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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
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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：2025-10-01 - 2025-12-31
    • 要約用 AI/LLM：gpt-5.1-chat-latest (OpenAI, 2026-01)
    • データ更新日：2026-01-26

(001) 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

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    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 57.07

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂脳動脈瘤の破裂リスク予測における患者特異的血行力学とLaplace則の統合：生物物理学的および計算論的枠組みに関する系統的レビュー

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、Laplace則などの生物物理学的原理と患者特異的血行力学を統合し、未破裂脳動脈瘤の破裂リスクをより精密かつ機構的に評価する枠組みに関する文献を総合的に検討することである。
  • 本レビューはPRISMAガイドラインに従い、主要データベースから2010年から2024年の関連研究を収集し、JBIチェックリストおよびROBINS-Iツールにより研究の質とバイアスを評価した。
  • 解析対象となった研究では、Laplace則と患者特異的血流シミュレーションおよび血管壁モデルとの統合が進展しており、低壁面せん断応力や高振動性せん断指数の領域が高い機械的応力と空間的に一致すること、さらに薄壁性のblebが異常血流および高壁張力と関連して破裂しやすいことが示された。
  • 統合的モデルの概念的妥当性が文献から支持され、Laplace則と高度な血行力学モデルを組み合わせる手法は破裂リスク予測の精度向上に寄与する可能性が示され、今後はPHASESスコアなど既存モデルとの比較を含む臨床コホートでの検証が求められる。

(002) Loly

📕 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

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  • OpenAlex: NA

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の破裂および増大解析における数値流体力学（CFD）手法：系統的レビュー

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、近年のCFD研究において最も頻繁に解析されている血行力学的および形態学的パラメータを特定し、それらの解析手法を体系的に整理することである。
  • 本レビューではPRISMAガイドラインに従い、2019年から2024年に発表された頭蓋内嚢状動脈瘤の破裂または増大を対象としたCFD応用研究を検索し、使用ソフトウェア、メッシングおよびソルバー手法、並びに報告されたパラメータを抽出した。
  • 解析対象となった35件の研究では商用ソフトウェアが広く使用され、血行力学的指標としてOSI、TAWSS、LSAR、NWSS、RRTが、形態学的指標としてAR、SR、体積が高頻度に評価され、これらは動脈瘤の破裂および増大との強い関連を示した。
  • 本レビューは、AR、SR、TAWSS、OSI、RRT、LSARといったコアパラメータが破裂・増大の有力な判別指標である一方、研究間の方法論的ばらつきが再現性と臨床応用を妨げており、今後は計算枠組み、パラメータ定義、境界条件の標準化が急務であることを結論づけている。

(003) Bozorgpour [1]

📕 書誌情報

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

Reza Bozorgpour

Vascul Pharmacol, 2025 Dec 25

  • 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

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 4.55217148 ⭐
    • Citation Percentile: 88.82

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💬 AI 翻訳タイトル

血行力学的マーカー：CFD に基づく脳動脈瘤破裂リスク予測

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤の将来的な破裂リスクを予測するために、臨床 MRA データから得られる血行力学的情報の有用性を評価することである。
  • そのために、MRA から血管形状を再構築し、壁面せん断応力（WSS）、時間平均 WSS（TAWSS）、oscillatory shear index（OSI）、relative residence time（RRT）、endothelial cell activation potential（ECAP）を算出する患者固有の CFD パイプラインを構築した。
  • 6 例の脳動脈瘤を対象に解析した結果、安定例では高い WSS/TAWSS と低い OSI/RRT を示し、後に破裂した例では低せん断・高振動性の流れおよび高い ECAP が観察され、また OSI や RRT の高値領域は渦領域と一致していた。
  • 以上より、臨床取得された MRA と CFD を組み合わせることで、将来の動脈瘤挙動を示唆する基礎的血行力学的シグネチャを非侵襲的に抽出でき、個別化された治療判断および経過観察戦略の支援に寄与することが示された。

(004) 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

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💬 AI 翻訳タイトル

深部脳静脈血栓症症例における脳静脈血行動態のパーソナライズドCFD解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、深部脳静脈血栓症(DCVT)における静脈流出の再配分、圧力、および壁面せん断応力(WSS)の変化を、患者特異的なcomputational fluid dynamics(CFD)により定量化することである。
  • 磁気共鳴静脈造影(MRV)に基づきDCVT患者および正常対照の脳静脈洞3次元モデルを構築し、生理学的流入条件下で定常流・層流仮定のCFD解析を実施し、さらに高灌流状態および血液レオロジーの感度解析を行った。
  • 正常解剖では上矢状静脈洞に70%、直静脈洞に30%の流量が分配されたのに対し、DCVTでは全流量が上矢状静脈洞へ迂回し、圧力降下は正常(1.3 mmHg)よりもDCVTで低値(0.67 mmHg)を示し、WSSは上矢状静脈洞で軽度上昇したものの生理的範囲内に留まった。
  • これらの結果より、DCVTでは側副血行路の補償により異常な圧力上昇やWSSを伴わずに静脈流出が再構成されることが示され、本CFD手法が希少脳血管疾患に対する個別化血行動態評価に寄与することが明らかとなった。

(005) 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), 2025 Dec 20

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

  • DOI: 10.2176/jns-nmc.2025-0256

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    • Citation Percentile: 71.67

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💬 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の最適吻合部位同定に向けた流体力学シミュレーション解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は，三次元脳血管モデルに基づくcomputational fluid dynamics（CFD）を用いて，浅側頭動脈‐中大脳動脈バイパス術における吻合部位選択の血行動態的影響を評価することである。
  • 方法として，臨床的に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で複数のバイパス部位における血行動態を可視化・定量化した。
  • その結果，吻合部位から標的領域までの距離，血流方向，受容血管径，および圧力勾配といった因子が脳灌流に大きく影響し，特に順行性血流を確保し標的領域までの距離を短縮し受容血管径が大きい構成が血流改善に優れていた。
  • 本研究は，同術式における吻合部位選択の妥当性をCFDシミュレーションにより非侵襲的に評価した初めての報告であり，術前計画に有用な知見を提供し，より安全かつ効果的なバイパス部位選択に寄与すると結論づけられる。

(006) 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

壁面せん断応力は血管内神経インターフェースにおける静脈組織増殖を予測する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳静脈内で神経インターフェースとして使用されるステント電極において、静脈ステント留置が血流動態と組織増殖に与える影響を明らかにすることである。
  • 著者らは Computational Fluid Dynamics（CFD）解析と動物実験を組み合わせ、28 日間の血流および組織反応を評価した。
  • その結果、低い壁面せん断応力（WSS）が静脈における組織増殖の主要因であり、WSS と増殖量の間には負のべき乗則の関係が成立すること、さらに静脈では動脈に比べて組織増殖の空間的変動が大きく、増殖を誘発する低WSSの閾値もより低いことが明らかとなった。
  • 本研究は静脈特異的な新生内膜増殖の理解を深め、神経インターフェース設計や臨床応用において静脈固有の反応を考慮する必要性を示すとともに、長期使用に関わる血栓形成や炎症反応のさらなる検討の重要性を示唆する。

(007) 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, 2025 Dec 16

  • Keywords: Acute ischemic stroke, Cerebrovascular CFD, Embolus migration, Image-based modeling

  • DOI: 10.1007/s13239-025-00813-x

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💬 AI 翻訳タイトル

拍動流条件下におけるin vitro脳血管モデル内血流の計算力学的モデリングと実験的検証

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、急性虚血性脳卒中（AIS）の理解に重要な血行動態および血栓移動の予測精度向上を目指し、拍動流条件下で作動する大動脈・脳血管のin vitroモデルを用いてCFDシミュレーションを検証することである。
  • 方法として、血液類似流体を満たした脳血管モデルにピストンポンプを用いて生理学的に妥当な拍動流を生成し、時間変化する圧力および流量を実験的に計測し、それらをCFDシミュレーション結果と比較した。
  • 結果として、CFDは出口部における時間平均圧力を実験値の8%以内、時間平均流量を1%以内で予測し、良好な一致を示した。
  • 結論として、本研究は脳内での塞栓（embolus）移動および閉塞のモデリングにおけるCFDの有用性を示し、今後は血栓移動シミュレーションの検証がAISのバイオメカニクスおよび治療戦略の理解に貢献すると考えられる。

(008) 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, 2025 Dec 13

  • 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

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破裂脳動脈瘤における破裂好発ブレブの血行力学的特性：Computational Fluid Dynamics（CFD）解析による検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、意図的ブレブコイル塞栓術により再破裂が防止された破裂脳動脈瘤を対象に、破裂好発ブレブの血行力学的特性を明確化することである。
  • 方法として、2018年1月から2024年12月に破裂脳動脈瘤に対してコイル塞栓術を受けた患者のうち、ブレブを意図的に塞栓し再破裂が生じなかった症例を後方視的に抽出し、pressure および time-averaged wall shear stress（WSS）の分布を CFD 解析により評価した。
  • 解析対象となった6例の全てにおいて、ブレブ頸部で最大圧と flow impingement が観察され、ブレブ内部圧の上昇が示されるとともに、動脈瘤ドーム内での最小 time-averaged WSS（0.68 ± 0.45 Pa）がブレブ部に認められた。
  • これらより、最大圧と flow impingement、ならびに最小 time-averaged WSS を呈する動脈瘤ブレブは破裂し得る特性を有し、これらの血行力学的指標はコイル塞栓術により血流遮断すべき最高リスク破裂部位の同定に寄与する可能性が示唆された。

(009) 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

  • Keywords: CFD, helicity, portal hypertension, portal vein thrombosis, wall shear stress

  • DOI: 10.37190/abb/213616

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💬 AI 翻訳タイトル

門脈圧亢進症における血行動態変化：ヘリカルフロー特性に着目したCFD解析研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、門脈圧亢進症(PHT)における血流構造、せん断応力、およびhelicityの変化を明らかにし、それらが血栓形成や血管リモデリングに及ぼす潜在的影響を評価することである。
  • CT画像に基づき患者特異的門脈系モデルを再構築し、CFD解析を用いて流速、壁面せん断応力(WSS)、oscillatory shear index(OSI)、relative residence time(RRT)、およびhelicityを評価した。
  • 解析の結果、PHTモデルでは健常モデルと比較して流速と時間平均WSSが低下し、とくに分岐部においてRRTが上昇しており、さらに主門脈分岐部でヘリカルフローの強度と対称性が著しく損なわれていた。
  • 本研究は、とくにhelicityの低下を中心とした血行動態の破綻がPHT関連合併症の発症に寄与する可能性を示し、CFDに基づくhelicity解析が生体力学的リスク評価および将来的な介入戦略の立案に有用であることを示唆する。

(010) 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

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💬 AI 翻訳タイトル

患者特異的内頸動脈症例におけるステント誘発性動脈瘤変形に対する血行動態応答：計算解析研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、ステントによる親血管変形が脳動脈瘤血行動態に与える影響を、患者特異的モデルを用いて明らかにすることである。
  • 高精度な幾何再構築とComputational Fluid Dynamics（CFD）解析を用いて、5つの異なる動脈瘤形状におけるWall Shear Stress（WSS）、Oscillatory Shear Index（OSI）、血流速度の変化を体系的に評価した。
  • 解析の結果、各モデルは固有の血行動態応答を示し、WSSおよびOSIの増加（モデルA）、血行動態のほぼ不変（モデルB）、OSIおよび速度の低下による安定化（モデルC）、軸方向速度の減衰と再分布（モデルD）、および流入ジェットの再方向化と非対称速度場の形成（モデルE）が確認された。
  • 以上より、動脈瘤形態および血管曲率が治療後血行動態を大きく規定することが示され、脳動脈瘤治療におけるステント設計や留置計画の最適化には患者特異的計算モデルが不可欠であることが結論された。

(011) 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

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💬 AI 翻訳タイトル

低解像度医用画像を用いた計算流体力学におけるノイズ低減および平滑化のための新規手法

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、低解像度医用画像に起因する低周波ノイズによって幾何形状の表面粗さが増加し、壁面せん断応力（WSS）の計算精度が低下する問題に対処する新たな平滑化手法を開発することである。
  • 本手法では、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ることで、表面粗さを低減しつつ体積変化を最小限に抑えた幾何形状を再構築した。
  • 提案手法を12例の頸動脈および1例の脳動脈の幾何形状に適用した結果、表面粗さが27〜32％低減し、体積変化は数％に留まり、さらにCFDにおけるWSSは約4.2％低下した。
  • これらの結果より、本手法は低解像度医用画像に基づく頸動脈および脳動脈のCFD解析精度を向上させ、医療支援に有用であることが示された。

(012) 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

  • Keywords: 4D flow, CFD, bypass, complex intracranial aneurysm, hemodynamics, staged therapy

  • DOI: 10.3171/2024.9.FOCUS24761

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💬 AI 翻訳タイトル

巨大頭蓋内動脈瘤に対する新規段階的親動脈閉塞法：頭蓋外‐頭蓋内バイパス後の症例シリーズと4D flow MRIによる血行動態学的考察

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、複雑型頭蓋内動脈瘤に対し、第一段階の頭蓋外‐頭蓋内（EC-IC）バイパスの後に第二段階として親動脈（PA）閉塞を行う新規段階的治療の有効性を、動脈瘤変化と血行動態の観点から検証することである。
  • 方法として、2018年1月から2022年11月までに段階的治療を受けた36例を前向きに登録し、4D flow MRIおよびCT血管造影に基づくCFD解析を用いて術後血行動態と動脈瘤の変化を評価した。
  • 結果として、バイパス後には一部の症例でドナー血管流量が術前の最大4.26倍に増加し、その後減少する経時的変化が確認され、PAにおける壁面せん断応力（WSS）と流線速度の減少例では動脈瘤縮小と、増加例では動脈瘤の増大または不変と相関した。
  • 結論として、段階的治療は高い動脈瘤消失率と許容可能な合併症率を示し、血行動態評価はバイパス後の動脈瘤変化の把握および第二段階治療の最適時期決定に重要である。

(013) Zhang

📕 書誌情報

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

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

Vasc Health Risk Manag, 2025

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

  • DOI: 10.2147/VHRM.S555592

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💬 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の応用：リスク予測、診断、治療最適化、および臨床応用に関する総合的レビュー

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳血管疾患（CVD）マネジメントにおける人工知能（AI）の最新の進展、限界点、および臨床実装の道筋を体系的に整理することである。
  • 方法として、2018〜2023年に発表された文献を対象に4つのデータベースから検索を行い、厳格な選択基準のもと128件の高品質研究を抽出し、NOSおよびQUADAS-2を用いて評価した。
  • 結果として、AIはリスク予測、診断、治療最適化、長期モニタリングにおいて高い性能を示したが、高齢者での精度低下、誤陽性、ワークフロー遅延、データバイアス、解釈性の欠如、法的課題などの限界が確認された。
  • 結論として、データ‐モデル‐臨床の閉ループ構築、多次元AI価値評価体系の確立、人間‐AI協働境界の明確化が提案され、医師とAIの協働および標準化フレームワークの整備がCVD領域におけるAIの持続的な臨床実装に不可欠であると示された。

(014) Itani

📕 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

  • Keywords: genetics, hemodynamics, inflammation, intracranial aneurysm, rupture mechanism, vessel-wall MRI

  • DOI: 10.3390/jcm14228256

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤破裂の機序：実験的および臨床的エビデンスに基づく統合的レビュー

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤破裂の機序について、血行力学、炎症、壁構造変性、遺伝的要因を含む多因子的観点からその全体像を統合的に整理することである。
  • 本レビューでは、動物モデル、ヒト病理学的研究、computational fluid dynamics（CFD）解析、遺伝学的関連研究、ならびに高解像度画像研究のエビデンスを総合的に検討した。
  • その結果、高アスペクト比および高サイズ比、低wall shear stress（WSS）、高oscillatory shear index（OSI）といった血行力学的特徴が局所的壁脆弱化に寄与し、さらに破裂動脈瘤では内皮消失、平滑筋細胞減少、細胞外マトリックス分解、著明な炎症細胞浸潤などの病理像が一貫して認められたことが示された。
  • 本研究は、血行力学的ストレス、炎症性変性、遺伝的素因、血管リモデリングの動的相互作用が破裂を駆動することを明確にし、これらの統合的理解がリスク層別化および予防的治療戦略の開発に寄与し得ることを結論づけた。

(015) 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

  • Keywords: Drug deposition, Hemodynamics, Microthrombus, Non-Newtonian, Rupture risk, Wall shear stress

  • DOI: 10.1038/s41598-025-25588-y

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤嚢内における血行動態特性と薬剤沈着の解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者固有の脳動脈瘤における血行動態、血栓形成リスク、および薬剤輸送特性を、詳細なCFD解析によって評価することである。
  • 方法として、3次元高解像度メッシュ、非ニュートンCasson流体モデル、定常流条件を用いた多パラメトリックCFD解析を実施し、さらにLagrangian粒子追跡により薬剤輸送を評価し、WSS、NRT、ヘリシティ(H)、Q criterion などの指標を解析した。
  • 結果として、狭頸モデルでは弱い渦構造と低いNRTが確認され、拡張嚢モデルでは強いヘリカル渦と高い滞留時間が生じ、低WSS領域は高NRT領域と共局在し血栓形成リスクが高く、さらに高WSSはジェット衝突部位に一致し内皮障害の可能性が示されたほか、血流せん断速度γ̇ ≈ 415 s⁻¹が血栓形成性を分ける臨界閾値であることが示された。
  • 結論として、脳動脈瘤の安定性および治療効果は、渦構造、WSS不均一性、非ニュートン流体特性、渦のコヒーレンスの相互作用によって規定され、これにより破裂リスク評価の高度化と血管内薬剤送達戦略の最適化が可能であることが示された。

(016) 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

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💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバータ治療成功の血行力学的予測因子の検証：患者固有CFD解析による閉塞タイムラインの評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバータ治療後の脳動脈瘤における血行力学的変化を評価し、それらが閉塞速度とどのように関連するかを明らかにすることである。
  • 本研究では、閉塞までの期間が1か月、2か月、5か月と異なる3例の成功症例に対し、患者固有のcomputational fluid dynamics（CFD）解析を実施した。
  • 解析の結果、全症例で文献報告の成功基準を上回る血行力学的変化が認められ、特にrelative residence time（RRT）の増加率が閉塞速度と最も強い相関を示した。
  • 以上より、治療後のRRT変化量は閉塞タイムラインを予測する最も信頼性の高い指標となり得ることが示され、患者個別のフォローアッププロトコル策定に寄与する可能性が示唆される。

(017) 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

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💬 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差：せん断力の解析とその臨床的意義

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、頭蓋内および頭蓋外の解離性動脈瘤（dissecting aneurysm: DA）が示す異なる臨床的挙動の背景にある血行動態的差異を明らかにすることである。
  • 2011年から2023年に治療されたDA症例を対象に、3D Slicerによる血管形状再構築とANSYS Fluentを用いたCFDシミュレーションを実施し、複数の血行動態指標（TAWSS, HSA, LSA, TAWSR, OSI, RRT）を解析した。
  • 解析の結果、頭蓋外DAは有意に大きな体積および面積を示し、頭蓋内DAではTAWSS低値、LSA高値、RRT高値といった血行動態的傾向が認められたが、いずれも統計学的有意差には至らなかった。
  • これらの所見は、頭蓋内DAにおける高LSAおよび周囲血管壁での相対的に高いTAWSSが、臨床的挙動の違いや破裂リスク上昇に寄与する可能性を示唆する。

(018) Che

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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

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💬 AI 翻訳タイトル

内皮せん断応力制御のためのステント設計の多次元最適化：幾何学的構造化および表面機能化戦略による血栓症・再狭窄抑制

💬 AI 要約

  • 本総説の目的は、ステントの幾何学的構造および表面機能化が内皮せん断応力（ESS）を修飾することで新生内膜増殖や血栓形成にどのように影響するかを総合的に整理することである。
  • 本研究では、従来型冠動脈ステントから脳動脈瘤治療に用いられる微細編組ステントへの設計進化を概説し、流線形形状、ストラット厚の低減、ストラット間隔の最適化などが血行力学を改善する仕組みを詳細に分析した。
  • さらに、Computational Fluid Dynamics（CFD）に基づく最適化設計や内皮化促進機能性コーティングなどの先端技術について、その利点と現時点での限界を批判的に評価した。
  • 本総説は、ESS制御と再狭窄抑制に向けた多次元ステント設計最適化が今後の潮流であり、次世代ステントの臨床応用に向けては個別化設計と高生体適合性材料の統合が重要であると結論づけている。

(019) Li

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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

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内頸動脈分岐部動脈瘤は、直接的な血流衝突により異常に増強された血行力学的ストレスを低減するために形成される可能性が高い

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、内頸動脈（ICA）分岐部嚢状動脈瘤の存在と血行力学的パラメータとの関連を、患者個別の三次元画像に基づくCFD（computational fluid dynamics）解析により明らかにすることである。
  • 対象患者の3D血管造影データを用いて、動脈瘤存在時および仮想的動脈瘤除去後の血行動態を比較することで、分岐部における圧力、WSS、渦度、乱流指標など多数のパラメータが動脈瘤除去後に有意に増大することが示された。
  • さらに、前大脳動脈（ACA）および中大脳動脈（MCA）方向への血流進行に伴い血行力学的パラメータの二峰性の増加が観察され、動脈瘤ドーム内部ではこれらの値が著しく低い一方で、直接的な血流衝突（direct flow impingement）部位では顕著な増大が確認された。
  • これらの結果から、ICA分岐部動脈瘤の形成は、分岐部頂点において直接的血流衝突により異常に増強された血行力学的ストレスを低減するための形態的適応として生じる可能性が示唆される。

(020) Weyland

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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

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脳静脈血管における狭窄および閉塞が頭蓋内静脈血行動態に及ぼす影響：患者特異的計算モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳内静脈洞狭窄（ISS）および静脈洞閉塞（ISO）が静脈血流動態および圧に及ぼす影響を評価できる患者特異的計算モデルを構築することである。
  • 方法として、脳卒中患者のCT-angiographyから半自動閾値ベースのセグメンテーションを行い、その後にcomputational fluid dynamics（CFD）を用いた流れ解析を実施し、流速を健常者4D Flow MRIと比較した。
  • その結果、モデルは健常群の4D Flow MRIと同程度の静脈流速を示し、片側の横静脈洞狭窄または閉塞では対側への代償性血流増加と最大12 mmHgの圧上昇が認められ、広範なISOや両側横静脈洞ISSでは100 mmHgを超える著しい圧上昇が生じた。
  • 結論として、本モデルは現実的な静脈血圧および圧勾配を再現し、ISSまたはISOを有し血管内治療の恩恵を受け得る患者の同定に寄与し得ることが示された。

(021) Khani

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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

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💬 AI 翻訳タイトル

脳脊髄腔内薬剤の神経軸方向分散に対する薬物動態予測のための3次元非ヒト霊長類デジタルモデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳脊髄液（CSF）内投与薬剤の神経軸方向分散を予測するため、非ヒト霊長類（NHP）を対象とした生理学的因子を含むデジタル薬物動態モデルを開発することである。
  • 方法として、動物固有のMRIデータに基づき3次元多相CFD（computational fluid dynamics）手法を用いてNHPのCSFシステムのデジタルモデルを構築し、硬膜・軟膜剛体条件下での薬剤トレーサ分散をベンチトップモデルにより検証した後、動的メッシュを導入して頭蓋脊髄コンプライアンスを再現した。
  • 結果として、剛体モデルはベンチトップモデルと高い時空間一致（R² = 0.88）を示し、コンプライアンスを導入したモデルではピークCSF流量が約10分の1に低下し、それに伴いReynolds数の減少と腰椎領域でのトレーサ分散の抑制が確認された。
  • 結論として、開発および検証されたNHPデジタルモデルは、頭蓋脊髄コンプライアンスがCSF内溶質分散に与える重要な影響を示し、CSF輸送モデルの予測精度向上を通じて中枢神経系疾患に対するより効果的な髄腔内投与戦略の設計に寄与し得ることが示された。

(022) Wu

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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, 2025 Nov 01

💬 AI 翻訳タイトル

血豆状動脈瘤に対する計算流体力学解析：正常上床突起部内頸動脈との比較研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、血豆状動脈瘤（BBA）と正常上床突起部内頸動脈（ICA）の間に存在する血行動態差異を、患者固有の血管モデルを用いて評価することである。
  • 3D回転血管撮影またはMR血管撮影から構築した13例の破裂BBAモデルと13例の正常ICAモデルに対し、計算流体力学（CFD）解析を実施し、TAWSS、WSSG、PD、OSI、RRTなどの血行動態指標を算出した。
  • 解析の結果、BBAは正常ICAと比較してOSIおよびRRTの有意な上昇、WSSGおよびPDの最大値の上昇、TAWSSの低下を示し、さらに早期再出血例や院内死亡例ではTAWSSの渦状パターンが確認された。
  • 結論として、BBAは低値かつ多方向性の壁せん断応力を呈し、渦状TAWSSパターンが不良予後因子となり得ることから、CFD解析は破裂リスク評価および治療方針決定を支援する有望な手法であることが示唆された。

(023) Bozkurt

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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

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💬 AI 翻訳タイトル

HeartMate 3 補助下における椎骨‐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、健常状態、駆出率低下心不全、そして HeartMate 3 CF-LVAD 補助下における椎骨‐脳底動脈血流を評価することで、機械的循環補助が脳循環へ及ぼす影響を明らかにすることである。
  • 本研究では、Computational Fluid Dynamics（CFD）解析を用いて、各状態における椎骨‐脳底動脈の血流速度および壁面せん断応力を算出した。
  • シミュレーション結果から、時間平均壁面せん断応力および relative residence time は心不全状態で低下することが示された。
  • HeartMate 3 補助により、血流速度や壁面せん断応力に変化は見られるものの、脳動脈の平均血流量、圧力、時間平均壁面せん断応力および relative residence time は概ね健常状態と同程度に維持されることが明らかとなった。

(024) Lauric

📕 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, 2025 Oct 30

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

  • DOI: 10.1016/j.wneu.2025.124602

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤における計算流体力学評価へのRadiomics解析の新規応用

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学(CFD)シミュレーションから得られた動脈瘤ドーム内速度分布に対してRadiomics解析を応用し、その破裂判別能を評価することである。
  • 方法として、68例の脳動脈瘤に対してステディステートCFD解析を実施し、速度分布を正規化後にグレースケールDICOMへ変換して93種類のヒストグラムおよびテクスチャRadiomics特徴量を抽出し、単変量および多変量解析により破裂との関連を検討した。
  • その結果、破裂動脈瘤ではエネルギーとエントロピーの低下、スキューネス(skewness)、クラトーシス(kurtosis)、ユニフォーミティ(uniformity)の上昇に加え、テクスチャ特徴量としてコントラストおよび灰度レベル分散の低下とstrengthの上昇、さらに低灰度値のクラスタリングを示すLowGrayLevelEmphasisおよびLargeAreaLowGrayLevelEmphasisの増加が認められ、多変量解析ではAUC 0.90という高い判別能が得られた。
  • 結論として、速度分布に対する自動ヒストグラムおよびテクスチャ解析は動脈瘤破裂の強力な判別指標となり、破裂動脈瘤では灰度レベルの変動性が低く高強度領域が少ないという特徴が示され、本手法はRadiomicsの応用範囲を拡張しCFDボリューム評価に新たな研究の可能性を提供する。

(025) Yang

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

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

Front Neurol, 2025

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

  • DOI: 10.3389/fneur.2025.1686189

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    • Citation Percentile: 54.75

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈硬化性狭窄の形態学的および血行力学的評価に向けたCTAおよびDSAに基づく数値流体力学（CFD）モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、digital subtraction angiography（DSA）、computed tomography angiography（CTA）、およびCTA形態構造にDSA流量情報を統合したCTA‑DSA複合モデル（CMD）に基づくCFDモデルを比較し、頭蓋内動脈硬化性狭窄（ICAS）における評価精度と一貫性を明らかにすることである。
  • 方法として、CTAおよびDSAを受けた40例のICAS患者を後方視的に解析し、患者個別のCFD解析を標準化された境界条件下で実施し、形態学的指標およびpressure ratio（PR）、wall shear stress ratio（WSSR）、高せん断応力領域などの血行力学的パラメータを算出し、統計解析として対応比較、intraclass correlation coefficient（ICC）、Bland–Altman解析を行った。
  • その結果、CTAベースモデルは解剖学的指標においてDSAと極めて高い一致を示し（ICC > 0.90）、さらにCMDアプローチは機能的指標の一致性を強化し、特にCMDによるPRおよびWSSRはDSA結果と高い整合性を示したほか、CTA単独ではWSSRがわずかに過小評価され、中大脳動脈病変で顕著であった。
  • 結論として、CTAベースのCFDモデルはICASの形態学的評価において非侵襲的かつ信頼性の高い代替手法となり得ることに加え、CMD手法は流量情報を統合することで機能的評価の精度をさらに向上させ、解剖学的画像と血行力学モデリングの統合が脳卒中リスク層別化の臨床的有用性を高めることが示唆された。

(026) 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変異に起因する脳葉酸欠乏症を呈した10歳女児の1例：臨床像および治療転帰

💬 AI 要約

  • 本症例報告の目的は、FOLR1遺伝子変異により生じた脳脊髄液中の葉酸（特に5-methyltetrahydrofolate（5-MTHF））低下を特徴とする脳葉酸欠乏症（cerebral folate deficiency: CFD）の臨床像を明らかにすることである。
  • 方法として、発達退行および難治性てんかんを呈した10歳女児に対し、全エクソームシーケンスを含む遺伝学的検査を実施し、FOLR1変異の同定後に葉酸代謝補助療法として葉酸誘導体（folinic acid）補充を行った。
  • 結果として、FOLR1変異が病因であることが確認され、葉酸補充療法開始後に患者は著明な臨床的改善を示した。
  • 本症例は、CFD診断における遺伝学的検査の重要性と、葉酸輸送障害による神経学的障害を軽減するための適時かつ適切なfolinic acid投与の有用性を示している。

(027) 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・低レベルのサブクリニカル一次爆風が神経血管機能障害とMMP9発現増加を誘発する

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、サブミリ秒領域の低レベル・短時間一次爆風（subclinical blast）が脳微小血管に及ぼす影響を明らかにすることである。
  • 著者らは既に確立されたサブクリニカル一次爆風モデルを用い、CFDモデルにより乱流の影響を評価しつつ、12 kPa未満の短時間爆風暴露後の神経血管アウトカムを解析した。
  • その結果、短時間爆風により対照群と比較して血管周囲S100βの発現低下、ナトリウムフルオレセイン漏出、さらにMMP9およびVEGF発現の上昇が確認された。
  • 以上より、本研究はこれまで十分に検討されてこなかった低強度・短時間爆風であっても脳微小血管が損傷し得ることを示し、サブクリニカル爆風曝露の病態生理学的重要性を明確にした。

(028) 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

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    • Citation Percentile: 56.54

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💬 AI 翻訳タイトル

症候性頭蓋内動脈硬化性疾患における磁気共鳴画像（MRI）ベースの血行力学モデル

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、症候性頭蓋内動脈硬化性狭窄（sICAS）患者における血行力学的指標と脳虚血再発リスクとの関連を検討するため、MRIを用いた簡易Computational Fluid Dynamics（CFD）モデルを構築することであった。
  • 後方視的に収集したMRIデータを処理し、責任血管における狭窄後前圧比およびWall Shear Stress Ratio（WSSR）などの指標を算出したCFDモデルを作成した。
  • 230名の患者を1年間追跡した結果、再発脳虚血イベントは38名に発生したが、これらのイベントとCFD由来の血行力学的指標との間には有意な関連は認められなかった一方、狭窄長と圧力比、狭窄重症度および狭窄長とWSSRには有意な相関が認められた。
  • 結論として、MRIベースの簡易CFDモデルによる血行力学的指標は脳虚血再発予測には適さないものの、側副血行はWSSpre-stenotic、WSSstenotic-throat、WSSRと有意な関連を示し、血行力学的変化を理解する上で重要であることが示唆された。

(029) 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

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    • Citation Percentile: 55.02

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤内部の血流パターンは動脈瘤壁厚に影響を及ぼす

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、CFD解析で得られるwall shear stress vector direction variation（WSSDV）およびoscillatory shear index（OSI）が脳動脈瘤の薄壁領域および肥厚領域を予測し得るかを検証し、血流パターンが壁の菲薄化・肥厚化に与える影響を明らかにすることである。
  • 方法として、未破裂脳動脈瘤42例に対して術前CFD解析を実施し、得られたWSSDVおよびOSIのカラーマップと術中写真を比較することで、薄壁領域（TIWR）および厚壁領域（TKWR）の陽性的中率（PPV）を算出した。
  • その結果、WSSDVではTIWRとTKWRのPPVがそれぞれ85％および79％、OSIではTIWRとTKWRのPPVがそれぞれ85％および67％であり、さらにWSSDVとOSIの間には強い相関が認められた（Spearman ρ=0.849）。
  • 結論として、WSSDVおよびOSIは心周期中の壁せん断応力ベクトル変化を反映し、平行あるいは発散する血流は壁の菲薄化を、回転あるいは収束する血流は壁の肥厚化をもたらす可能性が示唆された。

(030) Yamamoto

📕 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

脳動脈瘤の流れ誘発振動シミュレーションにおける壁特性および流量仮定の影響

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、従来の高精度FSI（fluid-structure interaction）モデルの生理学的妥当性を高め、動脈瘤壁振動の予測がパラメータ不確実性にどの程度影響されるかを検討することである。
  • 方法として、従来用いられてきたほぼ線形のSt. Venant-Kirchhoff壁モデルと、実験データに基づきフィッティングされた三項Mooney-Rivlin（MR3）超弾性モデルを比較し、さらに脳脊髄液（CSF）の影響を追加したうえで、流量、壁剛性、壁厚を系統的に変化させた。
  • 結果として、MR3モデルは壁の拍動を35%増加させ、振動振幅を240%増加させ、周波数を18%低下させ、CSFによる粘性減衰は振動振幅を68%減少させた一方で周波数および拍動には影響を与えず、流量変化は振動振幅を著しく（246%）増加させたが壁特性の影響は比較的小さかった。
  • 結論として、より生理学的に高度なモデルは拍動周期中の振動振幅および周波数を低下させ、臨床観察と整合する結果を示し、FSIシミュレーションは流量には敏感であるが壁特性の不確実性に対しては概ね頑健であり、壁特性の精密な同定がなくとも動脈瘤壁振動の理解に貢献し得ることが示された。

(031) 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

対側狭窄が同側内頸動脈血行動態に及ぼす影響の計算流体力学を用いた体系的評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、患者特異的MRI情報を用いたCFD解析により、対側内頸動脈狭窄が同側内頸動脈の血行動態指標に与える影響を定量的に評価することである。
  • 方法として、無症候性内頸動脈狭窄を有する患者の画像データから頸部および脳動脈のCFDモデルを構築し、対側狭窄度を0〜100%の範囲で系統的に変化させ、固定流入条件およびWindkesselモデルを用いた可変境界条件下で、速度、CBF、PG、WSSを算出した。
  • 結果として、同側速度およびWSSは対側狭窄が50%以上または90%以上に達するまでほぼ変化せず、90〜100%狭窄レベルでWSSの有意な増加とわずかなPG低下が認められ、CBFは90%以上で初めて変化を示した。
  • 結論として、対側内頸動脈狭窄は同側内頸動脈の血行動態に影響を及ぼし、特に高度狭窄で顕著であるため、同側狭窄の管理戦略を決定する際には対側狭窄度を考慮すべきである。

(032) 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DNNによるCOVID-19患者の迅速な血栓形成予測

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、COVID-19患者における血栓形成を、計算流体力学（CFD）に依存した従来の長時間の解析を代替する形で、深層ニューラルネットワーク（DNN）により迅速に予測する枠組みを構築することである。
  • 本手法では、CFDシミュレーションから得られた患者特異的データを用いてDNNモデルを学習させ、さらにハイパーパラメータチューニングを通して予測性能の最適化を行った。
  • その結果、本モデルは血栓形成イベントの予測精度を高め、従来必要とされていた解析時間を大幅に短縮できることが示されたほか、複数の機械学習アルゴリズムとの比較により最適なデータサイズの指標も得られた。
  • 本研究は、CFDに基づく計算モデル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の早期検出と管理の迅速化に寄与する有望なアプローチであることを示した。

(033) 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

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    • Citation Percentile: 52.59

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💬 AI 翻訳タイトル

脳腫瘍治療における薬剤分布の評価：多側孔カテーテルと標準単孔カテーテルを比較したインシリコ研究

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、3次元MR画像から再構築した脳モデルに基づくComputational Fluid Dynamics（CFD）解析を用いて、多側孔カテーテル（MSHC）が脳腫瘍に対するconvection-enhanced delivery（CED）時の薬剤分布に及ぼす影響を評価することである。
  • 方法として、6種類の抗がん剤を対象に、MSHCと標準単孔カテーテル（SEHC）による投与条件下での薬剤有効分布容積および容積平均濃度を比較検討した。
  • 結果として、カテーテル径を同じ注入速度で減少させると6剤すべての有効分布容積が増加し、MSHC使用時にはパクリタキセルを除く5剤で有効分布容積が増大したが、いずれの薬剤でも容積平均濃度の増加は認められなかった。
  • 結論として、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SEHCより高い治療効果が期待され、メトトレキサートでは分布容積増大と濃度低下のバランスを考慮する必要があり、パクリタキセルは低注入速度かつ小径カテーテル使用時にSEHCがより適していることが示された。

(034) 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

脳循環における動脈瘤澒部でのFlow-divertingステントによる血液レオロジー変化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、Flow Diverter Stent（FDS）留置が脳動脈瘤に及ぼす血行力学的影響、とくにステントストラット間における剪断応力および剪断ひずみ速度に着目して評価することである。
  • 方法として、Digital Subtraction Angiography（DSA）のコーンビーム画像から患者固有の血管形状を再構築し、48本および64本ワイヤ構成でいずれも同一空隙率（65%）を有するFDSモデルを用いてComputational Fluid Dynamics（CFD）解析を実施した。
  • 結果として、ステント留置前の動脈瘤流入口では心周期全体を通じて剪断応力および剪断ひずみ速度が既知の閾値を下回っていたのに対し、FDS留置後にはステントストラット間でそれらが顕著に増大し、一部患者では心周期全体あるいは収縮期に閾値を超過したことが示された。
  • 結論として、FDS留置は動脈瘤澒部において生理学的範囲を超える剪断応力および剪断ひずみ速度を一貫して惹起し、これらの力学的指標は動脈瘤体積と有意な正の相関を示すことが明らかとなった。

(035) 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

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    • Citation Percentile: 34.59

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の個別化モデル化におけるNavier–StokesソルバーとLattice Boltzmannソルバーの比較

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、同一条件下で異なる数値流体解析手法が脳動脈瘤血流解析にどのような差異を示すかを明確にし、その学術的および臨床的信頼性を評価することである。
  • 方法として、内頚動脈および中大脳動脈に位置する動脈瘤を対象に、商用ソルバーAnsys CFX（finite volume method）とオープンソースコードHemeLB（lattice Boltzmann method）を用いて462種類の境界条件プロファイル下で血流シミュレーションを実施した。
  • 結果として、両ソルバーによる流れ場は全体的に類似した定性的特徴を示し、特に中大脳動脈動脈瘤では速度およびせん断応力指標において良好な定量的一致が確認された一方、内頚動脈動脈瘤では定量的ばらつきが大きいものの、両手法とも破裂リスク指標の極値位置を一貫して同定した。
  • 結論として、両手法にはそれぞれ利点と欠点が存在するものの、いずれの手法も動脈瘤内血流に関する有用な数値情報を提供し、臨床意思決定を支援する上で有効であることが示された。

(036) Sema

📕 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

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    • Citation Percentile: 34.01

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動静脈奇形（AVM）治療に用いられる液体塞栓物質（Onyx）の遠位浸潤挙動を予測するための計算流体力学（CFD）モデル化

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、異なる粘度を有するOnyx製剤の挙動を予測するためにCFDシミュレーションを活用し、その遠位浸潤を実験データと比較して検証することである。
  • 方法として、2次元CFD解析を用いてOnyx 18およびOnyx 34の流動と、DMSO拡散による粘度変化を考慮した物理モデルを構築し、混相モデルおよび物質輸送方程式を用いて水中でのOnyxの進展をシミュレーションした。
  • その結果、CFDシミュレーションはOnyxの溶岩状の流動特性を再現し、ベンチ試験で得られた遠位浸潤量と良好な一致を示し、さらに低粘度のOnyx 18がOnyx 34より遠位まで浸潤することが確認された。
  • 本研究は、粘度変化および注入位置が遠位浸潤に与える影響を示し、Onyx塞栓術において多相CFDシミュレーションを実験データと比較検証した初めての報告であり、in-silico評価の有効性を示すものである。

(037) Xu

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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

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    • Citation Percentile: 40.57

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💬 AI 翻訳タイトル

眼動脈起始部動脈瘤と動脈壁における異常に増強した血行力学的ストレスとの関連性

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、眼動脈起始部動脈瘤に関連する血行力学的指標を CFD（computational fluid dynamics）解析により明らかにすることである。
  • 方法として、眼動脈起始部動脈瘤を有する患者30例と有さない患者30例を対象に、血管形態学的特性と血行力学的パラメータを比較検討した。
  • 結果として、眼動脈と内頸動脈遠位部の分岐角は動脈瘤群で有意に大きく、また仮想動脈瘤除去後の直接衝突流（flow impingement zone）と比較して、動脈瘤ドーム上の血行力学的指標（動圧、全圧、WSS、渦度など）はいずれも有意に低下していた。
  • 結論として、眼動脈と内頸動脈遠位部の分岐角が増大すると分岐頂点における血行力学的負荷が増強され、これが眼動脈起始部動脈瘤形成に寄与する可能性が示唆された。

(038) 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

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    • Citation Percentile: 39.45

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の破裂状況を高速評価するためのTemporal Velocity-Informatics（TVI）変数の機械学習予測

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は，頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm, IA）の幾何学的情報と機械学習（machine learning, ML）に基づく回帰手法を用いてTemporal Velocity-Informatics（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である。
  • 方法として，CFDにより算出される時間分解3D速度場の代替として，機械学習モデルを用いてTVI指標を推定し，破裂状態が既知の112例のIAデータを用いてその有効性を評価した。
  • 結果として，MLにより予測されたTVIパラメータを用いたIA破裂状況の識別性能はAUC 0.88，総合精度81.6％を示し，CFDベースのTVI指標との整合性は壁せん断応力（wall shear stress）関連指標の予測精度よりも高かった。
  • 結論として，IA形状情報を基盤とするMLによるTVI予測は，CFD依存性を低減しつつ破裂リスク評価を加速しうる有望なアプローチであることが示された。

(039) Maeda [1]

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

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

Med Biol Eng Comput, 2025 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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    • Cited by: 1
    • FWCI: 2.94226009
    • Citation Percentile: 78.25

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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れ特性の被験者特異的変動：磁気共鳴画像法および計算的解析による検討

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、健常者における中脳水道の脳脊髄液（CSF）ストロークボリュームの大きな個体差を、流体力学の観点から解明することである。
  • 本研究では、47 名の健常被験者から取得した磁気共鳴画像（MRI）データを基に、CSF 流れの最大 Reynolds 数および混合度を計算的シミュレーションにより評価した。
  • 解析の結果、中脳水道における CSF 流れの Reynolds 数は 28.6 ± 13.3 であり、そのばらつきが小さいことから、健常集団における CSF 流動特性に流体力学的な類似性が存在することが示された。
  • さらに、健常者および特発性正常圧水頭症（iNPH）患者の両方において、CSF 混合度と Reynolds 数の正の相関が認められ、本研究は中脳水道を通過する CSF 流れが流体力学的類似性の観点から良好に特徴づけられることを結論づけた。

(040) MacRaild [5]

📕 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なin-silicoフローダイバーター性能評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、オフラベル適用であるPipeline Embolization Device（PED）による後交通動脈（PComA）動脈瘤治療の性能を、in-silico手法を用いて体系的に評価することである。
  • 方法として、59種類のPComA動脈瘤形態を有する118名のバーチャル患者に対してcomputational fluid dynamics（CFD）解析を実施し、胎児型後大脳動脈（FPC）の有無を反映した境界条件の下で治療後血行動態を評価した。
  • 結果として、非FPC患者では平均67.8%の、FPC患者では46.5%の動脈瘤内時空間平均速度低下が示され（P<0.001）、さらにデバイス表面における時空間平均壁面せん断応力はFPC患者で29.2 Pa、非FPC患者で23.5 Pa（P<0.05）となり、FPC患者で内皮化が阻害される可能性が示唆された。
  • 結論として、形態学的因子は治療成績に影響せず、FPC患者ではPED単独フローダイバーションの治療成功率が有意に低下するため、代替治療の検討が推奨される。