近年、超音波吸引装置が開発され、心臓血管外科をはじめ種々の分野に応用されている。血管形成術は、バルーンによる血管拡張術に始まり、レーザーやアテレクトミーやステントによる方法も行われている。それぞれの方法に穿孔や再狭窄など種々の問題がある。超音波の血管形成への応用は、最近になり欧米で行われているが、手術時使用の報告例はほとんどない。本研究は、超音波吸引装置を用いて血管形成を行うときの至適出力と血管に対する長期的な影響を基礎的実験で調べ、臨床的に冠状動脈または末梢動脈に血管形成を行う場合の参考資料を提供することを目的とした。

　超音波吸引装置本体は、住友ベークライト社製SUMISONIC ME2210を使用した。発振方式は、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)を用いた電歪型振動子であり、発生した超音波振動が先端のチタニウム製のネーンに伝わり、対象物を粉砕、乳化して吸引する装置である。使用に際して発生する熱を押さえるために、水のirrigation用のカバーがついている。ホーンは2種類作製し、ホーンAは先端が2.5mmでカバーが3.3mmで、ホーンBは、先端が2.0mmでカバーが2.5mmである。両方とも先端の長さは、5cmである。本体の発振周波数は24KHzであり、出力は40%〜100%で可変で、100%の時100Wである。出力と先端振幅は比例し、先端振幅は、ホーンAでは、90m〜210mで、ホーンBでは、50m〜130mであった。実験は動脈硬化病変に対する効果と正常血管への影響を検討し、1例の臨床応用を行った。

　超音波吸引装置は、心臓血管外科領域では,WPW症候群の副伝導路切離、myocardial bridgeの切離、弁置換時の石灰化した弁や弁輪の脱石灰化、再弁置換時の人工弁の摘出、弁形成時の脱石灰化、冠状動脈大動脈バイパス術時の冠状動脈や内胸動脈の露出などに応用されている。血管形成術は、バルーンによる血管拡張術がまず行われるようになり、その後アテレクトミーやステントなどが使用され、最近ではレーザーも使用されている。いずれの方法でも、再狭窄や穿孔などの種々の問題がある。超音波の血管形成への応用は、1976年、Trubesteinによる血栓に対する血管形成が最初で、先端の振幅が25-30mと非常に弱いものであった。その後、1988年にSiegelが動脈硬化病変に対する超音波による血管形成を報告しているが、2.6Fのワイヤーを7Fのカテーテルでカバーしたもので、先端の振幅は、25-75mであった。剖検または手術で得られた動脈硬化病変に用い、0.5-5cmの閉塞病変では、92%が20秒以内に再開通し、21.5%の病変で熱による障害がみられ、7.6%で穿孔がみられたと報告している。1990年にRosenscheinは、25cmで径が1.6mmのアルミニウム製ワイヤーで先端の振幅が125-175mのもので、同様の実験を行い、アテローム病変では、平均21秒で除去でき、一部石灰化した病変では、除去するのに平均132秒かかったと報告している。Siegelは、1994年に冠状動脈用の超音波血管形成のカテーテルを作製した。先端の振幅は15-30mで、percutanous transluminal coronary angioplasty(PTCA)と併用して19例の臨床例に使用し、PTCAのinflationの圧を下げるのに有効であったと報告している。

　我々の試作したホーンは、手術時に直視下で行う血管形成を目標としており、現在経皮的にカテーテルとして使用できるものではない。よって、SiegelやRosenscheinの開発したカテーテルと比較するとfiexibilityがなく長さも短い。しかし、先端の振幅から比較した血管への効果は大きく、中空構造であるので吸引が可能で、debrisが飛ぶ心配が少ない。基礎的実験では、動脈硬化病変への使用で、動脈硬化病変の種類による至適出力の調節が必要であるのが示され、超音波吸引による血管形成は、粥状病変だけでなく、石灰化病変にも有効であった。超音波吸引による血管形成は、ホーンが動脈硬化病変だけでなく正常部にも接触する可能性があり、正常血管に対する影響が問題になってくる。剖検例の実験で正常血管に対する影響は、動脈硬化病変に対する影響より少なく、超音波による血管形成の有用性が示された。正常血管の急性期の影響で外膜まで影響のあった出力では、長期観察例に血栓による閉塞が認められ、抗凝固療法が必要であると考えられた。長期の経過で炎症細胞の出現はほとんど認めず、炎症反応による内腔の狭小化の可能性が少ないと考えられた。兎の動脈の使用時の血管内視鏡の所見で内膜の剥離が認められ、細動脈への使用時も抗凝固療法が必要であると思われた。我々もカテーテルとして使用に耐えるものを将来的な目標としているが、十分な長さがあり、flexibilityもあり、出力が出せるものはいまだ開発できていない。現在、我々の試作したホーンでは、冠状動脈入口部狭窄や末梢動脈の狭窄や閉塞病変に有効であると思われる。また、他の血管形成術との併用は、今後の課題であると思われる。

　(1)冠状動脈や末梢血管に対して、手術時、直視下で超音波吸引装置による血管形成を行うためのホーンを試作し、基礎的実験を行った。

　(2)基礎的実験で、剖検例の動脈硬化病変に対する至適出力は30秒使用時、以下の通りであった。粥状病変に対しては、先端振幅が90m〜110mであり、線維化病変に対しては、先端振幅が110m〜130mであり、石灰化病変に対しては、先端振幅は150mであった。

　粥状病変を有するWHHLウサギの腹部大動脈(径2.5mm)に対する使用での至適出力は、30秒使用時先端振幅が50m-70mであり、細い動脈に対する効果は大きく現れた。

　(3)犬を使用した正常血管に対する影響の基礎的実験で、外膜まで障害の及ぶ出力では、長期観察例に血栓による閉塞が見られる割合が17%にのぼり、抗凝固療法などの対策が必要であると思われた。

　(4)基礎的実験をふまえて、1例に臨床応用を行った。症例は、59歳の女性であり、左主冠状動脈入口部の90%狭窄に対し、CUSAを先端振幅を150mで90秒使用し血管形成を行った。術後、狭窄部は25%まで改善し、術後経過は良好であった。

　以上により、超音波吸引装置による血管形成は、有効な方法と思われるが、未だに研究があまり進んでいない領域である。今後、カテーテルとしての使用や他の血管形成法との併用の検討も含めて、さらに研究すべきであると思われた。