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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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    • 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：2025-04-01 - 2025-06-30
    • 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) 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 10
    • FWCI: 5.6139 ⭐
    • Citation Percentile: 96.53 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

剛体および変形可能な脳モデルにおける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、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から構築した三次元形状に基づき、剛体脳モデルおよび流体構造連成（fluid-structure interaction：FSI）を考慮した変形可能な脳モデルを用いて、AoSおよびくも膜下腔におけるCSF流れを数値解析した。
  • 剛体モデルは、AoSにおけるCSF速度波形の主要な特徴、特に波形ならびに速度のピークおよび谷の出現時期を再現し、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内の速度変動全体を十分には表現できなかった。一方、変形可能な脳モデルは脳組織の変形による影響を反映し、MRI測定値と良好に一致するとともに、CSF流動動態および流れの反転を効果的に予測した。
  • 以上の結果は、AoSにおけるCSF流れを高精度にモデル化するには脳組織の変形を考慮することが重要であり、さらに心周期中のAoS内速度予測には流入波形の設定が決定的な影響を及ぼすことを示している。

(002) Allaw [10]

📕 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

CTから最先端MRまで：頭蓋内動脈瘤画像診断モダリティのレビュー

💬 AI 要約

  • 本総説の目的は、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm：IA）の診断、特徴づけ、および破裂前の不安定性・破裂リスクの層別化に用いられる画像診断モダリティを包括的に検討することである。
  • そのため、CT、CT血管造影（CTA）、デジタルサブトラクション血管造影（DSA）、FLAIR、3D time-of-flight MR血管造影（3D TOF-MRA）、造影MR血管造影（contrast-enhanced MRA）などの確立された手法に加え、血管壁MRI、dynamic contrast-enhanced MRI、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）などの新規MR技術、および人工知能（artificial intelligence：AI）ソフトウェアの診断・リスク層別化への統合を概説し、各種撮像法の施設内スキャンパラメータも提示した。
  • その結果、従来の大きさや形態に基づく評価に加えて、血管壁の炎症、透過性、血行動態を評価できる先進的MR技術とAIモデルが、IAの不安定性をより精緻に検出・層別化する新たな枠組みを提供することが示された。
  • 本総説は、破裂・未破裂IAの管理および画像診断プロトコルの構築に役立つ、利用可能な画像診断モダリティと撮像シーケンスを整理した最新の実践的概説を提供するものである。

(003) 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

頭蓋内動脈瘤増大の競合する経路：局所的増大分布と血行力学の関連付け

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤壁における増大部位と局所的な血行力学的条件との関係を明らかにし、動脈瘤拡大をもたらす主要な機序を解明することを目的とした。
  • 長期追跡された67個の動脈瘤について血行力学モデルを解析し、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って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く壁領域を設定し、局所血行力学および増大分布を動脈瘤の部位と形態別に評価した。
  • 増大は主として動脈瘤体部に生じ（p < 0.0001）、前交通動脈（ACom）動脈瘤（p < 0.0001）および側方型動脈瘤（p = 0.002）では体部における増大傾向が強かった一方、中大脳動脈（MCA）動脈瘤（p < 0.0001）および分岐部動脈瘤（p = 0.0001）ではドーム部と体部の双方に増大が認められ、血流領域では中央血流領域での増大が最多であった（p < 0.0001）。
  • 以上の結果から、主としてACom動脈瘤において頸部・体部・流入領域の高流量衝突ジェットが壁の変性および菲薄化を引き起こす機序と、主としてMCA動脈瘤においてドーム部・中央血流領域の低速かつ振動性の血流が壁のリモデリングおよび肥厚を促進する機序という、相互に競合し得る二つの増大機序が示され、動脈瘤の部位ごとに異なる血行力学的環境を考慮した標的 monitoring と破裂リスク低減のための介入の必要性が示唆された。

(004) Deshpande [9] ⭐

📕 書誌情報

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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    • Cited by: 9
    • FWCI: 7.0183 ⭐
    • Citation Percentile: 97.41 ⭐

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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、および疾患への関与に関する知見

💬 AI 要約

  • 本総説は、脳血管形態が脳の健康、脳血流（cerebral blood flow：CBF）、およびさまざまな神経疾患の病態形成に及ぼす影響を明らかにすることを目的とする。
  • 健康者および疾患患者における脳血管網の解剖学的構造とその変異を概説し、ウィリス動脈輪（Circle of Willis）の完全性や解剖学的異常、側副循環、ならびに加齢に伴う血管形状・血管密度の変化について、脳血流および神経疾患との関連から検討した。
  • 脳血管構造の正常変異は虚血イベントへの易罹患性に影響し、加齢に伴う血管リモデリングはアルツハイマー病や血管性認知症などの神経疾患に関与することが示されたほか、医用画像技術と計算手法の進歩により、急性および慢性の脳血管障害における病的変化の自動的・定量的評価が可能となっている。
  • 本総説は、機械学習（machine learning）や計算流体力学（computational fluid dynamics）を含む新興技術が、脳血管形態に基づく疾患リスクおよび患者転帰の予測に有用であり、脳疾患の早期診断と新規治療法の開発には脳血管リモデリングの理解が重要であることを示している。

(005) 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

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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

時間速度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向上

💬 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し、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り、この手法を時間速度インフォマティクス（temporal velocity-informatics：TVI）と命名した。
  • 既知の破裂状態を有するIA患者112例の画像データを用いて3次元モデルを再構築し、数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）シミュレーションにより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攪乱を定量化した。
  • 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、TVIを用いたSVMが最も優れた性能を示し、曲線下面積（area under the curve：AUC）は0.92、全体の正解率は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%を正しく識別しており、時間分解速度場の空間的・時間的特徴を利用するTVIが、IAの破裂状態を非侵襲的に評価するための有用な手法となり得ることが示された。

(006) Soresina [5] ⭐

📕 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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    • Cited by: 5
    • FWCI: 3.0822 ⭐
    • Citation Percentile: 91.22 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

Wiskott-Aldrich症候群およびX連鎖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

  • 本研究は、Wiskott-Aldrich症候群（WAS）またはX連鎖血小板減少症（XLT）患者における長期的な臨床転帰、遺伝子型・表現型相関、および感染症、自己免疫、悪性腫瘍などの合併症リスクを評価することを目的とした。
  • 2004年1月から2018年12月まで、WAS遺伝子変異が同定された患者をWAS/XLT IPINetレジストリに登録し、イタリアAIEOP-IPINet参加施設において診断時から毎年評価したデータを、ウェブベースの中央登録システムを用いて前向きに収集・解析した結果、WAS 92例およびXLT 25例の計117例を対象とし、追跡期間中央値は6年（範囲1～30年、総観察期間1110患者年）であった。
  • 診断時にはWAS患者でのみ敗血症、髄膜炎、脳膿瘍、ヘルペス感染症、カンジダ感染症などの侵襲性感染症が認められ、WASにおける主な自己免疫症状は溶血性貧血（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；同種造血幹細胞移植（HSCT）は71例（61%）、自家造血幹細胞遺伝子治療（HSC-GT）は10例（8.5%）、脾臓摘出術は16例（14%）に実施され、25年追跡時のWAS患者の全生存率はHSCT後で75%（2000年をカットオフとすると80%超）であり、ハプロ同種HSCTまたは遺伝子治療を受けた患者の5年生存率は100%であった一方、XLT患者25例の20年全生存率は83%で、15年時点における感染症および自己免疫疾患の累積発生率はそれぞれ100%および19%であった。
  • WASおよびXLTの転帰が多様であることが示され、この知見は両疾患患者の管理に関する最新の推奨策の策定に寄与し得るとともに、XLT患者における感染症・自己免疫事象のリスクおよびHSCTを含む治療の長期的影響を推定するための評価手段の拡充が必要であることを示唆する。

(007) Nagy [4] ⭐

📕 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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    • Cited by: 4
    • FWCI: 3.0835 ⭐
    • Citation Percentile: 91.23 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

安定した前交通動脈瘤および中大脳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

  • 本研究は、前交通動脈（ACOMM）瘤および中大脳動脈（MCA）瘤を対象として、動脈瘤の破裂挙動に影響を及ぼす形態学的、血行力学的および構造力学的因子を明らかにすることを目的とした。
  • MCA瘤またはACOMM瘤を有する116例（破裂瘤81例、安定瘤35例）のデータを用い、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）および流体構造連成解析（fluid-structure interaction：FSI）により動脈瘤をモデル化し、動脈瘤角度、壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）、相当ミーゼス応力（equivalent Mises stress）などを評価した；さらに、Mann–WhitneyのU検定ならびに単変量・多変量回帰分析を用いて、血管部位および破裂状態間の差異と関連因子を検討した。
  • 破裂したMCA瘤とACOMM瘤の間では、評価したパラメータに有意差は認められなかった一方、安定したACOMM瘤では、MCA瘤と比較して動脈瘤角度が大きく、壁相当応力および動脈瘤と親動脈における最大WSS比が低かった；また、回帰分析では動脈瘤角度の統計学的有意性が支持された。
  • これらの結果は、安定した動脈瘤ではMCA瘤とACOMM瘤の間に形態学的・血行力学的差異が存在し、MCA瘤はより高い壁応力に耐え得る一方、ACOMM瘤は大きな動脈瘤角度のため、MCA瘤が安定を維持できる応力レベルでも破裂しやすい可能性を示しており、破裂リスク評価の精度向上には、形態学的、血行力学的および構造力学的因子に加えて、安定瘤と破裂瘤を区別することが重要である。

(008) Stahl [4] ⭐

📕 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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    • Cited by: 4
    • FWCI: 3.0835 ⭐
    • Citation Percentile: 91.02 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

患者別頭蓋内動静脈奇形の血行動態をマルチモーダル画像に基づいて評価する実現可能性研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、複雑な血管構築を有する頭蓋内動静脈奇形（AVM）について、マルチモーダル画像データを用いて広範な血管領域およびnidus周辺血管を含む患者別3次元モデルを構築し、血行動態を評価するワークフローの実現可能性を検証することである。
  • 3例のAVMを対象に、3次元回転血管造影、磁気共鳴血管造影、磁気共鳴静脈造影、および位相コントラスト定量的磁気共鳴画像法（phase-contrast quantitative magnetic resonance imaging）を用いて各血管区画を分割し、それらを統合して大規模な神経血管モデルを構築した後、患者別の流量計測値を境界条件とする画像ベース血流シミュレーションを実施した。
  • 血管分割により、現実的なnidus血管を含む動静脈形態全体の包括的な3次元モデルが得られ、血行動態シミュレーションでは複雑な血管構造における現実的な血流挙動が示された；2例では、流入動脈は対側血管と比較して高い壁面せん断応力（WSS）および血流速度を示し、流入動脈の平均WSSは20.1 ± 17.3 Paで、流出静脈の8.9 ± 5.9 Paより62%高かったほか、後交通動脈における体積流量方向の変化から、全例でnidusへの血流分布が優位な循環側へ偏位することが定量化された。
  • 以上より、本研究は、複雑な画像データに基づいて大規模AVMモデル内の詳細な血流を予測するマルチモーダル画像解析ワークフローの実現可能性を示し、構築された血行動態モデルは、遠位血管床の血流パターンに影響を及ぼす血管内治療のモデル化に活用できる基盤となる。

(009) Jreij [4]

📕 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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    • Cited by: 4
    • FWCI: 1.8389
    • Citation Percentile: 82.28

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💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈プラークの破綻および脳卒中に関連する生体力学的応力の系統的レビュー

💬 AI 要約

  • 本研究は、頸動脈プラークに作用する生体力学的応力と、プラーク破綻、脳梗塞、脳卒中などの有害転帰との関連を評価することを目的とした。
  • PubMed、Embase、およびWeb of Scienceを用いて、ヒト頸動脈プラークを対象とし、患者固有の血管形状に基づいて粥状動脈硬化病変内または病変に作用する流れ関連の生体力学的応力を測定し、頸動脈プラーク関連の有害転帰を報告した研究を系統的に検索した。
  • 5635報中154報が適格基準を満たし、主に磁気共鳴画像（58.4%）および超音波検査（25.3%）から得た患者固有の血管形状を用いて、数値流体力学（computational fluid dynamics；31.8%）、有限要素解析（10.4%）、流体構造連成モデル（fluid-structure interaction model；27.3%）、生体内測定（29.9%）、およびin vitro評価（0.6%）により応力が算出された；壁面せん断応力（wall shear stress；WSS）とプラーク壁応力（plaque wall stress；PWS）が最も頻繁に評価され、最大主PWSおよびWSSはいずれも有害転帰を示す患者で上昇し、PWSが160 kPa超の場合には有害事象の識別において感度80%超、特異度75%超を示し、WSSが50 dyn/cm²超の場合には感度100%、特異度67%を示した。
  • 文献間には対象数、研究デザイン、画像撮像・画像処理法、評価した応力、および転帰の不均一性が存在するものの、PWSおよびWSSの増加は頸動脈プラークの有害転帰と一貫して関連し、中等度から高い感度および特異度で転帰を予測したことから、これらの関連性を大規模な前向き研究で検証する必要がある。

(010) 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

冠動脈再血行再建術と心脳血行動態の関連に関する計算論的研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、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患者個別化シミュレーションにより評価し、冠動脈再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。
  • 左冠動脈主幹部に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次後退差分法を用いて、非圧縮性3次元非定常Navier–Stokes方程式を数値的に解いた；流出境界には集中定数Windkesselモデルと連成した局所血流分布モデルを適用し、スケーラブルなNewton–Krylov–Schwarzアルゴリズムに基づく並列ソルバーによって拍動性血流を計算した。
  • 冠動脈再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、提案手法は数千個のプロセッサコアにわたって良好な並列スケーラビリティを示した。
  • 本研究は、冠動脈再血行再建術が心筋灌流を改善する一方で、脳虚血性合併症のリスクを潜在的に高め得るという二面的な影響を明らかにし、複雑で計算負荷の高い患者個別化心脳血行動態解析に適用可能な効率的計算基盤を提示した。

(011) Ichimura [3]

📕 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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    • Cited by: 3
    • FWCI: 2.5697
    • Citation Percentile: 88.98

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💬 AI 翻訳タイトル

速度の境界制御を用いた変分法による脳動脈瘤内血流のデータ同化のための実用的戦略

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者個別化された脳動脈瘤内血流を評価するために、計算コストが高い変分データ同化（variational data assimilation；DA）を実用化する戦略を提案することである。
  • そのため、計算流体力学（computational fluid dynamics；CFD）と4次元フロー磁気共鳴画像法（4D flow magnetic resonance imaging；4D flow MRI）による動脈瘤内速度データを変分DAと組み合わせ、動脈瘤頸部境界における時空間的な速度分布を推定する逆問題を、状態変数の時間変化をフーリエ級数展開で表すモデル次数低減（model order reduction）により解決した。
  • CFDから生成した合成データを用いた数値検証では、提案手法はCFDを真値として優れた一致を示し、速度の不一致は4～7％であった；また、3例の患者個別データを用いた血流推定では、速度の不一致は35～63％であり、主血管分枝を用いた従来のCFDの半分未満に抑えられ、4D flow MRIにおける非物理的な速度分布も低減された。
  • 動脈瘤内領域のみに焦点を当てる本DA戦略は、従来のCFDより高い信頼性で動脈瘤内の個別化血流を評価し、既存のDA手法より効率的に解析できる有望な方法である。

(012) Fujimura [3]

📕 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

不完全拡張型フローダイバーターステント留置時における脳動脈瘤および親動脈の血行動態

💬 AI 要約

  • 本研究は、フローダイバーターステント（flow diverter stent：FDS）の不完全拡張（incomplete stent expansion：IncompSE）に関連する血行動態パラメータを、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析によって明らかにすることを目的とした。
  • 内頸動脈サイフォン部に発生した脳動脈瘤を模擬する3種類の基本形状を作成し、留置前、完全拡張（complete stent expansion：CompSE）、ならびに遠位側および近位側のIncompSEを含む計12条件でCFD解析を実施した；さらに、FDS留置後の動脈瘤閉塞または合併症に影響すると報告されている血行動態パラメータを評価し、留置前後の変化率（change rate：CR）を算出した。
  • CompSEでは、動脈瘤内への体積流量（volume flow：VF）および動脈瘤壁における最大壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）が平均してそれぞれ52.7％および34.7％低下したのに対し、IncompSEでは動脈瘤内のVF増加、流入ジェットおよび渦の形成、動脈瘤頸部と親動脈におけるWSSの上昇が認められ、さらに動脈瘤壁の静圧および動脈瘤領域を通過するエネルギー損失も増加した。
  • 以上の結果から、FDSのIncompSEは、留置前と比較して動脈瘤内への血流および動脈瘤壁圧を増加させるなど、治療に適さない血行動態変化を誘発し、不完全な動脈瘤閉塞や合併症のリスクに関与する可能性が示唆された。

(013) Thiyagarajah [3]

📕 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 3
    • FWCI: 2.3277
    • Citation Percentile: 88.29

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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、血管壁厚および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予測のために提案された多変量予測モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ヒト頭蓋内脳動脈におけるエラスチン厚の血管領域間差を明らかにし、脳血管の生体力学的応答および流体構造連成（fluid-structure interaction）解析モデルに利用可能な基準データを提供することであった。
  • ホルマリン固定された5体のヒト剖検頭部から、両側の17種類の脳血管領域に由来する160個の正常脳動脈標本を採取し、Van Gieson染色によってエラスチンを可視化した後、2名の評価者が各標本の5か所におけるエラスチン厚をAperio ImageScopeで測定し、混合効果モデルを用いた反復測定回帰分析を実施した。
  • 前方循環の血管におけるエラスチン厚は平均6.01 µm、後方循環では4.4 µmであり、両者の間に有意差が認められた（p<0.05）；さらに、前方循環または後方循環、血管径および血管壁厚を組み合わせた2つのエラスチン厚予測モデルが提示され、これらの因子を組み合わせることで有意な予測性能が示された。
  • エラスチン厚は前方循環血管と後方循環血管で有意に異なり、この差は両循環領域における脳動脈瘤破裂リスクの相違を説明し得るほか、術前画像から取得可能な血管位置、血管径および血管壁厚に基づく予測モデルは、脳血管病変の予測を目的とした流体構造連成解析における血管壁パラメータの高精度化に寄与すると考えられる。

(014) Suzuki [3]

📕 書誌情報

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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    • FWCI: 2.3277
    • Citation Percentile: 87.71

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💬 AI 翻訳タイトル

機械学習手法を用いた頭蓋内動脈瘤の数値流体力学解析のための患者個別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、頭蓋内動脈瘤の数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析における計算条件として用いる患者個別の見かけ血液粘度を、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った。
  • 頭蓋内動脈瘤患者15例を対象として、同日に測定した血液粘度、密度および血液検査結果を用い、データを4：1の割合で学習データセットとテストデータセットに分割したうえで、せん断速度と12項目の血液検査値を入力とする柔軟モデル、およびヘマトクリット値のみを入力とする単純モデルを機械学習による回帰モデルとして構築し、測定した見かけ血液粘度を出力とした；さらに、コイル形状の有無を考慮したCFD解析を実施し、各粘度モデルを評価した。
  • 予測粘度の二乗平均平方根誤差（root mean squared error：RMSE）は、柔軟モデルで0.136 mPa·s、単純モデルで0.226 mPa·sであり、CFD解析で算出された時間平均・空間平均速度および時間平均・空間平均壁面せん断応力のRMSEは、それぞれ0.01 m/s未満および0.21 Pa未満であった。
  • せん断速度および血液検査項目から患者個別の見かけ血液粘度を予測する機械学習回帰モデルが構築され、本予測モデルにより、個々の患者の血液検査結果から見かけ血液粘度を高精度に推定できる可能性が示された。

(015) Yin [3]

📕 書誌情報

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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💬 AI 翻訳タイトル

数値流体力学およびCT灌流指標を用いた機械学習による前方循環脳梗塞の分類

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、CT灌流画像、血管解剖学的特徴、数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）および機械学習を統合し、中国虚血性脳卒中サブ分類（Chinese Ischemic Stroke Subclassification：CISS）に基づいて、頭蓋内アテローム性動脈硬化性狭窄（intracranial atherosclerotic stenosis：ICAS）に起因する前方循環脳梗塞の発症機序を分類することである。
  • 頭蓋内アテローム性動脈硬化性狭窄を有する118例を対象に後ろ向き解析を行い、一元配置分散分析（one-way ANOVA）およびnested cross-validationにより主要指標を選択し、相関ヒートマップで可視化したうえで、決定木により最適な閾値を同定した；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曲線により評価した。
  • 最大到達時間（Time to Maximum：Tmax）4.0秒超、壁面せん断応力比（wall shear stress ratio：WSSR）、圧力比および面積狭窄率が最も予測力の高い指標として同定され、Tmax 4.0秒超に対応する134.0 mLおよびWSSR 86.51などの閾値が脳梗塞サブタイプを効果的に識別した；ロジスティック回帰モデルが最も良好な性能（AUC＝0.91、AP＝0.85）を示し、Naive Bayesモデルがこれに続いた。
  • CT灌流、血管形態、CFDおよび機械学習を組み合わせた本マルチモーダル手法は、前方循環ICASにおける脳梗塞発症機序を効果的に鑑別でき、より精密な診断および個別化治療を支援する臨床的有用性が期待される。

(016) Zhang [3]

📕 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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    • FWCI: 2.3126
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💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーター治療後の未破裂頭蓋内動脈瘤閉塞予測：形態学的パラメータと血行力学的パラメータを統合した予測およびSHAP解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、形態学的パラメータと血行力学的パラメータを統合し、フローダイバーター（FD）治療後の未破裂頭蓋内動脈瘤（UIA）の閉塞を予測するモデルを構築することを目的とした。
  • 2018年6月から2022年12月までに4施設で単独FD治療を受けた単発UIA患者を対象とし、3次元再構成動脈瘤モデルから形態学的パラメータを取得するとともに、数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析から血行力学的パラメータを算出し、ロジスティック回帰、Random Forest、XGBoost、K-Nearest Neighborsなどの機械学習アルゴリズム、反復交差検証、0.632ブートストラップおよび0.632+ブートストラップによって予測モデルを評価し、SHAP（Shapley additive explanation）解析により各パラメータの寄与を検討した。
  • 79例中、選択基準を満たした51例では、平均年齢は53.9±9.9歳、平均動脈瘤径は3.72±2.72 mmで、29例が閉塞し22例が非閉塞であり、6か月を超える追跡期間、動脈瘤破裂比（ArR）、閉塞比（OsR）、親動脈壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）、および親動脈WSSの変化量の5変数がモデル構築に選択された；ロジスティック回帰は他のアルゴリズムを上回り、曲線下面積（area under the curve：AUC）0.75超の良好な予測性能を示し、SHAP解析では親動脈WSSの変化量が正確かつ早期の予測に最も大きく寄与した。
  • 形態学的および血行力学的パラメータを統合した本研究の頑健な予測モデルは、FD治療後のUIA閉塞予測を可能にし、さらに開発されたウェブアプリケーションソフトウェアとともに、治療戦略の最適化および個別化された術後管理における臨床意思決定を支援する可能性がある。

(017) Vandenbulcke [3]

📕 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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    • FWCI: 1.6842
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💬 AI 翻訳タイトル

脳脊髄液の数値流体力学モデルへの入力としての増幅磁気共鳴画像の評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳脊髄液（CSF）数値流体力学（CFD）モデルの入力として増幅磁気共鳴画像（amplified magnetic resonance imaging：aMRI）を利用する実現可能性を評価することを目的とした。
  • aMRIデータセットから脳室の増幅変形を推定し、その変形をCFDモデルに付与したうえで、得られたCSF流量を生体内（in vivo）で測定された流量と比較した。
  • aMRIに基づく変形によって、測定された流れと整合する拍動性のCSF流れが再現されたが、流量にはノイズが含まれ、かつ増大する傾向が認められたため、測定流量に一致させるには変形量を8分の1にスケーリングする必要があった。
  • 本研究はaMRIをCSF流動のモデル化に初めて適用したものであり、不均一な脳室変形を組み込むことが、より詳細な予測を可能にし、脳室内CSF動態の理解を深めることを示した。

(018) 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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    • Cited by: 3
    • FWCI: 0.4789
    • Citation Percentile: 61.89

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における血流停滞領域の特定と、フローダイバーター留置後の同領域と動脈瘤アスペクト比との関係

💬 AI 要約

  • 本研究は、フローダイバーターステント（flow diverter stent：FDS）留置後に一部の患者で期待どおりの治療効果が得られない機序を解明し、動脈瘤嚢内の血流停滞領域を推定するための経験的相関式および分割表解析を提案することを目的とした。
  • 患者ごとの動脈瘤形状に基づき、6例の頭蓋内動脈瘤にFRED4518 FDSを留置した数値解析を実施し、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）シミュレーション結果から、各動脈瘤内における質量を無視した血液粒子の時間的挙動を解析した。
  • 血流停滞領域の形成、動脈瘤頸部における流入・流出血流、および6例の統計解析から、動脈瘤アスペクト比が0.75を超える場合、FRED4518は大きな血流停滞領域を形成する一方、アスペクト比が0.65未満の場合には、動脈瘤嚢内に滞留する血液粒子数に基づき小さな血流停滞領域しか形成しないことが示された。
  • 本研究では、質量を無視した流体粒子の解析結果に基づき、FRED4518留置後の動脈瘤の形態学的特徴から停滞血流領域の量および動脈瘤嚢内の平均血流速度を推定する患者固有の経験式を、文献上初めて導出した；この数値シミュレーションおよび患者データに基づく式は、FRED4518留置前に血流停滞領域の程度を予測する手段を提供し、脳血管内治療医および放射線科医の治療計画に寄与し得る。

(019) Lyu [2]

📕 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モデルの役割の検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ニュートン流体モデルおよび非ニュートン流体モデルの採用が、機械学習（ML）に基づく頭蓋内動脈瘤（IA）の破裂リスク予測に及ぼす影響を明らかにすることである。
  • 100例を超える患者個別化IA形状を対象として、拍動性流入条件下でニュートン流体モデルおよびCarreau–Yasuda（CY）モデルを用いた非定常計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施し、壁面せん断応力（WSS）、渦に基づくパラメータ、ならびに流速から抽出したvelocity informatics特徴量を解析するとともに、サポートベクターマシン（SVM）による破裂状態予測モデルを構築した。
  • ニュートン流体モデルとCYモデルの間ではWSS関連指標に有意な差が認められた一方、流れの渦およびvelocity informaticsから導出されたパラメータは一致した；また、非ニュートン流体であるCYモデルでは、他の研究と同様に最大WSSが低く、振動せん断指数（OSI）が高くなったが、velocity informaticsと機械学習を統合した予測モデルは、両血液モデルにおいて良好な性能（曲線下面積［AUC］>0.85）を示した。
  • 本予備的研究は、2種類の血液レオロジーモデル間で動脈瘤内血行動態に差異が認められるにもかかわらず、velocity informaticsおよび幾何学的パラメータに基づくML破裂状態予測は同等の結果を示し得ることを明らかにした。

(020) Bateman [2]

📕 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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    • Cited by: 2
    • FWCI: 1.5417
    • Citation Percentile: 81.92

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💬 AI 翻訳タイトル

多発性硬化症における脳静脈血行動態の計算流体力学を用いた縦断的検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、多発性硬化症（multiple sclerosis：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、また脳静脈系がMSの発症・病態形成に関与する可能性があるかを評価することを目的とした。
  • MS患者13例について約5年間隔で取得したMRIから患者固有の血管形状および血流を決定し、各患者の計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）モデルを構築・解析するとともに、10例の対照群と比較した。
  • 初回評価時のMS群では、対照群と比較して直静脈洞（straight sinus：ST）の血流量が増加しており、追跡評価時には血流量が減少する傾向を示した。また、遠位静脈洞は内部の圧力降下が低下したにもかかわらず経時的に拡大するように見られ、拡張障害度スケール（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。
  • 以上の結果は、脳静脈系の変化がMSの病態生理に関連する可能性を示す学術的知見を提供するが、その因果関係を明らかにするにはさらなる検討が必要である。

(021) 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

  • 爆風誘発性外傷性脳損傷（blast-induced traumatic brain injury：bTBI）における特有の神経病理学的応答を解明し、爆風曝露後の損傷を予測する有望なバイオマーカーとしてAβ42の動態を評価することを目的とした。
  • 爆風過圧（blast overpressure：BOP）の大きさおよび曝露頻度を考慮した爆風線量応答を、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、爆風曝露量―バイオマーカー動態（blast-dose biomarker kinetics：BxK）プラットフォームを構築・検証した；さらに、3日間の武器訓練中に反復的な低レベル爆風へ曝露された軍人15名の血清中急性期単量体Aβ濃度と比較してモデルを検証した。
  • アミロイド前駆体タンパク質（amyloid precursor protein：APP）の合成量を爆風強度に比例すると仮定し、回復期間内の累積曝露を考慮する加算効果を適用した結果、血清Aβ42濃度は平均で6.5±5.2％の誤差範囲内で予測され、モデルの実行可能性および爆風に対するバイオマーカー感度が示された。
  • 本研究で開発された爆風線量BxKモデルは、患者固有因子および病態生理学的因子に起因するデータ変動の要因を明らかにし、bTBIの病態機序ならびに慢性転帰の予測に寄与することで、診断・予後予測・治療戦略を発展させる可能性を有する。

(022) 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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    • Cited by: 2
    • FWCI: 1.5417
    • Citation Percentile: 80.89

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💬 AI 翻訳タイトル

小型動脈瘤の血行動態に及ぼす形態および位置の影響の検討：タンデム動脈瘤2症例に基づく変数制御研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、フローダイバーター単独治療後の不完全閉塞に関連する血行動態パラメータに対して、動脈瘤の形態および位置が及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
  • タンデム動脈瘤を有する2症例を対象とし、フローダイバーター留置をシミュレーションしたうえで、有限要素解析および計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）を用いて、術前・術後の血行動態と、元の形状に基づき高さおよび頸部幅を変化させた動脈瘤モデルの血行動態を解析した。
  • 実際の手術計画のシミュレーションでは、両症例において、不完全閉塞動脈瘤は完全閉塞動脈瘤と比較して、瘤内および頸部領域の術後速度（vaおよびvneck）ならびに残存血流量が大きかった。また、頸部幅の増大に伴って流入量（Qinflow）、流入濃縮指数（inflow concentration index：ICI）、va、および残存血流量は増加し、高さの増大に伴ってQinflowおよびICIは一定の範囲まで増加する一方、vaおよび残存血流量は減少傾向を示した；内頸動脈眼動脈分枝部の上壁に位置する動脈瘤では、下壁に位置する動脈瘤よりもvneckが大きかった。
  • 内頸動脈眼動脈分枝部の上壁に位置する動脈瘤、または頸部幅もしくは高さが大きい動脈瘤は、より不良な血行動態環境を呈するため、治療計画時に慎重な検討を要し、本研究は形態が動脈瘤の進展に及ぼす影響を示す血行動態学的根拠を提供する。

(023) Zhai [2]

📕 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

  • Keywords: CASAM, Hemodynamic analysis, Intracranial aneurysm, Paraclinoid aneurysm, Rupture risk factors

  • DOI: 10.1007/s00062-024-01475-3

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 0.5517
    • Citation Percentile: 69.44

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💬 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）および血行力学的解析に基づくパラクリノイド動脈瘤破裂の識別因子

💬 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）および血行力学的解析に基づき、パラクリノイド動脈瘤の破裂に関連する危険因子を同定することであった。
  • 中国頭蓋内動脈瘤プロジェクト（Chinese Intracranial Aneurysm Project：CIAP）データベースから、未破裂285例および破裂19例を含む304個のパラクリノイド動脈瘤の臨床的・人口統計学的・画像学的データを抽出し、CASAMにより形態学的パラメータを定量化するとともに、数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）を用いて血行力学的シミュレーションを実施した。
  • 単変量解析では、破裂動脈瘤において波状性指数（undulation index：UI）および非球形指数（nonsphericity index：NSI）が未破裂動脈瘤より有意に高く、内頸動脈（ICA）の前方に位置する動脈瘤と比較して外側に位置する破裂動脈瘤の割合は有意に低かった一方、多変量ロジスティック回帰分析では、より高いUI（オッズ比1.086、95％信頼区間1.012～1.165、p＝0.022）およびより広い低壁面せん断応力領域（low shear area：LSA）（オッズ比1.034、95％信頼区間1.004～1.064、p＝0.028）が破裂の独立危険因子として同定された。
  • 以上より、高いUIおよび広いLSAはパラクリノイド動脈瘤破裂の独立危険因子であり、ICAの前方に位置するパラクリノイド動脈瘤は他の方向に位置する動脈瘤より破裂しやすいことが示されたため、本知見は将来の予測モデルの精緻化、ならびにパラクリノイド動脈瘤の管理・経過観察および臨床的意思決定の改善に寄与し得る。

(024) Chatterjee [1]

📕 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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    • Cited by: 1
    • FWCI: 1.2699
    • Citation Percentile: 83.66

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💬 AI 翻訳タイトル

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：PULASki

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、複数の専門家によるアノテーションの大きなばらつき、ラベル付きデータの不足、クラス不均衡などの課題に対処し、専門家間の変動を正確に捉える確率的生体画像セグメンテーション手法PULASkiを開発することである。
  • 提案手法では、条件付き変分オートエンコーダ構造をもつProbabilistic U-Netに統計的距離に基づく改良損失関数を導入し、頭蓋内血管および多発性硬化症（multiple sclerosis：MS）病変のセグメンテーションについて、4種類の既存手法と定量的・定性的に比較した。
  • クラス不均衡、低い信号対雑音比、境界の高い曖昧性を有するデータセットにおいて、PULASkiは5%の有意水準で全てのベースライン手法を上回り、特に3次元パッチを用いて生成したセグメンテーションは、従来の2次元スライスに基づく結果よりも解剖学的妥当性に優れていた。
  • 以上より、PULASkiは小規模データセットにおいても評価者間変動を効率的にモデル化できる汎用的な多ラベルセグメンテーション手法であり、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）やデータ同化（data assimilation）を用いた血行動態モデリング、臨床意思決定、治療計画などの下流解析に有用である。

(025) Trnka [1]

📕 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

  • Article

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 1.2169
    • Citation Percentile: 78.02

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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学を用いた下垂体腺腫の内視鏡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

  • 本研究は、下垂体腺腫に対する経鼻的手術後に生じる鼻腔内の気流および流量分布の変化の程度を明らかにし、特に鼻腔前方部が気流再分配に果たす役割を検討することを目的とした。
  • プラハ陸軍大学病院脳神経外科・神経腫瘍科の4例を対象に、術前および術後のCT画像から鼻腔モデルを構築し、Ansys Fluent 2021 R1を用いた計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析を実施した；術前1,800,000セル、術後2,200,000セルの多面体メッシュを作成し、k-ε乱流モデルにより流動場を算出した。
  • 手術、主として内視鏡下経鼻経蝶形骨洞アプローチにより、鼻腔容積および特に中鼻道の横断面積が増大し、総体積流量を変化させることなく気流速度が低下した一方、気流の大部分は中鼻道を通るように再分配され、周辺領域の気流は減少した；また、鼻腔前方部が気流再分配に最も大きな影響を及ぼす領域として同定された。
  • 下垂体腺腫の手術は、特に鼻腔前方部において鼻腔解剖および気流動態を大きく変化させるため、意図しない気流パターンの変化を最小限に抑えるには手術操作の精密性が重要であり、これらの知見を検証するさらなる研究が必要である。

(026) Huang [1]

📕 書誌情報

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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    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.8566
    • Citation Percentile: 71.56

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂頭蓋内動脈瘤における高分解能磁気共鳴画像上の壁増強と形態および血行動態との関連

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤壁増強（aneurysm wall enhancement：AWE）と、未破裂頭蓋内動脈瘤の形態学的特徴および血行動態パラメータとの関連を明らかにすることを目的とした。
  • 100例112個の未破裂動脈瘤を壁増強の程度（著明、軽度、増強なし）およびパターン（全周性、部分性、増強なし）に分類し、高分解能磁気共鳴画像（HR-MRI）を用いて形態およびAWEの特徴を評価した；さらに、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）、正規化時間平均壁面せん断応力（NTAWSS）、振動せん断指数（OSI）、勾配振動数（gradient oscillatory number：GON）、相対滞留時間（relative residence time：RRT）などの血行動態パラメータを算出した。
  • AWE群間ではNTAWSS、アスペクト比（AR）、サイズ比（SR）に有意差を認め、著明増強群は、増強なし群および軽度増強群と比較して、AR、SR、RRTが高く、NTAWSSが低かった；また、増強比はNTAWSSおよびOSIと負の相関を示し、GON、RRT、SR、ARとは正の相関を示した。
  • 動脈瘤の形態学的および血行動態的特徴はAWEの程度と範囲に関連しており、より強いAWEを呈する未破裂頭蓋内動脈瘤は、より大きく、低いNTAWSSと高いRRTを有することが示された。

(027) Yamaguchi [1]

📕 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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    • FWCI: 0.7746
    • Citation Percentile: 70.70

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💬 AI 翻訳タイトル

実物大の患者個別化脳動脈瘤モデルにおける脈動流に対する壁コンプライアンスの影響：粒子画像流速測定実験

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤モデルにおいて、動脈瘤壁のコンプライアンスが脈動流下の血行動態因子に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
  • シリコーンエラストマーで実物大の患者個別化動脈瘤ファントムを作製し、周囲流体を調整して同一ファントムを剛体壁モデルおよび弾性壁モデルとして使用したうえで、中大脳動脈分岐部の互いに直交する断面における流速、壁面せん断応力（WSS）、壁面せん断応力勾配（WSSG）、および乱流運動エネルギー（TKE）を、脈動流下の二次元粒子画像流速測定法（particle image velocimetry）により計測した。
  • その結果、中央断面におけるWSSGは対応する垂直断面より全体的に小さく、弾性壁モデルのTKEは非変形壁モデルより小さいことが示された。
  • 以上より、本研究は動脈瘤壁のコンプライアンスがWSSGやTKEなどの血行動態因子に複雑な影響を及ぼすことを明らかにし、脳動脈瘤ファントムを用いた流動解析において壁変形を考慮する重要性を示した。

(028) Natarajan [1]

📕 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

拍動性心血管流におけるトポロジカル固定点の4次元可視化

💬 AI 要約

  • 本研究は、心血管疾患における病的血流動態の代替指標とみなされる壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）固定点の、複雑な時空間的（4次元）挙動を包括的に把握できる可視化手法の開発を目的とした。
  • 頭蓋内動脈瘤を対象として、3次元動脈瘤嚢の地形図化（topographic mapping）により固定点間の距離と嚢の形態学的特徴を保持しつつ遮蔽を低減し、さらに各時点のマップをカルーセルモデルとして配置する「固定点カルーセル（fixed-point carousel）」を構築した。
  • 画像に基づく計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）モデルに適用した結果、頭蓋内動脈瘤における複雑かつ症例ごとに異なる固定点の軌跡と相互作用を、時間的次元を含めて包括的に可視化できた。
  • 本手法は、固定点を生じさせる容積流動マニフォールド（volumetric flow manifolds）の理解に向けた重要な一歩であり、頭蓋内動脈瘤をはじめとする心血管系、さらには非生物医学的流体力学への応用にも有用である。

(029) 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部位における二次流の増幅

💬 AI 要約

  • 本研究は、血管壁せん断応力場の評価だけでは未解明であった頭蓋内動脈瘤発生時の血行力学的刺激について、二次流が動脈瘤形成カスケードに重要な役割を果たすという仮説に基づき、流体力学と血管形状の関係を明らかにすることを目的とした。
  • 動脈中心線に沿った垂直断面の数値流動場を解析する複合的評価フレームワークを構築し、各断面において速度場を中心線周囲の二次流成分に分解するとともに、流動特性と中心線の幾何学的パラメータを直接比較し、形態、流れ、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）、ならびに半径方向速度成分（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の状態における内頸動脈（ICA）側壁動脈瘤30例のin-silico解析から、側壁動脈瘤は症例固有の曲率が最も高く、かつ周方向および半径方向の二次流も最も強い動脈屈曲部で発生しやすいことが示され、二次流の増幅が動脈瘤形成に関与する可能性が示唆された。

(030) Maeda [1]

📕 書誌情報

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 Nov

  • 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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    • FWCI: 0.4931
    • Citation Percentile: 60.18

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💬 AI 翻訳タイトル

健常集団における中脳水道を通過する脳脊髄液流動特性の被験者間変動：磁気共鳴画像法および計算解析による研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、健常者における中脳水道を通過する脳脊髄液（CSF）流動特性の個体差を流体力学的観点から明らかにすることを目的とした。
  • 47名の健常者から取得した磁気共鳴画像（MRI）データに基づく計算流体力学（CFD）シミュレーションを実施し、中脳水道内CSF流の最大レイノルズ数およびCSF混合度を評価した。
  • 中脳水道内CSF流のレイノルズ数は28.6 ± 13.3であり、その変動は限定的であったことから、健常集団ではCSF流動特性に流体力学的な類似性が認められたほか、健常者および特発性正常圧水頭症（iNPH）患者のいずれにおいても、CSF混合度とレイノルズ数との間に正の相関が観察された。
  • これらの結果は、特に健常集団における中脳水道内CSF流が、流体力学的類似性を検討することによって適切に特徴づけられることを示しており、CSF脳室循環の個体差を理解するための基盤を提供する。

(031) Almer [1]

📕 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

多巣性髄芽腫に対するIGF1R阻害の計算論的および生物学的モデリング

💬 AI 要約

  • 本研究は、血液脳関門（BBB）によって治療が困難となる髄芽腫の軟髄膜転移を対象として、脳室内投与された薬剤の脳脊髄液（CSF）中における曝露を予測し、IGF1R阻害による転移抑制効果を評価することを目的とした。
  • 患者固有の病理学的CSF形状および流動条件に基づく3次元計算流体力学（CFD）モデルを構築し、Ommayaリザーバーを介した脳室内投与後のCSF流動と薬剤濃度分布をシミュレーションした；さらに、計算解析から得られた患者固有の流動条件を再現したマイクロ流体実験により、IGF1R阻害が髄芽腫細胞の軟髄膜細胞への接着に及ぼす影響を検討した。
  • 患者固有のCFDモデルは標的部位における有効薬剤濃度を予測し、治療上望ましい薬剤曝露条件を示した；また、IGF1R阻害は髄芽腫細胞の軟髄膜細胞への接着を低減し、新たな転移形成を抑制する可能性を示したが、既存の転移巣には影響を及ぼさなかった。
  • 以上より、本研究は、患者固有のin silico試験と生物学的検証を統合することにより、中枢神経系（CNS）悪性腫瘍に対する低分子薬の精密な髄腔内・脳室内送達およびIGF1R標的治療の設計に有用な知見を提供する。

(032) Kliś [1]

📕 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できるか？：数値流体力学解析（Computational Fluid Dynamics analysis）から得られた知見

💬 AI 要約

  • 本研究は、降圧薬の特定の薬剤クラス、特にβ遮断薬の服用が、頭蓋内動脈瘤瘤頂部の血行力学的パラメータおよび破裂リスクに関連する特徴へ及ぼす影響を検討することを目的とした。
  • 72例に認められた未破裂頭蓋内動脈瘤91個を対象に、服薬歴および入院中の血圧を収集し、動脈瘤瘤頂部と流入動脈の3次元再構成画像を作成した後、OpenFOAMを用いて、患者個別のドプラ超音波検査による内頸動脈血流速度波形を流入境界条件とした非圧縮性非定常ソルバーによる数値流体力学解析を実施した。
  • β遮断薬服用患者では、動脈瘤瘤頂部のサイズが有意に小さく、10 mmを超える動脈瘤は認められず、動脈瘤壁のWall Shear Stress Gradient、Oscillatory Shear Index、およびSurface Vortex Fractionが有意に低値であった；共変量調整後も、β遮断薬服用の有無によりSurface Vortex FractionおよびOscillatory Shear Indexに有意差が認められた。
  • 本断面研究の結果は、β遮断薬の服用が動脈瘤嚢内のより良好な血行動態に関連する可能性を示唆するが、他の降圧薬クラスでは頭蓋内動脈瘤のパラメータに有意な差は認められず、β遮断薬による破裂予防効果を確立するには前向き研究が必要である。

(033) 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デバイスで治療された頭蓋内分岐部動脈瘤における血管造影上の転帰予測を目的としたCFD評価用不均質モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、WEBデバイス留置前後の頭蓋内動脈瘤における血行力学的パラメータおよび指標を数値流体力学（CFD）により評価・定量化し、それらと完全閉塞との関連を明らかにすることであった。
  • マーチングキューブ（marching cubes）アルゴリズムに基づく不均質モデルを用いて、単層型WEBデバイスで治療された27例の分岐部頭蓋内動脈瘤の三次元モデルを作成し、WEBデバイスなしおよびWEBデバイスを模擬した条件でCFD解析を行った。
  • 完全閉塞例では、WEB留置前の治療流入濃縮指数（ICI）が低く（2.12±1.31対3.14±0.93、p=0.029）、治療前および治療後の流量指数（FN）が高かった（それぞれ7.56±5.92対3.35±1.51、p=0.018；5.34±5.89対1.99±0.83、p=0.021）一方、非閉塞例では治療後のSRaが低く（197.81±221.29対80.02±45.25、p=0.044）、治療前および治療後の平均血液到達時間（MATT）が高かった（それぞれ0.11±0.07対0.25±0.19、p=0.011；0.69±1.23対1.02±0.46、p=0.006）。
  • 頭蓋内動脈瘤の血行動態をCFDで解析した結果、WEB留置前の低いICIならびに治療前後の高いFNは完全閉塞と関連し、非閉塞例では治療後の低いSRaおよび治療前後の高いMATTが認められたことから、これらの指標はWEB治療後の血管造影上の転帰予測に有用である可能性が示された。

(034) 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物試験のための流体プログラマブル重力迷路アレイ

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ヒトの生理機能および臓器間相互作用をより忠実に再現し、前臨床薬物評価の予測性を向上させる、高スループット型多臓器オン・ア・プレート（multiorgan-on-a-plate：MOAP）プラットフォームを開発することである。
  • 著者らは、流体プログラマブル重力迷路アレイ（Fluidic Programmable Gravi-maze Array：FPGA）に基づくモジュール式の重力駆動再循環型システムOrganRX™を構築し、腸管、肝臓、腎臓、脳および血管内皮の各モデルを、3次元細胞外マトリックス（extracellular matrix：ECM）ハイドロゲルとマイクロ流体構造内に統合したうえで、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）シミュレーションおよびインピーダンスに基づく流量検証により流体力学的特性を評価した。
  • CFD解析および実験的検証により、各臓器コンパートメントにおける生理的せん断応力と一方向流れを正確に制御できることが確認され、臓器特異的モデルおよび多臓器モデルでは代謝と細胞老化を評価できたほか、肝臓・腎臓共培養ではアルブミンおよび尿素の産生差を介した代謝的相互作用が示された；さらに、腸管・脳モデルではフェニル酪酸（phenylbutyrate：PB）が脳内活性酸素種（reactive oxygen species：ROS）を低下させた一方、その後のクルクミン（curcumin：C）処置によりこの効果が予想外に反転し、単独臓器モデルでは検出できない文脈依存的な薬物相互作用が明らかになった。
  • 以上より、OrganRX™として商標化されたFPGAは、生理学的妥当性、拡張性および自動化適合性を備えた前臨床薬物評価・疾患モデリング基盤であり、複雑かつ動的な臓器間作用を再現することで、トランスレーショナルリサーチおよび精密医療の発展に有用なツールとなることが示された。

(035) 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

脳動脈瘤破裂の予測：数値流体力学（Computational Fluid Dynamics）の役割

💬 AI 要約

  • 本総説の目的は、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms：IAs）の破裂リスク予測における血流情報の意義と、数値流体力学（Computational Fluid Dynamics：CFD）の役割を検討することである。
  • 具体的には、画像に基づく患者個別化CFDを用いたIAsの局所血行動態解析手法を概説し、臨床的因子および形態学的因子に基づく既存の破裂リスク評価法と比較して検討している。
  • その結果、CFDは動脈瘤内の局所的な血流特性を捉えられる一方、血流因子とIAs破裂との関連を検討した研究では一貫しない知見が得られており、計算モデルの臨床応用には複数の課題が残されていることが示された。
  • したがって、CFDはIAs破裂予測の精度向上に寄与する可能性があるものの、計算手法の標準化、モデルの妥当性検証、および臨床実装に向けたさらなる研究が必要である。

(036) Mori

📕 書誌情報

Accuracy of computational fluid dynamics indices of unruptured cerebral aneurysms with 3 T magnetic resonance angiography.

Futoshi Mori, Mikito Saito, Kentaro Fujimoto, Yoshitaka Kubo, Takahiro Koji, Yosuke Akamatsu, Kuniaki Ogasawara, Tsuyoshi Matsuda, Ikuko Uwano, Fumio Yamashita, Ryoichi Tanaka, Makoto Sasaki

Neuroradiology, 2025 Sep

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Computed tomography angiography, Intracranial aneurysm, Magnetic resonance angiography, Wall shear stress

  • DOI: 10.1007/s00234-025-03667-1

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💬 AI 翻訳タイトル

3テスラ磁気共鳴血管撮影を用いた未破裂脳動脈瘤の計算流体力学指標の正確性

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤の破裂リスク評価に用いられる計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）指標について、低侵襲な3テスラ磁気共鳴血管撮影（magnetic resonance angiography：MRA）から算出した値が、コンピュータ断層血管撮影（computed tomography angiography：CTA）から算出した値と同等であるかを検討することを目的とした。
  • 2012～2018年に前向きコホート研究へ登録され、3テスラMRAおよびCTAを受けた未破裂脳動脈瘤86個を有する63例を後ろ向きに解析し、動脈瘤壁の壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）、壁面せん断応力勾配（wall shear stress gradient：WSSG）、振動せん断指数（oscillatory shear index：OSI）などのCFD指標を算出して、MRAとCTAの値を比較した。
  • 平均値および最小値のWSS、平均値および最小値のWSSG、ならびに最大OSIについて、MRAとCTAの間に統計学的に有意な相関と一致が認められ、相関係数は0.60～0.79、級内相関係数（intraclass correlation coefficient：ICC）は0.62～0.79であった一方、平均OSIでは相関係数0.48、ICC 0.31と相関および一致度は不十分であった；さらに、多変量回帰解析では、MRAとCTAの平均WSSおよび平均WSSGの差と動脈瘤角度との間に有意な負の相関が認められた。
  • 平均OSIを除けば、3テスラMRAから得られる未破裂脳動脈瘤のCFD値はCTAから得られる値と良好な相関および一致を示したことから、3テスラMRAは脳動脈瘤のCFD解析に部分的に適用可能であることが示された。

(037) 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, 2026 Apr

  • 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

脳血管外科における血流測定技術の進歩

💬 AI 要約

  • 本総説は、脳卒中、もやもや病、脳動静脈奇形（arteriovenous malformations：AVMs）、脳動脈瘤などの病態における脳血流の制御・変化・適応を理解し、病態の影響を正確に評価するとともに、効果的な治療戦略の開発に資することを目的とする。
  • 脳血管系の血行動態変化を評価する神経画像技術の近年の進歩について、包括的な文献レビューを実施し、3D time-of-flight磁気共鳴血管撮影（magnetic resonance angiography：MRA）、arterial spin labeling（ASL）、4D MRA、dynamic susceptibility contrast（DSC）法による造影剤ボーラストラッキングMRI、灌流コンピュータ断層撮影（computed tomography：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撮影（digital subtraction angiography：DSA）、および数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）を対象とした。
  • これらの各画像診断法について、脳動脈瘤、脳卒中、AVMs、もやもや病の評価における臨床応用と具体的な症例を検討し、それぞれの手法が脳血管の血行動態を把握し、病態評価や治療方針の決定に有用であることを示した。
  • 本総説は、これらの画像モダリティとその新たな応用を整理することにより、脳血管疾患の管理に関する臨床判断において分析すべき最適な血行動態パラメータを選択するための有用な基盤を提供する。

(038) 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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    • Citation Percentile: 16.52

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💬 AI 翻訳タイトル

前大脳動脈side-to-sideバイパス術後に発生したde novo吻合部動脈瘤の稀な症例：浅側頭動脈介在グラフト併用トラッピングによる根治的治療と病因解析―症例報告

💬 AI 要約

  • 前大脳動脈（ACA）再血行再建のためのside-to-side（STS）バイパス術後に発生する吻合部de novo動脈瘤は極めて稀であり、本研究はその治療法と発生機序を明らかにすることを目的とした。
  • 38歳男性の左遠位ACA大型紡錘状動脈瘤に対して、動脈瘤切除およびACA-ACA STSバイパス術を施行したが、7か月後にバイパス吻合部から発生したde novo動脈瘤を認めたため、浅側頭動脈介在グラフト併用トラッピングによる根治的治療を行い、組織学的所見およびcomputational fluid dynamics（CFD）解析を実施した。
  • 術後26か月の追跡時点で、患者のmodified Rankin Scaleスコアは0であり、バイパスの良好な開存性が維持され、動脈瘤の再発は認められなかった；組織学的所見およびCFD解析から、基礎に存在する動脈壁脆弱性がSTSバイパスによる血行力学的剪断応力の変化によって増悪し、動脈瘤形成に寄与した可能性が示された。
  • 動脈壁病変を有する患者では、特にSTSバイパスによる血管構造および血流の改変後に動脈瘤形成リスクが高まるため、再血行再建術は慎重に計画・実施すべきであり、厳密な経過観察と長期的な血管評価が不可欠である。

(039) 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

血管内閉塞に対する大動脈血行動態の動的応答：計算流体力学解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、蘇生用大動脈内バルーン閉塞（resuscitative endovascular balloon occlusion of the aorta：REBOA）後の大動脈血行動態のリモデリング効果を明らかにすることを目的とした。
  • ヒト画像データに基づく大動脈の幾何学モデルを用い、心拍出量の低下および心拍数の増加によって、出血量10%、25%、35%、40%の各種出血シナリオを再現し、胸部大動脈閉塞後の血圧、脳灌流、動脈変形、出血量の関係を流体構造連成（fluid-structure interaction）解析により検討した。
  • 脳血流の許容能が50%低下した場合、REBOAの推奨適用範囲は約23.9～30.8%の出血量、すなわち初期血圧53～71 mmHgに相当し、出血量16.8%未満（血圧90 mmHg超）では閉塞を必要としない一方、16.8～23.9%（71～90 mmHg）では生理的範囲を超える高血圧と過度の動脈壁変形を来し得ること、また30.8%超（53 mmHg未満）では適正な血圧の達成が困難となることが示された。
  • 以上より、REBOAの有効性は特定の出血量範囲に限定され、その範囲を逸脱すると高血圧または血行動態不安定性などの有害な影響が生じ得るため、本研究の知見は救急診療に重要な臨床的意義を有する。

(040) Tsuji

📕 書誌情報

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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    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 9.95

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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スコアと数値流体力学の比較

💬 AI 要約

  • 本研究は、増大予測の必要性が高い小型未破裂脳動脈瘤を対象として、ELAPSSスコアと数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）に基づく血行動態パラメータの増大予測能を比較することを目的とした。
  • 2013年1月から2022年2月までの前向き観察研究として、最大径3～5 mmの未破裂脳動脈瘤215個を有する185例を登録し、反復画像検査に基づいて安定群186個と増大群29個に分類したうえで、形態学的変数、既報で小型動脈瘤の増大と関連するとされた高せん断面積比、高せん断集中比、および血流集中比を解析し、同一集団のELAPSSスコアも算出した。
  • 形態学的変数およびELAPSSスコアには両群間で有意差を認めなかった一方、増大群では安定群と比較して血流集中比（0.61対0.66、p＝0.016）および高せん断面積比（0.28対0.33、p＜0.001）が有意に低く、高せん断集中比（6.39対5.01、p＜0.001）が有意に高かった。
  • 小型未破裂脳動脈瘤に限定した場合、CFDに基づく血行動態評価は、増大傾向を識別するうえでELAPSSスコアよりも優れた予測能を提供する可能性が示された。

(041) 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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    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 6.45

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💬 AI 翻訳タイトル

複数の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

  • 本研究の目的は、複数の頭蓋内動脈瘤に対して異なる順序で治療を行う臨床シナリオをデジタルシミュレーションし、第一段階の治療後に生じる血行力学的変化を解析することであった。
  • 2個の頭蓋内動脈瘤を有し、臨床情報のみでは治療順序の決定が困難であった患者を前向きに登録し、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種類の血管モデルを各患者について作成した後、流体構造連成法（fluid-structure interaction method）による血流の数値解析を実施した。
  • 25例の解析では、第一段階の治療後、時間平均壁面せん断応力（time-averaged wall shear stress）は0.46±0.40 Paから0.54±0.44 Paへ、表面渦分画（surface vortex fraction）は12.73±7.92%から14.26±7.46%へ低下し、一方、時間平均壁面せん断応力勾配（time-averaged wall shear stress gradient）は1.44±0.41 Paから1.34±0.46 Paへ、壁面せん断応力が0.5 Pa未満となる領域の割合は50.13±33.01%から44.08±34.16%へ増加した。また、残存動脈瘤ドームにおける壁面せん断応力の変化は、治療対象および未治療動脈瘤のドーム・ネック比と独立して相関した。
  • 第一段階の治療後には未治療動脈瘤の血行動態が悪化し、治療対象動脈瘤と未治療動脈瘤の双方のドーム・ネック比が、その変化を予測する最も強力かつ独立した因子であることが示された。

(042) 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嚢内デバイスの形状は、血管内治療後の動脈瘤閉塞率に影響を及ぼす可能性がある

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、WEB（Woven EndoBridge）シミュレーション前後の頭蓋内動脈瘤について、解剖学的パラメータおよびデバイス関連パラメータ・指標を計算流体力学（Computational Fluid Dynamics：CFD）により評価し、それらと完全閉塞との関連を明らかにすることであった。
  • マーチングキューブ（marching cubes）アルゴリズムに基づく不均一モデルを用いて、単層WEBデバイスによる治療を受けた分岐部頭蓋内動脈瘤27例の3次元形状を構築し、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、閉塞不成功例において、動脈瘤体積（Va）が大きく（0.25 ± 0.18対0.39 ± 0.09、p=0.025）、体積／頸部表面積比（Ra）も高かった（1.32 ± 0.17対1.54 ± 0.14、p=0.021）。
  • 動脈瘤体積（Va）が大きいこと、および体積／頸部表面積比（Ra）が高いことは、WEBデバイスで治療した動脈瘤における閉塞不成功と関連する可能性が示された。