められた。
  • 以上より、本研究は臨床医が血行動態情報を利用できる半自動化CFDワークフローを確立し、動脈瘤壁の菲薄化および破裂リスクの評価に資する情報を、急性期を含む脳動脈瘤手術において術者へ迅速に提供し得ることを示した。

(018) Sanchez [4] ⭐

📕 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

頭蓋内動脈瘤の包括的な形態力学的解析および動脈瘤壁造影効果の解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤の異なる解剖学的区画における動脈瘤壁造影効果（aneurysm wall enhancement：AWE）、壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）、および壁張力（wall tension：WT）の関係を包括的に評価し、動脈瘤破裂リスクおよび血管壁動態の理解を深めることを目的とした。
  • 頭蓋内動脈瘤患者を対象に3テスラ高分解能MRIを実施し、ガドリニウム造影前後のT1強調画像から3D Slicerを用いて動脈瘤を三次元的にセグメンテーションしたうえで、AWEを定量化した；有限要素解析によりWTを算出し、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）により時間平均壁面せん断応力（TAWSS）、壁面せん断応力勾配（WSSG）、および振動性せん断指数（oscillatory shear index：OSI）を評価した。
  • AWEはより大型でアスペクト比（AR）の高い動脈瘤で増加し、WTおよびOSIもサイズ、AR、サイズ比（SR）の増大に伴って高値を示した；動脈瘤頸部では動脈瘤体部よりWT、TAWSS、WSSGが高く、不整形動脈瘤ではAWEの高い領域においてTAWSSおよびWSSGが低く、OSIが高かった一方、blebではAWEが最も高く、WTおよびWSSGが最も低かった。
  • 動脈瘤頸部は高いWTおよびWSSを示す一方、体部ではWSSが低い傾向があり、blebでは高いAWEと低いWSSおよびWTが併存することから、破裂リスクの上昇に関与する可能性が示された；この包括的な形態力学的解析と動脈瘤壁造影効果の評価は、脳動脈瘤の生物学的特性および破裂機序に関する新たな知見を提供し得る。

(019) 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中に生じる磁気前庭刺激のモデル化

💬 AI 要約

  • 本研究は、高磁場磁気共鳴画像法（MRI）で誘発される眼振およびめまいの機序を検討し、内耳の電流と静磁場の相互作用に基づくローレンツ力仮説が磁気前庭刺激を十分に説明できるかを検証することを目的とした。
  • ヒト膜迷路の高解像度マイクロCTデータを用いて解剖学的精度を確保し、計算流体力学（computational fluid dynamics）、流体構造連成（fluid-structure interaction）ソルバー、および電磁流体力学（magnetohydrodynamics）方程式を統合した数学モデルにより、膨大部稜（crista ampullaris）の生体力学的応答をシミュレーションした；さらに、異なる磁場強度および頭部位置に曝露された健常者の水平、垂直、回旋性の緩徐相眼球運動を測定し、モデルを実験的に検証した。
  • 本モデルは観察された眼振パターンを正確に再現し、緩徐相眼球速度について実験データと一致する予測を示したほか、個々のクプラに誘発されるローレンツ力刺激によって、磁場強度および頭部方向の違いに伴う眼球運動の変動を説明できた。
  • 以上の結果は、ローレンツ力仮説が磁気前庭刺激の妥当な説明であることを実証的に支持し、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するとともに、MRI検査時の安全性および快適性の向上に向けた今後の研究基盤を提示する。

(020) 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患者における脳静脈系の計算流体力学シミュレーション：多発性硬化症では血行動態の差異が認められるか？

💬 AI 要約

  • 本研究は、ヒト疾患における血管病変の評価に有用な血行動態パラメータを明らかにするとともに、それらのパラメータを用いて、多発性硬化症（multiple sclerosis：MS）患者と対照者の脳静脈に、MSの病因に影響し得る血行動態の差異が存在するかを検討することを目的とした。
  • MS患者40例および対照者20例を対象とし、磁気共鳴画像法（magnetic resonance imaging：MRI）から解剖学的構造の3次元形状と境界における血流量を求め、各対象者について患者固有の境界条件を用いた計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）モデルを構築・解析した。
  • 圧力降下および血管抵抗には群間で有意差を認めなかった一方、内頸静脈（internal jugular vein：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（straight sinus：ST）の血流量は全ての年齢層でMS群が対照群より高かった（p＝0.005）。
  • 以上より、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が、ST血流量の増加は深部静脈系における炎症増加を反映する可能性があり、血管抵抗は血管病変の指標として、循環器系の他疾患における血行動態を包括的に評価するうえで有望であることが示された。

(021) Yan [3] ⭐

📕 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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    • Cited by: 3
    • FWCI: 3.4255 ⭐
    • Citation Percentile: 90.83 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

冠動脈血行再建術と心脳血行動態の関連に関する数値解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、患者個別化シミュレーションを用いて冠動脈狭窄の解除が冠血流および脳血流に及ぼす影響を評価し、冠動脈血行再建術と心脳血行動態との関連を明らかにすることを目的とした。
  • 左主幹冠動脈に70%狭窄を有する患者個別化心脳動脈ネットワークを再構築し、安定化P1-P1 Galerkin有限要素法および陰的2次後退差分法により、非圧縮性3次元非定常Navier–Stokes方程式を離散化したうえで、領域別血流分布モデルと集中定数Windkesselモデルを出口境界に結合した計算流体力学解析を実施した。
  • 冠動脈血行再建術により心筋血流は有意に改善し、冠血流予備量比（fractional flow reserve）は0.742から0.904へ上昇した一方、主脳動脈を通過する血流量は2.49%減少し、脳虚血リスクの上昇が示唆された；また、Newton–Krylov–Schwarzアルゴリズムに基づく並列ソルバーは数千のプロセッサコア上で良好な並列スケーラビリティを示した。
  • 本研究は、冠動脈血行再建術が心筋灌流を改善する一方で脳血行動態に不利な影響を及ぼし得るという二面的効果を示し、複雑かつ計算負荷の高い患者個別化心脳血行動態評価に有用な効率的計算フレームワークを提示した。

(022) 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: 2.754
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💬 AI 翻訳タイトル

分枝粥状硬化病における中大脳動脈壁面せん断応力の上昇：計算流体力学解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、穿通枝の閉塞または狭窄に起因する分枝粥状硬化病（branch atheromatous disease：BAD）と小血管閉塞（small-vessel occlusion：SVO）との間で、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）により評価した壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）に相違が検出されるかを検討することを目的とした。
  • 発症後7日以内に入院し、脳磁気共鳴血管撮影（magnetic resonance angiography：MRA）および頸動脈超音波検査で頭蓋内主幹動脈または頸部頸動脈に狭窄・閉塞を認めなかった連続患者を対象とする横断的観察研究を実施し、MRAに基づくCFDを用いて中大脳動脈M1部のWSSおよび血流速度を解析した。
  • 患側と対側のWSS比が1を超える患者の割合は、SVO患者（27例）よりもBAD患者（27例）で有意に高く［20例（74.1%）対11例（40.7%）、p＝0.013］、患側M1部のWSSが対側より高いことは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）が、M1部の血流速度はBADと関連しなかった。
  • BAD患者では、CFDで評価したM1部の高いWSSが穿通枝起始部における脆弱プラーク形成の危険因子となる可能性があり、CFDはBADの診断に寄与し得ることが示された。

(023) 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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    • FWCI: 2.5697
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💬 AI 翻訳タイトル

サイズに依存する脳動脈瘤増大の基盤となる2つの可能な血行力学的機序：NHO CFD ABO研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、破裂リスクの高い増大脳動脈瘤を誘発する血行力学的機序を明らかにすることを目的とした前向き観察研究である。
  • 患者個別の動脈形状および血流速度を用いて数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析を行い、1 mm以上増大した脳動脈瘤と安定した脳動脈瘤との間で、各種血行力学的指標を多変量解析により比較した。
  • 481例を解析した結果、4 mm未満の脳動脈瘤では、全瘤、頸部、瘤体および親動脈における時間平均壁せん断応力（wall shear stress：WSS）が増大群で有意に高く、頸部および親動脈では横断方向WSSも有意に高かった一方、4 mm以上の脳動脈瘤では、全瘤およびドームにおける正規化横断方向WSSが増大群で有意に高かった；また、4 mm未満の脳動脈瘤は全体的に増大しやすく、4 mm以上では主にドームが拡大した。
  • 以上の結果から、脳動脈瘤の増大にはサイズに応じて2つの血行力学的機序が存在する可能性があり、4 mm未満では高強度かつ多方向性のWSS攪乱を伴う頸部近傍で、4 mm以上では多方向性WSS攪乱が増強したドームで増大すると考えられ、これらの知見は外科的治療適応の検討に有用であるとともに、脳動脈瘤破裂に関する相反する2つの血行力学的理論の解明に寄与し得る。

(024) Yin [3]

📕 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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    • Cited by: 3
    • FWCI: 2.3277
    • Citation Percentile: 88.92

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈硬化性狭窄における血行動態解析と従来の画像診断の統合：現状と将来展望

💬 AI 要約

  • 本総説の目的は、頭蓋内動脈硬化性狭窄（intracranial atherosclerotic stenosis：ICAS）の診断および病態評価における従来の画像診断と血行動態解析の統合的活用について概説し、今後の研究方向を提示することである。
  • 方法として、経頭蓋ドプラ超音波検査（transcranial Doppler ultrasound：TCD）、コンピュータ断層血管造影（computed tomography angiography：CTA）、磁気共鳴血管造影（magnetic resonance angiography：MRA）、高分解能磁気共鳴画像法（high-resolution magnetic resonance imaging）、およびデジタルサブトラクション血管造影（digital subtraction angiography：DSA）を含む従来の画像診断法の特徴を整理するとともに、これらに基づく血行動態解析の応用例を検討した。
  • その結果、各画像診断法には固有の利点と限界がある一方、血行動態解析を組み合わせることで、ICAS患者の血行動態をより包括的に評価でき、臨床診断、病因の解明、治療方針の選択、および再発予測に有用な可能性が示された。
  • 以上より、血行動態解析はICASの臨床評価において大きな発展可能性を有しており、その限界を克服するための研究を進めることで、将来的にはICAS患者の診療ガイドラインに組み込まれ、診断および治療に新たな道を開くことが期待される。

(025) Cebral [3]

📕 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: 3
    • FWCI: 0.8275
    • Citation Percentile: 75.38

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💬 AI 翻訳タイトル

血管形状、血流条件、およびトロンビン濃度が、フローダイバーション後のフィブリン蓄積と脳動脈瘤閉塞に及ぼす影響

💬 AI 要約

  • フローダイバーター留置後の脳動脈瘤において、瘤内血栓形成のみならず、デバイス上のフィブリン蓄積、それに伴う流入血流の攪乱・遮断、および最終的な動脈瘤閉塞または不完全閉塞に影響する因子を明らかにすることを目的とした。
  • 脳動脈瘤頸部を横切って留置したフローダイバーターにおけるフィブリン蓄積を検討するため、血流とフィブリン動態を連成した既報の計算モデルを、フローダイバーターで治療した脳動脈瘤のin vitro実験モデルと組み合わせ、異なる親動脈形状および流量条件下で作製した4種類のガラス製脳動脈瘤モデルについて、対応する計算モデルと実験結果を比較した。
  • 流れのせん断応力によって促進されるフィブリン産生と、その後のデバイスワイヤーへの接着を再現する計算モデルは、実験的に観察されたフィブリン蓄積パターンを再現・説明でき、血管曲率、流量、およびトロンビン濃度の増加が、フィブリン蓄積の促進ならびにそれに伴う動脈瘤流入の攪乱および遮断を誘導することを示した。
  • 本研究のモデルは、フローダイバーター治療後に生じる脳動脈瘤の閉塞と治癒、または不完全閉塞に至る詳細な機序の理解に有用であり、治療効果および再治療が必要となる病態の予測に寄与する。

(026) Cui [2]

📕 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

  • Article

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 1.7131
    • Citation Percentile: 84.93

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💬 AI 翻訳タイトル

中国漢民族集団におけるブレブを有する場合と有しない場合の小型および中型頭蓋内動脈瘤の有病率、形態および血行力学

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、中国人患者における小型および中型（15 mm未満）頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）のブレブ（bleb）の有病率、分布、臨床的・幾何学的・血行力学的特徴を明らかにし、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った。
  • 後ろ向き観察研究として、ブレブの有無を問わず、破裂動脈瘤（ruptured IAs: RIAs）または未破裂動脈瘤（unruptured IAs: UIAs）を有する214例のCTAまたはDSAデータを解析し、MimicsおよびANSYS Fluentを用いて三次元再構築、幾何学的計測、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析を実施した；さらに、動脈瘤頸部、体部およびドーム部における血行力学的パラメータを評価し、ロジスティック回帰分析により破裂およびブレブ形成の予測因子を検討した。
  • 214例（男性93例、女性121例、平均年齢59.90 ± 11.76歳）の動脈瘤を解析した結果、ブレブは107個に認められ、RIAsの56.7%、UIAsの39.1%を占め、前交通動脈（ACoA）、後交通動脈（PCoA）および分岐部の動脈瘤で高頻度であり、破裂と関連していた；RIAsではUIAsよりブレブが大きく（2.73 ± 1.28 mm対2.06 ± 1.07 mm、P = 0.009）、ブレブを有する動脈瘤は、より大きく、不整形で、aspect ratio（AR）、size ratio（SR）、bottleneck factor（BN）およびheight-to-width ratio（HWR）が高く、normalized wall shear stress（NWSS）、time-averaged wall shear stress（TAWSS）およびoscillatory shear index（OSI）が低かった（すべてP < 0.05）；SRは破裂の最も強力な予測因子であり（AUC = 0.718、SR > 1.3144）、ACoA、PCoAおよび高SRは破裂リスク因子、PCoAおよびSRはブレブ形成の独立予測因子であった。
  • ブレブは小型および中型頭蓋内動脈瘤に高頻度に認められ、特にACoA、PCoAおよび分岐部に多く、動脈瘤破裂リスクの増加と関連していた；また、より大きなブレブは破裂動脈瘤で多く認められ、高いSRは破裂とブレブ形成の双方を予測する重要な指標であることが示されたため、頸部、体部およびドーム部におけるブレブ関連血行力学についてさらなる研究が必要である。

(027) 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

爆傷後の血清Aβ濃度の動態モデリング

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、爆風曝露による外傷性脳損傷（blast-induced traumatic brain injury：bTBI）後の病態生理学的応答を解明し、損傷後の有望な予測指標であるAβ42の血中動態を定量化するための、爆風線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することであった。
  • 爆風過圧（blast overpressure：BOP）の大きさおよび曝露頻度を考慮した爆傷線量応答を、全身におけるAβペプチド動態を表す数学モデルに組み込み、回復期間内の累積曝露を考慮するために、アミロイド前駆体タンパク質（amyloid precursor protein：APP）の合成量を爆風規模に比例し、曝露効果が加算的であると仮定したうえで、3日間の武器訓練中に反復的な低レベル爆風に曝露された軍人15名の血清中急性期単量体濃度との比較によりモデルを検証した。
  • モデルは血清Aβ42濃度を平均6.5±5.2％の誤差で予測し、爆風に対するバイオマーカーの感度および本モデルの実行可能性を示した。
  • 本研究で開発された爆風線量BxKモデルは、年齢、体重、遺伝的因子、曝露年数、睡眠などの患者個人因子、ならびに血液脳関門（blood-brain barrier：BBB）透過性、アミロイド形成性病理、神経炎症などの病態生理学的因子を組み込むことでデータ変動の要因を同定し、bTBIの診断、予後予測、治療戦略の革新に寄与する可能性がある。

(028) Bilgin [2]

📕 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: 2
    • FWCI: 0.6044
    • Citation Percentile: 69.01

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💬 AI 翻訳タイトル

ヒトフィブリノゲンベースの流動モデルを用いたフローダイバーター性能のin vitro評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、動脈瘤治癒過程におけるフィブリン沈着を再現し、フローダイバーター（flow diverter）の性能を評価する新規ヒトフィブリノゲンベースin vitro試験プラットフォームを開発することであった。
  • 内径4 mmの親動脈と径8 mmの動脈瘤を有し、傍眼動脈（paraophthalmic）、側壁（sidewall）、分岐部（bifurcation）、軽度屈曲（slightly curved）の4種類のガラスモデルにフローダイバーターを留置し、ヘパリン、塩化カルシウム、トロンビンの有無および0、3、4、5 ml/secの流量条件下で、ヒトフィブリノゲンを最長6時間循環させた。
  • 計84回の反復実験の結果、静止条件ではステント上にフィブリンは蓄積せず、5 ml/secでは3 ml/secよりも全モデルで動脈瘤頸部のフィブリン沈着速度が有意に高かった；傍眼動脈モデルでは流入速度が最大48.7 cm/sec、分岐部モデルではデバイスセルにおける最大剪断応力および最大正規化剪断応力がそれぞれ843.3 dyne/cm2および35.1 SS/SSinflowに達し、傍眼動脈モデルと分岐部モデルの沈着速度は他のモデルより有意に高く、トロンビン添加も全モデルで沈着を有意に促進した。
  • フィブリン沈着は流速および剪断応力が最も高い動脈瘤流入部から開始し、その速度は血管形状、流動条件、添加物、特に生理的濃度のトロンビンに大きく依存したことから、本モデルはフローダイバーターによる動脈瘤閉塞機序の評価に有用である可能性が示されたが、患者特異的動脈瘤への臨床応用性を検証するにはさらなる研究が必要である。

(029) Taleban [1]

📕 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: 3.5068 ⭐
    • Citation Percentile: 84.94

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💬 AI 翻訳タイトル

臓器オンチップシステムへの計算流体力学の統合：神経膠芽腫を中心とした設計・検証フレームワーク

💬 AI 要約

  • 本総説は、腫瘍微小環境（tumor microenvironment；TME）の複雑性を再現する神経膠芽腫（glioblastoma multiforme；GBM）オンチップモデルの開発において、計算流体力学（computational fluid dynamics；CFD）を統合する意義を明らかにすることを目的とする。
  • 従来の二次元モデルおよび静的三次元モデル、ならびに既存の臓器オンチップ（organ-on-chip；OoC）システムにおける生物学的再現性、デバイス作製、維持管理上の限界を整理し、それらを流れ条件、生化学的勾配、力学的刺激の予測・制御を可能にするCFD戦略と対応付けて、マイクロ流体腫瘍モデルの設計、最適化、検証に至る体系的なワークフローとして統合した。
  • その結果、CFDを用いることで、工学的精度とGBMの生物学的複雑性を橋渡しする設計手法が構築され、文献で報告された検証フレームワークをGBMオンチップへの応用と国際的に認知された工学的検証基準および規制モデリングの実践に対応付けられることが示された。
  • 本総説は、CFDをGBMオンチップ開発の中核的要素として位置付け、人工知能（artificial intelligence；AI）に基づく最適化との統合によって、より予測性、拡張性、生物学的妥当性に優れたin vitro腫瘍モデルの創出が促進されると結論付ける。

(030) 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

AComA動脈瘤の形態学的解析、血行力学的解析および構造力学的解析による破裂リスク評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、前交通動脈（AComA）動脈瘤の破裂リスクを予測するため、形態学的、血行力学的および構造力学的な単一パラメータならびに複合パラメータの有用性を評価することを目的とした。
  • オーストリア・リンツのケプラー大学病院で治療された150例を対象に、臨床的、形態学的、血行力学的および構造力学的パラメータを評価し、比較解析、共線性解析、予測モデル構築、複合パラメータ解析、性能評価および内部閾値検証から成るワークフロー解析を実施した。
  • 単一パラメータではガウス曲率GLNが破裂予測に最も優れ、曲線下面積（AUC）は0.91、感度は0.93、特異度は0.83であった一方、壁面せん断応力、ガウス曲率および壁変位を組み合わせたWGDのAUCは0.89、壁面せん断応力とガウス曲率を組み合わせたWGのAUCは0.88であり、25例の独立した破裂動脈瘤による内部検証でもGLNは0.92の高い感度を示した。
  • これらの結果は、形態学的、血行力学的および構造力学的パラメータ、特にGLNならびに複合パラメータWGDおよびWGが、AComA動脈瘤の破裂リスク評価に有用な候補となり得ることを示しており、前向きな臨床応用を検証するさらなる研究が必要である。

(031) 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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    • FWCI: 0.8566
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💬 AI 翻訳タイトル

糖尿病における脳動脈血流速度の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

  • 本研究は、糖尿病患者における脳動脈血流速度の加速度パターンの変化と、言語性および視空間・構成能力を含む複数の認知領域との関連を検討し、心血管リスク因子が認知機能低下を促進する血行力学的機序の理解を深めることを目的とした。
  • 経頭蓋ドプラ法で取得した中大脳動脈血流速度波形の一次微分を算出して、加速・減速波（a、b、c、d、e）を加算平均信号上に可視化し、定義式〔血管老化指数（Vascular Aging Index: VAI）＝（b−c−d−e）/a〕に基づいてVAIを算出したうえで、複数の認知機能領域との関係を標準的な統計手法により評価した。
  • VAIは、Hopkins Verbal Learning Test-Revised（HVLT）の総再生数（r＝−0.310、p＝0.046）、遅延再生（r＝−0.396、p＝0.009）、保持率（% Retention；r＝−0.305、p＝0.050）ならびにRey-Osterrieth Complex Figure Test（RCFT）の模写得点（r＝−0.524、p＜0.001）および即時再生（r＝−0.323、p＝0.037）と有意に相関し、年齢、body mass index、灰白質容積、糖尿病罹病期間を調整すると、欠測値のため対象数は減少したものの相関はさらに強くなった。
  • 糖尿病患者では、脳動脈血流速度の加速度パターンが視空間・構成能力および言語性認知機能と相関しており、computational fluid dynamics（計算流体力学）は、動脈血行動態と皮質機能の連関を機序論的に解明するための有用な手法となり得る。

(032) Yang [1]

📕 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: 0.7759
    • Citation Percentile: 75.26

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内アテローム性動脈狭窄の形態学的・血行力学的評価のためのCTAおよびDSAに基づく計算流体力学モデル

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内アテローム性動脈狭窄（intracranial atherosclerotic stenosis：ICAS）の評価において、デジタルサブトラクション血管造影（digital subtraction angiography：DSA）、コンピュータ断層血管造影（computed tomography angiography：CTA）、ならびにCTAの形態構造にDSAの血流情報を統合したモデル（CTA model incorporating DSA hemodynamic information：CMD）の計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）モデルを比較し、それらの形態学的および血行力学的評価の差異と整合性を検討することを目的とした。
  • CTAおよびDSAを受けたICAS患者40例を後ろ向きに登録し、標準化した境界条件を用いて患者個別化CFDシミュレーションを実施した；形態学的指標に加え、圧力比（pressure ratio：PR）、壁面せん断応力比（wall shear stress ratio：WSSR）および高せん断応力領域などの血行力学的パラメータを評価し、対応のある比較、級内相関係数（intraclass correlation coefficient：ICC）およびBland–Altman解析を行った。
  • CTAに基づくモデルは解剖学的測定においてDSAと極めて高い整合性を示した（ICC＞0.90）一方、CMD法では機能的指標の整合性が向上し、CMDから算出したPRおよびWSSRはDSAの結果と高い一致を示した；CTA単独ではWSSRがわずかに過小評価され、特に中大脳動脈病変で顕著であり、病変部位は血流およびせん断応力パターンに有意な影響を及ぼした。
  • CTAに基づくCFDモデリングは、ICASの形態学的評価における信頼性の高い非侵襲的なDSA代替法となり得ると考えられ、さらにCMD法は血流情報を統合することで機能的評価の精度を向上させる；本研究の知見は、脳卒中リスク層別化における臨床的有用性を高めるため、解剖学的画像情報と血行力学的モデリングを統合することを支持する。

(033) Zhang [1]

📕 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

  • 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: 0.7709
    • Citation Percentile: 73.82

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤用編組ステント設計の最適化：ワイヤ断面形状の役割

💬 AI 要約

  • 本研究は、Pipeline Embolization Device（PED）を基準として、材料量を一定に保った異なる編組断面形状のフローダイバーティングステントを設計し、柔軟性および留置後の血行動態に及ぼすワイヤ断面形状の影響を明らかにすることを目的とした。
  • 四辺形、六角形、八角形および十角形の4種類のステントを設計し、有限要素解析により純曲げ荷重下のトルク–角度曲線を評価するとともに、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）を用いて各ステント留置後の血行動態を解析した。
  • 曲げ角60°では十角形ステントの柔軟性が最も高く、次いで四辺形ステントであったが、ステント全体の血流分布は概ね類似し、動脈瘤腔内の局所平均流速は円形断面で最も高く、四辺形断面で最も低かった；また、側壁圧力勾配の変化は円形断面より多角形断面で緩やかであり、六角形および十角形では側壁圧が高く、動脈瘤腔内の平均圧が低かったほか、低壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）領域の面積は動脈瘤壁では四辺形で最大、円形で最小となり、母動脈部では六角形で最大、四辺形で最小となった。
  • 総合的に、四辺形および十角形断面のステントは柔軟性と血流遮断性能のバランスに優れており、本研究は脳動脈瘤治療用フローダイバーティングステントの構造最適化に対する理論的根拠を提示するものである。

(034) 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開始部位における二次流れの増強

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤の形成カスケードにおいて二次流れが重要な役割を果たすという先行仮説に基づき、血流の物理特性と血管形状との関係を検討することを目的とした。
  • 動脈中心線に沿った垂直断面におけるシミュレーション血流場を解析する複合的評価フレームワークを構築し、各断面の中心線周囲における速度場を二次流れ成分に分解して、流れの特徴と中心線の幾何学的パラメータを直接比較したうえで、形態、血流、および動脈瘤形成部位の関連を定性的・統計的に評価した。
  • 動脈瘤を有する屈曲部では、他の動脈屈曲部と比較して、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）、周方向速度成分（p = 0.0029）、および半径方向速度成分（p = 0.0057）にも有意差が認められた一方、正規化軸方向速度の平均値には有意差が認められなかった（p = 0.1471）。
  • 仮想的に再構築した動脈瘤発生前状態について内頸動脈（ICA）の30症例をin-silico解析した結果、側壁動脈瘤は、症例ごとの曲率が最大であり、他の屈曲部よりも高い周方向および半径方向の二次流れを伴う動脈屈曲部で発生しやすいことが示され、動脈瘤形成における二次流れの関与が支持された。

(035) 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

未破裂脳動脈瘤に関連する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

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤患者における頭痛関連因子を解析し、とりわけ動脈瘤内の血行動態パラメータが頭痛の発症および動脈瘤治療後の症状消失に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
  • 96例に認められた122個の未破裂頭蓋内動脈瘤を前向きに検討し、患者背景、併存疾患、服薬状況および入院中の血圧を収集するとともに、Short-Form McGill Pain Questionnaireを入院時および治療3～6か月後に実施した；さらに、画像データから流入動脈を含む動脈瘤ドームの3次元モデルを構築し、OpenFOAMを用いて、血液を非圧縮性ニュートン流体として扱う非定常計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析を行い、患者固有の内頸動脈（internal carotid artery：ICA）血流速度波形を流入境界条件として動脈瘤ドームの血行動態パラメータを算出した。
  • 30例（31.25%）が頭痛を訴え、多変量ロジスティック回帰分析では、女性、ICA動脈瘤、複数動脈瘤、動脈瘤ドーム内の平均血流速度および時間平均壁面せん断応力（time-averaged wall shear stress）が頭痛の存在と独立して関連した；また、17例（56.67%）で治療後に症状が完全に消失し、ICA平均血流量は頭痛の完全消失と独立して関連した。
  • 以上より、頭蓋内動脈瘤の血行動態パラメータは、未破裂脳動脈瘤に伴う頭痛の病態形成および動脈瘤治療後の症状改善に関与する可能性が示され、本研究は動脈瘤関連頭痛の評価における患者固有CFD解析の意義を示した。

(036) 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: 0.2079
    • Citation Percentile: 60.84

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💬 AI 翻訳タイトル

7T MRシステムを用いた高空間分解能3次元位相コントラストMR画像による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者から7T MRシステムを用いて取得した3次元位相コントラストMR（3D PC MR、非心電図同期4D Flow MRI）データに基づくMR流体力学（MR fluid dynamics：MRFD）解析の精度が、3T MRシステムによる解析よりも優れているかを検証することであった。
  • ヒト脳血管ファントムおよび健常者10名を対象として、3Tおよび7T MRシステムで3D PC MR画像と3次元飛行時間法MR血管造影（3D time-of-flight MR angiography：3D TOF MRA）画像を撮像し、得られたデータを用いてMRFD解析を実施した；さらに、各MRシステムによる解析結果を、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析結果に基づく3次元速度ベクトル場、ならびに血流速度ベクトルの相関係数（R）、角度類似度指標（angular similarity index：ASI）および大きさ類似度指標（magnitude similarity index：MSI）について比較した。
  • 脳血管ファントムの3次元速度ベクトルに関するMRFD解析では、3Tシステムにおいて血管壁近傍にノイズ様ベクトルが認められたのに対し、7Tシステムではノイズが認められず、CFD解析と類似した結果が得られた；また、脳血管ファントムおよび健常者のMRFD解析では、7TシステムのR、ASIおよびMSIが3Tシステムより高く、健常者におけるASIおよびMSIには両システム間で有意差が認められた。
  • 以上より、7T MRシステムを用いた高空間分解能MRFD解析は、3T MRシステムを用いた解析を上回る精度を有し、微小な頭蓋内動脈瘤の血行動態評価に有用である可能性が示された。

(037) Caddy [1]

📕 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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    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.1265
    • Citation Percentile: 37.70

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💬 AI 翻訳タイトル

受動的な環境加熱および加熱環境下運動への応答として、網膜および脳の血行動態は体温調節を優先するよう再分配される

💬 AI 要約

  • 本研究は、生態学的妥当性の高い環境加熱および運動負荷が、脳、皮膚、網膜の血管応答ならびに血流分布に及ぼす影響を、生理学的評価と計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析を組み合わせて検討することを目的とした。
  • 若年健常者12名を対象に、気候制御環境（40℃、相対湿度50%、50分間）で直立姿勢を維持させ、受動的加熱（passive heating：PH）および加熱環境下でのエルゴメータ自転車運動（heated exercise：HE）を実施した；総頸動脈、内頸動脈、中心網膜動脈の血流をDuplex超音波法で測定し、前腕皮膚微小血管血流を光干渉断層血管撮影（optical coherence tomography angiography）で評価するとともに、CFDシミュレーションにより網膜血管の三次元血行動態、壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）、および血管内腔圧を算出した。
  • 深部体温はPH後に0.2℃、HE後に1.4℃上昇し、PHでは皮膚微小血管血流が増加した一方、内頸動脈血流が不変であったにもかかわらず中心網膜動脈の微小血管血流は低下した；HEでは、総頸動脈血流が増加し、内頸動脈血流は不変、中心網膜動脈血流はさらに低下し、血管床間および皮膚・網膜細動脈間で有意な相互作用が認められ、CFD解析ではHE後にWSSと血管内腔圧が一貫して低下するパターンが示された。
  • 生態学的妥当性の高い温熱負荷では、導管血管および微小血管の各血管床が異なる応答を示し、全身の体温調節を優先するよう血流が再分配される一方、脳内でも血流分布が再構成される可能性が示された。

(038) 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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    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 30.74

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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性血行動態不均一性の解明：患者別CFD解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、非血栓性内頸静脈狭窄（internal jugular vein stenosis：IJVS）について、内頸静脈の解剖学的区分（J1～J3）ごとの形態学的および血行動態学的特徴を明らかにし、治療方針の選択に資することを目的とした。
  • 異なる区間および病因を有する非血栓性IJVS患者5例を後ろ向きに解析し、臨床所見、狭窄部位、病変形態を記録するとともに、頭頸部CT静脈造影（computed tomography venography：CTV）に基づく患者別数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）モデルを構築し、症例間比較のため同一の境界条件を適用した。
  • 全例で狭窄の重症度に伴って狭窄前後の圧力勾配が増大し、狭窄部には壁面せん断応力の上昇、狭窄部内には高速ジェット流、狭窄後領域には渦流が認められた；C1横突起および／または茎状突起によるJ3狭窄では、減圧術後に血行動態指標、静脈形態、症状が改善した一方、J1～J2狭窄は主に軟部組織または動脈による圧迫に起因し、実施可能な介入は限られ、保存的治療による効果は軽度であった。
  • IJVSは区間特異的な形態学的および血行動態学的パターンを示し、CTVから構築した患者別CFD解析はこれらの異常を定量的に評価して治療選択および予後予測に寄与し得るが、より大規模な患者集団による検証が必要である。

(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

近位中大脳動脈と遠位中大脳動脈の径比および穿通枝動脈梗塞

💬 AI 要約

  • 本研究は、穿通枝動脈（lenticulostriate artery：LSA）領域梗塞における2つの病態機序、すなわちリポヒアリン変性（lipohyalinotic degeneration：LD）と分枝粥腫病（branch atheromatous disease：BAD）を識別する因子として、近位中大脳動脈（middle cerebral artery：MCA）と遠位MCAの径比との関連を明らかにすることを目的とした。
  • 急性LSA梗塞のうち小血管閉塞性疾患に分類された患者を対象に、人口統計学的・臨床的情報およびMCAの幾何学的指標を収集し、梗塞径の長さと軸位断スライス数に基づいてLDとBADを鑑別したうえで、近位M1部と遠位M1部の径比を算出して両群を比較し、LDとの独立関連因子を多変量解析で検討したほか、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析により血行力学的パラメータを評価した。
  • 117例中、64例（54.7%）がBAD、53例（45.3%）がLDに分類され、LDは高血圧および良好な予後と関連したほか、近位M1／遠位M1径比が高く、この径比はLDと独立して関連し、同側ラクナ梗塞数とも正の相関を示した；さらにCFD解析では、LDモデルはBADモデルと比較してLSAへの血液流入がより速く大きく、壁面せん断応力および圧力勾配も高かった。
  • 以上より、MCAの血管形態、特に近位M1／遠位M1径比は、LSA梗塞におけるLDを同定するための独立した指標となる可能性が示された。

(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

血管内脳神経治療における流体イメージングの利用

💬 AI 要約

  • 近年増加している脳血管内治療において、開頭クリッピング術とは異なり、動脈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、脳動脈瘤の危険領域を予測するための手段として流体イメージングの有用性を検討することを目的とした。
  • 代表的な症例を対象として、脳動脈瘤内の血行動態を評価するために、コンピュータ流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析を用いた。
  • CFD解析により、脳動脈瘤の危険領域や治療後の異常な血行力学的応力を可視化でき、コイル塞栓術後に生じるコイルコンパクション、再開通、さらには再破裂に関連する血行動態を評価できた。また、長期経過観察中に認められるコイル塞栓動脈瘤の新生頸部形成（de novo neck formation）についても検討可能であった。
  • CFD解析は、脳動脈瘤の病態および治療後再発リスクを血行力学的に評価するための有用なツールであり、脳神経外科医が血行動態イメージングを実施する際に有用であると考えられる。

(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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    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 5.28

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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：頸部クリッピングの安全性への示唆

💬 AI 要約

  • 本研究は、未破裂脳動脈瘤に隣接する親動脈における微小動脈瘤形成を予測するうえで、親動脈放射状サイン（parent artery radiation sign：PARS）を指標とした数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析の有用性を評価することを目的とした。
  • 2020年5月から2022年4月までに頸部クリッピング術を受けた未破裂中大脳動脈瘤患者89例を対象として、単施設後ろ向き観察研究を実施し、術前3次元CT血管造影（3D-CTA）に基づくCFD解析によってPARSを同定するとともに、術中所見をPARS陽性群と陰性群で比較し、微小動脈瘤形成の予測におけるPARSの感度および特異度を検討した。
  • 解析対象となった87個の動脈瘤のうち、25個（28.7%）がPARS陽性、62個（71.3%）がPARS陰性であり、術中に微小動脈瘤が確認された9例中8例はPARS陽性群に含まれ、微小動脈瘤検出に対するPARSの感度は89%、特異度は78%、陽性尤度比は4.1、陰性尤度比は0.142であった。
  • PARSを用いたCFD解析は親動脈における微小動脈瘤形成を比較的信頼性高く予測でき、術前の手術計画を支援して頸部クリッピング術中の破裂リスクを低減し得るが、単施設・後ろ向き研究という限界があるため、今後は大規模な多施設コホート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

  • Article

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    • Citation Percentile: 6.45

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💬 AI 翻訳タイトル

複数頭蓋内動脈瘤の治療における優先順位：流体構造連成解析から得られた知見

💬 AI 要約

  • 本研究は、複数の頭蓋内動脈瘤を有する患者において、治療順序の違いが第1段階治療後の未治療動脈瘤の血行動態に及ぼす影響をデジタルシミュレーションにより評価することを目的とした。
  • 臨床情報のみでは治療順序の決定が困難であった2個の頭蓋内動脈瘤を有する患者25例を前向きに登録し、両動脈瘤を有する血管モデル、ならびにいずれか一方の動脈瘤を除去した2種類のモデルを各患者について作成し、流体構造連成法（fluid-structure interaction）による血流数値解析を実施した。
  • 第1段階治療後、未治療動脈瘤では時間平均壁面せん断応力（Time-Averaged Wall Shear Stress）が低下し（0.46 ± 0.40対0.54 ± 0.44 Pa、p＜0.01）、表面渦分率（surface vortex fraction）も低下した一方（12.73 ± 7.92%対14.26 ± 7.46%、p＝0.02）、時間平均壁面せん断応力勾配（Time-Averaged Wall Shear Stress Gradient）は上昇し（1.44 ± 0.41対1.34 ± 0.46 Pa、p＝0.04）、壁面せん断応力が0.5 Pa未満の領域の割合も増加した（50.13 ± 33.01%対44.08 ± 34.16%、p＜0.01）。
  • 第1段階治療後の未治療動脈瘤の血行動態は悪化し、その変化は治療対象および未治療動脈瘤の双方のドーム・ネック比と独立して関連しており、両者のドーム・ネック比が変化を予測する最も強力な因子であった。

(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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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤解析のための磁気共鳴速度計測による流入条件を用いた患者個別化格子ボルツマン法シミュレーション

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、磁気共鳴速度計測（magnetic resonance velocimetry：MRV）による患者個別化の流入条件を格子ボルツマン（lattice-Boltzmann：LB）法シミュレーションに導入し、脳動脈瘤の血行動態を高精度に解析することである。
  • 標準的な3テスラMRIでは脳動脈瘤内の近壁速度計測が困難であるため、動脈瘤形状を5倍に拡大してMRVの空間分解能を確保し、レイノルズ数（Reynolds number）による無次元相似性を維持した上で、計測された流入速度をシミュレーション格子へ補間したほか、計測点が計算領域外に存在する場合には壁面近傍にゼロ速度点を付加して非滑り条件（no-slip condition）を課した。
  • 提案した補間ベースの流入手法は、MRVによる中心線速度との一致度が最も高く、平均誤差は3.12%であり、最近傍法（nearest-neighbor method）の3.18%および放物線速度分布の9.85%を下回った；放物線流入は中心線速度を過大評価し全圧を過小評価した一方、最近傍法は壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）を過小評価し、最大WSSが補間法より18.3%低くなるなど壁面法線応力にも不整合を示した。
  • さらに、Carreau–Yasudaモデルに基づく非ニュートン流体とニュートン流体を比較した結果、非ニュートンモデルではニュートン流体の場合に比べて中心線速度および全圧が低く、WSSが高くなったことから、正確な患者個別化流入条件と非ニュートン流体モデルの導入は信頼性の高い脳動脈瘤WSS予測に不可欠であり、MRV計測と非ニュートンLBシミュレーションの統合が個別化血行動態評価の有力な枠組みとなることが示された。

(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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    • Citation Percentile: 29.82

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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血流予測のための計算手法

💬 AI 要約

  • 本研究は、血管内治療（EVT）後の脳血管狭窄患者における有害事象のリスク評価を目的として、脳血管微小循環抵抗に基づき、狭窄部遠位の術後血流速度、流量および圧力を予測する計算流体力学（CFD）シミュレーションモデルの精度を検証した。
  • 患者個別の頭蓋外および頭蓋内動脈モデルを再構築し、脳血管微小循環抵抗を適用して術後の血流速度および流量を推定したうえで、CFD計算値と経頭蓋ドプラ法（transcranial Doppler：TCD）測定値との相関および一致度をPearson相関分析およびBland–Altman解析により評価した。
  • 平均血流速度はCFDとTCDの間で強い相関を示し（r = 0.7733、P = 0.0002）、体積流量についても両手法間に強固な相関が認められた（r = 0.8621、P < 0.0001）一方、平均血流速度は両手法間で一致した（P = 0.2446、平均差−4.2089、95%一致限界−11.5764～3.1586）が、体積流量の一致度は比較的低かった（P = 0.0387、平均差−0.3272、95%一致限界−0.9276～0.2731）。
  • 本研究の計算手法は脳血管狭窄病変における血行動態変化を予測可能にし、個々の患者に適した治療戦略の策定を支援する有用な手段となる。

(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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    • Citation Percentile: 25.92

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂A1動脈瘤の塞栓術における親動脈血流の数値流体力学シミュレーションの応用

💬 AI 要約

  • 本研究は、数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）によりシミュレーションした親動脈の主流血流線に基づくマイクロカテーテル形状付与が、前大脳動脈（ACA）A1部後壁に発生した未破裂動脈瘤の塞栓術に及ぼす影響を検討することを目的とした。
  • ACA A1部後壁の未破裂脳動脈瘤患者を後ろ向きに登録し、マイクロカテーテルの形状付与後に血管内塞栓術を実施するとともに、臨床データ、塞栓術関連データおよび追跡データを解析した。
  • 8例を登録して血管内塞栓術を施行し、in vitroでスチームシェイピング（steam shaping）を行った8本のマイクロカテーテルは、全例で実験系内の適切な位置まで誘導可能であった；臨床手技中には7本が適切な塞栓部位まで誘導され、脳動脈の屈曲が強かった残りの1例でも、親動脈の主流血流に基づく再形状付与によってマイクロカテーテルを適切な位置へ誘導でき、完全閉塞は7個（87.5%）、残りの1個（12.5%）では動脈瘤頸部残存が得られ、血管造影による6例（75%）の追跡ではRaymond分類Iが5例（83.3%）、IIが1例（16.7%）であった。
  • ACA A1部後壁の未破裂動脈瘤塞栓術において、親動脈血流のCFDシミュレーションを用いたマイクロカテーテル形状付与は、塞栓に適した位置への安全かつ有効な誘導を可能にし、良好な安定性と塞栓術時の支持性をもたらすと考えられる。