血管内コイル塞栓術

血管内コイル塞栓術は、頭蓋内動脈瘤や全身の出血に対する血管内治療法です。この処置では、取り外し可能なプラチナワイヤーを血管や動脈瘤に挿入することで、動脈瘤や血管への血流を減少させます。医師は、血管や動脈瘤内で血流が停止したと判断されるまで、1本または複数本のワイヤーを挿入します。これは、脳動脈瘤に対する2つの主要な治療法のうちの1つであり、もう1つは外科的クリッピング術です。

血管内コイル塞栓術は、通常、脳動脈瘤の治療に使用されます。主な目的は、未破裂動脈瘤の破裂を予防し、破裂動脈瘤の再出血を、動脈瘤腔への血流を制限することによって予防することです。臨床的には、充填密度は動脈瘤の体積の 20～30% 以上であることが推奨されており、通常は複数のワイヤーの展開が必要です。^{[ 1 ]}動脈瘤の繊細な性質のため、より大きな体積では困難になる場合があります。この処置の術中破裂率は 7.6% にも達します。^{[ 2 ]}破裂動脈瘤では、最初の破裂後数週間以内に再出血のリスクが高いため、破裂後すぐにコイル塞栓術が行われます。血管内コイル塞栓術に最も適した患者は、頸部が小さい（好ましくは4  mm未満）、内腔径が25  mm未満で、親血管とは明確に区別できる動脈瘤を有する患者である。^{[ 3 ]}より大きな動脈瘤は、充填密度が低い（より多くのコイルが必要となる）ことと血流が増加することの両方により、コイルが圧縮される。コイルが圧縮されると、血流を止めることができなくなるため、不適となる。^{[ 4 ]}しかし、技術の進歩により、他の多くの動脈瘤のコイル塞栓術も可能になった。

血管内コイル塞栓術のリスクには、脳卒中、処置中の動脈瘤破裂、処置後の動脈瘤の再発と破裂などがあります。^{[ 3 ]}さらに、一部の患者ではコイル塞栓術が成功しない場合があります。一般的に、コイル塞栓術は、動脈瘤破裂のリスクが処置自体のリスクよりも高い場合にのみ行われます。

神経外科手術を受けた患者と同様に、コイル塞栓術は安静時エネルギー消費量の増加をもたらしますが、神経外科手術を受けた患者よりもわずかに低い割合です。代謝率の増加を補うための対策を講じなければ、栄養失調につながる可能性があります。^{[ 14 ]}

この治療法は、動脈瘤内の血液凝固（血栓形成）を促進し、最終的に血流を遮断することで効果を発揮します。これは、動脈瘤への血流量を減少させ、動脈瘤内の血液の滞留時間を長くし（それによって血流速度を低下させ）、動脈瘤壁のせん断応力を低減することによって達成されます。この血流の変化、すなわち血行動態は、最終的には以下のようないくつかの要因に依存します。

• 動脈瘤の種類（親動脈に直接発生するもの、または動脈の分岐部に発生するもの）
• 動脈瘤の位置（動脈瘤と血流との相対的な角度）
• コイル充填密度
• 親血管の湾曲角度
• 動脈瘤頸部のサイズ^{[ 1 ] [ 15 ] [ 2 ]}

これらの要因は手術の成功に不可欠ですが、血栓形成は最終的には生物学的プロセスに依存しており、コイル塞栓術はあくまでそのプロセスが起こるための適切な条件を提供し、うまくいけば動脈瘤を閉塞させるだけです。

血管内コイル塞栓術は通常、全身麻酔下で、インターベンショナル神経放射線科医または脳神経外科医によって行われます。手術全体は透視画像誘導下で行われます。ガイドカテーテルを大腿動脈から挿入し、動脈瘤に近い部位まで進めた後、血管造影を行い、動脈瘤の位置と評価を行います。その後、マイクロカテーテルを動脈瘤内に挿入します。

この治療法では、マイクロカテーテルを用いて動脈瘤内に挿入されるプラチナ製の着脱式コイルを使用します。プラチナ製のグリエルミ着脱式コイル（GDC）、生体高分子でコーティングされたマトリックスコイル、ハイドロゲルコーティングコイルなど、さまざまなコイルが利用可能です。コイルは、さまざまな直径、長さ、断面でも利用可能です。^{[ 16 ]}まず、コイルを動脈瘤壁に沿って挿入してフレームを作成し、次にコアにさらにコイルを挿入します。^{[ 17 ]}徐々に小さくなる一連のコイルを使用することもできます。成功は、親動脈に造影剤を注入し、透視中に造影剤が動脈瘤腔に流れ込んでいるかどうかを定性的に判断することによって決定されます。流れが観察されない場合は、処置は完了したとみなされます。^{[ 2 ]}広頸動脈瘤の場合は、ステントを使用する場合があります。^{[ 18 ]}

血管内コイル塞栓術は、1970年から1990年の間に電子工学、脳神経外科、およびインターベンショナルラジオロジーの分野で行われた数々の革新の統合によって開発されました。^{[ 4 ]}この処置自体は外科的クリッピングと比較されてきましたが、その概念と手順の開発により、多くの施設でゴールドスタンダードとなっています。^{[ 4 ]}

血管系のモデリングの複雑さを考えると、介入前後の動脈瘤の血行動態のモデリングに多くの研究が費やされてきた。粒子画像流速測定法（PIV）や計算流体力学/有限要素解析（CFD/FEA）などの技術は、研究の方向性に影響を与える結果をもたらしてきたが、現在までにすべての要因を考慮できるモデルは存在しない。^{[ 2 ] [ 24 ] [ 25 ]}インシリコ研究法の利点には変数の選択の柔軟性があるが、ある比較研究では、シミュレーションはPIVと比較して結果を過度に強調する傾向があり、正確な値よりも傾向に有利であることがわかった。^{[ 25 ]}

医療画像、特にCT 血管造影は、患者固有の解剖学的構造の 3D 再構成を生成するために使用できます。CFD/FEA と組み合わせると、患者固有のシミュレーションで血行動態を推定でき、臨床医は手術計画と結果評価のためのより優れた予測ツールを得て、血栓形成を最適に促進することができます。^{[ 26 ] [ 27 ]}しかし、ほとんどのコンピュータ モデルは、血管の剛体壁 (非弾性)、物理的なコイル表現の代わりに多孔質媒体の使用、流体挙動のナビエ ストークス方程式の使用など、簡略化のために多くの仮定を使用しています。しかし、計算能力の向上に伴い、生体内でのコイル挙動のシミュレーション アルゴリズムを含む新しい予測モデルが開発されています。^{[ 16 ]}