The peak systolic velocity ratio within the stent is useful for estimating restenosis after carotid artery stenting

Abstract

【目的】頸動脈ステント留置術後再狭窄の推定にステント内血流速度比が有用か検討する。【対象と方法】対象は当院で頸動脈ステント留置術を行った49症例。再治療を要した群と術後経過良好であった群に分け，ステント内収縮期最高血流速度（peak systolic velocity；以下，PSV），ステント内PSVと総頸動脈との血流比（以下，ステント内血流速度比）に主軸を置き，その他指標についても後方視的に比較検討した。【結果と考察】再治療群では再狭窄時のステント内PSV = 219 ± 121 cm/s，ステント内血流速度比 = 3.6 ± 1.9，ED比 = 1.15 ± 0.17，ステント拡張率 = 42 ± 11%，ステント内plaque進展厚 = 1.8 ± 0.9 mmであった。経過良好群ではステント内PSV = 102 ± 52 cm/s，ステント内血流速度比 = 1.36 ± 0.6，ED比 = 1.16 ± 0.59，ステント拡張率 = 39 ± 12%，ステント内plaque進展 = 0.29 ± 0.59 mmであった。PSV，ステント内血流速度比，ステント内plaque進展厚に統計学的有意差（p < 0.05）を認め，ROC曲線を用いてカットオフ値を算出した結果，PSV > 160 cm/sで感度，特異度ともに87%，ステント内血流速度比 = 1.96で感度87%，特異度100%，plaque進展厚 = 1.2 mmで感度87%，特異度90%を得た。【結論】ステント内血流速度比は術後再狭窄の推定に有用である。

Translated Abstract

Objective: This study aims to assess the utility of stent intraluminal peak flow velocity ratios in predicting restenosis after carotid artery stent placement. Subjects and Methods: The study included 49 cases of carotid artery stent placement performed at our institution. The cases were divided into two groups: those requiring re-treatment and those with favorable postoperative outcomes. The main focus was on stent intraluminal peak systolic velocity (PSV) and the intraluminal flow ratio between the stent and the common carotid artery (referred to as stent intraluminal flow ratio). Results and Discussion: In the re-treatment group, intraluminal PSV was 219 ± 121 cm/s, intraluminal flow ratio was 3.6 ± 1.9, and plaque thickness was 1.8 ± 0.9 mm. In the favorable outcome group, PSV was 102 ± 52 cm/s, intraluminal flow ratio was 1.36 ± 0.6, and plaque thickness was 0.29 ± 0.59 mm. Statistically significant results (p < 0.05) were observed for PSV, flow ratio, and plaque thickness. A PSV > 160 cm/s had 87% sensitivity and specificity, a flow ratio of 1.96 had 87% sensitivity and 100% specificity, and a plaque thickness of 1.2 mm had 87% sensitivity and 90% specificity. Conclusion: The stent intraluminal flow ratio is a useful parameter for estimating postoperative restenosis.

I　 はじめに

「超音波による頸動脈病変の標準的評価法2017」では，ステント内収縮期最高血流速度（peak systolic velocity; PSV）175～240 cm/s以上で中等度狭窄，300 cm/s以上で高度狭窄を推定するとされる¹⁾。しかしPSVによる単指標からの推定では個体差が大きく，特に総頸動脈のPSVが100 cm/sを超える症例では必然とステント内流速も高値となり過大評価となる可能性がある。今回，当院における頸動脈ステント留置術（carotid artery stenting; CAS）を施行した症例に対して頸動脈エコー（carotid duplex ultrasound; US）を実施し，ステント内血流速度比に着目し，術後再狭窄の推定に有用か検討した。また，関連して得られるその他指標についても同様に検討した。

II　 対象と方法

2014年1月～2023年4月までにCASを行った患者49名（M/F = 45/4　age = 75 ± 7）を対象に後方視的に調査を行った。

検討項目は術前病変のplaque性状，最大内中膜厚（maximum intima media thickness; maxIMT），狭窄部PSV，狭窄部PSVと総頸動脈PSVとの血流比（以下，狭窄部血流比），ED比，CAS直後および再狭窄時点のステント内PSV，ステント内PSVと総頸動脈PSVとの血流比（以下，ステント内血流速度比），ED比，ステントの拡張率，ステント内plaque進展の有無である。

CAS術前病変に関しては，緊急CASや他院紹介受診のため評価困難であった11症例は調査対象外とした39症例で検討した。

ステント内再狭窄（in-stent restenosis; ISR）に関してはステント内PSV > 300 cm/sを満たす症例を70%相当のISRと定義した。

計測方法について，ステント内で最も流速の高い部位をパルスドプラで計測しステント内PSVを算出した。ステント内PSVを同側総頸動脈終末部で計測した収縮期最高血流速度で除した値をステント内血流速度比として算出した（Figure 1）。ED比は左右総頸動脈終末部をサンプリングし，得られた拡張末期血流速度から算出した。ステント内plaqueは，ステント外壁を含めず内腔に突出した部分をplaque進展厚（mm）とした。ステント拡張率はステント近位部の内径と最も狭小した部位の内径から算出した（Figure 2）。

Figure 1　 計測方法　ステント内血流速度比

ステント内PSV（B）を同側総頸動脈終末部で計測した収縮期最高血流速度（A）で除した値をステント内血流速度比として算出した。

Figure 2　 計測方法　ステント拡張率

ステント近位部の内径（A）と最も狭小した部位の内径（B）から算出した。

2群間の比較では，統計処理ソフトEZRを使用し，Mann-Whitney U検定を用いp < 0.05を統計学的有意差ありとした。相関係数はSpearmanの順位相関係数を使用した。ROC曲線（receiver operating characteristic curve）を描いて，曲線下面積（area under curve；以下，AUC）とカットオフ値を算出した。

なお，全ての計測は超音波診断装置HITACHI ARIETTA850，7–3 MHzのリニアプローブを用い，「超音波による頸動脈病変の標準的評価法2017」に準拠して日本超音波医学会認定超音波検査士が最終判定を行った。

III　 結果

1． CAS術前の狭窄部評価

緊急CASや他院からの紹介受診のためエコー評価困難であった11症例を除外し，39症例を対象に調査を行った。

CAS術前の狭窄部plaque性状は，「超音波による頸動脈病変の標準的評価法2017」のplaque輝度分類に則り，B modeで非病変部の内中膜複合体（intima-media complex; IMC）の輝度と比較し，calcified：0点，echogenic：1点，echolucent：2点，ulcer：3点と分類した。

Scoreにより不安定性を評価した結果，Score = 3 ± 0.9でecholucent主体の病変が多く見られた。狭窄部maxIMT = 4 ± 2 mmであった。

Dopplerによる血流評価は，狭窄部PSV = 242 ± 212 cm/s，狭窄部血流比 = 5 ± 3.7，ED比 = 1.15 ± 0.9であった。狭窄部血流比 > 4を呈した高度狭窄症例は21例見られた。このうち蛇行や対側病変のためED比評価困難であった例は5例あり，ED比 > 1.3を呈した症例は13例見られた。

2． CAS直後のステント内評価

CAS直後のステント内血流を評価し得た症例は48例で，いずれも術後1週間以内にUSを施行した。48例中8例に再治療を要し，経過良好群（n = 41），再治療群（n = 8）に分け検討した。なお，再治療群のうちISRの定義を満たしたのは2例のみであった。

術後経過良好であった群のDopplerによる血流評価は，PSV = 124 ± 65 cm/s，ステント内血流速度比 = 2 ± 1.0，ED比 = 1 ± 0.5，ステント拡張率 = 38 ± 12%，ステント内plaque進展 = 0.58 ± 0.9 mmであった（Table 1A）。

Table 1　Doppler指標

A：経過良好群

	性別	年齢	PSV （cm/s）	CCA PSV （cm/s）	ステント内 血流速度比	ED比	ステント 拡張率（%）	plaque進展 （mm）
症例1	F	85	147	111.9	1.31	1.02	50.0	0.00
症例2	M	66	83	64.6	1.28	1.25	37.5	0.00
症例3	M	72	62	74.6	0.83	1.00	42.9	0.00
症例4	F	71	76	46.2	1.65	1.21	42.9	0.00
症例5	F	82	96	80.7	1.19	1.09	26.5	0.00
症例6	M	85	146	54.3	2.69	1.10	57.1	0.00
症例7	M	83	76	68	1.11	1.18	28.6	0.00
症例8	M	72	33	56.3	0.58	1.04	14.3	1.80
症例9	M	82	107	58.2	1.84	1.19	42.9	0.00
症例10	M	79	118	64	1.85	1.03	26.6	1.20
症例11	M	80	152	77.1	1.97	1.10	39.7	0.00
症例12	M	75	37	40.3	0.91	1.00	42.9	0.00
症例13	M	83	64	45.9	1.38	1.10	33.3	0.00
症例14	M	75	87	55.6	1.57	1.13	37.5	0.00
症例15	M	71	105	107.3	0.97	1.05	28.6	0.00
症例16	M	74	217	95.9	2.26	1.00	44.4	1.00
症例17	M	81	112	85.2	1.31	1.02	42.9	0.00
症例18	M	64	79	82.9	0.95	4.80	35.1	0.00
症例19	M	77	129	77.1	1.67	1.10	39.4	0.00
症例20	M	77	169	63	2.68	1.06	62.5	1.10
症例21	M	70	260	90	2.89	1.00	66.3	2.40
症例22	M	71	46	90	0.51	1.00	45.5	0.00
症例23	M	68	45	53	0.85	1.00	28.6	0.00
症例24	M	84	62	45.6	1.35	1.06	34.3	1.40
症例25	M	59	160	98.3	1.63	1.20	32.7	0.00
症例26	M	61	59	60	0.98	1.20	16.7	0.00
症例27	M	76	98	72.9	1.34	1.10	57.1	0.00
症例28	M	89	70	93	0.75	1.10	42.9	1.00
症例29	M	72	93	89	1.04	1.13	20.0	0.00
症例30	M	81	230	76.2	3.02	1.13	62.5	0.00
症例31	M	76	156	108	1.44	1.03	36.7	1.00
症例32	M	72	138	133	1.04	1.00	33.3	0.00
症例33	M	78	101	61.7	1.64	1.03	42.9	0.00
症例34	M	79	106	72.1	1.47	1.00	50.0	0.00
症例35	M	82	37	82.2	0.44	1.10	16.7	0.00
症例36	M	83	67	81.7	0.82	1.00	50.0	0.00
症例37	M	81	79	96.5	0.82	1.00	33.3	0.00
症例38	M	65	63	99.3	0.63	1.00	47.5	0.00
症例39	M	73	64	72.4	0.89	1.02	33.3	1.00
症例40	M	74	72	65	1.11	1.00	28.6	0.00
症例41	M	82	109	107	1.02	1.10	50.8	0.00

B：再治療群　再狭窄指摘時の超音波所見

	性別	年齢	PSV （cm/s）	CCA PSV （cm/s）	ステント内 血流速度比	ED比	ステント 拡張率（%）	plaque進展 （mm）
症例1	M	78	160	41	3.90	1.50	44.4	3.60
症例2	F	63	450	59.5	7.56	1.01	29.1	1.20
症例3	M	74	314	77.6	4.05	1.06	47.7	1.80
症例4	M	73	250	59.1	4.23	1.07	56.6	1.20
症例5	M	71	182	70.8	2.57	1.06	33.3	1.80
症例6	M	71	120	47.9	2.51	1.10	28.6	2.90
症例7	M	78	58	63	0.92	1.32	42.9	1.30
症例8	M	71	277	95.5	2.90	1.10	46.8	2.40

再治療を要した8症例におけるDoppler指標は，ステント内PSV = 219 ± 121 cm/s（最大450 cm/s，最小58 cm/s），ステント内血流速度比 = 3.6 ± 1.9（最大7.6，最小0.9），ED比 = 1.15 ± 0.17，ステント拡張率 = 40 ± 10%，ステント内plaque進展 = 1.97 ± 0.9 mmであった（Table 1B）。

再治療群と経過良好群の2群について，Mann-Whitney U検定を用いて統計学的有意差があるか検討した結果，PSV，ステント内血流速度比，plaque進展厚に統計学的有意差を認めたが，ED比，ステント拡張率には統計学的有意差を認めなかった（Figure 3A–E）。

Figure 3　 再治療群と経過良好群におけるPSV，ステント内血流速度比，ED比，ステント拡張率，ステント内plaque進展の比較

PSV，ステント内血流速度比，plaque進展厚に統計学有意差（p > 0.05）を認めたが，ED比，ステント拡張率に統計学的有意差を認めなかった。

それぞれについてROC曲線を用いて感度，特異度を求めた結果，PSV > 160 cm/sでAUC = 0.886，感度87%，特異度87%，ステント内血流速度比 > 1.96でAUC = 0.957，感度87%，特異度100%，plaque進展厚 > 1.2 mmでAUC = 0.887，感度87%，特異度90%を得た（Figure 4A–C）。

Figure 4　 ROC曲線　PSV，ステント内血流速度比，ステント内plaque進展

ROC曲線を用いて感度，特異度を求めた結果，PSV > 160 cm/sでAUC = 0.886，感度87%，特異度87%，ステント内血流速度比 > 1.96でAUC = 0.957，感度87%，特異度100%，plaque進展厚 > 1.2 mmでAUC = 0.887，感度87%，特異度90%を得た。

3． ステント拡張率に関する検討

ステント拡張率と他のエコー指標に相関があるか検討した結果，ステント拡張率とPSV，ステント内血流速度比，plaque進展厚，ED比にはいずれも強い相関関係は見られなかった（Figure 5A–C）。

Figure 5　 ステント拡張率とPSV，ステント内血流速度比，plaque進展厚の相関関係

ステント拡張率とPSV，ステント内血流速度比，plaque進展厚，ED比にはいずれも強い相関関係は見られなかった。

4． ED比に関する検討

術前病変における狭窄部PSVとED比の関係についてSpearmanの順位相関係数を求めた結果，r = 0.6で良好な正の相関を認めた（Figure 6A）。従って術後も同様にステント内PSV（160 cm/s以上）の群とED比に有意差があるか検討した。ステント内PSV = 160 cm/sを境とした場合，2群間にED比の有意差は見られなかった（Figure 6B, p = 0.631）。またED比とステント内plaque進展には強い相関は見られなかった（Figure 6C）。

Figure 6　 ED比とステント内PSV，plaque進展の関連

術前病変ではPSVとED比に相関を認めた。ステント内PSV = 160 cm/sを境とした2群間にED比の有意差は見られなかった。ED比とステント内plaque進展には強い相関は見られなかった。

 再狭窄症例におけるED比の検討

再治療を要した8例について追加調査を行った。CAS直後を0日として再狭窄時点までの経過日数は平均492日（最短29日，最長1,530日）であった。症例4，6は再々狭窄を来しており，初回治療からの平均経過日数は459日であった。エコー指標における術前と術後の変化（Table 2），CAS後のED比推移および経過日数を示す（Table 3）。

Table 2　再治療群　術前・再狭窄時エコー指標

	術前PSV	術前狭窄部血流比	術前ED比	PSV	ステント内血流速度比	ED	plaque進展	ステント拡張率
症例1	74	0.8	1.04	160	3.9	1.50	3.6	44.4
症例2	500	5.5	1.30	450	7.6	1.01	1.2	29.1
症例3	100	1.3	1.04	314	4.0	1.06	1.8	47.7
症例4	200	3.2	4.27	250	4.2	1.07	1.2	56.6
症例5	510	7.9	1.68	182	2.6	1.06	1.8	33.3
症例6	評価困難		1.33	120	2.5	1.10	2.9	28.6
症例7	331	6.4	1.53	58	0.9	1.32	1.3	42.9
症例8	200	2.6	1.20	277	2.9	1.10	2.4	46.8

Table 3　CAS術前，術直後，再狭窄時，再々狭窄時のED比および経過日数

	性別	年齢	術前 ED比	術直後 ED比	再狭窄時 ED比	再狭窄までの経過日数	再々狭窄時ED比	再々狭窄までの経過日数
症例1	M	78	1.04	1.02	1.50	1,530	―	―
症例2	F	63	1.30	1.01	1.01	258	―	―
症例3	M	74	1.04	1.02	1.06	166	―	―
症例4	M	73	4.27	1.07	1.07	29	1.00	483
症例5	M	71	1.68	1.10	1.06	119	―	―
症例6	M	71	1.33	1.10	1.10	1,055	1.05	434
症例7	M	78	1.53	1.07	1.32	286	―	―
症例8	M	71	1.20	1.04	1.04	233	―	―

術前にPSV > 300 cm/s，ED比 > 1.3を満たす症例は3例見られた（症例1，症例3は不安定病変に対してCASを施行した）。

術後再狭窄時にPSV > 300 cm/sを満たす症例は2例あり，いずれもED比上昇は認めなかった。

また再狭窄，再々狭窄指摘時において，ED比 > 1.3を満たす症例は2例あり，いずれもPSV指標では中等度以下の狭窄であった。

IV　 考察

ISRにおける一般的な再治療の基準としてステント内PSV > 300 cm/sが用いられるが^1),2)，PSV単体による評価では個体差や血圧，心拍数などの変動要因が大きく，特に総頸動脈PSVが高値の症例ではステント内PSVも高値となりやすく過大評価となる可能性がある。また，総頸動脈PSVが低値の症例ではステント内PSVも低値となりやすく，病変を過小評価する可能性がある。このようにPSV単体では総頸動脈の血流速度に依存することから，ステント内血流速度と総頸動脈血流速度の比がISR診断に有用か検討した。

再治療群と経過良好群についてMann-Whitney U検定を用いて2群間比較したところ，PSV，ステント内血流速度比，plaque進展厚に統計学有意差（p < 0.05）を認めた。それぞれについてROC曲線を用いてcut-offを算出した結果，PSV > 160 cm/sで感度87%，特異度87%，ステント内血流速度比 > 1.96 cm/sで感度87%，特異度100%，plaque進展厚 > 1.2 mmで感度87%，特異度90%を得た。今回の検討ではISRは全体の14%程度で既報と概ね同様の割合で発生していたが³⁾，ISRにより再治療を要した8症例のうちステント内PSV > 300 cm/sを満たしたのは2例のみであった。従ってPSV単体による評価では再治療を要する再狭窄を指摘できない可能性があるが，ステント内血流速度比の亢進を併用することで治療を要する再狭窄を推定できる可能性がある。またplaque進展について，経過良好群ではplaque進展厚が1 mm未満の症例が大部分を占めている。中川ら⁴⁾はISR群では2年以内に3～4 mmの内膜肥厚を呈すると報告しておりplaque進展厚が1.2 mmを超える症例では将来ISRの出現に注意を要する必要があると考える。

Bmode上の血管内腔狭小化やカラードプラにおけるステント内部の乱流はISRを疑うきっかけとなる所見であるが，ステント拡張率が低い場合，plaque進展による再狭窄がなくともPSV亢進を認める場合がある。本検討の中でも，石灰化部分を多く含む病変や術前のplaque量が多い病変ではステント拡張率が低く，ステント内に乱流を認める症例が見られた。

ステント拡張率が低く内腔が狭小化した箇所では，乱流血流が当たりやすく，血管壁損傷や血栓を形成しやすいと仮説を立てたが，結果として再治療群と経過良好群についてMann-Whitney U検定を用いて2群間比較した結果，両者に統計学的有意差は見られなかった。

また，ステント拡張率とステント内PSV，ステント内血流速度比，plaque進展厚，ED比にも強い相関は見られず，ステント拡張率が低くとも再治療の有無には関与しない可能性が示唆された。一方で経過良好群でもステント拡張率が低い症例ではPSV > 160 cm/s，ステント内血流速度比 > 1.96を満たす症例も少なからず存在し，plaque進展による血管内腔狭小化との鑑別を要する。

ステント内plaque進展の診断に造影超音波検査が有用であるとの報告もあるが^5),6)，保険適応外のため倫理委員会の承認を受けていなければ実施不可能であり日常診療に用いることは困難である。近年，ごく低流速の血流を検出できるDetective Flow Imaging（富士フイルムヘルスケア）やこれに類似した機能を搭載した超音波診断装置が増えており，ステント内の血流欠損像を併用することで，よりISR診断能の向上が期待される。

内頸動脈の高度狭窄あるいは閉塞病変の推定に有用とされるのがCCAにおけるED比である。「超音波による頸動脈病変の標準的評価法2017」では，急性期脳梗塞症例においてED比 > 1.4で拡張末期血流速度の低い側の遠位に高度狭窄あるいは閉塞病変の存在を疑うとされる¹⁾。野内らによればED比 > 1.4よりもさらに低値で末梢の狭窄病変を推定できるとの先行研究もあり^7),8)，当院ではED比 > 1.3を基準として採用している。今回の検討では，本来急性期脳梗塞の診断に利用できるED比であるが，慢性期のICA高度狭窄病変におけるCCA拡張末期速度への影響を検討した。術前狭窄のPSVとED比についてSpearmanの順位相関係数を求めた結果，術前狭窄に伴うPSV亢進が高いほどED比に良好な相関を認めた（r = 0.6）。このことからCAS後においてもED比を用いた評価が適応可能か検討した。

CAS術前評価が可能であった39例中，内頸動脈血流速度比 > 4を満たす高度狭窄症例は21例見られた。このうち13例がED比 > 1.3であり（5例は蛇行や複数病変ありED比評価困難），通常の頸動脈狭窄において一般にED比は内頸動脈高度狭窄病変あるいは閉塞病変の推定に有用とされる指標である。しかしCAS後再治療群においてはED比の有意差は見られなかった。再治療群8例の術前狭窄におけるED比は，症例1，症例3は不安定plaqueやステント内血栓に対してCASを行っており狭窄自体は軽度でありED比左右差を認めなかったが，その他4症例についてはいずれも中等度～高度狭窄を呈し，ED比上昇を認めた（1例は術前評価困難）。術後ED比について，症例2，3，4のように術前よりも強いPSV，ステント内血流速度比亢進を認める術後狭窄を認めた場合でもED比が正常である症例が約半数に見られた。ISR時ED比 > 1.3を呈したのは8例中2例のみであり，CAS症例については治療を要する狭窄を来していても反映しない可能性がある。

再治療群8症例のPSV，ステント内血流速度比の平均値 ± SDは，それぞれPSV = 219 ± 121 cm/s，ステント内血流速度比 = 3.6 ± 1.9であり中等度狭窄の範疇と推察され，ED比としては反映されない可能性は否定できないが，うち2例はPSV > 300 cm/sを満たす高度狭窄にもかかわらずED比左右差を認めなかった。また，前提としてED比は急性期脳梗塞症例において臨床的意義が高いとされる。CAS症例では慢性期の経過であり，今回の検討には含まれないが頭蓋内側副血行路の開通や血栓消退により末梢血管抵抗の上昇を来さない可能性や，ステント留置により血管外径が広がることで通常の頸動脈狭窄のように圧較差を生じない可能性が考えられた。特に今回のISR症例は全例でclosed cell stentが使用されており，ステント挿入に伴う血管自体の弾性の変化や末梢血管の屈曲による走行変化による影響も加わり⁹⁾，通常の頸動脈狭窄とは異なるwall shear stressがかかったものと推察する。

何れにしても治療を要するISRを来していてもED比の左右差がない場合があり，CAS後の血流評価には注意を要する。

ステント内血流速度比は頸動脈ステント留置術後再狭窄の推定に有用であり，今回の検討ではステント内血流速度比 > 1.96，plaque進展 > 1.2 mm，ステント内PSV > 160 cm/sのいずれかに該当する場合有意なCAS後再狭窄を推定できる可能性がある。

但し，本研究のlimitationとして単一施設による後方視的検討であり，また症例数も限られており統計学的検出は不十分である可能性がある。今後，他施設からの追加報告を期待する。

V　 結論

ステント内血流速度比は頸動脈ステント留置術後再狭窄の推定に有用である。

COI開示

本論文に関連し，開示すべきCOI 状態にある企業等はありません。

文献

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