コンテンツにスキップ

脳 CFD血流解析 学術文献調査 PubMed 2025-Q4

  • 『脳 CFD血流解析』に関する学術文献調査を掲載しています
  • 本調査の趣旨および注意点については調査の概要をご参照ください
  • 調査条件
    • データベース：PubMed
    • 検索キーワード：(Cerebral OR Brain OR Intracranial OR Neuro) AND (Blood OR Flow OR Hemodynamics OR WSS OR Pressure OR Velocity OR Aneurysm OR Rupture OR Stroke OR Stenosis) AND (CFD OR "Computational Fluid Dynamics")
    • 検索期間：2025-10-01 - 2025-12-31
    • 要約用 AI/LLM：gpt-5.4-nano (OpenAI, 2026-03)
    • ソート基準：被引用数降順（同値の場合はFWCI降順）
    • データ更新日：2026-05-11

(001) MacRaild [6]

📕 書誌情報

Off-label in-silico flow diverter performance assessment in posterior communicating artery aneurysms.

Michael MacRaild, Ali Sarrami-Foroushani, Shuang Song, Qiongyao Liu, Christopher Kelly, Nishant Ravikumar, Tufail Patankar, Toni Lassila, Zeike A Taylor, Alejandro F Frangi

J Neurointerv Surg, 2025 Oct 16

💬 AI 翻訳タイトル

後交通動脈瘤におけるオフラベル治療としてのインシリコ・フローディバータ性能評価

💬 AI 要約

  • 後交通動脈（PComA）は頭蓋内動脈瘤の好発部位であるが、広く用いられているパイプライン塞栓デバイス（PED）によるフローディバータ（FD）治療はオフラベルであり、その治療性能は十分に解明されていない。
  • 本研究では、FD-PComAインシリコ試験（IST）として、計算モデリングとシミュレーションを仮想患者コホートに適用し、PComA動脈瘤に対するFD治療成績を評価した。
  • 仮想患者118例に対し59種類のPComA動脈瘤解剖をモデル化し、計算流体力学により術後アウトカムを評価した結果、非胎児型後循環（non-fetal）と胎児型後循環（FPC）を比較すると、FPC患者では治療成功が低下することが示された（非胎児型で動脈瘤腔および時間平均速度の平均低減率67.8%、胎児型で46.5%；P<0.001）。
  • また、FDデバイス表面における空間・時間平均壁面せん断応力は、胎児型患者で29.2 Pa、非胎児型患者で23.5 Paであり（P<0.05）、FPC患者ではデバイスの内皮化（endothelialization）が阻害されうることが示唆された一方、動脈瘤サイズや形状などの形態学的変数は治療アウトカムに影響しなかったため、FPC患者は単一PEDによるフローディバーション以外の選択肢を検討すべきであると結論づけた。

(002) Zhang [3]

📕 書誌情報

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

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

Vasc Health Risk Manag, 2025

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

  • DOI: 10.2147/VHRM.S555592

  • Article

  • OpenAlex

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

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

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

💬 AI 要約

  • 脳血管疾患（CVD）は世界的に大きな健康負担をもたらすため、効率的なマネジメント戦略が必要である。本レビューは、CVD診療の連続体における人工知能（AI）の最新進歩、限界、ならびに臨床実装への道筋を体系的に統合することを目的とする。
  • PRISMA-ScR（Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses extension for Scoping Reviews）に従い、2018〜2023年に発表された研究について、4つの主要データベース（PubMed、Web of Science、EMBASE、IEEE Xplore）を対象に文献検索を実施した。適格性評価では、明確な指標を伴う原著研究／臨床試験を含め、未検証研究や会議要旨を除外し、厳格なスクリーニングの結果128件の高品質研究を採用した。
  • 採用研究に基づき、CVDマネジメントにおけるAIの主要応用を整理した。リスク予測では多モーダルモデル（radiomics-CFD、EHR-画像）がAUC>0.9を達成する一方、高齢者（>75歳）では性能低下（ΔAUC=0.08〜0.12）が見られた；診断ではViz LVOやDeepHemorrhageのようなシステムによりLVO検出時間を6分まで短縮し、出血のセグメンテーションDiceを0.94に改善したが、偽陽性（3.5〜5%）やワークフロー遅延の課題も残った；治療最適化では術中AI（例：Siemens AI-Path）がマイクロカテーテル留置時間を61%短縮し、薬理ゲノムモデルが抗血小板薬合併症を37%低減した；長期モニタリングではモバイルプラットフォーム（例：NeuroVision™）がNIHSS採点を自動化しICC=0.93を示したが、在宅環境ではICC=0.85〜0.88へと精度が低下した。
  • 現在のAIの主要な限界として、単一施設データによるバイアス、解釈可能性の不足、および法的リスク（誤診時の責任が不明確）が指摘された。これらに対し、（1）「data-model-clinical」のクローズドループ、（2）多次元のAI価値評価システム、（3）神経血管内治療における「human-AI collaboration boundary（人とAIの協働境界）」の定義という3つの革新的解決策を提案し、プライマリケアに適応した軽量モデル、併存疾患別アルゴリズム、AI支援リハビリテーションを今後の方向性として示した。医師とAIの協働および標準化フレームワーク（例：AI-RADS、WHO-ITUガイドライン）が、CVD診療におけるAIの持続可能な実装に不可欠であると結論づけている。

(003) Bozorgpour [2] ⭐

📕 書誌情報

Hemodynamic markers: CFD-based prediction of cerebral aneurysm rupture risk.

Reza Bozorgpour

Vascul Pharmacol, 2026 Mar

  • Keywords: Cell activation potential, Hemodynamics, Lattice Boltzmann method, Oscillatory shear index, Relative residence time, Rupture risk, Time-averaged wall shear stress, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.vph.2025.107578

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 9.10434296 ⭐
    • Citation Percentile: 93.04 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

血行動態マーカー：CFDに基づく脳動脈瘤破裂リスクの予測

💬 AI 要約

  • 脳内動脈瘤が破裂へ進行するものを予測することは、神経外科診療における重要な未充足課題である。従来の画像診断は動脈瘤壁に作用する血行力学的因子の情報が限られる一方、これらの因子は長期的な安定性に中心的な役割を担う。
  • 本研究では、ルーチンのMRAデータから動脈瘤内の詳細な血流力学的ダイナミクスを生成する、患者特異的な計算パイプラインを開発した。画像から血管形状を直接再構成し、破裂リスクに関連する血行動態バイオマーカーを定量化することで、構造画像のみでは得られない生理学的に意味のある情報を臨床医が利用できるようにした。
  • この枠組みを用い、縦断的転帰が既知の6例の動脈瘤を解析し、後に破裂した病変と破裂せずに安定していた病変との間で、ベースラインの血流条件に差があるかを検討した。高解像度CFDシミュレーションにより、壁面せん断応力（WSS）、時間平均WSS（TAWSS）、振動せん断指数（OSI）、相対滞留時間（RRT）、内皮細胞活性化ポテンシャル（ECAP）を算出したところ、安定群ではWSS/TAWSSが高くOSI/RRTが低いのに対し、最終的に破裂した群では低せん断環境、より強い振動流、ならびに高い内皮活性化が認められた。
  • さらに、OSIおよびRRTが高い領域は渦コアと一致することが多く、壁脆弱性の早期指標となり得る局所的な流れの攪乱が示唆された。これらの結果は、MRAに専用の計算ツールを組み合わせることで、将来の動脈瘤挙動を予測するベースラインの血行動態シグネチャを明らかにできることを示しており、非侵襲的で画像駆動の意思決定支援法として、経過観察戦略の洗練と患者個別化したマネジメントの改善に資する。

(004) Lauric [2]

📕 書誌情報

A Novel Application of Radiomics Analysis for Computational Fluid Dynamics Evaluation of Cerebral Aneurysms.

Alexandra Lauric, Adel M Malek

World Neurosurg, 2026 Jan

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Intracranial aneurysms, Radiomics, Ruptured status, Velocity texture

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2025.124602

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 2.4137
    • Citation Percentile: 90.40 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤に対する計算流体力学評価への放射線（ラジオミクス）解析の新規応用

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、造影回転血管造影における画素強度の均一性のために形態評価に限定されていた放射線（radiomics）解析を、計算流体力学（CFD）シミュレーションから得られる動脈瘤内ダーム（intra-dome）速度分布の評価へ拡張し、破裂状態の識別に資する知見を得ることである。
  • 方法として、68例の動脈瘤（29例が破裂）について3Dカテーテル回転血管造影ボリュームを用い、分割モデルに対して定常状態CFD解析を実施したのち、メッシュ非依存の等方サンプリングにより動脈瘤内ダームの速度体積を抽出した。
  • 速度体積は大きさおよび大きさ（magnitude）で正規化した後にグレースケールDICOMへ変換し、ヒストグラムおよびテクスチャの放射線（radiomics）特徴として93項目を抽出し、単変量および多変量解析で破裂状態の判別能を評価した。
  • 結果として、破裂動脈瘤ではエネルギー（P = 0.005）とエントロピー（P = 0.004）が有意に低く、歪度（P = 0.001）、尖度（P < 0.001）、均一性（P = 0.001）が有意に高かった；さらにテクスチャ解析ではコントラスト（P = 0.02）およびグレーレベル分散（P = 0.02）が低い一方で強度（P = 0.04）が高く、低グレーレベル値のクラスター化が進んでいること（LowGrayLevelEmphasis, P = 0.001; LargeAreaLowGrayLevelEmphasis, P = 0.01）を示した。

(005) Sema [2]

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics (CFD) modelling of liquid embolic agents (Onyx) used in brain arteriovenous malformation (AVM) treatment to predict the distal penetration behavior.

Ghislain Sema, Shaun Zamani, Thanasis Touris, Frederique Norpetlian, Lauren Whitney, Annie Zhao, Celina Zhou, Santosh Konangi, Muhammad Sami

Med Eng Phys, 2025 Oct

  • Keywords: Ansys Fluent, Brain arteriovenous malformations (AVM), Computational Fluid Dynamics (CFD), Distal penetration, Liquid embolic system, Medtronic, Onyx, Reflux

  • DOI: 10.1016/j.medengphy.2025.104394

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 2.3969
    • Citation Percentile: 88.99

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

脳動静脈奇形（AVM）治療に用いる液体塞栓物質Onyxの計算流体力学（CFD）モデル化：遠位浸達挙動の予測

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、従来のベンチトップおよび動物モデルに代えて、Onyx Liquid Embolic System（Onyx）の配合による粘度変化が流動ダイナミクスおよび遠位浸達挙動に与える影響を、計算流体力学（CFD）シミュレーションで予測できるようにすることである。
  • 方法として、DMSOとEVOHの混合物としてOnyxを仮定し、2次元（2D）CFDにより、血管内を流れる水で血液の存在を模擬した仮想の神経血管内でOnyx 18およびOnyx 34の2種類の伝播を評価した。さらに、周囲流体（H2O）へのDMSO移行によりOnyxの粘度が変化することを考慮する物理ベースモデルを構築し、Ansys Fluentの有限体積法を用いてNavier–Stokes方程式を解いた。
  • Fluentの混相（multiphase）・多成分（multispecies）モデルによりOnyxと水の2流体の時間発展を追跡し、DMSOの移動（mass transfer）を表すために種（species）輸送方程式を解いた。後方（reflux）後の遠位浸達長を、ベンチ試験データと比較することで混相・多成分シミュレーションを検証したところ、Onyxの“溶岩様（lava-like）”な流れ挙動を再現し、遠位浸達に関する実験結果と良好に一致した。
  • 結果として、同一程度のreflux条件では粘度が低いOnyx 18の方がOnyx 34よりもより遠位まで浸達した。また、シミュレーション結果から粘度変化および注入部位が遠位浸達に与える影響を解析し、in-silicoモデルを用いることで多数の試験を迅速に実施でき、物理プロトタイプ作製の必要性を低減し得ることを示した。著者らの知る限り、Onyx塞栓術に関してベンチトップ実験データに対する混相CFDシミュレーションの検証を行った最初の研究である。

(006) Loly [2]

📕 書誌情報

Computational Fluid Dynamics Approaches for Analyzing Rupture and Growth of Intracranial Aneurysms: A Systematic Review.

Vincenzo T R Loly, Arthur Cintra, Felipe Ramirez-Velandia, Christopher S Ogilvy, Emmanuel O Mensah, João de Sá Brasil Lima, Mariana P Nucci, Carlos E Baccin, Lionel F Gamarra

Biomedicines, 2025 Nov 28

  • Keywords: CFD, aneurysm growth, hemodynamics, intracranial aneurysm, morphological parameters, rupture risk

  • DOI: 10.3390/biomedicines13122914

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 2
    • FWCI: 2.3402
    • Citation Percentile: 90.30 ⭐

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤における破裂および増大の解析のための計算流体力学（CFD）アプローチ：システマティックレビュー

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、最近のCFD研究において最も頻繁に解析されている血行動態および形態学的パラメータを同定し、用いられている手法戦略を要約することである。血行力学的ストレッサー（低値または高値の壁面せん断応力、ならびに振動性せん断指数など）は、頭蓋内動脈瘤（IA）の病因、増大、破裂に寄与することが知られているため、CFDはそれらの定量評価に不可欠な手段となっている。
  • PRISMAガイドラインに従ってシステマティックレビューを実施し、2019年から2024年にPubMed、Scopus、Web of Science、Embaseで公表されたヒトの嚢状動脈瘤を対象にCFDを用いて破裂または増大を扱った原著研究を対象とした。除外基準はステント併用治療、理想化モデルまたはファントムモデル、ならびに非ヒトまたはin vitro解析とし、抽出データには研究特性、CFDソフトウェア、メッシングおよびソルバ手法、ならびに報告されたパラメータを含めた。
  • 適格性を満たした35件の研究では、セグメンテーション、メッシング、ソルバの各段階で市販ソフトウェアが優勢であった。壁面せん断応力指標としては振動性せん断指数（OSI, 91.43%）、時間平均壁面せん断応力（TAWSS, 71.43%）、低せん断面積比（LSAR, 60.00%）、正規化壁面せん断応力（NWSS, 51.43%）、相対滞留時間（RRT, 45.71%）が最も頻繁に評価されていた一方で、形態学的パラメータではアスペクト比（AR, 74.29%）、サイズ比（SR, 68.57%）、体積（42.86%）が一貫して評価され、破裂および増大との関連が強く示された。
  • 結論として、AR、SR、TAWSS、OSI、RRT、LSARからなる形態学的および血行動態学的パラメータのコアセットは、頭蓋内動脈瘤の破裂および増大を識別する指標として一貫して提案されている。しかし、手法の大きな異質性と統一された標準の欠如により再現性および臨床への橋渡しが妨げられているため、将来の研究では計算フレームワーク、パラメータ定義、境界条件を早急に標準化し、CFDの整合性・比較可能性・臨床的適用性を高める必要がある。

(007) Che [1]

📕 書誌情報

Multidimensional optimization of stent design for endothelial shear stress regulation: Geometric structuring, surface functionalization strategies to mitigate thrombosis and restenosis.

Mengyuan Che, Liuliu Feng, Xinbing Liu, Liangfeng Zhao, Suying Zhou, Xinyu Zhong, Lingsen You, Yu Wang

Int J Cardiol Heart Vasc, 2025 Dec

  • Keywords: Atherosclerosis, Endothelial shear stress, In-stent restenosis, Stent design, Stent implantation, Thrombosis

  • DOI: 10.1016/j.ijcha.2025.101830

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 1
    • FWCI: 1.6694
    • Citation Percentile: 87.15

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

内皮せん断応力（ESS）制御のためのステント設計の多次元最適化：血栓症および再狭窄（restenosis）を軽減するための幾何学的構造化と表面機能化戦略

💬 AI 要約

  • 本レビューの目的は、ステント設計パラメータ（幾何学的構造および表面機能化を含む）が、ESSを調節することにより内膜肥厚（neointimal hyperplasia）および血栓形成にどのように影響するかを包括的に検討し、最新の技術戦略を整理することである。
  • 方法として、従来型の冠動脈ステントから非冠動脈（脳動脈瘤）に対するマイクロウィーブ（micro-woven）ステントまでの設計進化を論じ、流体力学的（hemodynamics）改善に寄与する因子として、より滑らかなプロファイル、ストラット（stent strut）厚の低減、および最適化された間隔がもたらす作用機序を解析・考察している。
  • 結果として、CFD（computational fluid dynamics）に基づく最適化や、内皮化（endothelialization）を促進する機能性コーティングなどの最先端技術について、その利点と現時点の限界が批判的に評価されている。
  • 結論として、内皮せん断応力の制御および再狭窄の抑制を目的としたステント設計の多次元最適化は今後の潮流であり、次世代血管ステントの臨床実装を推進するためには、高い生体適合性を有する材料との統合を伴う個別化設計（personalized design）が今後の研究課題である。

(008) Khani [1]

📕 書誌情報

A 3D non-human primate digital model for pharmacokinetic prediction of intra-cerebrospinal fluid drug neuraxial dispersion.

Mohammadreza Khani, Lucas R Sass, Ostin Arters, Kathrin Meyer, Bryn A Martin

Fluids Barriers CNS, 2025 Nov 04

  • Keywords: Biofluid mechanics, CSF dynamics, Central nervous system (CNS), Cerebrospinal fluid (CSF), Computational fluid dynamics (CFD), Craniospinal compliance, Deforming mesh, Digital twin, Drug dispersion modeling, In vitro verification, Intra-CSF drug delivery, Intrathecal drug delivery, Non-human primate (NHP), OpenFOAM, Pharmacokinetics, Solute transport

  • DOI: 10.1186/s12987-025-00723-z

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 1
    • FWCI: 1.3424
    • Citation Percentile: 85.24

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

脳脊髄液内の薬剤ニュラキシアル分散の薬物動態予測のための非ヒト霊長類3次元デジタルモデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳脊髄液（CSF）内薬剤投与における薬物動態とCSF流動、ならびに解剖学的個体差の複雑な相互作用を踏まえ、ニュラキシアル分散を予測する非ヒト霊長類（NHP）デジタルモデルを構築することにある。
  • 方法として、動物個体のin vivo MRIデータと境界条件を用い、3相（multi-phase）CFD（computational fluid dynamics）によりNHPの3次元被験者特異的CSF系モデルを作成したのち、最初に硬膜・軟膜面を剛体として分散予測を行い、蛍光トレーサー（フルオレセイン）を用いた3DプリントNHPベンチトップモデル計測との比較で検証した。
  • 検証後、このモデルに動的メッシュ（dynamic mesh）を導入して硬膜の運動を許容し、神経軸に沿った非一様CSF流動を再現することで頭蓋脊髄コンプライアンス（craniospinal compliance）を模擬した；投与後1時間の神経軸に沿う時空間的分散を、剛体モデル・コンプライアントモデル・ベンチトップモデルで定量化し、注入量に対する領域別割合および神経軸各1 mm断面でのAUC（area-under-the-curve）を評価した。
  • 結果として、剛体モデルのトレーサー分散はNHPベンチトップモデルとの比較で高い時空間一致（R² = 0.88）を示し、コンプライアントモデルでは動的メッシュにより腰部CSFのピーク流量が約10分の1に低下（0.065対0.65 mL/min）したことが平均レイノルズ数の低下（剛体モデル250から100未満へ）につながり、腰部での分散低減をもたらした；投与1時間後の注入量割合は、コンプライアントモデルで腰部91.9%、胸部8.1%、頸部0%、頭蓋内0%であったのに対し、生理学的因子を含まないモデルでは72.9%、20.4%、5.6%、1.1%と予測された。以上より、検証済みのNHP特異的デジタルモデルは髄腔内薬剤投与プロトコルやデバイスの理解・改善のための基盤を提供し、CSF溶質の神経軸分散における頭蓋脊髄コンプライアンスの重要性を示すことが結論づけられる。

(009) Itani [1]

📕 書誌情報

Mechanisms of Intracranial Aneurysm Rupture: An Integrative Review of Experimental and Clinical Evidence.

Masahiko Itani, Tomohiro Aoki

J Clin Med, 2025 Nov 20

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤破裂のメカニズム：実験的エビデンスと臨床的エビデンスを統合したレビュー

💬 AI 要約

  • 背景：頭蓋内動脈瘤（IA）の破裂は神経外科において致命的な転帰をもたらし、くも膜下出血の主要な原因である。動脈瘤の大きさは従来から重要視されてきたが、近年の研究では血行動態学的ストレス、壁の変性、炎症、遺伝学的素因が関与する多因子機序が注目されている。
  • 方法：動物モデル、ヒトの病理学的研究、計算流体力学（CFD）解析、遺伝子関連研究、ならびに高度画像研究のエビデンスを統合的に整理し、破裂機序の全体像を提示することを目的としたレビューを行った。
  • 結果：形態学的および血行動態学的研究では、高いアスペクト比とサイズ比に加えて、低い壁面せん断応力（wall shear stress）と上昇した振動性せん断指数（oscillatory shear index）が、局所的な壁の脆弱化に寄与することが示された。破裂動脈瘤の病理組織学的解析では、一貫して内皮の喪失、平滑筋細胞の減少、細胞外基質の分解、および強い炎症性細胞浸潤が観察され、とりわけ極めて薄い低細胞性（hypocellular）で血栓が裏打ちするような壁（thrombosis-lined walls）といった特徴的パターンが報告された。さらに実験研究では、CXCL1シグナル伝達を介した好中球主導カスケードや補体C5a-C5aR1の活性化といった能動的な炎症性経路が、壁破綻の直接的トリガーであることが同定された。高解像度の血管壁磁気共鳴画像（high-resolution vessel-wall MRI）は、造影増強が炎症および新生血管形成の組織学的所見と相関することを示し、血管不安定性のバイオマーカーとしての有用性が示唆された。
  • 結論：頭蓋内動脈瘤の破裂は、不利な血行動態環境、炎症性の変性、遺伝学的素因、ならびに病理学的血管リモデリングの間の動的な相互作用によって駆動される。これらの機序的知見を統合することにより、リスク層別化の改善および標的型の予防戦略開発につながる可能性がある。

(010) Ramirez-Velandia [1]

📕 書誌情報

Hemodynamic changes during simulation of sub-maximal handgrip maneuver in small basilar tip aneurysms: A computational fluid dynamics and one-way fluid-structure interaction analysis.

Felipe Ramirez-Velandia, Vitor Lauar Pimenta de Figueiredo, Vincenzo T R Loly, Natalia Anna Koc, Bruno Galelli Chieregatti, Rafael T Tatit, Emmanuel O Mensah, Mark Rotondo, João de Sá Brasil Lima, Jorge Rios-Zermeno, Johnny S Sandhu, Rabih G Twak, Christopher S Ogilvy, Carlos E Baccin

Clin Neurol Neurosurg, 2026 Mar

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Fluid structure interaction, Handgrip, Strain, Wall displacement, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.clineuro.2025.109304

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 1
    • FWCI: 1.197
    • Citation Percentile: 85.17

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

小型脳底動脈末端（basilar tip）動脈瘤における亜最大握り（sub-maximal handgrip）動作シミュレーション中の血行動態変化：計算流体力学（CFD）および一方向（one-way）流体-構造連成（FSI）解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、計算流体力学（CFD）および流体-構造連成（FSI）シミュレーションにより、脳底動脈末端動脈瘤（BTA）における安静時と亜最大握り動作の早期（PLT1）・後期（PLT2）相の血行動態を評価し、その変化を明らかにすることを目的とした。
  • 血管セグメンテーションは3D回転血管造影を用いて行い、精度の高いシミュレーションのためのメッシュを作成した上で、動脈瘤／親血管部位における時間平均壁面せん断応力（TAWSS）、振動せん断指数（OSI）、相対滞留時間（RRT）、低・高せん断応力領域比（LSAR/HSAR）ならびに壁変形指標（von Mises応力、壁変位、ひずみ）を算出し、比較した。
  • 7例（平均年齢：60±4.3歳、平均動脈瘤サイズ：5.00±1.76 mm）を対象とし、3例が不整形、2例が破裂例であった；破裂BTAでは、動脈瘤径が小さい傾向（3.58 vs 5.56 mm、p=0.2009）に加えて、RRT（0.66 vs 0.43 m²/N、p=0.0276）およびLSAR（5.11% vs 0%、p=0.0326）が高値であった。
  • 非破裂BTAでは、握り動作によりTAWSSが増加（PLT1 +28.4%、PLT2 +23.9%）し、RRTが低下（PLT1 -21.7%、PLT2 -18.6%）し、高せん断領域比（HSAR）が増加（PLT1 +82.1%、PLT2 +68.9%）したほか、von Mises応力、最大壁変位、最大ひずみも増大した；破裂例では、TAWSSRの増加（PLT1 +31.6%、PLT2 +28.2%）およびRRT低下（PLT1 -24.4%、PLT2 -23.8%）がより大きく、シミュレーション中の血行動態指標の変化が破裂の有無によって特徴づけられることが示された。

(011) Yamamoto [1]

📕 書誌情報

Impact of Wall Property and Flow Rate Assumptions on Simulations of Flow-Induced Vibration of Intracranial Aneurysms.

Kei Yamamoto, David A Bruneau, Jørgen S Dokken, David A Steinman, Kristian Valen-Sendstad

Int J Numer Method Biomed Eng, 2025 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の流れ誘起振動シミュレーションにおける壁特性および流量仮定が及ぼす影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、脳動脈瘤の高精度流体—構造相互作用（FSI）シミュレーションで観察された流れ誘起壁振動に関して、先行モデルの簡略化条件下での予測の頑健性が不明である点を踏まえ、従来モデルの生理学的妥当性を向上させるとともにパラメータ不確実性への感度を評価することを目的とした。
  • 方法として、従来用いられていた近線形St. Venant–Kirchhoff（SVK）壁モデルと、実験データに適合させた3項ハイパーエラストックMooney-Rivlin（MR3）モデルを比較し、さらに周囲の脳脊髄液（CSF）の影響をモデル化したうえで、流量（1.83 mL/s ± 25%）、壁剛性（軟・中・硬）、壁厚（0.25 ± 0.1 mm）を変化させた。
  • その結果、対象とした4つの動脈瘤においてMR3モデルは拍動（pulsation）を平均35%増加させ、振動振幅を240%増加させる一方で周波数を18%低下させた。CSFによる粘性減衰は振動振幅を68%低減したが、周波数および拍動には影響しなかった。流量の変化は拍動に影響しなかったものの振動振幅を246%増加させ、壁剛性と壁厚の寄与は相対的に小さく、振幅はそれぞれ36%および82%変化し、周波数は20%および8%変化にとどまった。
  • 結論として、より高度なモデル化は心周期を通じて振動振幅と周波数を低下させ、臨床観察と整合することが示された。またFSIシミュレーションは（計算流体力学と同様に）流量に対しては感度を示す一方、それ以外の点では頑健であり、壁特性を正確に把握していない状況でも動脈瘤壁振動に関する基礎的理解を提供しうる。

(012) 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

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.8077
    • Citation Percentile: 71.52

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

健常者集団における中脳水道（cerebral aqueduct）を介した脳脊髄液（CSF）流動特性の個体差：磁気共鳴画像（MRI）および計算シミュレーションによる検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、心拍に同期した脳脊髄液（CSF）の双方向流を背景として、中脳水道（第3脳室と第4脳室を結ぶ流路）を通過するCSF一回拍出量が特発性正常圧水頭症（iNPH）のバイオマーカーと考えられる一方で、健常者でもCSF一回拍出量が大きく変動し得る点を流体力学の観点から解明することを目的とした。
  • 健常者47名の磁気共鳴画像（MRI）データを取得し、MRIに基づく計算シミュレーションにより中脳水道を通過するCSF流れの最大レイノルズ数およびCSF混合の程度を評価した。
  • 中脳水道を通過するCSF流れのレイノルズ数は28.6 ± 13.3であり、その限定的な変動は、健常者集団におけるCSF流動特性の流体力学的な類似性を示唆する結果であった。
  • さらに、CSF混合とレイノルズ数の間には、健常者集団およびiNPH患者のいずれにおいても正の相関が観察され、本研究は中脳水道を介するCSF流れが、特に健常者においては流体力学的類似性の観点から良好に特徴づけ可能であることを示した。

(013) Khan

📕 書誌情報

Integrating Laplace's law with patient-specific hemodynamics to predict rupture risk in unruptured intracranial aneurysms: A systematic review of a biophysical and computational framework.

Muhammad Mohsin Khan, Noman Shah, Bipin Chaurasia

Surg Pract Sci, 2025 Dec

  • Keywords: Artificial Intelligence (AI), Computational Fluid Dynamics (CFD), Computed Tomography Angiography (CTA), Finite Element Analysis (FEA), Fluid-Structure Interaction (FSI), Intraluminal Pressure, Joanna Briggs Institute (JBI), Laplace’s Law, Low Shear Area (LSA), Magnetic Resonance Angiography (MRA), Oscillatory Shear Index (OSI), PHASES Score, Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA), Radius, Relative Residence Time (RRT), Risk Of Bias In Non-randomized Studies - of Interventions (ROBINS-I), Subarachnoid Hemorrhage (SAH), Three-Dimensional Rotational Angiography (3DRA), Time-Averaged Wall Shear Stress (TAWSS), Unruptured Intracranial Aneurysm (UIA), Wall Shear Stress Gradient (WSSG), Wall Tension, Wall Thickness

  • DOI: 10.1016/j.sipas.2025.100318

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 41.67

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

未破裂頭蓋内動脈瘤における破裂リスク予測のための、患者固有の血行動態へのラプラスの法則の統合：生物物理学的および計算論的フレームワークに関するシステマティックレビュー

💬 AI 要約

  • 本システマティックレビューは、ラプラスの法則のような生物物理学的原理と患者固有の血流（hemodynamics）を統合し、未破裂頭蓋内動脈瘤の破裂リスク評価に対してより精密で機序に基づく枠組みを構築することを目的として、関連文献を統合的に整理した。
  • PRISMA（Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses）ガイドラインに従い、2010年1月から2024年12月までに公表された研究を、PubMed、Scopus、Web of Science、IEEE Xplore、Google Scholarなどのデータベースから同定した。
  • 研究の質とバイアスは、Joanna Briggs Institute checklistおよびRisk of Bias In Non-randomized Studies - of Interventions（ROBINS-I）ツールを用いて評価され、ラプラスの法則が患者固有の流れシミュレーションおよび血管壁モデリングへ統合される流れが近年増加していることが示された。
  • 血行動態モデルでは、低い壁面せん断応力（wall shear stress）や高い振動せん断指数（oscillatory shear index）が高い機械的ストレス領域と重なり合うことがしばしば観察され、動脈瘤上の薄い壁の膨隆（bleb）のような小さな瘤状突出部は特に破裂しやすく、異常な流れパターンおよび高い壁張力（wall tension）と関連する傾向が認められた; これらの統合的知見は、高い壁張力と不利な血行動態パターンを空間的に相関づける統合モデルの概念的妥当性を支持しており、破裂リスク予測の改善が期待されることが示された。

(014) Assefa

📕 書誌情報

Personalized Computational Fluid Dynamics Analysis of Cerebral Venous Hemodynamics in a Case of Deep Cerebral Vein Thrombosis.

Adisu Mengesha Assefa, Lina Palaiodimou, George Bourantas, Antonis Sakellarios

J Pers Med, 2025 Nov 28

  • Keywords: cerebral venous system, computational fluid dynamics, deep cerebral vein thrombosis, patient-specific modeling, personalized medicine, wall shear stress

  • DOI: 10.3390/jpm15120570

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 48.93

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

深部脳静脈血栓症の症例における脳静脈血行動態の個別化計算流体力学解析

💬 AI 要約

  • 背景・目的：深部脳静脈血栓症（DCVT）は稀な脳血管疾患であり，主要な静脈洞が欠如することがあり得る。本研究では，後天的DCVTにおける血行動態の変化を定量化するために，患者個別（patient-specific）の計算流体力学（CFD）を用い，静脈還流（venous outflow）の再配分，圧力，および壁面せん断応力（WSS）に焦点を当てることを目的とした。
  • 方法：DCVT患者および健常対照のために，MR静脈撮影（MRV）から脳静脈洞の3次元モデルを再構築した。定常状態のCFDシミュレーションでは，生理学的流入条件を与え，層流（laminar flow）を仮定した。さらに，充血（hyperemia）条件および血液レオロジーの影響について感度解析を実施した。
  • 結果：正常解剖では，流量は上矢状洞（superior sagittal sinus）へ70%，直静脈洞（straight sinus）へ30%に分岐した。DCVTでは，流れはすべて上矢状洞へ再ルートされた。予想に反して，圧力低下はDCVTで低く（0.67 mmHg 対 1.3 mmHg），一方でWSSは上矢状洞において中等度に増加した（ピーク約2.5 Pa）が，生理学的範囲内にとどまった。充血条件下でも，圧力およびWSSは病的閾値未満であった。
  • 結論：DCVTは静脈還流を再配分するが，病的な圧力やWSSの上昇は生じず，側副血行（collateral）による代償を介した静脈系の顕著なレジリエンス（resilience）を示した。本患者個別化CFDフレームワークは，稀な脳血管疾患に対する個別化血行動態評価を可能にし，パーソナライズド・メディシン（personalized medicine）への貢献が期待される。

(015) Tanaka

📕 書誌情報

Fluid Dynamics Simulation Analysis for Identifying Optimal Anastomosis Sites in Superficial Temporal Artery to Middle Cerebral Artery Bypass Surgery in Cerebrovascular Occlusive Disease.

Riki Tanaka, Liew Boon Seng, Fuminari Komatsu, Kotato Kihara, Kento Sasaki, Akiko Hasebe, Jun Tanabe, Kenichi Haraguchi, Yasuhiro Yamada, Tomoka Katayama, Chisato Fuseya, Yoko Kato

Neurol Med Chir (Tokyo), 2026 Feb 15

  • Keywords: STA-MCA bypass, bypass planning, cerebral ischemia, computational fluid dynamics, hemodynamic simulation

  • DOI: 10.2176/jns-nmc.2025-0256

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 64.73

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

脳血管閉塞性疾患における浅側頭動脈—中大脳動脈バイパス術での最適吻合部位同定のための流体力学シミュレーション解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、三次元脳血管モデルに基づく計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）を用いて、浅側頭動脈—中大脳動脈（STA-MCA）バイパス術における吻合部位選択が血行動態に及ぼす影響を検討した。
  • 臨床では評価が困難な血流変化を非侵襲的に再現し、正常条件および狭窄条件の双方において、バイパスの位置の違いが及ぼす効果を可視化ならびに定量化した。
  • 著者らの知る限り、CFDシミュレーションによりSTA-MCAバイパス術における吻合部位選択の妥当性を非侵襲的に評価した最初の研究である。
  • その結果、吻合部位から標的灌流領域までの距離、流れの方向、受容血管（recipient vessel）の径、圧力勾配といった因子が、脳灌流に有意に影響することが示され、とりわけ順行性（antegrade）を確保し、標的領域までの距離を最小化し、かつ受容血管径が大きいバイパス構成ほど血流改善が大きかったことが明らかとなった。これらの知見は術前計画における実用的な指針となり、より安全で有効な吻合部位選択に寄与することが期待される。

(016) Qi

📕 書誌情報

Wall Shear Stress Predicts Venous Tissue Growth in Endovascular Neural Interfaces.

Weijie Qi, Matthew Hammink, Andrew Ooi, David B Grayden, Lindsea C Booth, Brooke L Farrugia, Sam E John

IEEE Trans Biomed Eng, 2025 Dec 17

💬 AI 翻訳タイトル

静脈組織の成長は壁面せん断応力（WSS）によって予測される—血管内神経インタフェースにおける検討—

💬 AI 要約

  • 本研究は、静脈閉塞に対する従来の静脈ステントの用途に加え、ステント電極技術の進展により脳静脈内で用いられる血管内神経インタフェースに関して、上矢状静脈や頸静脈における内膜過形成（neointimal hyperplasia）が血流と組織成長に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
  • 血行動態と組織応答を検証するため、計算流体力学（CFD）モデリングおよび動物実験を併用し、ステント留置後28日間にわたる血流指標と組織反応を評価した。
  • その結果、壁面せん断応力（WSS）と組織成長の間には負のべき乗則の相関が認められ、低WSSが組織成長の加速の主要因であることが示された。
  • また、ステント留置動脈で一般的に観察される限局的な狭窄とは異なり、静脈における組織成長はばらつきが大きく、さらに成長を誘発する低WSSの閾値は既報の動脈よりも小さいことが分かった。以上より、静脈特異的な応答を踏まえたステント電極設計と臨床応用の重要性が示唆され、同時に血栓症や炎症反応などの長期リスクを今後さらに検討する必要がある。

(017) Su

📕 書誌情報

Computational Modeling of Flow in an in Vitro Cerebrovascular Model Under Pulsatile Conditions with Experimental Validation.

Boyang Su, Brent A Craven, Cody J Kubicki, Daniel Khalil, Scott D Simon, Keefe B Manning

Cardiovasc Eng Technol, 2026 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

拍動条件下におけるin vitro脳血管モデル内の流れの計算モデル化と実験的検証

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、急性虚血性脳卒中（AIS）における血栓（エンボラス）の脳血管内での移動・停留を理解するために、血行動態を予測する計算流体力学（CFD）モデルを構築し、その妥当性を実験と比較して検証することである。
  • 方法として、拍動性流れを大動脈および脳血管領域に模したin vitro実験モデルを作製し、血液類似流体を充填した上で、ピストンポンプにより生理学的な流量条件を生成した。
  • 実験では時間変化する圧力および流量を計測し、対応するCFD解析結果と比較して検証を行ったところ、出口部における時間平均圧は実験値に対して8%以内の一致を示し、時間平均流量は1%以内で一致した。
  • 結論として、本研究は脳内におけるエンボラスの移動および停留をモデル化する有望な能力を示しており、今後はAISのバイオメカニクスや治療選択肢の理解に資するため、血栓移動のシミュレーションをさらに検証する予定である。

(018) Suzuki

📕 書誌情報

Hemodynamic Features of Rupture-Prone Blebs in Ruptured Intracranial Aneurysms: A Computational Fluid Dynamics Study.

Tomoaki Suzuki, Hitoshi Hasegawa, Hidemoto Fujiwara, Makoto Oishi

World Neurosurg, 2026 Jan

  • Keywords: Bleb coil embolization, Computational fluid dynamics, Flow impingement zone, Pressure, Ruptured bleb, Ruptured cerebral aneurysm, Wall shear stress

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2025.124726

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 52.96

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

破裂した頭蓋内動脈瘤における破裂リスクを有する小胞（ブレブ）の血行動態的特徴：計算流体力学研究

💬 AI 要約

  • 破裂した頭蓋内動脈瘤上の小胞（ブレブ）は破裂部位であると推定されるが、破裂リスクを有するブレブの血行動態学的シグネチャは十分に解明されていないため、本研究では計算流体力学を用いてその特徴を明らかにすることを目的とした。
  • 2018年1月から2024年12月までに当施設でコイル塞栓術を受けた破裂脳動脈瘤106例のうち、意図的ブレブコイル塞栓術が行われ、再破裂（再出血）が認められなかった症例を後ろ向きに抽出し、動脈瘤内の圧力分布および時間平均壁面せん断応力（time-averaged wall shear stress: WSS）分布を特徴づけるためにCFD解析を実施した。
  • 検討された6個の動脈瘤（5.6%；前交通動脈4例、内頸動脈1例、中大脳動脈1例）ではいずれも再破裂は起こらず、全例で、流れのインピンジメントに伴う最大圧力がブレブの頸部に観察され、それによりブレブ内部の圧力が増大することが示された。
  • さらに、動脈瘤ドームにおける時間平均WSSの最小値はブレブで同定され（0.68 ± 0.45 Pa）、流れのインピンジメントによる最大圧力と時間平均WSS最小という血行動態的特徴を有する動脈瘤ブレブは破裂し得る可能性があることが示唆された。これらの特徴は、コイル塞栓術による血流遮断の標的となる、最も高リスクな破裂点の同定に資する可能性がある。

(019) Li

📕 書誌情報

Hemodynamic alterations in portal hypertension: A CFD-based study with emphasis on helical flow characteristics.

Haonan Li, Zhenmin Fan, Na Zhao, Xiaoyan Deng, Zhixiang Zhang

Acta Bioeng Biomech, 2025 Sep 01

💬 AI 翻訳タイトル

門脈圧亢進における血行動態の変化：らせん流特性に着目したCFDベースの研究

💬 AI 要約

  • 目的：門脈圧亢進（PHT）は、静脈瘤出血、肝リモデリング、血栓症などの合併症を引き起こす。これらは、血行動態の変化により駆動される。本研究は、PHT下における流れの構造、せん断応力、ヘリシティ（helicity）の変化を明らかにし、それらが血栓形成および血管リモデリングの促進に果たす可能性の役割を評価することを目的とした。
  • 方法：CT画像から、患者固有の門脈系モデルを再構築した。計算流体力学（CFD）シミュレーションにより、流速、壁面せん断応力（WSS）、振動せん断指数（OSI）、相対滞留時間（RRT）、およびヘリシティを評価した。
  • 結果：健康モデルと比較して、PHT条件では流速が低下し、TAWSS（時間平均壁面せん断応力）が低く、RRTが上昇した。これらの変化は、特に分岐部近傍で顕著であった。さらに、PHTではらせん流の強度および対称性が有意に障害され、特に血栓症と関連することが多い主門脈分岐部で顕著であった。
  • 結論：本研究は、血行動態の破綻、特にヘリシティの喪失が、PHT関連合併症の病態形成に関与する可能性を示した。CFDに基づくヘリシティ解析は、生体力学的リスク評価に関する新たな知見を提供し、将来の介入戦略の立案に資する可能性がある。

(020) Rajhi

📕 書誌情報

Hemodynamic response to stent-induced aneurysm deformation in patient-specific internal carotid artery cases: A computational study.

Wajdi Rajhi, Zakarya Ahmed, Ali Basem, As'ad Alizadeh, Shaymaa Abed Hussein, Husam Rajab, Borhen Louhichi, Walid Aich

Sci Rep, 2025 Dec 04

  • Keywords: Blood flow velocity, Cerebral aneurysm, Computational fluid dynamics, Hemodynamics, Wall shear stress

  • DOI: 10.1038/s41598-025-30538-9

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 50.02

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

頸動脈内（内頸動脈）患者個別症例におけるステント留置により生じる動脈瘤変形が血行動態応答へ及ぼす影響：計算力学的研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、ステント支援下の変形により惹起される脳動脈瘤における血行動態の変化を、患者個別の計算解析として提示することを目的とした。
  • 高精度の幾何学的再構成および計算流体力学（CFD）シミュレーションを用い、5つの脳動脈瘤モデルにおいて、親血管の変形が壁面せん断応力（WSS）、振動せん断指標（OSI）、および血流速度へ与える影響を、異なる動脈瘤形状間で体系的に評価した。
  • その結果、各モデルは変形に対して固有の血行動態応答を示した。モデルAではWSSおよびOSIの増加がみられ、流れの不安定性の増強が示唆された。モデルBは血行動態がほぼ変化せず、評価指標の変動はごく僅少であった。
  • モデルCではOSIおよび速度の低下により動脈瘤内環境の安定化が示唆され、モデルDでは軸方向速度の漸減と再配分が観察され、流入運動量の減衰を反映していた。一方、モデルEでは流入ジャットの顕著な方向転換と非対称な速度場が生じ、流量の低下は中等度であった。これらの知見は、動脈瘤の形態および血管の曲率が治療後血行動態を調節する上で重要であることを強調し、臨床転帰の改善に向けたステント設計および留置の指針として、患者個別の計算モデリングの必要性を支持するものである。

(021) Yanagita

📕 書誌情報

Newly Proposed Method With Noise-Reduction and Smoothing for Computational Fluid Dynamics Using Low-Resolution Medical Images.

Yoshiki Yanagita, H N Abhilash, S M Abdul Khader, K Prakashini, V R K Rao, Ganesh S Kamath, Raghuvir Pai, Masaaki Tamagawa

Int J Numer Method Biomed Eng, 2025 Dec

  • Keywords: geometry smoothing method, low‐resolution medical image, medical checkups, noise filtering, spline interpolation

  • DOI: 10.1002/cnm.70125

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 55.06

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

低解像度の医用画像を用いた計算流体力学に対する，ノイズ低減および平滑化のための新規手法

💬 AI 要約

  • 目的：近年，医用画像および計算流体力学（CFD）から得られる壁面せん断応力（WSS）を用いた医療支援が検討されているが，医用画像の解像度に起因する低周波ノイズが幾何形状の表面粗さを増大させ，WSS計算の精度を低下させることが問題である。
  • 方法：本研究では，低解像度医用画像から得られる幾何形状の表面粗さを低減するために，一般的な平滑化手法で生じ得る体積変化を最小化しつつ，粗さの低減が可能な幾何形状抽出法を開発した。
  • 結果：具体的には，座標点の補間と低周波ノイズの選択的除去を組み合わせた手法を提案し，健診由来の医用画像から得た12例の頸動脈形状および1例の脳動脈形状に適用して，平滑化前後で表面粗さ・体積・CFDにおけるWSSの変化を比較した。その結果，頸動脈形状では表面粗さが元の形状に比べて約27%〜32%低減し，体積変化は数％程度と最小限に抑えられた一方，WSSは元の形状より約4.2%低下した。
  • 結論：本アプローチは頸動脈および脳動脈に対するCFDの精度を改善し，低解像度医用画像に基づく医療支援に有用であることを示した。

(022) Shi

📕 書誌情報

A novel staged parent artery occlusion following extracranial-intracranial bypass for giant intracranial aneurysms: case series and hemodynamic insights via 4D flow MRI.

Zhiyong Shi, Xiaoyan Bai, Miao Li, Yongbo Yang, Chunhua Hang, Binbin Sui, Dong Zhang

Neurosurg Focus, 2025 Dec 01

💬 AI 翻訳タイトル

巨大頭蓋内動脈瘤に対する頸外-頭蓋内バイパス後の新規段階的親動脈閉塞：4D flow MRIによる血行動態的洞察と症例シリーズ

💬 AI 要約

  • 複雑な頭蓋内動脈瘤（CIAs）に対して、頸外-頭蓋内（EC-IC）バイパスと直後の親動脈（PA）閉塞は受け入れられた治療戦略であるが、術後の脳梗塞率が高いことが課題である。本研究は、第一段階としてEC-ICバイパスを行い、第二段階としてPA閉塞を実施する新規の段階的治療の有効性を、動脈瘤の変化と血行動態の観点から検討することを目的とした。
  • 2018年1月から2022年11月までに段階的治療を受けたCIAs患者36例を前向きに登録し、動脈瘤の変化、術操作関連合併症、術後血行動態を記録した。血行動態解析は4D flow MRIと、CT血管造影（CT angiography）に基づく計算流体力学（CFD）により実施した。
  • 第一段階のバイパス後、動脈瘤は6例（16.7%）で消失し、8例（22.2%）で増大し、22例（61.1%）で不変であった。4D flow解析が可能だった16例（44.4%）では、ドナー血管の術後血流はバイパス6日目に術前値の4.26倍まで漸増してから、その後低下した一方、PAにおける血行動態パターンは症例により異なり、壁面せん断応力（WSS）とストリームライン速度が低下した症例（n=4）では転換点後のPA血流低下傾向が動脈瘤消失と対応し、WSSとストリームライン速度が増加した症例（n=12）では転換点後のPA血流増加傾向が動脈瘤の増大または安定と対応した。
  • 第二段階のPA閉塞を受けた29例では、動脈瘤は27例（93.1%）で消失し、2例（6.9%）で縮小した。7日および10日後にそれぞれ2例で虚血性イベントが発生したが、最新フォローアップ時点で血性合併症は認めず、91.7%（33/36）の症例で動脈瘤の消退がみられた。段階的治療はCIAsに対する有望な治療法であり、血行動態評価はバイパス後の動脈瘤変化の評価と第二段階治療の最適なタイミング決定に有用となり得ることが示唆された。

(023) Singh

📕 書誌情報

Hemodynamic characteristics and drug deposition in cerebral aneurysm sac.

Digamber Singh, Abdullah Y Usmani, Rajeev Kumar Upadhyay

Sci Rep, 2025 Nov 24

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤瘤内の血行動態特性と薬剤沈着

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者固有の脳動脈瘤における複雑な血行動態が血栓形成、血管壁リモデリング、ならびに治療的薬剤デリバリー（therapeutic delivery）に与える影響を、CFDにより定量的に明らかにすることである。
  • 9例の異なる動脈瘤症例について、3次元モデルを解像したメッシュ、非ニュートン流のCasson（Casson）レオロジー、定常流条件に基づく高精度・多パラメータの患者適合型CFD解析を実施し、さらにラグランジュ的粒子追跡により薬剤輸送と、壁面せん断応力（WSS）および正規化滞留時間（normalized residence time; NRT）などの血行動態指標を評価した。
  • 結果として、狭いネック形状（m1, m2, m5, m8）では渦構造が弱く軸方向の洗い流しが優勢であり（速度大きさ<0.10 m/s、NRT<0.2）、一方で瘤が拡張した形状（m3, m4, m6, m9）では強いらせん渦（helical vortices）が形成され（H>40 m²/s²、Q>0）かつ滞留時間が高いことが示された。
  • 低WSS（τw<0.5 Pa）領域は高NRTおよび血栓形成能（thrombogenicity）の可能性と空間的に共局在し、高WSS（τw>2.5 Pa）はジェット衝突領域および内皮損傷の可能性と関連していた；さらに鋭いWSS勾配が不安定化要因であること、レオロジー解析によりγ̇≈415 s⁻¹（µ≈6.4 mPa·s）の閾値が血栓形成傾向（低γ̇、高µ）と安定領域（高γ̇、低µ）を区別すること、粒子輸送ではStokes数（St=0.1–1）において高ヘリシティかつ広いネックのモデルで薬剤保持が有効であることが明らかとなり、これらは動脈瘤誘発流れ構造、WSS不均一性、非ニュートンレオロジー、および渦のコヒーレンスの相互作用が、破裂リスク評価と血管内治療用薬剤デリバリーの最適化を左右することを示唆する。

(024) Warda

📕 書誌情報

Validation of hemodynamic predictors for flow diverter success: a patient-specific CFD analysis of occlusion timelines.

H A Warda, O Y Mansour, M El Messiry, E M Wahba, M M Abuzaid

Neurol Res, 2025 Nov 21

  • Keywords: Intracranial aneurysm, computational fluid dynamics, flow diverter, hemodynamics, relative residence time

  • DOI: 10.1080/01616412.2025.2582698

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 47.38

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータ治療の成功を予測する血行動態指標の検証：閉塞タイムラインの患者固有（patient-specific）CFD解析

💬 AI 要約

  • 本研究は、フローダイバータによる頭蓋内動脈瘤治療において、閉塞（occlusion）のタイムライン予測が困難であるという課題に対し、血行動態変化と閉塞速度との関連を評価することを目的とした。
  • 患者固有の計算流体力学（computational fluid dynamics; CFD）解析を、異なる閉塞タイムライン（1、2、5か月）を示した3例の成功例の動脈瘤に対して実施し、治療後の血行動態指標を定量化した。
  • すべての動脈瘤で文献上の閾値を超える血行動態変化が認められ、動脈瘤内の流速低下は75〜90%（36%閾値に対して）であり、TAWSS低下は80〜88%（成功例に対する35〜49%）であった。
  • 特に、相対滞留時間（relative residence time; RRT）の増加は閉塞速度との相関が最も強く、最速閉塞例では12,240%増、中間例では1,041%増、最遅閉塞例では885%増を示したことから、RRT変化量が治療タイムラインを最も信頼性高く予測し得る指標として位置付けられた。さらに、治療後のRRT変化を定量評価することで、患者固有に閉塞タイムラインを予測し、フォローアッププロトコルの個別化に資する可能性が示唆された。

(025) Ramirez-Velandia

📕 書誌情報

Hemodynamic differences between intracranial and extracranial dissecting aneurysms: An analysis of shear forces and their clinical implications.

Felipe Ramirez-Velandia, Vincenzo T R Loly, Emmanuel O Mensah, Vitor Lauar Pimenta de Figueiredo, Jean Filo, Rafael T Tatit, Mark Rotondo, João de Sá Brasil Lima, Carlos E Baccin, Christopher S Ogilvy

Neurosurg Rev, 2025 Nov 15

  • Keywords: Computational Flow Dynamics, Dissecting Aneurysm, Endovascular Treatment, Extracranial, Intracranial, Wall Shear Stress

  • DOI: 10.1007/s10143-025-03916-0

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 45.64

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内および頭蓋外解離性動脈瘤における血行動態の相違：せん断力の解析と臨床的意義

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内内頸動脈解離性動脈瘤（DA）と頭蓋外DAで臨床的挙動が異なる要因となり得る血行動態の相違を明らかにすることである。頭蓋内DAは診断後に緊急治療が行われる一方、頭蓋外DAは一般に破裂しにくく、保存的に管理されるとされるが、その背景にある力学的メカニズムのデータは限られている。
  • 2011年から2023年に治療された頭蓋内および頭蓋外DAを対象とした後ろ向き解析を行い、3D Slicerによりコンピュータ断層血管撮影（CT/angiographic）画像からDAを再構築した。CFD（computational fluid dynamics）シミュレーションはANSYS® Fluentを用いて実施し、時間平均壁面せん断応力（TAWSS）、高せん断領域（HSA）、低せん断領域（LSA）、時間平均壁面せん断応力比（TAWSR）、振動性せん断指数（OSI）、相対滞留時間（RRT）を算出した。
  • 頭蓋外病変と頭蓋内病変の間で、Mann-Whitney U検定およびt検定により各血行動態指標を比較した。解析対象は16例中19個のDA（頭蓋外10、頭蓋内9）であり、病変体積と面積は頭蓋外DAが有意に大きかった（体積：234.6 vs. 83.0 mm3, p=0.02；面積：210.9 vs. 59.4 mm2, p=0.03）。一方、頭蓋内DAではDA周囲のTAWSSが低い傾向（1.04 vs. 1.53 Pa, p=0.62）、TAWSRが低い傾向（0.49 vs. 0.7, p=0.19）、LSAが高い傾向（4.2% vs. 2.7%, p=0.28）、RRTが高い傾向（2.16 vs. 1.36 m2/N, p=0.29）を示した。
  • 本研究は、頭蓋内DAにおける血行動態の傾向として、低せん断領域の増大および血管壁TAWSSの相対的な上昇が、臨床的挙動の差と破裂リスク増加に関与し得ることを示唆した。これにより、頭蓋内と頭蓋外のDAの異なる臨床像を説明する力学的仮説に関するエビデンスを提供する。

(026) Li

📕 書誌情報

Internal carotid artery bifurcation aneurysms are probably formed to decrease the abnormally-enhanced hemodynamic stresses caused by direct flow impaction.

Yu-Hui Li, Bin Liu, Ze-Liang Liang, Yi-Ming Yang, Shi-Liang Wang, Bulang Gao

Quant Imaging Med Surg, 2025 Nov 01

  • Keywords: Internal carotid artery (ICA), aneurysm formation, bifurcation aneurysm, flow impingement, hemodynamic parameter

  • DOI: 10.21037/qims-2025-389

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 42.58

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

内頸動脈分岐部動脈瘤は、直接流入（flow impaction）により生じる異常に増強された血行動態応力を低減するために形成される可能性が高い

💬 AI 要約

  • 内頸動脈（ICA）分岐部嚢状動脈瘤の存在に関連する血行動態パラメータは不明であるため、本研究は患者固有の3次元（3D）画像データに対する計算流体力学（CFD）解析によりその関連性を明らかにすることを目的とした。
  • ICA分岐部嚢状動脈瘤症例を後ろ向きに組み入れ、3D血管造影データを用いて、動脈瘤の有無と仮想的な動脈瘤除去の条件下でCFD解析を実施した。
  • 動脈瘤除去後の分岐部において、動脈瘤ドーム（aneurysm dome）と比較して、動的圧・総圧、渦度、cell（cell Reynolds number等）および乱流レイノルズ数、乱流運動エネルギー、乱流強度、乱流散逸率、壁面せん断応力（WSS）、ひずみ速度はいずれも有意（P<0.0001）に増加し、またサンプリングライン上でも同様に動脈瘤ドームで低値を示した。
  • 流れが前大脳動脈（ACA）および中大脳動脈（MCA）分枝へ移動する際に血行動態パラメータの2つのピークが観察され、動脈瘤は直接流入中心（DFIC）近傍の分岐部頂部における異常に増強された血行動態パラメータを低減することと密接に関連し、その低減目的で形成される可能性が示唆された。

(027) Weyland

📕 書誌情報

Effect of stenoses and occlusions in the cerebral venous vasculature on intracranial venous hemodynamics - a patient-specific computational model.

Charlotte S Weyland, Michael Neidlin, Cilli Danker, Linda Puppendahl, Christian Sitzer, Julian Wynhoff, Ulrich Steinseifer, Omid Nikoubashman

J Stroke Cerebrovasc Dis, 2025 Dec

  • Keywords: Blood flow, Computational fluid dynamics, Intracranial sinus stenosis, Venous sinus thrombosis

  • DOI: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2025.108486

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 43.52

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

脳静脈血管系における狭窄および閉塞が頭蓋内静脈血行動態に与える影響：患者固有の計算モデル

💬 AI 要約

  • 頭蓋内静脈洞の狭窄（intracranial sinus stenoses: ISS）または閉塞（intracranial sinus occlusions: ISO）は頭蓋内静脈血圧の上昇を引き起こし得るが、静脈の解剖学的個体差が治療方針の意思決定と治療成功の予測を妨げている。そこで本研究では、病態を模擬し静脈の流動ダイナミクスおよび圧力への影響を評価できる、患者固有の計算モデルを構築することを目的とした。
  • 脳卒中患者のCT血管造影データに基づき、半自動の閾値ベースセグメンテーションを用いてモデルを作成し、その後計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）により血流をモデル化した。
  • 健康コホートにおける4D Flow MRI（flow encoded magnetic resonance imaging）を基準として静脈血流速度を比較し、異なる部位におけるISSおよびISOを含む9つのシナリオを計算した。その結果、参照点すべてにおいて本モデルの静脈速度は4D Flow MRIと同等であった一方、片側の横静脈洞閉塞または狭窄では対側の代償的な流入が生じ、静脈圧は最大12 mmHgまで上昇した。
  • さらに、広範なISOまたは両側の横静脈洞ISSでは、静脈圧が100 mmHg超まで顕著に上昇した。以上より、本モデルは現実的な静脈血圧および圧力勾配を再現でき、頭蓋内静脈洞の狭窄または閉塞を有する患者に対して血管内治療（endovascular treatment）戦略が有益となる層別化に資する可能性が示された。

(028) Wu

📕 書誌情報

Computational fluid dynamics analysis of blood blister aneurysms: A comparative study with normal supraclinoid internal carotid arteries.

Te-Chang Wu, Zhen-Ye Chen, Yi-Lin Wu, Tzu-Ching Shih

J Neuroradiol, 2026 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

血液ブラスト動脈瘤（blood blister aneurysm; BBA）に対する計算流体力学解析：正常な後床突起上部内頸動脈（supraclinoid internal carotid artery; ICA）との比較研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者特異的血管モデルを用いて、血液ブラスト動脈瘤（BBA）と正常な後床突起上部内頸動脈（ICA）との間における血行動態学的相違を評価することである。
  • 3D回転血管造影（3D rotational angiography）またはMR血管撮影（MR angiography）から、頸部動脈（petrous ICA）近位から遠位のM1およびA1セグメントに至る領域を対象に、破裂BBAモデル13例および正常ICAモデル13例の合計26モデルを構築し、CFDシミュレーションにより時間平均壁面せん断応力（TAWSS）、壁面せん断応力勾配（WSSG）、圧力差（PD）、振動せん断係数（OSI）、相対滞留時間（RRT）を算出した。
  • 結果として、BBAは正常ICAに比べてOSI（平均/最大：0.0097/0.22 vs 0.0035/0.0135、p<0.01）が有意に高く、RRT（平均/最大：0.60/8.50 vs 0.28/0.54、p=0.018およびp<0.01）も高かった；さらに最大WSSG（20,492 vs 9,208、p=0.012）および最大PD（1.34 vs 0.89、p=0.027）が高く、最小TAWSS（0.35 Pa vs 2.55 Pa、p<0.01）は低かった。
  • また、TAWSSの渦巻き状パターンは4例中3例のBBAで同定され、治療後の早期再出血および入院中死亡の症例においても認められた；BBAでは正常ICAと比較して動脈瘤壁における低値かつ多方向性の壁面せん断応力を示し、OSIおよびRRTが高かった。渦巻き状パターンは予後不良因子である可能性が示され、これらの知見はCFDが破裂リスク評価とBBAの臨床的意思決定支援に有望な手段であることを支持する。

(029) Bozkurt

📕 書誌情報

Evaluation of vertebrobasilar arterial blood flow during HeartMate3 support via computational fluid dynamics analyses.

Selim Bozkurt

Med Eng Phys, 2025 Nov

  • Keywords: Cerebral circulation, Cf-lvad, Continuous flow left ventricular assist device, Vertebrobasilar arteries

  • DOI: 10.1016/j.medengphy.2025.104423

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 19.82

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

HeartMate 3 補助循環中における椎骨脳底動脈血流の計算流体力学解析による評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、左心補助人工心臓（CF-LVAD）である HeartMate 3 による機械的循環補助が脳循環の血流に及ぼす影響を理解するために、健常時、駆出率低下を伴う心不全時、および HeartMate 3 補助循環時における椎骨脳底動脈領域の血流を評価することである。
  • 方法として、計算流体力学（Computational Fluid Dynamics: CFD）解析により、健常条件、駆出率低下を伴う心不全、ならびに HeartMate 3 補助循環の各条件における椎骨脳底動脈内の血液速度および壁面せん断応力を評価した。
  • 結果として、心不全時には椎骨脳底動脈における時間平均壁面せん断応力および相対停滞時間が低下した。
  • 結論として、HeartMate 3 補助循環は、血流の時間平均壁面せん断応力および相対停滞時間に加え、脳血管の平均血流量と圧力に関しては健常条件と同等の値を示す一方で、壁面せん断応力と血液速度は変化することが示された。

(030) Yang

📕 書誌情報

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

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

Front Neurol, 2025

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

  • DOI: 10.3389/fneur.2025.1686189

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 38.76

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

頭部DSA（digital subtraction angiography）およびCTA（computed tomography angiography）に基づく計算流体力学モデルによる頭蓋内動脈硬化性狭窄の形態学的・血行動態学的評価

💬 AI 要約

  • 頭蓋内動脈硬化性狭窄（ICAS）は虚血性脳卒中の主要な原因であり、解剖学的・血行動態学的特性の正確な評価は治療計画に不可欠であるが、現在の臨床評価は主として内腔狭窄率に依存している。本研究の目的は、DSA、CTA、およびDSAの血行動態情報を組み込んだCTAモデル（CMD：D SA由来の流量データをCTAの形態構造に統合）を用いたCFD（computational fluid dynamics）モデルを比較し、ICAS評価における差異と整合性を検証することである。
  • 後ろ向きに、CTAおよびDSAを施行した40名のICAS患者を対象とした。患者個別のCFDシミュレーションを標準化境界条件下で実施し、圧力比（pressure ratio）、壁面せん断応力比（wall shear stress ratio）、および高せん断応力領域などの血行動態パラメータを含む形態学的指標を評価した。
  • 統計解析は、対応のある比較、級内相関係数（intraclass correlation coefficient：ICC）、およびBland-Altman解析を用いた。CTAベースのモデルは解剖学的計測においてDSAと優れた一致を示し（ICC > 0.90）、さらにCMDアプローチは機能的指標の一致性を向上させ、CMD由来のPRおよびWSSRはDSA結果と高い一致を示した。一方、CTAのみを用いる場合にはWSSRがわずかに過小評価され、とくに中大脳動脈領域の病変で顕著であった。
  • サブグループ解析では、病変の位置が血流およびせん断応力パターンに有意な影響を与えることが示された。以上より、CTAベースのCFDモデリングは形態学的ICAS評価におけるDSAの非侵襲的代替として信頼できること、さらにCMD法は流量データを統合することで機能評価の精度を向上させることが明らかとなった。本研究は、解剖学的画像と血行動態モデリングを統合することで脳卒中リスク層別化の臨床的可能性を高め得ることを支持する。

(031) Ahmadabadi

📕 書誌情報

A Case of Cerebral Folate Deficiency due to FOLR1 Mutation in a 10-Year-Old Girl: Clinical Presentation and Treatment Outcomes.

Farzad Ahmadabadi, Mahsa Heidari-Foroozan, Seyed Amin Jazayeri, Parvane Karimzadeh, Elham Hatami

Clin Case Rep, 2025 Oct

💬 AI 翻訳タイトル

FOLR1変異を有する10歳女児における脳性葉酸（CFD）：臨床像と治療転帰の一例

💬 AI 要約

  • 目的：脳脊髄液（CSF）中の葉酸、特に5-メチルテトラヒドロ葉酸（5-MTHF）の低下を特徴とする脳性葉酸欠乏症（CFD）について、FOLR1遺伝子の病的変異による発症機序を背景に臨床像および治療転帰を報告することを目的とした。
  • 方法：早期発達は正常であった10歳女児が、4歳以降に発達の後退と難治性てんかんを呈したため、全エクソームシーケンスによる遺伝学的検査を実施し、病的FOLR1変異を確認した後、葉酸輸送障害に対する治療としてホリナート（folinic acid）補充を開始した。
  • 結果：複数の抗てんかん薬による治療にもかかわらず発作は十分に制御されなかったが、ホリナート補充後に臨床症状は著明に改善した。
  • 結論：本症例は、CFDの診断および有効な治療方針（とりわけ葉酸輸送障害に関連する神経学的障害を軽減するためのホリナートの適時投与）を決定するうえで、遺伝学的検査の重要性を示している。

(032) Park

📕 書誌情報

Short-duration, low-level subclinical primary blast induces neurovascular compromise, and increased MMP9 expression.

Eugene Park, Dave V Ritzel, Elaine Liu, Andrew J Baker

Brain Res, 2025 Dec 01

💬 AI 翻訳タイトル

短時間・低レベルの潜在的（サブクリニカル）一次爆風は神経血管障害を誘発し、MMP9発現を増加させる

💬 AI 要約

  • 本研究は、既報の爆風曝露研究で扱われてきた高圧かつ比較的長時間の範囲に比べ、サブミリ秒領域の低強度・短時間の潜在的一次爆風が脳血管系に及ぼす影響についての知見が乏しいことを背景として、神経血管の破綻リスクを評価することを目的とした。
  • 既報のサブクリニカル低レベル一次爆風モデル（サブミリ秒持続の過圧）を用い、実験系に対する乱流流動の影響が最小であることを確認するためにCFDモデルによりターゲットへの流動効果を特徴づけ、予測圧と実測圧の整合性を検証した。
  • 過圧<12 kPaかつサブミリ秒持続の潜在的爆風では、対照群と比較して周血管（perivascular）S100β発現が有意に低下し、さらにナトリウムフルオレセイン（sodium fluorescein）漏出の増加により神経血管の障害が示され、MMP9およびVEGFの発現増加も認められた。
  • これらの結果は、（いわゆる）サブクリニカル範囲における爆風の曝露時間と強度を必ずしも焦点としていない動物研究の現状を踏まえても、脳の微小血管系がこれらの用量に対して脆弱であることを総合的に示すものである。

(033) Zhu

📕 書誌情報

Magnetic Resonance-Based Hemodynamic Model in Symptomatic Intracranial Atherosclerotic Disease.

Lin Zhu, Zhenzhen Li, Xiaohui Li, Meng Wang, Shuo Li, Zhaomin Lu, Zan Wang, Huiling Sun, Junshan Zhou, Mouxiao Su, Yingbin Chen, Guozhong Chen, Qiwen Deng

World Neurosurg, 2025 Dec

  • Keywords: Computational fluid mechanics, Hemodynamic, Magnetic resonance, Recurrence, Symptomatic intracranial atherosclerotic stenosis

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2025.124570

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 40.27

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

症候性頭蓋内動脈硬化性疾患に対する磁気共鳴（MRI）ベースの血行動態モデル

💬 AI 要約

  • 症候性頭蓋内動脈硬化性狭窄（sICAS）と診断された患者では、反復する虚血性脳血管イベントの再発リスクが高い。本研究の目的は、MRIを用いて簡略化した計算流体力学（CFD）モデルを構築し、sICASの血行動態指標が再発性虚血性脳血管イベントのリスクと関連する可能性を検討することである。
  • sICASと診断された患者を対象に、後ろ向き解析により臨床情報および画像データを収集し、MR画像の後処理と解析を行った後にCFDモデルを作成した。
  • 磁気共鳴血管撮影（MRA）ベースのCFDモデルにより、責任血管における経狭窄部（translesional）および狭窄後（poststenotic）から狭窄前（prestenotic）への圧力比、ならびに壁面せん断応力比（WSSR）を定量化したところ、1年以内に同一領域で再発した虚血性脳血管イベントの発生と、これら指標の間に有意な相関は認められなかった（P > 0.05）。
  • 一方、部分群解析では狭窄長と圧力比との有意な関連（P < 0.001）が示され、さらに狭窄の重症度および狭窄長はWSSRと有意に相関した（いずれもP < 0.001）。加えて、側副血行が良好な群では、側副血行不良群に比べてWSSprestenoticおよびWSSstenotic-throatの値が有意に高く、WSSR値が有意に低かったことから、sICASに起因する一過性脳虚血発作または虚血性脳卒中患者において、MRIに基づく単純CFDモデルの血行動態指標は再発予測には適さない可能性があるが、側副血行はWSSpre-stenotic、WSSstenotic-throat、ならびにWSSRと有意な関連を示すことが示唆された。

(034) Mori

📕 書誌情報

Flow patterns inside the cerebral aneurysms affect aneurysm wall thickness.

Tatsuya Mori, Hidehito Kimura, Kosuke Hayashi, Yusuke Ikeuchi, Shunsuke Yamanishi, Hiroyasu Shose, Naoto Nakamura, Masahiro Sugihara, Akio Tomiyama, Eiji Kohmura, Takashi Sasayama

Neurosurg Rev, 2025 Oct 17

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Intracranial aneurysm, Oscillatory shear index, Thick wall, Thin wall, Wall shear stress vector direction variation

  • DOI: 10.1007/s10143-025-03881-8

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 41.84

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤内部の流動パターンは動脈瘤壁厚に影響を及ぼす

💬 AI 要約

  • 目的：動脈瘤壁が薄い場合と厚い場合の壁特性は、従来の画像診断では同定できないため、CFD（computational fluid dynamics）で壁の減厚・増厚領域を予測し得る指標の有用性を検証することを目的とした。
  • 方法：術前CFD解析を実施し、壁せん断応力ベクトル方向の変動（WSSDV）および振動性せん断指数（OSI）を用いて薄壁領域（thin-walled regions: TIWRs）と厚壁領域（thick-walled regions: TKWRs）を検出した際の陽性的中率（PPV）を評価し、さらに減厚・増厚を規定する流動パターンの特徴を提案した。
  • 結果：未破裂頭蓋内動脈瘤に対する術中写真に基づく実際のTIWRs/TKWRsを、WSSDV色マップおよびOSI色マップの予測と比較したところ、WSSDVではTIWRsで実際46領域中39領域（PPV: 85%; 95% CI 0.72–0.92）、TKWRsで29領域中23領域（PPV: 79%; 95% CI 0.62–0.90）を同定でき、OSIではTIWRsで46領域中39領域（PPV: 85%; 95% CI 0.72–0.92）、TKWRsで45領域中30領域（PPV: 67%; 95% CI 0.52–0.79）であった（対象：2019年1月〜2022年8月、非破裂UIAに対する計42例のクリッピング術）。また、Spearmanの順位相関解析によりWSSDVとOSIの間に強い相関（ρ = 0.849, 95% CI 0.73–0.92, p < 0.001）が示された。
  • 結論：WSSDVとOSIの2指標は心周期における壁せん断応力ベクトルの変化の程度を反映し、平行流または発散流は動脈瘤壁の減厚に、回転流または収束流は増厚に寄与し得ることが示唆された。

(035) Braet

📕 書誌情報

A systematic evaluation of the impact of contralateral stenosis on ipsilateral internal carotid artery hemodynamics using computational fluid dynamics.

Drew J Braet, Jonas Schollenberger, Nicholas H Osborne, C Alberto Figueroa

Quant Imaging Med Surg, 2025 Oct 01

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学を用いた対側内頸動脈狭窄が同側内頸動脈血行動態に及ぼす影響の系統的評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、対側内頸動脈（ICA）狭窄が同側の速度計測へ影響することは知られている一方で、脳血流（CBF）、圧力勾配（PG）、壁面せん断応力（WSS）などの血行動態指標がどのように変化するかは不明であるため、対側ICA狭窄が同側ICA血行動態へ与える影響を定量化することである。
  • 患者固有の磁気共鳴画像（MRI）に基づくCFD（computational fluid dynamics）を用い、無症候性ICA狭窄（右75%、左25%）の1症例について頸部および頭蓋内動脈のCFDモデルを構築し、対側ICA狭窄を0〜100%の範囲で系統的に変化させた。
  • 上行大動脈および下行大動脈、ならびに両側鎖骨下動脈に固定の流量波形を課し、頭蓋内血管を3要素Windkesselモデルに結合して変動圧および変動流量を許容したうえで、外頸動脈流出の挙動について固定流量の一次モデルと、3要素Windkesselを介して可変流量とする代替モデルの2通りを比較した。
  • 左ICA狭窄の各レベルで速度、CBF、PG、WSSを抽出した結果、対側ICAが50%以上狭窄に達するまでは同側速度は不変であったが、75%からは同側速度がより大きく増加した一方、同側PGは対側ICAが90%以上で変化し、WSSは対側ICAが90%狭窄、95%狭窄、または閉塞に至った際に有意な増加（P<0.001）を示し、CBFは対側狭窄が90%以上に達するまで有意に変化しなかったことが示された。これらより、対側ICA狭窄は同側ICA血行動態に影響し、ひいては同側の脳卒中リスクへ影響し得るため、同側ICA狭窄の管理戦略を検討する際には対側狭窄率を考慮すべきであると結論づけた。

(036) Lee

📕 書誌情報

Rapid thrombogenesis prediction in COVID-19 patients using DNN with data labeling.

Joong-Lyul Lee, Haitao Zhao, Mike Tree, Angelo Cristobal

Sci Rep, 2025 Oct 01

💬 AI 翻訳タイトル

データラベリングを用いた深層ニューラルネットワークによるCOVID-19患者における血栓形成の迅速予測

💬 AI 要約

  • 目的：COVID-19の世界的な急拡大に伴い、血液凝固の発症が観察されており、脳出血などの重篤な続発症につながり得るため、血栓形成イベントを早期に検出することが重要である。
  • 方法：計算流体力学（CFD）シミュレーションから得られる患者固有データを用い、血栓形成イベントを予測するための深層ニューラルネットワークモデルに学習させるフレームワークを提案し、さらに精度と性能を高めるためにハイパーパラメータチューニングを実施した。
  • 結果：本枠組みにより、複数の機械学習アルゴリズム間で比較シミュレーションを行うことができ、また高い予測精度を達成するための最適なデータサイズの同定に資することが示された。
  • 結論：本研究は、計算モデリングと機械学習を統合することで、COVID-19患者における血栓形成（thrombogenesis）現象の検出・管理を迅速化し得る有望な手法を提示した。

(037) Wang

📕 書誌情報

Evaluation of drug distributions in brain tumor therapy: An in silico comparative study of multi-side-hole and standard end-hole catheters in convection-enhanced delivery.

Ying Wang, Aili Zhang, Limei Cao, Ziyi Lou, Xinhui Si, Xuelan Zhang, Wei Wang, Jing Zhu

Int J Pharm, 2025 Nov 30

  • Keywords: Anticancer drugs, Brain tumor, Computational fluid dynamics, Convection-enhanced delivery, Multi-side-hole catheter

  • DOI: 10.1016/j.ijpharm.2025.126230

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 34.98

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

脳腫瘍治療における薬物分布の評価：対流促進送達（CED）における多側孔カテーテルと標準の端孔カテーテルの in silico 比較研究

💬 AI 要約

  • 対流促進送達（convection-enhanced delivery: CED）は、血液脳関門（BBB）を回避することで脳腫瘍治療を可能にする有望な手法であり、カテーテルの種類および薬物の物理化学的特性が腫瘍内の薬物分布に影響することが示唆されているため、本研究では多側孔カテーテル（multi-side-hole catheter: MSHC）の効果を検討することを目的とした。
  • 磁気共鳴（MR）画像から再構成した3次元脳モデルに基づき、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）シミュレーションを用いて、6種類の抗癌薬に対するCED投与におけるMSHCの影響を解析した。
  • その結果、同一注入流量条件下でカテーテル径を減少させると、6種類すべての薬物において有効分布体積が増大することが示された；さらにMSHCで投与した場合、パクリタキセルを除く6種中5種の薬物で有効分布体積の増大が認められた一方、体積平均濃度（volume-averaged concentration）が増加する薬物は認められなかった。
  • 結論として、標準端孔カテーテル（standard end-hole catheter: SEHC）と比較して、MSHCはドキソルビシン、シスプラチン、フルオロウラシル、およびカルムスチンに対して治療効果が高いことが示された；一方で、メトトレキサートについては、有効分布体積の増大と体積平均濃度の低下とのバランスを考慮する必要があり、パクリタキセルは特に低い注入流量および小径カテーテル条件ではSEHCでの投与がより適していることが示唆された。

(038) Ergin

📕 書誌情報

Hemorheological changes induced by Flow-diverting stents at the aneurysm neck in cerebral circulation.

Osman Ergin, Ali Bahadir Olcay, Alperen Elek, Ismail Oran

Neuroradiology, 2025 Nov

💬 AI 翻訳タイトル

脳血管領域におけるフローダイバータステントが動脈瘤頸部に誘起する血液レオロジー変化

💬 AI 要約

  • 本研究は、フローダイバータステント（flow-diverting stent: FDS）留置が頭蓋内動脈瘤に及ぼす血行動態学的影響を、ステントストラット間の頸部領域におけるせん断応力（shear stress）およびせん断ひずみ速度（shear strain rate）に焦点を当てて検討することを目的とした。
  • 患者ごとの形状はデジタルサブトラクション血管撮影（DSA）コーンビームソース画像から再構築し、血管解剖および動脈瘤形態を正確にモデル化したうえで、線数48本および64本のFDS設計を作成し、いずれもポロシティ65%を一定に保った。
  • FDS留置後にステントストラット間で生じるせん断応力とせん断ひずみ速度を評価するため、計算流体力学（computational fluid dynamics: CFD）により血流シミュレーションを実施したところ、5症例（遠位内頸動脈側壁動脈瘤3例、MCA分岐部動脈瘤2例）において、留置前は動脈瘤入口でのせん断応力・せん断ひずみ速度が心周期を通じて概ね既報の閾値未満であったのに対し、留置後はステントストラット間で値が有意に増加し、一部の症例では閾値を心周期全体または収縮期のみで上回った。
  • 48本および64本いずれのFDSモデルも非ステントモデルに比して有意に大きいせん断力を示したが、両ステント設計間に有意差は認められなかった一方、動脈瘤体積はステントストラットを通じて生じる最大および平均せん断力と統計学的に正の相関を示した；以上より、FDS留置は動脈瘤頸部のステントストラット間領域において生理域を超えるせん断応力およびせん断ひずみ速度を一貫して誘起し、また計測されたせん断力は動脈瘤体積と有意に関連することが示された。

(039) Benemerito

📕 書誌情報

Comparison of Navier-Stokes and lattice Boltzmann solvers for subject-specific modelling of intracranial aneurysms.

Ivan Benemerito, Jon McCullough, Andrew Narracott, Peter V Coveney, Alberto Marzo

Comput Biol Med, 2025 Oct

  • Keywords: Computational fluid dynamics, Intracranial aneurysms, Lattice Boltzmann method, Subject-specific modelling

  • DOI: 10.1016/j.compbiomed.2025.111050

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 24.49

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

内頸動脈および中大脳動脈における頭蓋内動脈瘤の個別化モデリングに対するNavier-Stokes法と格子ボルツマン法ソルバの比較

💬 AI 要約

  • 心血管疾患のモデリングは、個人の健康状態を解析および予測するための計算ツールの活用が最前線にあるが、これらのツールに対する信頼性を築くには、同一の仮想シナリオに対して各アプローチがどのように性能を示すかを、個別および集団全体の両面で理解することが重要である。
  • 本研究では、内頸動脈および中大脳動脈に存在する動脈瘤の血流を対象として、商用ソルバのAnsys CFXとオープンソースコードHemeLBにより流れを解析し、アルゴリズムの違い（有限体積法と格子ボルツマン法）だけでなく、商用ソルバと学術的に開発されたコードを用いたシミュレーションの準備・実行に関する課題も評価した。
  • 対象領域内の速度プロファイルおよび、462の境界条件プロファイルに基づき動脈瘤破裂リスクを評価するために一般的に用いられる指標を比較した結果、両ソルバが算出した流れは、概ね2つの領域で質的に非常に類似していた。
  • 中大脳動脈瘤における運動量駆動型の流れは、動脈瘤領域全体において速度およびせん断応力（shear stress）に基づく指標に対して良好な定量的一致を示した一方、内頸動脈瘤ではせん断駆動型で定量的なばらつきがより大きかったが、いずれの手法も破裂リスクに関連する指標の極値の位置を一貫して特定できたため、両手法は臨床判断を支援するための動脈瘤内血流に関する有用な数値情報を提供し得る。

(040) Xu

📕 書誌情報

Association of ophthalmic origin aneurysms with abnormally-enhanced hemodynamic stresses at the arterial wall.

Li-Feng Xu, Ji-Wei Wang, Hui Li, Hao Guo, Jian-Feng Liu, Cong-Hui Li, Bu-Lang Gao

J Clin Neurosci, 2025 Nov

  • Keywords: Bifurcation angle, Computational fluid dynamic analysis, Hemodynamic parameters, Internal carotid artery, Ophthalmic aneurysm

  • DOI: 10.1016/j.jocn.2025.111564

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 30.02

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

眼動脈起始動脈瘤に関連する、動脈壁での異常に増強された血行力学的ストレス

💬 AI 要約

  • 眼動脈起始動脈瘤に関連する血行力学的パラメータを、計算流体力学（CFD）解析により明らかにすることを目的とした。
  • 眼動脈起始動脈瘤の有無に基づき、60人（動脈瘤あり30人、なし30人）を対象に、人口統計、血管径・血管角度、および血行力学的パラメータを解析した。
  • 眼動脈起始動脈瘤を有する群では、眼動脈と内頸動脈（ICA）遠位セグメントの分岐角が有意に大きく（P < 0.0001）、また仮想動脈瘤除去後の直接流れ衝突ゾーン（FIZ）と比較して動脈瘤ドーム部では動的圧、総圧、速度角、渦度、壁面せん断応力（WSS）、ひずみ速度がいずれも有意に低下した。
  • さらに、WSSピーク距離は分岐角との間で動脈瘤あり／なしのいずれの群でも有意な正の相関を示し、また動脈瘤あり群ではWSSピーク距離が頂点の総圧とも有意に正の相関を示した。分岐角の拡大は分岐部の血行力学的パラメータの上昇を有意に増大させ、眼動脈起始動脈瘤の形成に寄与する可能性がある一方で、分岐部頂点における異常な血行力学的亢進を低減することが重要であると結論づけた。

(041) Rezaeitaleshmahalleh

📕 書誌情報

Machine Learning-based Prediction of Temporal Velocity-Informatics (TVI) Variables for Accelerated Characterization of Intracranial Aneurysms' Rupture Status.

Mostafa Rezaeitaleshmahalleh, Zonghan Lyu, Nan Mu, Varatharajan Nainamalai, Aditya Pandey, Jingfeng Jiang

J Cardiovasc Transl Res, 2025 Oct

  • Keywords: Aneurysm hemodynamics, Computational fluid dynamics, Machine learning, Rupture risk prediction

  • DOI: 10.1007/s12265-025-10677-0

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 29.36

  • PubMed

  • Google Scholar
  • OpenCitations

💬 AI 翻訳タイトル

破裂状態の迅速な評価のための時間的速度情報（TVI）変数の機械学習による予測

💬 AI 要約

  • 目的：時間的速度情報（Temporal velocity-informatics: TVI）は、時間分解3次元速度場の空間解析により動脈瘤内の流れの攪乱を定量化する新規手法であり、頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysms: IAs）の破裂状態の特徴付けに有用であるが、CFD（computational fluid dynamics）シミュレーションを用いた時間分解3次元速度場の計算が臨床応用の障壁となる。本研究は、IAの幾何学的情報と機械学習（ML）に基づく回帰手法を組み合わせてTVIパラメータを予測することの実現可能性を検証することを目的とした。
  • 方法：既知の破裂状態を有する112例のIAを対象に、MLによって予測したTVIパラメータが破裂状態の予測に有効であるかを評価した。
  • 結果：予測したTVIに基づくIAの破裂状態予測はAUC 0.88を達成し、総合正診率は81.6%であった。また、MLにより予測されたTVI変数と、CFDシミュレーション速度データから推定したTVI指標との整合性は、壁面せん断応力（wall shear stress）に基づく指標の予測能力よりも高かった。
  • 結論：IAの幾何学的情報からMLを用いてTVI変数を予測することで、破裂状態の推定に高い識別能を示す可能性が示され、CFD計算に依存することなくTVIベースの評価を加速できる可能性が示唆された。