6-2　同じ症例を別の施設が解析したら、同じ値が出るのか

MRI と CFD で、WSS はなぜ桁が違うのか

CFD の WSS は MRI の3〜5倍になります。条件を完全に揃えたファントムでも3.7倍、狭窄部のピークは8.3倍です。原因は乱流モデルではなく壁際の分解能です。

6-1前の記事で、境界条件を揃えれば CFD どうしの結果は揃う¹ことを見ました。では、CFD と MRI のあいだはどうでしょうか。

WSS 分布の一致と絶対値の不一致

流れの分布は一致します。 どこが速くどこが遅いか、どこで渦ができるかは合います。

絶対値は一致しません。 壁面せん断応力は CFD が MRI の 3〜5倍、エネルギー損失は 2〜5倍 になります。頸部分枝のような細い血管では、MRI 側が流量を 50〜60% 過小評価します。

乱流モデルは RNG k-ε が最も MRI と相関した、という結果も示されています。なお、この論文の筆頭著者は当社の宮崎です。

3〜5倍という差を見ると、乱流モデルの選択が疑わしく思えます。この切り分けを行ったのが、大動脈縮窄のファントムを使った研究です。

この研究³は、境界条件も形状も壁の条件もすべて揃えました。同じ物体を、同じ流量で、MRI で撮り CFD で解いています。それでも CFD の平均 WSS は MRI の3.7倍、狭窄部のピークは8.3倍でした。

決定的なのは次の観察です。CFD 側の解像度を MRI と同じ程度に落とすと、差が縮みます。

つまり原因は乱流モデルではなく、MRI が壁近傍を解像できないことです。4-4第4章の図で確かめた構図がそのまま出ています。勾配層より大きなボクセルで壁際の傾きを推定すれば、傾きは緩く出ます。乱流モデルをどう変えても、この分だけは縮みません。

この二つの研究から、使い分けが決まります。

見たいもの	使う手法	根拠
壁面せん断応力の絶対値	CFD	壁近傍の分解能を最も高く設定できる。ただし真値ではなく、粘度・境界条件・壁モデル・形状に依存する
局所の高低・分布	MRI で足りる	分布は両者で一致する
MRI と CFD の突き合わせ	正規化した分布	絶対値は3〜5倍ずれる

MRI 由来 WSS と CFD 由来 WSS を並べて「値が違う」と議論すること自体が成立しない、ということです。同一手法の中での相対比較に寄せる、というのが当社の案内の根拠になっています。

同じ「壁面せん断応力」という名前で呼ばれる量が、実際には測り方を含んだ別々の量になっています。この構図が、この分野の値を読むときの基本です。

第6章「同じ症例を別の施設が解析したら、同じ値が出るのか」より　最終更新 2026-09-07