駆出率

心臓に関連する駆出率 (EF)は、収縮(または心拍)ごとに心室または心房から駆出される血液の体積の割合です。 ^{[ 1 ] [ 2 ]}駆出率は、胆嚢や脚の静脈に関連しても使用できます。^{[ 3 ] [ 4 ]}特定されていない場合は、通常、心臓の左心室を指します。EF は、心臓のポンプ効率の尺度として広く使用されており、心不全の種類を分類するために使用されます。また、心不全の重症度の指標としても使用されますが、認識されている限界があります。^{[ 5 ]}

左心系の駆出率（LVEF ）は、左心室から拍動ごとに送り出される血液量（一回拍出量）を、拡張期充満終了時の左心室内の血液量（拡張期末容積）で割ることによって算出されます。LVEFは、全身循環への血液送り出し効率の指標です。右心系の駆出率（RVEF ）は、肺循環への血液送り出し効率の指標です。身体の必要量を満たすのに十分な血液を送り出せない心臓（すなわち心不全）では、必ずしもではありませんが、多くの場合、心室駆出率が低下します。^{[ 6 ]}

心不全においては、駆出率低下型心不全（HFrEF）と駆出率保持型心不全（HFpEF）の間には大きな違いがある。なぜなら、この2つのタイプは治療法が異なるからである。

駆出率の測定に適用されるモダリティは、医療数学とそれに続く計算アプリケーションの新興分野です。最初の一般的な測定方法は心エコー検査ですが、^{[ 7 ] [ 8 ]}心臓磁気共鳴画像法（MRI）、^{[ 8 ] [ 9 ]}心臓コンピュータ断層撮影、^{[ 8 ] [ 9 ]}心室造影、核医学（ゲートSPECTおよび放射性核種血管造影）^{[ 8 ] [ 10 ]}スキャンも使用できます。異なるモダリティによる測定値は簡単に互換性がありません。^{[ 11 ]}歴史的に、駆出率の測定のゴールドスタンダードは心室造影でしたが、^{[ 12 ]}現在では心臓MRIが最良の方法と考えられています。^{[ 13 ]}これらのより高度な技術以前は、駆出率を正確に推定するために心電図と心音図の組み合わせが使用されていました。^{[ 14 ]}

定義上、拡張期末期の心室内の血液量は拡張期末期容積（EDV）です。同様に、収縮期末期（収縮）の心室内に残っている血液量は収縮期末期容積（ESV）です。EDVとESVの差は一回拍出量（SV）です。駆出率は、一回の拍動で駆出される拡張期末期容積の割合です。つまり、一回拍出量（SV）を拡張期末期容積（EDV）で割ったものです。^{[ 23 ]}

${\displaystyle EF(\%)={\frac {SV}{EDV}}\times 100}$

ここで、一回拍出量は次式で与えられる。

${\displaystyle SV=EDV-ESV}$

EFは本質的に相対的な測定値であり、あらゆる分数、比率、またはパーセンテージと同様である。一方、一回拍出量、拡張終期容積、または収縮終期容積は絶対的な測定値である。

ウィリアム・ハーヴェイは、 1628年に著した『心臓の運動について』の中で、全身循環の基本的なメカニズムについて説明した。当初は、心臓は収縮期に完全に空になると考えられていた。^{[ 24 ]}しかし、1856年にショーヴォーとファイヴル^{[ 25 ]}は、収縮後に心臓内にいくらかの液体が残ることを観察した。これは、1888年にロイとアダミによって確認された。^{[ 26 ]} 1906年、ヘンダーソン^{[ 27 ]}は、収縮期に排出される容積と左心室の総容積の比率が約2/3であると推定した。1933年、グスタフ・ナイリンは、心臓容積/一回拍出量（駆出率の逆数）の比率を心臓機能の指標として使用できると提唱した。^{[ 28 ]} 1952年、ビングらは、ナイリンの提案（EDV/SV）を少し修正して、色素希釈法を用いて右心室機能を評価しました。^{[ 29 ]}拡張末期容積と一回拍出量との関係が現在の形に逆転した正確な時期は不明です。ホルトはSV/EDVの比率を計算し、「…心室は「分画的」に空になり、拡張末期容積の約46%が一回拍出で駆出され、54%が収縮末期に心室内に残る」と指摘しました。^{[ 30 ]}

1962年、FolseとBraunwaldは前方ストロークボリューム/EDVの比率を使用し、「各心周期中に大動脈に駆出される左心室拡張末期容積の割合、および心室拡張末期容積と残余容積の推定値は、左心室機能の血行動態解析の基本となる情報を提供する」と観察した。^{[ 31 ]} Elliott、Lane、Gorlinは、1964年1月に発表された会議論文の要旨で「駆出率」という用語を使用した。 ^{[ 32 ]} 1965年、BartleらはSV/EDVの比率に「駆出率」という用語を使用し、^{[ 33 ]} 1968年の2つの総説論文で「駆出率」という用語が使用されたことから、その頃には広く普及していたことが示唆される。^{[ 2 ] [ 34 ]}