StudyMed医師国家試験

右から左へ回り込む血流と、拡張期に膨らむ風船―造影とIABPで読み解く重症心筋梗塞

第115回医師国家試験 C問題 第73問(連問)

国試問題にチャレンジ

第115回 C問題 第73問

連問の共通文

次の文を読み,72~74の問いに答えよ。 80歳の男性。胸痛のため救急車で搬入された。 現病歴:昨日午後7時ころ夕食中に急に胸部絞扼感を感じた。胸痛は約30分持続したが自然に軽快し,その日は就寝した。本日朝6時,起床時に昨晩と同様の胸痛が出現した。昨夜より症状が強く動けない状態が持続し,その後呼吸困難も生じてきたため救急車を要請し,午前7時に救急搬送された。 既往歴:10年前から高血圧症で通院加療中。 生活歴:妻と2人暮らし。喫煙は20本/日,60年間。飲酒は機会飲酒。 家族歴:特記すべきことはない。 現症:意識は清明。身長155cm,体重60kg。心拍数108/分,整。血圧106/86mmHgで明らかな左右差を認めない。呼吸数20/分。SpO2 94%(リザーバー付マスク10L/分酸素投与下)。冷汗を認める。眼瞼結膜と眼球結膜とに異常を認めない。頸静脈の怒張を認める。心音はⅢ音ギャロップを呈しており,心尖部を最強点とするLevine 3/6の収縮期雑音を聴取する。呼吸音は両側中下胸部に湿性ラ音を聴取する。腹部は平坦,軟で,肝・脾を触知しない。下腿に浮腫を認めない。 検査所見:赤血球463万,Hb 13.2g/dL,Ht 40%,白血球9,800,血小板28万,総ビリルビン0.5mg/dL,AST 118U/L,ALT 32U/L,LD 320U/L(基準120~245),CK 346U/L(基準30~140),尿素窒素12mg/dL,クレアチニン0.8mg/dL,血糖98mg/dL,Na 138mEq/L,K 4.4mEq/L,Cl 97mEq/L。心筋トロポニンT迅速検査陽性。心電図は心拍数108/分の洞調律で,広範な誘導でST低下を認めた。

冠動脈造影像(A)を示す。血圧が低下したため,補助循環装置を挿入した。このときの胸部透視時の写真(B)を示す。 この患者について正しいのはどれか。2つ選べ。

第115回 C問題 第73問の問題画像
  1. a.冠動脈造影では冠動脈の中隔枝を介した側副血行が認められる。
  2. b.冠動脈造影では右冠動脈の近位部に高度狭窄を認める。
  3. c.留置している補助循環装置により血液の酸素化が行える。
  4. d.留置している補助循環装置により冠動脈血流量の増加が期待される。
  5. e.留置している補助循環装置は大静脈内に留置されている。

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、急性心筋梗塞に心不全を合併した患者さんの冠動脈造影と、血圧低下に対して入れた補助循環装置の写真を読む問題だ。着眼点は2つ。造影で「どこが狭くて、血流がどう迂回しているか」、そして透視写真で「何という装置が、どこに、どんな仕組みで入っているか」だよ。
医学生医学生
広範な誘導のST低下なので、非ST上昇型の心筋梗塞で、虚血の範囲がかなり広いということですよね。
ドクタードクター
その通り。広範なST低下は、左冠動脈主幹部や多枝病変のように左室の大部分が虚血に陥っている状況を疑わせる。実際、左冠動脈造影では主幹部の末端に高度狭窄があり、回旋枝はうまく描出されず閉塞が疑われるんだ。では右冠動脈の造影はどう見えるかな。
医学生医学生
右冠動脈に狭窄があるのかと思って探したんですが、右冠動脈そのものはきれいに見えます。でも、その先に前下行枝みたいな血管まで映っているのが不思議で……。
ドクタードクター
そこが一番のポイントだよ。右冠動脈から心室中隔を走る細い中隔枝を経由して、前下行枝が逆向きに造影されている。つまり右冠動脈から前下行枝へ向かう側副血行路ができているんだ。
医学生医学生
生理学の講義で、冠動脈には細い吻合があるけど、急に詰まると間に合わないって習いました。側副血行が見えるということは、狭窄はゆっくり進んでいたということですか。
ドクタードクター
よく覚えているね。側副血行路は、狭窄や閉塞が時間をかけて進むと、もともとある細い吻合枝が拡張して発達するものだ。だから今回は、主幹部から前下行枝近位部にかけての高度狭窄が以前から存在していたことを示唆している。中隔枝を介した側副血行がある、という選択肢は正しい。一方、右冠動脈の近位部に高度狭窄がある、という選択肢はどうだろう。
医学生医学生
右冠動脈はむしろ前下行枝に血液を送る側なので、狭窄はないですね。病変は左冠動脈系です。
ドクタードクター
正解。では次に透視写真だ。心陰影の後ろ、胸部下行大動脈に一致する位置に、内部がガスで満たされたように黒く抜ける筒状の構造があり、先端にはX線不透過のマーカーがある。何の装置かな。
医学生医学生
循環器内科の実習でCCUを回ったとき、ベッドサイドでポンプがリズムよく音を立てていた患者さんがいました。大動脈内バルーンパンピング、IABPですね。
ドクタードクター
その通り。IABPは大腿動脈から入れて、先端を左鎖骨下動脈分岐部の少し遠位に置き、胸部下行大動脈内に留置する。だから大静脈内に留置されている、という選択肢は誤りだ。静脈にカニューレを入れるのは、経皮的心肺補助、つまりVA-ECMOの脱血管だね。
医学生医学生
IABPで冠血流が増えるのはなぜですか。風船で大動脈をふさいだら、かえって流れが悪くなりそうに思えます。
ドクタードクター
いい疑問だ。カギはタイミングにある。IABPは心電図や動脈圧に同期して、拡張期、つまり大動脈弁が閉じた直後にバルーンを膨らませる。すると大動脈の拡張期圧が上がる。左室を栄養する冠血流は主に拡張期に流れるから、この圧上昇で冠血流量が増えるんだ。これをdiastolic augmentationという。そして収縮直前に一気にしぼませると大動脈内圧が下がって左室の後負荷が減り、心筋酸素消費量も減る。こちらはsystolic unloadingだ。
医学生医学生
冠血流を増やして酸素の供給を上げ、後負荷を下げて需要を減らす、需給の両側から助けるわけですね。だから冠動脈血流量の増加が期待される、は正しいと。
ドクタードクター
そう。残る選択肢の、血液の酸素化ができるという点はどうかな。
医学生医学生
IABPは風船を膨らませたりしぼませたりするだけなので、人工肺はついていませんよね。酸素化はできないと思います。
ドクタードクター
その通り。IABPは圧補助だけで、補助できる心拍出量も自己心拍出量の1〜2割程度とされ、ある程度の自己心機能があることが前提になる。酸素化まで必要なら、遠心ポンプと膜型人工肺を使い、大腿静脈から脱血して大腿動脈へ送血するPCPS、つまりVA-ECMOを考える。最近は左室から直接血液を汲み出して上行大動脈へ送るImpellaもあるね。
医学生医学生
IABPを使ってはいけない場面もありますか。
ドクタードクター
大事なところだ。中等度以上の大動脈弁閉鎖不全は禁忌で、拡張期にバルーンを膨らませると逆流が増えてしまう。大動脈解離や高度の大動脈瘤、下肢の高度な閉塞性動脈病変も避ける。合併症としては下肢虚血、出血、血小板減少、そしてバルーンが下がりすぎて腎動脈をふさぐといった位置異常があるから、留置中は下肢の色や脈、尿量、胸部X線でのマーカー位置を毎日確認するんだ。
医学生医学生
今回は心尖部の収縮期雑音から虚血性の僧帽弁逆流もありそうでしたが、後負荷が下がれば逆流も減りそうですね。
ドクタードクター
鋭いね。後負荷の軽減で僧帽弁逆流の減少も期待できるから、心筋梗塞の機械的合併症はIABPのよい適応になる。バルーンにヘリウムを使うのは、応答が速く、万一破れても血液に溶けやすく塞栓を起こしにくいからだ。こうした装置の仕組みを理解しておくと、実習でモニター波形を見るのもずっと面白くなるよ。

まとめ

本問は、広範なST低下を伴う非ST上昇型心筋梗塞で、左冠動脈主幹部の高度狭窄に対し、右冠動脈から中隔枝を介して前下行枝へ向かう側副血行路が発達している造影像を読む問題です。側副血行の存在は、狭窄が以前から緩徐に進行していたことを示唆し、右冠動脈自体には有意狭窄はありません。透視で胸部下行大動脈内にガスで膨らむバルーンを認めればIABPであり、大腿動脈から挿入して下行大動脈に留置し、拡張期の拡張で冠血流を増やし、収縮期の収縮で後負荷を減らします。IABPは圧補助のみで酸素化はできず、酸素化が必要ならPCPS(VA-ECMO)を用い、大動脈弁閉鎖不全や大動脈解離は禁忌です。造影の血流の向きと補助循環の原理を結びつけて理解することは、重症虚血性心疾患の管理を学ぶ土台になります。

解答・解説

正解はa, dです

これまでの経過

冠危険因子(高血圧、重喫煙)をもつ80歳男性が、安静時にも起こる持続性の胸部絞扼感で搬送された。トロポニンT陽性・CK上昇、広範な誘導でのST低下から非ST上昇型急性心筋梗塞と考えられ、Ⅲ音、両肺の湿性ラ音、頸静脈怒張、頻脈・冷汗から、急性左心不全と低心拍出状態を合併している。心尖部の収縮期雑音は虚血性の僧帽弁閉鎖不全を示す。

冠動脈造影像(A)の読影

・左冠動脈造影:左冠動脈主幹部(LMT)の末端に高度狭窄がある。その先の前下行枝(LAD)は造影されるが、主幹部から分かれるはずの回旋枝(LCX)が描出されず、閉塞が疑われる。LMTは左室心筋の大部分を栄養するため、ここに高度狭窄があると広範な心筋虚血が起こる。これは心電図の広範なST低下とよく合う。 ・右冠動脈造影:右冠動脈(RCA)自体には有意狭窄はない。RCAから心室中隔を走る中隔枝を経由してLADが逆行性に造影されており、RCA→中隔枝→LADの側副血行路が発達していることがわかる。側副血行が見えるということは、LAD側の血流が慢性的に不足していた(LMTやLAD近位部に以前から高度狭窄があった)ことを示唆する。

胸部透視写真(B)の読影

血圧低下に対して挿入された補助循環装置である。心陰影の後方、胸部下行大動脈に一致する位置に、内部がX線透過性の高い(ガスで満たされた)筒状の構造物が見え、先端にはX線不透過のマーカーがある。これは大動脈内バルーンパンピング(IABP:intra-aortic balloon pumping)のバルーンが拡張した時相の像である。IABPは大腿動脈から挿入し、先端を左鎖骨下動脈分岐部のやや遠位に置いて胸部下行大動脈内に留置する。バルーンはヘリウムガスで膨張・収縮する。

設問の考え方

造影所見(狭窄部位と側副血行)を正しく読み取れるか、そしてIABPの留置部位と作用機序(拡張期にバルーンを膨らませて冠血流を増やし、収縮期に縮ませて後負荷を減らす)を理解しているかが問われている。

選択肢考察

  1. ○a.  冠動脈造影では冠動脈の中隔枝を介した側副血行が認められる。

    右冠動脈造影で、右冠動脈から心室中隔を通る細い中隔枝を経て、前下行枝が逆向きに造影されている。これは右冠動脈から前下行枝へ向かう側副血行路である。側副血行路は、ある冠動脈の高度狭窄や閉塞が比較的ゆっくり進行した場合に、もともと存在する細い吻合枝が拡張して発達するもので、本例では左冠動脈主幹部〜前下行枝近位部の高度狭窄が以前から存在していたことを示唆している。

  2. ×b.  冠動脈造影では右冠動脈の近位部に高度狭窄を認める。

    右冠動脈には明らかな狭窄病変はなく、むしろ側副血行路の供給源として前下行枝を栄養している。高度狭窄を認めるのは左冠動脈造影の左冠動脈主幹部(末端部)であり、さらに回旋枝は描出されず閉塞が疑われる。狭窄の部位は右ではなく左冠動脈系である。

  3. ×c.  留置している補助循環装置により血液の酸素化が行える。

    留置されているのはIABPであり、バルーンの膨張・収縮による圧補助(機械的補助)を行うだけの装置である。人工肺を持たないため、血液の酸素化はできない。また心拍出量の補助効果は自己心拍出量の10〜20%程度とされ、自己心機能がある程度保たれていることが前提となる。血液の酸素化が可能なのは、遠心ポンプと膜型人工肺を組み合わせ、大腿静脈から脱血し大腿動脈へ送血する経皮的心肺補助(PCPS、静脈-動脈ECMO:VA-ECMO)である。

  4. ○d.  留置している補助循環装置により冠動脈血流量の増加が期待される。

    IABPは心電図や動脈圧波形に同期して作動する。心臓の拡張期(大動脈弁閉鎖直後)にバルーンを膨らませると、大動脈の拡張期圧が上昇する(diastolic augmentation)。左室を栄養する冠動脈血流は主に拡張期に流れるため、拡張期圧の上昇により冠血流量が増加する。一方、収縮期直前にバルーンを急速にしぼませると大動脈内圧が下がり(systolic unloading)、左室の後負荷が減って心筋酸素消費量が減少し、1回拍出量もやや増加する。この二つの効果で、心筋の酸素需給バランスを改善する。

  5. ×e.  留置している補助循環装置は大静脈内に留置されている。

    IABPのバルーンは、大腿動脈から経皮的に挿入し、胸部下行大動脈内(先端は左鎖骨下動脈分岐部の1〜2cm遠位)に留置する動脈側の装置である。写真Bでも心陰影の後方、下行大動脈に一致する位置にバルーンが見える。大静脈にカニューレを入れるのはPCPS(VA-ECMO)の脱血管などであり、IABPではない。

冠動脈の解剖と支配域

・左冠動脈主幹部(LMT)はすぐに前下行枝(LAD)と回旋枝(LCX)に分かれる。LADは左室前壁・心室中隔前方2/3・心尖部を、LCXは左室側壁・後壁を栄養する。LMTの病変は左室の大部分を危険にさらすため、重症度が高い。 ・右冠動脈(RCA)は右室、左室下壁、心室中隔後方1/3、洞結節(約6割)、房室結節(約9割)を栄養する。 ・中隔枝はLADから心室中隔へ入る枝で、RCA側の後下行枝の中隔枝と吻合しており、側副血行路の代表的な経路となる。

IABPの要点

・原理:拡張期にバルーン拡張(冠血流増加、拡張期圧上昇)、収縮期にバルーン収縮(後負荷軽減、心筋酸素消費量減少)。 ・ガス:応答が速く、万一バルーンが破れても血液に溶けやすく塞栓を起こしにくいヘリウムを用いる。 ・適応:心原性ショック、急性心筋梗塞の機械的合併症(僧帽弁逆流・心室中隔穿孔)、ハイリスクのPCIや冠動脈バイパス術の周術期、薬物抵抗性の不安定狭心症など。本例のように僧帽弁逆流を伴う場合、後負荷の軽減により逆流量の減少も期待できる。 ・禁忌:中等度以上の大動脈弁閉鎖不全(拡張期のバルーン拡張で逆流が増える)、大動脈解離、高度の大動脈瘤、下肢動脈の高度閉塞性病変など。 ・合併症:下肢虚血、出血、血小板減少、感染、バルーン位置異常による腎動脈・鎖骨下動脈の閉塞など。

補助循環装置の比較

・IABP:圧補助のみ。酸素化はできない。補助量は小さい。 ・PCPS(VA-ECMO):遠心ポンプと人工肺で、大腿静脈から脱血し大腿動脈へ送血する。心肺両方を補助でき、酸素化が可能。心停止にも使える。 ・Impella:経皮的に左室内に留置する補助ポンプで、左室から直接血液を汲み出して上行大動脈へ送る。 ・補助人工心臓(VAD):長期的な循環補助に用いる。

POINT

・冠動脈造影:左冠動脈主幹部の高度狭窄、右冠動脈から中隔枝を介して前下行枝へ向かう側副血行路。 ・透視で胸部下行大動脈内にガスで膨らんだバルーン → IABP。 ・IABPは大腿動脈から挿入し胸部下行大動脈に留置。拡張期拡張で冠血流↑、収縮期収縮で後負荷↓。 ・IABPでは酸素化はできない(酸素化はPCPS/VA-ECMO)。 ・大動脈弁閉鎖不全・大動脈解離はIABPの禁忌。

※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。