一 伸縮率との関連について一

日本小児循環器学会雑誌 9巻3号 451〜458頁（1993年）

動脈スイッチ手術後の肺動脈狭窄に対する 経皮的バルーン肺動脈形成術の効果

一 伸縮率との関連について一

（平成5年4月6日受付）

（平成5年8月30日受理）

東京女子医科大学附属日本心臓血圧研究所循環器小児科

      桃 井  伸 緒

key words：経皮的バルーン肺動脈形成術， Jatene手術後肺動脈狭窄，伸縮率， pressure elastic modulus

      要  旨

 動脈スイッチ手術（Jatene手術）後に肺動脈狭窄を合併した24症例の35部位に対して，経皮的バルー

ン肺動脈形成術（PTA）を施行し，その効果と狭窄部の伸縮率との関連を調べた．術後年数とPTAの

効果についてみると，術後3．5年未満の症例では有効例が多く見られるのに対し，3．5年以上経過した症 例での効果は不良であった．一方，術後年数と狭窄部の伸縮率の関連では，術後3．5年以上経過すると伸

縮率は低下してくることが示された．伸縮率とPTAの効果をみると，伸縮率5％以上の症例では有効例

が多いのに対し，5％未満の症例での効果は不良であり，狭窄部径の変化と狭窄部近位部での脈圧から 求めたpressure elastic modulus（Ep）も血管の柔軟性の低い症例ほどPTAの効果が少ないことを示

していた．以上より，Jatene手術後の肺動脈狭窄に対するPTAの効果は経年的に不良となり，血管周

囲の線維化の進行がその原因に考えられ，術後3．5年までにPTAを行うことが有効率を高めるうえで重 要と考えられた．伸縮率の低下やEpの上昇は，肺動脈及びその周囲の線維化の進行を表しており，PTA の効果を予知するうえで役立つと考えられた．

      緒  言

 完全大血管転換症（TGA）および両大血管右室起始 症（DORV）に対する動脈スイッチ手術（Jatene手術）

の術後合併症のひとつとして，肺動脈狭窄症の発生が ある1）〜5）．肺動脈狭窄に対する治療として経皮的バ ルーソ肺動脈形成術（PTA）の有効例が報告されてい る6｝一一8）が，無効例も多い．PTAは内膜や中膜の断裂が 起こらねぽ効果はないので，PTAの有効性は血管吻 合部の癒着や血管周囲組織の線維化の程度などにより 左右されると思われる．血管およびその周囲の組織学 的所見を直接調べることはできないが，心血管造影所 見より血管の硬さを類推できないかと考え今回の研究 を行った．即ち，血管およびその周囲の線維化の指標

別刷請求先：（〒162）東京都新宿区河田町8−1      東京女子医科大学心研小児科

       桃井 伸緒

として肺動脈の伸縮率を調べ，PTAの効果との関連

を調べた．

      対  象

 対象は，1989年1月から1992年2月までにPTAを

施行された症例のうちPTA前後の肺動脈造影が行わ れている24例で，複数ヵ所にPTAを施行した場合に は別々に検討し，35部位を対象とした．35部位の内訳 は主肺動脈の肺動脈弁上部18例，右肺動脈8例，左肺

動脈9例であった．PTAの施行年齢は8ヵ月から9

歳8ヵ月で平均3歳8ヵ月であり，Jatene術後経過年 数は8ヵ月から8年6ヵ月，平均3年9ヵ月であった．

      方  法

 バルーン拡大の方法は，以前に記載のとおりであ

る6） °）．使用したバルーン径は狭窄部の最小径の1．3倍 から5．0倍（平均±標準偏差3．1±0．94倍）であり，sin−

gle balloon法が24例， double balloon法が11例であっ

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図1 術後年数とPTAの効果の関係．術後3．5年以上経過するとPTAの効果は減少

 した．

た．PTA前後の心血管造影で，それぞれ肺動脈造影の 前後像または管球を頭側に傾けた造影の正面像を用い て，最狭窄部の最大直径と最小直径を測定した．主肺 動脈部と弁上狭窄に対しては，側面像においても同様 に径を測定し，正面像との平均値を用いた．最大（最 小）径の測定は肉眼的に最大（最小）と思われるコマ とその前後それぞれ3コマをシネアンギナプロジェク ターで，適宜，ズーミソグ機能にて拡大して計測し，

そのうちの最大値（最小値）を用い，同部位での1cm×

1cmのメタルグリッドを測定し補正した． PTA前の 最大直径と最小直径を用いて，伸縮率（％）を  〔（最大直径一最小直径）／平均直径〕×100   （平均直径＝（最大直径＋最小直径）／2）

として算出した11）．PTAの効果の指標としては拡大径

（mm），拡大比を以下のように算出し両方を用いた．

 拡大径＝PTA後の平均直径一PTA前の平均直径  拡大比＝PTA後の平均直径／PTA前の平均直後  統計値は平均±標準偏差で表示し，平均値の差の検 定にはStudentのt−testを用い，危険率5％で検定し

た．

      結  果

 1．術後年数とPTAの効果

 PTA施行時における術後年数とPTAの効果につ

いて図1に示した．拡大径および拡大比の平均値はそ れぞれ2．4±2．5mm，1．50±0．56であった．術後3．5年 未満では拡大径，拡大比が大きい例がみられるのに比

し，術後3．5年以上経過した症例では，全例，拡大径2．1

mm以下，拡大比1．3倍以下とPTAの効果は不良で

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図2 使用したバルーン径が狭窄部径の2〜4倍で  あった24例について，術後3．5年前後で2群に分け  PTAの効果を検討．術後3．5年以上経過すると有意  にPTAの効果は低下した．

あった．術後3．5年未満と以後の2群に分け，使用した バルーン径／狭窄部径比をみると，術後3．5年未満の群 では3．5±0．97，以後の群では2．6±0．65と有意の差が あるため，使用したバルーン径が狭窄部径の2倍から

4倍であった症例のみを対象とし，拡大径・拡大比を みてみても図2のように有意の差を認めた．なお，こ の時のバルーソ径／狭窄部径は，術後3．5年未満の群で 2．8±0．52，以後の群で2．8±0。46で有意差はなかった．

 2．拡大径・拡大比と圧較差の変化

平成5年10月1日

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図3 PTAによる肺動脈の拡大径2mm以上または  拡大比1．5倍以上であった群をAgroup，それ以外  の群をBgroupとし， PTA後の圧較差をPTA前  の圧較差に対する比であらわした．Agroupで有意  に圧較差は低下していた．

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図4 術後年数と伸縮率の関係．術後3．5年より伸縮率  は低下した．

 PTAによる肺動脈の拡大径2mm以上または拡大

比1．5倍以上であった場合を有効なPTAと定義した．

有効群をAgroup，それ以外の群をBgroupとし，

PTA後の圧較差をPTA前の圧較差に対する比であ

らわした（図3）．30例でPTA前後の圧較差が測定し てあり，Agroupが17例， B groupが13例であった．

Agroupの平均値は0．34±0．24で， B groupの0．65±

0．11に比較し，有意に圧較差は低下していた．

 3．術後年数と伸縮率

453−（63）

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図5 術後3．5年前後で2群に分け伸縮率を比較．術後  3．5年以上経過すると有意に伸縮率は低下した，

 全部位の伸縮率の平均値は8．0±6．5％であった．術 後年数と伸縮率の関係を図4に示した．伸縮率は経年 的に，特に術後3．5年を過ぎると低下していることが示 された．術後3．5年前後で2群に分け，伸縮率の平均値 を比較すると，図5のように術後3．5年以後の群で有意 に伸縮率は低かった．

 4．伸縮率とPTAの効果

 伸縮率とPTAの効果の関係について図6に示し

た．伸縮率が5％以下の症例では，PTAの効果は不良 である傾向があった．これに対し伸縮率5％以上の症 例では，拡大径2mm以上，拡大比1．5倍以上の有効例 が多く見られた．伸縮率5％以上で，拡大比1．5以下の

PTAの効果不良部位が7ヵ所存在した．伸縮率が

10．6％と21．2％と良好でありながら，PTAの効果が なかった肺動脈弁上狭窄の2例（A）は，ともに狭窄部 が弁輪に近くしかも弁輪が小さかった症例で，図7の ように弁輪でバルーンの拡大が障害されたため，効果 を得られなかった．伸縮率6．0％と13．2％の左肺動脈狭 窄の症例（B）は，図8のように長く砂時計上に狭窄し ていた症例で，バルーソはほぼ充分に拡大しているに もかかわらず，PTA後には再び同様の狭窄を示して いた．1例の左肺動脈狭窄ではもともとの肺動脈径が 大きかったため拡大比は低値を示したと考えられた が，他の2ヵ所に対するPTAの無効の理由は特にみ あたらなかった．伸縮率5％前後で2群に分け，使用 したバルーソ径／狭窄部径比みると，5％以下の群では 2．8±0．89，5％以上の群では3．4±0．90と有意ではな いものの差があるため，使用したバルーン径が狭窄部

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  伸縮率とPTAの効果の関係．伸縮率5％以下の場合にはPTAの効果は不良       小さい弁輪のためバルーンの拡大が障害された弁上狭窄例．B：長く 砂時計状に狭窄していた左肺動脈狭窄例．

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図7 左：拡大前，中：加圧中，右：拡大後，小さい弁輪（＊）よってバルーンの拡大が障害され，

 弁上狭窄（矢印）の拡大は得られなかった．

径の2倍から4倍であった症例のみを選択し，伸縮率 5％前後の2群で拡大径・拡大比の平均値をみると図 9のように有意に伸縮率の小さい症例でPTAの効果 は不良であった．この時のバルーン径／狭窄部径の平均 は，5％以下の群で2．7±0．54，5％以上の群で2．8±

0．44と有意差を認めなかった．

 5．pressure elastic modulusとPTAの効果  伸縮率は血管の性質のみではなく，その部位にかか

る脈圧にも依存する．しかし，狭窄部にかかる脈圧を 測定することは，実際上，不可能であり，狭窄部前後 の圧を測定しているのが現状である．また肺動脈弁上 狭窄においては，狭窄近位部直下に肺動脈弁があるた め狭窄部近位部の脈圧を測定しえない症例もある．狭 窄部近位部での脈圧を測定できた27部位で，この脈圧 とPTA前の最大径，最小径を用いて下記のように pressure elastic modulus（Ep）を計算し， PTAとの

平成5年10月1日 ^{455−（65）}

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図8 左：拡大前，中：加圧中，右二拡大後，長い砂時計状の左肺動脈狭窄（矢印）．バルーンは狭  窄径の約3倍まで拡大したが，加圧後にはPTA前と同様の狭窄を示した．

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図9 使用したバルーン径が狭窄部径の2〜4倍で  あった24例について，伸縮率5％前後で2群に分け  PTAの効果を比較．伸縮率5％以下の症例は有意  にPTAの効果は不良であった．

関係を図10に示した．

 Ep＝脈圧／（（最大直径一最小直径）／平均直径）

 横軸が大きくなれぽなるほど肺動脈に柔軟性が無い ことを示しており，柔軟性の低い症例ほどPTAの効 果が不良であることがわかる．

      考  案

 Jatene手術後の合併症として，肺動脈狭窄症は 10〜20％に発生する1ト5）．Jatene手術後の肺動脈狭窄 に対しては，PTAを第一選択治療としてきたが，当初 は他施設からの報告同様7）一一9），有効例は少なかった．そ の後，使用するバルーン径を狭窄部径の3倍以上と大 きくすることにより6）．有効症例は増加したが，3倍以 上のバルーソを使用しても十分な効果が得られない症 例は未だ存在した．本研究では，術後年数とPTAの有 効性の関係をみたが（図1），術後年数が3．5年を過ぎ るころより，PTAの効果は不良になるという結果を 得た．術後早期の症例にPTAを行う症例が増えた時 期と，大きなバルーンを使用するようになった時期が 一致したため，本研究ではバルーンの大きさの影響を 除く努力をした．図2のように使用したバルーンが狭 窄部最小径の2倍から4倍の症例のみを選択し検討し ても，術後3．5年前後では差を認め，手術からの期間が

長くなるにつれPTAの効果が減少していく原因に

は，狭窄部の血管や周囲組織の線維化の進行が考えら れた．Jatene手術後に合併する肺動脈狭窄に対する PTAの効果の諸報告（1〜9）を通覧すると，効果と 手術後年数との相関は解明されておらず，本研究によ

り手術後3．5年までは効果があることが初めて解明さ

れた．

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図10pressure elastic modulusとPTAの効果の関係，横軸大きいほど肺動脈に柔軟  性がないことを示し，PTAの効果は不良であった，

 血管の硬化度自体を表す係数には，stiffness param−

eterやpressure elastic modulus（Ep）などがある が12｝，狭窄部にかかる脈圧を測定することは困難であ り，狭窄部の血管の硬化度自体を表す係数を正確に算 出することは不可能と考えられる，臨床上，使用可能 なパラメーターとして本研究では伸縮率を計算した．

正常肺動脈の径は，血管壁の性状と肺動脈内圧の変化 にしたがって変化し，その伸縮率は約15％である．中 等度までの肺高血圧では伸縮率は変化しないが，高度 の肺高血圧合併症例では低下すると報告されてい る：1）12）．伸縮率と肺動脈組織所見の対比がなされた報 告はないが，肺高血圧時の中膜の肥厚が伸縮率の低下 の原因となっていると推測されている 1）．今回検討し た狭窄部の伸縮率は，ほとんどが15％以下であり，ま た，術後年数が長くなるにつれ伸縮率は低下しており，

PTAの効果は少なくなっていた．以上より，伸縮率の 低下は肺動脈及びその周囲組織の線維化の進行を表し ていると考えられた．伸縮率は，血管にかかる脈圧に も依存しているが，伸縮率だけでも肺動脈の線維化を 推測することは可能であると思われた．血管にかかる 脈圧の影響を補正する方法として，pressure elastic modulus（Ep）とPTAの関係も図10に示した．正常肺 動脈でのEpは1609／cm2で，肺高血圧症例では増加す

ると報告されている11）13）．今回のEpは狭窄部近位部 での脈圧と狭窄部径の変化から算出したが，伸展率の 結果とよく一致していた．Jatene手術後の肺動脈狭窄 を伸縮率とpressure elastic modulusを用いて解析し た報告は今までなく本研究が初めてである．これらの

指標はPTAの効果の有無を予知するのに役立つ意味 で臨床上重要である．

 以上のことから，Jatene手術後の肺動脈狭窄に対し てPTAを行う場合には，術後3．5年以下に施行するの が望ましいと考えられた．但し，術後3．5年以下でも伸 縮率の悪い症例でPTAの効果が不良である症例もみ られ，個々の症例での線維化の進行速度に差があるこ とが推測された．PTAを行える最短術後期間につい てはまだ不明であるが，充分な拡大が得られた場合に は内膜の断裂が起こる可能性が高く，あまりの早期の PTAは危険である．成功例の最短期間は，当科の経験 では8ヵ月であり，他施設からの報告ではZeeviらの

6ヵ月である7）．Rothmanらは直径2週に行った

PTAで肺動脈が破裂した経験から，術後2〜3ヵ月 は経て行うことを推奨している14）．

 伸縮率5％以上の症例でPTAの効果が不十分で

あった症例を検討すると，第1に狭窄が弁輪に近い場 合がある．この場合は弁輪の過伸展を予防する目的で 弁輪径の1．7倍以上のバルーンは用いないようにして いるので，バルーン径に起因する制約が生じる．第2 に狭窄部がバルーン拡大と共に拡張されても，バルー ソ縮小と共に肺動脈も再び縮小狭窄してしまう場合で ある．特に左肺動脈は，拡大した上行大動脈により圧 迫されることがあり，バルーン縮小に伴う再縮小の原 因となる．この様な狭窄に対する治療として，肺動脈 を拡大した状態に維持するステント15）の使用がある．

Jatene手術後の症例に使用した例は未だないが，今後 使用していきたいと考えている，

平成5年10月1日

       結  論

  1．Jatene手術後の肺動脈狭窄に対するPTAの効 果は経年的に不良となり，血管及びその周囲組織の線 維化の進行がその原因と思われた．

  2．血管線維化の指標として，伸縮率の測定は有用で あると思われた．

  3．PTAは，術後6ヵ月ごろより3．5年までの間に 行うと有効率が高まる．

 謝辞 本研究に対し，ご指導頂きました循環器小児科門 間和夫教授，循環器小児外科今井康晴教授，循環器小児科中 西敏雄助教授に深謝いたします．

       文  献

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Ball∞n Angioplasty for Pulmonary Stenosis after Arterial Switch Procesure        −Relation to％Change of Diameter at Stenosed Segment一

      Nobuo Momoi

Department of Pediatric Candiology， Heart Institute of Japan， Tokyo Women s Medical College

   Thirty five balloon angioplasty（BA）for pulmonary stenosis after arterial switch operation were performed in 24 patients with transposition of the great arteries． This study was designed to investigate the relationship between the distensibility of the stenosed segment and the effectiveness of BA． The distensibility of the stenosed segment of the pulmonary artery was determined by measuring Oro change in pulmonary diameter during cardiac cycle． We considered that if the tissue is stiff due to fibrosis， BAS may not be effective and tissue fibrosis may be estimated from the Oro change in diameter．

The success rate of BA performed in less than 3．5 years after operation was higher than that of BA performed more than 3．5 years after operation． The Oro change in pulmonary diameter during cardiac cycle decreased gradually， as the time passed after operation， especially 3．5 years after the operation．

In patients in whom the％change in diameter was more than 5％， BA was more effective than in patients in whom the value＜5％． The pressure elastic modulus， calculated from pulse pressure and diameter of stenosed segment， showed that angioplasty was more effective when the stenosed segment was more elastic． These data indicate that the cause of unsuccessful BA for pulmonary stenosis after arterial switch operation may result from the stiffness of the arterial wall and／or its surrounding tissue． In order to increase the success rate of BA， BA should be performed early after operation（in less than 3．5 years）．