心臓の局所機能

心臓の局所機能の評価は、心停止と診断される前に心臓壁の特定部分の劣化を早期に検出するための優れたツールです。局所機能の変化を最も正確に測定する方法の 1 つは、心筋の局所機能の尺度として歪みを使用することです。

心臓の問題の最も重要な指標の 1 つは、心機能の衰弱です。これは、心臓が体全体に血液を循環させる能力が低下することを意味します。これが体の他の臓器に問題を引き起こす前に、心臓壁の筋肉自体の病気の進行を早期に検出することが有益です。適切なデバイスを使用すると、心筋の一部の収縮力の低下としてこれを検出できます。したがって、これは局所機能の変化として説明されます。局所機能の低下は、必ずしも心臓全体の機能の低下につながるわけではありません。これは、局所的な衰弱の程度や壁内の範囲など、いくつかの要因によって異なります。

心臓の心筋細胞（心筋線維とも呼ばれる）は、心室でほぼ円周方向に配列されています。左心室（LV）では、線維は心臓の外層（心外膜）の特定の縦周方向から内壁（心内膜）のほぼ直交する別の角度の方向へと徐々に方向を変え、壁の中央のどこかで圧倒的に円周方向になります。したがって、円周方向の歪みを測定することは、線維の収縮性の良い指標であると考えられています。

壁の局所機能を測定する方法はいくつかあります。LV 壁の動きの速度、壁の肥厚、または壁の収縮と弛緩に伴う壁の小さな領域の形状のその他の変化を測定することが提案されています。後者は、「ひずみ」と呼ばれる機械的量を使用して測定するのが最適です。ひずみは、変形する物体上の 2 点間の間隔のパーセンタイル変化として説明できます。

ひずみは 2 点間で測定されるため、そのひずみは 2 点を結ぶ方向に沿った距離の変化を表します。伸ばされたゴムバンドを考えてみると、バンドに沿ったひずみは、バンドの長さに沿って配置された 2 つの点を選択した場合、伸張に対して正の値になります。同時に、帯域幅は減少し、バンドの長さに直交する負のひずみが発生します。心臓の場合、ひずみを測定するために特定の方向を使用するのが一般的になっています。

これは壁の厚さに沿って測定された歪みです。実際には、壁の肥厚を測定します。正常な心臓では、拡張末期から測定された放射状の歪みは正です。

LV および RV の場合、これは心室基部から心尖部までの壁筋の短縮 (または弛緩) を測定した歪みです。正常な心臓では、拡張期末から測定された縦方向の歪みは負です。

これは、方向が半径方向と縦方向の両方に直交する 3 番目の歪み成分です。これを確認する 1 つの方法は、短軸ビューで見られる LV 室の円周の減少です。LV 壁の環状形状が変化し、より厚くなり (半径方向歪み)、内側の円は小さくなります (円周方向歪み)。正常な心臓では、拡張末期から測定すると、円周方向歪みはプラスまたはマイナスになります。

ご了承ください：

• ひずみには符号があります。筋繊維の収縮により、繊維軸に沿って負のひずみ測定値が生成されます。
• ひずみは相対的です:ひずみは 2 点間の距離の正規化された変化ですが、問題は、変化が何に対して相対的であるかということです。輪ゴムを連続的に伸ばして緩めると、輪ゴムの長さに沿った 2 点間のひずみは、サイクルのどの部分を観察するかによって異なります。次に、輪ゴムを伸ばしている間に、特定の時間 (A) から新しい時間 (B) までの 2 点間の間隔を測定すると、正のひずみが測定され、値は A と B の間の時間間隔によって異なります。逆に、輪ゴムが緩んでいるときに 2 つの瞬間を選択すると、負の値のひずみが測定されます。基準の数は無限にあるかもしれませんが、2 つの重要な時間基準を特定できます。

収縮ピーク:これは、ゴムバンドが最も小さくなる時点です。心臓の左心室の場合、収縮末期として識別できます。ただし、収縮末期は、心室の全体的な変化、つまり各領域の収縮の合計を表します。壁領域の活性化のタイミングやその他の要因が異なるため、収縮末期は各領域の収縮ピークと正確に一致しません。正常な心臓では、これらの時間は心臓による効率的なポンプ作用に十分近いはずですが、完全に同じではありません。時間の変動が一定程度を超えると、心臓は非同期になります。

ピーク伸張:ピーク収縮と同様に、ピーク伸張はゴムバンドが最大長になる瞬間です。LV の場合、これは拡張末期に相当し、収縮末期の変動についても同じことが言えます。

ひずみは、さまざまな医療用画像診断法で測定できます。特に興味深いのは、心エコー検査や磁気共鳴画像法 (MRI)の使用です。心エコー検査では、組織ドップラー画像法 (TDI)またはスペックルトラッキング心エコー法 (STE)を使用してひずみを測定できます。MRI を使用すると、MRI タグ付けおよび調和位相解析 (HARP)、^[1] ひずみエンコーディング (SENC)、または組織トラッキングを使用して、非侵襲的にひずみと変形を測定できます。後者は STE に似ていますが、MRI 画像では追跡する組織内に大きな異質性は見られません。

応用例の1つは、心筋の生存率にピーク円周歪みを使用することです。^{[2] [3]}図はこの関係を示しており、歪み値を壁運動の正常、低運動性、無運動性、および運動異常性などの典型的な定性評価に変換しています。