心臓弁

心臓弁
心臓の弁が動いている様子。この画像では心臓の前壁が取り除かれています。
詳細
システム	心臓血管
識別子
メッシュ	D006351
ＦＭＡ	7110
解剖学用語 [Wikidataで編集]

エミリーの鼓動

健康な 16 歳の少女の心臓弁が閉じる音。聴診器は三尖弁の領域に当てられています。

---

このファイルの再生に問題がありますか?メディアヘルプを参照してください。

心臓弁は、心臓の各心腔を血液が一方向に流れるようにする生物学的な一方向弁です。哺乳類の心臓には通常4つの弁があります。これらの弁が組み合わさって、心臓を通る血液の方向が決まります。心臓弁は、両側の血圧の差によって開閉します。 ^{[1] [2] [3]}

哺乳類の心臓には、上部心房と下部心室を分ける2 つの房室弁があります。左心房には僧帽弁、右心房には三尖弁です。2 つの半月弁は、心臓から出る動脈の入り口にあります。これらは、大動脈にある大動脈弁と肺動脈にある肺動脈弁です。

心臓には冠状静脈洞弁と下大静脈弁もありますが、ここでは説明しません。

心臓弁と心室は心内膜で覆われています。心臓弁は心房と心室、または心室と血管を隔てています。心臓弁は心臓骨格の線維輪の周囲に位置しています。弁には、ダックビル弁やフラッター弁に似た弁尖または弁尖と呼ばれるひだがあり、血液が流れるように押すと開き、その後閉じて密閉し逆流を防止します。僧帽弁には2 つの弁尖があり、他の弁には 3 つの弁尖があります。弁尖の先端には結節​​があり、密閉性を高めています。

肺動脈弁には左尖、右尖、前尖があります。^[4]大動脈弁には左尖、右尖、後尖があります。^[5]三尖弁には前尖、後尖、中隔尖があり、僧帽弁には前尖と後尖のみがあります。

人間の心臓の弁は2つのグループに分けられます: ^[6]

• 心室から心房への血液の逆流を防ぐ 2 つの房室弁:
  • 三尖弁または右房室弁、右心房と右心室の間にある
  • 左心房と左心室の間にある僧帽弁または二尖弁
• 心室への血液の逆流を防ぐための 2 つの半月弁:
  • 肺動脈弁は右心室と肺動脈幹の間の開口部に位置する。
  • 大動脈弁は、左心室と大動脈の間の開口部にあります。

房室弁は僧帽弁と三尖弁で、心房と心室の間に位置し、収縮期に心室から心房への逆流を防ぎます。これらは腱索によって心室の壁に固定されており、反転を防止します。

腱索は、弁をしっかりと保持するために張力を発生させる乳頭筋に付着しています。乳頭筋と腱索は合わせて弁下装置として知られています。弁下装置の機能は、弁が閉じるときに心房内に脱出しないようにすることです。 ^[7]ただし、弁下装置は弁の開閉には影響しません。これは完全に弁全体の圧力勾配によって引き起こされます。ただし、弁尖自由縁に腱索が特別に挿入されているため、腱索の厚さの違いに応じて収縮期の応力が分散されます。^[8]

AV弁の閉鎖は、心音の第一音（ S1）である「ルブ」として聞こえます。SL弁の閉鎖は、心音の第二音（S2） である「ドブ」として聞こえます。

僧帽弁は、 2 つの弁葉または尖を含むため、二尖弁とも呼ばれます。僧帽弁は、司教のミトラ(帽子の一種) に似ていることからその名前が付けられました。僧帽弁は心臓の左側にあり、血液が左心房から左心室に流れるのを可能にします。

拡張期には、正常に機能している僧帽弁は、左心房が血液で満たされるにつれて圧力が上昇する（前負荷）ため開きます。心房圧が左心室圧を超えて上昇すると、僧帽弁が開きます。開くことで、左心室への受動的な血液の流れが促進されます。拡張期は心房収縮で終了し、左心房から左心室に移される最後の 30% の血液が駆出されます。この血液量は拡張期終末容積（EDV）と呼ばれ、心房収縮の終了時に僧帽弁が閉じて、血流の逆流を防ぎます。

三尖弁は3枚の弁葉または尖を持ち、心臓の右側にあります。右心房と右心室の間にあり、両者の間の血液の逆流を止めます。

大動脈弁と肺動脈弁は、それぞれ大動脈と肺動脈幹の基部にあります。これらは「半月弁」とも呼ばれます。これら 2 つの動脈は心室から血液を受け取り、半月弁は血液が動脈に押し込まれるようにし、動脈から心室への逆流を防ぎます。これらの弁には腱索がなく、房室弁よりも静脈の弁に似ています。半月弁が閉じると、第二心音が鳴ります。

3 つの弁尖を持つ大動脈弁は、左心室と大動脈の間にあります。心室収縮期には左心室の圧力が上昇し、大動脈の圧力よりも高くなると大動脈弁が開き、血液が左心室から大動脈に流れ出ます。心室収縮期が終了すると、左心室の圧力が急速に低下し、大動脈の圧力によって大動脈弁が閉じます。大動脈弁の閉鎖は、第 2 心音の A2 成分に寄与します。

肺動脈弁（肺動脈弁とも呼ばれる）は、右心室と肺動脈の間にあり、3つの弁尖を持っています。大動脈弁と同様に、肺動脈弁は、右心室の圧力が肺動脈の圧力よりも高くなる心室収縮期に開きます。心室収縮期の終わりに右心室の圧力が急速に低下すると、肺動脈の圧力によって肺動脈弁が閉じます。肺動脈弁の閉鎖によって、第二心音のP2成分が聞こえます。右心は低圧システムであるため、第二心音のP2成分は通常、第二心音のA2成分よりも小さくなります。ただし、若い人の中には、吸入時に両方の成分が分離して聞こえることがありますが、これは生理的に正常です。

発達中の心臓では、心房と心室の間の弁である二尖弁と三尖弁が房室管の両側に発達します。^{[9]心室基部の上方拡張により、管は心室腔に陥入します。陥入した縁は、房室弁の側方弁の原基を形成します。中隔弁と中隔弁は、}中隔の下方拡張から発達します。

半月弁（肺弁と大動脈弁）は、大動脈幹の心臓端にある4つの肥厚部から形成されます。^{[9]これらの肥厚部は}心内膜クッションと呼ばれます。^[要出典]大動脈幹は、もともと胎児の心臓からの単一の流出路であり、後に上行大動脈と肺動脈幹に分割されます。分割される前に、4つの肥厚が発生します。前部、後部、および2つの側方の肥厚があります。後に上行大動脈と肺管になる部分の間には隔壁が形成され始めます。隔壁が形成されると、2つの側方の肥厚部が分割され、上行大動脈と肺動脈幹にはそれぞれ3つの肥厚部（前部または後部、および側方の肥厚の半分ずつ）ができます。この肥厚部は、半月弁の3つの尖端の起源です。弁は、9週目までに独特の構造として目に見えるようになります。弁が成熟するにつれて、外側の血管が螺旋状に回転するにつれて、弁もわずかに回転し、心臓にわずかに近づきます。^[9]

一般的に、心臓弁の動きは、血圧、心膜液、外部荷重の境界条件を制約条件として、ナビエ・ストークス方程式を使用して決定されます。心臓弁の動きは、左心室と右心室から大動脈と肺への血液の排出の流体力学を決定する際に、ナビエ・ストークス方程式の境界条件として使用されます。

開いたバルブの圧力と流量の関係

開いた心臓弁の圧力降下は、弁を通る流量 Q と関係があります。 ${\displaystyle {\Delta }p}$

${\displaystyle a{{\partial }Q \over {\partial }t}+bQ^{2}={\Delta }p}$

もし：

• 流入エネルギーは保存される
• リーフレットの後ろの停滞領域
• 流出運動量は保存される
• 平坦な速度プロファイル

単一自由度のバルブ

通常、大動脈弁と僧帽弁は、単一の自由度内で弁研究に組み込まれます。これらの関係は、弁が単一の自由度を持つ構造であるという考えに基づいています。これらの関係は、オイラー方程式に基づいています。

この場合の大動脈弁の方程式:

${\displaystyle {\rho }\left({{\partial }u \over {\partial }t}+{u{\partial }u \over {\partial }x}\right)+{{\partial }p \over {\partial }x}=0}$

${\displaystyle {{\partial }A \over {\partial }t}+{{\partial } \over {\partial }x}(Au)=0}$

${\displaystyle A(x,t)=A_{0}\left(1-[1-{\Lambda }(t)]{x \over {L}}\right)^{2}}$

${\displaystyle \int _{0}^{L}p(x,t){{\partial }A \over {\partial }x}\,dx=[A_{0}-A(L,t)]\,p(L,t)}$

どこ：

u = 軸方向の速度

p = 圧力

A = バルブの断面積

L = バルブの軸方向の長さ

Λ( t ) = 自由度1;

${\displaystyle \Lambda ^{2}(t)={A(L,t) \over A_{0}}}$

房室弁

僧帽弁逸脱雑音

僧帽弁逸脱症および僧帽弁逆流症と診断された 16 歳の少女の心音。心臓を聴診すると、収縮期雑音とクリック音が聞こえます。僧帽弁の上に聴診器を当てて記録しました。

---

このファイルの再生に問題がありますか?メディアヘルプを参照してください。

弁膜症は、弁の機能不全を指す一般的な用語であり、主に2つの形態があり、機能不全の弁によって血液が間違った方向に流れる逆流（不全または無力症とも呼ばれる） ^[10]と、弁が狭くなる狭窄^[11]のいずれかです。

逆流は、弁が機能不全になり、機能しなくなり、一部の血液が逆流するようになった場合に起こります。この機能不全は、大動脈弁閉鎖不全、僧帽弁閉鎖不全、肺動脈閉鎖不全、三尖弁閉鎖不全のように、どの弁にも影響を及ぼす可能性があります。弁膜症のもう 1 つの形態は、弁が狭くなる狭窄です。これは弁が厚くなった結果であり、僧帽弁狭窄、三尖弁狭窄、肺動脈弁狭窄、大動脈弁狭窄のように、どの心臓弁にも影響を及ぼす可能性があります。僧帽弁狭窄は、リウマチ熱の一般的な合併症です。弁の炎症は、通常は細菌感染である感染性心内膜炎によって引き起こされることがあります。ただし、他の微生物が原因となることもあります。細菌は、損傷した弁に付着しやすくなります。^[12]炎症反応を引き起こさない別のタイプの心内膜炎は、非細菌性血栓性心内膜炎です。これは、以前に損傷を受けていなかった弁によく見られます。^[12]主要な弁膜症は僧帽弁逸脱症で、これは弁の粘液腫性変性と呼ばれる結合組織の弱化です。これは、収縮期に肥厚した僧帽弁尖が左心房内に移動するものです。^[11]

心臓弁の疾患には、大動脈弁逆流症などの先天性のものや、感染性心内膜炎などの後天性のものがあります。さまざまな形態が、心血管疾患、結合組織疾患、高血圧症と関連しています。疾患の症状は、影響を受けた弁、疾患の種類、疾患の重症度によって異なります。たとえば、大動脈弁狭窄症や大動脈弁逆流症などの大動脈弁の弁膜症は息切れを引き起こす可能性がありますが、三尖弁の弁膜症は肝臓の機能不全や黄疸につながる可能性があります。感染性心内膜炎などの感染性原因によって弁膜症が発生した場合、罹患した人は発熱や、爪の線状出血、ジェーンウェイ病変、オスラー結節、ロス斑などの特有の徴候を呈することがあります。弁膜疾患の特に恐れられる合併症は、乱流血による塞栓形成と心不全の発症である。^[11]

弁膜症は超音波検査の一種である心エコー検査によって診断されます。損傷した心臓弁や欠陥のある心臓弁は修復するか、人工心臓弁に置き換えることができます。感染による原因の場合は抗生物質による治療が必要になることもあります。^[11]

弁異常の最も一般的な形態は、二尖弁と呼ばれる先天性心疾患（CHD）である。これは、胎児の発育中に2つの弁尖が癒合し、三尖弁ではなく二尖弁が形成されることによって生じる。この状態は、石灰化大動脈弁狭窄症が発症するまで診断されないことが多く、石灰化大動脈弁狭窄症は通常、発症するよりも約10年早く発症する。^{[13] [14]}

あまり一般的でない冠動脈疾患には、三尖弁閉鎖症、肺動脈閉鎖症、エプスタイン奇形があります。三尖弁閉鎖症は三尖弁が完全に欠損している状態であり、右心室の発達不全または欠損につながる可能性があります。肺動脈閉鎖症は肺弁が完全に閉じている状態です。エプスタイン奇形は三尖弁の中隔弁尖がずれている状態であり、正常よりも心房が大きく、心室が小さくなります。

心臓弁の機能

• 人工心臓弁
• 心膜心臓弁
• ビョーク・シリー弁

この記事には、グレイの解剖学 （1918年）第20版のパブリックドメインのテキストが組み込まれています。

ウィキメディア・コモンズには、心臓弁に関連するメディアがあります。

• マウントサイナイ病院における僧帽弁修復術 – 「僧帽弁の解剖学」
• 3D アニメーションの回転可能な心臓弁 (Javascript や Flash プレーヤーなどのリッチ メディアが必要です)
• 経カテーテル僧帽弁移植術：テンダイン