異なるサイズの動脈瘤におけるステントワイヤーのメッシュ密度が血行動態に及ぼす影響

Effects of different stent wire mesh densities on hemodynamics in aneurysms of different sizes.

抄録

背景:

頭蓋内ステントは、動脈瘤ドームに流入する血流を迂回させることにより、動脈瘤の治療に使用される。遅発性破裂はまれであるが、そのような場合の臨床転帰は極めて悪い。ステント展開後の血行動態が遅延破裂に関係している可能性があり、ステント展開による圧力変化の基本的な特性をよりよく理解する必要がある。そこで、本研究では、異なる金網密度のステントを用いて治療した異なるサイズの動脈瘤における血行動態との関係を調査することとした。

BACKGROUND: Intracranial stents are used to treat aneurysms by diverting the blood flow from entering into the aneurysmal dome. Although delayed rupture is rare, clinical outcomes are extremely poor in such cases. Hemodynamics after stent deployment may be related to delayed rupture and a better understanding of the basic characteristics of pressure changes resulting from stent deployment is needed; therefore, this study investigated the relationships between hemodynamics in aneurysms of different sizes treated using stents of different wire mesh densities.

方法:

大きさの異なる5つの基本動脈瘤（小、中、中大、大、巨大）のデジタルモデルを用い、それぞれの動脈瘤に対して6種類のステント（ワイヤー数、ステントピッチ、ワイヤーメッシュ密度が異なる）を用いて、流速、体積流量、圧力、動脈瘤内の残量に関するパラメータを数値流体力学解析によって評価した。

METHODS: Using computational fluid dynamics analysis, parameters related to velocity, volume flow rate, pressure, and residual volume inside the aneurysm were evaluated in digital models of 5 basic aneurysms of differing sizes (Small, Medium, Medium-Large, Large, and Giant) and using 6 different types of stent (varying number of wires, stent pitch and wire mesh density) for each aneurysm.

結果:

動脈瘤の大きさにかかわらず、ステントのメッシュ密度が高くなるにつれて、動脈瘤内の速度は89.2％まで、動脈瘤内の体積流量は78.1％まで連続的に減少することが観察された。圧力に関しては、巨大動脈瘤では、動脈瘤表面の圧力は10.3％まで上昇し、その後ステントメッシュ密度の増加とともに5.1％まで減少した。しかし、小さな動脈瘤では、この圧力はステントのメッシュ密度が高くなるにつれて連続的に減少した。巨大動脈瘤にメッシュ密度の低い（20％以下）ステントを使用した場合、ステントの分流作用は限定的であった。

RESULTS: Regardless of the aneurysm size, the velocity inside the aneurysm and the volume flow rate into the aneurysm were observed to continuously decrease up to 89.2% and 78.1%, respectively, with increasing stent mesh density. In terms of pressure, for giant aneurysms, the pressure on the aneurysmal surface elevated to 10.3%, then decreased to 5.1% with increasing stent mesh density. However, in smaller aneurysms, this pressure continuously decreased with increasing stent mesh density. The flow-diverting effect of the stents was limited when a stent with low mesh density (under 20%) was used with a giant aneurysm.

結論:

今回の結果から、動脈瘤の大きさに応じて適切なステントを選択することで、ステント留置に伴う血行動態の変化のリスクを低減し、遅延性破裂の発生を抑制できる可能性があることが示唆された。

CONCLUSIONS: The present results indicate that the selection of appropriate stents according to aneurysm size may contribute to reduced risks of hemodynamic alternations related to stent deployment, which could reduce the incidence of delayed rupture.