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平成25年10月21日受付

＊_{連絡先 石橋一哉 〒617‐0814京都府長岡京市今里南平尾 8番地} [email protected]

＜特集「心臓植込みデバイスの現状」＞

MRI対応ペースメーカの現状と問題点

石

橋

一

哉

社会福祉法人恩賜財団済生会京都府病院循環器内科

CurrentTopi

csonMagnet

i

cResonance-

condi

t

i

onalPacemaker

KazuyaI

shi

bashi

DepartmentofCardiovascularMedicine,SaiseikaiKyotoHospital

抄

録

植込み型心臓デバイス（ペースメーカ，除細動器，両心室ペースメーカ）患者において，磁気共鳴画 像（magneticresonanceimaging（MRI））検査は従来より禁忌である．しかし，近年，ある一定の条件 下ではあるが，MRIを安全に施行できるペースメーカ機種が登場した． 本稿では， 1．なぜペースメーカ植込み患者において MRI検査は禁忌なのか？ 2．条件付き MRI対応ペースメーカとはどのようなものか？ 3．MRI対応ペースメーカ植込み患者に対する MRI検査施行時の注意点，問題点とは？ 4．MRI対応ペースメーカの今後の展開は？ などに関して言及し，MRI対応ペースメーカの現状，問題点，さらには今後の展望に関して考えてみた い． キーワード：ペースメーカ，磁気共鳴画像，電磁干渉，磁場．

Abst

ract

Magneticresonance（MR）scanningisgenerallycontraindicatedonpatientswithconventional cardiacelectricimplantabledevicesbecauseoftheriskoflife-threateninginterferencewiththedevices. Recently,MR-compatiblepacemakershavebecomeavailableinJapan. However,therearemany restrictionsonperformingMRstudiesinpatientswiththesedevices.Therefore,thesedevicesarecalled MR-conditionalpacemakers.Inthispaper,Ioverviewthecurrenttrends,issuesandfutureprospects onMR-conditionalpacemakers.

は じ め に

本邦でのペースメーカ植込みは年間約 6万件

で，そのうち新規植込みは約 4万件であり，高

齢化に伴い植込み数は年々増加している．これ

まで，ペースメーカ植込み患者の日常生活に関

しては，デバイス植込み後もほぼ支障はなかっ

たが，植込み後には磁気共鳴画像（MRI

）検査

を受けられないという大きなデメリットが存在

していた．Sakaki

bar

a

らは，ペースメーカ植込

み患者 1597例を対象としたアンケート調査に

おいて，17.

1

％の患者が必要な MRI検査を受け

られなかったと報告している

_{．一方，これま}

でにも，心臓デバイス植込み患者における MRI

検査は，限定された条件下において危険を伴わ

ないとする報告は多数あったが，「合併症がな

いことと安全であることとは同等ではない．」と

の観点から

_{，ペースメーカ植込み患者における}

MRI

検査は禁忌とされてきた．しかし，Wi

l

kof

f

らは，多施設共同ランダム化比較試験におい

て，MRIに対応した新しいペーシングシステム

を導入して MRI検査を施行し，211例において

その安全性を報告した

_{．その結果もふまえ，}

2012

年 10月より本邦でも MRI検査を施行でき

るペースメーカが認可された．これは条件付き

MRI

対応ペースメーカ（MR-

condi

t

i

onalpace-maker

）とよばれるものであり，2013年 10月現

在，3社（Medt

r

oni

c,St

.J

udeMedi

cal

,Bi

ot

r

o-ni

k

）から発売されている．しかし，読んで字の

如く，安全なる MRI検査を無条件に保証してい

るわけではなく，MRI検査の施行にあたっては

厳しい条件が付いている．本稿では新しく登場

した MRI対応ペースメーカの現状，問題点なら

びに将来の展望に関して，私見もまじえて考え

てみたい．

MRI検査とは？

強い静磁場をかけることにより人体に豊富に

存在する水素原子

_{Hの核スピンの向きを揃わ}

せ，歳差運動（コマの首振り運動）を促す．そ

の状態で一定の周波数のラジオ波（RFパルス）

を照射すると，共鳴現象が生じ，歳差運動の軸

が変化する．その後 RFパルスの照射を中断す

ることにより定常状態にもどし，その際に生じ

る組織間の回復過程（緩和）の違いを利用して，

画像化したものである．なお，MRI施行時には

組織の位置情報を得るために，静磁場に加え，

距離に比例した強度を持つ傾斜磁場をコイルか

らかけている．したがって，MRI検査がペース

メーカに影響を及ぼす要因は，静磁場，傾斜磁

場，RFパルスの 3種ということになる（図 1）．

MRI

検査施行時に発生する静磁場，傾斜磁

場，RF磁場，それぞれがペースメーカに対して

さまざまな悪影響を及ぼすことが知られており

（表 1），これまでにペースメーカ植込み患者に

おいて MRIと関連した死亡例も報告されてい

る

_．

1．リードの発熱

最も懸念される合併症である．導電性のペー

シングリードはアンテナとして働くため，RFパ

ルスによって発生する磁力線をリードが吸収し，

その結果，電極チップ近傍で発熱をきたし，心

筋組織を損傷させる可能性が指摘されている

_．

心筋が高度に焼灼されると心筋の浮腫や瘢痕化

が生じ，刺激閾値の上昇によりペーシング不全

をきたす可能性がある

_{．なお RFパルスが人}

体に引き起こす渦電流のジュール熱は，単位重

量あたりの熱吸収比（SAR:speci

f

i

cabsor

pt

i

on

r

at

e

）によって評価される．つまり，SARが高い

ほどリードの発熱量も増加する可能性がある．

また RF照射の i

socent

er

の位置も発熱量と関連

しており，i

socent

er

をリードの中心部に設定す

ると，リードの発熱量が最大となるとされる

_．

2．不必要な心筋刺激の発生

RF

エネルギー及び傾斜磁場の影響で，リー

ドおよびリード電極に電圧勾配が惹起され，電

流が誘導される可能性がある．さらに，誘導電

流がリード内を伝導すると意図しない心刺激

（uni

nt

endedcar

di

acst

i

mul

at

i

on

）が加わる可能

性が指摘されている

_{．もし連結期の短い期}

外刺激や upperrat

e

を超える高頻度刺激が心筋

なぜ MRI検査はペースメーカ

植込み患者に禁忌なのか？

に加わると，心室頻拍や心室細動といった致死

性不整脈が惹起される可能性がある．なお傾斜

磁場の変動強度は，単位時間あたりの磁場変動

（dB/

dt

）で表され，dB/

dt

が大きいほど，誘導電

流が大きくなる．

3．必要な刺激に対する抑制

傾斜磁場により誘導電流が生じた場合，誘導

電流の極性次第ではペーシングパルスが相殺さ

れてキャンセルパルスとなり，必要なペーシン

グがかからなくなる可能性が指摘されている

_．

4．電磁波による相互干渉

電磁干渉の影響によりオーバーセンシングが

生じ，必要なペーシングがかからなくなる可能

性がある．一方，電磁干渉を抑えるため非同期

モードとすると，刺激のタイミング次第では致

死性不整脈が引き起こされる可能性がある

_．

5．ペースメーカリセット及びリードスイッチ

の作動

ペースメーカのリセットが MRI検査により

引き起こされることが指摘されている．3t

esl

a

の MRIでは 16％に，1.

5t

esl

a

では 0.

7

％～6.

1

％

がリセットされたとの報告がある

_．リセッ

トにより非同期ペーシングにプログラム変更さ

れれば，心室頻拍や心室細動が誘発される可能

性がある．また，静磁場の影響を受けてリード

スイッチが作動し，その結果 MRI検査中にマグ

ネットモードとなり，非同期固定レートに変更

されたことが報告されている

_{．しかし，リー}

ドスイッチは最近の機種においてほとんど採用

されていない．

6．ペースメーカ本体及びリードへの変位力，

トルク

強磁性体を多く含む機器は，強い静磁場や傾

斜磁場によりトルクや振動などの力学的影響が

加えられる可能性がある．したがって，MRI検

査によりペースメーカ本体及びリードの変位が

生じる可能性があるが，ペースメーカシステム

には，強磁性金属はほとんどなく，通常の MRI

検査において影響はほぼないとされている

_．

7．電池消耗

MRI

施行時に回路内の電流が増加し，電池消

耗が加速する可能性が指摘されている．しか

し，実際に臨床上問題となることはほとんどな

い

_．

欧州では 2008年より，米国では 2011年より

MRI

に対応したペースメーカが発売され，本邦

でも 2012年 10月より MRI対応ペースメーカが

使用可能となった．2013年 10月時点では，3社

から発売されているが，これによりペースメー

カ植込み後も MRI検査が施行できるようになっ

た．心臓デバイス植込み症例において，50～

75

％の患者が一生涯で MRI検査を必要とする

と推定している報告もあり

_{，これらの患者に}

は大きな福音となった．

MRI

対応ペースメーカは磁場ならびに RFパ

ルスの影響を最小限にするため，本体および

リードに工夫がなされており，一定の条件下で

は MRの悪影響を回避できるとされる．各社は

MRの影響を最小限に食い止めるためのさまざ

まな細工をペースメーカ本体及びリードに施し

ている．具体的には，Medt

r

oni

c

社製（Advi

sa

MRI

）においては，リード発熱を軽減するため，

内部コイル導体を 4本のフィラー（ワイヤ）か

条件付き MRI対応ペースメーカとは

どのようなものか？

ら 2本に変更することにより RFの伝導を妨げ，

発熱を抑制させている．これにより，発熱を従

来のリードの 60％にまで抑制できたとしてい

る．また本体にも改良を加え，入力回路の最適

化を図り，相互に干渉しない回路設計を施して

いる．また，St

.J

udeMedi

cal

社製（AccentMRI

）

では，リード発熱を予防するため，リードチッ

プ部分に発熱防止のためのリードフィルターが

挿入されている．さらに，RFエネルギー及び

傾斜磁場による誘導電流がリード内へ進入しな

いようにするために，フィルターボードが本体

とヘッダーの間に挿入されている．Bi

ot

r

oni

k

社製（Evi

aPr

oMRI

）においも強磁性体部品を

ほぼゼロ近くにしており，MRI検査に対応する

回路設計を行っている．また，それぞれのペー

スメーカの本体およびリードには，MRIが施行

可能であることを示す X線不透過マーカがつい

ている（図 2）．なお，平成 25年 10月時点では，

si

ngl

echamber

（VVI

,AAI

）の MRI対応機種が

使えるのは St

.J

udeMedi

cal

社製と Bi

ot

r

oni

k

社

製である．

MRI

検査の撮像範囲に関しては，Bi

ot

r

oni

k

社

製以外の機種においては全身の MRI検査が可

能である．したがって，循環器領域において

は，慢性ならびに進行性の心筋病変や血管病変

を有する症例に対して MRI対応ペースメーカ

が有用であると思われる．我々は，房室ブロッ

クを伴う心サルコイドーシス症例に対して，

MRI

対応ペースメーカを植え込むことにより，

ステロイド治療後の心筋病変の活動性を MRI

にて評価しえた症例を報告した

_{．我々の検討}

では，ペースメーカ植込み下の心臓 MRI検査に

おいて，画像の質は，撮影条件の制限にもかか

わらず十分に維持されていた．さらに，ペース

メーカ本体によるアーチファクトは画像診断上

問題にはならず，ペースメーカリードによる

アーチファクトの走行を追うことにより，リー

ドの先端と心筋病変の位置関係を正確に把握す

ることが可能であった（図 3）．

図 2 条件付きペースメーカの本体及びリード（自験例）．

左：Medtronic社製（AdvisaMRI），右：St.JudeMedical社製 （AccentMRI）

MRI対応ペースメーカであることを示す X線不透過マーカがつ いている．（点線囲み）

図 3 ペースメーカ植込み下の心臓 MRI画像（自験例）．

（A），（B）:Cineimaging（拡張末期及び収縮末期），（C）:T2-weightedimagingwithdark bloodpreparationandfatsuppression,（D），（E），（F）:Inversionrecoveryfastfieldecho.

菲薄化した心室中隔（点線矢印）が収縮期において右室側にやや突出しており，dyskinesis を示している．また，実線矢印が示すように，心腔内のペーシングリードの走行を追跡する ことができ，心室リードの先端が右室中隔中部に位置していることが確認できる．（文献 22 より転載）

前述したように，無条件で MRIを施行できる

わけではないことを十分に理解しておく必要が

ある．MRI対応といっても，ペースメーカ本体

だけではなく，ペースメーカのリード，プログ

ラムの 3つで構成されるペーシングシステムの

すべてが MRI対応である必要がある．さらに

は，MRI非対応のリードが体内に残存している

場合には，これらの残存リードが MRにより大

きな問題を起こすことが報告されており，それ

らを抜去しない限り MRI検査は施行できない．

また，ペースメーカ患者に対する MRI検査は 3

学会（日本医学放射線学会，日本磁気共鳴医学

会，日本不整脈学会）が設けた施設基準を満た

した施設のみでしか実施できない．加えて，実

施条件も厳しく規定されており，学会のホーム

ページ上にも公表されている．例えば，MRI検

査にあたっては，所定の研修を修了した循環器

科医師が MRI検査の依頼を行い，所定の手続き

を踏んだ上でしか施行できないことになってい

る．さらには MRI撮影にあたって，一定の条件

があり，現状では1.

5t

esl

a

の機種しか使えない．

つまり，最新の 3t

esl

a

の機器では撮像できな

MRI対応ペースメーカ植込み

患者に対する MRI施行時の

注意点及び問題点

い．しかも，複雑なことに，ペースメーカの機

種によって撮像可能な MRIの設定条件や撮像

部位が異なっている（表 2）．各ペースメーカに

は，前述した SAR，dB/

dt

などの MRスキャン

のパラメータに制限がかかっているため，一部

のパルスシ－ケンスが撮像できない可能性があ

り，放射線科医ならびに臨床放射線技師も所定

の研修を修了し，制限項目に関して熟知してお

く必要がある．さらに，留意すべき点は，MRI

検査を施行する際には，循環器科医が立会いの

もと，直前にペースメーカのプログラムを MRI

対応用に変更し，検査直後にペースメーカの

チェックを行った上でペースメーカの設定をも

どす必要がある点である．なお，MRI施行時に

は非同期ペーシングもしくはペーシング・オフ

の状態となるため，不必要なペーシングが行わ

れたり，必要時にペーシングがかからないこと

も想定される．したがって，検査中はパルスオ

キシメトリーや心電図により患者を厳重にモニ

タリングし，急変時には除細動を含む救急処置

を瞬時に行えるよう，万全な状態にしておくこ

とが求められている．以上述べたように，現状

の MRI対応ペースメーカは MRI検査施行時の

制約があまりにも多く，機種により撮像条件も

まちまちであるため，安全に MRI検査を施行す

るにはかなりの慎重さが求められる．したがっ

て，各施設において MRI検査施行時のチェック

リスト作りが必須であり（図 4），患者には検査

のリスクとベネフィットを十分に説明する必要

がある．また，言うまでもないことではある

が，of

f

-

l

abel

の MRI検査は重大事故につながる

可能性があり，厳に慎むべきである．以上のこ

とからもわかるように，これらすべての手続き

を確実に踏むことは実臨床上かなり煩雑で，混

乱をきたすことは想像に難くなく，緊急症例の

MRI

検査は現状ではかなり困難と思われる．

現在，MRI対応ペースメーカの安全性を確認す

るため，全例で使用成績調査が継続されている．

米国では，Medt

r

oni

c

社の MRI対応ペース

メーカのみがアメリカ食品医薬品局（FDA）に

て承認を受けているが，MRI対応機種のシェア

は Medt

r

oni

c

社内では約 30％である．一方，日

本では，Medt

r

oni

c

社製のペースメーカ植込み

MRI対応ペースメーカの

今後の展開は？

例のうち約 50％が MRI対応型とのことである

が，全国でみると地域間較差が相当あるようで

ある．なお，京都は MRI対応機種のシェア率が

高い．さらに，Medt

r

oni

c

社では現在の MRI対

応リードに関して 3t

esl

a

の MRI機種において

も認容できるか，検討しているようである．ま

た，今後，MRIに対応した埋込み型除細動器や

両心室ペースメーカも検討されるようである．

ペースメーカ患者は，年齢が進むに従い，特に

脳神経外科領域や整形外科領域での MRIの必

要度が増すと考えられ，ペースメーカ患者にお

ける MRI検査は今後増えていくと思われる．

したがって，各メーカーは今後こぞって，MRI

対応ペースメーカを投入してくると予想され

る．しかし，すべてのペースメーカが MRI対応

型となるには相応の時間がかかると思われ，そ

れまでにどのような患者に MRI対応ペース

メーカを選択するかを判断することは大変難し

く，患者との i

nf

ormedconsent

の上で実施され

るべきであろう．

お わ り に

MRI

対応ペースメーカは大変魅力あるデバ

イスであることには間違いないが，産声を上げ

たばかりのこの機器をこれからどのように安全

かつ有効に利用していくかは我々に与えられた

大きな命題である．今後は，医療界，MRI機器

業界，ペースメーカ業界の 3業界が密に連携し

合い，安全かつ容易に MRI検査を施行できる環

境を構築していくことが必要であると考えられ

る．

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824 石 橋 一 哉

石橋 一哉 KazuyaI

shi

bashi

所属・職：済生会京都府病院循環器内科・部長 略 歴：1988年 3月 京都府立医科大学医学部卒業 1988年 5月 京都府立医科大学第二内科研修医 1989年11月 近江八幡市民病院・内科医員 1992年 4月 京都府立医科大学大学院医学研究科博士課程入学 1996年 4月 京都府立与謝の海病院循環器科副医長 （京都府立医科大学助手併任） 2000年 4月 京都府立与謝の海病院循環器科医長 （京都府立医科大学学内講師併任） 2004年 4月 亀岡市立病院診療部長 2006年 4月 済生会京都府病院循環器内科副部長 2013年 4月～現職 専門分野：心臓病学一般，心臓電気生理学

主な業績： 1．IshibashiK,TakedaM,YamaharaY.Clinicalutilityofamagneticresonance-conditionalpacemaker inapatientwithcardiacsarcoidosis.InternMed2013;52:1341-1345.

2．IshibashiK,TakedaM,YamaharaY,ShiraishiH,ShirayamaT,MatsubaraH.Brugadasyndrome associatedwithJwavesinmultipleleadsand“pseudo-epsilon”wigglewavesinlateralleads:Possible conductiondelayinJ-wavesyndrome.JArrhythmia2012;28:228-231.

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著者プロフィール