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脳 CFD血流解析 学術文献調査 PubMed 2025-Q2

  • 『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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    • 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：2025-04-01 - 2025-06-30
    • 要約用 AI/LLM：gpt-5 (OpenAI, 2025-10)
    • データ更新日：2025-10-31

(001) Yamaguchi

📕 書誌情報

Effects of wall compliance on pulsatile flow in a full-scale, patient-specific cerebral aneurysm model: Particle image velocimetry experiments.

Ryuhei Yamaguchi, Muhamed Albadawi, Nadia Shaira Shafii, Atsushi Saito, Toshiyuki Nakata, Khalid M Saqr, Hitomi Anzai, Makoto Ohta

Med Eng Phys, 2025 Aug

  • Keywords: Elastic phantom, PIV, Turbulent kinetic energy, Wall compliance, Wall shear stress, Wall shear stress gradient

  • DOI: 10.1016/j.medengphy.2025.104381

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💬 AI 翻訳タイトル

実寸大・患者固有脳動脈瘤モデルにおける拍動流に対する壁コンプライアンスの影響：粒子画像流速測定（PIV）実験

💬 AI 要約

  • 弾性脳動脈瘤の血行動態は壁の変形（壁コンプライアンス）により複雑化するが、ファントム（phantom）実験において壁コンプライアンスを無視できるか、ならびに正中面に直交する面での流れ構造が不明であったため、本研究は患者固有形状の実寸大シリコーン製動脈瘤ファントムを用いて拍動流下の壁コンプライアンスが血行力学指標に与える影響を検証することを目的とした。
  • 同一のファントムを浴槽中に浸漬して周囲流体条件を調整することで剛体壁モデルと弾性壁モデルを切り替え、中大脳動脈分岐部の直交する2平面において、二次元粒子画像流速測定法（particle image velocimetry: PIV）により流速、壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）、壁面せん断応力勾配（WSS gradient: WSSG）、および乱流運動エネルギー（turbulent kinetic energy: TKE）を拍動流中で計測した。
  • その結果、正中面におけるWSSGは対応する直交面よりも小さく、さらに弾性（変形可能）モデルのTKEは非変形（剛体）モデルよりも小さいことが示された。
  • これらの所見は、動脈瘤壁のコンプライアンスがWSSGの空間分布および乱流特性を左右しファントム実験において無視できないことを示すとともに、同一形状で剛体・弾性条件を比較可能にする手法により壁コンプライアンスの複合的効果を明確化した。

(002) Wong

📕 書誌情報

Fluidic Programmable Gravi-maze Array for High Throughput Multiorgan Drug Testing.

Henry C Wong, Chris J Collins, Joshna A Jude Jose, Isha N Bhakta, Andrew J Collins, Gunjan Katara, Johar Kohana, Harpreet S Saluja, John Collins

bioRxiv, 2025 Jun 24

💬 AI 翻訳タイトル

高スループット多臓器薬剤試験のための流体プログラム可能重力迷路（Gravi-maze）アレイ

💬 AI 要約

  • 本研究は、ヒトの臓器機能・流体力学・臓器間コミュニケーションをin vitroで模倣し、高スループットな薬剤評価を可能にするモジュール式の重力駆動再循環型マルチオルガン・オン・ア・プレート（MOAP）システムFluidic Programmable Gravi-maze Array（FPGA、商標名OrganRX™）を提示することを目的とした。
  • 腸、肝、腎、脳、内皮を統合したマイクロ流体アーキテクチャにより、生理学的せん断応力と一方向性流れを実現し、数値流体力学（Computational Fluid Dynamics: CFD）シミュレーションおよびインピーダンス法に基づく流動検証でせん断制御の適正を確認したうえで、3D細胞外マトリックス（ECM）ハイドロゲルを用いた単一臓器および多臓器モデルを構築し、代謝および細胞老化（senescence）を評価した。
  • その結果、各臓器コンパートメントにおいて正確なせん断制御が確認され、肝–腎共培養ではアルブミンおよび尿素産生の差異を介した代謝的相互作用が示され、さらに薬剤応答試験では腸–脳モデルにおいてフェニル酪酸（phenylbutyrate: PB）単独投与が脳の活性酸素種（ROS）を低減した一方、続くクルクミン（curcumin: C）投与がその有益効果を逆転させ、単離臓器モデルでは観察できない文脈依存的薬物相互作用が明らかとなった。
  • 以上より、FPGA（OrganRX™）は生理学的妥当性、スケーラビリティ、自動化適合性を併せ持つ前臨床薬剤評価および疾患モデリング用プラットフォームであり、複雑かつ動的な臓器間効果を捕捉できる点でトランスレーショナルリサーチおよびプレシジョンメディシンの推進に資する強力なツールであると結論づけられる。

(003) Goudarzian

📕 書誌情報

Predicting Cerebral Aneurysm Rupture: The Role of Computational Fluid Dynamics.

Farshid Goudarzian, Kostiantyn Kondratiuk, Vitaliy L Rayz

Neuroimaging Clin N Am, 2025 Aug

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤破裂予測における計算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）の役割

💬 AI 要約

  • 本総説の目的は、血流を考慮しない現行の頭蓋内動脈瘤（IA）破裂リスクスコアの限界を踏まえ、画像ベースの計算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）による症例別血行動態解析が破裂予測に果たし得る役割を総合的に評価することである。
  • 本稿では、患者個別のIA血流解析に用いられるCFD手法（画像再構成、境界条件設定、流体・壁のモデル仮定、検証手法など）を概説し、血行動態指標と破裂との関連を検討した先行研究を広範にレビューした。
  • その結果、CFDは局所血行動態を高解像度に捉え得る一方で、血流指標と破裂の関連については研究間で相反する所見が報告されており、予測精度と一般化可能性に限界があることが明らかとなった。
  • したがって、CFDはIA破裂リスク層別化の高度化に資する有望な手段であるものの、手法の標準化、外部妥当性の検証、および臨床ワークフローへの統合といった課題の克服が臨床実装の鍵である。

(004) Trnka

📕 書誌情報

Changes in Nasal Anatomy and Airflow After Endoscopic Resection of Pituitary Adenomas Using Computational Fluid Dynamics: A Pilot Study.

Filip Trnka, Hana Schmirlerova, Michal Schmirler, David Netuka, Kristýna Sichová, Martin Cerný, Thomas Hummel, Martin Majovský

Cureus, 2025 Jun

  • Keywords: adenomas, computational fluid dynamics (cfd), computed tomography (ct), nasal cavity, pituitary tumour

  • DOI: 10.7759/cureus.85568

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💬 AI 翻訳タイトル

数値流体力学（CFD）を用いた下垂体腺腫の内視鏡下経鼻的切除後における鼻腔解剖および気流の変化：パイロット研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、下垂体腺腫の内視鏡下経鼻的切除が鼻腔内の気流および流量分布に及ぼす影響を定量化し、とくに鼻腔前部の気流再配分への寄与を明らかにすることである。
  • 4例の術前・術後CT画像から鼻腔形状を再構築し、多面体メッシュ（術前約180万セル、術後約220万セル）を作成してAnsys Fluent 2021 R1によりCFD解析を実施し、k–ε乱流モデルで流れ場を計算した。
  • 手術により経鼻経蝶形骨洞アプローチに起因して鼻腔体積およびとくに中鼻道の断面積が拡大し、総体積流量は変化しない一方で流速は低下、気流の多くが中鼻道へ再配分され周辺部の流れは減少し、気流再配分への最大の影響因子は鼻腔前部であることが患者間で一貫して示された。
  • 本パイロット研究は患者固有CFDにより術後の鼻腔前部を中心とした解剖学的改変が気流力学を顕著に変化させることを定量的に示し、不要な気流パターンの偏位を最小化するための手術の精緻化の必要性を強調するとともに、さらなる検証研究の必要性を提起する。

(005) Thiyagarajah [1] ⭐

📕 書誌情報

Histological Analysis of Intracranial Cerebral Arteries for Elastin Thickness, Wall Thickness, and Vessel Diameters: An Atlas for Computational Modeling and a Proposed Predictive Multivariable Model of Elastin Thickness.

Nishanth Thiyagarajah, Alex Witek, Mark Davison, Robert Butler, Ahmet Erdemir, John Tsiang, Mohammed Shazam Hussain, Richard Prayson, Mark Bain, Nina Z Moore

J Clin Med, 2025 Jun 17

  • Keywords: arteriovenous malformations, cerebrovasculature, computational fluid dynamics, elastin, fluid–structure interaction, posterior circulation aneurysms

  • DOI: 10.3390/jcm14124320

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内脳動脈におけるエラスチン厚・壁厚・血管径の組織学的解析：計算モデリングのためのアトラスとエラスチン厚の予測多変量モデルの提案

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内脳動脈におけるエラスチン厚の領域差を組織学的に定量し、血管位置・壁厚・血管径・左右差との関連を評価して、流体–構造連成（FSI）を含む計算モデリングのための基準データ（アトラス）を提供するとともに、予測モデル構築の妥当性を検討することである。
  • 5体のホルマリン固定ヒト遺体頭部から頭蓋内17領域に由来する正常脳動脈160標本を左右両側で採取しVan Gieson染色後、2名が各標本5部位のエラスチン厚をAperio ImageScopeで計測し、混合効果反復測定回帰（mixed‑models repeated measures regression）により解析した。
  • 結果、前方循環のエラスチン厚は6.01 µm、後方循環は4.40 µmで有意差があり（p<0.05）、さらに前方／後方循環の別、血管径、壁厚を説明変数とする2種類のエラスチン厚予測モデルを構築し、前方／後方の別に血管径および壁厚を組み合わせたモデルが有意な予測能を示した。
  • 結論として、前方循環と後方循環でエラスチン厚が有意に異なることは両循環系で報告される脳動脈瘤破裂リスク差の一因となり得ることを示唆し、また血管位置・血管径・壁厚（いずれも術前画像で取得可能）に基づくエラスチン厚の予測モデルを提示したことにより、脳血管病変の予測のための流体–構造連成（FSI）モデルのパラメータ設定の高精度化に資する知見を提供した。

(006) Soresina

📕 書誌情報

Long-term outcome in Wiskott-Aldrich syndrome and X-linked thrombocytopenia patients: an observational -prospective multi-center study of the Italian Primary Immune Deficiency Network (IPINET).

Annarosa Soresina, Roberto Rondelli, Lucia Dora Notarangelo, Franco Locatelli, Alessandro Aiuti, Alessandra Biffi, Marco Rabusin, Claudio Pignata, Giuseppe Menna, Arcangelo Prete, Maura Faraci, Attilio Rovelli, Francesca Conti, Patrizia Bertolini, Chiara Azzari, Caterina Cancrini, Marco Zecca, Francesca Ferrua, Maria Pia Cicalese, Francesco Cecere, Laura Dotta, Baldassarre Martire, Silvia Giliani, Daniele Moratto, Cinzia Mazza, Alessandro Plebani, Luigi D Notarangelo, Andrea Pession, Raffaele Badolato, Fulvio Fulvio

EClinicalMedicine, 2025 Jun

  • Keywords: Disease-related events, Management, Overall survival, Wiskott-Aldrich syndrome, X-linked thrombocytopenia

  • DOI: 10.1016/j.eclinm.2025.103271

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💬 AI 翻訳タイトル

Wiskott-Aldrich症候群およびX連鎖性血小板減少症患者の長期転帰：イタリア原発性免疫不全ネットワーク（IPINET）による観察的前向き多施設研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、Wiskott-Aldrich症候群（WAS）およびX連鎖性血小板減少症（XLT）患者における長期転帰、感染症・自己免疫合併症の負担、および治療法別（同種造血幹細胞移植［HSCT］や自家造血幹細胞遺伝子治療［HSC-GT］など）の生存成績を、前向きに評価することである。
  • 2004年1月から2018年12月まで、診断時にWAS遺伝子変異が確認された患者をIPINetレジストリに登録し、参加施設で年1回の評価を行った前向き多施設コホートで、Zhu基準に基づくWAS 92例とXLT 25例（計117例）を対象とし、追跡期間中央値6年（範囲1–30年、総追跡1110患者年）のデータをウェブベースの集約システムで収集した。
  • 診断時の侵襲性感染症（敗血症、髄膜炎、脳膿瘍、ヘルペス感染症、カンジダ感染症）はWASにのみ認められ、自己免疫合併症は溶血性貧血20%、血管炎9.3%、炎症性腸疾患5%、関節炎4%、腎症2%、セリアック病1%であった；治療はHSCT 71例（61%）、HSC-GT 10例（8.5%）、脾摘16例（14%）、無治療26例（22%）で、WASに対するHSCT後の25年全生存率は75%であり、2000年以降では80%以上に改善し、αβTCR陽性T細胞およびCD19陽性B細胞除去を併用した半相合同種HSCTや遺伝子治療では5年生存率100%であった。
  • XLTでは20年全生存率が83%である一方、15年で感染症の累積発生率100%、自己免疫の累積発生率19%を示し、WASおよびXLTの転帰の不均一性が明らかとなったことから、管理指針の更新と、特にXLTにおける感染症・自己免疫イベントのリスク推定およびHSCTを含む治療介入の長期影響評価のためのリスク層別化ツールの拡充が求められる。

(008) Maeda [1]

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Subject-specific variability in cerebrospinal fluid flow characteristics through cerebral aqueducts in a healthy population: a magnetic resonance imaging and computational investigation.

Shusaku Maeda, Tomohiro Otani, Shigeki Yamada, Yoshiyuki Watanabe, Shigeo Wada

Med Biol Eng Comput, 2025 Jun 12

  • Keywords: Cerebrospinal fluid, Computational fluid dynamics, Idiopathic normal pressure hydrocephalus, Magnetic resonance imaging, Stroke volume

  • DOI: 10.1007/s11517-025-03394-y

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💬 AI 翻訳タイトル

健常集団における中脳水道内の脳脊髄液流動特性の被験者特異的変動：磁気共鳴画像法および計算的解析による検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、健常者における中脳水道内の脳脊髄液（CSF）流動特性の個体差、とりわけストロークボリューム（stroke volume）のばらつきの背景にある流体力学的要因を解明することを目的とした。
  • 磁気共鳴画像法（MRI）に基づく計算シミュレーションを47名の健常被験者のデータから構築し、中脳水道を通過するCSF流の最大レイノルズ数とCSF混合度を定量して評価した。
  • その結果、中脳水道内CSF流の最大レイノルズ数は28.6 ± 13.3であり、その変動が限定的であることから健常集団におけるCSF流動特性の流体力学的類似性が示唆され、さらにCSF混合度とレイノルズ数の間に正の相関が健常群および特発性正常圧水頭症（iNPH）患者群の双方で認められた。
  • 以上より、中脳水道を介するCSF流は、とくに健常集団において、レイノルズ数や混合といった流体力学的類似性の観点から良好に特徴付けられ、CSF指標のばらつきの解釈およびiNPHバイオマーカーの理解に資する学術的知見を提供する。

(009) Bateman

📕 書誌情報

A longitudinal investigation of the cerebral venous hemodynamics in multiple sclerosis using computational fluid dynamics.

Alexander Robert Bateman, Jeannette Lechner-Scott, Tracie Barber, Grant Alexander Bateman, Saadallah Ramadan, Rodney Lea

Mult Scler Relat Disord, 2025 Aug

  • Keywords: Cerebral venous system, Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Multiple sclerosis, Vascular resistance, Venous elasticity

  • DOI: 10.1016/j.msard.2025.106555

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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学(CFD)を用いた多発性硬化症における脳静脈血行動態の縦断的検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳静脈系が多発性硬化症（MS）の発症・進展に影響し得るとの仮説の下、MS患者における脳静脈系の血行動態が経時的に変化するか、ならびに当該系がMSの病態に寄与する兆候があるかを評価することである。
  • MS患者13例に対し約5年の間隔でMRIを施行し、個別患者の血管形状と血流を抽出して計算流体力学（computational fluid dynamics, CFD）モデルを構築・解析し、10例の対照群と比較した。
  • 初回時のMS群では直静脈洞（straight sinus, ST）の血流量が対照群より高く、追跡時には低下傾向を示し、さらに遠位静脈洞は内部の圧力降下が減少したにもかかわらず経時的に拡大し、拡張障害度状態尺度（Expanded Disability Status Scale, EDSS）はSTの圧力降下および血管抵抗の低下と相関した。
  • これらの所見は、脳静脈系の変化がMSの病態生理に関連する可能性を示唆するが、その因果関係や機序の解明にはさらなる検証が必要である。

(010) Wadhwa

📕 書誌情報

Advancements in flow measurement techniques within cerebrovascular neurosurgery.

Aryan Wadhwa, Emmanuel Mensah, Omar Alwakaa, Shashvat Purohit, Felipe Ramirez-Velandia, Justin H Granstein, Christopher S Ogilvy

Br J Neurosurg, 2025 Jun 03

  • Keywords: AVM, Hemodynamics, cerebrovascular flow, computational flow dynamics, moyamoya, neuroimaging, neurosurgery, qDSA

  • DOI: 10.1080/02688697.2025.2513641

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💬 AI 翻訳タイトル

脳血管外科領域における血流計測技術の進歩

💬 AI 要約

  • 脳血管系は自己調節により脳の生理学的恒常性を維持する動的システムであり、本総説は脳動脈瘤、脳卒中、脳動静脈奇形(arteriovenous malformations: AVM)、もやもや病などの病態における脳血流の制御・変容・適応の理解を深めることを目的として、血行動態変化を評価する神経画像法の最新動向を明らかにする。
  • 包括的文献レビューを実施し、3次元time-of-flight(TOF) 磁気共鳴血管撮影(magnetic resonance angiography: MRA)、動脈スピン標識(arterial spin labeling: ASL)、4D MRA、動的感受性コントラスト(dynamic susceptibility contrast: DSC)強調ボーラス追跡MRI、灌流CT(perfusion CT)、単一光子放射断層撮影(single-photon emission computed tomography: SPECT)、定量的デジタルサブトラクション血管造影(digital subtraction angiography: DSA)、および数値流体力学(computational fluid dynamics: CFD)の臨床応用を、動脈瘤・脳卒中・AVM・もやもや病の評価という観点から症例例示とともに検討した。
  • 各モダリティの長所と限界、ならびにそれぞれが血行動態の異常や灌流の変化、シャント/側副血行の描出、定量的評価にどのように寄与するかを整理し、臨床での意思決定に資する具体的な活用例を提示した。
  • これらの画像モダリティとその新規応用を総覧する本レビューは、各疾患管理において解析すべき最も関連性の高いパラメータの選定を支援し、特にCFDを含む多モダリティ統合が治療戦略の立案と個別化に有用であることを示す実践的資源を提供する。

(011) Ichimura

📕 書誌情報

A practical strategy for data assimilation of cerebral intra-aneurysmal flows using a variational method with boundary control of velocity.

Tsubasa Ichimura, Shigeki Yamada, Yoshiyuki Watanabe, Hiroto Kawano, Satoshi Ii

Comput Methods Programs Biomed, 2025 Aug

  • Keywords: 4D flow MRI, Cerebral aneurysm, computational fluid dynamics, data assimilation, patient-specific data

  • DOI: 10.1016/j.cmpb.2025.108861

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💬 AI 翻訳タイトル

速度境界制御を用いた変分法による脳動脈瘤内血流データ同化の実用的戦略

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、変分データ同化(DA)に基づく速度の境界制御を用いて、脳動脈瘤内の患者特異的血流を高精度かつ実用的な計算コストで評価する戦略を提示することである。
  • CFDと4D flow MRIの動脈瘤内速度データを組み合わせた変分DAにより、動脈瘤ネック境界における時空間的速度分布を逆問題として推定し、逆問題の不良設定性(ill-posed)を回避するために時間変動の記述にフーリエ級数展開に基づくモデル次数削減(model order reduction)を導入した。
  • 数値検証ではCFDからの合成データに対して速度不一致が4–7%と優れた一致を示し、一方で3例の患者特異的データに対しては不一致が35–63%で主血管分枝を用いた従来CFDの半分以下に抑え、さらに4D flow MRIに見られる非物理的な速度分布を緩和した。
  • 動脈瘤内領域のみに焦点を当てることで、本DAベースの戦略は従来のCFDより高い信頼性と既存のDA手法より高い効率を兼ね備え、患者特異的動脈瘤内血流の評価に有望である。

(012) Almer

📕 書誌情報

Computational and biological modeling of IGF1R inhibition for multifocal medulloblastoma.

Alyssa G Almer, Samuel V Rasmussen, Dina Kats, Matthew N Svalina, Bonnie L Cole, Mohammadreza Khani, Sonja Chen, Samuel H Cheshier, Bryn A Martin, Noah E Berlow, Charles Keller

Commun Med (Lond), 2025 May 28

💬 AI 翻訳タイトル

多発性髄芽腫に対するインスリン様成長因子1受容体（IGF1R）阻害の計算的および生物学的モデリング

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、髄芽腫の髄膜播種の治療困難性に対して、オマヤリザーバー（Ommaya reservoir）を用いた脳室内投与の患者特異的数値流体力学（CFD）に基づく薬物動態モデリングと、現実的な髄液（CSF）流れ条件下でのインスリン様成長因子1受容体（IGF1R）阻害効果を検証する生物学的アッセイを統合し、標的部位での薬物曝露と治療効果を予測することである。
  • 方法として、病的なCSFジオメトリに基づく3次元患者特異的CFDモデルを構築して脳室内投与後のCSF移動と腫瘍微小環境における時間依存的な薬物‐標的曝露をシミュレートし、さらに計算解析から得た患者特異的流れ条件を再現したマイクロフルイディクス（microfluidics）細胞接着実験により、IGF1R阻害が髄芽腫細胞と軟髄膜細胞の相互作用に与える影響を評価した。
  • シミュレーションでは、オマヤリザーバー経由の脳室内投与により標的部位に治療上有効な薬物濃度が到達し得ることが示され、マイクロフルイディクス実験ではIGF1R阻害が髄芽腫細胞の軟髄膜細胞への付着を低減し新規播種形成の抑止に資する可能性が示唆された一方、既存の播種病変への影響は限定的であった。
  • これらの所見は、患者特異的CFDに基づく薬物動態モデリングとマイクロフルイディクス生物学を統合したインシリコ（in silico）試験が、中枢神経系（CNS）悪性腫瘍に対する小分子薬の精密な脳室内送達設計に有用であり、髄芽腫の髄膜播種抑制戦略としてIGF1R阻害を支持する学術的貢献を提供することを示す。

(013) Liu [1] ⭐

📕 書誌情報

Is invasive fractional flow measurement accurate in intracranial stenosis? A computational simulation study.

Yu Liu, Zhengzheng Yan, Ziqi Li, Yuying Liu, Sze Ho Ma, Bonaventure Yiu Ming Ip, Thomas Wai Hong Leung, Jia Liu, Xinyi Leng

J Neurointerv Surg, 2025 May 20

💬 AI 翻訳タイトル

侵襲的フラクショナル・フロー（fractional flow; FF）測定は頭蓋内狭窄で正確か：計算機シミュレーション研究

💬 AI 要約

  • 頭蓋内アテローム動脈硬化性狭窄（ICAS）において低いフラクショナル・フロー（fractional flow; FF）が血行動態学的意義を示唆しうることから、カテーテルや圧ワイヤー（pressure wire）が測定時に局所血流を攪乱して「真の」FFの反映を歪めるかどうかをシミュレーションモデルで検討した。
  • 症候性高度中大脳動脈M1部狭窄5例の三次元回転血管造影（3DRA）から形状モデルを構築し、各症例で狭窄率を50%、60%、70%、80%に設定したうえで、(i)デバイスなし（in vivo相当）、(ii)近位にカテーテルのみ、(iii)カテーテル併用かつ圧センサーを病変遠位1 cm、(iv)同2 cmに配置、の4条件を設定し、計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）で血流を解析して狭窄後圧／狭窄前圧の比としてFFを算出し、in vivo相当との相対差を評価した。
  • in vivo相当と比較してカテーテル挿入単独はFFに有意な影響を及ぼさなかったのに対し、圧ワイヤーが病変を通過すると50～60%狭窄ではFFはわずかに低下（多くは10%未満）し、70%および80%狭窄では顕著に低下（最大でそれぞれ50%および88%）し、センサー位置が病変遠位1 cmか2 cmかによる差はほとんど認めなかった。
  • 以上より、重度狭窄を伴うICASでは圧ワイヤーが狭小な残存内腔で流れをさらに減少させるため、侵襲的FF測定は血行動態学的意義を過大評価しうることが示唆され、側副循環の情報を含む大規模研究および他の画像モダリティによる検証が求められる。

(014) Duangprasert

📕 書誌情報

Rare case of de novo anastomotic site aneurysm after anterior cerebral artery side-to-side bypass: curative treatment with superficial temporal artery interposition graft-assisted trapping and etiological analysis. Illustrative case.

Gahn Duangprasert, Nakao Ota, Yulius Hermanto, Sergi Cobos Codina, Kosumo Noda, Rokuya Tanikawa

J Neurosurg Case Lessons, 2025 May 19

  • Keywords: anterior cerebral artery, case report, computational fluid dynamic, de novo aneurysm, interposition graft, superficial temporal artery

  • DOI: 10.3171/CASE25100

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💬 AI 翻訳タイトル

前大脳動脈側々吻合（STS）バイパス後のデノボ吻合部動脈瘤の稀な一例：浅側頭動脈（STA）間置グラフト補助下トラッピングによる根治的治療と病因学的解析―症例提示―

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、前大脳動脈（ACA）間の側々吻合（STS）バイパス後に極めて稀に生じるデノボ吻合部動脈瘤を報告し、浅側頭動脈（STA）間置グラフト補助下トラッピングによる根治的治療の妥当性と、その病因に関する計算流体力学（CFD）解析および病理組織学的検討からの示唆を提示することである。
  • 方法として、左遠位ACAの大型紡錘状動脈瘤に対しACA–ACA STSバイパスと動脈瘤切除を施行した38歳男性が、術後7カ月で吻合部にデノボ動脈瘤を発症したため、STA間置グラフトを用いたトラッピングによる根治的介入を行い、26カ月のフォローアップで臨床転帰、バイパス開存、再発の有無を評価するとともに、血行力学（せん断応力）に関するCFD解析と病理組織学的解析を実施した。
  • 結果として、26カ月時点で修正Rankin尺度（mRS）は0で、バイパス開存は良好、動脈瘤再発は認めなかった；病理組織学的所見は基礎的な血管壁脆弱性を示し、CFD解析はSTSバイパスにより修飾された血行力学的せん断応力の変化が動脈瘤形成に寄与し得ることを示唆した。
  • 結論として、血管壁病変の存在下では再血行再建戦略を慎重に選択すべきであり、特にSTSバイパス後には動脈瘤形成リスクが増大し得るため、CFDおよび病理組織学的知見を踏まえた術式選択とともに、厳密な経過観察と長期的な血管評価が不可欠である。

(015) Jreij [1]

📕 書誌情報

Systematic review of biomechanical forces associated with carotid plaque disruption and stroke.

Georges Jreij, Gador Canton, Daniel S Hippe, Niranjan Balu, Chun Yuan, Juan Cebral, Caroline Crone, Siddhartha Sikdar, Thomas Hatsukami, Vicki Gray, Sarasijhaa Desikan, Kirk Beach, Brajesh K Lal

J Vasc Surg, 2025 Sep

  • Keywords: Atherosclerotic plaque, Carotid artery disease, Cerebral infarction, Plaque wall stress, Stroke, Systematic review, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.jvs.2025.05.014

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💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈プラーク破綻および脳卒中に関連する生体力学的力に関する系統的レビュー

💬 AI 要約

  • 頸動脈狭窄の重症度を狭窄率で評価する従来指標が脳卒中リスクの予測に不十分であることを踏まえ、血流関連の生体力学的力が頸動脈プラークの形態リモデリングや直接的破綻を介して不良転帰に寄与し得るという仮説の下、これらの力とプラーク関連不良転帰との関連を明らかにすることを目的として系統的レビューを実施した。
  • PubMed、Embase、Web of Scienceを用いて、ヒト頸動脈プラークを対象に、患者個別の幾何学形状に基づき病変に作用する力を測定し、プラーク関連の不良転帰を報告した研究を選定し、5635件中154件を解析対象とした。
  • 力の算出には主として磁気共鳴画像法（MRI、58.4%）および超音波検査（25.3%）由来の患者個別形状が用いられ、計算流体力学（CFD、31.8%）、有限要素解析（FEA、10.4%）、流体-構造連成（FSI、27.3%）、in vivo測定（29.9%）、in vitro評価（0.6%）などの手法が採用され、指標として壁面せん断応力（WSS、72.1%）とプラーク壁応力（PWS、45.5%）が最も頻用された。
  • 主要PWS（15研究）およびWSS（21研究）は不良転帰例で高値を示し、PWS>160 kPaは不良事象の同定で感度>80%、特異度>75%を示し、PWSの増加はその後の虚血性脳血管イベントと関連した（1 kPa増加当たりHR=12.98、P=0.02）；また、WSS>50 dyn/cm2は不良事象（プラーク破綻、脳梗塞、脳卒中、一過性脳虚血発作）の識別において感度100%、特異度67%を示した。

(016) Chatterjee

📕 書誌情報

PULASki: Learning inter-rater variability using statistical distances to improve probabilistic segmentation.

Soumick Chatterjee, Franziska Gaidzik, Alessandro Sciarra, Hendrik Mattern, Gábor Janiga, Oliver Speck, Andreas Nürnberger, Sahani Pathiraja

Med Image Anal, 2025 Jul

  • Keywords: Conditional VAE, Distribution distance, Multiple sclerosis segmentation, Probabilistic UNet, Vessel segmentation

  • DOI: 10.1016/j.media.2025.103623

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💬 AI 翻訳タイトル

PULASki: 統計的距離を用いた評価者間変動の学習による確率的セグメンテーションの改善

💬 AI 要約

  • 医用画像における多専門家アノテーションの高いばらつき、ラベル付きデータの不足、クラス不均衡が精度と不確実性定量を妨げるという課題に対し、評価者間変動を明示的に学習しつつ計算効率よく確率的セグメンテーションを実現する手法PULASkiを提案することを目的とした。
  • 本手法は、条件付き変分オートエンコーダ（conditional variational autoencoder）構造をもつProbabilistic UNetに統計的距離に基づく改良損失関数を導入して条件付きデコーダの学習を強化し、特にクラス不均衡下での性能向上を図った；評価は頭蓋内血管および多発性硬化症（MS）病変という構造的に異なる2課題で、4つの確立したベースラインと定量的指標および定性的出力で比較し、複雑形状に対する3Dパッチと従来の2Dスライスの計算的実現性も比較検討した。
  • クラス不均衡、低い信号対雑音比（SNR）、高い曖昧性を特徴とするデータセットにおいて、PULASkiはすべてのベースラインを有意水準5%で統計的に有意に上回り、とりわけ血管課題では3Dパッチによるセグメンテーションが2Dに比して解剖学的妥当性に優れることを示した。
  • 以上より、PULASkiは小規模データでも専門家アノテーションの不確実性と評価者間変動を適切に捉える計算効率の高い生成的セグメンテーション法であり、多ラベルセグメンテーションへも汎用的に適用可能で、血行動態モデリング（computational fluid dynamics（CFD）およびデータ同化）、臨床意思決定、治療計画などの下流タスクに資する。

(017) Suzuki

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Development of patient-specific apparent blood viscosity predictive models for computational fluid dynamics analysis of intracranial aneurysms with machine learning approaches.

Takashi Suzuki, Hiroyuki Takao, Tomoaki Suzuki, Soichiro Fujimura, Shunsuke Hataoka, Tomonobu Kodama, Ken Aoki, Toshihiro Ishibashi, Makoto Yamamoto, Hideki Yamamoto, Yuichi Murayama

Comput Methods Programs Biomed, 2025 Aug

  • Keywords: Artificial intelligence, Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Intracranial aneurysm, Machine learning, Rheology, Viscosity

  • DOI: 10.1016/j.cmpb.2025.108831

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💬 AI 翻訳タイトル

機械学習手法を用いた脳動脈瘤の数値流体力学（CFD）解析に向けた患者特異的見かけ血液粘度予測モデルの開発

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤の数値流体力学（CFD）解析における計算条件として用いる患者特異的な見かけ血液粘度を、臨床血液検査結果から予測するモデルを開発することである。
  • 脳動脈瘤患者15例の同日測定データ（血液粘度・密度および血液検査）を用い、データセットを4:1で学習用とテスト用に分割し、せん断速度と12項目の血液検査を入力とする柔軟モデル、またはヘマトクリットのみを入力とする単純モデルの回帰モデルを機械学習で構築し、コイル形状の有無それぞれで実施したCFD解析により評価した。
  • 見かけ粘度の予測精度は、柔軟モデルでRMSE=0.136 mPa·s、単純モデルでRMSE=0.226 mPa·sであり、さらにCFDで算出した時間・空間平均速度および時間・空間平均壁せん断応力のRMSEはそれぞれ<0.01 m/sおよび<0.21 Paであった。
  • 機械学習により、せん断速度と血液検査項目から患者特異的見かけ血液粘度を推定する回帰モデルを構築でき、個々の患者の血液検査結果に基づき高精度に見かけ粘度を予測してCFD解析の患者特異的条件設定に資する可能性が示された。

(018) Nagy [1] ⭐

📕 書誌情報

Comparative analysis of morphological and hemodynamic parameters in stable anterior communicating and middle cerebral artery aneurysms.

Jozsef Nagy, Zoltan Major, Julia Maier, Gabriel Seebach, Wolfgang Fenz, Stefan Thumfart, Michael Giretzlehner, Andreas Gruber, Philip-Rudolf Rauch, Matthias Gmeiner

J Stroke Cerebrovasc Dis, 2025 Jul

  • Keywords: Anterior Communicating Artery, Fluid-Structure interaction, Middle Cerebral Artery, cerebral aneurysms

  • DOI: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2025.108335

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安定な前交通動脈動脈瘤および中大脳動脈動脈瘤における形態学的・血行力学的パラメータの比較解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、中大脳動脈（MCA）および前交通動脈（ACoA）動脈瘤において、破裂挙動に影響する形態学的・血行力学的・構造力学的因子を、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）および流体–構造連成（fluid–structure interaction: FSI）解析を用いて比較検討することである。
  • MCAおよびACoAに位置する116例の動脈瘤（破裂81例、安定（stable）35例）を対象にFSIによるモデル化を行い、動脈瘤角度、壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）、壁の相当ミーゼス応力（equivalent von Mises stress）などを評価し、マン–ホイットニーのU検定で各部位の安定（stable）群と破裂群の差を検出したうえで、単変量・多変量回帰解析を実施した。
  • 結果として、破裂動脈瘤ではMCAとACoAの間で評価指標に有意差は認められなかった一方、安定（stable）ACoA動脈瘤はMCA動脈瘤に比べて動脈瘤角度が大きく、壁の相当ミーゼス応力および動脈瘤内最大WSSと親血管最大WSSの比が低く、これらはより大きな角度に起因してACoA動脈瘤がより低い応力で破裂し得ることを示唆し、回帰解析は動脈瘤角度の統計学的説明力を裏付けた。
  • これらの知見は、安定（stable）動脈瘤の形態学的・血行力学的特性が部位により異なり、MCA動脈瘤が耐え得る壁応力水準でもACoA動脈瘤は破裂しやすい可能性を示すとともに、破裂リスク評価の精度向上には形態学的・血行力学的・構造力学的因子の統合的考慮と安定（stable）／破裂の区別が重要であることを強調する。

(019) Huang

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Association of wall enhancement on high-resolution magnetic resonance imaging with morphology and hemodynamics in unruptured intracranial aneurysms.

Cai Han Huang, Qi Li, Li Wen, Guang Xian Wang, Dong Zhang

Neurol Res, 2025 Aug

  • Keywords: Intracranial aneurysm, aneurysm wall enhancement, computational fluid dynamics, hemodynamics, high-resolution magnetic resonance imaging, morphology

  • DOI: 10.1080/01616412.2025.2497482

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未破裂脳動脈瘤における高分解能磁気共鳴画像法での瘤壁増強と形態学的特徴および血行力学的特性との関連

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、未破裂脳動脈瘤における高分解能磁気共鳴画像法（HR-MRI）での瘤壁増強（aneurysm wall enhancement: AWE）と、瘤の形態学的指標および血行力学指標との関連を検討することである。
  • 100例（112瘤）を対象に、増強の程度（著明増強、軽度増強、非増強）およびパターン（全周性、部分的、非増強）で分類し、造影HR-MRIで形態学的およびAWE所見を評価するとともに、計算流体力学（CFD）により時間平均壁せん断応力（TAWSS）、正規化時間平均壁せん断応力（NTAWSS）、振動性せん断指数（OSI）、gradient oscillatory number（GON）、相対滞留時間（RRT）を算出し、さらにアスペクト比（AR）およびサイズ比（SR）を測定した。
  • AWE群間ではNTAWSS（p<0.05）、AR（p<0.01）、SR（p<0.01）に有意差がみられ、著明増強群は非増強群および軽度増強群に比べてARとSRおよびRRTが高く、NTAWSSが低かった；また、増強比（enhancement ratio）はNTAWSS（rs=-0.33, p<0.001）およびOSI（rs=-0.28, p=0.003）と負の相関、GON（rs=0.22, p=0.018）、RRT（rs=0.31, p<0.001）、SR（rs=0.51, p<0.001）、AR（rs=0.48, p<0.001）と正の相関を示した。
  • 以上より、瘤の形態学的および血行力学的特性はAWEの程度や分布と関連し、より強いAWEを呈する未破裂脳動脈瘤はより大きく、NTAWSSが低くRRTが高いことが示唆された。

(020) Deshpande [1]

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Cerebrovascular morphology: Insights into normal variations, aging effects and disease implications.

Aditi Deshpande, Lucy Q Zhang, Ramani Balu, Noushin Yahyavi-Firouz-Abadi, Neeraj Badjatia, Kaveh Laksari, Pouya Tahsili-Fahadan

J Cereb Blood Flow Metab, 2025 Jul

  • Keywords: Alzheimer’s disease, Vascular morphology, cerebrovascular disorders, neurological disorders, stroke

  • DOI: 10.1177/0271678X251328537

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💬 AI 翻訳タイトル

脳血管形態：正常変異、加齢の影響および疾患への影響に関する洞察

💬 AI 要約

  • 本総説の目的は、脳血管形態が脳血流（CBF）と各種神経疾患の病態形成に及ぼす影響を踏まえ、脳血管ネットワークの解剖学的構造、その正常変異、加齢に伴う変化を整理し、疾患との関連性を明確化することである。
  • 方法として、健康および疾患集団におけるウィリス動脈輪の完全性や解剖学的異常、側副血行などの正常変異とCBF・虚血感受性との関連、ならびに血管幾何学および密度の加齢変化とアルツハイマー病や血管性認知症への寄与に関する文献を概観し、加えて医用画像と計算手法の進展による脳血管構造の自動定量評価、機械学習および計算流体力学（CFD）を含む新興技術の応用を整理した。
  • その結果、正常変異はCBFや虚血性事象への感受性に大きく影響し、加齢に伴う血管形態の変化が加齢関連神経疾患の発症・進展に寄与すること、さらに医用画像および計算手法の進展により急性・慢性の脳血管障害における病的変化の自動かつ定量的な同定が可能になり、血管形態に基づく疾患リスクおよび患者転帰の予測が現実的になっていることが示された。
  • 結論として、脳血管リモデリングの理解は早期診断と新規治療戦略の開発に不可欠であり、本総説は形態学、画像工学、計算科学（機械学習とCFD）の統合により脳疾患に対する予測と個別化医療の基盤を提示する点で学術的貢献を有する。

(021) Yin [2] ⭐

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Machine Learning-Based Classification of Anterior Circulation Cerebral Infarction Using Computational Fluid Dynamics and CT Perfusion Metrics.

Xulong Yin, Yusheng Zhao, Fuping Huang, Hui Wang, Qi Fang

Brain Sci, 2025 Apr 15

  • Keywords: CT perfusion, computational fluid dynamics, hemodynamics, intracranial atherosclerotic stenosis, machine learning

  • DOI: 10.3390/brainsci15040399

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数値流体力学（CFD）およびCT灌流（CT perfusion）指標を用いた前方循環領域脳梗塞の機械学習に基づく分類

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈硬化性狭窄（intracranial atherosclerotic stenosis: ICAS）は前方循環における虚血性脳卒中の主要因であり、その脳梗塞機序の把握は個別化治療のために重要であることから、本研究はCT灌流（CT perfusion）像、血管解剖学的特徴、数値流体力学（computational fluid dynamics: CFD）指標と機械学習を統合し、中国虚血性脳卒中サブ分類（Chinese Ischemic Stroke Subclassification: CISS）に基づいて機序を分類する枠組みを提案した。
  • ICAS患者118例を後ろ向きに解析し、一元配置分散分析（one-way ANOVA）と入れ子型交差検証（nested cross-validation）で主要指標を選択し、相関ヒートマップで可視化したうえで、決定木により最適しきい値を抽出し、さらに6種類の機械学習モデルの分類性能をROC曲線およびPR曲線で評価した。
  • Tmax（Time to Maximum）>4.0 s、壁面せん断応力比（wall shear stress ratio: WSSR）、圧力比、面積狭窄率が高い予測能を示し、Tmax>4.0 sの体積＝134.0 mLおよびWSSR＝86.51といったしきい値が脳梗塞サブタイプの識別に有効であり、ロジスティック回帰（Logistic Regression）が最良の性能（AUC＝0.91、AP＝0.85）を示し、次いでナイーブベイズ（Naive Bayes）であった。
  • このマルチモーダルアプローチは前方循環のICASにおける脳梗塞機序を有効に弁別し、臨床現場でのより精緻な診断と個別化治療の支援に資する可能性を示した。

(022) Stahl

📕 書誌情報

Feasibility Study for Multimodal Image-Based Assessment of Patient-Specific Intracranial Arteriovenous Malformation Hemodynamics.

Janneck Stahl, Laura Stone McGuire, Tatiana Abou-Mrad, Sylvia Saalfeld, Daniel Behme, Ali Alaraj, Philipp Berg

J Clin Med, 2025 Apr 11

  • Keywords: arteriovenous malformations, computational fluid dynamics, hemodynamics, image segmentation, multimodal imaging

  • DOI: 10.3390/jcm14082638

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💬 AI 翻訳タイトル

マルチモーダル画像に基づく患者特異的頭蓋内動静脈奇形血行動態評価の実現可能性の検討

💬 AI 要約

  • 目的: 本研究の目的は、複数の臨床画像モダリティを統合してニダスと周囲血管を含む大規模かつ患者特異的な頭蓋内動静脈奇形（AVM）3Dモデルを構築し、詳細な血行動態評価のための画像ベース血流予測の実現可能性を検証することである。
  • 方法: 3次元回転血管撮影（3DRA）、磁気共鳴血管撮影（MRA）、磁気共鳴静脈造影（MRV）、位相コントラスト定量的磁気共鳴画像法（PC-qMRI）からなるマルチモーダル画像を有する3例のAVM症例を対象に、画像セグメンテーションで各血管セグメントの部分3Dモデルを作成・統合して大規模神経血管モデルを構築し、PC-qMRIに基づく患者特異的流量を境界条件として画像ベース数値流体力学（CFD）シミュレーションを実施した。
  • 結果: セグメンテーションによりニダス血管を含む全体の動静脈形態の3Dモデルが得られ、複雑血管網における血流挙動を再現する定性的な血行動態分布が示され、2例で対側血管に比べて供給動脈の流速および壁面せん断応力（WSS）が高く、供給動脈の平均WSSは20.1 Pa ± 17.3 Paと血管間ばらつきも大きい一方、流出静脈はこれより62%低い8.9 Pa ± 5.9 Paであり、さらに全例で後交通動脈（PCoA）における体積流量の方向変化により定量されるようにニダスを栄養する優位循環側へ血流分配が偏位した。
  • 結論: 本マルチモーダルワークフローは、複雑な画像データに基づく大規模AVMモデルで詳細な血流予測を取得可能であることを示し、得られた血行動態モデルは遠位血管の流れパターンに影響を及ぼす血管内治療のモデリングの基盤となる。

(023) 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、爆風過圧（BOP）の強度と曝露頻度に依存して変動する血中バイオマーカーを考慮し、爆風誘発性外傷性脳損傷（bTBI）後の傷害を予測する有望な指標としてAβ42に着目した爆風線量-バイオマーカー動態（BxK）プラットフォームを開発・検証することである。
  • BOPの強度と頻度に基づく爆風線量応答を全身Aβペプチド動態を表現する数理モデルに統合し、APP（アミロイド前駆体タンパク質）合成量を爆風強度に比例し回復ウィンドウ内で加算的に作用すると仮定して累積曝露を取り入れたうえで、3日間の武器訓練中に低レベル爆風へ反復曝露された15名の軍人の血清における急性期Aβ単量体（モノマー）濃度と比較してモデルを検証した。
  • 本モデルは血清Aβ42濃度を平均6.5±5.2%の誤差内で予測し、モデルの実用性と爆風に対するバイオマーカーの感受性を示した。また、年齢、体重、遺伝学的因子、曝露年数、睡眠などの患者特異的因子や、血液脳関門（BBB）透過性、アミロイド原性病態、神経炎症といった病態生理学的因子の変動が実験データのばらつきの要因となり得ることが示唆された。
  • 将来的には、性特異的因子、武器システム、ストレスレベル、症状発現リスク、薬理学的治療戦略などを考慮したモデルの高精細化により較正の改善が見込まれ、病態生理学的機序のドライバーの同定や慢性転帰の予測に資する本BxKモデルの活用が、bTBIの診断・予後予測・治療戦略を変革し得ると結論づけられる。

(024) Zhang [1] ⭐

📕 書誌情報

Prediction and SHAP Analysis Integrating Morphological and Hemodynamic Parameters for Unruptured Intracranial Aneurysm Occlusion After Flow Diverter Treatment.

Hongchen Zhang, Chuanhao Lu, Zhen Hu, Deyu Sun, Liang Li, Hongxing Wu, Hua Lu, Bin Lv, Jun Wang, Shuhui Dai, Xia Li

CNS Neurosci Ther, 2025 Apr

  • Keywords: aneurysm occlusion, computational fluid dynamics, flow diverter, hemodynamic, intracranial aneurysm, morphology

  • DOI: 10.1111/cns.70386

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 3.508 ⭐
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💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータ（FD）治療後の未破裂脳動脈瘤閉塞に対する形態学的・血行力学的パラメータ統合による予測とSHAP解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバータ（FD）治療後に一部の未破裂脳動脈瘤（UIA）が長期にわたり非閉塞のまま残存する課題に対し、形態学的および血行力学的パラメータを統合した閉塞予測モデルを構築し、個別化術後管理に資することである。
  • 2018年6月から2022年12月に4つの脳血管疾患センターで単独FDにより治療された単発UIA症例を収集し、3D再構築モデルから形態学的指標を抽出、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析から血行力学的指標を算出したうえで、ロジスティック回帰、Random Forest、XGBoost、k近傍法を用いて予測モデルを作成し、反復クロスバリデーション、0.632ブートストラップおよび0.632+ブートストラップで性能を評価し、さらにSHAP（Shapley Additive exPlanations）解析により各パラメータの寄与を定量化した。
  • 79例をレビューし51例（平均年齢53.9±9.9歳、平均動脈瘤径3.72±2.72 mm；閉塞29例／非閉塞22例）を解析対象とし、追跡期間>6か月、動脈瘤破裂比（aneurysm rupture ratio: ArR）、閉塞率（occlusion ratio: OsR）、親動脈壁せん断応力（wall shear stress: WSS）、親動脈WSSの変化量の5変数を選択してモデル化した結果、ロジスティック回帰が他手法を上回りAUC>0.75の良好な予測性能を示し、SHAP解析では親動脈WSSの変化量が早期かつ高精度な予測への最大の寄与因子であることが示された。
  • 形態学的・血行力学的パラメータを統合した本予測モデルはFD治療後のUIA閉塞を堅牢に予測し、治療戦略の最適化と個別化フォローアップの意思決定支援に有用であり、臨床でのリアルタイム予測を補助するWebアプリケーションも開発された。

(025) Lyu [1] ⭐

📕 書誌情報

Investigating the role of blood models in predicting rupture status of intracranial aneurysms.

Zonghan Lyu, Mostafa Rezaeitaleshmahalleh, Nan Mu, Jingfeng Jiang

Biomed Phys Eng Express, 2025 Apr 24

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の破裂状態予測における血液レオロジーモデルの影響の検討

💬 AI 要約

  • 高リスク頭蓋内動脈瘤（IA）の選別は臨床的に重要であり、病変特異的血行動態を他情報と統合する機械学習（ML）による予測モデルが有望とされるが、血液レオロジーモデル（ニュートン流体と非ニュートン流体）の採用が破裂リスク予測に及ぼす影響は未解明であるため、本研究はその影響を検討することを目的とした。
  • 拍動流条件下で100例超の患者固有IA形状に対し、ニュートン流体モデルと非ニュートンのCarreau–Yasuda（CY）モデルを用いた非定常CFD解析を実施し、壁面せん断応力（WSS）や渦（vortex）ベースの指標などの血行力学指標を比較するとともに、流速から抽出した速度インフォマティクス（velocity informatics）特徴量でサポートベクターマシン（SVM）を学習させて破裂の有無を予測した。
  • その結果、WSS関連指標にはニュートンモデルとCYモデルで有意な差異がみられた一方、渦由来指標および速度インフォマティクス関連指標は概ね一致し、CYモデルではピークWSSの低下と振動せん断指数（OSI）の上昇が確認され、さらに速度インフォマティクスと機械学習の統合により両モデルともROC曲線下面積（AUC）>0.85の堅牢な予測性能が得られた。
  • 以上より、血液レオロジーモデル間で動脈瘤内血行動態に差異が生じるにもかかわらず、速度インフォマティクスおよび幾何学的指標に基づくMLによる破裂状態予測の性能は概ね同等であり、血液モデルの選択が機械学習ベースの判別に与える影響が限定的である可能性を示す予備的知見を提示した。

(026) Wan [2] ⭐

📕 書誌情報

Exploration of the effect of morphology and location on hemodynamics of small aneurysms: a variable-controlled study based on two cases with tandem aneurysms.

Jun Wan, Yeqing Jiang, Ligang Xu, Qimin Zhang, Guanghu Xu, Long Yu, Xinzhuo Li, Xiaolong Zhang, Shengzhang Wang

Biomed Eng Online, 2025 Apr 12

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Computed fluid dynamic, Flow diverter device, Tandem aneurysms, Tubridge

  • DOI: 10.1186/s12938-025-01379-4

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💬 AI 翻訳タイトル

小型脳動脈瘤の形態および部位が血行動態に及ぼす影響の検討：タンデム動脈瘤2症例に基づく変数制御研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバータ（flow diverter, FD）単独治療後の不完全閉塞に関連する血行動態指標に対して、小型脳動脈瘤の形態（高さ・頸部幅）および部位（内頸動脈眼動脈部の上壁 vs 下壁）が及ぼす影響を、タンデム動脈瘤2症例に基づく変数制御モデルを用いて明らかにすることである。
  • 2例のタンデム動脈瘤を対象にFD留置を模擬し、有限要素解析（finite element analysis, FEA）と数値流体力学（computational fluid dynamics, CFD）により術前・術後の血行動態を解析するとともに、原形状に基づき高さと頸部幅のみを系統的に変更したモデルを作成して、流入流量（Qinflow）、流入集中指数（inflow concentration index, ICI）、瘤内速度（va）、頸部速度（vneck）、残存流量（residual flow volume）との相関を評価した。
  • 実際の術式を再現したシミュレーションでは、両症例とも不完全閉塞を呈した動脈瘤は完全閉塞例に比べ、術後の瘤内および頸部の速度（va, vneck）と残存流量（residual flow volume）が大きかった；頸部幅の拡大によりQinflow、ICI、va、残存流量が増加し、高さの増加ではQinflowとICIは一定点まで増加する一方、vaと残存流量は低下傾向を示し、さらに内頸動脈眼動脈部の上壁に位置する動脈瘤は下壁よりもvneckが大であった。
  • 以上より、内頸動脈眼動脈部上壁に位置する、あるいは頸部幅や高さが大きい小型脳動脈瘤は、FD治療後に不完全閉塞と関連する不利な血行動態環境を呈する可能性が高く、術前計画時に慎重な配慮を要することが示され、形態が動脈瘤進展に影響するメカニズムに関する血行動態学的証拠が提供された。

(027) Li

📕 書誌情報

Dynamic response of the aortic hemodynamic status to endovascular occlusion: A computational fluid dynamics study.

Zhongyou Li, Anyu Hou, Jiyang Zhang, Fei Gao, Feng Yan, Lingjun Liu, Taoping Bai, Ming Zhang, Wentao Jiang

J Biomech, 2025 May

💬 AI 翻訳タイトル

血管内遮断に対する大動脈血行動態の動的応答：数値流体力学（CFD）研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、蘇生的大動脈内バルーン閉塞（resuscitative endovascular balloon occlusion of the aorta: REBOA）が大動脈血行動態に及ぼすリモデリング効果を解明し、出血量と初期血圧に基づく至適適応範囲を定量化することである。
  • ヒト画像由来の大動脈幾何モデルを用い、心拍出量低下と心拍数増加により10%、25%、35%、40%の出血シナリオを模擬し、胸部大動脈遮断下で血圧・脳灌流・動脈変形と出血量の関係を流体–構造連成（Fluid–Structure Interaction: FSI）解析で評価した。
  • 脳血流の耐性が50%低下すると仮定した場合、REBOAの推奨出血量範囲は約23.9–30.8%（初期血圧53–71 mmHg）であり、<16.8%（>90 mmHg）では遮断は不要、16.8–23.9%（71–90 mmHg）では生理学的範囲を超える(supraphysiological)血圧と過度な動脈壁変形を来し、>30.8%（<53 mmHg）では適正圧の達成が困難であった。
  • 以上より、REBOAは限られた出血量域でのみ有効であり、閾値を下回る／上回ると高血圧や血行動態不安定などの有害事象を招き得ることが示され、救急医療に対して重要な臨床的示唆を提供する。

(028) Vandenbulcke [1]

📕 書誌情報

Evaluating amplified magnetic resonance imaging as an input for computational fluid dynamics models of the cerebrospinal fluid.

Sarah Vandenbulcke, Paul Condron, Henri Dolfen, Soroush Safaei, Samantha J Holdsworth, Joris Degroote, Patrick Segers

Interface Focus, 2025 Apr 04

  • Keywords: amplified magnetic resonance imaging, brain tissue motion, cerebrospinal fluid, computational fluid dynamics, phase-contrast magnetic resonance imaging

  • DOI: 10.1098/rsfs.2024.0039

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💬 AI 翻訳タイトル

脳脊髄液（CSF）の計算流体力学（CFD）モデルへの入力としての増幅化磁気共鳴画像法（aMRI）の評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳室の変形が脳脊髄液（CSF）力学に密接に関連するにもかかわらず詳細計測の欠如により計算モデルで簡略化されてきたという背景の下、増幅化磁気共鳴画像法（amplified MRI: aMRI）から得た脳室変形を計算流体力学（CFD）モデルの入力として利用する妥当性を評価することである。
  • 我々はaMRIデータセットから脳室の増幅変形を抽出し、それらの非一様変形をCFDモデルに境界条件として課してCSF流量を算出し、得られた結果を生体内（in vivo）で計測された流量と比較した。
  • aMRI由来の変形により、計測と整合する拍動性パターンのCSF流動が再現された一方で、流量はノイズの影響を受けて過大となったため、計測流量に一致させるには変形を1/8倍にスケーリングする必要があった。
  • 本研究はaMRIをCSF流動のモデリングに適用した初の報告であり、脳室の非一様変形を取り込むことがCFDにおける予測の精緻化に寄与し、脳室内CSFダイナミクスの理解の深化を促進することを示した。

(029) Tsuji

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Comparison of ELAPSS Score and Computational Fluid Dynamics for Predicting Growth of Small Unruptured Cerebral Aneurysms.

Masanori Tsuji, Fujimaro Ishida, Ryuta Yasuda, Yoichi Miura, Takenori Sato, Kazuhiro Furukawa, Takeshi Okada, Keiji Fukazawa, Yasuyuki Umeda, Naoki Toma, Hidenori Suzuki

Neurol Med Chir (Tokyo), 2025 May 15

  • Keywords: computational fluid dynamics, high shear concentration ratio, small unruptured cerebral aneurysms

  • DOI: 10.2176/jns-nmc.2024-0289

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💬 AI 翻訳タイトル

小型未破裂脳動脈瘤の増大予測におけるELAPSSスコアと計算流体力学の比較

💬 AI 要約

  • ELAPSSスコアは未破裂脳動脈瘤の増大予測に用いられているが小型瘤では適用性が十分でない可能性があるため、本研究は3–5 mmの小型未破裂脳動脈瘤におけるELAPSSスコアの半定量評価と計算流体力学（CFD）由来の血行力学指標の診断精度を比較検討した。
  • 2013年1月から2022年2月までの前向き観察研究として、185例・215病変（最大径3–5 mm）を追跡画像に基づき安定群（186）と増大群（29）に分類し、形態学的指標に加えて高せん断領域比(high shear area ratio)、高せん断集中比(high shear concentration ratio)、流れ集中比(flow concentration ratio)などのCFD血行力学指標を算出し、同一コホートでELAPSSスコアも算定して群間差および増大関連因子を統計学的に解析した。
  • 形態学的指標には群間で有意差は認められなかった一方、増大群では流れ集中比が低値（0.61 vs 0.66, p=0.016）、高せん断領域比が低値（0.28 vs 0.33, p<0.001）、高せん断集中比が高値（6.39 vs 5.01, p<0.001）であり、ELAPSSスコアは群間で有意差を示さなかった。
  • 以上より、小型未破裂脳動脈瘤に限定すると、ELAPSSスコアよりもCFDに基づく血行力学指標の方が増大傾向の識別・予測能に優れる可能性が示唆された。

(030) Fujimura

📕 書誌情報

Hemodynamics in Cerebral Aneurysms and Parent Arteries With Incompletely Expanded Flow Diverter Stents.

Soichiro Fujimura, Kazuya Yuzawa, Katharina Otani, Kostadin Karagiozov, Hiroyuki Takao, Toshihiro Ishibashi, Koji Fukudome, Makoto Yamamoto, Yuichi Murayama

Int J Numer Method Biomed Eng, 2025 Apr

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータステントの不完全拡張を伴う脳動脈瘤および母血管の血行動態

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、母血管因子に起因しうるフローダイバータステント（FDS）の不完全拡張（IncompSE）が合併症や不完全閉塞に関与する血行動態学的要因を、計算流体力学（CFD）解析により同定・評価することである。
  • 内頸動脈サイフォン部の脳動脈瘤を模擬した3種類の基本幾何学モデルを作成し、ステント未留置、完全拡張（CompSE）、近位側／遠位側の不完全拡張（IncompSE）を含む計12パターンでCFD解析を系統的に実施し、体積流量（VF）、壁面せん断応力（WSS）、静圧、エネルギー損失など閉塞や合併症に関連すると報告される指標の留置前後の変化率（CR）を算出した。
  • CompSEでは動脈瘤内への体積流量（VF）が平均52.7%低下し動脈瘤壁の最大WSSも34.7%低下したのに対し、IncompSEでは動脈瘤内に高い流入・流入ジェット・渦が持続し動脈瘤頸部および母血管のWSSが上昇し、さらにCompSEで最小変化にとどまった動脈瘤壁の静圧や瘤領域を通過するエネルギー損失が増加した。
  • 以上より、FDSの不完全拡張は治療に不利な血行動態—留置前と比較した動脈瘤内血流の増加や瘤壁静圧の上昇—を惹起しうることが定量的に示され、治療効果および安全性を損なう可能性が示唆された。

(031) 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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💬 AI 翻訳タイトル

剛体および変形可能脳モデルにおける中脳水道（シルビウス水道）の脳脊髄液流動力学

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、MRI由来の三次元形状に基づき、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）の流動力学を解明し、脳組織変形および入口速度波形が予測精度に及ぼす影響を評価することである。
  • 剛体モデルでは中脳水道とクモ膜下腔のCSF速度場を再現し、水頭症条件も含めた速度波形を解析し、変形可能モデルでは流体–構造連成（FSI）シミュレーションにより脳組織の変形を取り込んで両者の予測をMRI測定と比較検証した。
  • 剛体モデルは中脳水道におけるCSF速度波形の主特性（波形形状およびピーク／トラフのタイミング）を捉え、水頭症での速度増加やクモ膜下腔の速度範囲を予測した一方、速度変動の全範囲は再現できず、対照的に変形可能モデルはMRI測定と高い一致を示し、流れの反転を含むCSF動態を的確に予測した。
  • したがって、正確なCSF流れの数値モデリングには脳組織の変形を取り込むことが不可欠であり、さらに心周期における中脳水道内速度の予測には入口波形の設定が決定的な因子であることが示された。

(032) 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

多発性脳動脈瘤における治療優先順位：流体–構造連成解析（FSI）による示唆

💬 AI 要約

  • 多発性脳動脈瘤の治療順序に関する高品質なエビデンスが乏しいなか、本研究は2病変の治療順序が異なる臨床シナリオを数値的に再現し、初回治療後に残存する動脈瘤の血行動態変化を評価することを目的とした。
  • 治療順序の判断が臨床情報のみでは困難な2個の脳動脈瘤を有する患者25例を前向きに登録し、各症例について両動脈瘤が共存するモデルと、一方の動脈瘤を仮想的に除去した2種類のモデル（計3モデル）を構築して、流体–構造連成（fluid-structure interaction: FSI）法による血流解析を実施し、ドーム部の血行力学指標を順序別に比較した。
  • 初回治療後、時間平均壁せん断応力（0.46±0.40 vs 0.54±0.44 Pa, p<0.01）および表面渦割合（surface vortex fraction）（12.73%±7.92% vs 14.26%±7.46%, p=0.02）は低下し、一方で時間平均壁せん断応力勾配（1.44±0.41 vs 1.34±0.46 Pa, p=0.04）とWSS<0.5 Paの面積割合（50.13%±33.01% vs 44.08%±34.16%, p<0.01）は増加し、残存動脈瘤ドームのWSS変化は除去した動脈瘤および残存動脈瘤の双方のドーム/ネック比（dome-to-neck ratio）と独立に相関した。
  • これらの結果は、初回治療により未治療動脈瘤の血行動態が悪化すること、ならびに治療・未治療双方のドーム/ネック比がその変化の最も強力かつ独立した予測因子であることを示し、多発性脳動脈瘤の治療優先順位決定にFSIを含む計算血行力学解析が有用な根拠を与える。

(033) Natarajan

📕 書誌情報

Four-Dimensional Visualization of Topological Fixed Points in Pulsatile Cardiovascular Flows.

Thangam Natarajan, Zainab Husain, Peter W Coppin, David A Steinman

J Biomech Eng, 2025 May 01

💬 AI 翻訳タイトル

拍動性心血管流れにおける位相幾何学的固定点の四次元可視化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、時間依存三次元ベクトル場における壁面せん断応力(WSS: wall shear stress)の固定点が病的血流ダイナミクスの代理指標となる一方で、従来の二次元可視化では四次元的(“4D”: 空間3次元+時間)挙動の全体像把握が困難であるという課題に対し、オクルージョンの低減とアニメーション依存の回避を可能にする新規可視化手法「固定点カルーセル(carousel)」を提案することである。
  • 方法として、脳動脈瘤をユースケースに、(1)三次元の動脈瘤嚢をトポグラフィックマッピング(topographic mapping)により二次元へ写像して固定点間距離と嚢の形態学的特徴を維持しつつオクルージョンを回避し、(2)これらを時間次元を一体的に提示するカルーセルモデルへ配置する、という二段構成の可視化戦略を構築し、画像ベースのCFD(computational fluid dynamics)モデルに適用した。
  • 結果として、本手法は脳動脈瘤内のWSS固定点の4D的な軌跡および相互作用を明瞭に描出し、従来手法では把握しにくい複雑で相互に異なるダイナミクスを可視化した。
  • 結論として、固定点カルーセルは固定点の運動を駆動する体積流れの多様体(manifold)の理解に向けた重要な一歩となり、心血管流体力学のみならず非生体の流体力学への応用可能性を有する汎用的可視化アプローチである。

(034) 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

冠動脈血行再建と心脳血行動態の関連性に関する計算学的研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者特異的シミュレーションにより、冠動脈狭窄の解除が冠循環および脳循環の血流に及ぼす影響を評価し、冠血行再建が心脳血行動態に与える連成効果を明らかにすることである。
  • 左主幹冠動脈に70%狭窄を有する患者特異的な心脳動脈ネットワークを再構築し、三次元非圧縮性非定常Navier–Stokes方程式を安定化P1–P1 Galerkin有限要素法と陰的2次後退差分法（BDF2）で離散化したCFDを用い、出口境界に地域血流分配モデルと集中定数型Windkesselモデルを連成し、並列Newton–Krylov–Schwarzアルゴリズムに基づくソルバで拍動流を解いた。
  • 冠血行再建により心筋血流は有意に改善し、冠血流予備量比（FFR）は0.742から0.904へ上昇した一方、主要脳動脈の血流は2.49%低下し脳虚血リスクの上昇が示唆され、さらに提案フレームワークは数千のプロセッサコアにわたり良好な並列スケーラビリティを示した。
  • 冠血行再建は心筋灌流を改善し得る一方で脳虚血性合併症の潜在的リスクを高め得るという二面的影響を明確化し、複雑かつ時間集約的な患者特異的心脳血行動態評価に適した高効率な計算的枠組みを提示した。

(035) 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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💬 AI 翻訳タイトル

Temporal Velocity-Informatics（TVI）を用いた頭蓋内動脈瘤の破裂状態予測の高精度化

💬 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）を導入し、頭蓋内動脈瘤の破裂状態の特性評価および予測精度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3次元血管モデルを再構築し、Computational Fluid Dynamics（CFD）解析により時間分解速度場を取得するとともに形態学的情報を抽出し、TVIによって空間的・時間的な流動擾乱を定量化したうえで、サポートベクターマシン（Support Vector Machine; SVM）を含む4種の機械学習（Machine Learning; ML）分類器で予測性能を評価した。
  • TVIを用いたSVMは最良の性能を示し、AUC 0.92、全体正解率86%を達成し、破裂動脈瘤の77%、未破裂動脈瘤の92%を正しく同定した。
  • これらの結果は、TVIにより得られる時空間的な流動擾乱の記述子が従来の形態学的指標を超える識別情報を提供し、頭蓋内動脈瘤の破裂状態分類を大幅に向上させ得ることを示唆する。

(036) 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

頭蓋内側壁型動脈瘤の発生部位における二次流の増幅

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内側壁型動脈瘤の形成において二次流が重要な役割を果たすという仮説に基づき、血行力学的現象と血管形態との関係を明らかにし、動脈瘤発生部位における二次流の増幅の有無を検証することである。
  • 動脈中心線に沿った垂直断面でシミュレーションされた流れ場を解析する統合的評価枠組みを構築し、各断面の速度場を中心線周りの二次流成分に分解して幾何学指標（正規化平均曲率、曲率ピーク）と直接比較し、内頚動脈（ICA）側壁型動脈瘤30症例の仮想的発生前形状に対して質的および統計解析を行い、正規化平均速度および周方向(circumferential)・半径方向(radial)・軸方向(axial)速度成分の差異を評価した。
  • その結果、動脈瘤を有する屈曲部では他の屈曲部に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）および半径方向（p=0.0057）の速度成分にも有意差が認められた一方、軸方向速度成分の差は有意ではなかった（p=0.1471）。
  • 以上より、ICAにおける側壁型動脈瘤は、症例特異的に曲率が最大となる屈曲部で生じやすく、同部位では二次流（周方向・半径方向の速度成分）が最も強いことから、動脈瘤発生の初期過程には軸方向速度よりも二次流の増幅が関与する可能性が高いと示唆された。

(037) 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

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

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤増大の競合する機序：部位別増大分布と血行力学の関連付け

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤の増大を駆動する血行力学的力と壁リモデリング機序の複合的寄与を解明するため、増大が生じる瘤壁内の特定部位と、その部位に優勢な血行力学環境との対応関係を明らかにすることを目的とした。
  • 縦断的に追跡した67例の動脈瘤の血行力学モデルを解析し、ベースラインとフォローアップモデルの位置合わせ（alignment）と距離マッピング（distance mapping）により88箇所の増大領域を同定した；さらに囊状部の解剖学（saccular anatomy）および流れ関連特性に基づいて瘤壁を部分区画化し局所血行力学を評価、部位・形態別に層別化して増大領域の分布を比較し、クラスカル–ウォリス検定およびマン–ホイットニー検定で統計学的有意性を検証した。
  • 増大は主として体部で生じ（p<0.0001）、前交通動脈（ACom）および側壁型（lateral）動脈瘤では体部増大の傾向が強い一方、中大脳動脈（MCA）および分岐部（bifurcation）動脈瘤ではドームと体部の双方で増大がみられ、頸部など囊状部位間の分布にも群間差が認められた（例：ACom対MCAの頸部、p=0.038；分岐部対側壁型の頸部、p=0.008）；中央流領域（central flow region）で増大が最多（p<0.0001）であり、AComおよび側壁型では流入域（inflow zone）と中央域での増大傾向がみられる一方（有意差なし）、MCA（p=0.001）と分岐部（p<0.0001）では中央流領域での増大が有意に多かった。
  • これらの分布から、主として前交通動脈瘤における頸部・体部・流入域での高流量の衝突ジェット（impingement jet）に伴う壁の変性／菲薄化と、中大脳動脈瘤におけるドームおよび中央流域での緩徐かつ交番的な流れに伴う壁のリモデリング／肥厚という二つの主要な増大機序（AComでは二次流（secondary flow）として後者も観察）が併存しうることが示され、部位・局所の血行力学環境を考慮した標的型のモニタリングと介入により破裂リスク低減を図る必要性が強調された。

(038) Zhai

📕 書誌情報

Discriminators of Paraclinoid Aneurysm Rupture Based On Morphological Computer-Assisted Semiautomated Measurement (CASAM) and Hemodynamic Analysis.

Xiaodong Zhai, Sishi Xiang, Jiewen Geng, Peng Hu, Chuan He, Guilin Li, Jingwei Li, Liming Zhang, Wei Yang, Hongqi Zhang

Clin Neuroradiol, 2025 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

形態学的コンピュータ支援半自動計測（CASAM）および血行動態解析に基づく傍前床突起部動脈瘤破裂の判別因子

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、コンピュータ支援半自動計測（Computer-Assisted Semiautomated Measurement: CASAM）および血行動態解析に基づき、傍前床突起部動脈瘤の破裂リスク因子を同定することである。
  • 中国Intracranial Aneurysm Project（CIAP）データベースから抽出した傍前床突起部内頚動脈（Internal Carotid Artery: ICA）動脈瘤304例（未破裂285、破裂19）を対象に、CASAMで形態パラメータを定量化し、計算流体力学（Computational Fluid Dynamics: CFD）で血行動態をシミュレーションしたうえで、単変量・多変量ロジスティック回帰により独立した破裂関連因子を抽出した。
  • 単変量解析では、うねり指数（Undulation Index: UI）および非球状指数（Nonsphericity Index: NSI）が破裂群で有意に高く、破裂例はICA外側向きよりも前方向きの位置に多かった（p=0.002）、一方、多変量解析では、UIの増大（オッズ比[OR]=1.086, 95%信頼区間[CI] 1.012–1.165; p=0.022）と低せん断応力領域（Low Shear Area: LSA）の拡大（OR=1.034, 95% CI 1.004–1.064; p=0.028）が独立した破裂リスク因子であった。
  • これらの所見は、UIの増大とLSAの拡大が傍前床突起部動脈瘤破裂の独立した判別因子であり、ICA前方向きの動脈瘤が他の向きより破裂しやすいことを示し、将来的な予測モデルの精緻化と臨床意思決定の改善に寄与し得る。

(039) Allaw [6]

📕 書誌情報

A Review of Intracranial Aneurysm Imaging Modalities, from CT to State-of-the-Art MR.

Sammy Allaw, Kameel Khabaz, Tyler C Given, Dominic Montas, Roberto J Alcazar-Felix, Abhinav Srinath, Tareq Kass-Hout, Timothy J Carroll, Michael C Hurley, Sean P Polster

AJNR Am J Neuroradiol, 2025 Jun 03

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の画像モダリティの総説：CTから最先端MRまで

💬 AI 要約

  • 本総説の目的は、頭蓋内動脈瘤（IA）管理における画像診断の現状と課題を概観し、CT/CTA/DSAおよび各種MRシーケンスから、MR血管壁イメージングやダイナミック造影MRI（DCE-MRI）、数値流体力学（CFD）などの最先端技術、さらに人工知能（AI）の統合までを俯瞰して、破裂前の不安定性を検出・層別化する非侵襲的バイオマーカーの可能性を明確化することである。
  • 方法として、既存のモダリティ（CT、CTA、デジタルサブトラクション血管造影（DSA）、FLAIR、3D TOF-MRA、造影MRA）と新規のMR技術（MR血管壁イメージング、DCE-MRI）およびCFDを体系的に整理し、IAの診断およびリスク層別化パイプライン（pipeline）へのAIソフトウェアの現状と統合方法を評価し、加えて当院の撮像パラメータを提示した。
  • その結果、低リスクと見なされがちな<7 mmの破裂例が多いという現状を踏まえ、サイズや形態を超えて血管壁炎症、透過性、血行動態を評価できる先進MR技術がAIモデルと相補的に用いられることで、より精緻な不安定性評価へのパラダイム転換をもたらし得ることを示し、IA画像診断に利用可能なモダリティ／シーケンスを体系的に整理した実践的リソースを提供した。
  • 結論として、本総説はIAの特性評価に焦点を当てたプロトコール構築を支援するための最新かつ組織化された知見と撮像パラメータを提示し、先進MRとAI／CFDの統合による診断・リスク層別化の高度化に資する学術的基盤を提供する。

(040) Kliś

📕 書誌情報

Can β-blockers prevent intracranial aneurysm rupture?: insights from Computational Fluid Dynamics analysis.

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

Cardiovasc Res, 2025 Apr 08

💬 AI 翻訳タイトル

β遮断薬は頭蓋内動脈瘤破裂を予防し得るか：数値流体力学(CFD)解析からの知見

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、降圧薬の薬効群、とりわけβ遮断薬の内服が脳動脈瘤ドームの血行動態指標に及ぼす影響を、数値流体力学(CFD)解析により検証することである。
  • 入院時の既往歴・内服薬および血圧を記録し、各症例の脳動脈瘤ドームと親動脈を3次元再構築したうえで、OpenFOAMを用い、血液をニュートン流体とする非圧縮性非定常ソルバを適用し、ドプラ超音波で得た患者別の内頸動脈血流速度波形を流入境界条件としてCFD解析を行い、壁面せん断応力勾配(WSSG)、振動性せん断指数(OSI)、表面渦分率(Surface Vortex Fraction, SVF)などの瘤内指標を算定した横断研究である（対象72例・未破裂動脈瘤91個）。
  • β遮断薬内服歴は動脈瘤パラメータに有意な差を示し、β遮断薬群は動脈瘤ドーム径が小さく（5.09±2.11 mm vs 7.41±5.89 mm、P=0.03；10 mm超は0% vs 17.0%）、CFD上のWSSG、OSI、SVFが低値であり、共変量を調整後もOSI（F[1,48]=6.51, P=0.01）およびSVF（F[1,48]=4.36, P=0.04）の差は有意であった。
  • これらの所見は、β遮断薬内服が動脈瘤嚢内の血行動態をより好ましい状態に修飾し得ることを示唆し、破裂予防への潜在的効果を支持する一方で、他の降圧薬クラスには関連が認められず、本研究は横断研究であるため因果関係の確証には前向き研究が必要である。

(041) Altındağ [3]

📕 書誌情報

Determining flow stasis zones in the intracranial aneurysms and the relation between these zones and aneurysms' aspect ratios after flow diversions.

Batı Altındağ, Ali Bahadır Olcay, Muhammed Furkan Tercanlı, Cem Bilgin, Bahattin Hakyemez

Interv Neuroradiol, 2025 Apr

  • Keywords: Computational fluid dynamics (CFD), FRED4518, empirical equation, flow stasis zones, weightless blood particles

  • DOI: 10.1177/15910199231162878

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    • FWCI: 0.818
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💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーター留置後の頭蓋内動脈瘤における血流うっ滞領域の同定と、それらの領域と動脈瘤アスペクト比との関連

💬 AI 要約

  • フローダイバーターステント（FDS）は広く用いられるが同一デバイスでも患者間で動脈瘤内血行動態が予期せぬ挙動を示し治療成績にばらつきが生じるため、本研究は頭蓋内動脈瘤における血流うっ滞領域の決定法とフローダイバーター留置後の動脈瘤アスペクト比との関係を解明し、うっ滞量を推定する経験的相関および分割表（contingency table）解析を提示することを目的とした。
  • 患者特異的形状に基づき6例の頭蓋内動脈瘤に対するFRED4518の留置を数値的に評価し、CFD結果を後処理して無慣性（質量なし）の流体粒子の時間発展から動脈瘤頸部での流入・流出と停滞域の形成を同定した。
  • 6症例の統計解析では、アスペクト比が0.75を超える動脈瘤ではFRED4518により大きな血流うっ滞域が形成され、アスペクト比が0.65未満の動脈瘤では動脈瘤嚢内に長時間滞留する粒子数に基づき小さい停滞域にとどまることが示された。
  • これらの知見に基づき、動脈瘤の形態学的特性を考慮してFRED4518留置後の動脈瘤嚢内平均速度の大きさと血流うっ滞量を推定する患者特異的な経験式を無慣性粒子解析に基づき文献上初めて導出し、本シミュレーション結果とデータ駆動の式は留置前にうっ滞量を予見して脳血管内治療医および放射線科医の意思決定を支援しうることが示唆された。

(042) Mantilla [1]

📕 書誌情報

Heterogeneous model to evaluate CFD in intracranial bifurcation aneurysms treated with the WEB device to predict angiographic outcome.

Daniel Mantilla, Alain Berod, Andrés F Ortiz, Daniela D Vera, Franck Nicoud, Vincent Costalat

Interv Neuroradiol, 2025 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

WEBデバイス治療頭蓋内分岐部動脈瘤における血管造影転帰予測のためのCFD評価に資するヘテロジニアスモデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、マーチングキューブ法に基づくヘテロジニアスモデルを用いた計算流体力学（CFD）解析により、WEB（Woven EndoBridge）デバイス留置前後の頭蓋内分岐部動脈瘤の血行力学的パラメータ・指標を定量化し、完全閉塞との関連を明らかにして血管造影転帰の予測能を評価することである。
  • 単層WEBデバイスで治療された27例の頭蓋内分岐部動脈瘤からマーチングキューブ法で3次元モデルを作成し、デバイスの有無でCFD計算を行い、entry concentration index（ICI）、FN、SRa、MATTなどの指標を算出した。
  • 解析の結果、完全閉塞を達成した症例ではWEB留置前のICIが低値であり、治療前後いずれにおいてもFNが高値であった一方、非閉塞例では治療後のSRaが低く、MATTは治療前後ともに高値であることが有意に示された。
  • これらの所見は、ヘテロジニアスモデルに基づくCFD指標がWEB治療後の血管造影転帰の判別・予測に有用であり、治療戦略立案および術後フォローアップに資する可能性を示唆する。

(043) Mantilla

📕 書誌情報

Geometry of intracranial aneurysms and of intrasaccular devices may influence aneurysmal occlusion rates after endovascular treatment.

Daniel Mantilla, Alain Berod, Andrés F Ortiz, Daniela D Vera, Franck Nicoud, Vincent Costalat

Interv Neuroradiol, 2025 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤および囊内デバイスの幾何学的特性は血管内治療後の動脈瘤閉塞率に影響を及ぼし得る

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、Woven EndoBridge (WEB) デバイス留置シミュレーションの前後における頭蓋内動脈瘤の解剖学的およびデバイス関連パラメータ/指標をComputational Fluid Dynamics (CFD) により定量化し、完全閉塞との関連を明らかにすることである。
  • Marching Cubes法に基づく不均質モデル（heterogeneous model）を用いて、単層式WEBデバイスで治療された分岐部頭蓋内動脈瘤27例の三次元モデルを作成し、CFDにより解剖学的およびデバイス関連パラメータを評価した。
  • CFD解析では、閉塞不全例において動脈瘤体積Vaが0.39 ± 0.09（対 完全閉塞例 0.25 ± 0.18、p=0.025）、体積/頸部表面積比Ra（volume-to-neck surface ratio）が1.54 ± 0.14（対 1.32 ± 0.17、p=0.021）と有意に高値であった。
  • これらの結果は、WEBによる囊内血管内治療後の完全閉塞達成に対して、動脈瘤体積Vaおよび体積/頸部表面積比Raが負の影響因子となり得ることを示し、幾何学的・デバイス関連指標に基づく治療成績予測とデバイス選択の最適化に寄与する知見を提供する。