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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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  • 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-5.6-luna (OpenAI, 2026-07)
    • ソート基準：被引用数降順（同値の場合はFWCI降順）
    • データ更新日：2026-07-24

(001) MacRaild [8]

📕 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

後交通動脈瘤に対する適応外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、広く使用されているPipeline塞栓デバイス（PED）による後交通動脈（PComA）瘤のフローダイバーター（FD）治療について、特に胎児型後方循環（fetal posterior circulation：FPC）の有無が治療成績に及ぼす影響を、in silico試験（IST）によって評価することである。
  • 118例の仮想患者における59種類のPComA瘤解剖モデルを構築し、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）を用いてFD留置後の血行動態を解析した；非胎児型およびFPCの影響を再現する境界条件を設定し、両群の治療成績を比較した。
  • 動脈瘤内の空間平均・時間平均速度の低下率は、非胎児型患者で67.8%、FPC患者で46.5%と、FPC群で有意に低かった（P<0.001）；さらに、デバイス表面の空間平均・時間平均壁面せん断応力はFPC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FDの内皮化（endothelialization）が阻害される可能性が示唆された一方、動脈瘤の大きさ・形状やPComA径などの形態学的変数は治療成績に影響しなかった。
  • FPCを伴うPComA瘤では単独PEDによるFD治療の成功率が有意に低いため、FPC患者には単独PEDフローダイバージョン以外の代替治療を検討すべきである。

(002) Loly [7]

📕 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: 7
    • FWCI: 2.859
    • Citation Percentile: 91.61 ⭐

  • PubMed

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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を解析するための数値流体力学的アプローチ：系統的レビュー

💬 AI 要約

  • 本系統的レビューの目的は、近年の数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）研究において、頭蓋内動脈瘤の破裂および増大に関連して最も頻繁に解析されている血行力学的・形態学的パラメータを同定し、用いられている方法論的戦略を整理することであった。
  • PRISMAガイドラインに準拠し、PubMed、Scopus、Web of Science、およびEmbaseを用いて、2019年から2024年までに発表された、ヒトの嚢状動脈瘤を対象として破裂または増大をCFDで解析した原著研究を系統的に検索した；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、ならびにヒト以外の動物モデルまたはin vitro解析は除外し、研究特性、CFDソフトウェア、メッシュ作成法、ソルバー手法、および評価パラメータを抽出した。
  • 適格基準を満たした研究は35件であり、セグメンテーション、メッシュ作成、ソルバーの各段階では商用ソフトウェアが主に使用されていた；評価頻度の高い壁面せん断応力関連指標は、振動せん断指数（oscillatory shear index：OSI、91.43%）、時間平均壁面せん断応力（time-averaged wall shear stress：TAWSS、71.43%）、低せん断領域比（low shear area ratio：LSAR、60.00%）、正規化壁面せん断応力（normalized wall shear stress：NWSS、51.43%）、および相対滞留時間（relative residence time：RRT、45.71%）であり、形態学的指標ではアスペクト比（aspect ratio：AR、74.29%）、サイズ比（size ratio：SR、68.57%）、および体積（42.86%）が最も一貫して評価され、破裂および増大との強い関連を示した。
  • AR、SR、TAWSS、OSI、RRT、およびLSARは、頭蓋内動脈瘤の破裂および増大を識別し得る中核的な形態学的・血行力学的パラメータとして一貫して同定されたが、方法論の大きな異質性と統一基準の欠如が再現性および臨床応用を阻んでおり、今後は動脈瘤リスク評価におけるCFDの一貫性、比較可能性、臨床的適用性を高めるため、計算解析フレームワーク、パラメータ定義、および境界条件の標準化が急務である。

(003) Zhang [5]

📕 書誌情報

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

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

Vasc Health Risk Manag, 2025

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

  • DOI: 10.2147/VHRM.S555592

  • Article

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    • Cited by: 5
    • FWCI: 1.6663
    • Citation Percentile: 86.36

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💬 AI 翻訳タイトル

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

💬 AI 要約

  • 本レビューは、脳血管疾患（cerebrovascular diseases：CVDs）の管理における人工知能（artificial intelligence：AI）の最新の進展、限界および臨床実装への道筋を体系的に統合し、CVD診療全体におけるAIの変革的役割を明らかにすることを目的とした。
  • PRISMA-ScRガイドラインに準拠し、PubMed、Web of Science、EMBASEおよびIEEE Xploreの4データベースを対象として、2018～2023年に公表された研究を検索し、明確な評価指標を有する原著研究および臨床試験を選択した結果、厳格なスクリーニング後に128件の研究を採用し、Newcastle–Ottawa Scale（NOS）およびQUADAS-2を用いて研究の質を評価した。
  • AIは、リスク予測では放射omics（radiomics）-計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）および電子健康記録（electronic health record：EHR）-画像統合モデルにより曲線下面積（AUC）0.9超を達成した一方、高齢者では性能が低下し、診断では大血管閉塞（large vessel occlusion：LVO）の検出時間を6分まで短縮し、出血セグメンテーションのDice係数を0.94まで向上させ、治療最適化ではマイクロカテーテル留置時間を61％短縮し、薬理ゲノム学的モデルにより抗血小板薬関連合併症を37％減少させ、長期モニタリングでは自動National Institutes of Health Stroke Scale（NIHSS）評価の級内相関係数（ICC）0.93を達成したが、偽陽性、ワークフロー遅延、在宅環境での精度低下に加え、単施設データによるバイアス、解釈可能性の不足および誤診時の法的責任の不明確さが主要な課題として示された。
  • 本レビューは、データ・モデル・臨床を連結するクローズドループ、多面的なAI価値評価体系、および神経血管内治療における「ヒトとAIの協働境界」の明確化を提案し、医師とAIの協働ならびにAI-RADSやWHO-ITUガイドラインなどの標準化された枠組みが、CVD診療におけるAIの持続的な臨床実装、治療効率および機能予後の向上に不可欠であると結論した。

(004) Bozorgpour [4] ⭐

📕 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

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    • Cited by: 4
    • FWCI: 3.0835 ⭐
    • Citation Percentile: 92.56 ⭐

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💬 AI 翻訳タイトル

血行力学的マーカー：脳動脈瘤破裂リスクのCFDに基づく予測

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、脳動脈瘤壁に作用する血行力学的負荷を評価し、将来の破裂リスクに関連する血行力学的特徴を予測することである。
  • 日常診療で取得されるMRAデータから血管形状を患者特異的に再構築する計算パイプラインを開発し、6例の脳動脈瘤を対象として高解像度の数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析を行い、壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）、時間平均壁面せん断応力（time-averaged WSS：TAWSS）、振動せん断指数（oscillatory shear index：OSI）、相対滞留時間（relative residence time：RRT）、および内皮細胞活性化能（endothelial cell activation potential：ECAP）を算出した。
  • 安定していた動脈瘤ではWSSおよびTAWSSが高く、OSIおよびRRTが低かったのに対し、その後に破裂した動脈瘤では、低せん断環境、より強い振動性血流、および高い内皮細胞活性化が認められ、OSIとRRTの高値領域はしばしば渦核と一致した。
  • これらの結果は、臨床的に取得されたMRAに専用の計算ツールを組み合わせることで、構造画像のみでは捉えられない脳動脈瘤の将来挙動に関連する基礎血行力学的シグネチャーを非侵襲的に可視化でき、経過観察方針の最適化および個別化医療の支援に有用である可能性を示している。

(005) Itani [4] ⭐

📕 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機序：実験的および臨床的エビデンスの統合的レビュー

💬 AI 要約

  • 本研究は、従来重視されてきた動脈瘤サイズに加え、血行力学的ストレス、血管壁の変性、炎症、遺伝的素因が関与する頭蓋内動脈瘤（intracranial aneurysm：IA）破裂の多因子的機序を明らかにすることを目的とした。
  • 動物モデル、ヒトの病理学的研究、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析、遺伝的関連研究、および先進的画像診断研究から得られたエビデンスを統合的に検討した。
  • 形態学的および血行力学的研究から、高いアスペクト比およびサイズ比に加えて、低い壁面せん断応力と高い振動性せん断指数が局所的な血管壁脆弱化に寄与することが示された一方、破裂動脈瘤では内皮細胞の消失、平滑筋細胞の減少、細胞外マトリックスの分解、著明な炎症細胞浸潤、ならびに高度に菲薄化し細胞成分に乏しく血栓で覆われた血管壁が一貫して認められ、さらにCXCL1シグナルを介する好中球依存性カスケードや補体C5a–C5aR1活性化などの炎症経路が血管壁破綻を直接誘発すること、また高分解能血管壁磁気共鳴画像法（magnetic resonance imaging：MRI）の造影効果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が明らかになった。
  • 頭蓋内動脈瘤の破裂は、不利な血行力学的環境、炎症性変性、遺伝的感受性、および病的な血管リモデリングの動的な相互作用によって生じるため、これらの機序に関する知見の統合は、破裂リスクの層別化を改善し、標的予防戦略の開発を促進すると考えられる。

(006) Che [2]

📕 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

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 2.2732
    • Citation Percentile: 89.42

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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：血栓症および再狭窄を軽減する幾何学的構造化と表面機能化戦略

💬 AI 要約

  • 本総説は、ステント設計の最適化によって内皮せん断応力（endothelial shear stress：ESS）を調節し、ステント内再狭窄（in-stent restenosis：ISR）、新生内膜過形成および血栓症を抑制するための設計原理を包括的に検討することを目的とする。
  • 幾何学的構造および表面機能化を含むステント設計パラメータがESSと血行動態に及ぼす影響を整理するとともに、従来の冠動脈ステントから非冠動脈領域、特に脳動脈瘤に用いられる微細編組ステント（micro-woven stent）に至る設計の進展を検討し、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）に基づく最適化および内皮化促進機能コーティングなどの最新技術を批判的に評価した。
  • 流線形プロファイル、支柱厚の低減および支柱間隔の最適化は血行動態を改善し、異常なESS分布に起因する新生内膜過形成および血栓形成の軽減に寄与し得る一方、CFDベースの設計最適化と内皮化促進表面機能化には、臨床応用に向けた技術的・生物学的限界がなお残されていることが示された。
  • 多次元的なステント設計の最適化は、ESSを制御し再狭窄を抑制するための今後の重要な方向性であり、次世代血管ステントの臨床実装を促進するには、個別化設計と高生体適合性材料を統合した研究が必要である。

(007) 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

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 1.7131
    • Citation Percentile: 84.55

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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）の計算流体力学（CFD）モデリングによる遠位浸透挙動の予測

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）シミュレーションを用いて、脳動静脈奇形（AVM）の治療に使用される異なる製剤のOnyxの流動挙動および遠位浸透を予測し、その粘度と注入位置の影響を明らかにすることである。
  • 二次元CFDシミュレーションにより、血流を模擬した水で満たされた仮想神経血管モデル内におけるOnyx 18およびOnyx 34の伝播を解析し、Navier–Stokes方程式、混相流モデル、ならびにOnyxから周囲流体へのジメチルスルホキシド（DMSO）移行を表現する物質種輸送方程式を有限体積法コード（Ansys Fluent）で解いた。
  • 混相・多成分流動シミュレーションは、逆流後の遠位浸透距離をベンチ試験の実験結果と比較することで検証され、Onyxに特徴的な溶岩流様の流動挙動を再現するとともに、実験データとよく一致した。また、同程度の逆流条件では、低粘度のOnyx 18がOnyx 34よりも遠位まで浸透した。
  • 本研究は、Onyx塞栓術に関する混相CFDシミュレーションをベンチトップ実験データにより検証した初めての報告であり、物理的プロトタイプを作製することなく、粘度や注入位置が遠位浸透に及ぼす影響を迅速かつ体系的に評価できるin-silico解析基盤を示した。

(008) Khani [2]

📕 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

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 1.5727
    • Citation Percentile: 85.62

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💬 AI 翻訳タイトル

脳脊髄液内薬物の神経軸方向分散を薬物動態予測するための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、頭蓋脊柱コンプライアンス（craniospinal compliance）を含む生理学的特徴を組み込み、脳脊髄液内に投与された薬物の神経軸方向分散を薬物動態学的に予測できる非ヒト霊長類（NHP）デジタルモデルを開発することである。
  • 動物固有の生体内MRIデータに基づき、流動および幾何学的境界条件を設定した3次元多相計算流体力学（CFD）モデルを構築し、剛体モデルの予測を蛍光色素フルオレセインを薬物トレーサーとして用いた3DプリントNHPベンチトップモデルと比較検証した後、硬膜表面の運動を再現する動的メッシュを導入してコンプライアントモデルへ拡張した。
  • 腰椎穿刺針から1 mLを投与した後1時間にわたり評価した結果、剛体デジタルモデルとベンチトップモデルのトレーサー分散は高い空間・時間的一致を示した（R² = 0.88）が、コンプライアントモデルでは腰部脳脊髄液流量のピーク値が剛体モデルの0.65 mL/minから0.065 mL/minへ約10分の1に低下し、平均レイノルズ数も250から100未満に低下したため、腰部での分散が抑制された；投与1時間後の腰部、胸部、頸部および頭蓋内領域への分布割合は、コンプライアントモデルでそれぞれ91.9%、8.1%、0%、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%であった。
  • 本研究で開発・検証されたNHP特異的デジタルモデルは、頭蓋脊柱コンプライアンスや流量変動を考慮することで中枢神経系内の薬物分布予測能を高め、髄腔内薬物送達プロトコルおよびデバイスの設計・最適化に有用な基盤を提供する。

(009) Ramirez-Velandia [2]

📕 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

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 1.5492
    • Citation Percentile: 85.79

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💬 AI 翻訳タイトル

小型脳底動脈先端部動脈瘤における最大下ハンドグリップ負荷のシミュレーション中の血行動態変化：計算流体力学および一方向流体構造連成解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（CFD）および流体構造連成（FSI）シミュレーションを用いて、安静時ならびに最大下ハンドグリップ（HG）負荷の初期相（PLT1）および後期相（PLT2）における脳底動脈先端部動脈瘤（BTA）の血行動態を評価することである。
  • 3次元回転血管造影画像から血管をセグメンテーションし、精密な数値シミュレーションのためのメッシュを作成したうえで、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）、ならびにフォン・ミーゼス応力、血管壁変位およびひずみを含む血管壁変形指標を算出・比較した。
  • 7例（平均年齢60±4.3歳、平均動脈瘤径5.00±1.76 mm）を解析した結果、破裂BTAは未破裂BTAより小型で、RRTおよびLSARが有意に高かった一方、HG負荷により未破裂BTAではTAWSS、HSAR、ピークフォン・ミーゼス応力、最大壁変位および最大ひずみが増加し、RRTが低下した；PLT1ではTAWSSの増加とRRTの低下が最大となり、PLT2では血管壁変形が最大となった。
  • HG負荷中、破裂動脈瘤では未破裂動脈瘤よりTAWSSの増加およびRRTの低下が大きく、負荷に伴う血行動態ならびに血管壁力学の変化が破裂状態と関連する可能性が示されたことから、本研究は生理的負荷に対する小型BTAの破裂リスク評価にCFD-FSI解析を応用できることを示唆する。

(010) Singh [2]

📕 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

  • Article

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 1.5417
    • Citation Percentile: 85.31

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤嚢における血行力学的特性と薬剤沈着

💬 AI 要約

  • 本研究は、患者個別の脳動脈瘤における複雑な血行動態を解明し、血栓形成、血管壁リモデリング、および治療薬送達に影響する因子を明らかにすることを目的とした。
  • 9例の異なる脳動脈瘤を対象として、3次元形状を解像したメッシュ、非ニュートン性Cassonレオロジー、および定常流条件を用いた高忠実度・多パラメータCFD解析を実施し、さらにLagrangian粒子追跡によって薬剤輸送を評価した；壁面せん断応力（WSS）、正規化滞留時間（NRT）、ならびにヘリシティ（H）およびQ基準などの渦動力学指標を解析して回転流構造を特徴付けた。
  • 狭窄した頸部を有するモデル（m1、m2、m5、m8）では、弱い渦構造と支配的な軸方向洗い出し（速度の大きさ<0.10 m/s、NRT<0.2）が認められた一方、嚢が拡大した形状（m3、m4、m6、m9）では、強固ならせん状渦（H>40 m²/s²、Q>0）と高い滞留時間が形成された；低WSS（τw<0.5 Pa）は高NRTおよび血栓形成傾向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たほか、せん断速度約415 s⁻¹（粘度約6.4 mPa・s）が、低せん断速度・高粘度の血栓形成リスク領域と高せん断速度・低粘度の安定領域を分ける臨界閾値として示された；また、Stokes数（St=0.1～1）において、広い頸部と高いヘリシティを有するモデルでは薬剤滞留が有効であったが、軸方向対流が支配的な流れでは薬剤沈着は不十分であった。
  • 以上より、脳動脈瘤の安定性および治療効果は、動脈瘤に誘発される流動構造、WSSの不均一性、非ニュートン性レオロジー、ならびに渦のコヒーレンスの相互作用によって規定されることが示され、これらの知見は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に貢献する。

(011) 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

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    • Cited by: 2
    • FWCI: 1.5417
    • Citation Percentile: 84.94

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💬 AI 翻訳タイトル

脳動脈瘤の計算流体力学評価に対するラジオミクス解析の新規応用

💬 AI 要約

  • 本研究は、計算流体力学（CFD）シミュレーションから得られた脳動脈瘤瘤内の速度分布をラジオミクス解析によって評価し、破裂状態の識別に有用な特徴量を明らかにすることを目的とした。
  • 68個の脳動脈瘤（破裂29個）のカテーテル3次元回転血管造影画像から分割モデルを作成し、定常状態CFDシミュレーションを実施した後、メッシュ非依存の等間隔サンプリングにより瘤内速度分布を抽出した；速度ボリュームをサイズおよび速度の大きさについて正規化してグレースケールDICOM画像に変換し、93個のヒストグラムおよびテクスチャのラジオミクス特徴量を抽出して、単変量解析および多変量解析により破裂状態との関連を評価した。
  • 破裂動脈瘤では、非破裂動脈瘤と比較してenergy（P = 0.005）およびentropy（P = 0.004）が有意に低く、skewness（P = 0.001）、kurtosis（P < 0.001）、uniformity（P = 0.001）が高かったほか、contrast（P = 0.02）およびgray-level variance（P = 0.02）は低く、strength（P = 0.04）は高かった；さらに、LowGrayLevelEmphasis（P = 0.001）およびLargeAreaLowGrayLevelEmphasis（P = 0.01）の上昇に示される低グレーレベル値の集積が認められ、多変量解析では曲線下面積（AUC）0.90、感度0.86、特異度0.85を達成した。
  • 瘤内速度分布に対するラジオミクスを用いた自動ヒストグラム・テクスチャ解析は、脳動脈瘤の破裂状態を高精度に識別し、破裂動脈瘤ではグレーレベル変動の減少、高いパターン均一性、および高強度領域の減少が認められたことから、血管造影画像の解析を超えてCFDの体積評価へラジオミクスを拡張する本手法は、破裂特性に関する新たな知見を提供し、今後の研究に有望な展開をもたらす。

(012) Warda [1]

📕 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: 1
    • FWCI: 0.8566
    • Citation Percentile: 79.07

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💬 AI 翻訳タイトル

フローダイバーター治療成功の血行力学的予測因子の検証：閉塞時期に関する患者個別化CFD解析

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、フローダイバーターで治療された頭蓋内動脈瘤における血行力学的変化を評価し、それらと動脈瘤閉塞速度との関連を検討することである。
  • 閉塞時期が異なる（1、2、5か月）ものの、いずれも治療に成功した3例の動脈瘤を対象として、患者個別化の数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析を実施した。
  • すべての動脈瘤で、文献上の閾値を上回る顕著な血行力学的変化が認められ、動脈瘤内血流速度は75～90％（閾値36％）低下し、時間平均壁面せん断応力（time-averaged wall shear stress：TAWSS）は80～88％（治療成功例における閾値35～49％）低下した一方、相対滞留時間（relative residence time：RRT）の増加率は閉塞速度と最も強く相関し、早期閉塞例、中間例、遅延例でそれぞれ12,240％、1,041％、885％であった。
  • RRT増加量は動脈瘤閉塞速度と強く相関し、治療後のRRT変化を定量的に評価することで閉塞時期を患者個別に予測できる可能性が示され、個別化された経過観察プロトコルの構築に寄与し得る。

(013) 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

頭蓋内動脈瘤の流体誘起振動シミュレーションに及ぼす壁特性および流量仮定の影響

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤の流体構造連成（fluid–structure interaction：FSI）解析において、壁の構成モデル、周囲の脳脊髄液（cerebrospinal fluid：CSF）、流量、壁剛性および壁厚の仮定が、流体誘起壁振動の予測に及ぼす影響と不確実性に対する感度を検討することを目的とした。
  • 4つの動脈瘤を対象として、従来用いられていた近線形St. Venant–Kirchhoff壁モデルを実験データに適合させた3項Mooney–Rivlin（MR3）超弾性モデルと比較し、さらにCSFによる粘性減衰をモデル化したうえで、流量を1.83 mL/s ±25%、壁剛性を軟・中・硬、壁厚を0.25 mm ±0.1 mmの範囲で変化させた。
  • MR3モデルでは、脈動が平均35%、振動振幅が240%増加し、振動周波数が18%低下した一方、CSFの粘性減衰により振動振幅は68%減少したが、周波数および脈動には影響しなかった；流量の変化は脈動に影響を与えなかったものの振動振幅を246%増加させ、壁剛性および壁厚の影響は比較的小さく、振幅をそれぞれ36%および82%、周波数をそれぞれ20%および8%変化させた。
  • より高度な壁モデルを用いた解析では、心周期中の振動振幅および周波数が臨床観察と整合する方向に変化し、FSI解析は流量には感度を示すものの、それ以外の条件に対しては概して頑健であり、壁特性を精密に把握しなくても動脈瘤壁振動の基本的理解に寄与し得ることが示された。

(014) Braet [1]

📕 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頸動脈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、患者固有の磁気共鳴画像（MRI）に基づく計算流体力学（CFD）を用いて、対側内頸動脈（ICA）狭窄が同側ICAの血行動態に及ぼす影響を、脳血流（CBF）、圧較差（PG）、壁面せん断応力（WSS）などの指標により定量化することであった。
  • 無症候性ICA狭窄（右75%、左25%）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ICA狭窄率を0～100%の範囲で系統的に変更した；上行大動脈、下行大動脈および両側鎖骨下動脈には固定流量波形を設定し、頭蓋内血管は可変圧・可変流量を許容する3要素Windkesselモデルに接続したほか、外頸動脈流出には固定流量モデルと3要素Windkesselモデルによる可変流量モデルの2種類を検討した。
  • 同側の流速は対側ICA狭窄が50%以上に達するまで変化せず、狭窄率75%以降では対側狭窄率が5%増加するごとに同側流速がより大きく増加した一方、同側PGは対側狭窄率90%以上まで変化しなかった；対側狭窄率90%、95%、完全閉塞時の同側PGは、基準値0.995からそれぞれ0.993、0.992、0.989へ低下し、WSSは基準値1.43 Paから、狭窄率90%、95%、完全閉塞時にそれぞれ1.67、1.96、5.69 Paへ有意に増加した（すべてP<0.001）が、同側および対側のCBFは対側狭窄率90%以上まで有意に変化しなかった。
  • 対側ICA狭窄は同側ICAの血行動態に影響を及ぼし、同側脳卒中リスクにも影響する可能性があるため、本研究で得られた対側狭窄率に応じた予想流速増加量は臨床的基準となり得るとともに、同側ICA狭窄の治療方針を決定する際には対側狭窄率を考慮すべきである。

(015) Yang [1]

📕 書誌情報

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

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

Front Neurol, 2025

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

  • DOI: 10.3389/fneur.2025.1686189

  • Article

  • OpenAlex

    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.7759
    • Citation Percentile: 75.26

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💬 AI 翻訳タイトル

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

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内アテローム性動脈硬化性狭窄（ICAS）の評価において、デジタルサブトラクション血管造影（DSA）、コンピュータ断層血管造影（CTA）、およびCTAの形態学的構造にDSAの血流情報を統合したモデル（CMD）に基づく計算流体力学（CFD）モデルを比較し、それらの形態学的・血行力学的評価の差異と整合性を検討することを目的とした。
  • CTAおよびDSAを受けたICAS患者40例を後ろ向きに登録し、標準化した境界条件を用いて患者固有のCFDシミュレーションを実施するとともに、圧力比（PR）、壁面せん断応力比（WSSR）、高せん断応力領域などの形態学的および血行力学的指標を評価した；統計解析には対応のある比較、級内相関係数（ICC）、およびBland–Altman解析を用いた。
  • CTAモデルは解剖学的計測においてDSAと極めて高い整合性を示し（ICC＞0.90）、CMD法では機能的指標の整合性が向上し、CMDから算出したPRおよびWSSRはDSAの結果と高い一致を示した一方、CTA単独では特に中大脳動脈病変においてWSSRがわずかに過小評価された；また、病変部位は血流およびせん断応力のパターンに有意な影響を及ぼした。
  • CTAに基づくCFDモデルは、ICASの形態学的評価においてDSAに代わり得る信頼性の高い非侵襲的手法であり、さらにCMD法は血流情報を統合することで機能的評価の精度を向上させるため、解剖学的画像と血行力学的モデリングの統合は脳卒中リスク層別化における臨床的有用性を高める可能性が示された。

(016) Shi [1]

📕 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頭蓋外・頭蓋内バイパス術後の新規段階的親動脈閉塞：症例集積および4D flow MRIによる血行力学的知見

💬 AI 要約

  • 本研究は、複雑性頭蓋内動脈瘤（complex intracranial aneurysms：CIAs）に対し、頭蓋外・頭蓋内バイパス術（extracranial-intracranial bypass：EC-IC bypass）後に親動脈（parent artery：PA）を段階的に閉塞する新規治療法の有効性を検討し、動脈瘤の変化および血行力学的転帰を明らかに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、手術関連合併症、術後血行動態および動脈瘤の変化を記録するとともに、4D flow MRIおよびCT angiographyに基づく計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）を用いて血行力学的解析を実施した。
  • 第1段階のバイパス術後、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解析が可能であった16例では、ドナー血管の血流は術後徐々に増加し、術前値の4.26倍に達した術後6日目をピークとして、その後減少した；壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）およびstreamline velocityが低下した4例では、転換点以降にPA血流が減少し、動脈瘤の消失と対応した一方、これらが増加した12例ではPA血流が増加し、動脈瘤の増大または不変と対応した；第2段階のPA閉塞術を受けた29例では、動脈瘤は27例（93.1%）で消失し、2例（6.9%）で縮小したが、2例に術後7日および10日目の虚血性イベントが発生し、最終追跡時には36例中33例（91.7%）で動脈瘤が消失し、出血性イベントは認められなかった。
  • EC-ICバイパス術後にPA閉塞を行う段階的治療は、CIAsに対して良好な転帰をもたらす有望な治療法であり、血行力学的評価はバイパス術後の動脈瘤変化の判定に有用で、第二段階治療の最適な実施時期の決定に寄与する可能性がある。

(017) Park [1]

📕 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・低レベルの無症候性一次爆風は神経血管系の障害およびMMP9発現増加を誘発する

💬 AI 要約

  • 本研究は、12 kPa未満の過圧かつサブミリ秒の持続時間を有する低レベル・短時間の無症候性一次爆風が脳の神経血管系に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。
  • 既報の無症候性低レベル一次爆風モデルを用い、実験系における乱流の影響を数値流体力学（CFD）モデルによって評価するとともに、標的部位への影響が最小限であることを確認し、予測圧力値と実験値を比較した後、神経血管系の転帰を解析した。
  • 短時間の無症候性爆風曝露により、対照群と比較して血管周囲S100β発現が有意に減少し、さらにナトリウムフルオレセイン漏出ならびにMMP9およびVEGF発現の増加が認められた。
  • これらの結果は、従来ほとんど検討されていなかった無症候性範囲の低強度・短時間爆風であっても脳微小血管系が脆弱であることを示し、短時間衝撃波への曝露評価および小動物実験における爆風条件のスケーリングに重要な知見を提供する。

(018) Rajhi [1]

📕 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: 1
    • FWCI: 0.7709
    • Citation Percentile: 77.60

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💬 AI 翻訳タイトル

患者別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：数値解析研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、ステント補助療法によって生じる親血管の変形が、脳動脈瘤内の血行動態に及ぼす影響を、患者別モデルを用いて明らかにすることを目的とした。
  • 5例の脳動脈瘤について高精度な形状再構築を行い、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）シミュレーションを実施して、壁面せん断応力（Wall Shear Stress：WSS）、振動性せん断指数（Oscillatory Shear Index：OSI）、および血流速度を、異なる動脈瘤形状間で系統的に評価した。
  • 各モデルは変形に対して固有の血行動態応答を示し、モデルAではWSSおよびOSIが増加して流れの不安定性が高まった一方、モデルBでは変化がほとんど認められなかった；モデルCではOSIと速度が低下し、動脈瘤内環境の安定化が示唆された；モデルDでは軸方向速度が徐々に低下・再分布し、流入運動量の減衰が示された；モデルEでは流入ジェットの顕著な方向転換と非対称な速度場が生じ、流量の大きさも中等度に低下した。
  • 以上の結果は、動脈瘤形態および血管曲率が治療後の血行動態を調節する上で重要な役割を果たすことを示しており、脳動脈瘤治療における臨床転帰の改善に向けて、ステントの設計・留置を指針化する患者別数値モデリングの必要性を裏付けるものである。

(019) Weyland [1]

📕 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

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.7709
    • Citation Percentile: 76.41

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💬 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及ぼす影響―患者個別化計算モデル―

💬 AI 要約

  • 本研究は、患者個別化計算モデルを構築し、頭蓋内静脈洞狭窄（intracranial sinus stenosis：ISS）および静脈洞閉塞（intracranial sinus occlusion：ISO）が静脈血流動態と静脈圧に及ぼす影響をシミュレーションすることを目的とした。
  • 脳卒中患者のCT血管造影画像を用い、半自動的な閾値ベースのセグメンテーションによって血管形状を再構成した後、数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）により血流をモデル化し、健常者の4D Flow MRIで得られた血流速度と比較したうえで、病変の位置が異なるISSおよびISOを含む9つの病態シナリオを解析した。
  • モデルは、健常者の4D Flow MRIと比較して、すべての基準点で同程度の静脈血流速度を示し、一側性の横静脈洞閉塞または狭窄では対側の代償性血流増加と最大12 mmHgの静脈圧上昇が認められた一方、広範なISOまたは両側横静脈洞ISSでは静脈圧が100 mmHgを超えて著明に上昇した。
  • 本モデルは現実的な静脈血圧および圧力勾配を再現し、血管解剖の個体差を考慮しながら、血管内治療の有益性が期待される頭蓋内静脈洞狭窄または閉塞患者の同定を支援できる可能性が示された。

(020) 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

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    • Cited by: 1
    • FWCI: 0.4931
    • Citation Percentile: 60.18

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💬 AI 翻訳タイトル

健常集団における脳水道を通過する脳脊髄液流動特性の被験者特異的変動：磁気共鳴画像法および計算解析による検討

💬 AI 要約

  • 本研究は、特発性正常圧水頭症（iNPH）のバイオマーカーと考えられている脳水道を通過する脳脊髄液（CSF）一回拍出量の健常者間変動について、流体力学的観点からその要因を明らかにすることを目的とした。
  • 健常者47名の磁気共鳴画像法（MRI）データを取得し、MRIに基づく計算流体力学（computational fluid dynamics）シミュレーションを用いて、脳水道内CSF流の最大レイノルズ数およびCSF混合の程度を評価した。
  • 脳水道内CSF流のレイノルズ数は28.6 ± 13.3であり、その変動は限定的であったことから、健常集団ではCSF流動特性に流体力学的な類似性が認められた。また、健常者およびiNPH患者の双方において、CSF混合とレイノルズ数との間に正の相関が観察された。
  • 以上の結果から、特に健常集団における脳水道内CSF流は、流体力学的類似性を検討することによって良好に特徴づけられることが示され、本研究はCSF流動の個体差を理解するための流体力学的基盤を提供する。

(021) Khan [1]

📕 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: 1
    • FWCI: 0.4166
    • Citation Percentile: 55.50

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💬 AI 翻訳タイトル

未破裂頭蓋内動脈瘤の破裂リスク予測に向けたラプラスの法則と患者特異的血行動態の統合：生物物理学的・計算論的枠組みに関する系統的レビュー

💬 AI 要約

  • 本系統的レビューは、ラプラスの法則などの生物物理学的原理と患者特異的血行動態を統合し、未破裂頭蓋内動脈瘤の破裂リスクをより精密かつ機序論的に評価する枠組みに関する文献を統合することを目的とした。
  • 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PubMed、Scopus、Web of Science、IEEE Xplore、Google Scholarなどで公表された研究を検索し、Joanna Briggs InstituteチェックリストおよびROBINS-I（Risk of Bias In Non-randomized Studies—of Interventions）を用いて研究の質とバイアスリスクを評価した。
  • 対象研究では、ラプラスの法則と患者特異的な血流シミュレーションおよび血管壁モデリングとの統合が進展しており、低い壁面せん断応力または高い振動性せん断指数を示す領域が高い力学的応力領域と重なることが多かったほか、動脈瘤上の薄壁性bleb（小嚢状突出）は異常な血流パターンと高い壁張力を伴い、特に破裂しやすいことが示された。
  • 統合されたエビデンスは、高い壁張力と不良な血行動態パターンを空間的に関連付ける統合モデルの概念的妥当性を支持しており、ラプラスの法則と高度な血行動態モデリングの統合は破裂リスク予測の改善に有望であるため、今後は臨床コホートでこの統合的手法を実装し、PHASESスコアなどの既存モデルと予測能を比較する必要がある。

(022) Kumar

📕 書誌情報

Predicting Atherosclerosis in Unruptured MCA Aneurysm with Computational Fluid Dynamics Study.

Brajesh Kumar, Niraj Kanaujia, Zeenat S Imam, Saiko Watanabe, Yoko Kato

Asian J Neurosurg, 2026 Jun

💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学解析による未破裂中大脳動脈瘤におけるアテローム性動脈硬化の予測

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、未破裂中大脳動脈（MCA）分岐部動脈瘤に生じるアテローム性動脈硬化性変化を予測する手段として、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）の有用性を評価し、CFD所見と術中所見との相関を検討することである。
  • 2014年9月から2017年5月までに単一施設で開放手術を受けた未破裂MCA分岐部動脈瘤患者の術中ビデオ記録を後ろ向きに検討し、アテローム性動脈硬化性変化を認めた症例について、壁圧、壁面せん断応力（wall shear stress）の大きさおよびベクトル、ならびに流線（streamline）をCFDにより解析し、術中顕微鏡所見と比較した。
  • 解析した4症例では、アテローム性動脈硬化性変化の部位に壁圧の中等度低下と壁面せん断応力の大きさの低下を認め、せん断応力ベクトルの発散パターンは、血流速度が低下した肥厚壁領域を示唆した。
  • 本研究は、MCA分岐部動脈瘤における局所的なアテローム性動脈硬化性変化をCFD所見から予測できる可能性を示したが、症例数が極めて少なく統計学的な相関を確立できないため、今後は大規模な多施設コホート研究による検証が必要である。

(023) 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

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    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 42.34

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💬 AI 翻訳タイトル

深部脳静脈血栓症の一症例における個別化計算流体力学解析による脳静脈血行動態の評価

💬 AI 要約

  • 本研究は、深部脳静脈血栓症（deep cerebral vein thrombosis：DCVT）に伴う静脈流出路の再分配、静脈圧、および壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）の変化を、患者個別化計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析によって定量化することを目的とした。
  • DCVT患者および正常対照者の磁気共鳴静脈造影（magnetic resonance venography：MRV）から脳静脈洞の三次元モデルを再構築し、生理的流入条件下で層流を仮定した定常状態CFDシミュレーションを実施するとともに、充血（hyperemia）条件および血液レオロジー特性の影響について感度解析を行った。
  • 正常解剖では血流の70％が上矢状静脈洞を、30％が直静脈洞を通過したのに対し、DCVTでは全血流が上矢状静脈洞へ迂回した；しかし、圧力降下は正常例の1.3 mmHgに対してDCVTでは0.67 mmHgと低く、上矢状静脈洞のWSSは約2.5 Paまで中等度に上昇したものの生理的範囲内に維持され、充血条件下でも圧力およびWSSは病的閾値を下回った。
  • DCVTは病的な圧力上昇やWSS上昇を伴わずに静脈流出路を再構成しており、側副循環による脳静脈系の顕著な代償能を示すとともに、本患者個別化CFD解析の枠組みが稀な脳血管疾患に対する個別化医療のための血行動態評価に有用であることを示した。

(024) 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

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    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 59.67

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💬 AI 翻訳タイトル

脳血管閉塞性疾患に対する浅側頭動脈―中大脳動脈バイパス術における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、浅側頭動脈―中大脳動脈バイパス術における吻合部位の選択が血行動態に及ぼす影響を評価し、最適な吻合部位の決定に資することを目的とした。
  • 三次元脳血管モデルに基づく数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析を用いて、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下で異なるバイパス部位の影響を可視化・定量化した；著者らの知る限り、本研究はCFDシミュレーションにより同術式の吻合部位選択の妥当性を非侵襲的に評価した初めての研究である。
  • 吻合部位から目標灌流領域までの距離、血流方向、レシピエント血管径、および圧力勾配が脳灌流に有意な影響を及ぼし、特に順行性血流を確保し、目標領域までの距離を短縮し、より太いレシピエント血管を用いたバイパス構成で血流改善効果が大きかった。
  • これらの知見は、術前計画における吻合部位選択の実践的指針を提供し、より安全かつ有効なバイパス術の実施に貢献すると期待される。

(025) 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

  • 本研究は、脳静脈に留置されたステント電極における血流変化と新生内膜過形成を含む組織増殖の関係を明らかにし、血管内神経インターフェースの長期使用に伴う血栓症、慢性炎症、組織過成長のリスクを評価することを目的とした。
  • 静脈ステント留置後の血流および組織応答について、計算流体力学（Computational Fluid Dynamics：CFD）モデルと動物実験を組み合わせ、28日間にわたり評価した。
  • 組織増殖量は壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）と負のべき乗則の相関を示し、低WSSが増殖促進の主要因であることが示された；動脈ステントで典型的に認められる局所的狭窄とは異なり、静脈における組織増殖はより大きなばらつきを示し、増殖を誘発する低WSSの閾値も動脈で既報の値より低かった。
  • 本研究は、静脈に特有の新生内膜過形成および生体力学的環境に関する新たな知見を提供し、脳静脈用ステント電極の設計と臨床応用では静脈特異的応答を考慮すべきことを示したが、長期的な有用性を確立するには血栓症および炎症反応に関するさらなる検討が必要である。

(026) 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

実験的検証を伴う拍動条件下における生体外脳血管モデル内の流れの数値モデリング

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、急性虚血性脳卒中（acute ischemic stroke：AIS）における血行動態および塞栓子移動の理解に資するため、大動脈および脳血管系を対象とした拍動流の生体外実験モデルを構築し、対応する計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析を実験的に検証することである。
  • 血液類似流体を充填した生体外血管モデルにピストンポンプを接続して拍動流を発生させ、生理学的に妥当な流動条件を再現したうえで、時間変化する圧力および流量を実験的に測定し、CFDシミュレーションの結果と比較した。
  • CFDによって予測された出口における時間平均圧力は実験値との差が8％以内であり、時間平均流量は1％以内の差で実験値と一致した。
  • 本研究は、脳血管内における塞栓子の移動および嵌留を数値的にモデル化する有望な手法を示しており、今後は血栓移動シミュレーションを検証することで、AISの生体力学および治療選択肢の理解に貢献することが期待される。

(027) 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

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    • Citation Percentile: 45.21

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💬 AI 翻訳タイトル

破裂した頭蓋内動脈瘤における破裂好発ブレブの血行力学的特徴：計算流体力学研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、再破裂を予防する目的で意図的なブレブコイル塞栓術（intentional bleb coil embolization）が施行された破裂頭蓋内動脈瘤を対象として、破裂好発ブレブに特徴的な血行力学的所見を明らかにすることを目的とした。
  • 2018年1月から2024年12月までに当院でコイル塞栓術を受けた破裂頭蓋内動脈瘤患者106例のうち、意図的なブレブコイル塞栓術が施行され、再出血を認めなかった症例を後ろ向きに解析し、計算流体力学（computational fluid dynamics）により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）分布を評価した。
  • 解析対象は6個の動脈瘤（5.6％；前交通動脈4個、内頸動脈1個、中大脳動脈1個）であり、全例で再出血は認められなかった；また、全動脈瘤においてブレブ頸部に流れの衝突（flow impingement）を伴う最大圧が認められ、ブレブ内部の圧力上昇を生じていたほか、動脈瘤ドーム内の最小時間平均WSSはブレブに位置し、その値は0.68 ± 0.45 Paであった。
  • 流れの衝突を伴う最大圧および最小時間平均WSSという血行力学的特徴を有する動脈瘤ブレブは破裂する可能性があり、これらの所見は、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部位の同定に有用である可能性が示された。

(028) 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

門脈圧亢進症における血行動態の変化：らせん流特性に着目した数値流体力学（CFD）研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、門脈圧亢進症（PHT）下における血流構造、壁面せん断応力およびヘリシティ（helicity）の変化を明らかにし、それらが血栓形成ならびに血管リモデリングを促進する潜在的機序を解明することを目的とした。
  • CT画像から患者個別化門脈系モデルを再構築し、数値流体力学（CFD）解析によって血流速度、壁面せん断応力（WSS）、振動性せん断指数（OSI）、相対滞留時間（RRT）およびヘリシティを評価した。
  • 健常モデルと比較して、PHTモデルでは血流速度および時間平均壁面せん断応力（TAWSS）が低下し、特に分岐部周辺でRRTが上昇したほか、らせん流の強度と対称性が有意に損なわれ、血栓形成と関連することの多い主門脈分岐部でその障害が最も顕著であった。
  • 本研究は、特にヘリシティの喪失を含む血行動態の破綻がPHT関連合併症の病態形成に関与することを示し、CFDに基づくヘリシティ解析が生体力学的リスク評価に新たな知見をもたらし、将来の介入戦略の立案に寄与し得ることを明らかにした。

(029) 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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    • Citation Percentile: 50.92

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💬 AI 翻訳タイトル

低解像度医用画像を用いた数値流体力学解析のためのノイズ低減および平滑化を伴う新規手法

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、低解像度の検診用医用画像から得られた血管形状について、体積変化を最小限に抑えながら表面粗さを低減し、壁面せん断応力（wall shear stress: WSS）の数値流体力学（computational fluid dynamics: CFD）解析精度を向上させる手法を開発することである。
  • 提案手法では、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、検診時の医用画像から得られた頸動脈12例および脳動脈1例の血管形状に適用し、平滑化前後における表面粗さ、体積、ならびにCFDで算出したWSSを比較した。
  • 提案手法適用後の頸動脈形状では、表面粗さが元の形状と比較して約27～32%低減した一方、体積変化は数%程度にとどまり、CFDで算出されたWSSは元の形状より約4.2%低下した。
  • 以上の結果から、本手法は血管体積をほぼ維持したまま低解像度医用画像に由来する表面粗さを低減し、頸動脈および脳動脈を対象としたCFD解析の精度向上に寄与するため、低解像度医用画像に基づく医療支援に有用であることが示された。

(030) 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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    • Citation Percentile: 39.72

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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力学的差異：せん断力の解析とその臨床的意義

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内および頭蓋外の頸動脈解離性動脈瘤（dissecting aneurysm：DA）における血行力学的差異を明らかにし、それらが両者の異なる臨床挙動および破裂リスクに及ぼす影響を検討することを目的とした。
  • 2011～2023年に治療されたDAを対象とする後ろ向き解析を行い、コンピュータ血管造影画像から3D Slicerを用いて病変を再構築した後、ANSYS® Fluentによる数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）シミュレーションを実施し、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）を算出してMann–WhitneyのU検定およびt検定により比較した。
  • 16例から得られた19個のDA（頭蓋外10個、頭蓋内9個）を解析した結果、頭蓋外DAは頭蓋内DAと比較して病変体積（234.6対83.0 mm³、p＝0.02）および病変面積（210.9対59.4 mm²、p＝0.03）が有意に大きく、頭蓋内DAでは、病変部のTAWSS低値（1.04対1.53 Pa）、TAWSS比低値（0.49対0.70）、LSA高値（4.2％対2.7％）およびRRT高値（2.16対1.36 m²/N）への傾向が認められたが、これらはいずれも統計学的有意差には達しなかった。
  • 本研究は、頭蓋内DAでは病変部におけるLSAの増大および病変に対する血管壁TAWSSの相対的上昇という血行力学的傾向が存在し、これらが頭蓋外DAとは異なる臨床挙動、ならびに頭蓋内DAで増加する破裂リスクに関与する可能性を示した。

(031) 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

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    • Citation Percentile: 39.33

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💬 AI 翻訳タイトル

内頸動脈分岐部動脈瘤は、直接的な血流衝突によって異常に増強された血行力学的応力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、患者固有の三次元（3D）画像データセットを用いた計算流体力学（CFD）解析によって明らかにすることであった。
  • ICA分岐部嚢状動脈瘤を有する患者20例を後ろ向きに登録し、3D血管造影データを用いて、動脈瘤が存在する状態および仮想的に動脈瘤を除去した状態における動圧、全圧、渦度、セルレイノルズ数、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）、ひずみ速度などをCFD解析した。
  • 動脈瘤を仮想的に除去すると、分岐部頂点では動脈瘤ドームと比較して、これらの血行力学的パラメータがすべて有意に増加し（P<0.0001）、一方、動脈瘤ドームでは分岐部頂点の直接的な血流衝突中心および前大脳動脈（ACA）・中大脳動脈（MCA）分枝方向に比べて大部分のパラメータが著明に低値を示したほか、血流がACAおよびMCAへ向かう部位に2つのピークが認められた。
  • 以上より、ICA分岐部動脈瘤の形成は血行力学的応力の有意な低下と密接に関連し、直接的な血流衝突によって分岐部頂点に生じる異常に増強された血行力学的パラメータを低減するための適応現象として動脈瘤が形成される可能性が示された。

(032) 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, 2026 Feb

💬 AI 翻訳タイトル

血疱状動脈瘤の計算流体力学的血流解析：正常な鞍上部内頸動脈との比較研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、患者固有の血管モデルを用いて、血疱状動脈瘤（blood blister aneurysm：BBA）と正常な鞍上部内頸動脈（internal carotid artery：ICA）との間の血行力学的差異を評価することを目的とした。
  • 破裂BBA 13例および正常ICA 13例について、3次元回転血管造影または磁気共鳴血管撮影から、近位側の錐体部ICAから遠位側のM1およびA1各分枝までの血管モデルを構築し、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析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）、振動性せん断指数（OSI）、相対滞留時間（RRT）を算出し、Mann–WhitneyのU検定で群間差を検討した。
  • 正常ICAと比較して、BBAではOSI（平均値および最大値：0.0097/0.22対0.0035/0.0135、p＜0.01）、RRT（0.60/8.50対0.28/0.54、p＝0.018およびp＜0.01）、最大WSSG（20,492対9,208、p＝0.012）および最大PD（1.34対0.89、p＝0.027）が有意に高く、最小TAWSS（0.35 Pa対2.55 Pa、p＜0.01）は低かった；さらに、治療後早期に再出血した4例中3例および院内死亡した2例では、TAWSSマップ上に旋回性パターンが認められた。
  • BBAでは、動脈瘤壁上に低値かつ多方向性の壁面せん断応力が認められ、正常ICAより高いOSIおよびRRTを示したことから、CFDはBBAの破裂リスク評価と臨床意思決定を支援する有望な手段であり、TAWSSマップ上の旋回性パターンは不良予後因子となり得ることが示された。

(033) 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

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    • Citation Percentile: 17.50

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💬 AI 翻訳タイトル

計算流体力学解析によるHeartMate 3補助中の椎骨脳底動脈血流の評価

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、健常状態、駆出率低下を伴う心不全（heart failure with reduced ejection fraction：HFrEF）状態、およびHeartMate 3持続流左室補助人工心臓（continuous-flow left ventricular assist device：CF-LVAD）補助中における椎骨脳底動脈の血流を評価することである。
  • 各条件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、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析によって評価した。
  • シミュレーションの結果、心不全状態では、椎骨脳底動脈における時間平均壁面せん断応力（time-averaged wall shear stress）および相対滞留時間（relative residence time）が低下した。
  • HeartMate 3補助は、壁面せん断応力および血流速度を変化させるものの、脳動脈の平均血流量、圧力、時間平均壁面せん断応力、ならびに相対滞留時間を健常状態と同程度に維持し得ることが示され、CF-LVAD補助が脳循環に及ぼす影響の理解に寄与する知見が得られた。

(034) 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

10歳女児におけるFOLR1遺伝子変異による脳性葉酸欠乏症の1例：臨床像と治療転帰

💬 AI 要約

  • 本症例報告は、血液脳関門を介した葉酸輸送障害を引き起こすFOLR1遺伝子の病原性変異に起因する脳性葉酸欠乏症（cerebral folate deficiency：CFD）の臨床的特徴と治療転帰を明らかにすることを目的とした。
  • 正常な早期発達を示していた10歳女児について、4歳以降に出現した発達退行および難治性てんかん発作を評価し、全エクソームシーケンシング（whole-exome sequencing）による遺伝学的検査を実施した；FOLR1遺伝子変異の同定後、フォリニック酸補充療法を開始した。
  • 複数の抗てんかん薬による治療にもかかわらず制御不良であった発作は、フォリニック酸投与後に改善し、患者は顕著な臨床的改善を示した。
  • 本症例は、FOLR1遺伝子変異に起因するCFDの診断および治療方針の決定において遺伝学的検査が重要であり、葉酸輸送障害に伴う神経学的障害を軽減するため、フォリニック酸を適時に導入することが有効であることを示している。

(035) 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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    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 34.39

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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に基づく血行動態モデル

💬 AI 要約

  • 本研究は、磁気共鳴画像（MRI）を用いた簡易計算流体力学（CFD）モデルを構築し、症候性頭蓋内動脈硬化性狭窄（sICAS）の血行動態特性と再発性虚血性脳血管イベントのリスクとの関連を検討することを目的とした。
  • sICAS患者の臨床情報および画像データを後ろ向きに収集し、MRI画像を後処理・解析した後、責任血管における病変前後の圧力比（狭窄後圧／狭窄前圧）および壁面せん断応力比（WSSR）を定量化する磁気共鳴血管撮影（MRA）に基づくCFDモデルを構築した。
  • 230例を解析した結果、1年以内に同一領域で再発性虚血性脳血管イベントを発症した患者は38例（16.52%）であり、いずれの血行動態指標もイベント再発と有意な関連を示さなかった（P＞0.05）が、サブグループ解析では狭窄長と圧力比、ならびに狭窄の重症度および狭窄長とWSSRとの間に有意な関連が認められ、良好な側副血行群では不良な側副血行群と比較して狭窄前および狭窄部最狭窄部の壁面せん断応力が高く、WSSRが低かった（いずれもP＜0.001）。
  • 一過性脳虚血発作または虚血性脳卒中を呈したsICAS患者において、MRIに基づく簡易CFDモデルの血行動態指標は1年以内の虚血性脳血管イベント再発の予測には適さない一方、側副血行は狭窄前壁面せん断応力、狭窄部最狭窄部壁面せん断応力、およびWSSRと有意に関連することが示された。

(036) 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: 35.48

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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、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析における壁面せん断応力ベクトル方向変動（wall shear stress vector direction variation：WSSDV）および振動せん断指数（oscillatory shear index：OSI）が、脳動脈瘤壁の薄壁領域（thin-walled regions：TIWRs）および厚壁領域（thick-walled regions：TKWRs）を検出する予測指標となるかを検証し、異なる血流パターンが動脈瘤壁の菲薄化または肥厚化を規定するという仮説を検討することであった。
  • 2019年1月から2022年8月までに当院で未破裂頭蓋内動脈瘤（unruptured intracranial aneurysms：UIAs）に対して施行された42例の顕微鏡下クリッピング術を対象とし、術前CFD解析で作成したWSSDVおよびOSIのカラーマップから予測したTIWRsおよびTKWRsを術中写真で確認された実際の壁厚異常領域と比較して、陽性的中率（positive predictive value：PPV）を評価した。
  • WSSDVカラーマップでは、予測された46個のTIWRsのうち39個が実際のTIWRsであり、PPVは85％（95％信頼区間：0.72～0.92）であった一方、予測された29個のTKWRsのうち23個が実際のTKWRsであり、PPVは79％（95％信頼区間：0.62～0.90）であった；OSIカラーマップでは、TIWRsに対するPPVは85％（39/46、95％信頼区間：0.72～0.92）、TKWRsに対するPPVは67％（30/45、95％信頼区間：0.52～0.79）であり、WSSDVとOSIの間には強い相関が認められた（Spearmanのρ＝0.849、95％信頼区間：0.73～0.92、p＜0.001）。
  • WSSDVおよびOSIは心周期中の壁面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菲薄化を、回転流または収束流は壁の肥厚化を引き起こす可能性が示された。

(037) 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（DNN）によるCOVID-19患者の迅速な血栓形成予測

💬 AI 要約

  • 本研究は、COVID-19患者における血栓形成事象を早期に検出し、脳出血などの二次的合併症に対する迅速な介入と管理を可能に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）シミュレーションから得られたデータにデータラベリングを施し、血栓形成事象を予測する深層ニューラルネットワーク（Deep Neural Network：DNN）モデルを構築した。
  • ハイパーパラメータ調整によりDNNアルゴリズムの精度と性能を最適化するとともに、複数の機械学習アルゴリズムを用いた比較シミュレーションによって、高い予測精度を達成するために適したデータサイズを検討した。
  • CFDに基づく計算モデリングと機械学習を統合した本手法は、COVID-19患者における血栓形成現象の診断に要する期間を短縮し、その迅速な検出および管理に有望な手段を提供する。

(038) 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

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    • Cited by: 0
    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 32.26

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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：対流促進送達に用いる複数側孔カテーテルと標準的先端孔カテーテルのin silico比較研究

💬 AI 要約

  • 本研究は、対流促進送達（convection-enhanced delivery：CED）において、複数側孔カテーテル（multi-side-hole catheter：MSHC）が脳腫瘍内における6種類の抗がん薬の分布に及ぼす影響を評価することを目的とした。
  • 磁気共鳴（magnetic resonance：MR）画像から再構築した三次元脳モデルを用い、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）シミュレーションにより、薬剤の物理化学的特性、カテーテル径、注入速度、およびMSHCと標準的先端孔カテーテル（standard end-hole catheter：SEHC）の違いが薬剤分布に及ぼす影響を比較解析した。
  • 同一の注入速度ではカテーテル径を小さくすることで6種類すべての薬剤の有効分布体積が増加し、MSHCの使用によりパクリタキセルを除く5種類の薬剤で有効分布体積が増加したが、体積平均濃度が増加した薬剤は認められなかった。
  • 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優れた治療効果が期待され、メトトレキサートでは分布体積の増加と体積平均濃度の低下の均衡が必要である一方、パクリタキセルは特に低注入速度かつ小径のSEHCによる投与が適しており、本研究はCEDの臨床実装に関する具体的な指針を示すものである。

(039) 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

脳循環において動脈瘤頸部に留置されたフローダイバーターステントが誘発する血液レオロジー変化

💬 AI 要約

  • 本研究は、頭蓋内動脈瘤に対するフローダイバーターステント（flow-diverter stent：FDS）留置が、ステントストラット間の動脈瘤頸部におけるせん断応力およびせん断ひずみ速度に及ぼす血行力学的影響を明らかにすることを目的とした。
  • 5例の患者（遠位内頸動脈側壁動脈瘤3例および中大脳動脈分岐部動脈瘤2例）について、Digital Subtraction Angiography（DSA）のコーンビーム原画像から患者別の血管形状を再構築し、空隙率を65%に統一した48本および64本ワイヤー構成のFDSモデルを作製して、留置前後の血流を数値流体力学（computational fluid dynamics：CFD）により解析した。
  • 留置前には心周期全体を通じて動脈瘤流入部のせん断応力およびせん断ひずみ速度は概して既報の閾値を下回っていたが、FDS留置後にはステントストラット間の値が有意に上昇し、一部の症例では全心周期または収縮期に閾値を超えた；また、48本および64本ワイヤーの両FDSモデルは非留置モデルより有意に高いせん断力を示した一方、両ステント設計間に有意差は認められず、ステント間を通過して生じる最大および平均せん断力は動脈瘤体積と有意な正の相関を示した。
  • FDS留置は動脈瘤頸部のステントストラット間に一貫して生理的範囲を超えるせん断応力およびせん断ひずみ速度を誘発し、そのせん断力は動脈瘤体積と有意に関連することから、FDS留置後の局所的な血行力学環境を評価するうえで動脈瘤体積が重要な指標となる可能性が示された。

(040) 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

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    • FWCI: 0.0
    • Citation Percentile: 22.24

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の患者固有モデリングにおけるNavier–Stokesソルバーと格子ボルツマンソルバーの比較

💬 AI 要約

  • 本研究は、内頸動脈および中大脳動脈に発生した動脈瘤を対象として、同一の患者固有条件に適用した異なる数値解析手法の性能を比較し、心血管疾患の解析および個人の健康状態予測における計算ツールの信頼性向上に資することを目的とした。
  • 解析には、有限体積法に基づく商用ソルバーAnsys CFXおよび格子ボルツマン法に基づくオープンソースコードHemeLBを用い、462種類の境界条件プロファイルについて、解析領域内の速度分布ならびに動脈瘤破裂リスク評価に一般的に用いられる指標を比較した。
  • 両ソルバーが算出した流れは、いずれの動脈瘤領域においても定性的には概ね類似しており、運動量駆動型の中大脳動脈瘤では、動脈瘤領域全体にわたって速度および壁面せん断応力に基づく指標に良好な定量的一致が認められた一方、せん断駆動型の内頸動脈瘤では定量的な差異がより大きかったが、両手法は動脈瘤破裂リスクに関連する指標の極値位置を一貫して同定した。
  • 各手法には解析ツールの選択に影響し得る固有の長所と短所があるものの、いずれも動脈瘤内血流に関する有用な数値情報を提供でき、臨床場面における意思決定の支援に利用可能であることが示された。

(041) 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

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    • Citation Percentile: 26.52

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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された血行力学的応力との関連

💬 AI 要約

  • 本研究の目的は、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析を用いて、眼動脈起始部動脈瘤に関連する血行力学的パラメータを明らかにすることであった。
  • 眼動脈起始部動脈瘤を有する30例と有さない30例の計60例を対象とし、患者背景、血管径および血管分岐角度を評価するとともに、仮想的に動脈瘤を除去した血管モデルにおいて、動圧、全圧、速度角、渦度、壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）およびひずみ速度などの血行力学的パラメータをCFD解析により比較した。
  • 眼動脈と内頸動脈（internal carotid artery：ICA）遠位部との分岐角は、動脈瘤群で非動脈瘤群より有意に大きく、動脈瘤ドーム上の各血行力学的パラメータは、直接的な流れ衝突領域（flow impingement zone：FIZ）より有意に低値を示したほか、全圧は放物線状の分布を、WSSおよび動圧は1つの最小値と2つのピークを有する特徴的な分布を示し、WSSピーク距離は分岐角および動脈瘤群における頂点全圧と有意な正の相関を示した。
  • 眼動脈とICA遠位部との分岐角の増大は分岐部頂点における血行力学的パラメータを有意に増加させ、この異常に高い血行力学的負荷を低下させるための機序として眼動脈起始部動脈瘤の形成に寄与する可能性が示された。

(042) 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: 25.76

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💬 AI 翻訳タイトル

頭蓋内動脈瘤の破裂状態を迅速に評価するための機械学習に基づく時間速度情報（Temporal Velocity-Informatics：TVI）変数の予測

💬 AI 要約

  • 本研究は、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組み合わせることにより、計算流体力学（computational fluid dynamics：CFD）解析を必要とせずに、時間速度情報（temporal velocity-informatics：TVI）パラメータを予測できるか検証することを目的とした。
  • 既知の破裂状態を有する112個のIAを対象として、幾何学的情報からTVI変数を予測するMLモデルを構築し、予測されたTVIパラメータによるIA破裂状態の判別性能を評価した。
  • 予測TVIを用いたIA破裂状態の予測では、曲線下面積（area under the curve：AUC）0.88、全体正解率81.6％が得られ、また、MLにより予測されたTVI変数と、CFDで算出した速度データから推定されたTVI指標との一致度は、壁面せん断応力（wall shear stress：WSS）に基づく指標の予測性能を上回った。
  • 以上より、IAの幾何学的情報からTVI変数をMLによって予測する手法は、CFDシミュレーションによる時間分解3次元速度場の計算を代替し得る実用的なアプローチであり、IAの破裂状態の迅速な評価およびTVIの臨床応用を促進する可能性が示された。