StudyMed医師国家試験

酸素はどこで増えたのか―ステップアップで読み解く心房中隔欠損症

第113回医師国家試験 A問題 第28問

国試問題にチャレンジ

第113回 A問題 第28問

3歳の男児。生後1か月ころに心雑音を指摘され,心エコー検査で診断,経過観察されていた。シャント疾患の精査のために施行された心臓カテーテル検査の心腔内酸素飽和度を以下に示す。  上大静脈:82.5%,下大静脈:87.8%。  右心房:92.9%,右心室:91.3%,肺動脈:92.8%。  左心房:98.9%,左心室:98.5%,大動脈:98.4%。  最も考えられるのはどれか。

  1. a.心室中隔欠損症
  2. b.心房中隔欠損症
  3. c.動脈管開存症
  4. d.大動脈縮窄症
  5. e.Ebstein奇形

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、心臓カテーテル検査の酸素飽和度からシャントの部位を推定する問題だ。カギは、右心系のどこで飽和度が急に上がっているか、そして左心系の飽和度が保たれているか。この2点に注目すれば、数字の羅列がぐっと読みやすくなるよ。まず、正常なら右心系の飽和度はどうなっているはずかな。
医学生医学生
全身から戻ってきた静脈血なので、右房から肺動脈まではほぼ同じくらい、70%台前後だと思います。
ドクタードクター
その通り。そこに左→右シャントがあると、酸素の多い動脈血が右心系に流れ込んで、その部位から下流で飽和度が急に上がる。これをステップアップという。どこで上がり始めるかで、シャントの入口がわかるんだ。
医学生医学生
循環器の講義でやった気がします。右房で上がればASD、右室ならVSD、肺動脈ならPDA、でしたっけ。
ドクタードクター
よく覚えているね。ただ、最初のステップで迷いやすいのが基準値の取り方だ。上大静脈と下大静脈は、もともと飽和度が違う。下大静脈は腎臓の影響などで高めになるんだ。そこで混合静脈血の飽和度を、Flammの式、つまり上大静脈の3倍と下大静脈を足して4で割る式で近似する。今回だと約84%になる。
医学生医学生
右房の値はそれより9%くらい高いですね。でも下大静脈も90%近くあるので、右房はその影響で高く見えているだけ、ということはないでしょうか。
ドクタードクター
いい疑問だ。実は右房の中では上下からの血液が十分に混ざりにくいから、心房レベルの判定は基準を大きめにとって、7%程度以上の上昇を有意とするのが目安なんだ。今回の右房の値は推定混合静脈血より約9%高く、しかも上大静脈・下大静脈のどちらの値よりも明らかに高い。下大静脈血だけでは説明できない、心房レベルの有意なステップアップといえる。
医学生医学生
右室と肺動脈は右房とほぼ同じなので、そこから先ではさらに上がっていないんですね。
ドクタードクター
そう。つまり酸素の多い血液は心房レベルで入り、そのまま下流に流れているだけ。左心系はどれも約98〜99%で、右→左シャントによる体循環の低酸素もない。心房間の左→右シャント、すなわち心房中隔欠損症が最も考えられる。
医学生医学生
心室中隔欠損症なら、右房はまだ静脈血のままで、右室で初めて上がるはずですよね。今回は右房から右室でむしろ少し下がっています。
ドクタードクター
その読み方で完璧だ。動脈管開存症も同じ考え方で、大動脈から肺動脈に血液が入るから、ステップアップは肺動脈で初めて出る。今回も右室から肺動脈へわずかに上がっているけれど、大血管レベルで有意とする5%程度には届かないし、主な上昇はすでに右房で起きている。
医学生医学生
大動脈縮窄症は、そもそもシャント疾患ではないですね。上下肢の血圧差で疑う病気だとOSCEの練習で聞きました。
ドクタードクター
そう、単独ならステップアップは生じない。大腿動脈の拍動減弱や縮窄部の圧較差が手がかりだ。VSDやPDAを伴う複合型は新生児期から重い心不全で発症することが多く、3歳まで経過観察という今回の経過にも合わない。
医学生医学生
Ebstein奇形はASDを合併することが多いと習ったので、少し迷いました。
ドクタードクター
迷うのはもっともだね。Ebstein奇形は三尖弁の中隔尖・後尖が心尖部側にずれて付着し、三尖弁閉鎖不全も加わって右房の圧と容量が大きくなる。だから心房間の血流は右→左になりやすく、チアノーゼの原因になる。そうなると左房や大動脈の飽和度が下がるはずで、今回の正常な左心系とは合わないんだ。
医学生医学生
左心系の飽和度が下がっているかどうかで、右→左シャントの有無も同時にチェックできるわけですね。
ドクタードクター
その通り。ついでにシャント量も見積もってみよう。肺体血流比は、大動脈と混合静脈血の飽和度差を、肺静脈と肺動脈の飽和度差で割って求める。肺静脈を左房の値で近似すると約2.4。2を超える有意な左→右シャントで、閉鎖術を検討する目安になる値だ。
医学生医学生
ASDは無症状のことが多いのに、閉鎖が必要になるんですか。
ドクタードクター
小児期は無症状でも、右心系の容量負荷が続くと、成人期に心房細動や右心不全、肺高血圧を起こしうる。高度の肺高血圧で右→左シャントになったEisenmenger症候群になると、閉鎖は禁忌になってしまう。だから肺体血流比が1.5〜2.0以上や右心系の容量負荷があれば、二次孔型で形態が合えばカテーテルによる閉鎖栓留置、合わなければ外科的閉鎖を行う。
医学生医学生
身体所見ではⅡ音の固定性分裂と、胸骨左縁上部の収縮期駆出性雑音でしたね。雑音は欠損孔を通る音ではないと聞いて意外でした。
ドクタードクター
そこは国試でも狙われるポイントだ。心房間は圧較差が小さいから欠損孔の血流音はほとんど聞こえず、肺動脈弁を通る血流が増えた相対的肺動脈狭窄の音を聴いているんだ。心電図の不完全右脚ブロックや右軸偏位、一次孔欠損型では左軸偏位になることもセットで覚えておこう。

まとめ

心臓カテーテル検査のオキシメトリーでは、右心系の酸素飽和度がどこで急に上がり始めるか(ステップアップ)でシャント部位を判断し、右房なら心房中隔欠損症、右室なら心室中隔欠損症、肺動脈なら動脈管開存症を考えます。上大静脈と下大静脈は飽和度が異なるため、混合静脈血をFlammの式(3×上大静脈+下大静脈)÷4で推定し、心房レベルでは約7%、心室・大血管レベルでは約5%以上の上昇を有意とするのが目安です。本例は右房で有意に上昇し、右室・肺動脈で追加の上昇がなく、左心系の飽和度が正常であることから、心房レベルの左→右シャントである心房中隔欠損症と判断できます。左心系の飽和度低下は右→左シャントを示唆し、Ebstein奇形やEisenmenger化の鑑別に役立つほか、肺体血流比は閉鎖術の適応判断に用いられます。数字を「どこで変わったか」という視点で読む力は、カテーテル検査に限らず血行動態を理解する土台になります。

解答・解説

正解はbです

所見の整理

・3歳の男児。生後1か月ころに心雑音を指摘され、心エコー検査で診断されたあと、手術などを急がずに経過観察されていた。新生児期・乳児期早期に高度の心不全やチアノーゼをきたす重症疾患ではなく、症状の乏しい先天性心疾患と考えられる。 ・問題文に「シャント疾患の精査」と明記されており、左右短絡(左→右シャント)疾患が前提である。 ・心臓カテーテル検査の酸素飽和度は、上大静脈(SVC)82.5%、下大静脈(IVC)87.8%、右心房(RA)92.9%、右心室(RV)91.3%、肺動脈(PA)92.8%、左心房(LA)98.9%、左心室(LV)98.5%、大動脈(Ao)98.4%である。

酸素飽和度の読み方(オキシメトリー)

正常では、右心系(RA・RV・PA)の血液は全身から戻ってきた静脈血であり、酸素飽和度はほぼ一定(おおむね70〜75%前後)で、部位ごとの差はわずかである。左→右シャントがあると、動脈血化した酸素の多い血液が右心系に流れ込む。そのため、シャントが入る部位から下流で酸素飽和度が急に上がる。これをステップアップといい、どこで上昇し始めるかによってシャントの部位を推定できる。 本例の各部位を順に比べる。 ・流入する静脈血:SVC 82.5%、IVC 87.8%。混合静脈血の飽和度は、Flammの式(3×SVC+1×IVC)÷4で近似すると、(3×82.5+87.8)÷4≒83.8%となる。 ・RA:92.9%。混合静脈血より約9%高く、SVC・IVCのどちらの値よりも明らかに高い。心房レベルで有意なステップアップがある(心房レベルでは通常、7%程度以上の上昇を有意とする)。 ・RV:91.3%、PA:92.8%。RAとほぼ同じで、心室レベル・肺動脈レベルでさらに上がってはいない。 ・LA・LV・Ao:いずれも約98〜99%。右→左シャントによる体循環側の低酸素はない。 したがって、酸素の多い血液は心房レベルで右心系に入っており、心房間の左→右シャントを示す。これに合う疾患は心房中隔欠損症(ASD)である。

参考:肺体血流比

肺体血流比(Qp/Qs)は(大動脈血飽和度−混合静脈血飽和度)÷(肺静脈血飽和度−肺動脈血飽和度)で求められる。肺静脈血をLAの値で近似すると、(98.4−83.8)÷(98.9−92.8)≒14.6÷6.1≒2.4となる。Qp/Qsが2を超える有意な左→右シャントと推定され、ASDの閉鎖(カテーテル治療または外科手術)を検討する目安となる値である。

選択肢考察

  1. ×a.  心室中隔欠損症

    誤り。心室中隔欠損症(VSD)では、LVからRVへ心室レベルで血液が流れ込む。そのためステップアップはRVで初めて現れ、RAの飽和度は流入する静脈血とほぼ同じになるはずである。本例はRAですでに飽和度が高く、RAからRVへの上昇もない(92.9%→91.3%)。VSDの所見とは合わない。

  2. ○b.  心房中隔欠損症

    正解。心房中隔欠損症(ASD)では、圧の高いLAから欠損孔を通ってRAへ動脈血が流れ込む(心房レベルの左→右シャント)。そのため、SVC・IVCから戻る静脈血に比べてRAの酸素飽和度がはっきり上昇し、その値が下流のRV・PAにもそのまま引き継がれる。本例のRA 92.9%(混合静脈血の推定値約84%から約9%上昇)、RV・PAで追加の上昇なし、左心系は正常な飽和度、という所見はASDに典型的である。乳児期には症状に乏しく、心雑音(相対的肺動脈狭窄による収縮期駆出性雑音、Ⅱ音の固定性分裂)で見つかり、経過観察されることが多い点も臨床経過と合う。

  3. ×c.  動脈管開存症

    誤り。動脈管開存症(PDA)では、大動脈から動脈管を通ってPAへ血液が流れ込む。そのためステップアップはPAで初めて現れ、RA・RVの飽和度は静脈血と同程度にとどまる。本例でもRVからPAへ1.5%ほど上がっているが、肺動脈レベルの有意な上昇とはいえない(通常5%程度以上を有意とする)。何より、主な上昇がRAの時点で起きているため、PDAでは説明できない。

  4. ×d.  大動脈縮窄症

    誤り。大動脈縮窄症は大動脈(多くは峡部)が狭くなる疾患で、単独ではシャント疾患ではない。そのため、心腔内の酸素飽和度にステップアップは生じない。診断の手がかりは、上肢と下肢の血圧差、大腿動脈の拍動が弱いこと、縮窄部での圧較差などである。VSDやPDAを伴う複合型では、新生児・乳児期早期から重い心不全で発症することが多く、本例の経過とも合わない。

  5. ×e.  Ebstein奇形

    誤り。Ebstein奇形は、三尖弁の中隔尖・後尖が右室の心尖部側にずれて付着する奇形である。右心房化した右室と三尖弁閉鎖不全のためにRAの圧と容量が大きくなる。卵円孔開存やASDを伴うことが多いが、RA圧が高いため、心房間の血流は右→左になりやすく、チアノーゼの原因となる。この場合、左心系(LA・Ao)の飽和度が下がるはずで、RAでのステップアップは生じない。本例は左心系の飽和度が正常で、RAで上昇しているため合わない。

心臓カテーテル検査のオキシメトリー(シャント検出)

・右心系の各部位で採血し、酸素飽和度の上昇(ステップアップ)がどこで始まるかを調べると、左→右シャントの部位がわかる。 ・有意とする上昇幅の目安は、心房レベル(SVC→RA)で約7%以上、心室レベル(RA→RV)と大血管レベル(RV→PA)で約5%以上である。SVCとIVCは飽和度がもともと異なり(腎臓などの影響でIVCが高めになる)、RA内で血液が十分に混ざりにくいため、心房レベルでは判定基準を大きめにとる。 ・上流の静脈血の基準には、SVCの値か、Flammの式(3×SVC+IVC)÷4による混合静脈血の推定値を用いる。 ・ステップアップの部位と主な疾患の対応:RA→ASD、部分肺静脈還流異常、Valsalva洞動脈瘤の右房への破裂。RV→VSD。PA→PDA、大動脈肺動脈窓。 ・Qp/Qs=(SaO2−SvO2)÷(SpvO2−SpaO2)で求める(SvO2は混合静脈血、SpvO2は肺静脈血、SpaO2は肺動脈血の飽和度)。

心房中隔欠損症(ASD)の要点

・先天性心疾患のなかで頻度が高く、女性に多い。二次孔欠損型が最も多い。一次孔欠損型は房室中隔欠損(不完全型)にあたり、僧帽弁裂隙を伴う。静脈洞型は部分肺静脈還流異常を合併しやすい。 ・血行動態:心房レベルの左→右シャントにより、右房・右室・肺血流の容量負荷が生じる。左心系は容量負荷を受けない。 ・身体所見:Ⅱ音の固定性分裂(呼吸で分裂幅が変わらない)、胸骨左縁第2〜3肋間の収縮期駆出性雑音(欠損孔を通る血流の音ではなく、肺動脈弁を通る血流が増えることによる相対的肺動脈狭窄の音)。シャント量が多いと、相対的三尖弁狭窄による拡張期ランブルを聴取する。 ・心電図:不完全右脚ブロック、右軸偏位(一次孔欠損型では左軸偏位)。 ・胸部X線:右房・右室拡大、肺動脈の拡張、肺血管陰影の増強。 ・心エコー:欠損孔を通る短絡血流、右心系の拡大、心室中隔の奇異性運動。 ・経過:小児期は無症状のことが多いが、成人期に心房細動・心房粗動、右心不全、肺高血圧を起こしうる。高度の肺高血圧で右→左シャントになった状態がEisenmenger症候群で、こうなると閉鎖術は禁忌となる。 ・治療:Qp/Qsが1.5〜2.0以上、または右心系の容量負荷がある場合に閉鎖術を行う。二次孔型で形態が適していれば、カテーテルによる閉鎖栓留置(Amplatzer閉鎖栓など)、そうでなければ外科的閉鎖を選ぶ。

POINT

・オキシメトリーでは、右心系の酸素飽和度がどこで上がり始めるかでシャント部位を判断する。RAで上がればASD、RVで上がればVSD、PAで上がればPDAである。 ・混合静脈血の飽和度はFlammの式(3×SVC+IVC)÷4で推定する。 ・左心系の飽和度が下がっていれば、右→左シャント(チアノーゼ性心疾患やEisenmenger化)を考える。 ・ASDは症状に乏しく、Ⅱ音の固定性分裂、胸骨左縁上部の収縮期駆出性雑音、不完全右脚ブロックが特徴である。

※問題・正答は厚生労働省の公開資料をもとに掲載しています。