J Cardiol 2007 Sep; 50（3）: 183 – 191

右室ペーシングによる心筋灌流異
常 : リアルタイム心筋コントラス
トエコー図法による検討

Myocardial Perfusion Abnormality
Induced by Right Ventricular
Pacing: Real-Time Myocardial
Contrast Echocardiography Study

谷口明日香

Asuka

TANIGUCHI, MSc

増田佳純

Kasumi

MASUDA, MSc

浦西

歩美

Ayumi

URANISHI, MSc

浅沼俊彦

Toshihiko

ASANUMA, MD

石藏

文信

Fuminobu

ISHIKURA, MD, FJCC

別府慎太郎

Shintaro

BEPPU, MD, FJCC

Abstract ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
Background and Objectives. False positive findings of coronary stenosis are frequently detected byexercise stress myocardial scintigraphy in patients with left bundle branch block（LBBB）. We investigated
the relationship between regional wall motion abnormality and myocardial perfusion abnormality at highright ventricular（RV）
pacing rate in the region of the RV pacing（the ventricular septum）and the control
region（the lateral wall）assuming exercise stress in patients with LBBB.
Methods. RV pacing was performed in 7 open chest canines. Real time myocardial contrast echocardiography of the left right ventricular short-axis view was examined by Toshiba Aplio during infusion of theultrasound contrast agent（Definityµ）. The examination was performed at baseline without pacing and athigh RV pacing. Replenishment curve of the myocardial opacification was obtained and fit to the equationof y ＝ A（1 − e −βt）in the regions of the ventricular septum and the lateral wall. Wall thickening ratio（%WT）was calculated in both regions.
Results. Dyssynchronous motion was observed during high RV pacing, but no wall motion abnormality
was seen in control conditions. Although %WT, A-value and β-value were almost identical between bothregions at baseline, %WT and β decreased in the ventricular septum at high RV pacing. The value did not
differ between two regions.
Conclusions. We concluded that perfusion abnormality occurs with regional wall motion abnormality athigh RV pacing based on real time myocardial contrast echocardiography.
──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────J Cardiol 2007 Sep ; 50
（3）
: 183−191

Key Words■ Experimental medicine■ Ventricular function（cardiac resynchronization therapy）■ Myocardium（septal motion）■ Ischemia（myocardial）■ Pacing（left bundle branch block）

はじめにの非協調運動をきたし，非効率的収縮を生じるため，
最近では心臓再同期療法の主たる適応として注目され

左脚ブロック（left bundle branch block）では，心室内ている疾患である 2,3）．左脚ブロック症例では心筋灌伝導障害のために心室中隔に早期興奮のノッチや奇異

流異常に関しても幾多の報告があるが，興味深いこと

1）

性運動が認められるが ，そのことが心室全体としては，冠動脈に狭窄がない場合でも，負荷試験シンチグ──────────────────────────────────────────────
大阪大学大学院医学系研究科 機能診断科学講座 : 〒 565−0871 大阪府吹田市山田丘 1−7
Department of Functional Diagnostic Science, Graduate School of Medicine, Osaka University, Osaka
Address for correspondence : BEPPU S, MD, FJCC, Department of Functional Diagnostic Science, Graduate School of Medicine,
Osaka University, Yamadaoka 1−7, Suita, Osaka 565−0871 ; E-mail : beppu@sahs.med.osaka-u.ac.jp
Manuscript received February 22, 2007 ; revised May 17, 2007 ; accepted May 25, 2007
MSc ＝ master of science

183

184

谷口・増田・浦西 ほか

ラフィー時に心筋虚血の所見を示す例が多いことであオンにより，幅広い QRS の出現とともに，ペーシン

4−9）

グ部位である心室中隔に運動異常の出現を視覚的に判

しかし，左脚ブロック例における心筋灌流異常に心断し，ペーシングオフと同時にペーシング前と同様の室壁の非協調運動が関与するのか，なぜ冠動脈が正常

正常壁運動に戻ることを確認した．これを繰り返してでも負荷時のみの異常灌流所見を呈するのであろう

も同様の結果が観察されたことで，右室ペーシングモ

か．心室ペーシングと壁運動異常と心筋灌流の関係にデルとした．自己心拍とほとんど変わらないペーシン

ついては，心筋コントラストエコー図法での知見があグ頻度では，自己心拍と競合し，安定したリズムが得るものの，これは冠動脈注入法によるものであ っられないため，自己心拍時をコントロ ールとした．

る

た

．

10 ）

．一方，リアルタイム心筋コントラストエコー

図法では，超音波造影剤（バブル）を壊さないような比ペーシング頻度が 200/min では，リズムが安定するので，これを高頻拍ペーシングとした．

較的低音圧で超音波を照射するので，リアルタイムで心筋壁運動と同時に心筋微小循環を観察することが可
11,12）

2．心エコー図．それゆえ，本手法を左脚ブロック例に心臓に約 1 cm 厚の超音波診断用含水性伝達媒質で適応すると，その壁運動異常と灌流異常を対応できるあるソナーエードを乗せ，前述の超音波診断装置によ可能性がある．

り乳頭筋レベル左室短軸像を描出した．断層面が実験能である

右室ペーシングでは，左脚ブロック例と近似した心中にずれないように探触子をクリップスタンドで固定

室内伝導障害状態である．それゆえ，右室ペーシング

した．映像方式は 1.8 MHz 送信/3.6 MHz 受信の連続送により左脚ブロックモデルを作成し，運動負荷を模し信法（rate subtraction 法）を用い，音圧は mechanicalて高頻度ペーシングを行うことにより壁運動異常と灌index 表示で 0.1，frame rate は 24 frame/sec に設定した．

流異常との関係を解明することとした．

心エコ ー図画像は，松下電器製 DVD ビデオレコ ー

対象と方法

ダー（Panasonic DMR-E200H）に記録した．左室壁運動
評価は，心筋灌流状況と同時に評価するため，造影剤

7 頭のイヌ（ビーグル，平均体重 14.6 ± 1.1 kg）を対投与中の心室中隔（ペーシング領域）と左室側壁（正常象とした．前腕に 18 G 留置針を穿刺して末梢静脈領域）について，コントロール時，高頻度ペーシング

ルートを確保し，ネンブタール（0.7 ml/kg）により麻酔時の断層画像を用い，連続 5 心拍の拡張末期，収縮末を行い，実験中は，ネンブタールを約 1.5 ml/hr により期の壁厚を計測，その平均値を算出し，［（収縮末期壁麻酔を持続した．挿管後ハーバード型レスピレーター

厚−拡張末期壁厚）/拡張末期壁厚］より壁厚増加率を（シナノ製作所 SN-480-3）により呼吸を管理した．ミオ

算出した．

ブロック（1 ml）を静脈注入後，右側臥位にして左第 5肋間で開胸し，心外膜を Y 字切開して心臓を露出させ

3．心筋コントラストエコー法

た．心臓の移動を防ぐために心外膜に 3 号糸を通し，超音波造影剤 Definityµ（2 ml を生理食塩水で 20 ml に

pericardial cradle として心臓位置を固定した．心電図希釈）を 45 ml/hr の速度で末梢静脈ルートより持続注をモニターし，股動脈より挿入したカテーテルを上行入した．心筋が一様に染影されたことを確認した後，大動脈に位置させ，大動脈圧を記録した．

心筋灌流状況を心筋染影の輝度回復曲線から求めるために，高音圧バースト法を用いて心筋内微小気泡を破

1．右室ペーシング

壊した．コントロール時の記録に引き続き，高頻度

ペーシングカテーテル 6F を大腿静脈より挿入し，

ペーシング（200 beats/min）を行い，ペーシングリズム

超音波診断装置［東芝製 APLIO（SSA-770A）, PST-25ATと心筋染影が安定したのを確認した後，再び高音圧

セクタプローブ］を用いてカテーテル先端の位置を確

バーストを行って画像を記録した．心筋染影輝度解析

認した．エコー図画像ガイド下でカテーテル先端を右にはオフラインにより color cardiology work station（日室側より心室中隔に密着させ，外部パルス発生装置

本光電製）を用いて，バースト前 5 心拍から再度心筋（typeE4162, APC Medical）に接続させた．ペーシング

が一様に染影されるまで（バースト後 35−70 心拍）のJ Cardiol 2007 Sep; 50（3）: 183 – 191

心室ペーシングによる心筋灌流異常185

確認し，おおむね 1−2 分後に再び，高音圧バースト
により心筋染影性に不均一がないことを確認した．な
お，自己調律時および高頻度ペーシング時の造影剤注
入中の安定画像から，前述のように壁厚を計測した．
5．統

計

すべての統計学的数値は平均±標準偏差で表し，測定値の 2 群間比較の検討には対応のある t 検定を用い，
p ＜ 0.05 をもって有意差の判定とした．

結果

1．血行動態
心拍数はコントロール時が 124.1 ± 21.8 beats/min，
高頻度ペーシング時が 201.4 ± 2.9 beats/min であった．
Fig. 1 Position of the region of interest on the real time
myocardial contrast echocardiogram
Regions of interest set on the ventricular septum（pacing site, solid circle）and the lateral wall（non-pacing
site, open circle）

平均血圧はコントロール時が 132 ± 31 mmHg，高頻度
ペーシング時が 128 ± 37 mmHg で有意な変化はなかった．
2．壁運動評価
コントロール時には，心室壁は均一に収縮し，壁厚

収縮末期像を取り込み，関心領域を心室中隔と左室側増加率は，心室中隔，左室側壁の間に有意差は認めら壁に置き，輝度値を 256 階調で評価した（Fig. 1）．両れなかった（側壁 : 28.2 ± 12.8%，心室中隔 : 27.1 ±関心領域での輝度値を Origin 6.0j（Data Analysis and9.4% ; Fig. 2−A，Fig. 3−A）．高頻度ペーシング時にTechnology Graphics 製）を用いて，輝度回復曲線の近おいては，瞬時に協調運動はみられなくなり，ペーシ

似式，y ＝ A（1 − e−βt）に近似させ，これから心筋血液

ング部位である心室中隔は，正常部位である左室側壁量を示すプラトーの輝度 A 値と，心筋血流速度を反映に 比 べ ， 壁 厚 増 加 率 は 有 意 に 低 く な っ た（ 側 壁 :するプラト ーまでの時間の逆数であるβ値を求め32.5 ± 11.1%，中隔 : 14.7 ± 4.9%，p ＜ 0.05 ; Fig. 2−B，

た 13,14）．

Fig. 3−B）．この異常運動はペーシングオフにより瞬時に改善した．

4．実験プロトコル
まず，ペーシング用カテーテルを挿入し，ペーシン

3．心筋灌流評価

グオン・オフでその作動を確認した後，ペーシングオ

コントロール時，心室中隔，側壁での輝度回復曲線

フに戻す．自己調律で血行動態が安定しているのを確はほぼ重なり，両者の心筋灌流はおおむね同一であっ

認した後超音波造影剤を投与し，上述のように造影がたが（Fig. 4−A），高頻度ペーシング時には心室中隔で安定した状態で高音圧バーストを施行した．この際，は曲線の立ち上がりが低く，β値の低下，すなわち心同時に心拍数，大動脈圧を記録した．造影剤による心筋血流速度の低下が示された（Fig. 4−B）．全体として筋輝度が十分回復するのを待って，高頻度ペーシング

みれば，心筋血液量を示す A 値は，コントロール時を開始．おおむね 1−2 分後に血行動態や心筋染影性（側壁 : 89.6 ± 18.7，中隔 : 98.3 ± 17.2），高頻度ペーが安定しているのを確認した後，再び高音圧バースト

シング時（側壁 : 87.7 ± 23.8，中隔 : 91.2 ± 19.7）ともを行い造影画像を取得した．この際，同時に心拍数，に，心室中隔と左室側壁の間に有意差は認められな大動脈圧を記録した．その後，造影剤の注入を持続しかった（Fig. 5）．しかし，β値はコントロール時にはたまま，ペーシングをオフにして自己調律に戻るのを心室中隔と左室側壁の間に有意な差は認められなかっ

J Cardiol 2007 Sep; 50（3）: 183 – 191186

谷口・増田・浦西 ほか

Enddiastole

EndsystoleA

B

Fig. 2 Reduced wall thickening during high right ventricular pacing
A : Control. B : High-pacing.
Solid and open arrows indicate the wall thickness at the septum（pacing site）and the lateral wall
（un-pacingsite）, respectively. Thickness of the septum at endsystole is not great during high pacing rate.

Fig. 3 Percentage wall thickening
Percentage wall thickening of the septum
was significantly lower than that of thelateral wall during high-pacing rate（＊ p ＜0.05）.
WT ＝ wall thickening.

たが（側壁 : 0.43 ± 0.27，中隔 : 0.39 ± 0.16），高頻度

4．壁厚増加率とβの関係

ペーシング時では，心室中隔は左室側壁に比べ，有意

コントロール時と高頻度ペーシング時，また心室中に低値を示した（側壁 : 0.58 ± 0.29，中隔 : 0.35 ± 0.20 ;

隔と左室側壁を含めたすべてのデータでは，壁厚増加

Fig. 6）．

率とβの間には正の相関がみられた（r ＝ 0.55，p ＜J Cardiol 2007 Sep; 50（3）: 183 – 191

心室ペーシングによる心筋灌流異常187

Fig. 4 Replenishment curve showing myocardial perfusion
The replenishment curves at the septum and the lateral wall are identical during control conditions（A）. The
curves are definitely different between the two regions during high-pacing conditions（B）. The slope of the
upstroke of the curve（β-value）at the septum is slower than that at the lateral wall.

Fig. 5 A-value of the replenishment curve（myocardial blood volume）
A-values between two regions are almost
identical even during high-pacing rate.

Fig. 6 β-value of the replenishment curve（myocardial blood flow speed）
The β-value at the septum is less than thatat the lateral wall during high-pacing rate,
while it is almost equivalent between two
regions during control conditions.

0.01）．非ペーシング時には，心室中隔および側壁の壁厚増加率とβはほぼ同じ値を示したが，ペーシング

考察

時には心室中隔は，壁厚増加率，βともに低下し，対今回の検討では，高頻度右室ペーシングに伴う心室側の側壁はともに増大することが示された（Fig. 7）．

壁運動異常と心筋灌流の灌流異常の関連をリアルタイ

J Cardiol 2007 Sep; 50（3）: 183 – 191188

谷口・増田・浦西 ほか

心筋灌流血流速度の低下が明らかとなった．冠動脈の血液流入は拡張期優位であり，頻脈では拡張期時間は短縮し，それに伴い心筋灌流も低下する 17−19）．さらに，右室ペーシングにおいては左室の収縮非同期により左室拡張期が短くなる 20−22）．高頻度右室ペーシン
グにより短縮した拡張期時間に加え，ペーシング部位
では局所の早期興奮によりさらに拡張期時間が短縮
し，灌流異常を生じると考えている 10）．この詳細に関しては，以前の報告を参照いただきたいが，左室腔内圧とペーシング部位の心筋内圧の同時記録の結果では，ペーシング部位の心筋内圧はペーシングスパイクと同時に上昇し，小さなピークを作る．これは局所の早期興奮に関係するものと思われる．心腔内圧の上昇はそれよりも遅れて始まる．ペーシング部位の心筋内Fig. 7 Relationship between percentage wall thickening
and the β-value

圧は心腔内圧の上昇に伴って上昇し，心室拡張による心腔内圧の低下に伴って低下する．その結果，ペーシ
ング部位の心筋内圧が上昇している時間は心腔内圧のそれよりも長い．逆に，心筋内圧が低下している時間

ム心筋コントラストエコー法により解析した．非ペーは心腔からみた拡張時間よりも短くなる．すなわち，シング時には壁運動異常も灌流異常もみられなかった

ペーシング部位の早期興奮が同部位の拡張時間を短くが，高頻度ペーシングの作動オンとともにペーシング

する．心拍数が低い際にはこのことはほとんど影響し部位の心室中隔に壁運動異常がみられ，心筋灌流の血ないが，高頻拍では短い拡張時間がさらに短縮され，流速度の低下が生じた．高頻度ペーシング作動オフと冠灌流に対しての影響が強くなる．これがペーシング

ともに壁運動異常は解消した．

開始直後から壁運動異常が生じ，それとともに心筋灌流異常が生じる説明と考えられる．

1．左室局所壁運動異常と局所灌流異常左脚ブロックや右室ペーシングにおいては，電気的

2．左脚ブロック例での負荷時の偽虚血所見

興奮遅延に伴う非同期的収縮による左室全体の収縮性

左脚ブロック症例の冠動脈狭窄診断に対し，負荷核異常がみられる．本研究では，これとは別に，高頻度

医学検査法で偽陽性所見がみられる．それも偽陽性所

ペーシングにおいて局所の収縮能（壁厚増加率）の低下

見は運動負荷による場合で，ジピリダモール負荷のほが示された．通常，局所壁運動異常を生じる原因は，

うが正確な診断が可能であるという報告が多い 23−28）．

冠動脈狭窄などの器質的ないし解剖学的異常に起因す

この理由は，運動負荷のほうがジピリダモール負荷よる．心筋虚血の進展は虚血カスケードとして知られる

りも心拍数の上昇が著明であるからと考えられる．運ように，灌流異常に引き続き局所壁運動異常が生じ

動負荷での灌流異常所見は冠動脈狭窄の診断としてはる

15,16）．冠動脈閉塞発生から壁運動異常までには多少の時間が必要であり，また逆に冠動脈閉塞が解除され偽所見であるが，灌流異常という点では偽所見ではな
い．

ても，壁運動異常は瞬時に回復するわけではない．しかし，本実験では高頻度ペーシングのオン・オフに即時に反応し壁運動異常が生じ，虚血に起因するものではないことが示された．

3．高頻度心室ペーシングにより心筋の組織変化が生じるか短期間のペーシングだけでは，右房ペーシングでも高頻度ペ ーシング部位に心筋灌流異常が生じる

右室ペーシングでも心筋酸素消費には変化がない 29）．

が 10），今回の結果では，心筋血液量の低下ではなく，

しかし，長期の高頻度ペーシングは心不全モデルや拡J Cardiol 2007 Sep; 50（3）: 183 – 191

心室ペーシングによる心筋灌流異常189

張型心筋症モデルの作製に用いられる手法であり，こ4．ペーシング部位による差異

れらは拡張期時間の短縮が心筋灌流に不都合であるこ

今回の実験では，心室中隔に対し右室ペーシングカとを明示している

30）

テーテルを挿入し，高頻度ペーシングで心室中隔に異．

頻拍を頻回に発生しない単純な左脚ブロック例や，常がみられた．ペーシングの部位を左室後壁とし，心適切な頻度の心室ペーシング例で，果たして心筋組織

臓外から刺激してもペーシング局所の灌流異常がみら変性が生じるか否かは，その因果関係を十分に検討すれる 10）．このようにイヌでの検討では心室ペーシン

る必要がある．文献的には，心筋症が基礎になって左

グ部位で局所心機能が低下することが示されてい脚ブロックが生じている場合 31），電気的な伝導障害

る 38）．臨床例では，右室ペーシングリードが心尖部32）に固定されている場合，Tl の虚血所見は心尖部を中が報告されている．後者の論文では，左脚ブロック症

心に出現することが示されている．このように，ペー

例の 10% に中隔の菲薄化がみられ，3 ヵ月間の前壁

シング部位と灌流異常部位は相対しており，ペーシン

ペーシングのイヌ 6 匹にペーシング部位が 20% 菲薄しグによる早期興奮が心筋灌流異常に関係することが強たと報告している．ただし，左室内腔の拡大を伴ってく示唆される．

があり非協調運動だけで心筋変性をきたした場合いないという記載は，代償性左室拡大が生じなかった

一般に右室ペーシングは，左脚ブロックと同じようという点で興味深い．また 6 ヵ月間の左室自由壁のに心室内伝導障害が生じていると考えられる．しかし，ペーシングを行ったイヌの実験では，ペーシング部位

右室ペーシングでは，左脚ブロックほどには左室の興での壁厚の軽度菲薄化と対側である心室中隔の肥厚が奮に時間を必要としないという報告 39） もあるので，

左室拡大に伴 って生じることが報告されている 33）．

両者の差異はさらに検討が必要であろう．

この報告では心筋繊維化は両部位において差はなく，
肥厚，菲薄化の誘因として単純な非協調収縮に原因を5．本研究の限界

求められており，心筋灌流に関する検討はない．長期

今回の検討の問題点を以下に示す．第 1 に，ペーシ間の右室ペーシングで心筋灌流が低下するという報告

ングリードの位置の確認は X 線透視ではなく心エコー34），この論文で示される異常は，運動負荷

ガイドである．装着は慎重に行ったが，確実ではない．

時の灌流異常であり，安静時のものではない．また，

これが，個々の症例でのペーシングに対する反応性のペーシングのオン・オフでの対比を行っているわけで違いとして現れたのかもしれない．第 2 に，低頻度もないので，果たして長期のペーシングが安静時の心

ペーシングの検討ができていない．固有の洞調律以下

筋灌流に影響するかどうかは不明である．もちろん，

では心室ペーシングは安定せず，心筋灌流の評価がで

高頻度心室ペーシングを持続すれば局所の灌流不良はきなかったからである．また，イヌ固有の心拍数はヒ持続するので，何らかの組織学的変化をきたすであろトに比べて明らかに多く，さらに高頻拍として異常にうことは想像できる．

多い心拍設定を余儀なくされた．今回の高頻度ペーシもあるが高頻拍ペーシングでは局所の心筋灌流とともに糖代ングというのはヒトにとってまったくの非生理的状況

35），である．しかし，高頻拍での心室動態，心筋灌流状態

通常の心拍数の左脚ブロック例では，心室中隔の心筋は十分検討できるので基本的な結果として問題はない

灌流と糖代謝の間に解離がみられることは興味深と考えられる．第 3 に，ヒトで偽陽性所見を呈するの謝も低下することがイヌの実験で示されているが36,37）．また，拡張型心筋症という条件が付加するもは運動負荷時であるが，それとの対応を検討していなのの，左脚ブロック例で心室再同期療法により中隔のいし，また，ジピリダモールないしアデノシン三リン

糖代謝が改善し，同時に Tc-SESTAMIBI で診断する灌酸負荷との対比を行っていないので，前項とも関係す

流状態もわずかであるが改善するという報告がある 2）．

るが，運動による心拍数増大程度と，今回の検討を同

この知見は拡張型心筋症という前提ではあるものの，一視できるかどうかの問題は残る．

い

逆にみれば左脚ブロックのみで心筋灌流が低下することを示唆している可能性がある．心室内伝導異常と心筋灌流に関してのさらなる検討が必要であろう．
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結語

右室の高頻度ペーシングにより，ペーシング部位の190

谷口・増田・浦西 ほか

心室中隔では壁運動異常（壁厚増加の減少）が生じ，同

要様に灌流異常も同時に起こっていることがわかった．

約

背景・目的 : 左脚ブロック症例では，冠動脈狭窄がなくても運動負荷心筋シンチグラフィーにおいて心筋虚血所見がみられることがある．そこで，右室高頻度ペーシングにより左脚ブロックの運
動負荷時モデルを作成し，ペーシング部位（心室中隔）と対側部位（左室側壁）において，心筋灌流所
見と局所壁運動を比較・検討した．
方

法 : 麻酔開胸犬 7 頭において超音波装置は東芝 APLIO を用い，超音波造影剤（Definityµ）を末

梢静脈より持続投与し，乳頭筋レベル左室短軸像でのリアルタイム心筋コントラストエコー図法を行った．右室ペーシングカテーテルを挿入し，非ペーシング時のコントロールと高頻度ペーシング
時を設定した．心室中隔と左室側壁に関心領域を置き，同部の輝度値の変化を輝度回復曲線 y ＝ A（1 − e −βt）に近似して，A 値（心筋血液量）とβ値（心筋血流速度）から灌流評価を行った．また，同部の壁厚増加率（%WT）
から壁運動を評価した．
結果 : コントロール時には壁運動異常は認められず，高頻度ペーシングにおいて非協調運動が出現した．コントロール時では，両領域間で %WT，A 値，β値のいずれにも有意差はなかったが，高頻度ペーシング時では，心室中隔の %WT は側壁に比べ有意に低下した．A 値は両領域間に有意差はなかったが，心室中隔のβ値は側壁に比べ，高頻度ペーシング時に有意に低下した．
結論 : 右室高頻度ペーシングによる左脚ブロックモデルでは，ペーシング部位の壁運動異常と同時に灌流異常も生じていることが，リアルタイム心筋コントラストエコー図法により明らかにされた．

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