CVITより示されたImaging所見にもとづいたIVLアルゴリズムです。

IVL拡張時の透視保存です。バルーンの低圧拡張後、加圧せずともパルス照射によって拡張がえられたことがわかります。

IVL拡張後の造影とOCT画像です。

IVLによるfractureが観察可能です。

ステント拡張は十分であることがわかります。

最終造影とOCT所見です。

一見すると非常に良好なResultを得ているようですが…

①　⇨；Box状の深く大きなCalcium Fracture
②　▷；1スライスに4か所以上Multipleに入るFracture
③　↔；ARC180°程度の石灰化にもその真中に大きく入るFracture

OCTで視認できるFracture以外にもMicro Fractureが発生して
Calcium Complianceが改善、拡張しやすくなると考えられています。

▷　本症例ではIVLを行っただけで(Stent留置前に)中隔枝と体角枝が同時に失われています

IVL後（ステント留置前）の枝の閉塞の機序として

IVL症例120例を解析したCADⅡではIVL後にNonQ-wave MIが5.9%発生しています。

Circulation: Cardiovascular Interventions. 2019;12:e008434
Ziad A Ai et, al Safety and Effectiveness of Coronary Intravascular Lithotripsy for Treatment of Severely Calcified Coronary Stenoses: The Disrupt CAD II Study

ちなみにRotablatorのROTAXUS Trialは4.2%, OASのORBITⅡTrialは9.8%のNon Q-wave MI発生が報告されています。

末梢塞栓の頻度が低いはずのIVLでなぜこのような高い頻度でNon Q-wave MIが起こるのでしょうか？

Non Q-wave MIの発生機序はside branch occlusionが原因である可能性があるのではないでしょうか？

IVLは石灰のVolume reductionを行わずとも従来より厚く、ARCの小さな石灰にもFractureを形成できてしまうデバイスです。

このためDistal embolismを機序とするslow flowやno flowの頻度は極めて低いです。

一方で

①. Calcium Volumeを減らさないことにより血管の限界拡張に配慮しなければいけない点
②. 偏心性石灰化病変において血管の中心をとれない点

はこのデバイスのデメリットと考えられます。

具体的な例で考えてみましょう。

Concentricな石灰にRA 2.0mmのburrで切削を行った場合

血管径3.0mm、MLD1.0mmのConcentricな高度石灰化を伴う狭窄、石灰化のARCが270°厚さ1000μｍの石灰化病変を想定します。

RA 2.0mm burrで切削すると内腔は2.0mmに開大、同時に石灰化の厚みはおよそ1000μｍ→500μｍにVolume reductionされます。
その結果、Balloonにより十分Fractureできる状況となります。

対象血管径3.0mmに対して3.0mmのステントを留置し、MSA3.0mm弱を獲得、病変部の血管はStretchされてFinalizeされます。

バルーン拡張によってプラークのVolumeが消失することはないため、血管内腔の獲得は、「血管のStretch」が主な機序です。

ブタを用いた実験によると正常血管の外膜は最大で1.8倍ほどstretch可能だと知られています。

実臨床においては動脈硬化血管であり、プラークの性状も分布も不均一ですから外膜のstretchは均等には起こりません。手技の安全性を担保するためには約1.5倍程度までのstretchにとどめたほうが無難です。

つまり対象血管径3.0mmの血管に対して病変部は4.5mm前後までは安全にStretchできるということになります。

石灰化の厚みを500μmまで落とせるので、ステントの両側にこれらの石灰化が残存していたとしても4.5mm-2ｘ500μm=3.5mmとなり、3.0mmのステントは十分安全に拡張できます。

Concentricな石灰化に切削は行わずIVLのみを用いた場合

血管径3.0mm、MLD1.0mmのConcentricな高度狭窄、ARC270°厚さ1000μｍの石灰化病変を想定します。

IVLは石灰化のVolume reductionをすることなく厚みが1000μｍのままFractureを形成します。
たとえ複数のFractureを形成したとしても、石灰のVolumeは外膜内に残るため、血管は拡張されたStentと石灰すべてを受け止める形になります。

血管のstretchは最大4.5mmまで、とすると1000μmの石灰化厚を切削せずに両側に残しているため4.5mm-2x1000μm=2.5mmがステント拡張径の上限となってしまいます。

このように石灰のVolume reductionを行わないと、たとえFractureを作ったとしてもステント拡張を大きく制限します。

Eccentricな石灰化にRA 2.0mmのburrで切削を行った場合

血管径3.0mm、MLD1.0mmのEccentricな、 ARC270°最大厚1500μｍの石灰化病変な高度狭窄、 Wire Biasも良好な状況を想定します。

切削によって2.0mmの内腔が獲得できる。内腔はWire biasに従って血管の中心に寄ります。
同時に石灰化は約1500μｍ→500μｍ程度にreductionされ、バルーン拡張により十分Fractureができる厚みとなります。

血管は4.5mm まで安全にStretch可能ですから、4.5mm-2x 500μm=3.5mmとなり、対象血管に合わせて3.0mmのステントを留置、拡張することは十分可能です。

まとめるとIVL単独では以下のデメリットがあります。

①石灰のVolume reductionができず外膜内にそのVolumeを残してしまいます。

②血管の中心を取ることができず、偏心性の石灰化病変をそのまま残してしまいます。

従来のバルーンで石灰化にFractureがつくれずFailureしていた厚い石灰化や偏心性石灰化も、IVLでfractureをつくれてしまいます。
ステント留置や拡張を行う際に、この2点を心得ておかないと、 外膜のCapacityを超えた拡張によって血管のruptureを起こす可能性もあると考えられます。

CAG所見です。RCA#1 CTO、LAD#6 90%を認めました。

IVL後のOFDI所見です。

Post IVL

IVLによるfractureが観察可能です。

Cutting balloonによる追加拡張でも良好な開大が得られました。

本症例では病変部血管径は近位部で3.5mm以上でしたが、厚み1000μｍ以上の全周性石灰化病変病変でした。IVLで石灰はその厚みを残したままFractureを形成して拡張しました。血管径3.5mmを1.5倍までstretch可能と考えると、3.5mm x 1.5 – 2 x 1000μm = 3.25mmとなり、血管径に対しては小さいものの3.0mmのステントを選択しました。

本症例は低心機能の重症心不全症例でしたが、RCA CTOに先行してLADの高度石灰化病変をSupport deviceなしで血行動態の破綻なく乗り切ることができました。
この点で末梢塞栓を起こしにくいIVLの恩恵を非常に大きく受けていると考えることができます。

ただし「仕上がり」としては血管系4mm以上のLAD近位部にステント拡張が2.5mm程度となっている部位もありました。

まとめ

1. IVLは従来のバルーンよりも、厚く、ARCの小さい石灰化病変にもFractureを形成することができるため、その機序から末梢塞栓のリスクが非常に低いデバイスです。
2. Debulking deviceのような末梢塞栓による心筋障害を発生しにくく、Slow flow/No flowのリスクは極めて低いため、重症心不全、重症多枝病変などのCHIP症例における石灰化処理の手段として非常に有用です。
3. 一方でIVLにはDebulking効果はなく石灰のVolumeを減じることはできません。さらには偏心性の石灰化病変に対して血管の中心に内腔を作ることもできません。
4. そのためステント留置後も血管内に石灰のVolumeがそのままとどまることになります。石灰が偏心性であった場合は形態もそのままとどまることになります。このため血管の最大拡張径に配慮してステントの径を決定する必要があります。
　
5. その結果、獲得内腔径は小さくならざるを得ないことを想定しながらPCIを行う必要があります。