心拍サイクル中の不規則な脈動を持つ未破裂脳動脈瘤の形態・血行動態変化の定量化：4D-CTAを用いて

背景と目的：未破裂脳動脈瘤（IA）の破裂リスクを予測するこれまでの研究は、主に静的画像データを使用しており、動脈瘤壁の動的血流と生体力学的特性を見落としていました。4D-CTAで検出された不規則な脈動は、動脈瘤破裂の潜在的な予測因子ですが、その臨床的意義は不確かです。本研究は、心拍サイクル中のIAの形態・血行動態特性の変化を分析し、動的な変化と関連する血行動態メカニズムを解明することを目的としました。方法：2017年1月から2019年9月までのIA患者の4D-CTAデータに対する後ろ向きレビューを実施しました。R-R間隔を20の時間フェーズに分割し、20のCTデータセットを再構築して不規則な脈動を特定し、3D動脈瘤モデルを抽出しました。計算流体力学（CFD）シミュレーションにより、振動せん断指数（OSI）や相対滞留時間（RRT）などの血行動態パラメータを分析しました。形態・血行動態特性の変化は、絶対変化量（パラメータ*）と相対変化率（パラメータ%）で定量化されました。破裂リスクは破裂類似モデル（RRS）を使用して評価されました。結果：最終的に10人の患者から11のUIAが含まれ、そのうち5つの動脈瘤は不規則な脈動を示しました（45.45%）。不規則な脈動の有無にかかわらず、動脈瘤の形態・血行動態特性には有意な差は観察されませんでした。動脈瘤サイズの変化（サイズ*：0.59 ± 0.14 mm vs. 0.32 ± 0.12 mm, p = 0.010; サイズ%：10.49% ± 1.43% vs. 3.95% ± 1.79%, p < 0.001）、体積（体積%：13.72% vs. 6.39%, p = 0.009）、OSI（OSI*：0.02 ± 0.01 vs. 0.004 ± 0.005, p = 0.004; OSI%：200% vs. 12.50%, p = 0.004）およびRRT（RRT%：97.14% vs. 43.95, p = 0.052）の心拍サイクルによる変化は、不規則な脈動と有意に関連していました。不規則な脈動を持つ動脈瘤は、予測された破裂リスクに関係なく、心拍サイクル中により不利な血行動態環境を示しました。さらに、動脈瘤のドームでの不規則な脈動は、側壁よりも高い血行動態的な不安定性を示しました。結論：不規則な脈動は動脈瘤内の血行動態的不安定性を示唆し、不規則な脈動が発生する領域における破裂リスクを増加させる可能性があります。この概念実証研究は、心拍サイクル中のUIAの動的変化とその基礎にある血行動態メカニズムの理解を深めることができます。