岡 山 医 誌 (1994) 106, 415∼428
気管支喘息 にお ける換気血流動態の研究
-133Xe換
気 シ ン チ 及 び99mTc-MAA血
流 シ ン チ に よ る 検
討-岡 山大 学 医 学部 第 二 内科 学 教室(指 導:木 村 郁郎 教 授)
石
濱
英
暢
(平成6年1月31日
受稿)
Key words:気 管 支 喘 息,中 高 年 発 症 型 難 治 性 喘 息(LOIA),換 気 シ ン チ,血 流 シ ン チ
緒
言
気 管支 喘 息 は,広 範 な気 道 の 狭窄 に も とづ く
可 逆 的 な呼 吸 困難 発 作 を臨床 的特 徴 とす る,比
較 的予 後 の 良好 な疾 患 とされ て きた.し か し近
年,治 療 医 学 の進 歩 に もか か わ らず各種 の治 療
に抵抗 し発 作 が持 続 し,さ らに年 間3%前
後1)と
なお 高 い死 亡率 を示 す 重症,難 治性 喘 息 の 日常
管 理 が治 療 上 の 問題 とな り,そ の病 態 の解 明が
急 が れ て い る.か か る観 点 か ら,教 室 の中 山 ら2)
3)
は難 治性 喘 息症 例 では%V25が
有 意 に低 値 な こ
とよ り器 質 的病 変 が 存在 す る こ と を推 定 して お
り,ま た可 部4)は,発 作寛 解 期 の 喘 息患 者 に お い
て も健 常 者 に 比べ なお 閉塞 性 換 気 障害 を残 して
い るこ とを報告 して い る.さ らに 原 田 ら5)は,喘
息 患者 のTBLB所
見 か ら,難 治例 ほ ど全 気 道
に わ た り器 質 的 な組 織変 化 が 著 明 で あ る こ とを
示 唆 してい る。
一 方
, 40歳 以 降 に 発症 す る中 高年 発 症 型喘 息
(late onset asthma: LOA)は,小
児期 に発 症
し ア ト ピー 型 が 大 半 を 占め る 若 年 発 症 型 喘 息 (early onset asthma: EOA)に 比 べ 重 症,難 治 化 す る症 例 が 多 い6)な ど臨 床 面 に お い て も病 像 が 異 な り,成 人 喘 息 の 病 態 を研 究 す る上 で 注 目 さ れ て い る.そ の よ う な 特 徴 的 病 態 を有 す る 症 例 を木 村7)は 「中 高 年 発 症 型 難 治 性 喘 息 」(late onset intractable asthma; LOIA)と 命 名 し, 独 立 し た 疾 患 群 で あ る こ と を提 唱 して い る.そ こ で 気 管 支 喘 息,特 にLOIAの 病 態 を肺 の 機 能 的 の み な ら ず 器 質 的 病 変 の 換 気 及 び 血 流 動 態 と い う観 点 か ら解 明 す る 目的 で,非 発 作 時 の 気 管 支 喘 息 患 者 に お け る肺 の 換 気 シ ン チ 及 び 血 流 シ ン チ を解 析 す る こ と に よ り,そ の 非 可 逆 的 病 変 の 有 無 を検 討 し た. 対 象 と 方 法 1.対 象 対 象 に は, 1989年4月 よ り1993年1月 ま で に 岡 山 大 学 医 学 部 第2内 科 呼 吸 器 外 来 患 者 及 び 入 院 患 者 の う ち, 133Xe換 気 シ ン チ 及
び99mTC-Table 1 133Xe換 気 シ ン チ 及 び99mTC-MAA血 流 シ ン チ を 施 行 し た 対 象 症 例 の 背 景
MAA血 流 シ ン チ を行 い 得 た,非 発 作 時 の 気 管 支 喘 息15例 と健 常 者5例 を選 ん だ.な お 今 回 は 換 気,血 流 シ ン チ 施 行 日の 前 後1週 間,喘 息 発 作 を 認 め な か っ た 症 例 を 非 発 作 時 と し た.喘 息 患 者 の 内 訳 はTable 1に 示 す 如 く 男 性7例,女 性8例,年 齢 は27歳 ∼69歳,平 均 年 齢49.5歳, 平 均 発 症 年 齢39.5歳,平 均 罹 病 期 間10年 で あ っ た.健 常 者 は す べ て 男 性(平 均 年 齢31.0歳)で あ っ た. ま ず, 40歳 未 満 に 発 症 し た 症 例 をEOA, 40歳 以 後 に 発 症 し た 症 例 をLOAの2群 に分 類 した. さ ら に 各 種 治 療 に 抵 抗 し,病 型 診 断 前 の1年 間 以 上prednisolone換 算 で5mg/日 以 上 を使 用 し て い る,い わ ゆ る ス テ ロ イ ド依 存 性 喘 息 患 者 を 難 治 群(intractable asthmatics),上 記 に 該 当 し な い 症 例 を非 難 治 群(non-intractable asth matics)と した.そ の 分 類 に 従 う とEOAは5 例(難 治 群3例,非 難 治 群2例), LOAは10例 (難 治 群5例,非 難 治 群5例)で あ り難 治 群 は 8例,非 難 治 群 は7例 で あ っ た.な お 中 高 年 発 症 型 難 治 性 喘 息(LOIA)の 患 者 背 景 はTable中 に()で 付 記 し た. 2.方 法 1) 133Xe換 気 シ ン チ 133Xe換 気 シ ン チ は 仰 臥 位 に て10mCi/mlの 133Xeガ ス(メ ジ フ ィ ー ジ ッ クス 社)を 最 大 吸 気 に て1回 吸 入 後, 5分 間 室 内 空 気 を2.5L含 む5 Lの 閉 鎖 回 路 で 安 静 換 気 を行 い 平 衡 状 態 と し, 直 後 よ り 室 内 空 気 を 吸 入 さ せ る こ と に よ っ て 133Xeガ ス の 洗 い 出 し を行 っ た.撮 像 は 背 面 よ り 低 エ ネ ル ギ ー 汎 用 型 コ リメ ー タ を装 置 したZLC -7500ガ ン マ カ メ ラ を 用 い た.換 気 の 評 価 は,得 ら れ た 画 像 で 洗 い 出 し 開 始 後2分 ま で に 完 了 し た も の を ス コ ア0, 3分 後 に も 集 積 を 認 め る も Table 2 133Xe換 気 シ ン チ の 評 価 方 法 の1, 4分 後 に も集 積 を 認 め る もの を2, 5分 後 に も集 積 を 認 め る もの を3, 6分 後 に も集 積 を 認 め る もの を4と し,計5段 階 に ス コア 化 し た(Table 2). 2) 99mTc-MAA血 流 シ ン チ 99mTc血 流 シ ン チ は,背 臥 位 に て99mTc-MAA (第一 ラ ジ オ ア イ ソ トー プ 社), 5mCi/0.5mlを 肘 静 脈 よ り静 注 し,肺 血 流 分 布 状 態 に 達 し た 後 か ら,背 面 よ り低 エ ネ ル ギ ー 汎 用 型 コ リ メー タ ー を装 置 したZCL-7500(SIEMENS)ガ ン マ カ メ ラ を用 い て, 64×64マ ト リ ッ ク ス デ ー タ と し て1フ レ ー ム60秒 で デ ー タ 収 集 し た.デ ー タ処 理 に はSCINTIPACK2400を 用 い,安 井 ら8)の方 法 に 従 い 心 筋 シ ン チ に お け る 二 次 元 極 座 標 法 (Bull's eye法)の プ ロ グ ラ ム を応 用 し た.す な わ ち,円 形ROI(関 心 領 域)を 得 る た め に, ま ずFig. 1bに 示 す 如 く肺 野 全 域 を 同 心 円 に て 3領 域 に 分 割 し,さ ら に 同 心 円 の 中 心 点 か ら0 時 の 位 置 を0度 と し て10度 ず つ 放 射 状 に36分 割 す る こ と に よ り(Fig. 1c), Bull's eye表 示 を
Fig. 1 肺 野 全 域 を 同心 円 に て3領 域 に分 割 し(b), さ ら に 同心 円 の 中 心 点 か ら0時 の方 向 を0 度 と して10度 ず つ36分 割 し(c),合 計108領 域 のBull's eye表 示 を作 成 した 。
換 気 血 流 シ ンチ に よ る気 管支 喘 息 の換 気 血 流動 態
417
行 っ た.な お 異 常 の 程 度 を示 す 指 標 と し て, 108 領 域 そ れ ぞ れ に つ い て 正 常 対 照 群5例 の 平 均 値 -1SD未 満 を 異 常 域 と し た.次 い で,各 症 例 に つ い て の 全 領 域 に お け る 異 常 域 の 占 め る 面 積 を 示 すextent score(ES)と,個 々 の 領 域 の 異 常 値 の 程 度 を示 すseverity score(SS)を 下 記 に 示 す 式 に 従 い 算 出 し た. ES=異常 領域*の 数
/ Bull's eye表 示 上 の 領 域 数(3×36=108) SS= Σ(異 常領域 のカウン トー健常 人の同一部位 のカウン ト) / Bull's eye表 示 上 の領 域 数(3×36=108)*健 常人の平均値-1 SD未 満の値 を示す部位
さ ら にES, SSに も とつ い てextent mapと severity mapを 作 成 し た. extent mapで は 異 常 値 の 占 有 領 域 を 図 表 化 す る た め,平 均 値-1 SD未 満(異 常 域)を 黒 で 表 示 し,平 均 値-1 SD
以 上(正 常 域)を 赤 で 表 示 し た.ま た, severity mapで はextent mapの 異 常 値 の 程 度 を赤 か ら
青 へ の 連 続 す る 色 で 表 示 した. 3)気 管 支 喘 息 病 態 の 評 価 (1)肺 機 能 検 査 換 気 ・血 流 シ ン チ 以 外 の 末 梢 気 道 の 器 質 的 病 変 の 指 標 と して,努 力 呼 出 曲 線flow volume curveを 求 め%VC, FEV 1.0%の 他 に さ ら に 細 気 管 支 領 域 の 変 化 を み る 目的 で%V50, %V 25を 算 出 し た.な お%V50, %V25は,日 本 胸 部 疾 患 学 会 肺 生 理 専 門 委 員 会9)の 勧 告 す る 予 測 値 に 対 す る 百 分 率 か ら 算 定 し,以 上 の 成 績 と換 気 シ ン チ の ス コ ア,血 流 シ ン チ のES, SSと の 相 関 関 係 を検 討 し た. (2)年 齢 ・罹 病 期 間 現 年 齢 及 び 発 症 年 齢(EOAとLOAの2群 間)と 換 気 シ ン チ ス コ ア, ES, SSそ れ ぞ れ に つ い て の 相 関 関 係 を検 討 し た.ま た 罹 病 期 間(5 年 以 内 の 群 と6年 以 上 の群 の2群 間)と 換 気 シ ン チ ス コ ア, ES, SSそ れ ぞ れ に つ い て の 相 関 関 係 を検 討 した.さ ら に 現 年 齢 を40歳 ∼55歳 に 限 定 し て,難 治 群 と非 難 治 群 の2群 間 で 換 気 シ ン チ ス コ ア, ES, SSを 比 較 検 討 し た. (3)難 治 度 非 難 治 群 と 難 治 群 の2群 間 に お け る換 気 シ ン チ ス コア,及 びES, SSを 比 較 検 討 し た. 4)統 計 学 的 解 析 結 果 はmean±1 SDで 表 し,平 均 値 の 差 の 検 定 に はstudent's t-testを,ま た相 関 関 係 の 検 討 に は1次 回 帰 分 析 を 用 い,危 険 率 が0.05以 下 を有 意 差 あ り と し た. 結 果 1,換 気 シ ン チ,血 流 シ ン チ の 評 価 法 の 検 討 1)各 ス コ ア の 評 価 法 ま ず,今 回 検 討 し た 換 気 ・血 流 シ ン チ の 評 価 法 を 明 確 に す る た め に,典 型 的 なLOIAの 各1 症 例 ず つ を供 覧 す る. (1)換 気 シ ン チ 評 価 法 の 提 示 症 例 〔症 例 〕44歳 女 性, LOIA. 家 族 歴:特 記 事 項 な し. 既 往 歴:特 記 事 項 な し. 現 病 歴: 1988年(42歳)感 冒 に 罹 患 後 よ り咳, 喘 鳴 が 出 現 し気 管 支 喘 息 と し て 近 医 で 加 療 さ れ て い た. 1989年1月 に 感 冒 薬 を 服 用 直 後 よ り呼 吸 困 難 が 出 現 し 意 識 消 失 を き た し,そ れ 以 後 発 作 が 頻 発 す る よ う に な り気 管 支 拡 張 剤 とpred nisolone 15mg/日 内 服 の 投 与 を受 け て い た .そ の 後 も 入 退 院 を繰 り返 し,発 作 管 理 が 困 難 な た め Fig. 2a 気 管 支 喘 息 患 者(年 齢: 44歳,性 別:女 性,発 症 年 齢: 42歳,難 治性 喘 息)の 胸 部 単 純X線 写 真
Fig. 2b 換 気 シ ンチ: 5分 後 に 集 積 を認 め, 6分 後 に は消 失 して お り換 気 シンチ ス コア は3と 判 定 1991年3月 に 精 査 加 療 の 目 的 で 当科 へ 入 院 と な っ た. 検 査 所 見:入 院 後 換 気 ・血 流 シ ン チ 施 行 を 施 行 し た が,そ の1ヵ 月 前 の 肺 機 能 検 査 は%VC 117.3%, FEV1.0% 61.5%, %V50 29.2%, %V25 25.6%, %RV/TLC118.6%で あ っ た. 胸 部 単 純 写 真(Fig. 2a)で は 特 に 異 常 所 見 は 認 め られ ず,換 気 シ ン チ(Fig. 2b)で は5分 後 ま でRI集 積 を 認 め6分 後 に は 消 失 し て お り,換 気 シ ン チ ス コア は3で あ っ た. (2)血 流 シ ン チ 評 価 法 の 提 示 症 例 〔症 例 〕54歳 女 性, LOIA. 家 族 歴:特 記 事 項 な し. 既 往 歴:特 記 事 項 な し. 現 病 歴: 1985年(49歳)6月 よ り咳,呼 吸 困 難 が 出 現 す る よ う に な り気 管 支 喘 息 と し て,近 医 に て 気 管 支 拡 張 剤 とprednisolone 30mg/日 の 投 与 を 受 け て い た が, 1985年11月, 1987年6月, 1988年2月 に 意 識 消 失 を伴 う発 作 の た め 入 退 院 を繰 り返 し, 1990年5月 に も大 発 作 を き た し発 作 管 理 が 困 難 な た め 当 科 に 入 院 と な っ た. Fig. 3a 気 管 支 喘 息 患 者(年 齢: 54歳,性 別:女 性,発 症 年 齢: 49歳,難 治 性 喘 息)の 胸部 単 純X線 写 真 Fig. 3b 血 流 シ ンチ のPlanar像:両 側 中肺 野 に RIの 集 積 低 下 を認 め る 検 査 所 見:換 気 ・血 流 シ ン チ 施 行 の1ヵ 月 後 の 肺 機 能 検 査 は, %VC87.2%, FEV1.0% 71.0%, %V50 34.1%, %V25 31.5%, %RV/ TLC110.6%で あ っ た.胸 部 単 純 写 真 で は 特 に 異 常 所 見 は 認 め られ ず(Fig. 3a),血 流 シ ン チ で は 両 側 の 中 肺 野 にRIの 集 積 低 下 が 認 め ら れ た
(Fig. 3b). Bull's eye image(Fig. 3c-左) で も 同 様 の 所 見 で あ り, extent map(中 央), severity map(右)で は 両 側 中 肺 野 に 有 意 な 血
換 気血 流 シ ンチ に よ る気 管 支 喘 息 の換 気 血 流動 態
419
Fig. 3c 左)Bull's eye image. 中)Extent map. 右)Severity map. 両 側 中 肺 野 の 有 意 な 血 流 低 下 と し て と ら え ら れ て い る Fig.4 換 気 と 血 流 と の 関 連 a:換 気 シ ン チ ス コ ア とESと の 相 関 b:換 気 シ ン チ ス コ ア とSSと の 相 関 c:ESとSSと の 相 関 流 低 下 あ り と評 価 さ れ た.ま た, ESは0.23, SS は21.17で あ っ た. 2)換 気 障 害 と血 流 障 害 との 関 連 以 上 の 如 く求 め ら れ た 各 ス コ ア 間 の 相 関 を 検 討 した と こ ろ,ま ず 換 気 シ ン チ ス コア と血 流 シ ン チ のESと の 間 に は, Fig. 4aの 如 く有 意 な 正 の 相 関 が 認 め ら れ(P<0.05),ま たFig. 4 bの 如 く血 流 シ ン チ のSSと の 間 に も 同 様 に 有 意 な 正 の 相 関 が 認 め ら れ た(P<0.01).さ ら に Fig. 4cの 如 くESとSSの 間 に も 有 意 な 正 の 相 関 が 認 め ら れ た(p<0.01). 2.末 梢 気 道 の 器 質 的 病 変 の 検 討 1)肺 機 能 検 査 と喘 息 病 態 との 関 連 ま ず,発 症 年 齢 別 の 検 討 で は, Fig. 5の 如 く %VC, FEV1.0%, %V50, %V25の い ず れ もEOAとLOAの2群 間 に 有 意 差 は 認 め ら れ な か っ た.次 に,難 治 度 と の 関 連 で は, Fig. 6 に 示 す 如 く%VC, FEV1.0%は 難 治 群 と非 難 治
Fig. 5 発 症 年 齢 と肺機 能検 査 との 関 連 a:発 症 年 齢 と%VCと の 関 連 b:発 症 年 齢 とFEV1.0%と の 関 連 c:発 症 年 齢 と%V50と の 関連 d:発 症 年 齢 と%V25と の 関連 Fig.6 難 治度 と肺 機 能検 査 との 関 連 a:難 治 度 と%VCと の 関 連 b:難 治 度 とFEV1.0%と の 関連 c:難 治 度 と%V50と の 関連 d:難 治 度 と%V25と の 関連 Fig. 7 %V50, %V25と 換 気 ・血 流 と の 関 連. %V50●-● %V25○ … … … ○ a: %V50, %V25と 換 気 シ ン チ ス コ ア と の 相 関 b: %V50, %V25とESと の 相 関 c: %V50, %V25とSSと の 相 関 群 の2群 間 に 有 意 差 は 認 め ら れ な か っ た が, % V50は 難 治 群 が 有 意 に 低 値 で あ り(P<0.01), ま た, %V25も 低 値 の 傾 向 が 窺 わ れ た. 2)肺 機 能 検 査 と換 気,血 流 障 害 との 関 連 換 気 シ ン チ ス コ ア と%V50に はFig. 7aの 如 く有 意 な 負 の 相 関 が 認 め ら れ(P<0.05), % V25と の 間 に も有 意 差 は 認 め られ な い もの の, % V25が 低 値 な ほ どXeガ ス の 洗 い 出 し遅 延 を認 め る傾 向 が 窺 わ れ た. 血 流 シ ン チ のESと%V50の 間 に はFig. 7b の 如 く有 意 な 負 の 相 関 が 認 め ら れ(P<0.01), %V25と の 間 に も有 意 な 負 の 相 関 が 認 め られ た
換 気血 流 シ ンチ に よ る気管 支 喘 息 の換 気 血 流動 態
421
Fig. 8 現年 齢 と換 気 ・血 流 との 関 連 a:現 年齢 と換 気 シン チ ス コア との相 関 b:現 年 齢 とESと の相 関 c:現 年 齢 とSSと の 相 関 Fig. 9 現 年 齢 を40∼55歳 に特 定 した難 治 度 と換 気 ・血 流 との 関連 a:難 治 度 と換 気 シ ン チ ス コア との関 連 b:難 治 度 とESと の関 連 c:難 治度 とSSと の 関 連 (p<0.01).ま た, Fig. 7cに 示 す 如 くSSと %V50の 間 に も有 意 な 負 の 相 関 が 認 め られ(P< 0.01), %V25の 間 に も 有 意 な 負 の 相 関 が 認 め ら れ た(p<0.05). 3.喘 息 病 態 と換 気 ・血 流 動 態 の 検 討 1)現 年 齢 と換 気 ・血 流 との 関 連 現 年 齢 と 換 気 シ ン チ ス コア と の 間 に は 相 関 関 係 は 認 め ら れ な か っ た が,血 流 シ ン チ で は 現 年 齢 が 高 齢 な ほ ど, Fig. 8bの 如 くESは 有 意 に 高 値 で あ っ た が(P<0.05), SSと の 間 に は,有 意 差 は 認 め られ な か っ た.な お 現 年 齢 を40歳 ∼55 歳 に 特 定 す る と,難 治 群 の 方 が 換 気 障 害 及 び 血 流 障 害 の 強 い 傾 向 が 認 め られ た(Fig. 9). 2)発 症 年 齢 と換 気 ・血 流 と の 関 連 発 症 年 齢 が 高 齢 な 症 例 ほ ど,換 気 障 害 を 強 く 認 め る 傾 向 が 窺 わ れ た が(Fig. 10a),血 流 シ ン チ のES, SSに は 相 関 関 係 は 認 め ら れ な か っ た (Fig. 10b, c).ま た,若 年 発 症 型 と中 高 年 発 症 型 と の 検 討 で は,換 気 シ ン チ ス コ ア はFig. 10d の 如 く有 意 差 は 認 め ら れ な か っ た もの の,中 高 年 発 症 群 の 方 が 換 気 障 害 が 強 い 傾 向 が窺 わ れ た. 血 流 シ ン チ で はES, SSと もに 両 群 間 で 有 意 差 は 認 め られ な か っ た(Fig. 10e, f). 3)罹 病 期 間 と換 気 ・血 流 と の 関 連 罹 病 期 間 と換 気 シ ン チ ス コ ア と の 間 に は 相 関 関 係 は 認 め ら れ な か っ た が,血 流 シ ン チ の 検 討 で はFig. 11bの 如 く罹 病 期 間 の 長 い症 例 ほ ど有意 にESは 高 値 で(P<0.05),ま たFig. 11cの Fig. 10 発症 年 齢 と換 気 ・血 流 との 関 連 a:発 症 年 齢 と換 気 シン チ ス コア との相 関 b:発 症 年 齢 とESと の相 関 c:発 症 年 齢 とSSと の 相 関 d:発 症 年 齢 と換 気 シ ンチ ス コア との関 連 e:発 症 年 齢 とESと の 関 連 f:発 症 年 齢 とSSと の 関 連 如 くSSも 高 値 の 傾 向 が 窺 わ れ た. 4)難 治 度 と換 気 ・血 流 と の 関 連 難 治 群 の 換 気 シ ン チ ス コ ア は,非 難 治 群 に 比 し てFig. 12aの 如 く有 意 な 換 気 障 害 が 認 め られ た(P<0.05).ま たFig. 12b, cの 血 流 シ ン チ の 検 討 で も,難 治 群 のES及 びSSは い ず れ も 非 難 治 群 に 比 べ 難 治 群 は 有 意 に 高 値 で あ っ た (P<0.01, P<0.05). 5)罹 病 期 間 別 の 難 治 度 と換 気 ・血 流 との 関 連 さ らに 罹 病 期 間5年 以 内 の 患 者 群 では, Fig. 13 a, b, cの 如 く難 治 群,非 難 治 群 の 間 に,換 気 シ ン チ ス コ ア,血 流 シ ン チ で のES, SSは 共 に 有 意 差 は 認 め ら れ な か っ た.一 方,罹 病 期 間6 年 以 上 の 患 者 群 で は, Fig. 13d, e, fの 如 く血 流 シ ン チ で のESは 難 治 群 で 高 値 の 傾 向 が 窺 わ れ,血 流 異 常 の 程 度 を示 すSSは 有 意 に 高 値 で あ り(P<0.01),罹 病 期 間 の 長 い 中 高 年 発 症 の, 難 治 性 喘 息 で は,血 流 障 害 の 強 い 傾 向 が 認 め ら れ る こ と が 判 明 した. 6) LOIAに お け る 換 気 ・血 流 動 態 の 検 討 LOIAに お け る換 気 シ ン チ ス コ ア は, Fig. 14 aの 如 く(3.20±0.84と)そ の 他 の 群(の1.70± 1.34)に 比 べ,有 意 に 高 値 で あ り強 い 換 気 障 害 が 認 め ら れ た(P<0.05).ま た 血 流 シ ン チ のES 及 びSSの 検 討 で は, Fig. 14b, cの 如 くLOIA は 他 群 に 比 べ い ず れ も有 意 差 は 認 め られ な か っ た が 高 値 の 傾 向 が 窺 わ れ た. Fig. 11 罹 病 期 間 と換 気 ・血 流 との 関 連 a:罹 病 期 間 と換 気 シ ンチ ス コア との相 関 b:罹 病 期 間 とESと の 相 関 c:罹 病 期 間 とSSと の相 関
換 気 血 流 シンチ に よ る気 管 支 喘息 の 換気 血 流 動 態
423
Fig. 12 難 治度 と換 気 ・血 流 との 関連 a:難 治 度 と換 気 シン チ ス コア との 関 連 b:難 治 度 とESと の 関 連 c:難 治 度 とSSと の 関 連 考 察 近 年,喘 息 病 態 の 解 明 の み な ら ず 臨 床 上 種 々 の 問 題 が 残 さ れ て い る 成 人 の 難 治 性 喘 息,特 に 中 高 年 発 症 型 難 治 性 喘 息(LOIA)で は,発 作 寛 解 期 に も末 梢 気 道 の 指 標 で あ るV25の 低 下 や 胸 部 レ 線 で微 細 粒 状 影 の 出 現 す る症 例 が 多 い7) 10)な ど肺 の 器 質 的 変 化 が 報 告2) 3) 5)され て お り,成 人 喘 息 の 病 態 解 明 に お け る 重 要 性 が 注 目 さ れ て い る. そ こ で 今 回,肺 の 換 気 ・血 流 動 態 と い う観 点 か ら気 管 支 喘 息 患 者 に 肺 換 気 及 び 血 流 シ ン チ を施 行 し,得 られ た 画 像 を 定 量 的 に 検 討 し た.そ の 結 果,難 治 性 喘 息 で は 非 発 作 時 に も加 齢 変 化 以 上 の 換 気 障 害 と血 流 障 害 が 存 在 し, LOAの な か で 罹 病 期 間 の 長 い 症 例 は 血 流 障 害 の 強 い傾 向 に あ り,と りわ けLOIAで は 罹 病 期 間 が 長 期 化 す る に つ れ て 血 流 障 害 が 強 く な り,肺 の 器 質 的 変 化 が 非 可 逆 的 に 進 行 す る こ とが 難 治 化 病 態 に 強 く関 与 し て い る もの と想 定 さ れ た. 今 回 用 い た 肺 換 気 シ ン チ は, 1962年 にBall11) らが133Xeガ ス を 用 い た1回 換 気 法 を提 唱 して 以 来,喘 息 を は じめ と す る 慢 性 閉 塞 性 肺 疾 患 の 肺 換 気 動 態 や,肺 容 量 ・分 布 や 洗 い 出 し状 態 を 画 像 と し て 表 現 す る 手 段 に 広 く 応 用 さ れ て い る12) 13) 14) 15) 16) 17).その う ち 換 気 異 常 の 評 価 法 に は い くつ か の 報 告18) 19) 20)があ るが,著 者 は 実 際 の 臨 床 の 場 で 得 られ た 画 像 か ら 簡 便 に 換 気 の 評 価 が 可 能 な, Xeガ ス の 洗 い 出 し完 了 ま で に 要 し た 時 間 を も と に 換 気 障 害 の 程 度 を5段 階 に ス コ ア 化 す る 方 法 を考 案 し,そ れ に 基 づ い た 臨 床 的 検 討 を行 っ た.ま た 肺 血 流 シ ン チ はWagnerら21)の 臨 床 報 告 以 来,肺 動 脈 血 流 を イ メ ー ジ化 す る 方 法 と して 広 く用 い られ て お り,肺 血 流 シ ン チ の 定 量 的 評 価 法 に 関 し て は こ れ ま で い くつ か の 報 告22)が み ら れ る.今 回 は,肺 局 所 血 流 異 常 の 定 量 的 評 価 を 目 的 とす る た め,安 井 ら8)の方 法 に 従 い, 心 筋 の 虚 血 の 評 価 に 広 く用 い ら れ て い る 二 次 元 極 座 標 法 を 応 用 し た.か か る 方 法 は 肺 の 局 所 血 流 異 常 を,血 流 障 害 部 位 の 広 が り を 示 すExtent score(ES),及 び 血 流 障 害 の 程 度 を示 すSeverity score(SS)の2つ の 指 標 を用 い て,よ り詳 細 に 定 量 的 評 価 を加 え る こ と が 可 能 で あ り,本 法 の 呼 吸 器 疾 患 へ の 応 用 は 平 山23),安 井 ら8),赤 木24) が 肺 癌,肺 結 核,肺 サ ル コ イ ドー シ ス,過 敏 性 肺 臓 炎 に つ い て 報 告 して い る の み で,気 管 支 喘 息 に 応 用 し た 報 告 は み ら れ な い. 近 年,成 人 喘 息 の う ち 難 治 性 喘 息,特 にLOIA で は 非 発 作 時 で も末 梢 気 道 の 器 質 的 変 化 が 存 在 す る こ とが 報 告2) 3) 5)さ れ て お り,病 態 解 明 の み な ら ず 臨 床 的 に も 問 題 が 残 され て い る.そ こ で か か る 方 法 を 応 用 して 検 討 を行 っ た 結 果,非 発 作 時 の 気 管 支 喘 息 に お い て も換 気 障 害 の み な ら ず 血 流 障 害 も存 在 し,し か も両 者 は 相 関 す る こ と が 判 明 し た.な お 中 高 年 発 症 の 難 治 性 喘 息 で は, 区 域 気 管 支 領 域 で 基 底 膜 の 肥 厚,筋 層 の 肥 厚 等 器 質 的 変 化 が 強 く,無 発 作 の 状 態 で も既 に 気 道Fig. 13 LOAに お け る罹 病 期 間 別 の 難 治 度 と換 気 ・ 血 流 との関 連. -罹 病 期 間: 5年 以 内-a:難 治 度 と換 気 シ ン チ ス コア との 関 連 b:難 治 度 とESと の 関 連 c:難 治 度 とSSと の 関 連 -罹 病 期 間: 6年 以 上-d:難 治 度 と換 気 シ ン チ ス コア との 関 連 e:難 治 度 とESと の 関 連 f:難 治 度 とSSと の 関 連
は 慢性 的 に狭 窄 して お り,こ の ため 治療 抵 抗性
の 重症,慢 性 的 な喘 息発 作 とな りやす い2)
3)
5)との
報 告 が あ る.従 っ て,器 質 的 変化 に伴 う肺組 織 ・
間 質 の再 構 築 に よる血 管床 の減 少 の み な らず,
喀 痰 な どに よ る末 梢 気 道 の 閉塞,器 質的 変化 に
よ る局 所 的 な低 換 気 等 も加 わ って,そ の 末梢 領
域 は 低 酸 素 状 態 と な り,そ の 結 果hypoxic
vasoconstrictionに
よ り血流 障 害 が惹 起 され る
機序 が想 定 で きる.こ の こ とは,細 気 管 支領域
の 閉塞 性 変 化 を反 映 す る とい われ る%V50,
%
V25と,血 流障 害 の 範 囲,程 度 ともに有 意 な負 の
相 関 が認 め られ た こ とか ら も裏付 け られ る.
喘息 の 発症 年 齢 は, Speizer25)によれ ば,そ の
予 後 に大 き く影 響 し, 16歳 以 後 に発 症 す る症 例
で は16歳 未 満 で発 症 す る症 例 の5倍 の死 亡率 を
示 し,さ らに 原 田5)も重 症例 の 多いLOAを
対象
に,そ の発 症 年 齢別 に組 織変 化 を検討 した結 果,
区域 気 管 支 で は発 症 年齢 が 高 くな る につ れて組
織変 化 が 高 度 とな る傾 向が 認 め られ た と報告 し
て い る.一 方,光 井26)は難 治 と非 難治 の初 発年 齢
に有 意 差 は 認め られ なか っ た と報告 して い る.
今 回の 検 討 で は,発 症 年 齢 が 高 い ほ ど換 気 障害
の 強 い傾 向 が窺 われ た が,血 流 障害 につ いては
有 意差 は な く,ま た罹病 期 間 と換気 障害 との間
に は一 定 の傾 向 は見 い だせ なか っ た ものの,罹
病 期 間の 長 い症 例 ほ ど血 流 障 害 の強 い傾 向があ
るこ とが 判 明 した.そ こで発 症 年齢 を40歳 以上
の 中高 年 発 症例(LOA)に
限 定 し罹病期 間 との
関係 を検 討 した結 果,罹 病期 間5年 以下 のLOA
で は難 治群 と非 難 治 群 との間 に 有意 差 は認 め ら
Fig. 14 LOIAと 換 気 ・血 流 と の 関 連 a: LOIAと 換 気 シ ン チ ス コ ア と の 関 連 b: LOIAとESと の 関 連 c: LOIAとSSと の 関 連換 気 血 流 シンチ に よ る気 管支 喘 息 の換 気 血 流動 態
425
れ なか った が,罹 病 期 間6年 以上 のLOAに
お
い て難 治群 は非 難 治群 に比 し有 意 な血 流 異常 を
認 め る こ とが判 明 した.こ の こ とよ り罹病 期 間
の延 長 と共 に非 可 逆 的 な器 質 的変 化 が進 行 す る
とLOIAの
病 態 を招 くこ とが 想 定 され た.
重症 難 治性 喘 息 の病 態 は,近 年木 村27)によ り提
唱 され た細 胞反 応 型 ア レル ギー,す なわ ち カ ン
ジダ を中心 とす る抗 原 に よ り感作 され た肺 リン
パ球 由来 の サ イ トカ イン を介 して気 道 反応 局 所
に多数 出現 す る好 酸球,好
中球 な どの 炎症 細 胞
と,そ れ か ら産 生 され るロ イ コ トリエ ン類 や ト
ロ ンボ キサ ン,ヒ ス タ ミン, superoxideな
どの
化 学伝 達 物 質が組 織 障害 を惹起 す る28)
29)も
の と考
え られ てい る.かか る化 学 伝達 物 質 の うちLTC4
につ い ては,平 田 ら30)の
モル モ ッ トを用 いた検 討
か ら,肺 の 進展 度 を低 下 させ 肺 抵抗 を増 強 させ
るの み な らず,平 均動 脈 圧 の低 下 作 用や 毛 細 血
管 収縮 作 用 を介 して 血流 減 少 を惹起 させ るこ と
が 明 らか に され てい る.ま たTXA2は
きわめ て
強 い生 理 活性,す
なわ ち血 小板 凝 集 作用 お よび
血 管や 気 管支 の平 滑 筋収 縮 作 用 を有 す るこ とが
知 られ て い る.加 えて近 年,マ
クロ フ ァー ジや
好 中球,好 酸 球 及 び 肥 満 細 胞 よ り産 生 さ れ る
superoxideや 過 酸化 水 素 は,気 管支 収縮 作 用 の
み な らず 気 道過 敏 性 を もた らす こ とが報 告 され
て い る.さ らに繰 り返す 気 道感 染 や 加齢 に よ る
変 化 が それ らの障 害 を修 飾 して い る こ と も想像
に 難 くない.ま た,難 治 群 は 非発 作 時 に お いて
も有意 な換 気障 害 に加 え て血 流 障害 が 範 囲,程
度 と もに強 い こ とが 明 らか に され,さ らにLOIA
に お い て も同様 の傾 向が 認 め られ た こ とか ら,
か か る障 害 は喘 息 難 治化 の 一要 因 で あ るこ とが
判 明 した.さ らに現年 齢 を特定 す る と,難 治群
に換 気 及 び 血流 障 害 の強 い傾 向 が認 め られ た こ
とに よ り,加 齢 変化 だけ でな く疾 患 病 態 に基づ
い た障 害 で あ る こ とが示 唆 され た.今 後 さ らに
症 例 数 を増や して検 討 す る こ とに よ り,複 雑 多
岐 にわ た る難 治 性 喘 息の 病 態 をよ り明確 に で き
る と考 え られ る.
結
論
難 治性 喘 息の 病 態並 びに 肺 の器 質 的病 変 を換
気 ・血 流動 態 の観 点か ら解 明す る 目的 で,気 管
支 喘 息患 者15例 を対 象 に換 気 及 び血 流 シンチ を
施行 し以 下 の結 果 を得 た.
1.気
管 支喘 息 患 者 に は非発 作 時 に お いて も
換 気障 害 の み な らず 血流 障 害 も存在 し,し か も
換 気障 害 と血流 障 害 の範 囲 及 び程 度 との 間に は
有 意 な相 関 が認 め られ た(P<0.05,
P<0.01).
2.発 症 年 齢 が 高齢 なほ ど換 気 障 害 の強 い傾
向 が窺 われ たが,血 流障 害 との 間に は 明瞭 な関
係 は認 め られ なか った.
3.罹 病 期 間 の 長 い症例 ほ ど血 流 障害 の 強 い
傾 向が 認 め られ たが,換 気 障害 との 間 に は明 瞭
な関係 は認 め られ な か っ た.
4.中
高年 発 症 型難 治 性 喘 息(LOIA)で
は 罹
病 期 間 の 長期 化 と共 に血 流 障害 が 高 度 に な る傾
向 が窺 われ た.
5.現
年 齢 を40歳 ∼55歳 に特 定 す る と,難 治
性 喘息 では換 気 障害 及び 血 流障 害 と もに強 い傾
向 が窺 われ,加 齢変 化 が け で な く疾 患病 態 に 基
づ い た変化 の存 在 が考 え られ た.
6.難
治性 喘 息 は非 難 治性 喘 息 に 比 して 有 意
な換 気 障 害(P<0.05),及
び血 流 障 害 の範 囲,
そ の程 度 も有 意 に 強 く認 め られ た(P<0.01, P<
0.05).
7. LOIAは,有
意 な換 気障 害 が認め られ(P<
0.05),血 流障 害 の範 囲 とその程 度 も強 い傾 向 が
窺 われ た.
以上, LOIAは
非 発 作 時 に お いて も末 梢 気 道
の器 質 的変 化 が 存在 し換 気 の み な らず血 流 障 害
も認め られ,罹 病期 間 と ともに器 質 的変 化 が 非
可逆 的 に進行 し,そ れ らが 難治 化 の 一要 因 とな
って い る こ とが 想定 され た.
稿 を終 えるにあた り,ご 指 導,御 校 閲を賜 りまし
た恩師木村郁 郎教授 に深甚 の謝意 を表する とともに,
終始御 懇篤な る御指導 を賜 った高橋清講師に深謝い
た します.
なお,本 論文 の要 旨は,第43回 ア レルギー学会総
会において発表 した.
文 献 1) 高納 修:難 治 性 喘 息 の病 態.ア レル ギー(1978) 27, 40-49. 2) 中 山堅 吾:難 治性 喘 息 の 発症 病 態 に 関 す る研 究-第1編 難 治 性 喘 息 の 臨 床 的 検 討-.岡 山医 誌(1992) 104, 433-443. 3) 中 山堅 吾:難 治性 喘 息 の発 症 病 態 に関 す る研 究-第2編 中 高 年 発 症 型難 治性 喘 息 の 臨床 像 につ い て-.岡 山 医誌(1992) 104, 445-455. 4) 可部 順 三 郎:慢 性 喘 息 の 治療 と長 期 成 績.ア レル ギー(1990) 39, 647-653. 5) 原 田 寛:呼 吸 器 ア レル ギー に おけ る肺 の組 織 学 的 研 究-第1編 ア レ ル ギー 性 呼吸 器 疾 患 に おけ る生 検肺 の 組織 学 的検 討-.岡 山 医 誌(1980) 92, 509-530. 6) 光 井 庄 太 郎,須 藤 守 夫:難 治 性 喘 息 の 定 義 に つ い て.ア レ ル ギー(1975) 24, 109-115. 7) 木 村郁 郎:喘 息 の病 型 とそ の 本 質 論-中 高 年 発 症 型 難 治 性 喘 息 の独 立性-.日 胸 疾 患 会 誌(1983) 21, 181 -182 . 8) 安 井 光 太 郎,河 野 良 寛,赤 木 史 郎,長 谷 川 真 理,中 川 富夫,清 水 光 春,竹 田芳 弘,平 木祥 夫,永 谷伊 佐 雄: 99mTc大 凝 集 ア ル ブ ミン肺 血 流 シ ンチ グ ラフ ィー におけ る二 次 元極 座 標 表 示 法 の応 用. Radioisotopes(1990) 39, 386-392. 9) 日本胸 部 疾 患 学 会 肺 生理 専 門 委 員会:大 気 汚 染 に よる呼 吸 障害 を検 出 す るための 呼 吸機 能 検 査 法 の現 時 点に お け る考 え 方 とそ の 評価.日 胸 疾 患 会 誌(1976) 14, 443-458. 10) 木 村郁 郎:気 管 支 喘 息-中 高年 発 症 型 難 治 性 喘 息 を 中心 に.老 人科 診療(1983) 4, 378-385.
11) Ball WC, Stewart PB, Newsham LGS and Bates DV: Regional pulmonary
function studied with
Xenon133. J Clin Invest (1962) 41, 519-531.
12) Bentivogio
LG, Beerel F, Bryan AC, Stewart PB,
Rose B and Bates DV: Regional pulmonary
function studied with Xenon133 in patients with bronchial asthma.
J Clin Invest (1963) 42, 1193
-1200.
13) Heckscher
T, Bass H, Oriol A, Rose B, Anthonisen NR and Bates DV: Regional lung function in
patients with bronchial asthma.
J Clin Invest (1968) 47, 1063-1070.
14) Wilson AF, Surorenant EL, Beall GN, Siegel SC, Simmons DH and Bennet LR: The significance
of regional pulmonary function changes in bronchial asthma.
Am J Med (1970) 48, 416-423.
15) 古 館 正 従,伊 藤 和 夫,志 田 晃,南 幸 論:閉 塞 性 肺 疾 患 の 核 医 学 的 診 断.臨 床 放 射 線(1981) 26, 727-732. 16) 長 谷 川 鎮 雄,木 村 敬 二 郎,力 武 知 之: 133Xeの 特 徴 と 臨 床 的 応 用.肺 と 心(1977) 24, 181-188. 17) 山 田 公 二,杉 田 実,岸 本 亮,目 島 幸 子,木 村 和 文,久 住 佳 三:肺 局 所133Xe洗 い 出 し 曲 線 の 解 析-シ ミ ュ レ ー シ ョ ン モ デ ル の 導 入-.核 医 学(1975) 12, 261-272. 18) 蝦 名 昭,井 沢 豊 春,手 島 建 夫,平 野 冨 男,今 野 淳: Xe-133ガ ス 洗 い 出 し 法 に お け る バ ッ ク グ ラ ウ ン ド の 補 正 と 換 気 指 標 の 選 択.核 医 学(1986) 23, 135-143. 19) 梅 原 実,箕 原 克 則,中 嶋 英 彦:新 し い 生 理 検 査(肺 機 能)-核 医 学 検 査 を 中 心 と し て-.小 児 科 診 療(1990) 53, 100-106. 20) 小 野 誠 治,星 博 昭,渡 辺 克 司:小 児 気 管 支 喘 息 の 肺 換 気 ・血 流 シ ン チ グ ラ フ ィ.核 医 学(1988) 25, 1395 -1401 .21) Wagner HN, Sabiston DC, Iio M, McAfee JG, Meyer JK and Langan JK: Regional pulmonary
blood flow in man by radioisotope
scanning.
JAMA (1964) 187, 601-603.
換 気 血 流 シ ンチ に よ る気 管支 喘 息 の換 気 血 流動 態
427
23) 平 山 貴 紳: SPECTに よ る 肺 血 流 分 布 の 評 価-多 断 層 二 次 元 極 座 標 法 の 有 用 性 に つ い て-.核 医 学(1990)27, 607-617.
24) 赤 木 史 郎:肺 サ ル コ イ ドー シ ス の 局 所 肺 血 流 異 常 の 定 量 的 評 価 の 研 究-99mTC-MAA肺 血 流 シ ン チ グ ラ フ ィ ー へ の 二 次 元 極 座 標 表 示 法 の 応 用-.日 胸 疾 患 会 誌(1991) 29, 1150-1160.
25) Speiser FE and Doll R: A century of asthma deaths in young people. Br Med J (1968) 3, 245-246. 26) 光 井 庄 太 郎,須 藤 守 夫:難 治 性 喘 息 と そ の 対 策.最 新 医 学(1973) 28, 1545-1553. 27) 木 村 郁 郎:気 管 支 肺 病 変 に お け る ア レ ル ギ ー と リ ン パ 球.ア レ ル ギ ア(1990) 19, 12-16. 28) 高 橋 清:中 高 年 発 症 型 難 治 性 喘 息 の 機 序;第4回 免 疫 薬 物 療 法 研 究 会 記 録 集,医 薬 ジ ャ ー ナ ル 社,大 阪 (1987) pp 110-130. 29) 高 橋 清,清 水 一 紀,難 波 一 弘,中 山 堅 吾,岡 田 千 春,辻 光 明,中 藤 研 一,多 田 慎 也,木 村 郁 郎:重 症 難 治 性 喘 息 に お け る 末 梢 血 好 中 球 分 画 か ら の ロ イ コ ト リエ ン 産 生 能 に 関 す る 検 討.ア レ ル ギ ー(1988) 37, 322 -330 .
