インピーダンス心電図検査

インピーダンス心電図（ICG）は、胸郭の総電気伝導率とその時間的変化を測定する非侵襲的技術であり、拍出量（SV）、心拍数（HR）、心拍出量（CO）、心室駆出時間（VET）、前駆期などの多くの心臓力学的パラメータを継続的に処理し、測定セグメントの外側にある追加の2対の電極間の胸郭を流れる高周波、低振幅電流によって引き起こされるインピーダンスの変化を検出するために使用されます。センシング電極は、システムのタイミングクロックとして使用されるECG信号も検出します。^{[1] [2]}

インピーダンス心電図法（ICG）は、電気インピーダンス脈波記録法（EIP）または胸部電気生体インピーダンス（TEB）とも呼ばれ、1940年代から研究されてきました。NASA は1960年代にこの技術の開発を支援しました。^{[3] [4]} 精神生理学的研究におけるインピーダンス心電図法の使用は、1978年にミラーとホルバートが論文を発表したことで始まりました。 ^[5] その後、ミラーとホルバートの推奨事項は1990年に標準化グループによって確認されました。 ^[6]包括的な参考文献リストは、ICG Publicationsで入手できます。ICGでは、首と胸に4つの使い捨てデュアルセンサーを配置して、胸部の電気的およびインピーダンスの変化を送信および検出し、心臓力学的パラメータを測定および計算します。^[要出典]

• 4対の電極が首と横隔膜レベルに配置され、胸郭を描きます。
• 高周波、低振幅電流は、外側のペアのセットから脊椎と平行な方向に胸部を介して伝達されます^[1]
• 電流は最も抵抗の少ない経路、すなわち血液が満たされた大動脈（収縮期信号）と上大静脈と下大静脈（拡張期信号、主に呼吸に関係）を探します。
• 胸部を区切る解剖学的ランドマークに配置された内側のペアは、インピーダンス信号とECG信号を感知します。
• ICGはこの電流に対するベースラインインピーダンス（抵抗）を測定する。
• 心臓が鼓動するたびに、大動脈内の血液量と速度が変化する。
• ICGはインピーダンスの変化とそのタイミングを測定する。
• ICGは、インピーダンスの変化を（a）大動脈の容積拡張（これがICGと電気心拍測定の主な違いです）と（b）血流速度の関数としての赤血球の血流速度による配列に帰します。
• ICGはベースラインとインピーダンスの変化を利用して血行動態パラメータを測定・計算する。

血行動態は心血管生理学のサブチャプターで、心臓によって生成される力と、その結果として心血管系を通る血液の動きに関係しています。^[7]これらの力は、左心の出力ノードで 同時に測定された血流と血圧のペアの値として臨床医に示されます。血行動態は、電子工学におけるオームの法則の流体版です。圧力は電圧、流量は電流、血管抵抗は電気抵抗、心筋仕事は電力に相当します。

1 心拍間隔における大動脈血圧と大動脈弁を通る血流の瞬間値とそれらの平均値の関係を図 1 に示します。研究には瞬間値を使用できますが、臨床診療では平均値、MAP と SV で十分です。^{[引用が必要]}

全身（全体）血流パラメータは、（a）心拍あたりの血流量、拍出量、SV [ml/拍]、および（b） 1分あたりの血流量、心拍出量、CO [l/分]です。これらの血流パラメータの間には明確な関係があります。

CO [l/min]  = (SV [ml]  × HR [bpm] )/1000     {Eq.1}

ここで、HR は心拍数（1 分あたりの拍数、bpm）です。

CO の正常値は灌流しなければならない体重に比例するため、すべての成人に SV と CO の「正常」な値は存在しません。すべての血流パラメータはインデックス化する必要があります。受け入れられている慣習は、身長と体重の関数である DuBois & DuBois 式によって、体表面積(BSA [m ² ]) でインデックス化することです。

BSA [m 2 ]  = 幅0.425 [kg]  × 高さ0.725 [cm]  ×  0.007184      {式2}

結果として得られる指標パラメータは、ストローク指数SI（ml/拍/m ²）であり、次のように定義される。

SI [ml/拍/m 2 ]  = SV [ml] /BSA [m 2 ]          {式3}

心係数CI（l/分/m ²）は以下のように定義される。

CI [l/min/m 2 ]  = CO [l/min] /BSA [m 2 ]          {Eq.4}

これらのインデックス付き血流パラメータは、典型的な範囲を示します。

脳卒中指数の場合: 35 < SI_典型値< 65 ml/拍/m ²、心臓指数の場合: 2.8 < CI_典型値< 4.2 l/分/m ²。

インデックスパラメータの式1は次のように変更される。

CI [l/分/m 2 ]  = (SI [ml/拍/m 2 ]  × HR [bpm] )/1000        {式1a}

心臓血管系の主な機能は酸素の輸送です。血液は運搬手段であり、酸素は貨物です。健康な心臓血管系の仕事は、すべての臓器に十分な灌流を提供し、酸素需要と酸素供給の動的平衡を維持することです。健康な人の場合、心臓血管系は酸素需要の増加に応じて常に血流を増加させます。血行動態が悪化した人の場合、システムが酸素需要の増加に対応できないと、酸素供給優先順位の低い臓器への血流が減少し、これらの臓器は最終的に機能不全に陥る可能性があります。消化器疾患、男性インポテンツ、疲労、夢遊病、環境温度不耐性は、血流低下につながる低血流状態の典型的な例です。^[要出典]

SI 変動と MAP 変動は、血行動態調節因子の活動によって実現されます。

血行動態調節因子に対する従来の心血管生理学用語は、前負荷、収縮性、後負荷である。これらは、(a)心房に戻る血液の慣性充填力 (前負荷) （これにより心筋線維が伸張し、エネルギーが蓄えられる）、(b)心筋線維が短縮して蓄えられたエネルギーが解放され、心室の血液の一部が血管系に送り出される力（収縮性）、(c)収縮ごとに大量の血液を大動脈に送り込むためにポンプが克服しなければならない力 (後負荷) を扱う。前負荷のレベルは現在、カテーテル挿入患者の PAOP (肺動脈閉塞圧) か、超音波を使用した EDI (拡張期終末指数) のいずれかから評価されている。収縮性は日常的に評価されるものではなく、変力作用と収縮性はしばしば同じ用語として互換的に使用される。後負荷は SVRI 値から評価される。

心拍ごとの血行動態では、前負荷、収縮性、後負荷という用語を使用するのではなく、実際の血行動態調節ツールの用語を使用するのが好まれる用語と方法論です。これらのツールは、血行動態の状態を制御するために身体が使用するか、臨床医がツールボックスに持っています。

前負荷およびフランク・スターリング（機械的）誘発収縮レベルは、血管内容積の変化（容積拡大または容積減少/利尿）によって調節されます。

収縮性の薬理学的調節は、血流中に存在し、心筋繊維の収縮率に影響を与える 心作用性変力剤（陽性変力剤または陰性変力剤）によって行われます。

後負荷は、血管作動薬（血管収縮薬または血管拡張薬および/または ACE 阻害薬および/または ARB）（ACE = アンジオテンシン変換酵素、ARB = アンジオテンシン受容体遮断薬）を使用して、各臓器の入口と出口の括約筋の口径、つまり血管抵抗を変化させることによって調整されます。後負荷は血液粘度の上昇によっても増加しますが、極度の血液希釈または血液濃縮患者を除いて、このパラメーターは臨床診療で日常的に考慮されることはありません。

物理的な手段（静脈内または経口での水分摂取）によってのみ達成できる体積拡大を除き、他のすべての血行動態調節ツールは、薬理学的、心臓作用薬、または血管作用薬です。

CI とその派生指標の測定により、臨床医は患者の評価、診断、予後、および治療の決定をタイムリーに行うことができます。訓練を受けた医師も訓練を受けていない医師も、身体的な評価だけでは心拍出量を推定できないことは十分に立証されています。

心拍出量の臨床測定は 1970 年代から行われてきました。しかし、この血流測定は、流れを指向する熱希釈カテーテル (スワンガンツ カテーテルとも呼ばれる) を使用する非常に侵襲的な方法であり、患者にとって大きなリスクとなります。さらに、この手法は費用がかかり (1 回の処置で数百ドル)、カテーテル挿入には熟練した医師と滅菌環境が必要です。その結果、この手法は、血流と酸素輸送に関する知識が手法のリスクを上回る、非常に狭い層 (2% 未満) の重篤な患者と高リスク患者にのみ使用されています。米国では、少なくとも年間 200 万件の肺動脈カテーテル モニタリング手順が実行されていると推定されており、最も多く行われているのは、心臓および血管外科手術の周術期患者、代償不全心不全、多臓器不全、および外傷患者です。^[要出典]

理論的には、非侵襲的に血行動態をモニタリングする方法は、侵襲的な血行動態モニタリング方法と同様のデータをはるかに低コストでリスクなしで取得できるため、非常に臨床的な価値をもたらすでしょう。非侵襲的血行動態モニタリングは、以前は侵襲的な処置を必要とした患者にも使用できますが、侵襲的血行動態モニタリングが不可能であったり、リスクやコストに見合わなかった患者やケア環境では、最も大きな効果が得られます。安全で低コストであるため、重要な血行動態測定の適用範囲を、慢性疾患の外来患者を含む大幅に多くの患者に拡大することができます。ICGは、宇宙やエベレスト登山などの極限状況でも使用されています。^[8]心不全、高血圧、ペースメーカー、呼吸困難の患者は、外来患者の非侵襲的血行動態モニタリングが評価、診断、予後、治療に重要な役割を果たすことができる4つの状態です。いくつかの研究では、ICG心拍出量は正確であることが示されていますが、^{[9] [10]}他の研究では、不正確であることが示されています。^{[11] ICGの使用は、専門医[12]}と一般開業医 の両方が使用した場合、難治性高血圧の血圧コントロールを改善することが示されています。 ^[13] ICGは心不全の悪化状態を予測することも示されています。^[14]

電気信号とインピーダンス信号が処理されて基準点が決定され、それを使用して心拍出量、拍出量、全身血管抵抗、胸部体液量、加速度指数、収縮期時間比などの血行動態パラメータを測定および計算します。

• http://bomed.us/teb.html 2016-07-03 にWayback Machineでアーカイブされました