心エコー検査技術
センサーの位置
心臓は肋骨と肺の空気組織に囲まれているため、超音波の伝搬が困難です。そのため、息を完全に吐き出した状態で、様々な姿勢で検査を行うのが最適です。音響窓を最大限に広げるには、患者を左側臥位にし、上体をやや高くした状態で検査を行います。この姿勢では、心臓は前外側胸壁と反対側に位置し、特に息を完全に吐き出した状態では肺組織による被覆が最も少なくなります。音響窓が比較的小さいため、セクター型トランスデューサーを使用するのが最適です。セクター型トランスデューサーを使用すると、心臓を「パイの切れ端」のようにスライスして観察できます。心エコー検査の標準的な音響窓は、第2~4肋間胸骨傍、第5~6肋間胸骨頂、胸骨上切痕胸骨上、そして剣状突起下肋骨下です。
スキャン面
トランスデューサーを回転させたり傾けたりすることで、医師はすべての音響窓を活用し、心臓を複数の平面でスキャンすることができます。米国心エコー図学会のガイドラインによれば、互いに直交する3つのスキャン平面、すなわち心臓の長軸、短軸、そして四腔面が確立されます。これらの平面におけるトランスデューサーの位置は、患者の体軸ではなく、心臓自体の軸に基づいています。
長軸面は心臓の長軸に平行で、大動脈弁から心尖部まで伸びる線で定義されます。プローブは胸骨傍、胸骨上、または心尖部に配置できます。短軸は長軸に垂直で、その面は横断像を表します。心尖部または肋骨下からスキャンすると、心臓の4つの心腔すべてを1枚のスライスで示す4心腔像が得られます。
トランスデューサーは両方向に傾けることができ、心臓の扇形画像をさらに取得できます。このような断面は、特に心臓の異常を評価する際に用いられます。心臓の解剖学的構造と機能を正確に解析するためには、常にトランスデューサーの位置を変え、複数の断面で心臓を検査する必要があります。これにより、病変を様々な角度から観察することができ、評価し、アーチファクトと区別することができます。
以下の画像は、傍胸骨長軸面、傍胸骨短軸面、および心尖四腔面の 3 つの標準面で取得されました。
真軸の傍胸骨面
傍胸骨長軸イメージングでは、トランスデューサを心臓前方の第3または第4肋間腔に配置します。スキャン面は右肩から左腸骨稜まで広がります。前後方向に見える構造は、右心室前壁、右心室(流出路)、心室中隔、左心室、および左心室後壁です。左心室の頭側には、大動脈弁、上行大動脈、僧帽弁、左心房があり、その後方には下行大動脈があります。これらの構造がすべて同時に見え、心室中隔がほぼ水平になっているときに正しい画像が得られます。トランスデューサに近い構造(右心室)は画像の上部に表示され、頭蓋構造(大動脈)は右側に表示されます。したがって、画像は観察者が心臓を左から見ているかのように見えます。
心拍周期
心エコー画像シリーズは ECG と相関し、心周期の個々の段階における心臓構造の動きを示すことができます。
拡張期の初め (T 波の終わり) には、僧帽弁が大きく開き、血液が左心房から左心室へと急速に流れ込み、左心室が拡張します。大動脈弁は閉じています。拡張期の中期 (T 波と P 波の間) には、心房と心室の圧力が等しくなります。房室血流はほとんどないかまったくなく、僧帽弁尖は中間の位置にあります。拡張期の終わりには、心房の収縮 (P 波) によって再び血流が急速に心室に流れ込み、僧帽弁が大きく開きます。収縮期の初め (R 波の頂点) には、心室の収縮によって僧帽弁が閉じます。等容性収縮の間、左心室の圧力が大動脈弁のレベルに達するまで、大動脈弁は閉じたままです。大動脈弁が開くと、駆出期が始まり、左心室のサイズが縮小します。駆出期の終わりに大動脈弁が閉じ、左心室は心周期中最小の容積に達します。僧帽弁は等容性弛緩の終わりまで閉じたままです。
短軸に沿った胸骨傍面
傍胸骨短軸像を取得するには、プローブを心臓前方の第3または第4肋間腔に再度配置します。走査面は長軸に垂直で、下図のように表示されます。異なる解剖学的断面を取得するには、プローブを傾ける必要があります。
血管面では、大動脈弁が画像中央に描出され、その3つの弁尖が星状パターンを形成しています。弁の前方の湾曲した領域は右室流出路であり、流入路と三尖弁を肺動脈弁および肺動脈幹に繋いでいます。大動脈の下には左房があります。
僧帽弁平面において、僧帽弁の前尖と後尖、そして左心室流出路が定義されます。心拍周期中、僧帽弁の弁尖は「魚の口」のように動きます。
乳頭筋平面において、右心室は、ほぼ円形の左心室の前方、左上に貝殻状の領域を形成しています。その背後の両側には、2つの乳頭筋が観察されています。
この平面では、心拍周期中の左室の求心性収縮が観察されます。拡張期の画像では、左室が丸みを帯び、心室中隔と後壁が認められます。収縮期には左室腔が縮小し、これに伴って心室中隔と後壁が肥厚します。
頂端四室平面
音響窓が狭い肥満患者でも、患者を左側臥位にし、第5肋間または第6肋間に探触子を配置することで四腔面画像を取得できます。ビームは左肩に向けられ、心臓の心尖部から心底部までを横切ります。息を完全に吐き出す間、息を止めることで音響窓を広げることができます。四腔面は、長軸と短軸の両方に沿った面に対して垂直です。医師は心臓を下から観察するため、画像では左右が逆の位置で見えます。
心臓の心尖は画像の上部(トランスデューサに近い側)に位置します。右心房と右心室は左側にあります。この平面では、心房と心室の両方に加え、心房中隔と心室中隔、そして両側の房室弁を画像化できます。トランスデューサは心尖の真上に正確に配置した後、回転および傾斜させて、4つの心腔すべてを映し出す適切な断面画像を取得する必要があります。
5室飛行機
この平面の画像は、プローブを前方に傾け、心尖四腔面から時計回りに回転させることによって得られます。これにより、左室流出路と大動脈弁を可視化できます。走査面は大動脈への血流と平行であるため、左室流出路(大動脈弁と上行大動脈)のドプラ検査に最適な条件が整います。この平面で右心系のすべての構造を識別し、画像を取得することは必ずしも容易ではありません。
経食道心エコー検査
患者の肥満や肺気腫により音響窓が不良な場合、経胸壁心エコー検査中に心臓構造の全てを適切に可視化できないことがあります。このような場合、経食道心エコー検査を実施します。これにより、心房、心室、房室弁の優れた画像が得られます。これは、心臓介入後の術後早期の手術室や集中治療室で特に有用です。バイプレーンまたはマルチプレーントランスデューサーを備えた特殊な内視鏡を咽頭から食道に挿入し、心臓が可視化されるまで進めます。トランスデューサー付近にある左心房の良好な画像品質により、左心房内または僧帽弁上の血栓の可視化や、心房中隔欠損の特定が可能になります。