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心臓カテーテル法

執筆者:

Michael J. Shea

, MD, Michigan Medicine at the University of Michigan;


Thomas Cascino

, MD, MSc, Michigan Medicine, University of Michigan

最終査読/改訂年月 2019年 8月
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心臓カテーテル法とは,末梢の動脈または静脈から心腔,肺動脈,冠動脈,および冠静脈までカテーテルを挿入する手技である。

心臓カテーテル法は,以下のものを含む様々な検査に用いることができる:

  • 血管造影

  • 血管内超音波検査(IVUS)

  • 心拍出量(CO)の測定

  • 短絡の検出および定量化

  • 心内膜心筋生検

  • 心筋代謝率の測定

これらの検査は,冠動脈の解剖,心臓の解剖,心機能,および肺動脈血行動態を明らかにすることで,診断の確定や治療法の選択に役立つ。

手技

心臓カテーテル検査を受ける患者には,施行前の4~6時間にわたり絶食させる必要がある。ほとんどの患者では,併せて治療介入を行う場合を除き,宿泊を伴う入院は必要ない。

左心カテーテル法

左心カテーテル法は,以下を評価する目的で最もよく用いられる:

  • 冠動脈の解剖と冠動脈疾患の有無

左心カテーテル法は以下の評価にも用いられる:

  • 大動脈血圧

  • 体血管抵抗

  • 大動脈弁機能

  • 僧帽弁機能

  • 左室圧および左室機能

この手技は大腿動脈,鎖骨下動脈,橈骨動脈,および/または上腕動脈の穿刺により行われ,カテーテルを冠動脈口まで挿入するか,大動脈弁を通して左室内に挿入する。

ときに,右心カテーテル法の施行中に経中隔穿刺によって左房および左室にカテーテルを挿入することがある。

右心カテーテル法

右心カテーテル法は,以下を評価する目的で最もよく用いられる:

PAOPは左房圧および左室拡張末期圧とほぼ同じである。重篤患者では,PAOPは血管内容量の評価に有用で,心拍出量を同時に測定することで,治療法の選択に役立つ可能性がある。

右心カテーテル法は,心充満圧,肺血管抵抗,三尖弁または肺動脈弁の機能,心内短絡,および右室圧の評価にも有用である。

右心圧の測定は,非侵襲的検査では診断に至らない場合の 心筋症 心筋症の概要 心筋症は心筋の原発性疾患である。冠動脈疾患や弁膜症,先天性心疾患といった構造的心疾患とは明確に異なる疾患概念である。心筋症は病理学的特徴に基づき,以下に示す3つの主な病型に分類される(心筋症の病型の図を参照): 拡張型 肥大型 拘束型 虚血性心筋症という用語は,重症冠動脈疾患の患者で(梗塞領域の有無にかかわらず)発生することがある,心筋が... さらに読む 収縮性心膜炎 収縮性心膜炎 心膜炎とは心膜の炎症であり,しばしば心嚢液貯留を伴う。心膜炎は,多くの疾患(例,感染症,心筋梗塞,外傷,腫瘍,代謝性疾患)によって引き起こされるが,特発性のことも多い。症状としては胸痛や胸部圧迫感などがあり,しばしば深呼吸により悪化する。心タンポナーデまたは収縮性心膜炎が発生した場合には,心拍出量が大きく低下することがある。診断は症状,心膜摩擦音,心電図変化,およびX線または心エコー検査での心嚢液貯留の所見に基づく。原因の特定には,さら... さらに読む 収縮性心膜炎 ,および 心タンポナーデ 心タンポナーデ 心タンポナーデは,心室充満を障害するほどの量および圧力の,心嚢における血液の貯留である。一般的には,低血圧,心音減弱,および頸静脈怒張がみられる。診断は臨床的に行い,しばしばベッドサイドの心エコー検査による。治療は,速やかな心嚢穿刺または心膜切開である。 (胸部外傷の概要も参照のこと。) 心嚢内の液体が心室充満を障害する可能性があり,心拍出量が減少して,ときにショックを起こし死に至る。液体が緩徐に貯留する場合(例,慢性炎症による場合),... さらに読む の診断に役立つことがあり,心臓移植または機械的循環補助(例,補助人工心臓の使用)の評価では重要な要素である。

冠静脈洞の選択的カテーテル法も可能である。

各心腔の内圧曲線,心音,頸静脈波,および心電図で示した心周期の図

心周期の時相には,心房収縮期(a),等容性収縮期(b),最大駆出期(c),減速駆出期(d),拡張早期(e),等容性弛緩期(f),急速流入期(g),心拍静止期または緩徐流入期(h)がある。説明のため,各弁の開閉の間隔を改変しており,Z点は延長してある。

AO = 大動脈弁の開放;AC = 大動脈弁の閉鎖;LV = 左室;LA =左房;RV =右室;RA = 右房;MO = 僧帽弁の開放。

各心腔の内圧曲線,心音,頸静脈波,および心電図で示した心周期の図

心臓カテーテル法と同時に施行できる具体的な検査

血管造影

特定の状況では,冠動脈,肺動脈,大動脈,および心腔に放射線造影剤を注入することが有用となる。デジタルサブトラクション血管造影は,動脈の静止画撮影と心腔シネアンギオグラフィーに用いられる。

右心カテーテル法による肺血管造影は,肺塞栓症の診断に用いることができる。血管内の陰影欠損と動脈の途絶は診断に有用な所見である。放射線造影剤は通常,片側または両側の肺動脈とその関連区域に選択的に注入する。しかしながら, 肺塞栓症 診断 肺塞栓症とは,典型的には下肢または骨盤の太い静脈など,他の場所で形成された血栓による肺動脈の閉塞である。肺塞栓症の危険因子は,静脈還流を障害する状態,血管内皮の障害または機能不全を引き起こす状態,および基礎にある凝固亢進状態である。肺塞栓症の症状は非特異的であり,呼吸困難,胸膜性胸痛などに加え,より重症例では,ふらつき,失神前状態,失神,... さらに読む 診断 の診断を目的とする右心カテーテル検査は,大部分でCT肺血管造影(CTPA)に取って代わられている。

左心カテーテル法による大動脈造影は, 大動脈弁逆流 大動脈弁逆流症 大動脈弁逆流症(AR)は,大動脈弁の閉鎖不全により,拡張期に大動脈から左室に向かって逆流が生じる病態である。原因としては,弁変性および大動脈基部拡張(二尖弁の合併を含む),リウマチ熱,心内膜炎,粘液腫様変性,大動脈基部解離,結合組織疾患(例,マルファン症候群),リウマチ性疾患などがある。症状としては,労作時呼吸困難,起座呼吸,発作性夜間呼吸困難,動悸,胸痛などがある。徴候としては,脈圧増大や拡張早期雑音などがある。診断は身体診察および心... さらに読む 大動脈弁逆流症 大動脈縮窄 大動脈縮窄症 大動脈縮窄症は,大動脈内腔の限局的な狭小化によって上肢高血圧,左室肥大,ならびに腹部臓器および下肢の灌流不良が生じる病態である。症状は奇形の重症度に応じて異なり,頭痛や胸痛,四肢冷感,疲労,跛行などから,劇症性心不全やショックに至るまで様々である。縮窄部上で弱い血管雑音が聴取されることがある。診断は心エコー検査またはCTもしくはMR血管造影による。治療法は,ステント留置を伴うバルーン血管形成術,または外科的修復である。... さらに読む 動脈管開存 動脈管開存症(PDA) 動脈管開存症(PDA)とは,大動脈と肺動脈をつなぐ胎児期の交通路(動脈管)が出生後も開存している状態である。心臓に他の構造的異常がなく,肺血管抵抗の上昇もない場合,PDAにおける短絡は左右方向(大動脈から肺動脈)となる。症状としては,発育不良,哺乳不良,頻拍,頻呼吸などがある。胸骨左縁上部に連続性雑音が聴取されることが多い。診断は心エコー検査による。有意な短絡のある早産児には,シクロオキシゲナーゼ阻害薬(イブプロフェン... さらに読む 動脈管開存症(PDA) ,および 大動脈解離 大動脈解離 大動脈解離は,大動脈内膜の裂口を介して壁内に血液が急激に流入することで,内膜と中膜が分離して偽腔(チャネル)が生じる病態である。内膜裂口は原発性に生じることもあれば,中膜内の出血に続発することもある。大動脈解離は大動脈のあらゆる部位から始まる可能性があり,さらに中枢または末梢に進展して他の動脈に及ぶこともある。高血圧が重要な寄与因子の1つである。症状と徴候には,胸部または背部に突然生じる引き裂かれるような痛みがあるほか,解離により大動脈... さらに読む 大動脈解離 の評価に用いられる。

冠血流量の測定

冠動脈造影では狭窄の存在とその程度を知ることができるが,病変の機能的重要性(すなわち,狭窄部を通過する血流量),または個々の病変が症状を引き起こす可能性が高いかどうかは判断できない。

圧力センサーまたはドプラ血流センサー を備えた極細ガイドワイヤーが使用できる。それらのセンサーで収集したデータから冠動脈血流量を推定することが可能であり,冠血流予備量比(fractional flow reserve:FFR)として表される。FFRとは,正常な最大血流量に対する狭窄部での最大血流量の比であり,FFR 0.75~0.8未満は異常とみなされる。

これらの血流量の推定値は介入の必要性や長期予後と良好に相関し,FFRが0.8を上回る病変のある患者にはステント留置は有益とならないようである。これらの血流量の測定値は,中等度の病変(40~70%狭窄)または複数の病変(臨床的に最も有意な病変を同定するため)がある場合に最も有用となる。

血管内超音波検査(IVUS)

冠動脈カテーテルの先端に取り付けられた小型の超音波プローブにより,冠血管の内腔と血管壁を描出し,血流を画像化することができる。血管内超音波検査は,冠動脈造影と同時に用いられることがますます増えてきている。

光干渉断層撮影(OCT)

短絡の検査

心臓および大血管内部の一連のレベルで血中の酸素含有量を測定することが,中枢部における短絡の有無,方向,容量の判定に役立つ可能性がある。各部分間での酸素含有量の差の正常上限値は以下の通りである:

  • 肺動脈と右室:0.5mL/dL

  • 右室と右房:0.9mL/dL

  • 右房と上大静脈:1.9mL/dL

ある心腔での血液中の酸素含有量がより中枢側にある心腔での酸素含有量を上回り,その差がこれらの値を超えている場合には,そのレベルで左右短絡が生じている可能性が高い。左房,左室,または動脈血の酸素飽和度が低く(92%以下),純酸素(吸気酸素濃度100%)を投与しても改善しない場合は,右左短絡が強く疑われる。左心または動脈血の飽和度低下に加えて,循環系の右側の短絡部位以降で採取した血液検体で酸素含有量の増加を認める場合は,両方向性短絡が示唆される。

心拍出量および血流量の測定

心拍出量は,1分間に心臓から拍出される血液の量である(安静時の正常範囲:4~8L/min)。COの算出に用いられる手法(心拍出量の計算式 心拍出量の計算式 心拍出量の計算式 の表を参照)としては以下のものがある:

  • Fick法

  • 指示薬希釈法

  • 熱希釈法

Fick法では,心拍出量は酸素消費量を動静脈酸素較差で割った値に比例する。

指示薬希釈法は,指示薬を循環系に注入したとき,指示薬の出現と消失が心拍出量に比例するという仮定に基づいている。

通常,心拍出量は体表面積(BSA)との関係で心係数(CI)としてL/min/m2で表される(すなわち,心係数 = 心拍出量/体表面積― 心係数および関連測定項目の正常値 心係数および関連測定項目の正常値 心係数および関連測定項目の正常値 の表を参照)。体表面積はDu Boisの身長(ht)体重(wt)式で次のように計算される:

equation

心内膜心筋生検

心内膜心筋生検は,移植後の拒絶反応や感染または浸潤性疾患に起因する心筋疾患を評価するのに役立つ。生検用カテーテル(生検鉗子)は,どちらの心室にも通すことができるが,通常は右室である。中隔部の心内膜から心筋組織を3~5検体採取する。心内膜心筋生検の主な合併症である心穿孔は0.3~0.5%の患者で発生し,心嚢血腫を引き起こして 心タンポナーデ 心タンポナーデ 心タンポナーデは,心室充満を障害するほどの量および圧力の,心嚢における血液の貯留である。一般的には,低血圧,心音減弱,および頸静脈怒張がみられる。診断は臨床的に行い,しばしばベッドサイドの心エコー検査による。治療は,速やかな心嚢穿刺または心膜切開である。 (胸部外傷の概要も参照のこと。) 心嚢内の液体が心室充満を障害する可能性があり,心拍出量が減少して,ときにショックを起こし死に至る。液体が緩徐に貯留する場合(例,慢性炎症による場合),... さらに読む に至ることがある。三尖弁および支持腱索の損傷も生じ, 三尖弁逆流症 三尖弁逆流症 三尖弁逆流症(TR)は,三尖弁の閉鎖不全により,収縮期に右室から右房に向かって逆流が生じる病態である。最も一般的な原因は右室の拡大である。症状や徴候は通常みられないが,重症TRでは頸部の拍動,全収縮期雑音,および右室由来の心不全または心房細動が引き起こされる。診断は身体診察および心エコー検査による。TRは通常良性で治療を必要としないが,一部の患者では弁輪形成術,弁修復術,または弁置換術が必要になる。... さらに読む に至る可能性がある。

心臓カテーテル法の禁忌

心臓カテーテル法の相対的禁忌としては以下のものがある:

相対的禁忌については,処置の緊急性(例,急性心筋梗塞 vs 待機症例)と禁忌となる疾患の重症度を比較する。抗凝固薬または抗血小板薬の周術期管理は,処置の種類(動脈路 vs 静脈路),処置の緊急性,薬剤の適応,および患者の出血リスクに基づいて個別化する。これらの薬剤の周術期管理については,カテーテル検査室毎に指針が設けられている場合が多い。

心臓カテーテル法の合併症

心臓カテーテル法施行後の合併症発生率は,患者因子,技術的因子,および術者の経験に応じて0.8~8%である。合併症のリスクを高める患者因子としては以下のものがある:

合併症の大半は軽微であり,容易に治療できる。重篤な合併症(例, 心停止 心停止 【訳注:最新の情報については,2020 American Heart Association's guidelines forCPR and emergency cardiovascular careを,感染症を考慮した対応については,American Heart Association's... さらに読む アナフィラキシー反応 アナフィラキシー アナフィラキシーは,急性で生命を脅かす可能性のあるIgE介在性のアレルギー反応で,すでに感作されている人が感作抗原に再び曝露した場合に発生する。症状としては,吸気性喘鳴,呼吸困難,呼気性喘鳴,低血圧などがある。診断は臨床的に行う。治療はアドレナリンによる。気管支攣縮および上気道浮腫では,β作動薬の吸入または注射,ときに気管挿管が必要になることがある。低血圧が持続する場合は,輸液およびときに昇圧薬が必要となる。... さらに読む ショック ショック ショックとは臓器灌流が低下した状態で,その結果細胞の機能障害および細胞死を生じるものである。関係する機序は,循環血液量の減少,心拍出量の減少,および血管拡張(ときに毛細血管床をバイパスする血液のシャントを伴う)である。症状としては,精神状態の変化,頻脈,低血圧,乏尿などがある。診断は臨床的になされ,血圧測定およびときに組織灌流低下のマーカ... さらに読む 痙攣 痙攣性疾患 脳起源の発作(seizure)は,大脳皮質の灰白質で発生する無秩序な異常放電のために正常な脳機能が一過性に妨げられる現象である。典型的な発作では,意識変容,異常感覚,局所的な不随意運動,または痙攣(広範囲の随意筋に生じる激しい不随意収縮)が引き起こされる。診断は臨床的に下すこともあるが,新規発症の発作では神経画像検査,臨床検査,および脳波... さらに読む ,腎毒性)はまれである。死亡率は0.1~0.2%である。 心筋梗塞 急性心筋梗塞 急性心筋梗塞は,冠動脈の急性閉塞により心筋壊死が引き起こされる疾患である。症状としては胸部不快感がみられ,それに呼吸困難,悪心,発汗を伴う場合がある。診断は心電図検査と血清マーカーの有無による。治療法は抗血小板薬,抗凝固薬,硝酸薬,β遮断薬,スタチン系薬剤,および再灌流療法である。ST上昇型心筋梗塞に対しては,血栓溶解薬,経皮的冠動脈インターベンション,または(ときに)冠動脈バイパス術による緊急再灌流療法を施行する。非ST上昇型心筋梗塞... さらに読む 急性心筋梗塞 (0.1%)および 脳卒中 脳卒中の概要 脳卒中とは,神経脱落症状を引き起こす突然の局所的な脳血流遮断が生じる多様な疾患群である。脳卒中には以下の種類がある: 虚血性(80%):典型的には血栓または塞栓によって生じる 出血性(20%):血管の破裂によって生じる(例,くも膜下出血,脳内出血) 明らかな急性脳梗塞の所見(MRIの拡散強調画像に基づく)を伴わない一過性(典型的には1時間... さらに読む 脳卒中の概要 (0.1%)は重大な障害につながりうる。80歳超の患者では脳卒中の発生率が上昇する。

一般に,合併症の発生には以下の要因が関与する:

  • 造影剤

  • カテーテルの影響

  • アクセス部位

造影剤の合併症

放射線造影剤を注射すると,多くの患者で一過性の熱感が全身に生じる。頻脈,全身血圧の軽微な低下,心拍出量の増加,悪心,嘔吐,咳嗽がみられることがある。まれに,大量の放射線造影剤が注射された際に徐脈がみられるが,患者に咳をさせることで,しばしば正常なリズムに戻る。

  • アレルギー型の造影剤反応

  • 造影剤腎症

アレルギー反応としては,蕁麻疹や結膜炎などがみられるが,通常はジフェンヒドラミン50mgの静注で反応が得られる。気管支攣縮,喉頭浮腫,および呼吸困難を呈する アナフィラキシー アナフィラキシー アナフィラキシーは,急性で生命を脅かす可能性のあるIgE介在性のアレルギー反応で,すでに感作されている人が感作抗原に再び曝露した場合に発生する。症状としては,吸気性喘鳴,呼吸困難,呼気性喘鳴,低血圧などがある。診断は臨床的に行う。治療はアドレナリンによる。気管支攣縮および上気道浮腫では,β作動薬の吸入または注射,ときに気管挿管が必要になることがある。低血圧が持続する場合は,輸液およびときに昇圧薬が必要となる。... さらに読む は,まれな反応であるが,生じた場合はサルブタモールの吸入またはアドレナリン(1:1000)0.3~0.4mLの皮下投与で治療する。アナフィラキシーショックはアドレナリンとその他の補助的方法で治療する。造影剤に対するアレルギー反応の既往がある患者には,プレドニゾン(50mg,経口,造影剤投与の13,7,1時間前)およびジフェンヒドラミン(50mg,経口または筋注,造影剤投与の1時間前)を前投与すべきである。直ちに画像検査が必要な場合は,ジフェンヒドラミン50mgを造影剤投与の1時間前に経口または筋注で,ヒドロコルチゾン200mgを画像検査が完了するまで4時間毎に静注で投与してもよい。

造影剤腎症は,静注造影剤投与後48~72時間以内に生じた 腎機能障害 造影剤腎症 造影剤腎症は,造影剤の静脈内投与後の腎機能の悪化であり,通常は一時的である。診断は,造影剤投与後24~48時間の血清クレアチニンの進行性の上昇に基づく。治療は支持療法による。造影剤投与前後の等張食塩水による水分補給は,予防として有用であると考えられる。 (尿細管間質性疾患の概要も参照のこと。) 造影剤腎症はヨード造影剤(いずれも腎毒性)によって惹起される急性尿細管壊死である。しかしながら,より新しい造影剤ではリスクが低く,これらは非イオ... さらに読む (血清クレアチニン値のベースラインから25%の上昇または絶対値で0.5mg/dL[44μmol/L]の上昇)と定義される。リスクのある患者には,低浸透圧または等浸透圧造影剤をできる限り低用量で使用し,短期間で造影検査を繰り返すことを避け,血管造影の4~6時間前および6~12時間後に計10~15mL/kgの生理食塩水を輸液することで,リスクがかなり低下する。腎機能障害のリスクのある患者では,造影剤投与の48時間後に血清クレアチニン値を評価する。

カテーテル関連の合併症

カテーテルによりアテローム性プラークが破綻することで,アテローム塞栓が拡散する可能性がある。大動脈からの塞栓で 脳卒中 脳卒中の概要 脳卒中とは,神経脱落症状を引き起こす突然の局所的な脳血流遮断が生じる多様な疾患群である。脳卒中には以下の種類がある: 虚血性(80%):典型的には血栓または塞栓によって生じる 出血性(20%):血管の破裂によって生じる(例,くも膜下出血,脳内出血) 明らかな急性脳梗塞の所見(MRIの拡散強調画像に基づく)を伴わない一過性(典型的には1時間... さらに読む 脳卒中の概要 腎症 腎アテローム塞栓症 腎アテローム塞栓症は,アテローム性塞栓による腎細動脈の閉塞であり,進行性慢性腎臓病を引き起こす。同疾患は,アテローム性プラークの破綻に起因する。症状は腎不全によるものであり,広範囲にわたる動脈塞栓症の症状と徴候が存在することがある。診断は腎生検による。長期予後は通常不良である。治療の目標はさらなる塞栓形成の予防である。 アテローム性プラークの破綻は,通常は血管手術,血管形成,動脈造影中の大動脈またはその他の大径動脈の処置に起因する。プラ... さらに読む 腎アテローム塞栓症 が生じることがある。近位の冠動脈に由来する塞栓が遠位冠動脈に詰まることで 心筋梗塞 急性心筋梗塞 急性心筋梗塞は,冠動脈の急性閉塞により心筋壊死が引き起こされる疾患である。症状としては胸部不快感がみられ,それに呼吸困難,悪心,発汗を伴う場合がある。診断は心電図検査と血清マーカーの有無による。治療法は抗血小板薬,抗凝固薬,硝酸薬,β遮断薬,スタチン系薬剤,および再灌流療法である。ST上昇型心筋梗塞に対しては,血栓溶解薬,経皮的冠動脈インターベンション,または(ときに)冠動脈バイパス術による緊急再灌流療法を施行する。非ST上昇型心筋梗塞... さらに読む 急性心筋梗塞 が生じることもある。

冠動脈解離の可能性もある。

アクセス部位の合併症

アクセス部位の合併症としては以下のものがある:

  • 出血

  • 血腫

  • 仮性動脈瘤

  • 動静脈瘻

  • 四肢虚血

アクセス部位から出血が起きる可能性があるが,通常は圧迫のみで止血できる。軽度の皮下出血や小さな血腫が生じる頻度が高いものの,それらに対する検査や治療は必要とならない。

大きな腫瘤や増大する腫瘤がみられる場合は,仮性動脈瘤由来の血腫を鑑別するために超音波検査で調べるべきである。アクセス部位の血管雑音(痛みを伴う場合もある)は動静脈瘻を示唆し,その場合は超音波検査で診断可能である。通常,血腫は時間とともに消失し,特異的な治療は必要ない。仮性動脈瘤と動静脈瘻は通常,圧迫で消失するが,消失しない場合は外科的修復が必要になることがある。

橈骨動脈アプローチは,大腿動脈アプローチと比較して,一般に患者は快適で,血腫,仮性動脈瘤,動静脈瘻が形成されるリスクがはるかに低い。

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