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| 内視鏡的光干渉断層撮影 | |
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 アテローム性動脈硬化症の冠動脈内光干渉断層撮影 (OCT) 画像の例。6 時から 8 時の間に、線維石灰化アテローム性プラークを観察できます。 |
内視鏡的光干渉断層撮影法（血管内光干渉断層撮影法とも呼ばれる）は、カテーテルを用いた光干渉断層撮影（OCT）の画像処理アプリケーションである。 [1]光ファイバーとレーザー技術 を用いて血管内部から高解像度の画像を取得することができる。
その主な用途の1つは冠動脈であり、内視鏡を用いた低侵襲性外科手術で治療されることが多い。 [2]末梢動脈や神経血管手術への応用も提案され、研究が行われている。脳血管系の解剖学的構造が非常に曲がりくねっているため、神経血管への応用には大幅な技術開発が必要であった。
血管内OCTは、約15マイクロメートルの解像度で3次元画像を迅速に作成します。これは、血管内超音波や冠動脈造影などの他の画像技術に比べて解像度が向上しています。[3]これにより、血管疾患の治療と管理を最適化するために使用できる追加情報が提供されます。
理論
OCTは医療用超音波に似ており、音ではなく赤外線の反射を測定します。検査対象の組織から光が反射して戻ってくる時間を利用して距離を測定します。しかし、光の速度が速いため、反射時間を直接測定することはできず、代わりに干渉法を使用して測定します。[4]
OCT は、時間領域(TD-OCT) または周波数領域(FD-OCT)のいずれかの技術を使用して測定されます。市販の冠動脈 OCT 技術は周波数領域技術に基づいており、取得手順が高速です (1 ～ 2 秒)。冠動脈内 OCT は 1300 nm の近赤外光を使用し、動脈壁の微細構造、サイズ、および治療装置を高精度で視覚化できます。
歴史
血管内OCTは、X線血管造影法や血管内超音波法などの他の技術よりも高い解像度で動脈疾患を画像化するために開発されました。OCTでは、約15μm（またはそれ以上）の解像度でアテローム性動脈硬化性プラークの特性を評価することができ、カテーテルベースの冠動脈介入（経皮的冠動脈介入）の誘導に応用されています。内視鏡OCTの最初の報告は、消化器学や気道を含むさまざまな用途を探求したジャーナルScienceに1997年に掲載されました。 [5]前臨床モデルでの血管内生体内使用の最初の報告は1994年に報告され[6]、ヒトの臨床画像での最初の報告は2003年でした。[7]最初のOCT画像カテーテルとシステムは、1997年に藤本研究室（MIT）からの技術移転を受けて設立されたマサチューセッツ州に拠点を置く会社、LightLab Imaging, Inc.によって商品化されました。[8]
当初、時間領域OCT技術は、近赤外光に対して不透明な動脈腔から血液を排除するためにバルーン閉塞技術を使用する必要があり、10秒を超える低速の取得が必要でした。このため、数年間は広範な採用が妨げられていました。2008年から2009年頃に、高速掃引光源レーザーの出現により、血管内フーリエ領域OCT（FD-OCT）の開発が可能になりました。[9] [10] これにより、長い冠動脈セグメントを数秒で高速に取得できるようになり、閉塞のない短時間の造影剤注入で動脈腔から血液を取り除くことができるようになりました。冠動脈イメージング用のFD-OCTの最初の実証は2008年から2009年に達成され[11] [3]、2009年以降、臨床採用が大幅に加速しました。
心臓血管への応用
2009 年から 2012 年にかけて主要地域で高速取得フーリエ領域 OCT の規制認可が下り、冠動脈内 OCT の使用が急速に増加しました。冠動脈疾患の診断、介入の計画、処置結果の評価、合併症の予防に役立てられています。
過去10年間、冠動脈OCTの臨床的利点は体系的に調査されてきました。いくつかの研究では、IVUSやOCTなどの血管内イメージングの使用がステント拡張の改善に結び付けられており、これは冠動脈疾患や心筋梗塞の患者の臨床転帰の改善と強く相関する指標です。[12] [13] [14]
より大規模なランダム化臨床試験が実施されています。2023年には、二重盲検前向き試験により、冠動脈分岐部介入における罹患率と死亡率の改善が実証されました。「複雑な冠動脈分岐部病変を持つ患者では、OCTガイド下PCIは、血管造影ガイド下PCIよりも2年時点でのMACEの発生率が低いことが示されました。」[15] すべての研究で有意な結果が示されたわけではありませんが、[16]現在までに、いくつかの研究で、冠動脈介入中に血管内イメージングを使用することで患者の転帰にメリットがあることが実証されています。[17] [18] 冠動脈介入における血管内イメージングの使用は、現在の心臓病のガイドラインで報告されています。
2016年後半に発表されたデータによると、毎年15万件以上の冠動脈内光干渉断層撮影法が実施されており、その導入は毎年約10～20%の割合で急速に増加しています。[19]
動脈内腔形態の評価は、疾患の重症度を評価し、介入を導くための血管内画像診断基準の基礎です。高解像度のOCT画像により、血管内腔面積、壁の微細構造、冠動脈内ステントの付着と拡張を高精度で評価できます。[20] [21] OCTは、血管内超音波に比べて血管壁のカルシウムを浸透して描写する能力が向上しており、表面石灰化を伴う血管における複雑な介入戦略のガイドに適しています。OCTは、冠動脈プラークの侵食と脂質プラークを覆う線維性キャップを視覚化する機能を備えています。[22]
神経血管への応用
過去10年間で、脳動脈瘤、頭蓋内動脈硬化症、虚血性脳卒中などの脳卒中の血管内治療は大きく進歩しました。[23] 血管内OCTは、現在の手順と治療を改善できる重要な技術であると提案されています。[24] しかし、現在の冠動脈内OCTカテーテルは、曲がりくねった脳血管のナビゲーションと信頼性の高い画像化のために設計されていません。[25]
最近、異なる（ワイヤー状の）OCTカテーテルが提案され、人間の脳血管系に特化して設計され、[26]神経光干渉断層撮影（n OCT）と呼ばれています。安全性、実現可能性、臨床的可能性を調査するための最初の臨床研究が実施されました。[27] 脳動脈瘤と頭蓋内アテローム性動脈硬化症の治療に対する最初の応用が実証されており、[28] [29] [30]将来の可能性を示しています。[31] [32]
テクノロジー
最も重要な技術的進歩は、カテーテルと、高速波長掃引近赤外線レーザーの開発でした。光ファイバー カテーテル/内視鏡では、自由空間にわたって 8 μm コア (1 つは回転) の 2 本の光ファイバーを高速で調整する必要がありました。遠位端には、集束コンポーネント (通常は GRIN またはボール レンズ) があります。
最先端の冠動脈内光干渉断層撮影では、掃引光源レーザーを使用してOCT画像を高速（つまり、約80,000 kHz - 1秒あたりAスキャンライン）で作成し、数秒で冠動脈セグメントの3D OCTボリュームの取得を完了します。[33]最初の血管内FD-OCTは、2009年（EUとアジア）と2012年（米国）に市場に導入されました。2018年には、直径が2.4Fから2.7Fの2つの冠動脈内OCTカテーテルが冠動脈で臨床的に使用可能になりました。[要出典]
最先端の市販システムの軸方向解像度は20マイクロメートル未満であり、カテーテルの横方向解像度とは切り離されています。OCTの最高解像度により、血管の微細構造の特徴を前例のないレベルで生体内で画像化することができ、血管壁の動脈硬化、病理、治療装置との相互作用を顕微鏡レベルで視覚化することができます。[34]
最近の開発には、OCTと分光法および蛍光法を単一のイメージングカテーテルに組み合わせること[35] [36]や、イメージングカテーテルの小型化などがある。[37]
安全性
冠動脈内OCTや血管内超音波を含む血管内イメージングの安全性は、いくつかの研究によって調査されています。最近の臨床試験では、3,000人以上の患者で軽度の自然治癒的合併症の発生率が非常に低く、すべての症例で害や入院期間の延長は観察されなかったことが報告されています。冠動脈内光干渉断層撮影は、さまざまな臨床状況を呈する異質な患者群において安全であることが実証されています。[38]
参照
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