負荷 時 大血 管 検 討 運動 血流動態 超 音 波 法

金沢 大学 十 全医 学 会維 誌 第9 9巻 第3 号 ⁴7 9m^{4 8 9} く1 9 9 0う

超音波パ ル ス ^． ド ッ プラ ^ー 法に よる

運 動負荷時^の大 血管血 流動 態^の検討

一 心 房ペ ^ー シ ング負荷との対 比 ^一

金 沢 大 学 医 学 部小 児 科 学 講 座 く主任^二谷口 昂 教 授フ

高 畠 章 司

く平成2 年5 月¹0 日受 付う

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器 質 的 心 疾 患を認め な^い小 児^を対 象^に運 動 負 荷 及^び心 房^{ペ ー シ ン}グ負荷 時^の血行 動 態を検討す る た め に， 超 音 波パ ル ス^． ドップ ラ ^ー 法を 用^いて負 荷 前^． 負荷 中^．負 荷 後^の大 動 脈 く^{a o rta}， Aol， 肺 動 脈 くp^ulm o n a ry a rte ry，P AJ の 血流 波 形を記録し， 最 高血流 速 度 くpe ak flo w v elo cit y，P F Vl， 駆 出 時 間 くeje ctio n tim e，E TJ， 及び ^一 回拍 出 量 くstr oke v olu m e，S VJ を測 定し た^． 運 動 負荷には， 自転 車^{エル ゴ}

メ ^ー タ ^ー を用^い ， 安 静 時心 拍 数よ り約5 0％増 加し た時 点を最 大 運 動 負 荷 時と し た^． 心 房^{ペ ー シ ン}グ負 荷 で は， 安 静 時よ り心 拍数^を10心 拍 毎^に増 加さ せ， 房 室ブ^ロ ック を き た さ な^い場 合1 8 0 回ノ分ま で 心拍 数を 増加さ せ た^． 自 転 車エル ゴメ ^ー タ ^ー 負 荷 群 くA 群， n ^ニ1 2 例1 で は 心^一拍 数が 上昇す る^に従^って P F V，

S V と も^に上昇し， ま た， 負荷 後 P F V ，S V は低 下し た． 最 大 負荷 時^には安 静 時^に比^べ ，P F V は A^o で

測定し た際^には 34 ．1 士1 5．6％， P A で測 定し た際^には2 0^．5士1 0^．0％増 加してお り， S V は A o で測 定し た際^には 61 ⁻5 士 20^．3％， P A で測 定し た際^には5 3^．7 士1 7^．5％増 加し て^いた， ペ ^ー シ ング負 荷 群 くB 群，

n ^ニ1 0 椰 で は負 荷 中の P F V ，S V に有 意の変 化が な く，S V は心 拍 数上昇と と もに低 下す る傾 向^にあ^っ た^． E T は^， 両群と もに心拍 数が上 昇す るに従^って短 縮し た^． A 群^の P F V ，S V の最大 負 荷 時^{に おけ る} 増加 率を A ^o，P A にお け る測 定 値で 比較す る と， P F V の変化は A o で の測 定値が P A で の測 定値に比 べ有 意^に大き^かっ た がくp く0^．0 5J， S V の変化に有 意 差を認め な かっ た。 A 群で は カ テコ ^ー ルア ミン の変 力作 用の関 与^によ り， 心筋 収 縮 力が増 強して血流 速度が 上昇し， その結 果S V が増 加し た が， B群^{に お}

いて は 心筋 収 縮 力^の増 強は軽 度な た め^に P F V は 上昇せず， ま た E T が短 縮し たことによ り S V が低下 し た と考え ら れ た^． 軽 度な運 動 負荷 時^には，P F V が 上昇す る^こと^によ り S V が増 加し， か^つ心 拍数^が増 加す る^こと^によ り分 時 拍 出 量は更に増 加す る．

K ey ^{w o r}ds p^uls ed D op ple r e cho c a rd iog^{r a}ph_y， StrOke v olu m e_， p^{e a}k flo w V elo cit y， bicy^cle e rg^{o m e}te r_， at^rial _pa cing

近年， 学 校 心 臓検 診^の普及^によ り突 然死の原 因と な る不整 脈や特 発 性 心筋 症が早期^に発 見さ れ る よ うにな り， ま た医 療 技術^の飛躍 的進 歩^によ り複 雑 心 奇 形を含 め た先天性心疾 患の治 療 成 績^が向上 して いる． そ れ^に 伴^い検 診によ り ^くく異 常あ り^，， と判 断さ れ た症 例や術後 症例に対す る運 動 制 限の必 要 性^の有 無を問わ れ る機 会 が多く なって き た． その際， 心 機 能を評 価す る 上で安 静時^{の 一} 点の みでな く， 負荷を与え 心拍 数を 上昇さ せ

た状 態^{で の}心 機 能 指 標を得ること が必 要と なっ てき た^． 負 荷 方 法と し て は ト^レ ッ ドミ ル， 自転 車^{エ ル ゴ 一} 夕 ^ー ， ジャ ンプ ^． テ スト，

ハ ンド ^．グ リップ な どの運 動 負 荷や， 血管 拡 張 剤や カ テコ ^ー ルアミ ンな ど^の薬 物 負 荷が知ら れ て^いる が， その 間^の血行 動 態^， 特^に血流 速 度^に関す る報 告は少な^い． ま た， 運 動 時^{の 一} 回拍 出 量^{に つ い}て は負 荷 方 法， 負 荷 強 度， 測 定 方 法^{な どの}違

い によ り， 増加す る と す る説^{1I 2 I}や変 化し な^いと す る A bbr e viatio n s こA o， a O rta三E T

， ej^{e ctio n tim e}ニ P A ， p^ulm o n a ry ^{a r}te ry ニP C A， p^{e r C}h lo ric a cid_三P F V， p^{e a}k flo w v elo ci_{t y i} S V，Str Oke v olu m e

48 0 筒

説^3，が あ り未だ定 説が な^い． 本研 究で は^{， 一} 回抽 出 量

に加え血 流 速 度^を非侵 襲 的に ， 連 続 的^に ， し か も繰り 返 し測定でき る利 点を あ わ せ持っ た超 音 波^{パ ル ス ．}

ドップ ラ ^ー法を用^い ， 自転 車^{エル ゴ メ ー} タ ^ー 運 動 負荷 及び 心房ペ ^ー シ ング負 荷^によ り 心拍 数を 上昇さ せt そ の間の大 動脈 及び肺 動 脈^の血 流 波 形を記 録し，^． 最 高 血 流 速 度 くpe ak flo w v elo ci_{t y，} P F Vl，

一 回 拍 出 量 く^{str o}ke v olu m e，S Vl， 駆 出時 間 くeje ctio n tim e，E Tl を測 定し， 運 動 負 荷及び^{ペ ー シ ン}グ 負荷が大 血 管^の血 流 動 態^に及ぼ す影 響を検 討し， ま た そ の影響 因子 と し て運 動 負 荷時^の血 費^{ノ ル エ} ビ ネ^フリ^ン値を測 定し た0

これ ら よ り， 負 荷^に対す る S V ，P F V の変 化^{に つ い}て 興 味 ある知見を得たので報 告す る^．

対 象お よ び方法

1 ． 対 象

1 ^{． エル}ゴ メ^ー タ^ー 負荷 群 くA 群 い^こは胸 痛， 心雑音 等を主 訴に受 診し， 身 体 所 見， 胸 部^{レ ン}ト ゲン写 真及 び超 音 波 心臓ドップ ラ^ー 法を含め た心^{エ コ ー} 図 検 査^に ょ り器 質 的 心 疾 患を認め な^いと判 断さ れ た小 児1 2例，

年齢^{は1 1 旬1 7}歳 く平 均 年 齢^{1 3}歳1 ケ月I， 性 別は男8 例， 女4 例である^．

2 ^．心 房^{ペ ー シ ン}グ負 荷 群 くB 群1 に は川 崎 病 既 往 児

で

， 心 臓カ テ ^ー テル検 査^によ り器 質 的 心 疾 患を認め な かった小 児10例で， 年 齢は 1 ^旬 6 歳 く平 均 年 齢4歳2

ケ別， 性 別は男7例， 女3 例である^．

3 ^{． エ ル}ゴ メ^ー タ ^ー 負 荷 前 後の血 祭ノル エビ ネフリ ンの測 定に は， W olff^．Pa rk in s o n⁻ Wh ite 症 候 群の女 児 く1 0歳， 以 下 症 例A と す るいIH 崎病 既 往の男 児 く^{1 1}歳，

以 下 症例B と す る1 ^およ び心 室 性 期 外 収 縮の男 児 く1 3 歳， 以下 症 例C と す る1 の 3 例で行っ た^． 断 層 心^エ

コ ^ー 図 検査， ドップ ラ^ー 心エ コ ^ー図 検 査^において 3 症 例と もに器 質 的 心疾 患は認め ら れ な か^っ た^一

1王^． 記録 方 法

断 層心 ^{エ コ ー} 図を 用^いて 心尖 部か らの左 室 長軸 断面 像よ り大 動 脈 くa o rta，A ol を， ま た傍 胸 骨 部^から^の右 室 流 出路 断面 像よ り肺 動 脈 くpul^m o n a ry ^{a r}te ry， P AJ を描 出して ， 各々 の収 縮 期^{に お} け る血 管 径を半 月 弁 直 上で計 測し，

パ ル ス ． ドッ プ ラ ^{ー エ コ ー の}サンプ^{ル ．} ボ リ^{ュ ー} ム を大 動脈 弁， 肺 動 脈 弁 直上で各 弁^口中央 付 近に設 置し^， 負 荷 前^． 負荷 中^一 負荷 後^の大血管 血 流^パ タ ^{ー ン}を紙 送り速 度1 0 0m mノ秒で記 録し た^． 使用 し た 超音 波心断層 装 置^およ ぴ ドップ ラ^ー 装置は， 主 と し て カ ラ^{ー ．} ドップ ラ^ー 装 置S S D 8 8 0 げ^{ロ カ，} 東 京1 及び ドップ ラ ^ー装 置 S S H 4 0 A く束 芝， 東 京1 を 用^いた^一

m ^． 負 荷 方法

1 ． A 群で は被検 者を仰臥位^に固定し， 安 静 時での 心拍 数を 心電 図よ り， ま た Ao，P A に おけ る P F V を ドップ ラ ^ー 心^{エ コ ー} 図^によ り求め た後， エ ル ゴ メ ^ー タ ^ー を 用^いて 心拍 数の増 加を目 安に運 動 負 荷を行っ

た^． す な わ ち， 上体の動 揺が軽 度で， か つ安 定し た呼 吸状 態で^ペダ^ルを 回転で き る負荷量 よ り開 始し， その

後は回 転 数を増 加さ せ る^ことによ り負荷 量を増や し，

心拍 数が安 静 時か ら約5 0％増 加す る ま でに負荷を与え た^． 負 荷は 2 回行^い， Ao 及び P A に お け る ドップ ラ^ー 心 ^{エ コ ー}図を そ れ ぞ れ連 続 観 察し た0 2 回目の負 荷は， 心 拍 数 及^び両 者の P F V が安静 時^の測 定 値に復

し た後^に行^っ た^．

2 ^． B群で は静脈 麻 酔 下^{に ペ ー シ ン}グカ テ^ー テルを 大 腿 静 脈よ り右心房^に挿入 し Ao 及び P A にお け る負 荷 前^の P F V を求め た後， 心 房^{ペ ー シ ン}グ^によ り心拍 数を1 0 心拍 毎 増 加さ せ た^． 房 室ブロ ック を き た さ な^い 場 合 最 高1 8 0回ノ分ま^で増 加さ せ た． 負 荷は 2 回行^い，

Ao 及び P A ^にお け る ドップ ラ ^ー 心エ コ ^ー 図を そ れ ぞ れ連 続観 察し た^． 2 回目の負荷は， 心拍 数 及び両者^の

P F V が安 静 時の測 定 値^に復し た後に行^った^． I V ． 血流 波形^の測定 方 法

得ら れ た血 流 波 形よ り収 縮 期^にお け る P F V ，E T お よ び S V を測 定し たく図¹ト 超 音 波 周 波 数を F^．， ドッ

プ ラ ^ー偏 位 周 波数を F^d， ドップ ラ ^{ー ．} ビ^ー ム入 射角 度を e ， 生 体 内音 速を C く^宅1 5 6 0ml^{s e c}J と す る と血流 速 度V は以下^の式で表わ せ る^．

C ^． F d V ^こ

2 C O S 伊 ^． Fo

E C G

F しo w

F ig^．1． T he m ethod of m e a s u ring pe ak flo w v elo ci_{t y}くP F VJ ^{a n}d ej^{e ct}io n ti^m eく^{E T}l^． P F V

w a s m e a s u r ed at the midpoint ofthe da rk^{e st} p^{o r}tio n of the spe ctr u m at the tim e of m a x^．

im al flo w v elo cit y^． T he E T w a s m e a s u r ed fr o m the o n s et of sy^stolic flo w u ntil e nd^−SyS⁻ tole a s dete r min ed b_y the tim e at wh ich the

c u r v e c r o s s ed the O⁻flo w lin e．

超 音 波^{パ ル ス ．} ドップ ラ^ー 法^によ る運動 負 荷 時の大 血 管 血 流動 態の検 討 4 81

P F V は得ら れ た血 流 波 形の ピ^ー ク のドッ プ ラ^ー 偏 位 周波 数^を測 定し 上記の式^によ り算 出^{し た． S V は}流 路 断面^を円形^， 流 速プロ フ ィ ^ー ルを平坦 と仮 定し流 路 直 径を Dくc ml と す る と 以下の式によ り算 出さ れ る．

S V^rニ方 浮っ^{2 ． 了 云も}志 ^苗−イ呂

r

rF d く^t畑

ノ喜^{TF 抽 畑 は ドップラ ー周波 数の全駆 出 時 間に つい}

ての積 分で あ り， 得ら れ た 血流 波 形 曲線^のほ ぼ中 央を

ロ ^ー ラ^ー プ ラ^ニ メ ^ー タ ^ー によ り ト^{レー ス} し て その面 積 を測定す る^ことによ り求め た^{． タ}が 2 0度以内の場 合に

は C O Sタ^ニ 1 と し た^． 各々 の計 測 値は， 連 続4 ^句 5 心

拍を平均し て求め た． 各 計 測値は平 均 値士標 準 偏 差 値 で 示 し た^． 統 計 学 的 処理 は stude nt t⁻te St で行^い， 危 険率5 ％以下を有 意と し た^．

V^{． ノ ルエ} ビ ネ^フリ^{ン の}定 量法

エル ゴメ ^ー タ ^ー 負 荷 前お よ び 2 回目の エル ゴメ ^ー タ ^ー最 大 負荷 時^にヘパリン入 り採血管で採 決し， 直ち に4⁰C で 血祭 分 離し た 血祭1^．Oml に0^．5 M ト リ^ス塩 酸 緩 衝 液 くpH 8 ^．6I 2 ^．O^ml と活 性^{ア ル ミ ナ 1 0m} g，

dih_ydr o xybe n zyla min e2 5 0_{p g} を加え て3 0分 間 振 達し た^．静 置し て 上清を吸 引 除 去後， ア^ルミ ナ を蒸 留 水2．

Oml で 5 回洗 浄し， 最 後に 0．1 M pe r chlo ric a ci d く^{P C A}I を5叫¹ 加え てノ ル エ ビ ネ^フリ^ンを抽 出し， こ のうち 3 0^へ4 0ノJl を^{ノ ル エ} ビ ネフリンの測 定^に用^い た． ノ ル エビ ネ^フリン の測 定には， 電 気 化 学 検 出 器 tCo ulo che m ， 5 1 0 0 Al くE S A In c．

， M a s s a chu s et ts，

U．S．A1． を 用^いた高速 液体クロ マ ト グ ラフ ィ ^ー L C⁻5 A 嶋 津， 京都J を使用 し た^． 移 動 相^には 5 0^m M s od iu m m o n opho sphate

，5 0m M trich lo r o a c etic a ci d，0^．0 2％

S Odiu m dode cyls ulfate を含み，水酸 化ナ ト リ ウ^ムを 用^い， pH を3^■4に調 節し た後，0．0 2ノ^{J m} の ミ リ ポ ア フ ィ ルタ^ー を通し， a C etO nitrile を1 5％ くVIVナ^の濃度

で加え た^{． ノ ルエ} ビ ネフリン の分離^には逆 相カ ラム の Sphe ri⁻5 R P⁻18 く1 0c m x4．6m mJ くBr o w nle s s L abs．，

Sa nta C la r a， U．S^．AJ． を 圧 1 50 kgl ^{c m2}， 流 速 1 5 0 0 j^Lll min で 用^い た ^． 標 準 物 質^{の n o r e}pin ephrin e

bita rtr ate は0．1M P C A に溶 解し て 血祭^{の ノ ルエ} ビ ネ フリン濃度に合わ せて加え る 量 を調 節^{し た．} 測 定 内 変 動係数は 5 ％以内であっ た．

成 績

L 心拍 数の変 化

A 群で の最 大 負 荷 時^のJLヰ自数は Ao で の検 査 時^では 113士9^．4 回ノ分， P A での検査時で は1 1 2士9^．7 回ノ分で あ り， ま た B 群で の最 大 負 荷 時の心 拍数は A o で の検 査時^では15 8 士1 7．7回ノ^分， P A で の検査時で は16 2士

1 2 ^．5 仁乱^ノ分で あった． 両 群と も最 大 負荷 時^の心拍 数は Ao， P A に お け る測 定値^に有 意差は な^か った．

H ^． 自 転 車^エルゴメ ^ー タ ^ー 負荷群 仏 群1 1 ． 超 音 波^{パ ル ス ．} ドップ ラ^ー 所 見 く図2J 自 転 車^{エル ゴ メ ー} タ ^ー負 荷^{によ り心}拍 数が増加し，

そ れに伴^い A o，P A 両 者^にお け る P F V は 上昇し て いっ た が， こ の上昇^の程 度は A o で の検 査 時^の方が P A での検 査 時に比^べ顕 著で あっ た．

2 ． P A の変 化 く図3I

A o での検査時^では， 負荷 開始 直 後^{よ り}心 拍 数が増 加す るに従^{っ て}急激^にP F V は 上昇し て^いった も^のが

7例， 最 大 負 荷 前^にな り P F V が急上昇し た も の が 2 例 あった． ま た， 負 荷 後は 心拍 数の減 少と と もに P F V は減 少し て^{い っ}た が， 負荷 終 了 直後のP F V が最 大 負 荷 時よ り更に上昇し た ものが 4 例^に認め ら れ た^． 各 症 例^によ り安 静 時の 心拍 数が異なっていた た め， 負 荷 前の P F V に対す る最 大 負 荷 時の P F V の変 化 率を 各 症 例で検 討し た ところ34．1 士1 5．6％増 加し て^いた^， 次^に， P A での検 査 時^では A o に おけ る と同様心拍 数 の増加に伴^い P F V は 上昇し た が， 急上昇し た例は Ao での検 査 時に比 ^べ少なかっ た^． ま た， 負 荷 後は P F V が漸 減し た が， 負 荷 直 後^{にP F V が}上 昇し た例は A o での測定 時よ り少な く， その変 化も わず_{か で あ}っ

た^一 負 荷 前^の P F V に対す る最大 負荷 時の P F V の変 化 率^{は2 0．5士1 0．0}％^であった^． こ のP F V の変化 率を Ao，P A にお^いての測定 値で比 較す る と， A o での検 査 時^の方が P A での検 査 時^{に比 べ}有 意^に大き かっ た くp く0^．0 5H 図4I

3 ^． S V の変 化 く図⁵I

A o，P A で計 測し た S V は． 両 者と もに負荷 開始 後 よ り 心拍 数が 上昇す るに従^って増 加し て^いき， 最 大 負 荷後は心 拍 数^が減 少す るに従^って S V は減 少し て^{い っ} た． 負 荷 前の S V に対す る最 大 負 荷 時^のS V の変 化 率 は Ao で測 定し た場 合6 1．5士2 0．3％， P A で測 定し た 場 合5 3．7士1 7．5％ 増 加し ており， こ の増 加 率は Ao，

P A で計 測し た S V 間^に有 意 差は認め ら れ なか った く図⁴ ト

4 ^． E T の変 化く図6I

同 程 度の心 拍 数に おけ る E T を ま と めて示 してあ る が， E T は 心拍 数の上昇^に伴^い 短 縮し てい っ た が．

Ao で測 定し た E T は P A で測 定し た E T に比^べ短^い 傾 向^にあ^った．

III． 心房^{ペ ー シ ン}グ負 荷群 く^B群1 1 ■ 超 音 波^{パ ル ス ．} ドップ ラ ^ー所 見 く図21

ペ ^ー シ ング負 荷^では， 心 拍 数が増 加しても A o，

P A で測定し た P F V に明らか な変化は認め ら れ な