血管内リアルタイムモニタの開発：下肢閉塞性動脈硬化症におけるレーザ治療への応用

血管内实时监测仪的研制：在激光治疗下肢动脉硬化闭塞症中的应用

• 批准号: 20K09144
• 负责人: 松本 祐直
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Hamamatsu University School of Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K09144/
• 关键词: 下肢閉塞性動脈硬化症（ASO）; エキシマレーザ; リアルタイムモニタ; バイパス手術; 血管内治療

下肢閉塞性動脈硬化症（ASO）の治療に用いられるエキシマレーザは2020年4月に我が国で保険適用されたが、ガイドワイヤーが通らない高度石灰化病変には使用できないことや標的病変部以外への照射による血管の穿孔や乖離を引き起こす等の問題があり、更なる改善が必要とされている。本研究では、エキシマレーザによるASO治療時の安全性を高めるために、血管内でのレーザ照射状況をリアルタイムに把握するためのモニタを開発することを目的とする。リアルタイムモニタ技術は、レーザ照射の際に生じる気泡での光の散乱・反射を光量変化として検出する。光量変化が収束するまでの時間（気泡が存在する時間）を緩和時間とした。まず、治療時の血流確認や光ファイバカテーテル先端の位置確認等で用いられる造影剤に対してレーザ照射を行い光量変化波形を観察した。次に、治療時造影剤を洗い流すために使用される生理食塩液に対するレーザ照射を行った。また、造影剤（原液、2倍、10倍、100倍希釈）にレーザ照射した際の光量変化波形を観察した。さらに、ラットの動脈壁に対して、レーザ照射を行った。造影剤にレーザ照射すると気泡が発生し、波形の変化として検出することができた。生理食塩液に対するレーザ照射では気泡は発生せず、波形変化も見られなかった。また、造影剤の濃度が低くなるに従い，光量変化の持続時間も小さくなった。動脈壁に照射すると光量波形変化が見られ、造影剤（原液）よりも緩和時間が小さかった。さらに、レーザ照射後、動脈壁に穿孔が生じていた。以上の結果から、リアルタイムモニタ技術を用いれば、治療の際に造影剤の残存を確認でき、安全性を高められることが期待できる。さらに、血管内の正常組織や病変組織に照射した際の波形を比較して差が認められれば、病変組織に対してのみレーザ照射を行うことができ、血管の穿孔等を未然防ぐことが期待できる。

用于治疗下肢动脉硬化闭塞症（ASO）的准分子激光已于2020年4月在日本纳入保险范围，但不能用于导丝无法通过的高度钙化病灶，也不能用于目标病灶以外的区域。存在因照射而造成血管穿孔、夹层等问题，需要进一步改进。本研究的目的是开发一种可以实时监测血管内激光照射状态的监测仪，以提高准分子激光ASO治疗的安全性。实时监测技术将激光照射过程中气泡对光的散射和反射作为光强度的变化进行检测。将光强度变化收敛所需的时间（气泡存在的时间）定义为弛豫时间。首先，我们用激光照射造影剂，用于确认治疗期间的血流并确认光纤导管尖端的位置，并观察光强度变化的波形。接下来，对用于洗掉治疗期间的造影剂的生理盐水溶液进行激光照射。我们还观察了用激光照射造影剂（未稀释、2倍、10倍和100倍稀释）时的光强度变化波形。此外，用激光照射大鼠的动脉壁。当用激光照射造影剂时，会产生气泡，并且可以通过波形的变化来检测。当对生理盐水进行激光照射时，没有产生气泡并且没有观察到波形的变化。此外，随着造影剂浓度降低，光强度变化的持续时间也变短。当照射动脉壁时，观察到光强度波形的变化，且弛豫时间比造影剂（原液）短。此外，激光照射后动脉壁发生穿孔。从以上结果来看，预计实时监测技术的使用将能够确认治疗过程中造影剂残留并提高安全性。此外，如果通过比较照射血管内的正常组织和病变组织时的波形发现差异，则可以仅照射病变组织，这有望防止血管穿孔。