駆出率

駆出率（EF ）は、収縮（または心拍）ごとに心室（通常は心臓）から駆出される液体（通常は血液）の容積分率（または全体に対する割合）です。心房、^[1]、心室、^[2] 、胆嚢、^[3]、または脚の静脈^[4]を指すことがありますが、特に指定がない場合は、通常は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、心不全のタイプの分類に使用されます。また、限界が認識されていますが、心不全の重症度の指標としても使用されます。^[5]

左心の EF は左室駆出率( LVEF )として知られ、 1 拍あたりに左心室から送り出される血液量(拍出量) を拡張期充満終了時の左心室に存在する血液量 ( 拡張末期容積) で割ることによって計算されます。 LVEF は、体循環へのポンプ効果の指標です。右心の EF 、つまり右心室駆出率( RVEF ) は、肺循環へのポンプ効果の尺度です。 身体の必要量を満たすのに十分な血液を送り出すことができない心臓 ( つまり、心不全) は、多くの場合、心室駆出率が低下しますが、必ず低下するわけではありません。^[6]

心不全においては、駆出率が低下した心不全と駆出率が保たれた心不全とでは治療法が異なるため、両者の違いは重大です。

駆出率の測定に適用される手法は、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法、^{[8] [9]} 心室造影法、核医学(同期 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。異なる手法による測定値は簡単には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法でしたが、 ^[12]心臓 MRI が現在では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が登場する前は、心電図と心音図を組み合わせて駆出率を正確に推定していました。^[14]

健康な体重70キログラム（150ポンド）の男性の場合、拍出量は約70mL、左室拡張期終末容積（EDV）は約120mLであり、推定駆出率は70 ⁄ 120、つまり0.58（58%）となる。健康な人の駆出率は通常50%から65%の間であるが^[15]、正常範囲の下限値を自信を持って確立することは困難である。^[16]

心筋梗塞や心筋症に続いて起こる心筋の損傷は、効率的なポンプとしての心臓の性能を損ない、駆出率を低下させる可能性がある。この広く理解されている区別は、虚血性心不全と非虚血性心不全を区別する重要な要因となっている。このような駆出率の低下は、心不全として現れる可能性がある。2021年欧州心臓病学会の急性および慢性心不全の診断と治療に関するガイドラインでは、心不全をLVEFに基づいて3つのカテゴリーに分類している。^[21]

1. 正常または維持されたLVEF [≥50%] (HFpEF)
2. 中等度に低下したLVEF（41～49%の範囲）（HFmrEF）
3. LVEF低下[≤40%] (HFrEF)]

慢性的に低い駆出率（30%未満）は、米国では障害給付の受給資格を得るための重要な基準である。^[22]

定義により、心室拡張期の終わりに心室内に残っている血液量は拡張末期容積（EDV）です。同様に、収縮期（収縮）の終わりに心室内に残っている血液量は収縮末期容積（ESV）です。EDVとESVの差が拍出量（SV）です。駆出率は、各拍動で駆出されている拡張末期容積の割合です。つまり、拍出量（SV）を拡張末期容積（EDV）で割ったものです。^[23]

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

ここで、ストローク量は次のように表されます。

${\displaystyle SV=EDV-ESV}$

EF は本質的に相対的な測定値であり、分数、比率、パーセンテージも同様です。一方、拍出量、拡張末期容積、収縮末期容積は絶対的な測定値です。^[要出典]

ウィリアム・ハーヴェイは、1628年に著書「心臓論」で、体循環の基本的な仕組みを説明した。当初、心臓は収縮期に完全に空になると想定されていた。^[24]しかし、1856年にショーヴォーとフェイヴル^[25]は、収縮後に心臓にいくらかの液体が残っていることを観察した。これは、1888年にロイとアダミによって確認された。^{[26] 1906年にヘンダーソン[27]}は、収縮期に排出される容積と左心室の全容積の比率を約2/3と推定した。1933年にグスタフ・ナイリンは、心臓容積/拍出量（駆出率の逆数）の比率が心臓機能の指標として使用できると提案した。^[28] 1952年にビングと同僚は、ナイリンの提案（EDV/SV）をわずかに修正し、染料希釈法で右心室機能を評価した。^[29]拡張末期容積と拍出量との関係がいつ逆転して現在の形になったのかは不明である。ホルトはSV/EDVの比率を計算し、「…心室は「分数的」に空になり、1回の拍出で拡張末期容積の約46％が排出され、収縮期の終わりには54％が心室に残る」と指摘した。^[30]

1962年、フォルスとブラウンワルドは、前進拍出量/EDVの比率を使用し、「各心拍周期中に大動脈に排出される左室拡張末期容積の割合、および心室拡張末期容積と残留容積の推定値は、左室機能の血行動態分析の基礎となる情報を提供する」と観察した。^[31]エリオット、レーン、ゴーリンは、1964年1月に発表された会議論文の要約で「駆出率」という用語を使用した。 ^[32] 1965年、バートルらは、SV/EDVの比率に駆出率という用語を使用した。^[33]また、駆出率という用語は、1968年の2つのレビュー記事で使用され、その時点で広く普及していたことを示唆している。^{[2] [34]}