心臓の正常X線解剖

心臓および大血管の形態学的検査は、非侵襲的および侵襲的な手法を用いて行うことができます。非侵襲的検査には、レントゲン撮影および透視検査、超音波検査、コンピュータ断層撮影、磁気共鳴画像法、シンチグラフィーおよびエミッション断層撮影（単光子および二光子）が含まれます。侵襲的検査には、静脈を用いた心臓の人工造影（血管心造影）、動脈を用いた心臓の左腔の人工造影（心室造影）、冠動脈を用いた冠動脈造影、大動脈を用いた大動脈造影（大動脈造影）が含まれます。

X線技術（レントゲン撮影、透視検査、CT）は、心臓と主要血管の位置、形状、大きさを極めて高い信頼性で特定することを可能にします。これらの臓器は肺の中に位置しているため、透明な肺野を背景にしてその影が明瞭に浮かび上がります。

経験豊富な医師は、心臓検査を画像の分析から始めることはありません。まず心臓の位置、形、大きさが体格に大きく左右されることを理解しているため、まず心臓の状態をじっくり観察します。次に、画像やX線データを用いて、胸郭の大きさや形、肺の状態、横隔膜ドームの高さを評価します。これらの要素は心臓画像の質にも影響を与えます。放射線科医が肺野を観察できることは非常に重要です。動脈や静脈のうっ血、間質性浮腫などの肺野の変化は、肺循環の状態を特徴づけ、多くの心臓疾患の診断に役立ちます。

心臓は複雑な形状を持つ臓器です。レントゲン写真、透視検査、コンピュータ断層撮影では、心臓の平面的な二次元画像しか得られません。心臓を三次元構造として捉えるには、透視検査では患者をスクリーンの後ろで常に回転させ、CTでは8～10枚以上のスライス画像が必要となります。これらを組み合わせることで、対象物の三次元画像を再構成することが可能になります。ここで、心臓の放射線学的検査に対する従来のアプローチを変えた、2つの新たな状況について言及しておくべきでしょう。

まず、心臓機能の解析に優れた能力を持つ超音波法の発達により、心臓活動の検査方法としての透視検査の必要性は事実上消滅しました。次に、超高速コンピュータX線断層撮影装置と磁気共鳴断層撮影装置が開発され、心臓の3次元再構成が可能になりました。一部の新型超音波スキャナーやエミッショントモグラフィー装置も、同様の機能を備えていますが、それほど「高度」ではありません。その結果、医師は、透視検査のように空想的なものではなく、心臓を3次元の研究対象として実際に評価する機会を得ています。

心臓X線撮影は、数十年にわたり、直接、側面、そして左右の2つの斜投影の4つの固定投影で行われてきました。超音波診断の発達により、現在では心臓X線撮影の主な投影は直接前方投影のみとなり、患者は胸部をカセットに当てて横になります。心臓の投影拡大を避けるため、撮影はチューブとカセットを遠くから行います（遠隔撮影）。同時に、画像の鮮明さを高めるために、撮影時間は数ミリ秒まで最小限に短縮されます。しかし、心臓と大血管の放射線学的解剖学的情報を得るためには、これらの臓器の画像の多重投影分析が不可欠です。特に臨床医は胸部画像を頻繁に扱う必要があるためです。

直接投影のレントゲン写真では、心臓は中央に位置する均一な強い影を呈しますが、やや非対称です。心臓の約1/3は体の正中線の右側に投影され、Viはこの線の左側に投影されます。心臓の影の輪郭は、脊椎の右側の輪郭の右側に2〜3 cm突き出ることがあり、左側の心臓の頂点の輪郭は鎖骨中線に達しません。一般に、心臓の影は斜めに位置する楕円に似ています。高力症の体質の人では、より水平な位置を占め、無力症の人ではより垂直な位置を占めます。頭蓋内では、心臓の画像は縦隔の影に入り、このレベルでは縦隔は主に大動脈、上大静脈、肺動脈などの大きな血管によって表されます。血管束の輪郭と心臓楕円形の間には、いわゆる心血管角、つまり心臓のくびれを形成する窪みが形成されます。下図では、心臓の像が腹部臓器の影と融合しています。心臓と横隔膜の輪郭の間の角は、心横隔膜角と呼ばれます。

レントゲン写真上の心臓の影は完全に均一であるにもかかわらず、個々の心室はある程度の確率で区別できます。特に医師が複数の投影、つまり異なる撮影角度からレントゲン写真を撮影した場合、その可能性はさらに高まります。心臓の影の輪郭は通常は滑らかで明瞭ですが、実際には弧状をしています。それぞれの弧は、輪郭上に浮かび上がる心臓の様々な部分の表面の反射です。

心臓と血管の弧はすべて、調和のとれた丸みを帯びていることで特徴付けられます。弧全体またはその一部が直線状になっていることは、心臓壁または隣接組織の病理学的変化を示唆します。

人間の心臓の形と位置は様々です。それらは患者の体質、検査中の姿勢、呼吸相によって決まります。かつては、X線検査で心臓の計測に熱心に取り組んでいました。しかし現在では、心肺係数（心臓の直径と胸郭の直径の比）の測定に限定されています。これは通常、成人では0.4～0.5の範囲で変動します（高心筋症ではより高く、無力症ではより低くなります）。心臓パラメータを測定する主な方法は超音波です。超音波は、心室や血管の大きさだけでなく、心壁の厚さも正確に測定するために使用されます。心室は、心電図と同期したコンピュータ断層撮影、デジタル心室造影、またはシンチグラフィーを用いて、心拍周期のさまざまな段階で計測することもできます。

健康な人の心臓のレントゲン写真上の影は均一です。病理学的には、弁や弁口の線維輪、冠動脈と大動脈の壁、そして心膜に石灰沈着が見られます。近年、心臓に人工弁やペースメーカーを埋め込んだ患者が多く見られます。これらの自然および人工の高密度封入体は、超音波検査やCT検査で明瞭に検出されることに注目すべきです。

コンピュータ断層撮影は、患者を水平に寝かせた状態で行います。主走査断面は、僧帽弁の中心と心尖を通るように選択します。この層の断層像では、両心房、両心室、心房中隔および心室中隔が輪郭を描かれます。この断面では、冠状溝、乳頭筋の付着部、および下行大動脈が識別されます。後続の断面は、頭側と尾側の両方向に配置されます。断層撮影装置は、心電図の記録と同期して起動します。心腔の鮮明な画像を得るために、造影剤を素早く自動的に導入した後、断層像が撮影されます。得られた断層像から、心臓収縮の最終段階（収縮期および拡張期）に撮影された2枚の画像を選択します。表示画面上でそれらを比較することにより、心筋の局所的な収縮機能を計算することができます。

MRIは、特に最新の超高速装置を用いた場合、心臓形態研究に新たな展望を開きました。これにより、心臓の収縮をリアルタイムで観察し、心拍周期の特定の位相で画像を撮影し、当然のことながら心臓機能のパラメータを取得することが可能です。

異なる平面と異なるセンサー位置での超音波スキャンにより、心室と心房、弁、乳頭筋、心索といった心臓構造の画像がディスプレイ上に得られます。さらに、心臓内の病的な構造を特定することも可能です。既に述べたように、超音波検査の重要な利点は、心臓構造のあらゆるパラメータを評価できることです。

ドップラー心エコー検査では、心臓の空洞内の血液の動きの方向と速度を記録し、正常な血流に障害が生じている箇所の乱流渦の領域を特定することができます。

心臓や血管を検査する侵襲的な方法は、その空洞に人工的に造影剤を投与することを伴います。これらの方法は、心臓の形態と中心血行動態の両方を検査するために使用されます。血管心造影検査では、自動注射器を用いて血管カテーテルを通して20～40 mlの造影剤を大静脈または右心房に注入します。造影剤の注入と同時に、フィルムまたは磁気キャリアへのビデオ撮影が開始されます。検査全体（5～7秒）の間、造影剤は心臓の右心室、肺動脈系と肺静脈、心臓の左心室、および大動脈に常に充満しています。しかし、肺で造影剤が希釈されるため、心臓の左心室と大動脈の画像は鮮明ではありません。そのため、血管心造影検査は主に心臓の右心室と肺循環の検査に使用されます。これを利用すると、心臓の心室間の病的なつながり（シャント）、血管の異常、後天的または先天的な血流の障害を特定することができます。

心臓の心室の状態を詳しく分析するために、造影剤を心室に直接注入します。心臓の左心室の検査（左心室造影）は、右斜前方投影で 30 インチの角度で行われます。40 ml の造影剤が 20 ml/s の速度で自動的に注入されます。造影剤の注入中に、一連のフィルム フレームの撮影が開始されます。造影剤の注入終了後、造影剤が心室腔から完全に洗い流されるまで、しばらく撮影が続けられます。一連のフレームから、心臓収縮の収縮末期と拡張末期に作成された 2 つのフレームが選択されます。これらのフレームを比較することにより、心室の形態だけでなく、心筋の収縮力も決定されます。この方法では、心筋のびまん性機能障害（心硬化症や心筋症など）と、心筋梗塞で観察される局所的な協調運動不全の両方を明らかにすることができます。

冠動脈を検査するために、造影剤を左右の冠動脈に直接注入します（選択的冠動脈造影）。様々な投影法で撮影された画像を用いて、動脈とその主要枝の位置、各動脈枝の形状、輪郭、内腔、そして左右の冠動脈系間の吻合の有無を調べます。冠動脈造影は、ほとんどの場合、心筋梗塞の診断というよりも、介入療法である冠動脈形成術の診断段階の第一段階として行われることに留意する必要があります。

近年、心臓や血管の空洞を人工造影剤を用いて検査するために、デジタルサブトラクション血管造影（DSA）がますます利用されるようになっています。前章で述べたように、コンピュータ技術をベースとしたDSAは、骨や周囲の軟部組織の影を排除し、血管床のみを画像化することができます。適切な財政的余裕があれば、DSAは最終的に従来のアナログ血管造影に完全に取って代わるでしょう。

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]