はじめに
大動脈弁狭窄症は後天性弁膜症の中で最も多く、弁置換手術を必要とするケースが最も多い疾患です1。これらの患者に対して、2次元経胸壁心エコー図(TTE)およびドップラー心エコー図の評価は、心臓弁膜症の重症度、その管理および予後を決定する上で重要な役割を果たします2。
心エコー検査では、駆出率が保たれているにもかかわらず、大動脈弁面積(AVA)
cm2と低い経弁腔的勾配が認められるのが普通です3。 しかし、最近の前向き研究では、大動脈弁狭窄症と同等の予後を示す可能性があることが報告されており、従来の診断方法では大動脈弁狭窄症の重症度を誤って分類していたことが示唆されています6。
三次元(3D)心エコー法は、大動脈弁狭窄症の診断7やその治療のモニタリングに有用であることが証明されています8。また、三次元経食道心エコー法(3D-TOE)によるプラニメトリーによるAVAの評価が可能であることも実証されています。 その結果は、TTEを用いて算出された測定値と一致していた9。 3D-TOEを用いた弁平面測定は、連続式で推定されたAVAとドップラー心エコーで得られた勾配との間に不一致があることが経胸壁検査で判明した場合に、大動脈弁膜症の重症度を確認するための有用な診断ツールとなりうる。
本研究の目的は,重度の大動脈弁狭窄症と低勾配で心室機能が正常な患者において,TTEを用いて連続式で得られたAVAと3D-TOE planimetryで得られたAVAとの一致を評価し,この疾患の存在を立証することである。
METHODDesign, Patients, and Ethical Considerations
2009年9月から2012年6月の間に、大動脈弁狭窄症の評価のために基準施設に転院した連続した患者を対象とした記述的、横断的研究。 AVA
cm2と定義された重度の大動脈弁狭窄症の患者を抽出した。 そのサンプルの中から、平均大動脈勾配mmHgと左室駆出率≧50%を呈する患者を選んだ。 本研究のプロトコールは,2009年7月27日に当センターの臨床研究倫理委員会で審査・承認された。 経胸壁心エコー図<p>TTEは,iE33超音波診断装置(Philips Medical Systems;Andover, Massachusetts, United States)を用いて,S5-2セクター・プローブ(帯域幅5~1MHZ)で行った。 経験豊富な心臓専門医が、現行の推奨事項10に従って標準化された試験を実施し、最大の経胸壁速度が得られるようにすべてのビュー(先端部、肋骨下、胸骨上、右胸骨)を使用した。 血圧測定は試験中に記録された。 得られた画像は画像管理用の専用システム(Xcelera, Philips Medical Systems)で保存・処理され、AVAは連続式で算出された10。心室-動脈間の閉塞はBriandらの方法に基づいて算出された11。 プロポフォールによる鎮静はエコーグラファーの判断で行われた。
手技中は血圧がモニターされ、記録された。 3D-TOEはiE33超音波診断装置(フィリップスメディカルシステムズ)でX7-2tトランスデューサを用いて行われた。 大動脈弁と左心室流出路(LVOT)の錐体外路のリアルタイム画像(Live 3D®)が得られた。 撮像周波数を20Hz以上にするために,撮像領域の角度と深さを小さくした。 得られた画像は,大動脈弁を中心に,30°から45°の間の短軸方向から,バイプラナーモード(x-Plane®)を用いて,弁尖のレベルで弁の開口部が得られるようにした(図1)。
Live 3D®法で撮影した大動脈弁の画像をQ-Lab®で処理した結果。 パネルA、B、Cは多面的な再構成を示しています。 パネルAには、大動脈弁面積のプラニメトリーを行った大動脈尖レベルの横方向の平面が含まれている(この場合、0.45cm2)。 パネルBは、大動脈弁尖の横方向の平面を選択するために使用した縦方向の平面を示しています。 パネルDは、前尖部に線維性ラペを有する二尖性大動脈弁の三次元画像である。
画像の後処理は、XceleraのワークステーションでQ-Lab®ソフトウェア(Philips Medical Systems社)を使用して行いました。 この画像管理ソフトウェアでは、以前に得られたピラミッドボリュームの任意のウィンドウを再構築することができます。 3D画像では,弁の開度が最も大きくなる心周期の段階を選択した。 このフレームで多面的な再構成を行い,大動脈半月弁に垂直な視野を得て,必要に応じて向きを変え,弁尖のレベルで弁開口部領域を可視化した(Fig.1)。 同様に、LVOT領域のプラニメトリーを行い、連続式に含めて、混合法でAVAを算出した。
データ処理と統計解析
計算は3心周期後(心房細動中の場合は5非極端な周期)に行った。
連続変数の正規分布は、Kolmogorov-Smirnov検定(Lilliefors補正)を用いて評価した。 各変数は、比率、平均値(標準偏差)、中央値のいずれかで表した。 中央推定値同士の比較は,Student t 検定または chi-square 検定を用いて行った。 測定値の信頼性は,クラス内相関係数12 と Bland-Altman プロット13 で評価した。Kappa 係数を用いて,検討した方法による弁膜の狭窄度の分類を比較した。 Kappa係数を用いて、各手法による弁膜症の重症度分類を比較した。差は、両辺の値がP14のとき、統計的に有意であるとした。 そのうち63人(29.7%)は、低勾配で心室機能が正常な重症大動脈弁狭窄症の基準を満たしていた(図2)。 2人の患者では、弁の石灰化が進んでいたために弁開口部を正確に確認することができず、3D-TOEプラニメトリーを行うことができなかった。 したがって,最終的には61名の患者を対象とし,その特徴を表1に示した。
本試験対象の全61名の患者の特徴を示したもの。
女性 | 29 (47.5) |
年齢 (年) | 77.2±8. |
BSA, m2 | 1.76±0.17 |
心房細動の患者 | 22 (36.1) |
心拍数, bpm | 73.6±16.6 |
SBP, mmHg* | 135.1±24.6 |
DBP, mmHg* | 71.9±12.8 |
LVEF, %* | 62.82±6.98 |
VTI1, cm* | 19.87±6.17 |
収縮期容積指数、mL/m2* | 32.5±9.9 |
最大大動脈勾配、mmHg* | 50.14±13.40 |
中大動脈勾配、mmHg* | 29.3±7.2 |
LVOT diameter, TTE, mm* | 19.4±2.3 |
LVOT area, TTE, cm2* | 2.99±0.71 |
LVOT area, 3D-TOE, cm2* | 3.40±0.97 |
AVA TTE, cm2* | 0.74±0.16 |
AVA 3D-TOE, cm2* | 0.75±0.20 |
Z, mmHg/mL/m2* | 5.40±1.83 |
3D-TOE, 3次元経食道心エコー図; AF, 心房細動; AVA, 大動脈弁面積。 BSA(体表面積)、DBP(拡張期血圧)、LVEF(左心室駆出率)、LVOT(左心室流出路)、SBP(収縮期血圧)、TTE(経胸壁心エコー図)、VTI1: VTI1:前庭速度-時間積分、Z:心室動脈インピーダンス。
データは、no.
3D-TOE中に測定された。
Concordance Study
3D-TOE再構成を用いたAVA planimetryにより、52例(85.2%)で重度の狭窄(AVA
cm2)の存在が確認された。 TTEと3D-TOEのクラス内相関係数は、0.505(95%信頼区間、0.290-0.671;PFigure 3)であった。 2つの方法の平均差は0.003cm2で、3D-TOEの測定値の方がわずかに高かった(95%CI, -0.353 to 0.359)。
A:三次元経食道心エコー法と経胸壁心エコー法による大動脈弁面積の測定値のグラフィック分散。 B: 三次元経食道心エコー法と経胸壁心エコー法による大動脈弁面積の測定値の一致を示すBland-Altman13プロット。 2つの方法の平均差はy-x=0.003(95%信頼区間、-0.353~0.359)であった。 3D-TOEは3次元経食道心エコー図,TTEは経胸壁心エコー図。
Misclassified Groupの説明
9名(14.7%)の患者では、3D-TOEによるAVA評価で1cm2以上の大きさが確認された。 これらの患者は体表面積が大きかった。 そのうち1人だけが心房細動を患っており、適切な分類を受けた患者よりもLVとLVOTが大きかった。 TTEによるAVAも、正しく分類された患者よりも大きかった。 分析した変数の比較を表2に示す。
大動脈重症度の分類における2つの方法の一致度による患者間の差を示す。
Concordant classification (n=52) | Discordant classification (n=9) | P | |
Age, 年 | 77.9±8.5 | 73.1±8.9 | .125 |
男性 | 23 (44.2) | 9 (100) | .001* |
BSA, m2 | 1.74±0.16 | 1.90±0.18 | .024 |
心房細動の患者 | 21 (40.3) | 1 (11.1) | .090* |
鎮静剤の使用 | 34 (65.4) | 5 (55.5) | .138* |
Tdd LV, mm | 41.9±5.4 | 51.6±9.3 | |
Tdv LV, mL | 67.4±25.5 | 103.8±36.1 | |
LVEF, % | 63.2±6.6 | 60.5±8.6 | .296 |
LVOTD | 19.1±2.1 | 21.8±2.2 | .001 |
SVI, mL/m2 | 31.6±9.8 | 38.3±9.8 | .065 |
Medium gradient, mmHg | 29.2±7.4 | 29.8±5.8 | .811 |
AVA TTE, cm2 | 0.72±0.16 | 0.86±0.08 | .024 |
AVA 3D-TOE, cm2 | 0.69±0.15 | 1.08±0.05 | |
Z, mmHg/mL/m2 | 5.50±1.90 | 4.46±0.63 | .194 |
3D-TOE, 3次元経食道心エコー図; AF, 心房細動; AVA, 大動脈弁面積; BSA, 体表面積; LV, 左心室。 LVEF(左心室駆出率)、LVOTD(左心室流出路径)、SVI(収縮期容積指数)、Tdd(拡張期末期径)、Tdv(収縮期末期容積)、TTE(経胸壁心エコー図)、Z(心室動脈インピーダンス)。
データは、no.
比較はStudent t-testとchi-square testで行った。
3D-TOEで得られたLVOT面積を連続式に用いたところ、得られたAVAは>1cm2であり、中等度の狭窄と再分類された9例があった。
考察
この記述的研究は、我々の研究参加者の30%に見られた逆説的な低勾配の重症大動脈弁狭窄症が実際に存在することを示している。 また、3D-TOEで評価された患者の85.2%でそのように確認された。 過去の研究では、3D-TOE画像を用いたAVAのプラニメトリーでも、解剖学的基準に従った真の大動脈弁狭窄症の存在が確認されている2,10。 我々の研究では、TTEと3D-TOEの一致度は中程度であり、クラス内相関係数は、以前に大動脈弁狭窄症患者の研究で報告されたものよりも低かった9。 TTEでAVAが過小評価されている患者(我々のシリーズでは15%)が含まれているため、結果はより選択性の低い集団で報告されたものよりも低くなっているのである。 しかし、我々の結果は、2つの方法に大きな違いはなかった。 Bland-Altmanプロット分析では、推定値の平均差はほぼ同じであったが、3D-TOE測定値は0.003cm2 (95%CI, -0.353 to 0.359)とわずかに高かった。
Misclassified Group
評価した患者のうち9人で、患部の弁の重症度が3D-TOE planimetryで確認できなかった。 これは誤判定の原因を明らかにするには不十分な症例数であると考えられる。 それにもかかわらず、これらの患者は体表面積、LV、LVOTの測定値が大きかった。 心房細動があったのは1人だけで、収縮末期容積指数はわずかに高かったが、一致した群と比較して統計的な有意差はなかった。 これらの患者のほとんどは、TTE>で0.8cm2のAVAを呈していた。 図3に示すように、TTEで0.75cm2のAVAを呈した1人の患者だけが、後に3D-TOEでAVA>1cm2を呈した。
LVOT測定の潜在的な誤差は弁膜症の定量化のためのガイドラインで指摘されており10、いくつかの研究では誤分類の原因となっていると疑われている6。 本研究では、3D-TOEで評価したLVOT面積を用いることで、AVA>1cm2を有する中等度レベルの患者の再分類が可能となった。 しかし、3D-TOEの所見を用いても患者は誤分類されたため、Kappa係数はあまり良くなかった(0.28)。
組み入れ基準の設計上、誤分類された患者群は、大動脈弁狭窄症の重症度が低下した場合にのみ説明できる。
限界
本研究では、AVAを推定するための参照基準がありません。 臨床上の基準はTTEとcontinuity equation2,10であるが、この方法には矛盾現象3があり、それこそが我々が調査しようとしたことである。 我々は、独立したドップラーとLVOT測定の戦略を用いてAVAを定量化する、実現可能な方法を選択した。 しかし,3D-TOEには,その空間的・時間的分解能を含む重要な制限がある。 撮像周波数が20Hzで心拍数が70bpm程度の場合、心収縮時に6〜7枚の画像を得ることができる。 一般的には、5~6枚目のフレームで最大の弁膜開大を撮影します。
プロポフォールで鎮静化することで、徹底的に探索することができ、患者さんもより快適に過ごすことができます。 プロポフォールの収縮性や動脈緊張への影響が指摘されているが20、いずれの群の患者を再分類してもプロポフォールの使用に関連した差は見られなかったので、結果には影響していないと思われる。
一部の患者では、広範囲の石灰化、特に根の後面や後尖にある石灰化の存在により、開口部の評価ができませんでした。
患者の登録は連続して行われましたが、過去に重度の狭窄があった患者のみを対象としたため、リファラル・バイアスの可能性があります。 つまり、サンプルが一般の人々を代表していない可能性があるということです。
CONCLUSIONS
パラドキシカルな低勾配にもかかわらず重度の大動脈狭窄が存在することは、3D-TOEで評価された症例の85%で確認されている。
CONFLICTS OF INTEREST
宣言はありません。