岡 山 医 誌 (1993) 105, 499∼512
左 室容量 負荷弁膜疾 患 の弁 置換術 前後 にお け る
左 室拡張 能 と心筋微 細構 造 との関係
心 プ ー ル シ ン チ グ ラ フ ィ ー に よ る 検 討
岡 山大学 医学 部 第二外 科学 教 室(指 導:寺 本 滋教 授)
岡
田
富
朗
(平成5年2月23日
受稿)
Key words:左
室容 量 負荷弁 膜 疾患,左 室拡 張能,左 室心 筋微 細構 造,
心プ ー ル シンチ グ ラフ
ィ-緒 言 心 プ ー ル シ ン チ グ ラ フ ィ ー は,非 観 血 的 か つ 簡 便 に 心 機 能 を 測 定 で き る 上,左 右 心 室 の 収 縮 能 の み な ら ず 拡 張 能 の 評 価 も 同 時 に 可 能 で あ る1-5).虚 血 性 心 疾 患,拡 張 型 心 筋 症,高 血 圧 心 な ど の 多 くの 心 疾 患 で は,左 室 拡 張 能 が 収 縮 能 に 先 行 し て 障 害 さ れ,拡 張 期 指 標 が 左 室 機 能 障 害 の よ り鋭 敏 な 指 標 と な り うる こ とが 指 摘 さ れ つ つ あ る6-9).一 方 心 臓 弁 膜 疾 患 の 手 術 前 後 に お け る心 機 能 の 推 移 に 関 し て は,主 に 左 室 収 縮 能 に つ い て の 報 告 で あ り10-11),拡 張 能 に 重 点 を 置 い た 報 告 は 少 な い.わ れ わ れ は,左 室 容 量 負 荷 弁 膜 疾 患 で あ る 大 動 脈 弁 閉 鎖 不 全 症(以 下AR) お よ び 僧 帽 弁 閉 鎖 不 全 症(以 下MR)の 手 術 前 後 に お け る 左 室 機 能,特 に 拡 張 能 を,99mTc平 衡 時 マ ル チ ゲ ー ト心 プ ー ル シ ン チ グ ラ フ ィー(以 下 心 プ ー ル シ ン チ グ ラ フ ィ ー)に よ り評 価 した. さ ら に 開 心 術 時 に 左 室 心 尖 部 よ り左 室 心 筋 を 採 取 し,光 顕 的 お よ び 電 顕 的 に 左 室 心 筋 の 変 性 度 を評 価 し,左 室 機 能,特 に 拡 張 能 との 相 関 を 検 討 し た. 対 象 と 方 法 対 象 は,大 動 脈 弁 置 換 術 を施 行 し たAR手 術 症 例23例(以 下AR群)お よ び僧 帽 弁 置 換 術 を 施 行 し たMR手 術 症 例22例(以 下MR群)の 計45例 で あ る.な お 有 意 な 冠 動 脈 病 変 を合 併 し た 症 例 は 含 ま れ て い な い.内 訳 は,AR群 は 男 12例,女11例,平 均 年 齢50.7±15.0歳,一 方MR 群 は,男10例,女12例,平 均 年 齢54.0±11.7歳 で あ っ た.AR群 お よ びMR群 に 対 し て,術 前 お よ び 術 後 早 期(平 均46.8±27.0日)に 心 プ ー ル シ ン チ グ ラ フ ィ ー を 施 行 し た .さ ら にAR群 9例,MR群14例 に 対 し て,術 後 遠 隔 期(平 均 29.4±16.5ヶ 月)に,心 プ ー ル シ ン チ グ ラ フ ィ ー を 施 行 し た.病 理 組 織 学 的 検 討 で は,AR群 で は リ ウ マ チ 性10例,非 リ ウ マ チ 性13例,一 方 MR群 で は リ ウ マ チ 性7例,非 リ ウ マ チ 性15例 で あ っ た.術 前 のNew York Heart Association(以 下NYHA)心 機 能 分 類 は,AR群 で は 平 均 2.5±0.5度,ま たMR群 で は 平 均2.6±0.4度 で あ り 両 群 間 に 有 意 差 は な か っ た.心 筋 保 護 法 は 全 症 例 同 一 で あ り, modified St. Thomas solu tionに よ っ て 心 停 止 を 得 た 後 に, ice slushに よ
るtopical coolingを 併 用 し た.大 動 脈 遮 断 時 間 は,AR群 で は 平 均77.4±20.6分,ま たMR 群 で は 平 均80.3±22.4分 で あ り 両 群 間 に 有 意 差 は な か っ た.使 用 し た 人 工 弁 の 種 類 は,AR群 に お い て はSt. Jude Medical弁11例, Omni science弁10例 お よ びOmnicarbon弁2例 で あ り,MR群 に お い て はSt. Jude Medical弁16 例, Bjork-Shiley弁5例 お よ びCarpentier-Edwards弁1例 で あ っ た.ま た 健 常 ボ ラ ン テ ィ ア10例 お よ び 心 疾 患 を 有 し な い 肺 癌 の 術 前 患 者 5例 の 計15例(男8例,女7例,平 均 年 齢46.2± 499
11.2歳)を 対 照 群 と した. 全 例 に99mTc平 衡 時 マ ル チ ゲ ー ト心 プ ー ル シ ン チ グ ラ フ ィ ー を施 行 し た. 99mTc740MBqに て in vivo赤 血 球 標 識 を行 な っ た 後 被 験 者 を仰 臥 位 に し,左 右 心 室 の分 離 が 最 も良 好 なmodified left anterior oblique 30∼45゜ の 方 向 か ら,1心 拍 を 18∼24 framesに 分 割 す る マ ル チ ゲー ト法 に よ り デ ー タ収 集 を 行 な っ た.デ ー タ収 集 は 低 エ ネ ル ギ ー 汎 用 型 コ リメ ー ター を装 着 し た シ ン チ カ メ ラ(Siemens社 製ZLC-7500)に て行 な い,核 医 学 デ ー タ処 理 装 置(島 津 社 製Scintipac 2400) に て解 析 を行 な っ た.運 動 負 荷 は,自 転 車 エ ル ゴ メー ター を用 い て25Wか ら3分 間 ご とに25W ず つ 増 加 す る 多段 階 漸 増 法 と し, end pointは 胸 痛,呼 吸 困 難 お よび 下 肢 疲 労 感 等 の 自覚 症 状 の 出 現 時 と し た.以 下 に 用 い た 運 動 負 荷 時 の デ ー タは す べ て 最 大 負 荷 時 の も の で あ る.な お1 心 拍 に お け るR-R間 隔 の ば らつ きを 補 正 す る た め に,最 頻 心 拍 のR-R間 隔 の 前 後10%以 上 逸 脱 した 心 拍 は デ ー タ収 集 よ り除 外 し た. 左 室 拡 張 能 の 指 標 と し て,最 大 充 満 速 度peak filling rate(以 下PFR),最 大 充 満 速 度/最 大 駆
出 速 度peak filling rate/peak ejection rate(以 下PFR/PER),拡 張 早 期1/4充 満 速 度1/4 filling rate(以 下1/4FR),拡 張 早 期1/4充
満 率1/4 filling fraction(以 下1/4FF), PFR に 至 る 時 間time to peak filling rate(以 下 TPFR), PFRに 至 る 時 間/拡 張 期 時 間time to peak filling rate/diastolic time(以 下TPFR/
DT)を 用 い た.ま た 左 室 収 縮 能 の 指 標 と し て, 駆 出 分 画ejection fraction(以 下EF),最 大 駆 出 速 度peak ejection rate(以 下PER),運 動 負 荷 に よ る 駆 出 分 画 変 化 率%Δejection frac tion(以 下%ΔEF)を 用 い た.さ ら に カ ウ ン ト ベ ー ス 法 に て 拡 張 末 期 容 量(LVEDV)お よ び 収 縮 末 期 容 量(LVESV)を 算 出 し12),体 表 面 積 で 除 し て 拡 張 末 期 容 量 係 数(LVEDVI)お よ び 収 縮 末 期 容 量 係 数(LVESVI)を 求 め た(図1). 左 室 心 筋 標 本 は,開 心 術 中 に, cardioplegia施 行 直 前 にbiopsy needleを 用 い て 左 室 心 尖 部 よ り採 取 し, Epon樹 脂 に て 包 埋 し て 作 成 し た.次 い でUltramicrotome(LKB社 製2088)を 用 い てsemithin section(1∼2μm)を 作 り,黒 滝 法 に 準 じ た 三 重 染 色13)を 施 行 し た 後 撮 像 し た 光 図1 心 プ ー ル シ ン チ グ ラ フ ィ ー に よ る 各 種 心 機 能 指 標 の 算 出 法
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よびMRの
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顕 写 真(×100倍)よ り,Σ5画 像 解 析 シ ス テ ム (Sony Microcomputer SMC-70G お よ び Graphic社 製MITABLET-Degitizer)を 用 い て 心 筋 細 胞 横 径(以 下Diameter)を 求 め た.さ らにNEXAS-6400画 像 解 析 処 理 シ ス テ ム(柏 木 研 究 所 製)を 用 い て,心 筋 間 質 の 線 維 化 度(以 下%Fibrosis)を 求 め た.次 い で心 筋 縦 断 ブ ロ ッ ク よ りultrathin section (400∼1000A)を 作 り, 透 過 型 電 子 顕 微 鏡(日 立 社 製H-300)に て電 顕 写 真 を5000∼10000倍 に て 撮 像 し た.そ し て 当 科 に て 従 来 よ り用 い て い る関 口の 方 法14)に 準 じて, ① myofibrilsの 断 裂,過 少 化, ② mitochondria の 変 化(膨 化,ク リ ス タの 破 壊), ③ 細 胞 内 浮 腫, ④ 間 入 板 の 開 大,⑤ 毛 細 血 管 内 皮 細 胞 の 腫 大, ⑥ 変 性 物 質 の 高 度 沈 着,以 上 の6項 目 を ス コ ア 化 し,そ の 合 計 点 を電 顕 ス コア(以 下EM-score) と し た. 測 定 結 果 はす べ て 平 均 値 ± 標 準 偏 差 で 表 示 し, 統 計 的 処 理 は,術 前 後 の 比 較 に はpaired t-test を,ま た2群 間 の 比 較 に はnon-paired t-testを 行 な い,p<0.05を 有 意 と判 定 した.さ ら に 本 研 究 に お け る正 常 域 の 設 定 は,対 照 群 の 平 均 値 ± 標 準 偏 差 と し た. 結 果 1. 手 術 前 後 に お け る左 室 拡 張 能 の 変 化 1) 最 大 充 満 速 度(PFR)(図2上 段 左) AR群 では,PFRは 術 前 には2.18±0.46EDC/ sと,対 照 群(3.35±0.46EDC/s)に 比 して 有 意(p<0.001)に 低 値 であ り,術 後 早 期 に は2.80± 0.67EDC/s,術 後 遠 隔 期 に は2.75±0.25EDC/ sと,術 前 に 比 して 有 意(p<0.01)に 増 加 した が,正 常 域 に ま で は 改 善 し な か っ た.MR群 で は,PFRは 術 前3.11±0.83EDC/sと,対 照 群 に 比 して 有 意(p<0.05)に 低 値 で あ り,術 後 早 期 に は2.59±0.85EDC/sと,術 前 に 比 して さ ら に 有 意(p<0.01)に 低 下 し,術 後 遠 隔 期 に は 2.67±0.48EDC/sと や や 改 善 した も の の,な お 対 照 群 に 比 して 有 意(p<0.001)に 低 下 し て お り,正 常 域 に ま で は 改 善 しな か っ た. 図2 ARお よびMRの 手 術 前 後 に おけ る左 室拡 張 能 の 変化 PFR:最 大 充 満 速度,PFR/PER:最 大 充満 速 度/最 大 駆 出 速 度,1/4FR:拡 張早 期1/4充 満 速 度,1/ 4FF:拡 張 早 期1/4充 満 率2) 最 大 充 満 速 度/最 大 駆 出 速 度(PFR/PER) (図2上 段 右) AR群 で は,PFR/PERは 術 前 に は70 .8±18.7 %と 対 照 群(95.7±14.2%)に 比 して 有 意(p< 0.01)に 低 値 で あ り,術 後 早 期 に は72 .3±17.8 %と 術 前 に 比 べ て 不 変 で あ っ た も の の,術 後 遠 隔 期 に は82,5±14.5%と 術 前 に 比 して 有 意(p< 0.01)に 増 加 し た が,な お 対 照 群 に 比 して 有 意 (p<0.01)に 低 下 して お り,正 常 域 に ま で は 改 善 し な か っ た.MR群 で は,PFR/PERは 術 前 117.3±27.3%と 対 照 群 との 間 に 有 意 差 は認 め ら れ な か っ た が,術 後 早 期 に は79.7±24.1%と, 術 前 に 比 し て 有 意(p<0.001)に 低 下 し術 後 遠 隔 期 に は90.0±21.4%と 改 善 が み ら れ た が,な お 対 照 群 に 比 べ 有 意(p<0.05)に 低 値 で あ っ た. 3)拡 張 早 期1/4充 満 速 度(1/4FR)(図2下 段 左) AR群 で は,1/4FRは 術 前 に は2.07±0.45 EDC/sと 対 照 群(3.11±0.33EDC/s)に 比 し て 有 意(p<0.001)に 低 値 で あ り,術 後 早 期 に は 2.15±0.76EDC/s,術 後 遠 隔 期 に は2.27±0.28 EDC/sと,術 前 に 比 べ 若 干 の 増 加 が 認 め られ た が,術 後 遠 隔 期 に お い て な お 対 照 群 に 比 して 有 意(p<0.01)に 低 値 で あ っ た.MR群 で は,1/ 4FRは 術 前 に は2.72±0.92EDC/sと 対 照 群 に 比 して 有 意(p<0.05)に 低 値 で あ り,術 後 早 期 に は1.97±0.75EDC/sと さ らに 低 下 した が,術 後 遠 隔 期 に は2.36±0.50EDC/sと や や 改 善 し た.し か し,対 照 群 に 比 して な お 有 意(p<0.001) に 低 値 で あ っ た. 4) 拡 張 早 期1/4充 満 率(1/4FF)(図2下 段 右) AR群 で は,1/4FFは 術 前 は27.0±9.2%と 対 照 群(41.9±7.8%)に 比 し て 有 意(p<0.001) に 低 値 で あ り,術 後 早 期 に は22.7±9.3%と さ ら に 低 下 し た が,術 後 遠 隔 期 に は32.4±11.3%と 術 前 お よ び 術 後 早 期 に 比 して 有 意(そ れ ぞれp< 0.01, p<0.001)に 改 善 し た.し か し,対 照 群 に 比 し て な お 有 意(p<0.001)に 低 値 で あ っ た. MR群 で は,1/4FFは 術 前 に は29.1±12.8% と対 照 群 に 比 し て 有 意(p<0.001)に 低 値 で あ り,術 後 早 期 に は19.3±8.7%と さ ら に 低 下 し た が,術 後 遠 隔 期 に は35.3±11.9%と 術 前 お よ び 術 後 早 期 に 比 して 有 意(そ れ ぞ れp<0.01, p< 0.001)に 改 善 し た.し か し対 照 群 に 比 べ な お 有 意(p<0.01)に 低 値 で あ っ た. 5)PFRに 至 る時 間(TPFR) AR群 で は,TPFRは 術 前 に は144±30msec と対 照 群(146±17msec)と の 間 に 有 意 差 は 認 め られ な か っ た が,術 後 早 期 に は162±41msec と術 前 に 比 し て 有 意(p<0.05)に 延 長 し,術 後 遠 隔 期 に は175±28msecと さ ら に 延 長 し,対 照 群 に 比 し て 有 意(p<0.05)に 延 長 し て い た.MR 群 で はTPFRは 術 前124±31msecと 対 照 群 に 比 べ 有 意(p<0.05)に 短 縮 して い た が,術 後 早 期 に は142±42msecと 術 前 に 比 して 有 意(p< 0.05)に 延 長 し,術 後 遠 隔 期 に は162±29msec と さ らに 延 長 し,対 照 群 に 比 して 有 意(p<0.05) に 延 長 し て い た. 6) PFRに 至 る時 間/拡 張 期 時 間(TPFR/DT) AR群 で は,TPFR/DTは 術 前26.2±5.2% と対 照 群(27.1±4.7%)と の 間 に 有 意 差 は 認 め られ な か っ た が,術 後 早 期 に は34.8±6.1%と 術 前 に 比 し て 有 意(p<0.01)に 延 長 し,術 後 遠 隔 期 に は31.5±6.3%と や や 短 縮 した もの の,対 照 群 に 比 し て な お 有 意(p<0.01)に 延 長 して い た. MR群 で は,TPFR/DTは 術 前28.4±7.8%と 対 照 群 と の 間 に 有 意 差 は 認 め ら れ な か っ た が, 術 後 早 期 に は35.6±9.2%と 術 前 に 比 して 有 意 (p<0.05)に 延 長 し た.し か し,術 後 遠 隔 期 に は28.6±7.3%と 短 縮 し,対 照 群 との 間 に有 意 差 は 認 め ら れ なか っ た. 2. 手 術 前 後 に お け る左 室 容 量 の 変 化 1) 拡 張 末 期 容 量 係 数(LVEDVI)(図3上 段 左) AR群 で は,LVEDVIは 術 前231±77ml/m2と 対 照 群(115±34ml/m2)に 比 して 有 意(p<0.001) に 増 大 し て い た.し か し術 後 早 期 に は96±40ml/ m2,術 後 遠 隔 期 に は122±28ml/m2と,術 前 に 比 べ と もに 有 意(と もにp<0 .001)に 低 下 し,対 照 群 との 間 に 有 意 差 は 認 め られ なか っ た.MR群 で はLVEDVIは 術 前181±79ml/m2と 対 照 群 に 比 して 有 意(p<0.001)に 増 大 し て い た.し か し術 後 早 期 に は100±65ml/m2,術 後 遠 隔期 に は 105±38ml/m2と,術 前 に 比 して と もに 有 意(と もにp<0.001)に 低 下 し,対 照 群 との 間 に 有 意
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左室 拡張 能 と心 筋微 細構 造 との 関係
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差 は 認 め られ なか っ た. 2) 収 縮 末 期 容 量 係 数(LVESVI)(図3上 段 右) AR群 で は,LVESVIは 術 前 に は93±44ml/ m2と 対 照 群(32±16ml/m2)に 比 し て 有 意(p< 0.001)に 増 大 して い た.し か し術 後 早 期 に は34± 28ml/m2,術 後 遠 隔 期 に は35±17ml/m2と,術 前 に 比 して と もに 有 意(と もにp<0.001)に 低 下 し,対 照 群 と の 間 に 有 意 差 は 認 め られ な か っ た. MR群 で はLVESVIは 術 前82±44ml/m2と 対 照 群 に 比 して 有 意(p<0.001)に 増 大 し て い た. しか し術 後 早 期 に は51±63ml/m2,術 後 遠 隔 期 に は34±21ml/m2と,術 前 に 比 し て と も に有 意(と もにp<0.001)に 低 下 し,対 照 群 との 間 に 有 意 差 が 認 め ら れ な くな っ た. 3. 手 術 前 後 に お け る 左 室 収 縮 能 の 変 化 1) 駆 出分 画(EF)(図3下 段 左) AR群 で は,EFは 術 前55.8±8.6%と 対 照 群 (64.6±5.5%)に 比 し て低 値 で あ っ た が 有 意 で は な か っ た.術 後 早 期 に は58.2±12.7%と 術 前 に 比べ て わ ず か に 増 加 した もの の 有 意 で は な か っ た が,術 後 遠 隔 期 に は66.1±6.9%と,術 前 に 比 し て 有 意(p<0.01)に 増 加 し た.MR群 で は, EFは 術 前53.6±11.7%と 対 照 群 に 比 して低 値 で あ っ た が 有 意 では な か っ た.術 後 早 期 に は54.6± 16.1%と 術 前 に 比 して 不 変 で あ っ た も の の,術 後 遠 隔 期 に は61.7±9.4%と 術 前 に 比 し て 有 意 (p<0.01)に 増 加 した. 2) 最 大 駆 出 速 度(PER)(図3下 段 右) AR群 で は,PERは 術 前 に は3.17±0.60EDC/ sと 対 照 群(3.54±0.54EDC/s)に 比 して 低 値 で あ ったが 有 意 では なか った.術 後 早 期 には4.01± 1.01EDC/s,術 後 遠 隔 期 に は3.40±0.57EDC/ sと,と もに 対 照 群 との 間 に 有 意 差 を認 め な か っ た.MR群 で は,PERは 術 前2.71±0.73EDC/ sと 対 照 群 に 比 し て 有 意(p<0.05)に 低 値 で あ っ た.し か し術 後 早 期 に は3.43±12.9EDC/s, 術 後 遠 隔 期 に は3.10±0.88EDC/sと,術 前 に 比 して と も に 有 意(と もにp<0.01)に 増 加 し, と も に 対 照 群 との 間 に 有 意 差 を認 め な くな り正 常 域 に ま で 改 善 し た. 3) 運 動 負 荷 に よ る駆 出 分 画 変 化 率(%ΔEF) AR群 で は,%ΔEFは 術 前-2.4±12.4%と 図3 ARお よ びMRの 手 術 前 後 にお け る左 室 容 量 お よ び左 室収 縮 能 の 変化LVEDVI:左 室拡 張 末 期 容 量係 数,LVESVI:左 室 収 縮 末期 容 量 係 数,EF:駆 出分 画,PER:最 大 駆 出 速 度
図4 ARに おけ る術 前の 左 室拡 張 能 と左室 心 筋 微 細構 造 との 関係 図2脚 注参 照, %Fibrosis:心 筋間 質 の 線維 化 度 対 照 群(9.4±6.8%)に 比 し て 有 意(p<0.01) に 低 値 で あ り,術 後 早 期 に は2.6±8.6%,術 後 遠 隔 期 に は1.5±5.5%と,術 前 に 比 し て と も に 有 意(と も にp<0.05)に 改 善 し た.し か し 対 照 群 に 比 し て な お 有 意(p<0.01)に 低 値 に と ど ま っ た.MR群 で は,%ΔEFは 術 前-4.7±13.3 %と 対 照 群 に 比 し て 有 意(p<0.01)に 低 値 で あ り,術 後 早 期 に は1.6±6.6%,術 後 遠 隔 期 に は 1.5±6.7%と,術 前 に 比 し て と も に 有 意(と も にp<0.01)に 改 善 し た.し か し 対 照 群 に 比 し て な お 有 意(p<0.01)に 低 値 に と ど ま っ た. 4. 術 前 の 左 室 心 筋 微 細 構 造 に 関 す る 検 討 1) 電 顕 ス コ ア(EM-score)(表1) EM-scoreは,AR群 で は3.7±1.6,MR群 で は4.5±1.8で あ り,MR群 で 有 意(p<0.05) に 高 値 で あ っ た. 2) 心 筋 間 質 の 線 維 化 度(%Fibrosis)(表1) %Fibrosisは,AR群 で は13.4±3.3%,MR 群 で は16.5±4.0%で あ り,MR群 で 有 意(p< 0.05)に 高 値 で あ っ た. 表1 ARお よ びMRに お け る 左 室 心 筋 微 細 構 造 に 関 す る検 討 EM-score:電 顕 ス コ ア, %Fibrosis:心 筋 間 質 の 線 維 化 度, Diameter:心 筋 細 胞 横 径, N.S.:有 意 差 な し 3) 心 筋 細 胞 横 径(Diameter)(表1) Diameterは,AR群 で は26.3±3.6μm,MR 群 で は23.3±3.8μmで あ り,両 群 間 に 有 意 差 は 認 め な か っ た. 5. 術 前 の 左 室 拡 張 能 と 心 筋 微 細 構 造 と の 関 係 AR群 に お い て,術 前 のPFR, PFR/PERお よ び1/4FRと%Fibrosisと の 間 に は 有 意(そ れ ぞ れp<0.01, p<0.05お よ びp<0.01)の 負 の 相 関 を 認 め た が(図4), 1/4FF, TPFRお
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左室 拡 張能 と心 筋微 細構 造 との関係
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図5 MRに お け る術 前 の左 室 拡 張 能 と左 室 心 筋微 細構 造 との 関 係 図2脚 注参 照, %Fibrosis:心 筋 間 質 の 線維 化 度 よ びTPFR/DTと%Fibrosisと の 間 に は 有 意 の相 関 を認 め な か っ た.ま た 術 前 のPFR, PFR/ PER, 1/4FR, 1/4FF, TPFRお よびTPFR/ DTとDiameterお よ びEM-scoreと の 間 に は,す べ て に 有 意 の 相 関 は 認 め な か っ た.MR群 に お い て,術 前 のPFRお よ び1/4FRと% Fibrosisと の 間 に は 有 意(p<0.05お よ びp< 0.05)の 負 の 相 関 を 認 め た が(図5上 段),PFR/ PER, 1/4FF, TPFRお よ びTPFR/DTと %Fibrosisと の 間 に は 有 意 の 相 関 を 認 め な か っ た.ま た 術 前 の1/4FRお よ び1/4FFと Diameterと の 間 に は 有 意(p<0.05お よ びp< 0.05)の 正 の 相 関 を 認 め た が(図5下 段),PFR, PFR/PER, TPFRお よ びTPFR/DTと% Fibrosisと の 間 に は 有 意 の相 関 を 認 め な か った. ま た術 前 のPFR, PFR/PER, 1/4FR, 1/4 FF, TPFRお よ びTPFR/DTとEM-scoreと の 間 に は,す べ て に 有 意 の 相 関 は 認 め ら れ な か っ た. 6. 術 前 の 左 室 収 縮 能 と心 筋 微 細 構 造 との 関 係 AR群 に お い て,術 前 の%ΔEFと%Fibrosis と の 間 に は 有 意(p<0.05)の 負 の 相 関 を認 め た が,EFお よ びPERと%Fibrosisと の 間 に は 有 意 の相 関 を認 め なか っ た.ま た術 前 のEF, PER お よ び%ΔEFとDiameterお よ びEM-score との 間 に は す べ て に 有 意 の 相 関 は 認 め ら れ な か っ た.MR群 に お い て,術 前 のEF, PERお よ び%ΔEFと%Fibrosis, Diameterお よ びEM -scoreと の 間 に は す べ て に お い て 有 意 の 相 関 は 認 め ら れ な か っ た.7. 術 前 の 左 室 容 量 と心 筋 微 細 構 造 と の 関 係 AR群 お よ びMR群 に お け る術 前 の 左 室 容 量 と%Fibrosis, Diameterお よ びEM-scoreと の 間 に は 有 意 の 相 関 は 認 め ら れ な か っ た. 8. 術 後 遠 隔 期 の 左 室 拡 張 能 と心 筋 微 細 構 造 と の 関 係 AR群 で は 術 後 遠 隔 期 に お け るPFRお よ び 1/4FRと%Fibrosisと の 間 に と も に 有 意(そ れ ぞ れp<0.01, p<0.05)の 負 の 相 関 を認 め た
図6 ARお よびMRに お け る術 後 遠 隔期 の左 室拡 張 能 と術 前 の左 室 心 筋微 細 構 造 との関 係 図2脚 注参 照, %Fibrosis:心 筋 間 質 の線 維 化度, Diameter:心 筋細 胞 横径 (図6上 段)が,PFR/PER, 1/4FF, TPFR お よ びTPFR/DTと%Fibrosisと の 間 に は 有 意 の 相 関 は 認 め な か っ た.ま た 術 後 遠 隔 期 に お け るPFR, PFR/PER, 1/4FR, 1/4FF, TPFRお よびTPFR/DTとDiameterお よ び EM-scoreと の 間 に は す べ て に 有 意 の 相 関 は 認 め ら れ な か っ た.MR群 で は術 後 遠 隔 期 に お け る1/4FRと%Fibrosisと の 間 に は 有 意(p< 0.05)の 負 の相 関 を認 め たが(図6下 段 左),PFR, PFR/PER, 1/4FF, TPFRお よ びTPFR/ DTと%Fibrosisと の 間 に は有 意 の 相 関 を 認 め な か っ た.ま た 術 後 遠 隔 期 に お け る1/4FFと Diameterと の 間 に は 有 意(p<0.05)の 正 の 相 関 を 認 め た(図6下 段 右)が,PFR, PFR/PER, 1/4FR, TPFRお よ びTPFR/DTと%Fi brosisと の 間 に は 有 意 の 相 関 を認 め な か っ た. ま た 術 後 遠 隔 期 に お け るPFR, PFR/PER, 1/ 4FR, 1/4FF, TPFRお よ びTPFR/DTと EM-scoreと の 間 に は 有 意 の 相 関 は 認 め ら れ な か っ た. 9. 術 後 遠 隔期 の 左 室 収 縮 能 と心 筋 微 細 構 造 と の 関 係 AR群 お よ びMR群 に お け る術 後 遠 隔 期 の EF, PERお よび%ΔEFと%Fibrosis, Diameter お よ びEM-scoreと の 間 に は す べ て に 有 意 の 相 関 は 認 め ら れ な か っ た.
10. 術 後 遠 隔期 の 左 室 容 量 と心 筋 微 細 構 造 との 関 係
AR群 お よ びMR群 に お け る術 後 遠 隔 期 の LVEDVIお よ びLVESVIと%Fibrosis, Diame terお よ びEM-scoreと の 間 に は す べ て に 有 意 の 相 関 は 認 め ら れ な か っ た . 考 察 左 室 容 量 負 荷 疾 患 で は,そ の 代 償 力 の 大 き さ は予 後 に 有 効 に 作 用 す る と 同 時 に,至 適 手 術 時 期 を逸 す る 原 因 と な る こ とが あ り,至 適 手 術 時 期 決 定 の 立 場 か ら も,手 術 前 後 に お け る心 機 能 の 推 移 に つ い て は 多 くの 報 告 が な され て き た. しか しい ず れ も心 臓 超 音 波 法 あ る い は 左 室 造 影
ARお
よ びMRの
左 室 拡張 能 と心 筋微 細構 造 との 関係
507
法 に よ る,主 に 左 室 収 縮 能 に つ い て の 検 討 で あ り10)11),従来 の こ れ らの 方 法 で は 左 室 拡 張 能 の 正 確 な 測 定 が 困 難 で あ っ た た め,左 室 拡 張 能 に 重 点 を 置 い た 報 告 は 少 な い. 99mTc平 衡 時 マ ル チ ゲ ー ト心 プ ー ル シ ン チ グ ラ フ ィー は,左 室 容 量 の 経 時 的 変 化 を正 確 に 測 定 し,か つ 左 右 心 室 の 収 縮 能 の み な ら ず 拡 張 能 の 評 価 も可 能 で あ る.本 法 を用 い た検 討 に よ り, 左 室 拡 張 能 が 収 縮 能 に 先 行 し て 障 害 さ れ る こ と が 知 ら れ て お り,拡 張 期 指 標 が 心 疾 患 に お け る 左 室 機 能 障 害 の よ り鋭 敏 な 指 標 と な り得 る こ と が 報 告 され て い る6-9).同 種 心 臓 移 植 後 の 拒 絶 反 応 の 早 期 予 知 に 本 法 に よ る左 室 拡 張 能 の 指 標 の 変 化 が 有 用 で あ っ た との 報 告 も あ る16). そ こ で 著 者 は,左 室 容 量 負 荷 弁 膜 疾 患 で あ る ARお よ びMRの 手 術 前,手 術 直 後 お よ び 術 後 遠 隔 期 に お け る 左 室 機 能 と く に 拡 張 能 の 推 移 を,99mTc平 衡 時 マ ル チ ゲ ー ト心 プ ー ル シ ン チ グ ラ フ ィ ー に よ り評 価 した. 左 室 拡 張 能 の 指 標 と して,従 来 よ り左 室 拡 張 中期 指 標 と して 用 い ら れ て き た 最 大 充 満 速 度 (PFR)お よびPFRを 最 大 駆 出 速 度(PER) で補 正 した 最 大 充 満 速 度/最 大 駆 出 速 度(PFR/ PER)を 用 い た.ま た 左 室 拡 張 早 期 指 標 と して 新 た に,拡 張 早 期1/4充 満 速 度(1/4FR)お よ び拡 張 早 期1/4充 満 率(1/4FF)を 考 案 し た.従 来 よ り左 室 拡 張 早 期 指 標 として は1/3FR お よ び1/3FFよ く用 い ら れ て き た が,左 室 機 能 低 下 例 で は, diastolic timeの 前 半1/3の 時 相 がTPFRよ り も遅 延 す る こ とが しば しば あ り, わ れ わ れ の 検 討 で も,弁 膜 疾 患 症 例 の86%,健 常 例 の37%に 遅 延 が 認 め ら れ た.こ の 場 合,1/ 3FRで は過 小 評 価 さ れ,逆 に1/3FFで は 過 大 評 価 さ れ る こ と が あ り,拡 張 早 期 指 標 と して は 両 者 と も不 適 当 で あ る と 考 え られ た.そ こ で 著 者 は,1/4FRお よ び1/4FFを 考 察 した が, こ れ はdiastolic timeの 前 半1/4の 時 相 が TPFRよ り遅 延 す る こ と が ほ と ん ど な く,か つ TPFRに 近 接 し て お り,左 室 拡 張 早 期 指 標 と し て,よ り優 れ て い る と考 え た か ら で あ る.さ ら に 拡 張 期 時 間 指 標 と し て,PFRに 至 る 時 間 (TPFR)お よ びTPFRをdiastolic timeで 補 正 し たTPFR/DTを 用 い た.ま た 左 室 収 縮 能 の 指 標 と し て,駆 出分 画(EF),最 大 駆 出 速 度 (PER)お よ び 運 動 負 荷 に よ る駆 出分 画 増 加 率 (%ΔEF)を 用 い た.な お 心 プ ー ル シ ン チ グ ラ フ ィー に お い て は,運 動 負 荷 時 に お け る左 室 拡 張 期 指 標 は,心 拍 数 の 変 動 や 加 齢 に よ る差 異 な どに よ り,そ の 信 頼 性 に 疑 問 が あ る との 報 告 も あ り17),今 回 の 検 討 に は 加 え な か っ た. そ の 結 果,AR群 お よ びMR群 と も に,術 前 の 左 室 収 縮 能 の 低 下 は 比 較 的 軽 度 で あ っ た の に 対 し,左 室 拡 張 能 は 対 照 群 に 比 して 有 意 に低 下 して お り,特 にAR群 に お い て は,左 室 拡 張 早 期 指 標(1/4FR, 1/4FF)の 低 下 が 顕 著 で あ っ た.こ の 結 果 は 虚 血 性 心 疾 患 や 拡 張 型 心 筋 症 で は,左 室 拡 張 能 が 収 縮 能 に先 行 し て 障 害 さ れ, 低 下 す る とい う報 告6-9と 一 致 す る.こ の 原 因 と して 小 西 ら7)は,虚 血 性 心 疾 患 で は,左 室 拡 張 能 は 心 筋 の 線 維 化 お よ び 左 室 コ ン プ ラ イ ア ン ス の 低 下 に よ っ て 障 害 さ れ,さ ら に 左 室 拡 張 能 に は 左 室 収 縮 能 に お け る よ う な 代 償 機 構 が 存 在 し な い の で は な い か と推 定 し て い る.左 室 容 量 負 荷 弁 膜 疾 患 に 関 す る 著 者 ら の 結 果 も こ れ ら の 報 告 と一 致 し た結 果 が 得 られ た が,本 研 究 に お い て は,AR群 で は 左 室 拡 張 能 障 害 の う ち で も早 期 拡 張 能 が よ り早 く障 害 さ れ る こ とが 示 唆 さ れ た. 術 後 の 心 機 能 の 推 移 に 関 して,AR群 で は, 術 前 低 下 して い た左 室 拡 張 能 は 術 後 早 期 に は や や 改 善 した が,術 後 遠 隔 期 に お い て も正 常 域 に まで は 改 善 しな か っ た.MR群 で は,術 前 の 左 室 拡 張 能 の 障 害 はAR群 に 比 し て 軽 度 で あ っ た が,左 室 拡 張 能 は 術 後 早 期 に は 術 前 に 比 して 有 意 に 低 下 し,術 後 遠 隔 期 に お い て も正 常 域 に ま で は 改 善 し な か っ た.一 方,左 室 収 縮 能 はAR 群 お よ びMR群 と もに 術 前 軽 度 に 低 下 して い た が,術 後 は ほ ぼ 正 常 域 に ま で 改 善 した.こ れ ら の 結 果 よ り,ARお よ びMRに お い て は,術 後 遠 隔 期 に お い て も改 善 が み られ な い不 可 逆 的 な 左 室 拡 張 能 の 障 害 が 存 在 す る と考 え られ た.そ し て そ の 原 因 と して,心 筋 の 線 維 化 な どの 心 筋 微 細 構 造 の 障 害 が,術 後 遠 隔 期 に お い て も な お 残 存 し て い る た め で あ ろ う と推 定 さ れ た.弁 膜 疾 患 に お け る 心 機 能 と心 筋 変 性 と の 関 連 に つ い て,こ れ ま で に 種 々 の 報 告 が な され て きた18-22).AR, MRな ど の 左 室 容 量 負 荷 弁 膜 疾 患 に お い て は,弁 の 機 械 的 障 害 に よ り容 量 負 荷 を 生 じ,そ れ に対 す る代 償 と して 心 筋 肥 大 を き た す と考 え ら れ て い る18).こ の 報 告 に お い て は,左 室 容 量 負 荷 弁 膜 疾 患 に お い て は,心 筋 肥 大 の 結 果 と して 心 筋 細 胞 の 相 対 的 虚 血 を生 じ,さ ら に 進 行 す る と 心 筋 細 胞 の 破 壊 に 至 り,特 徴 的 な こ とは 心 内 膜 下 心 筋 に 細 小 の 瘢 痕(microscar)を 生 じ,心 筋 の コ ン プ ラ イ ア ン ス の 低 下,ひ い て は 心 機 能 の 障 害 を 引 き 起 こ す と推 定 し て い る18).一 方,リ ウ マ チ 性 弁 膜 疾 患 に お け る 心 機 能 と心 筋 微 細 構 造 と の 関 連 に つ い て砂 盛 ら19)は,術 前 よ りの rheumatic myocarditisに よ る 心 筋 変 性,特 に 小 動 脈 に み られ るchronic rheumatic vasculitis
と と も に,開 心 術 中 に お け る 心 筋 の 虚 血 性 変 化 の 後 遺 症 と して の 心 筋 線 維 間 のdiffuse fibrosis が,術 後 遠 隔 期 に お け る左 室 心 筋 変 性 の 残 存 の 原 因 と な る と指 摘 し た.心 機 能 と心 筋 の 線 維 化 と の 関 連 に 関 し てOldershawら20)は,ARに お い て は 心 筋 のfibrosisの 程 度 が 予 後 に 影 響 を 及 ぼ す と指 摘 した. Fukudaら21)は,MRに お い て は 心 筋 のfibrosisがMSに 比 して 高 度 で あ っ た と報 告 して い る.ま た,電 顕 的 心 筋 微 細 構 造 の 変 性 に 関 し てMaronら22)は,大 動 脈 弁 膜 疾 患 に お い て は,筋 原 線 維 の 融 解,筋 形 質 小 胞 体 の 増 殖 お よ び 基 底 膜 の 肥 厚 な ど が,左 室 収 縮 能 の 低 下 の 原 因 で あ る と指 摘 して い る.著 者 は,左 室 容 量 負 荷 弁 膜 疾 患(AR, MR)に お け る術 前 後 の 左 室 拡 張 能 の 障 害 の 原 因 を 病 理 組 織 学 的 に検 討 す べ く,開 心 術 時 に 左 室 心 尖 部 よ り 左 室 心 筋 を 採 取 し,従 来 よ り当 教 室 で 用 い ら れ て き た 方 法15)に よ り,光 顕 的 お よび 電 顕 的 に 左 室 心 筋 微 細 構 造 の 変 性 度 を求 め た.関 口 ら14)は 特 発 性 心 筋 症 に お い て,心 内 膜 生 検 法 に よ っ て 得 られ た 心 筋 の 電 顕 像 か ら 超 微 細 形 態 的 心 筋 収 縮 不 全 度 を 算 出 し,こ れ が 左 心 機 能 と相 関 して お り,か つ 予 後 判 定 に 役 立 つ と述 べ て い る.著 者 は,こ の 評 価 法 を 弁 膜 疾 患 に 応 用 し てEM-scoreを 求 め た.一 方,黒 滝12)はEpon樹 脂 包 埋 組 織 の 光 学 顕 微 鏡 観 察 の た め の 三 重 染 色 法 を 考 察 し た.こ れ は,従 来 の 電 顕 標 本 作 成 の た め の 単 染 色 法 と異 な り,種 々 の 細 胞 成 分 を 色 分 け し て染 色 す る方 法 で,広 範 囲 の 微 細 病 変 を 検 索 す る の に 有 利 で あ り,こ れ に よ り 同 一 標 本 で の 光 顕 像 と電 顕 像 の 観 察 が 可 能 と な っ た.著 者 ら は こ の 染 色 法 を 用 い て,術 前 の 左 室 心 筋 の 心 筋 間 質 の 線 維 化 度(%Fibrosis)お よ び 心 筋 細 胞 横 径(Diameter)を 求 め た.そ の 結 果,電 顕 的 左 室 心 筋 微 細 構 造 の 変 性 度 の 指 標 で あ るEM-scoreお よ び%Fibrosisと も,AR群 に 比 して MR群 は 有 意 に 高 値 で あ り,心 筋 微 細 構 造 の 荒 廃 が よ り高 度 に 進 行 し て い る と推 定 さ れ た.さ ら に 有 意 差 は な い もの のMR群 に お け る心 筋 線 維 の 代 償 性 肥 大 の 障 害 の 存 在 が 推 定 さ れ た.次 に,ARお よ びMRの 心 筋 微 細 構 造 の 変 性 度 と 左 室 機 能,特 に 拡 張 能 との 相 関 を 検 討 し た.AR 群 に お い て は 術 前 の 左 室 拡 張 能 の 指 標 で あ る PFR, PFR/PERお よ び1/4FRと%Fibrosis との 間 に は 有 意 の 負 の 相 関(そ れ ぞp<0.01, p<0.05お よ びp<0.01)を 認 め た.こ の こ とか ら,ARに お い て は,左 室 拡 張 能 の 障 害 と心 筋 間 質 の 線 維 化 との 関 連 が 示 唆 さ れ た.一 方MR 群 に お い て は,術 前 の 左 室 拡 張 能 の 指 標 で あ る PFRお よ び1/4FRと%Fibrosisと の 間 に は 有 意 の 負 の 相 関(そ れ ぞ れp<0.05お よ びp< 0.05)を 認 め た.ま たMR群 に お け る 術 前 の1/ 4FRお よ び1/4FFと, Diameterと の 間 に は 有 意 の 正 の 相 関(そ れ ぞ れp<0.05お よ びp< 0.05)を 認 め た.こ の こ とか らMRに お い て は, 左 室 拡 張 能 の 障 害 に は 心 筋 間 質 の 線 維 化 と と も に 心 筋 線 維 の 代 償 性 肥 大 の 障 害 が 関 与 して い る と推 定 され た.ま た 術 後 の 左 室 機 能 と術 前 の 心 筋 変 性 度 との 関 連 の 検 討 で は,AR群 の 術 後 遠 隔 期 に お い て,左 室 拡 張 能 の 指 標 で あ るPFRお よび1/4FRと%Fibrosisと の 間 に は,有 意 の 負 の 相 関(そ れ ぞ れp<0.01お よ びp<0.05) を認 め た.一 方,MR群 の 術 後 遠 隔 期 に お い て, 左 室 拡 張 能 の 指 標 で あ る1/4FRと%Fibrosis との 間 に は,有 意 の 負 の 相 関(p<0.05)を 認 め た.ま たMR群 に お け る術 後 遠 隔 期 の1/4FF とDiameterと の 間 に は 有 意 の 正 の 相 関(p< 0.05)を 認 め た. こ れ ら の 結 果 よ り,AR, MRと も に,術 前 の 左 室 心 筋 の 微 細 構 造 の 障 害 の 程 度 が 高 度 な 症 例 で は,術 後 遠 隔 期 に お い て も左 室 拡 張 能 の 障 害 が 不 可 逆 性 に 残 存 す る もの と推 測 さ れ た .AR,
ARお
よびMRの
左 室拡 張能 と心 筋微 細 構 造 との関 係
509
MRと もに,長 期 間 無 症 状 に 経 過 す る こ と が 多 く,症 状 が 悪 化 し た 時 点 で 手 術 を行 な っ て も術 後 に 良 好 な心 機 能 の 改 善 が 得 られ な い 症 例 も存 在 す る23).そ の た め,従 来 よ り手 術 時 期 を決 定 す る た め の 心 機 能 指 標 が,種 々 の 方 法 を 用 い て 求 め られ て き た10)24).本研 究 の 結 果 か ら,心 プ ー ル シ ン チ グ ラ フ ィ ー に よ り得 ら れ た左 室 拡 張 能 の 指 標 は,術 前 の 左 室 心 筋 の 微 細 構 造 の 障 害 の 程 度 と良 い 相 関 を 示 して お り,そ の 障 害 の 程 度 を 事 前 に か つ 早 期 に 予 知 す る 指 標 と して 有 用 で あ る と考 え た.ま た 術 前 の 左 室 心 筋 の 微 細 構 造 の 障 害 の 程 度 が 高 度 な 症 例 で は,術 後 遠 隔 期 に お い て も左 室 拡 張 能 の 障 害 が 不 可 逆 性 に 残 存 す る と考 え ら れ る こ とか ら,正 常 な 左 室 拡 張 能 が 保 持 さ れ て い る う ち の 早 期 の 手 術 が 望 ま し い と考 え ら れ た. 結 論 1. 左 室 容 量 負 荷 弁 膜 疾 患 で あ る大 動 脈 弁 閉 鎖 不 全 症(AR)お よ び 僧 帽 弁 閉 鎖 不 全 症(MR) の 手 術 前 後 に お け る左 室 機 能,特 に 拡 張 能 を, 99mTc平 衡 時 マ ル チ ゲ ー ト心 プ ー ル シ ン チ グ ラ フ ィー に よ り評 価 し,さ ら に 左 室 心 筋 変 性 度 と の 相 関 を検 討 し た. 2. AR群, MR群 と もに 術 前 の 左 室 拡 張 能 は,収 縮 能 に 先 行 して 障 害 さ れ る こ とが 示 唆 さ れ た.特 にAR群 に お い て は,左 室 早 期 拡 張 能 の 障 害 が 顕 著 で あ っ た. 3. AR群, MR群 と もに 術 後 遠 隔 期 に お け る左 室 拡 張 能 の 改 善 は,収 縮 能 の 改 善 に 比 べ 不 十 分 で あ っ た. 4. ARに お け る左 室 拡 張 能 の 障 害 に は,左 室 心 筋 間 質 の 線 維 化 が 関 与 して い る こ とが 示 唆 され た. 5. MRに お け る左 室 拡 張 能 の 障 害 に は,左 室 心 筋 間 質 の 線 維 化 お よ び 心 筋 線 維 の 代 償 性 肥 大 の 障 害 が 関 与 して い る こ と が 示 唆 さ れ た. 6. ARお よ びMRに お い て は,術 後 遠 隔 期 に お い て も改 善 が み ら れ な い 不 可 逆 的 な 左 室 拡 張 能 の 障 害 が 存 在 す る と考 え ら れ,そ の 原 因 と し て,術 前 の 心 筋 の 線 維 化 等 の 心 筋 微 細 構 造 の 障 害 が 術 後 遠 隔 期 に お い て も な お 残 存 して い る た め と推 定 さ れ た. 7. ARお よ びMRに お い て は,心 プ ー ル シ ン チ グ ラ フ ィ ー に よ り得 ら れ た左 室 拡 張 能 の 指 標 は,術 前 の 左 室 心 筋 の 微 細 構 造 の 障 害 の 程 度 との 間 に 良 い相 関 を示 し,そ の 障 害 の 程 度 を術 前 に 予 知 す る指 標 と し て 有 用 で あ っ た. 稿 を終 え るに あ た り,終 始 御 指 導御 校 閲 を賜 りま した恩 師寺 本 滋教 授 に 深 謝 す る と共 に,直 接 御 指 導 い た だ い た妹 尾 嘉 昌 助 教 授(心 臓 血 管 外 科),紀 幸 一 助 手 に感 謝 致 します.ま た,研 究 に 御 協力 下 さ っ た教 室諸 兄 並 び に清 水 光 春助 手(放 射線 科),永 谷 伊 佐 雄 技 師(中 央 放 射 線部)に 感謝 の 意 を捧 げ ます. なお,本 論文 の要 旨の一 部 は,第31回 日本核 医 学 学 会 総会(松 山),お よ び 第22回 日本 心 臓 血 管外 科 学 会 学 術総 会(仙 台)に お い て発 表 した. 文 献1) Borer JS, Kent KM, Bacharach SL, Green MV, Rosing DR, Seides SF, Epstein SE and Johnston
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