Original Article
Normal Values of Echocardiographic Measurements. A Population-Based Study
Paulo Roberto Schvartzman, Flávio Danni Fuchs, Alex Gules Mello, Maikel Coli, Mario Schvartzman, Leila Beltrami Moreira
Porto Alegre, RS – Brazil
目的：Porto Alegreの都市部に住む健康な成人の集団サンプルにおける、心エコー図の測定値と左心室の質量を記述すること。
方法：分析的、観察的、人口ベースの横断的研究を行った。 多段階の確率サンプルを用いて114名を抽出し、Mモードおよびカラードップラー付き2次元心エコー図を実施した。 分析対象は健康な参加者に限定した。 心エコー図の測定値は、平均値、標準偏差、95パーセンタイル、95％信頼限界で表した。
結果：合計100名の健康な参加者は、元の集団と同様のいくつかの特徴を持ち、完全で信頼できる心エコー検査を受けた。 大動脈、左心房、心室間隙、収縮期と拡張期の左心室、左後壁、左心室質量の測定値は、体表面積や身長で調整してもしなくても、男性の方が有意に高かった。 右心室の大きさは男女間で同様であった。 心エコー図のいくつかの項目は標準的な正常範囲内であった。 心室中隔、左後壁、左心室の質量、大動脈の寸法は、平均値と範囲が基準値よりも低かった。
結論：今回の調査で得られた心室間隙、左後壁、左心室質量の測定値の平均値と分布の推定値は、国際的な文献で示され、正常範囲として受け入れられている値よりも低かった。
キーワード：心エコー図、正常値
教科書1に掲載されている心エコー図の正常値は不均一で、時に矛盾しています。 これらの値は、心疾患が疑われ、その後確認されなかった人を対象としたオリジナルの研究に基づいている2,3。 これらの人々は、心エコー検査で検出可能な心血管疾患がないかもしれませんが、正常な集団を代表しているわけではありません。 他の研究では、サンプルの出所を示していなかったり、患者の家族や病院の従業員を使って正常値を決定している4。
集団の心エコー図の正常値は、無作為に抽出されたサンプルから得られるべきで、入院していて無症状の人は対象外です。 ブラジルでは、心血管疾患のない成人の代表的なサンプルを用いたこのような研究は行われていません。 国際的な文献には、寸法、機能、および左心室質量の正常値に関する研究がある。 しかし、他国で得られた値はブラジルでは適用できないかもしれない1,5。 したがって、心血管疾患のないブラジル国民で、地域の民族的・社会的構成を代表する人たちの心エコー図の正常値を確立することは、科学的に重要な意味を持っています。
この研究では、Porto Alegre市に住む成人の代表的なサンプルで得られた心エコー図データを紹介します。
方法
分析的、観察的、人口ベースの横断的研究を行った。 比例無作為化のプロセスは、1991年の国勢調査に関連するIBGEのデータに基づいて、複数の段階と複合体で行われました。 対象者は、18歳以上で、選択した住居に住んでいることが条件となりました。 選ばれた1,219人のうち、無作為に選ばれたサブサンプルにMモードおよびカラードップラー付き2次元心エコー検査を実施しました。
まず、調査対象者の10％を選び、さらに10％を未受診者の代わりに選び、合計132名を抽出しました。 このうち75人が評価対象となり、これは適格な調査対象者の57％に相当します。 計画されたサンプルサイズを完成させ、欠席者の代役を務めるために、欠席者と同じ部門から57人の参加者が無作為に選ばれ、そのうち39人（68％）が出席しました。 最終的なサンプルサイズは114人となりました。 1回目と2回目の接触では、手紙による招待、電話、家庭訪問と順に行い、常に費用を負担した。 分析は健康な参加者に限定し、特に心血管系の病変については、病歴と身体検査で除外しました。 さらに、心臓超音波検査で弁膜症を除外しました。 また、高血圧や心血管治療薬の使用歴のある患者はいませんでした。
サンプルサイズは、測定精度の推定値に基づいて算出されました。したがって、調査母集団のパラメータに限定した信頼性の高い信頼区間を持つ、十分な数の成人を調査することが期待されました。 しっかりとした背景（コミュニティの代表的なサンプリングの研究）がないため，系統的なサンプルを用いた研究で提示された測定値の平均値と分散の記述を利用しました。 これらの研究の多くは、約100人のサンプルにおけるパラメータや関連性を記述しており、この数は今回の調査では運用上、満たすことが可能な数でした。
カラードップラー付きのMモードおよび2次元心エコーは、左側臥位で、3.5 MHzのトランスデューサを搭載したna Aloka model 870を使用し、心電図リードの登録も同時に行った。 各心エコーパラメータについて，呼気終了時に連続した3つの測定値を取得し，これら3つの測定値の平均値を最終パラメータとした。 すべての患者において，心臓の長軸方向の画像を使用した。 心エコー図の測定はすべて，米国心エコー図学会（American Society of Echocardiography）6が定めた基準と，Devereuxら7が提案した推奨事項に基づいて行われた。
大動脈、左心房、心室間隔、後壁の厚さ、収縮期と拡張期の左心室、右心室を評価した。 左心室の収縮期の寸法を測定するために、拡張期の終わりに測定値を得るための領域としてQRSコンプレックスの始まり（最初の偏向）を使用し、中隔の動きの最大のインカージョンを測定した6。 空洞と壁の厚さは、僧帽弁和音6のレベルで測定した。
左心室質量は、Devereuxら7の式を用いて算出した：
左心室質量（g）=0.80x+0.6 ここで、SEDは拡張末期の心室中隔厚、LVEDは左心室の拡張末期径、PWEDは拡張末期の後壁厚である。 体重（キログラム）、身長（センチメートル）、体格指数（キログラム・平方メートル）、体表面積（体重0.425×身長0.725×72.84/10,000の計算式で算出）を求めた。 また、アルコール摂取量や社会経済レベルなどの追加データは、標準化された質問票によって収集されました。
本研究におけるパラメータは、平均値と分布の推定値（標準偏差と95％の信頼区間）で記述されました。 分析は、全サンプルおよび性別で層別して行いました。 P値は、Pが5％未満であれば統計的に有意であると仮定して示した。
結果
当初のサンプルは、性別・年齢の分布やその他の代表的な人口統計学的特性がPorto Alegreの人口と類似していました。
114人中100人の心エコー図が、心血管疾患や臨床的に明らかなその他の障害のない参加者に対して行われました。 52名（52％）が女性で、17名（17％）がアフリカ系であることを申告しました。 39名（39％）の参加者は喫煙者で、1日の消費量は14.6±13.9本、11名（11％）は元喫煙者、50名（50％）は喫煙経験がありませんでした。
性別で層別した調査対象者の特徴を表Iに示します。 年齢、肥満度、収縮期および拡張期の血圧は、男女ともに同様であった。 身長、体表面積、体重、心拍数、飲酒量、在学年数は、男性のほうが有意に高かった。 心拍数は女性の方が有意に高かった。
観察者間のばらつきを評価するために、別の心エコーグラファーが11人の患者で行われた測定を評価した。 両者の測定値の平均値は、分析されたすべての変数において5％以下のばらつきを示した。
心エコー図の測定値は、性別に応じて、体表面積と身長で補正した左心室質量の値を含めて、表IIに示されている。 大動脈、左心房、心室間中隔、収縮期および拡張期の左心室、後壁、および補正したかどうかにかかわらず、左心室質量の寸法は、男性のほうが有意に高かった。 右心室の寸法は両性具有で同様であった。
心エコー図のパラメーターの5%と95%の値を表IIIに示した。
白人参加者の左心室質量は121.5±34.4g、黒人参加者は124.2±33.6gであった（P=0.77）。 身長や体表面積で補正した心室質量は、白人と黒人で統計的な差はなかった。
左心室質量は、絶対値でも、身長や体表面積で補正した値でも、現在喫煙している人、以前喫煙していた人、喫煙経験のない参加者の間で、統計的に有意な差は見られなかった。
考察
正常値の定義を目的とした研究では、母集団の由来やサンプリング基準を記述する必要があります。 心エコー図の正常値の参考研究の絶対多数は、この情報を提示していない。 心エコー図の基準値は、対象となるパラメータに臨床的に関連する心血管疾患やその他の疾患を持たない住民の代表的な集団サンプルに由来するものでなければならない。 多くの研究では、調査対象となる集団の由来を明記していなかったり、患者の親族、従業員、心エコー図が正常と解釈された人を使用したりしています2-4,8,9。 この調査では、ポルトアレグレの成人住民が同等の確率で選ばれているため、本研究のサンプリング基準は、文献に報告されているほとんどの研究とは異なるものとなっている。
欠席した一部の候補者を代理で選出したことの影響は、直接的には判断できませんでした。 最初の招待では欠席者の数が比較的少なかったこと、代理の人たちが同じ地理的地域と社会経済的レベルから採用されたことを考慮すると、選択バイアスは発生しなかったと考えられます。 このサンプルサイズでは、計算された95%信頼区間からもわかるように、心エコーのパラメータのばらつきが小さかったのです。
許容できる心エコー画像を得るのに困難があったのは、参加者の5％で、彼らは除外されました。 Savageら10は、フラミンガム研究に参加した17〜90歳の男女6,148人を対象に、画像の質を調査しました。 著者らは80％の症例で解釈可能な画像を得ることができ、若い患者では97％に達した。 肥満、肺活量の低下、および心血管疾患は、患者の年齢とは無関係に、心エコー図が受け入れられないことと関連していた。
本研究における2人の読影者間のばらつきを分析したところ、左心室の寸法と機能について測定値に有意な差がないことが示されました。 結果の分散は、文献で確立された正常範囲内である11。
本研究で観察された心エコー図のパラメーターと文献に記載されているパラメーターとの違いは、例えば、中隔と後壁の厚さや大動脈の寸法など、広範囲にわたっています。 中隔と後壁の測定により、体表面積や身長で補正してもしなくても、左心室質量も基準値より小さくなっていた。 正常値は、95パーセンタイルで定義された心室間隙と後壁が1.0cmであるのに対し、教科書には1.1cmと記載されている。 今回の研究で見られたこれらのパラメータの平均値も、文献に記載されているものとは異なっていた2,3,5,8,9,12。 正規性の定義に95%信頼区間を用いた場合、その差はより大きくなる。 その他の心エコー図の測定値は、国際的な文献2-5,8,9,12に示されている正常値の範囲内であった。 少なくとも1つのブラジルの研究では、病院の従業員32人をサンプルとして、我々の研究と同様の数値が示されている。 この違いのいくつかは、左心室質量の推定に適用された計算式の違いによるものと思われる。 その研究では、頭頂部の厚さの心内膜面を除外し、この厚さを空洞の寸法に含めたPenn法が用いられていた。 アメリカ心エコー学会では、測定には最も外側のエコー（前縁から前縁）を使用することを推奨している6。 しかし、この方法では、剖検時のものと比較して、左心室の質量を系統的に過大評価してしまう。 そのため、死後の解剖学的研究から得られた係数で結果を補正する必要があります7。
この推論は、エコー装置ごとに異なる計算式で得られた左心室質量の値と、今回の研究で得られた値との間の不一致の一部を説明することができます。 例えば、本研究で使用された装置では、左心室質量算出にPenn法が用いられていました。
異なる計算式を使用しているにもかかわらず、説明のつかない違いが続いています。 唯一一貫しているのは、無作為化の基準、または、検査が専門技術を用いて国際的な勧告に従って行われたと仮定した場合の研究集団からの基準です6。 ポルトアレグレの住民の民族的構成は、ヨーロッパや北米の国々と似ているので、最初の説明はより合理的である。 人体組成の違いは、前述の寸法の絶対的な違いを説明するだけである。
大動脈の寸法が小さいことも、文献に報告されている値と比較して顕著でした。 繰り返しになりますが、サンプリング基準の違いが、私たちの研究で得られた値と国際的な教科書に記載されている値との間の不一致を説明する最善の方法です。
結論として、本研究で得られた知見は、Porto Alegre都市部の成人において、心室間隙、後壁、左心室質量の寸法の平均値および正常限界として慣習的に受け入れられている正規分布は、参考文献に示されている値よりも低く、左心室質量は、体格変数を補正してもしなくても、男性の方が大きいということを結論付けています。 これらの所見が臨床に及ぼす影響は、例えば、高血圧患者のリスク層別化のように明らかである。
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