総説

冠疾患誌 2006; 12: 121-127

Flow wire を用いた冠動脈狭窄の機能的評価
財田滋穂，赤阪隆史

Takarada S, Akasaka T: Physiological assessment of coronary stenosis by using a Doppler
flow wire. J Jpn Coron Assoc 2006; 12: 121-127

記録できると，CFR 計測や波形分析（図 2）に基づいて，冠I．はじめに循環の側面から冠動脈狭窄病変の程度や冠微小循環障害を冠動脈狭窄病変の存在および重症度は，解剖学的評価と生理学的に評価できる．冠動脈疾患に対して冠動脈血流速生理学的評価によって診断される．解剖学的な評価には冠を用いて冠循環を評価する方法としては，① CFR 計測に動脈造影（CAG）上の狭窄度や血管内エコー（IVUS）が主による冠動脈狭窄率評価・冠微小循環評価，②連続の式によ用いられている．待機的な経皮的冠動脈インターベンショ

る冠動脈狭窄率評価，③最大充血時拡張期冠動脈血流速-ン（PCI）
を行うにあたっては，負荷心電図や負荷心エコー冠灌流圧相関直線の傾き（IHDVPS），④冠動脈血流速波形図，もしくは負荷心筋シンチグラフィーを用いて心筋が虚分析による冠動脈狭窄率評価・冠微小循環評価，⑤圧ワイ血に陥っているか，つまり心筋虚血が存在するか否かを生ヤーから計測できる FFR との同時計測による心筋 viabil-理学的に評価することが望ましい．しかし，これらの生理

ity 評価などがある．

学的検査は非侵襲的ではあるものの CAG と同時に施行すIII．冠動脈血流速計測の要点ることが困難であり，緊急時や PCI 時の指標とすることができなかった．最近，血管内ドプラ法や冠内圧計測の発展

DGW を用いて正確に血流速を計測するには，超音波により，これらを用いて得られる冠血流予備能（CFR）やビームの方向を血流方向にできるかぎり平行に設定するこ心筋血流予備量比（FFR）などの冠動脈狭窄病変の生理学とが重要である．しかし，目的とする血管に DGW を挿入

的指標を解剖学的評価と同時に冠動脈造影時に得ることがしやすくするためには，ワイヤー先端を形成して適度な可能となった．解剖学的評価だけでなく生理学的評価を同カーブをつける必要があるが，ドプラビーム（ワイヤー先時に施行することにより，中等度狭窄病変の治療法や PCI端部）と血管（血流方向）とを平行に設定するには限界があのエンドポイントの決定が客観的かつ定量的に的確に判断る．この相反する手技上の問題に加えて，DGW はその径され，冠動脈疾患の診療の向上が期待できるようになってが細いために血管壁に沿いやすく，先端部のドプラ探触子きた．本稿ではドプラガイドワイヤー（DGW）を用いて得を血管の中央に保持することが技術的に難しい．それゆられる様々な生理学的指標を冠動脈疾患に対してどのようえ，本法を用いて血流速シグナルを記録する場合，ガイドに適用し，どのように評価するかなどについて言及する．

ワイヤー先端の設定に細心の注意が必要である．超音波
ビームの方向と血流方向とにある程度以上の角度があれII．血管内ドプラ装置の概要

ば，得られた流速値は信頼性に乏しい．図 3 下に示すよう

DGW は，発信周波数 12 MHz の超音波探触子を先端にな中心流を反映した層流状の流速波形が記録できるよう装着した細径（0.014 インチ）のガイドワイヤーで，約 30°のに，表 1 に示すような点に注意しながらワイヤー先端の探角度で前方に超音波パルスドプラビームを発信し，先端か触子の位置や方向を微妙に調節することが大切である．

ら約 5 mm 前方に設定されたサンプルボリュウム（深さ約IV． CFR の計測

1 mm，幅約 2.5 mm）
内の血流速を記録することができる
1）．DGW は通常の PCI 用のガイドワイヤーと同じ要（図 1）

CFR とは，心筋酸素消費量の増大に応じて冠血流量を領で冠動脈内に安全かつ容易に挿入することができ，PCI増大させ得る能力を表す指標で，最大充血時の冠血流量/のガイドワイヤーとしても使用可能で CAG や PCI 時に冠安静時冠血流量の比として求められる．この CFR の低下動脈血流速波形を記録できる．明瞭な冠動脈血流速波形がが冠循環からみた心筋虚血の発生機序と考えられている．
最大充血は，日常臨床では，パパベリン，アデノシン，ア

和歌山県立医科大学循環器内科（〒641-8509 和歌山市紀三井寺811-1）

デノシン三リン酸（ATP），ジピリダモールなどの薬物負荷により冠細小動脈を最大拡張することで誘発している．

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図 1 ドプラガイドワイヤー装置の概要

図 3 ドプラガイドワイヤーによる冠動脈血流速記録
超音波ビームと血流方向とが平行でないと上図に示すごとく血流速波形は鮮明に記録されない．しかし，超音波ビームと血流方向が平行で，中心流をうまく補足できれば，下図のように層流状のドプラ波形が記録できる．

表 1 ドプラワイヤーによる冠動脈血流速記録法
1. ワイヤー先端の形成
比較的大きなカーブに形成する．
2. ワイヤー先端の位置設定
遠位部から引き抜いて設定する．
血管の走行とワイヤーのカーブが平行になるように設定する．
層流状のシグナルが記録できる位置を探る（ドプラ音にも注意する）．

図 2 冠動脈血流速波形（上図）とその分析（下図）
一般に冠動脈血流速波形は収縮期と拡張期の 2 峰性で，拡張期優位である．詳細な流速プロファイルの分析には瞬時ごとの最高流速の 1 心周期の平均値（時間平均流速：APV），収縮期・拡張期時間平均流速（SAPV・DAPV），収縮期・拡張期の最高流速（SPV・DPV），収縮期・拡張期時間速度積分（SVI・DVI），拡張期の開始から拡張期最高流速までの時間（TPV），拡張期流速の減衰度（DDT）などが用いられる．ECG：心電図．

3. ワイヤーの保持
微妙な回転・たわみは取り除いて保持する．

また，冠動脈径が変化しなければ，冠動脈血流量と冠動脈血流速とは直線相関することから，CFR は最大冠動脈血2）．
流速/安静時冠動脈血流速の比として求められる（図 4）

V．CFR と冠動脈狭窄率（％DS）
CFR は健常例では 3.0〜4.0 程度である．安静時冠動脈血流は径狭窄率（％DS）
が 80〜85％ 以上になって低下しはじめるが，CFR は％DS が 40〜50％以上になると狭窄率に相関して急速に低下し，その低下度から狭窄率をある程度推定できる（図 5）3）．75％ 以上の有意狭窄では CFR<2.0 とな
り，本法による冠動脈有意狭窄率診断は臨床例においても数多く報告されている 4）．しかし，CFR は，冠動脈に有意

図 4 冠動脈血流速による CFR の計測
健常例の安静時と最大充血時の冠動脈血流速記録を示す．最大冠動脈血流速 62.6 cm/sec と安静時冠動脈血流速 16.6 cm/sec との比から CFR は 3.8 と計算される．

狭窄がなくても，左室肥大や糖尿病などの冠細小動脈障害でも低下することが明らかとなり，単なる冠動脈 ％DS 評起こりうるか否かの指標として用いられている 5）．

価ではなく，冠微小循環を含めた冠循環の総合的な指標とまた，標的血管の CFR が対照血管に比してどの程度障して計測領域の冠動脈血流供給が十分か否か，心筋虚血が害されているかを評価することで冠動脈狭窄率を推定する― 122 ―J Jpn Coron Assoc 2006; 12: 121-127

図 5 冠動脈径狭窄率と安静時冠動脈血流量，CFR との関係
（文献 3）
表 2 冠血流を規定する因子
需要規定因子心筋内張力（血圧 ¥ 左室半径に相関； Laplace の法則）
心拍数
心筋収縮力
供給規定因子冠動脈血流量（冠血管径）
冠灌流圧
動脈血酸素分圧
血液酸素輸送能
ヘモグロビン酸素親和性
血液粘着能

図 6 冠灌流圧と冠動脈血流（速）との関係破線で示すように，冠灌流圧が高い場合，原則的には冠灌流圧の上昇に伴って拡張期冠動脈血流（速）は直線的に増加する．
この直線の傾きは冠動脈系のコンダクタンス（その逆数は抵抗）を示す．冠動脈には冠循環の自動調節機構があり，灌流圧が50〜120 mmHg では冠動脈血流（速）は一定に保たれる．その結果，冠循環の調節は図中の実線に沿って調節される．CFRはある灌流圧における安静時と最大冠拡張時の血流（速）の比であり，図中の点線矢印（○の比）で表される．それゆえ CFR は①狭窄や微小循環障害などにより冠血管抵抗が増加した場合や，②安静時血流（速）が上昇した場合，③冠灌流圧が低下した場合のいずれの場合でも低下する．

ことが可能で，両者の比を相対的冠血流予備能（r-CFR）という．これに対し，個々の血管の CFR は絶対的冠血流予備能（a-CFR）といわれる．有意冠動脈狭窄では r-CFR<0.8と報告されている．本概念は冠内圧記録から求める心筋血流予備量比（FFR）に類似している．
VI．CFR と冠血流調節機構
冠動脈狭窄率が CFR を規定するもっとも重要な因子であるが，それ以外に様々な因子（表 2）が報告されている．

図 7 冠灌流圧と冠動脈血流速との関係
冠灌流圧と冠動脈血流速を同時記録すると図のようなループを形成する．拡張期には両者は直線相関し，最大冠拡張時のこの直線の傾き（IHDVPS）は，冠動脈系のコンダクタンスの，その逆数は抵抗の指標となる．

本来，図 6 に示すごとく冠動脈血流量は冠灌流圧に直線相関するが，冠灌流圧が 50〜120 mmHg に保たれている場
合，冠動脈血流量は自己調節能により一定に保たれる6）．

数は抵抗）の指標とする検討もなされているが，IHDVPS

CFR は，ある灌流圧における安静時と最大冠拡張時の血も心外膜冠動脈狭窄と冠微小循環の両者に影響される．

流量（または血流速度）の比であるので，冠血管抵抗が大きVII．冠動脈血流速波形による冠循環評価

く（直線の傾きが小さく）
なる場合
（図中①）
，安静時の血流量が増加する場合（図中②），灌流圧が低下する場合（図中6）

冠動脈に有意狭窄があると，狭窄遠位部の拡張期冠灌流③）に CFR は小さくなる ．それゆえ，同じ ％DS であっ圧が著明に低下するため，冠動脈血流（速）も拡張期に著明ても個々の病態によって CFR は異なり，心筋虚血の閾値に低下し，拡張期/収縮期血流速比が大きくなる（図 8）．

が ％DS のみで規定されないことがわかる．また，冠灌流

本所見も冠動脈有意狭窄病変の存在を示す有用な指標であ

圧と冠動脈血流速波形を同時記録し，図 7 に示すように拡るが，冠微小循環障害により冠血管抵抗が高くなっている

張期冠灌流圧-冠動脈血流速関係から，その相関直線の傾場合（例えば陳旧性心筋梗塞）にも同様の所見を認めること

き（IHDVPS）を求め，冠動脈系のコンダクタンス（その逆があり，狭窄診断の感度は必ずしも高くはない．

― 123 ―J Jpn Coron Assoc 2006; 12: 121-127急性心筋梗塞症例における TIMI-2 flow 症例には 2 種類の異なる冠動脈血流速波形パターン（図 9）が報告されてい障害が原因とされ，ステント追加留置は血流改善に有効で7）．
はない（図 11）る 7）．血栓などにより病変部の狭窄が十分に解除されていVIII．連続の式による冠動脈狭窄診断ない症例では，拡張期血流速が遅く，その減衰が遅く，ス
テント留置が有効な場合が多い（図 10）．他方，収縮期に

図 12 に示すごとく，狭窄近位部および狭窄部の血管径逆行性波を認め，拡張期波の減衰が急峻な症例は微小循環をそれぞれ Dp，Ds，血管断面積を Ap，As，平均血流速を Vp，Vs，血流量を Qp，Qs とすると，Qp=Ap¥Vp=22¥Vp，Qs=As¥Vs=p（Ds/2）¥Vs で，両 者 の 間 にp（Dp/2）

分枝がなければ，流量保存の法則から Qp=Qs であること
22¥Vp=p（Ds/2）¥Vs と な り，Vp/Vs=（Ds/よ り，p（Dp/2）
2となる．ここで，狭窄率（％DS）
は，％DS=（Dp-Ds）/
Dp）

Dp¥100=（1-Ds/Dp）¥100=（1-√Vp/√Vs）¥100 として求めることが可能である．すなわち，狭窄部および狭窄近位部（または遠位部）の血流速を計測することにより，狭窄率を推定することができる（図 13）．
IX．CFR・FFR 同時計測による心筋 viability 評価
図 8 冠動脈有意（90％）狭窄例の冠動脈血流速波形
拡張期波の減衰（DDT）は遅く，その流速は低下し，拡張期に対する収縮期冠動脈血流速の比（DSVR）は小さくなっている．
最大充血時には，さらに拡張期波が低下し，平均流速も低下
し，計算上 CFR は 0.8 と 1.0 以下になっている．これは，最大充血時の灌流圧の低下による．

図 9 TIMI-2 flow 例の冠動脈血流速波形
拡張期波が遅く，その減衰時間が遅延した波形（左）と，収縮期逆行性波を認め拡張期波の減衰が急峻な波形（右）とがある．前者は血栓等による標的血管の残存狭窄に起因し，後者は微小循環障害によると考えられている．

冠内圧計測から求めた機能的冠動脈狭窄評価指標である
FFR は，心外膜冠動脈狭窄がその領域の心筋虚血にどの程度関与しているかを表す指標と考えられ，FFR<0.75 で

図 11 TIMI-2 flow 例のステント植込み後冠動脈血流速波形②収縮期逆行性波を認め拡張期波の減衰が急峻な波形ではステント留置後も波形の変化はなく TIMI flow の改善もみられない．

図 10 TIMI-2 flow 例のステント植込み後冠動脈血流速波形①拡張期波が遅く，その減衰時間が遅延した波形ではステント留置により正常波形を呈する TIMI-3 になる症例が多い．

― 124 ―

図 12 連続の式の概念

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心筋虚血の存在を診断できるが，冠微小循環障害（心筋viability）が存在すると同じ狭窄率でもその値が大きくなる．そこで，CFR と FFR とを 同時記録し（図 14），両指標の一致・不一致をみれば微小循環障害の状況や PCI の適応を判断することができる 8）．ここで，CFR<2.0，FFR<0.75を有意な低下とし，CFR≥3.0 を健常であるとすると，CFRと FFR との関係から 6 種類の組合せが考えられる．①
FFR<0.75 では心外膜冠動脈狭窄が心筋虚血に大きく関与しており，心筋 viability は存在し，原則として PCI の適応であるが，この条件（FFR<0.75）
下で CFR≥3.0 は理論的には考えられない．また，FFR<0.75 の症例において CFR<
2.0 では狭窄が重症であることが多く，2.0£CFR<3.0 では狭窄が比較的軽いか軽度の微小循環障害が存在する．②FFR≥0.75 では心外膜冠動脈狭窄が心筋虚血にあまり関与

図 13 冠動脈血流速からの冠狭窄率の推定（連続の式の適用）
有意狭窄例の狭窄部と狭窄近位対照部で記録された冠動脈血流速波形を示す．時間平均流速（APV）がそれぞれ 36 cm/sec と242 cm/sec で連続の式から狭窄率（％DS）
は（1-√36/√242）¥100=61％と計算される．

しておらず，原則として PCI の適応はない．このうち，
CFR≥3.0 では微小循環障害もほとんどなく健常に近い状況で，CFR<2.0 では微小循環障害が強く，有意狭窄例であっある．実際の現場では，PCI のエンドポイントは CAG とても PCI による CFR 改善は期待できない．2.0£CFR<3.0 でIVUS で行うことが多いが，IVUS は内中膜の裂開や解離は狭窄が軽いか微小循環障害がかなり強いかで，PCI の適の検出に優れているものの，それらが冠動脈血流にどの程応はなく，たとえ有意狭窄例であっても予後は良好とされ度影響しているかの判断は困難である．狭心症においてている．

は，絶対的および相対的 CFR や冠動脈血流速波形，連続の式などから機能的に冠動脈狭窄率を求め，有意狭窄症例

X．冠動脈血流速計測の PCI への適用

を PCI の適応とし，それらの指標の改善で PCI のエンドポ

上述した種々の指標を用いて狭心症・心筋梗塞におけるイントとすることができる 9）．解剖学的に十分に開大してPCI の適応決定・エンドポイント判定・予後予測が可能でいる（％ DS<35％）
だけではなく，機能的にも十分に改善し

図 14 CFR と FFR の同時計測と冠微小循環障害（心筋 viability）の評価（文献 8 改変）
CFR と FFR とを同時に計測し，その一致・不一致から冠微小循環障害の程度が推測される．
CFR<2.0，FFR<0.75 を有意な低下とし，CFR≥3.0 を健常であるとすると，両者の関係は 6 種類となる．このうち，CFR<2.0，FFR<0.75（図中 C）と CFR≥3.0，FFR≥0.75（図中 D）では微小循環障害はなく（心筋 viability あり），前者は有意な狭窄があり，後者は有意狭窄はないと考えられる．CFR<2.0，FFR≥0.75（図中 F）では有意狭窄の有無にかかわらず，著明な微小循環障害（心筋 viability なし）が存在すると考えられる．CFR>3.0，FFR<0.75（図中 A）の状況は理論的に考え難く，2.0£CFR<3.0，FFR≥0.75（図中 E）では狭窄が軽微であるか，有意狭窄であっても微小循環障害が比較的強い（心筋 viability は少ない）状態が推定できる．2.0£CFR<3.0，FFR<0.75（図中 B）では狭窄が C より軽微で微小循環障害が軽微である（心筋 viability はかなり存在する）と考えられる．

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中心とした冠動脈血流速による評価を中心に述べた．
CFR は心外膜冠動脈の ％DS のみならず計測領域の微小循環障害をも含めた冠循環全体の虚血の指標である．心筋梗塞における血流速情報は PCI に極めて有用で，DGW の絶対的な適応である．また，distal embolization の判断にはCFR や血流速パターン分析が有用と考えられる．もう一つの代表的な機能的評価法である圧ワイヤーを使った
FFR の計測は，心外膜冠動脈病変（％DS）
がその領域の心筋虚血（CFR 低下）にどの程度関与しているかを示す指標
図 15 経皮的冠血管形成術（PTCA）
後の％DS と CFR からみた予後（6 カ月以内の心事故発生率）
PTCA 後に冠動脈狭窄が解剖学的に改善する（％DS£35）だけでなく，機能的にも改善した（CFR>2.5）症例の予後は良好で，解剖学的指標（％DS）だけで判断するより両者で評価する方が予後予測に優れている．

である．近年，thermodilution 法 14） や安静時と最大充血時の圧較差の比 15）から圧ガイドワイヤー単独で CFR を求めることができるとの報告がある．また，一つのガイドワイヤーで CFR と FFR を同時に計測し，リアルタイムに狭窄血管抵抗や微小血管抵抗を表示することができるシステ
ム も 開 発 さ れ て き て い る．冠 動 脈 造 影 上 の 狭 窄 度 や，ている（CFR>2.5）症 例 の 予 後 は 良 好 と さ れ（DBATE-IIVUS での血管径などの解剖学的指標のみで評価しがちな（図 15），DESTINI 研究），CFR>2.5 をエンドポイントとす

PCI に際して，これらの機能的な冠動脈病変評価を追加することが望まれる10）．また，心筋 viability を考慮した PCIの適応が望まれ，CFR>2.0 の症例では PCI を施行せずともその予後は良好であるとされることによって，より適切な PCI の適応決定，およびエンドポイントの決定が期待できる．

11），CFR<2.0（か つ FFR<文0.75）が PCI の良い適応と考えられている．
急性心筋梗塞例の PCI のエンドポイント決定にも冠動脈血流速波形が有用である．とくに TIMI-2 flow 症例では，残存狭窄による灌流障害を残さないようにすることが望まれる．また，TIMI-3 症例では CFR が良好な症例ほど予後は良好であること，TIMI-2，3 を含めたすべての症例では冠動脈血流速パターンから，拡張期波の減衰が急峻な症例，収縮期逆行性波が大きい症例ほど左室機能回復が悪く，臨床的な予後も不良であると報告されている（図16）12，13）．
XI．おわりに冠動脈病変の機能的評価法として，DGW による CFR を献1）Doucette JW, Corl PD, Payne HM, Flynn AE, Goto M,Nassi M, Segal J: Validation of a Doppler guide wire for
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図 16 急性心筋梗塞症例の冠動脈血流速波形と回復期の局所左室壁運動
再灌流直後の収縮期血流速（ASV）
が 遅 い（逆 流 波 が 大 き い）
ほ ど，拡 張 期 波 減 衰 速 度（DDT）が急峻な症例ほど左室壁運動の改善が悪い．

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