循環器総論(解剖・生理・検査)

循環器

心臓の解剖

心臓の構造(弁・溝)

心臓は手拳大の大きさで、成人で約300gの管腔臓器である。

半月弁は拡張期に腱索に引っ張られ開口する。

右房(RA:Right Atrium) 左房(LA:Left Atrium)
三尖弁(T弁:Tricuspid valve)←腱索あり 僧帽弁(M弁:Mitral valve)←腱索あり
右室(RV:Right Ventricle) 左室(LV:Left Ventricle)
肺動脈弁(P弁:Pulmonary valve)←半月弁 大動脈弁(A弁:Aortic valve)←半月弁

心臓を出入りする血管

上大静脈・上行大動脈の後ろに右肺動脈が位置する。
→CTで「人」の左に上大静脈・上行大動脈が位置する。

刺激伝導系

心膜と心内膜

心膜=臓側心膜+壁側心膜+線維性心膜

血管の解剖

動脈・毛細血管・静脈

動脈 弾性型動脈 太い動脈で、中膜に弾性線維が豊富 大動脈、腕頭A、総頸A
  筋型動脈 中等度の動脈で、中膜に平滑筋が豊富 上腕A、橈骨A
  細動脈 末梢血管抵抗の大部分を占めるため血圧を規定する血管となる。  
毛細
血管
連続性 密着結合で強く結合し、孔はない 脳(BBB)
  有窓性 小孔、細胞間隙を通って活発な物質移動がある 内分泌器、小腸の絨毛、腎臓の糸球体
  非連続性 小孔、広い細胞間隙を通って活発な物質移動がある 肝臓の類洞、骨髄の洞様血管、脾臓の脾洞、腺性下垂体、副腎皮質
静脈 細静脈    
  大静脈 血液の65%を蓄えており、容量血管と呼ばれる 上大静脈、下大静脈

心臓の血管(冠動脈)

冠動脈流入量は心拍出量5%で、冠動脈と冠静脈の酸素分圧差は他の臓器と比べて大きい。

冠動脈は最終的に冠静脈洞を介して右房に流入する。

生理

血管生理の用語

血圧
(≒動脈内圧)
血圧=末梢血管抵抗 × 心拍出量
血圧は血流によって血管壁にかかるのこと圧力で、ポアズイユの法則に従う。
血圧=8ηLQ/πr4 (η:粘度、L:血管長、Q:循環血流量、r:血管の半径
血圧は一般的に夜間睡眠時に最も低い。
末梢血管抵抗 平均血圧 / 心拍出量 大部分は細動脈が占める!
心拍出量(CO) 心拍出量=心拍数 × 1回拍出量
CO=70mL×72回/分=約5000mL=約5L/分(成人)
心拍出量の30%は肝、20%は腎、15%は脳、5%は心に使われる!
肝腎のこころ:肝、腎、脳、心)
心係数(CI) 体格によってCOは異なるため、体格差を補正するために行う。
心拍出量/体表面積(m2) 基準値:2.2以上(L/分/m2
平均血圧 平均血圧=拡張期血圧+1/3×脈圧(収縮期血圧-拡張期血圧)
心拍動に伴い変化する動脈圧の1周期全体の平均
作用 心拍数を増減させる作用。
交感N↑で増加、副交感N↑で減少。
作用 1回拍出量(SV)を増減させる作用。交感N↑で増加、副交感N↑で減少。
陽性変力作用を持つβ刺激薬、PDE阻害薬、ジギタリス製剤を強心薬という。
前負荷
(=容量負荷)
拡張期に左室へ流入する時に生じる負荷(静脈環流量+心房収縮力で規定)
持続した負荷がかかると心室が遠心性に肥大する。
後負荷
(=圧負荷)
収縮期に左室が血液を駆出する時に生じる負荷(左心系は末梢血管抵抗で規定)
持続した負荷がかかると心室筋が必要なため求心性に肥大する。
Starlingの法則 拡張末期の心室内血液量(前負荷)が大きいほど、心室が引き伸ばされて心筋の長さが増すと、心室が強く収縮する現象
中心静脈圧
(CVP)
上・下大静脈圧、右房圧のこと。中心静脈カテーテルやSGカテーテルで測定。
基準値は4〜8mmHgで、右心不全や過剰輸液で上昇、脱水で低下する。

心臓の細胞

 

心臓の興奮

心周期・心機図

検査

心電図

循環器の不整脈を参照

心エコー(固定のエコー!)

エコーの原理は放射線科を参照。

①断層心エコー法・Mモード心エコー法

Aモード Amplitude mode 距離の把握に適しており、もっぱら眼軸測定に使用
Bモード Brightness mode 対象物の画像を断層像として描出
Mモード Motion mode 弁や心室中隔など細かい運動の経時的な形態変化を観察

②ドプラ心エコー法

カラードプラ
(Color)
プローブに近づく血流を赤、遠ざかる血流を青で表す。
逆流やシャントなど、 心血管内の異常血流を検出する。
パルスドプラ
(PW→Calc)
指定した場所の血流速度を求める方法(血流2m/sec未満の場合のみ)
①M弁尖における左室流入血液(左室拡張能の指標)
②左室流入路における左室駆出血流
連続波ドプラ
(CW→Calc)
線状で一番早い血流速度を求める方法(血流2m/sec以上も可能)
CWから心拍出量(CO)、圧較差、駆出率(EF)がわかる。
・1回拍出量(SV)=拡張末期心室内容積(EDV)ー収縮末期心室内容積(ESV)=π×(LVOT/2)2×TVI
・SVR=(MAP-10)×80/CO
・EF=(SV/EDV)×100
①T弁口の逆流速度よりTRPG計算(右房圧)

 

  評価する主な項目(左側臥位左腕挙上呼気終末で息止め
輸液負荷の禁忌 右室の拡大、左室収縮能低下がある場合
輸液負荷の反応性 輸液を入れるとSVとCOが増加する場合、輸液反応性あり
弁膜症 ①trivial:わずか、正常範囲
②mild:軽度
③moderate:中等度(ここから臨床上問題となる)
④severe:重度(外科的治療を検討)
①傍胸骨長軸
(depthは15cmで行う)

<定量>
・EF自動算出
【描出方法】
プローブマーカーを肩へ向け、上の肋間(第3〜4肋間)から下げていき描出しやすい像を探す。下の肋間ほど肺が被りにくく描出しやすいが、斜め切りになる。M弁を画面の中央へ置き、中隔と後壁が平行になるように表示(乳頭筋は描出されない)。M弁下に下行胸部大動脈が円形に描出される
【評価項目】
左室駆出率/asynergy:LVEF(eyball EF or ティーショールズ法)、心室中隔(LAD領域)と後壁(LCX or RCA領域)の壁運動からasynergyがわかる。
eyeball EF:心内膜の内方運動の減少、左室壁厚の増大の減少、M弁前尖の開口減弱(弁疾患ある場合は評価除外)から、左室収縮能が正常EF 55%以上、少し悪いEF 30~55%、悪いEF 30%以下で評価。
ティーショールズ法(Mモード):MモードカーソルをA弁→左房→左室の順に置き、記録する。
・AoD計測:拡張末期であるQRS波に合わせて大動脈基部径(AoD)計測
・LAD計測:収縮末期であるT波の終わりに合わせて左房径(LAD)計測
・LVDd/s・IVST・PWT計測:拡張末期であるQRS波に合わせて心室中隔厚(IVST)、左室拡張末期径(LVDd)、左室後壁厚(PWT)を、T波の終わりに合わせてLVDs(左室収縮末期径)計測→これらからEF自動算出
左室の大きさ:中隔・左室流出路・大動脈・左房・左室の厚みが1:2:3:4:5cm(拡張末期)なら正常(計測はMモード)
A弁、M弁の石灰化:AS、MSの有無
A弁、M弁の逆流(カラードプラ):AR、MRの有無
心嚢液の有無:心嚢液貯留+ショック+IVCぱんぱん=心タンポ
②傍胸骨短軸 【描出方法】
M弁を中心に反時計回りに90度回転させ、プローブマーカーを肩へ向ける。
僧帽弁レベルFish mouthのM弁、かつ正円
①M弁の評価:M弁の形態やM弁輪の石灰化を確認
↓心基部へ向ける
大動脈弁レベルベンツマークのA弁、その左に右房とT弁)
①A弁の評価:ASの有無、A弁の形態やA弁輪の石灰化を確認
②T弁の逆流(カラードプラ):TRの有無
③TRPG測定(連続波ドプラ):CWを押し、T弁口にビームを合わせ、計測。簡易ベルヌーイ式から右室収縮期圧を推定。TRPG30未満は正常。
↓心尖部へ向ける
●僧帽弁レベル
↓心尖部へ向ける
●乳頭筋レベル(両乳頭筋が左右対称に見える、かつ正円に描出
①左室全体の収縮能(右室側から時計回りに前壁中隔→前壁→側壁→前乳頭筋→後壁→下壁→後乳頭筋→下壁中隔):収縮期に心室壁が厚くならない場所は壁運動低下
・前壁、前壁中隔の壁運動低下:LAD領域の閉塞
・側壁、後壁の壁運動低下:LCX領域の閉塞
・後壁、下壁、下壁中隔の壁運動低下:RCA領域の閉塞
②D-Shapeの有無(右室拡張で左室がD字に圧排):肺塞栓症など
↓心尖部へ向ける
●心尖部レベル(先が見えなくなる手前)
③心尖部4腔

少し上に向けて
③心尖部5腔

<定量>
・右室収縮能
・左室収縮能
・SV自動算出
【描出方法】
心尖部の2肋間下から見上げるようにし、心室中隔を画面中央にする。男性では左乳頭の下外側、女性では乳房の下外側にプローブを当てる。
【評価項目】
右室収縮能:TAPSEで確認
右心系の拡大:右室が左室と同じ大きさは右室拡大と判断
M弁、T弁の逆流(カラードプラ):MR、TRの有無
心嚢液の評価:心嚢液貯留+ショック+IVCぱんぱん=心タンポ
LVOT-VTI測定(パルスドプラ):1回拍出量(SV)算出に必要
【Mモード】
①T弁輪収縮期移動距離(TAPSE=右室収縮能)の計測:T弁が右室側壁に付着する部分にカーソルを置き、記録するとT弁の上下運動が記録され、上下移動距離がTAPSEである。T弁の最高点から最低点を測定し、17mm未満であれば右室収縮能低下と判断(肺塞栓症、肺高血圧症、肺性心など)。
【パルスドプラ】
LVOT-VTI測定:まず、A弁直下の左室流出路径(LVOT)の最大径計測。次に、心尖部5腔像を描出する。PWを押し、A弁直下に=を置きフリーズ、Calcを押して下向き波形をトレースし、血流速度時間積分値(VTI)を計測(VTI 13以上で正常)。以上からSVが自動算出。
②左室流入血流(左室拡張能):PWを押し、拡張早期のM弁尖に=を置きフリーズ、E、A、DcTを計測。TDI(組織ドプラ)を押し、中隔側(or 側壁側)のM弁輪に=を置き、PWを押し、下向きのe’を計測。※TDI:壁の動き具合を評価
E波:左室の拡張でできる血流
A波:Atriak kickで起こる血流
E/A:左室拡張能と左房圧の指標(高齢者は1以上でうっ血)
E/e’:左房圧の指標(8未満は左房圧10mmHg未満で拡張障害、15以上で左房圧20mmHg以上でうっ血)
④心尖部2腔像
(4腔像垂直切り)
【描出方法】
4腔像から反時計回りに90度回転すると、左室、M弁、左房のみ見える。4腔像の左室を垂直切りした像。
【評価項目】
①左室前壁、下壁の壁運動の評価
②M弁の評価(カラードプラ):MS・MRの有無
⑤心尖部3腔
(長軸を90度回転)
【描出方法】
2腔像から反時計回りに30度回転すると、上記に加え左室流出路、A弁が見える。長軸を90度回転させた像。
【評価項目】
①下壁、前壁中隔の壁運動の評価
②A弁の評価(カラードプラ):AS、ARの有無
⑥心窩部4腔像 【描出方法】
仰臥位になり、プローブを剣状突起直下から潜り込ませるように置き、プローブは左肩を向くように向ける。COPD、心停止、心タンポナーデ、右室機能低下などでは心尖部より心窩部の方が描出しやすい場合がある。
⑦心窩部IVC長軸像 【描出方法】
仰臥位になり、プローブマーカーを頭側へ向け、プローブを剣状突起右縁に置き、肝静脈とIVC接合部 or 右房-IVC接合部から1〜2cmでIVC径測定。
【評価項目】
①IVC径の評価:Mモードもわかりやすい
・21mm以上かつ呼吸性変動50%未満:ぱんぱん(右房圧上昇)
・12mm以下で吸気時に虚脱:ぺしゃんこ(脱水の可能性)
※IVC径は中心静脈圧に相関するが、循環血漿量とは相関するとは言えない
⑧心窩部IVC短軸像 【描出方法】
プローブマーカーを右側へ向け、プローブを剣状突起右縁に置き、IVCを中心に出す。
【評価項目】
IVC径の評価:同上

【異常所見】

左室肥大 ①生理的肥大(スポーツ心臓):スポーツ選手(安静時に洞性徐脈)
②対称性肥大:ASまたは高血圧による圧負荷による肥大
③非対称性肥大:HOCMなどの肥大型心筋症、アミロイド心などの二次性心筋症
左室拡大 ①虚血性心疾患:冠動脈支配域に一致して壁運動低下(特に遠位部)
②拡張型心筋症:冠動脈支配域に関係なく壁運動低下(均一とは限らない)
③その他:急性心筋炎、心サルコイドーシスなど
左房拡大 ①左房圧負荷:MS、心不全
②左房容量負荷:MR
③Af、心房粗動などによる機能不全
右室肥大 ①右室圧負荷:肺高血圧症、肺塞栓症、PSなど
②右室容量負荷:左→右シャント疾患、TSなど
③右室の疾患:右室梗塞、ARVD、肥大型心筋症、エプスタイン奇形など
※ARVD:右室の脂肪線維化変性により、右室の拡大や機能低下をきたす

【心機能評価】

  確認すべきポイント 急性心不全の治療
前負荷 ・IVC(右房圧):21mm以上かつ変動50%未満で前負荷↑
・TRPG(右房圧):30以上で前負荷↑?
・E/A(左室拡張能・左房圧):高齢者は1以上でうっ血
・E/e’(左房圧):8未満で拡張障害、15以上でうっ血
利尿薬・NPPV
(前負荷↓)
心収縮力 ・EF:50%未満で心収縮力↓ 強心薬
(心収縮力↑)
後負荷 ※後負荷はエコーでは評価できない
・収縮期圧:高血圧?
・全身血管抵抗(SVR):1200以上で後負荷↑?
血管拡張薬・NPPV
(後負荷↓)

心臓カテーテル検査

右心
カテーテル法
(=スワン・ガンツ
右内頸V・大腿Vなどの末梢静脈からカテーテルを挿入し、主に右心系の機能を調べる方法。現在はほとんどSwan-Ganzカテーテルを利用している。
末梢静脈から挿入後、Swan-Ganzカテーテル先端の小さなバルーンを膨らませると血流に乗って心臓まで流れていく(透視不要かつ安全!)。中心静脈圧:CVP(上・下大静脈の圧)→右心房圧(=CVP)→右心室圧:RVP→肺動脈圧:PAP→肺動脈楔入圧:PAWP(=左房圧)の順に各部位の圧力・酸素飽和度と、熱希釈法によって心拍出量を測定できる。
※PAWP:肺動脈の枝でバルーンを広げ、肺動脈分枝を完全に閉塞した時に得られる圧。PAWP基準値:2〜15mmHg(18以上は肺うっ血)
左心
カテーテル法
(逆行性)
右大腿Aや右橈骨Aなどの末梢動脈からガイドワイヤーを挿入し、血流に逆らいながら心臓に進めた後、カテーテルに置換して左心系の機能を調べる方法。
大動脈圧(=血圧)→左室圧の順に圧力・酸素飽和度と心拍出量を測定する。また、先端から造影剤を注入すれば心臓の造影が可能となり、正確な駆出率(EF)も求められる。侵襲性は右心カテーテルより高いが、直接治療(PCI)できるメリットがある。

【心血管内圧】

  中心静脈圧 右房圧 左房圧 右室圧 左室圧 大動脈圧
5(平均) 5(平均) 10(平均) 30/5 120/10 120/80

核医学検査(心筋イメージング)

心筋血流イメージング(MPI) 201Tlや99Tcを静注すると冠動脈通過時に心筋細胞に取り込まれる。健常心は心筋全体に集積するが、虚血や梗塞があると負荷時の集積低下や欠損像を示す。
心筋代謝イメージング 心筋は脂肪酸を主なエネルギー源としているため、脂肪酸類似構造の123I -BMIPPを静注すると心筋細胞に取り込まれる。健常心は心筋全体に集積するが、虚血や梗塞があると集積低下や欠損像を示す。
心筋交感神経イメージング ノルアドレナリン類似構造の123I –MIBGを静注するとアドレナリン作動性ニューロンに取り込まれ交感神経終末の分泌下流に蓄えられる。健常心は心筋全体に集積するが、梗塞があると集積低下や欠損像を示す。
ピロリン酸イメージング ピロリン酸は虚血壊死した心筋細胞に取り込まれるため、99Tcピロリン酸を静注すると、発症後1〜14日の梗塞部位に集積する。

植込み型ペースメーカ

【ペースメーカの構造】

主に2種類のリード(センシング、ペーシング)と本体からなり、センシングリードで心臓の電気信号を感知し、設定した心拍数を下回る場合にペーシングリードから心臓に電気信号を与える。リードと本体が一体化したものはリードレスペースメーカと言われる(VVI or VDDモード)。

【ペースメーカの種類】

以前の携帯電話は電波が強くペースメーカーに影響をおよぼす可能性があったが、現在では15cm離して使用すれば、ペースメーカー患者でも安全に携帯電話端末を使用できる。

適応 ①完全房室ブロック(3度房室ブロック)
②MobitzⅡ型の2度房室ブロック
③洞不全症候群(SSS)
※①②③があり症状(めまい、失神)や心不全を伴うもの
種類 リード式ペースメーカ
ペーシング部位:右房 or 右室先端
適応:SSS、房室ブロック
リードレスペースメーカ
ペーシング部位:右室のみ(カテーテルを用いて右室壁に埋め込む)
適応:徐脈性AF
両室ペースメーカ(CRT)
ペーシング部位:左室(回旋枝)
適応:重症心不全
【リード式ペースメーカのモード】

作動様式とは、センシング時に自己心拍を感知した場合にペーシングしない抑制型(I)、センシング時に自己P波(or 自己QRS)を感知した場合に同期してペーシングする同期型(T)があり、同期型(T)のみは現在ほとんど使われていない。

心室でペーシングした場合、陰性QRSの後に陽性T波を認める。

IとTの両方を行うものをDと言い、心房と心室ともに自己波がある場合はペーシングを抑制するが、心房波を感知してから一定時間経っても心室波を感知しない場合、ペーシングするようになっている。

モード 1文字目 2文字目 3文字目 適応
  ペーシング部位 センシング部位 作動様式  
VVI 右室(V) 右室(V) 抑制型(I) 全ての徐脈性不整脈
特に徐脈性AF
AAI 右房(A) 右房(A) 抑制型(I) 房室伝導障害のないSSS
AFのないSSS
DDD 右房+右室 右房+右室 I+T(D) SSS、完全AVブロック
DDI 右房+右室 右房+右室 抑制型(I)  

【ST上昇の基準】

ペースメーカ使用時のST上昇はSmith基準(修正Sgarbossa基準)を用いる。

植込み式除細動器(ICD)

適応 ①心室細動
②器質的心疾患(陳旧性心筋梗塞、拡張型心筋症、肥大型心筋症、心サルコイドーシスなど)に伴う持続性心室頻拍を有し、失神・血圧低下・脳虚血症状・胸痛や多形性心室頻拍を伴う場合
③Brugada症候群、先天性QT延長症候群
種類 経静脈的ICD(TV-ICD)
完全皮下植込み型ICD(S-ICD)
直用型ICD(WCD)

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