心臓エコーの分析

ドップラースペクトル解析

房室弁を通る血流の拡張期ドップラースペクトルは、サンプルボリュームを弁尖の端近くの血流の中心に配置することによって記録されます。

サンプル量が心室に偏りすぎると、スペクトルでは拡張期早期の流入量の増加と心房成分の減少が示されます。

試験容積を正確に設定することで、房室弁の正常な「M字型」ドップラースペクトルが得られます。最初の高いピークは、弛緩した心室への拡張期早期流入を特徴づけ、E波（早期から）と呼ばれます。2番目のより小さなピークは心房の収縮によって引き起こされ、A波（心房から）と呼ばれます。

E波とA波のピーク速度は、E/A比の計算に用いられます。この速度比は年齢に依存し、若年者では高く、加齢とともに低下します。また、心拍数と心拍出量にも依存します。心拍数が増加すると、拡張期が短縮し、心室充満において心房収縮の役割が増大します。これはドップラースペクトルにおいてA波の増加として反映され、E/A比の低下をもたらします。弁に異常がない状態でE/A比が異常な場合、早期拡張期弛緩障害や心室コンプライアンスの低下など、心室拡張機能の障害を示しています。

左室流出路と大動脈

左室拡張期（LVOT）および大動脈弁を通る血流は、心尖側房室平面（apical lateral chamber plan）で最もよく描出されます。トランスデューサは、ビームが左室拡張期（LVOT）への血流と可能な限り平行になるように配置する必要があります。Bモード画像を取得した後、カラーモードをオンにして血流情報を提供します。収縮期には、通常、トランスデューサから左室拡張期（LVOT）へ、そして大動脈弁を通過する層流血流が観察されます。血流速度が高い場合、周波数シフトがナイキスト限界を超えると、画像がぼやけることがあります。

ドップラースペクトルを記録するには、サンプルボリュームを弁のすぐ後ろの大動脈内に置きます。大動脈からの正常なスペクトルは、大動脈の収縮期血流が層流で、その速度が急激に上昇・下降することを示しています。拡張期には、カラー画像でもドップラースペクトルでも、弁を通る逆流は検出されません。

速度の時間積分は、スペクトル曲線の積分、またはスペクトル曲線の下の面積です。これは面積測定法によって決定されます。Sは大動脈の灌流断面積を表し、円の面積の公式を用いて大動脈の直径を測定することで決定されます。半径は2乗されるため、測定におけるわずかな誤差でも結果に大きな誤差が生じる可能性があります。

右室流出路と肺動脈

左心室中隔欠損（LVOT）の血流は、大動脈根部レベルで胸骨傍短軸面における肺動脈幹を観察することで評価します。大動脈と同様に、方向はカラーモードで決定し、ドップラーサンプルボリュームは弁開放部のすぐ後ろの血流中心に設定します。スペクトルは大動脈の場合と類似していますが、ピーク速度は低くなります。

壁運動異常解析

自動分節運動解析（ASMA）は比較的新しい技術です。心臓収縮の異常を自動的に検出し、心臓壁上の位置と関連付けます。システムに内蔵された高解像度デジタルコンバーターを用いて、心拍周期中40msごとに心内膜輪郭を記録し、ディスプレイ上に色分けしてリアルタイムでマッピングします。分節壁収縮のカラー表示は、心拍周期を通してモニター上に表示され、新しい心拍周期の開始時に更新されます。

弁膜疾患

大動脈弁狭窄症

弁は肥厚し、著明な高エコーを呈し、その可動性は著しく制限されている。収縮期画像では、大動脈弁遠位の上行大動脈に乱流が認められる。同時に軽度の僧帽弁逆流も認められ、閉鎖した僧帽弁下方に小さなカラージェットが認められる。拡張期画像では、大動脈弁閉鎖不全の徴候として、左室拡張期（LVOT）における逆流（15秒）が認められる。患者は高齢女性で、重度の変性性大動脈弁狭窄症を呈している。ドップラー圧較差は65mmHgである。

人工弁

金属製の人工弁は高エコー信号を特徴とし、その下にある心房に反響アーチファクトと音響陰影を生じます。斜めに配置された弁板の左右には、心房から心室への血流の加速が見られます。

組織ドップラー超音波

組織ドップラーは、心臓壁の動きを、トランスデューサーから遠ざかる組織の動きを青色、トランスデューサーに近づく組織の動きを赤色で色分けすることで評価できる新しい技術です。これは、様々なフィルターを用いて実現されます。これにより、例えば冠動脈疾患において、身体活動やドブタミン投与などのストレスが血管の血流低下を引き起こし、結果として局所的な心筋機能不全を引き起こす場合など、異常な壁運動をより正確に検出できるようになります。安静時とストレステスト中の局所的な壁収縮を比較できるだけでなく、同時にストレス心エコー検査の様々な段階（例えば、異なるドブタミン注入速度）における心拍周期を評価することができます。

組織ドップラーは、心筋の縦方向収縮機能の解析にも使用できます。これは、早期心筋機能不全の感度の高いマーカーです。縦方向短縮は、右心室と左心室の自由壁および心室中隔にサンプル体積を置いた心尖四腔面で最もよく検出されます。

批判的評価

心エコー検査への関心は、その非侵襲性、いつでも実施可能で、必要に応じて何度でも繰り返し実施できることに起因しています。現在、心エコー検査は心臓の解剖と機能に関する包括的な情報を提供します。外来診療、救急診療、さらには手術室でも使用できます。この応用範囲は、音響窓の狭さ、肥満、または肺気腫の存在などにより、すべての患者に心エコー検査を実施できないという事実によってのみ制限されています。ハーモニックイメージングなどの新しい技術を用いることで、画像品質を大幅に向上させることができます。また、超音波造影剤を用いることで、心臓壁の可視化も改善されます。

心臓の全ての構造（例えば、冠動脈や肺動脈の末梢枝）は、心エコー検査では適切に評価できない場合があります。これらの血管については、血管造影、CT、MRIといった他の検査が必要です。一方で、心エコー検査は、他の検査法を用いた心疾患の複雑な診断において、追加の機能情報を提供することができます。

心エコー検査の最近の進歩。

心臓構造の評価に、心エコー画像のリアルタイム 3 次元処理が利用できるようになりました。

パワードップラーモードの心エコー検査を使用すると、左右の冠状動脈の近位部だけでなく、冠状動脈内の血流を評価することができます。

壁収縮の色彩評価は、機能異常部位の検出を容易にします。心筋の伸展性は心収縮とは独立して評価できます。この場合、収縮期短縮および拡張期延長という形で心筋変形の兆候を検出できます。これらのデータにより、心筋の全体的および局所的な機能を評価することができます。

心臓の形態と機能を非侵襲的に評価するための心エコー検査の潜在能力がさらに向上することが期待されます。

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