呼吸と循環 59巻12号 (2011年12月)

特集 呼吸器における画像診断の最新の動向

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はじめに

 今日の呼吸器疾患の臨床現場においては様々な検査が行われるが,なかでもわが国の臨床現場では特に胸部CT(computed tomography)が重要な役割を担っている.胸部CTによって得られる情報は非常に多岐にわたり,肺炎やCOPD(chronic obstructive pulmonary disease)といったcommon diseaseから比較的稀な疾患まで,ほぼすべての呼吸器疾患において大いに活用されている.

 日本では高齢化に伴いCOPD患者数が増加しており,適切な診断・管理のためには各種画像検査,特に胸部CTの撮像が必要不可欠である.COPD診療における世界的なスタンダードであるGOLD(The Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease)1)でも,炎症が主に肺胞で起こり構造破壊に至る「肺気腫」タイプと,末梢気道を中心に生じる炎症が中枢へと波及する「気道病変」タイプがあると言及しており,2009年に日本呼吸器学会から発表された「COPD(慢性閉塞性肺疾患)診断と治療のためのガイドライン」2)においても胸部CTについては詳細な記載がなされている.

 胸部CTの技術は年々目覚ましい向上を遂げ,高分解能CT(high resolution CT;HRCT)では数mmといった微細な肺の構造まで描出できるようになり,気腫性変化や気道病変の評価が進んでいる.COPD診療の現場においては胸部CTの負う役割が日に日に増しており,本稿では近年の動向や今後の可能性についても解説する.

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はじめに

 慢性閉塞性肺疾患(chronic obstructive pulmonary disease;COPD)は慢性肺疾患のなかでも最も多く認められる病態であり,診断,重症度判定および病態生理の解明には核医学による肺換気血流シンチグラフィーやコンピュータ断層撮影(computed tomography;CT)が挙げられる.一般に臨床現場においてはXenon-133(Xe-133),Krypton-81m(Kr-81m)やtechnetium-99m(Tc-99m)-labeled diethylentriaminepentaacetic acid(Tc-99m-labeled DTPA)を投与する核医学検査が肺機能診断として用いられているが,呼吸器核医学検査は低い空間分解能と時間分解能のため,肺局所の換気を評価するにも限界があるとともに,用いられる放射性同位体分子は酸素分子とは全く異なるものであり,あくまで用いられた放射性同位体分子の換気をみているに過ぎない.また,肺血流シンチグラフィーはV/Q比が原則的に肺局所でCOPDでは保たれているので,血流を評価することにより,間接的に換気を評価しているに過ぎない.

 近年,肺機能MR画像(pulmonary functional MR imaging;pulmonary functional MRI)としての造影MR灌流画像,超偏極希ガスを用いたMR画像あるいは100%酸素吸入を用いたMR画像のCOPDへの応用が進められている.

 本稿においては,それらを用いたpulmonary functional MRIのCOPDへの臨床応用に関する最新動向を解説したい.

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はじめに

 肺がんは,がん死亡数の第1位(約20%)を占める難治がんである.この克服のためには早期発見・早期治療が必須である.早期発見には精神的・身体的負担の少ない非侵襲的な高性能な検診法の確立が望まれている.近年,CTの革新的な進歩により,肺がん検診にCTを用いる臨床利用が始まっている1~8).その有効性に関しては,米国国立がん研究所(NCI)が約5万3千人を対象とした全米肺がん検診臨床試験の実施によって低線量CT検診が胸部X線検診と比べて肺がんの死亡数が20%低下することを示し,低線量CT検診が肺がんの死亡数を減じることを証明した8).肺がんCT検診の有効性は高まる一方で,臨床現場では高精度な診断支援の実現や読影の効率化が喫緊の課題となっている.これを解決する技術として肺がんのコンピュータ支援診断の研究開発に関心が高まっている.

 本稿では,肺がんのコンピュータ支援検出・診断システムの開発について述べる.

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はじめに

 近年,生命現象の解析や病態要因の解明などにおいて,「生きている状態の生物試料」における種々の生理活性物質の動態をリアルタイムに観測することが極めて重要であることが,強く認識されるようになっている.このような観測を実現する技法として現在,観測対象分子を高感度に可視化する蛍光プローブを用いて,蛍光顕微鏡下で生細胞応答を観測する技法が広く汎用されている.図1aに,蛍光プローブ,蛍光顕微鏡を用いて「生きている」細胞を「生きたまま」観測する手法の原理を簡潔にまとめた.観測対象とする生理活性分子(▽)の検出を考えるとき,ほとんどの生理活性物質は無色であるため,光学顕微鏡でただ観察してもその動きを知ることはできないが,本手法は,元々は無蛍光性であり,▽と反応・結合することで初めて蛍光を発する分子(蛍光プローブ)を細胞内に存在させることで,▽の動きを蛍光の変化として,高感度かつリアルタイムに追うことを可能とさせるものである.

 例えば,Ca2+イオンが細胞内の情報伝達を司る代表的なセカンドメッセンジャーとして働いていることは,既に疑いのない事実であるが,これはCa2+イオンを選択的に蛍光検出可能な蛍光プローブの開発によるところが極めて大きい.代表的なCa2+イオン検出蛍光プローブであるfluo-3の構造とCa2+イオン検出の原理を図1bに示した.Fluo-3はフルオレセイン骨格とCa2+イオンキレーターであるBAPTA部位とが融合した構造であるが,Ca2+フリーの状態ではほぼ無蛍光であり,これがCa2+イオンと結合することでその蛍光強度が36~40倍に上昇するため,Ca2+イオン検出蛍光プローブとして機能する1)

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はじめに

 脊椎動物の呼吸中枢に関するこれまでの知見は,主として電気生理学的手法によって集積されてきた1~3).呼吸と同期して発火するいわゆる呼吸ニューロンは,延髄,橋,頸髄,中脳などに広く分布しているが,呼吸の基本的リズムは,延髄腹外側において左右一対ずつ吻尾側方向に存在する呼吸ニューロン群から構成される神経回路によって生成されている(図1).ほとんどの呼吸ニューロンは,ある特定の呼吸相に抑制性のシナプス入力を受けており4),そのシナプス入力を担う抑制性介在ニューロンの多くは,Bötzinger complex(BötC)と呼ばれる延髄腹側網様体の一領域に存在する1).一方,顔面神経核の腹尾側に位置するparafacial respiratory group(pFRG)5)と,より尾側の延髄腹側に位置するpreBötzinger complex(pre-BötC)6)には,シナプス入力を遮断した状態でも自律的に周期的活動をするペースメーカー特性を持った興奮性ニューロンが存在しており,少なくとも新生児期のvitro標本では,リズム形成の中核であることが分かっている.これらの呼吸ニューロン間の神経結合様式は,Spike-triggered averaging法や逆行性微少電気刺激法といった電気生理学的手法,あるいは順行性/逆行性神経トレーサーによって明らかにされてきた7).しかし,このような電気生理学的手法は一つのニューロンの軸索投射を同定するのに多大な労力と時間を要し,逆行性微少電気刺激法には,同定された軸索投射が実際に機能しているかどうかが分からない,神経結合が抑制性か興奮性か分からないといった問題点が,またSpike-triggered averaging法には神経回路網全体の挙動にどれだけ寄与しているか分からないといった問題点があった.そこで多電極法が開発され,神経回路網全体の挙動を解析するために用いられてきたが8),それでも空間分解能は十分とは言えなかった.また,電気生理学的手法では細胞内で起こっているCa2+シグナリングやpH変化の解析を行うことができない.蛍光イメージング法は,このような電気生理学的手法の限界を克服できる可能性を持っている.蛍光イメージング法では,細胞に膜電位変化あるいはCa2+,H+,Na+などの濃度変化に対して蛍光強度が変化する特殊な色素を取り込ませ,時系列画像から蛍光強度の時空間変化を解析する9,10)

 本稿では,呼吸中枢神経回路網に対する蛍光イメージング法の適用例と限界点について述べ,今後の展開を予測する.

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はじめに

 Dual Energy CT(DECT)とは,2つの異なる管電圧(140kVと80kV)を用いて同時に撮影されたCTデータから特定の組成を抽出し画像化する技術で,この数年注目を集めている.Dual Energyの撮像方法はCT装置により異なり,X線管球と検出器を2セット搭載したDual Source CT(DSCT)や,X線管球は1つだが2つの管電圧を高速に切り替えながら撮像する方法などが実用化されている.

 本稿では,当院に導入されているDSCT(図1)によるDECTの紹介と,胸部領域における臨床応用について述べる.

巻頭言

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 広々とした自然,澄んだ風,こんな言葉をキーワードに旅をすることにした.もちろん4,5日の旅程でないと実現しない.そこで浮かんだのがモンゴルであった.

 あまり知らない国,ガイドブックを求めたがたった1冊しかなく,インターネットで調べれば調べるほど怖くなって来た.A型肝炎,ブルセラ症,狂犬病,デング熱などなど…….生水が飲めないことはよくあることだが,蚊,小動物に咬まれることは危険と書いてある.乗馬を5時間しないとホテルに着かない.乗馬経験3回,もし落馬したら硬膜外出血,蚊に刺されたり,小動物に噛まれたりするかもしれない.真剣にキャンセルも考えたが,モンゴル平原の自然をきっちり調べ,海外渡航センターの教授に教えを乞い,完全に近い装備で臨むことを選んだ.旅行記3冊,歴史書1冊を読んで,旅行直前にはモンゴル国ウランバートル周辺は行ったことがあるくらいにまでに知識は膨れ上がった.

綜説

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サルコイドーシスとは

 サルコイドーシスは肉芽腫性疾患のなかで最も遭遇する機会の多い病気である.肺,リンパ節,皮膚,眼,肝,脾,心,骨格筋,腎,脳神経など全身諸臓器に乾酪壊死のない類上皮細胞肉芽腫が形成され多彩な臨床症状を呈する.なかでも両側肺門リンパ節腫脹(BHL)や肺野病変は患者の9割以上に認められる.本症患者のなかには無症状の人もおり,検診でBHLを指摘され内科に紹介される患者も多い.最近ではブドウ膜炎による眼症状を主訴に眼科初診となる患者が増加している.眼,心,脳神経など臨床症状が出やすい臓器障害の場合はステロイド治療の対象となるが,生活に支障となる症状がなければ無治療で経過観察されることも多い.本症に自然治癒例が存在することも事実である.本症は概して良性の経過をたどるが,約3割の患者では慢性化や再発を繰り返し難治化する.難治性患者に対する長期ステロイド投与は副作用も多く,その治療成績に関しても多くの問題を抱えている.原因に対する根本的治療法が切望されている所以である.

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はじめに

 2010年度に入り,厚生労働省は今後の予防接種法改正を目指して,成人用23価ポリサッカライド肺炎球菌ワクチン(polysaccharide pneumococcal vaccine;PPV)を含む9つのワクチンに係るファクトシートをまとめた.その間に,小児ワクチンであるHPVワクチン,Hibワクチン,7価肺炎球菌結合型ワクチンの公費助成の方針を決定した.このようなわが国のワクチン行政の変革のなか,PPVの肺炎発症予防に関するエビデンスとその医療経済学的効果の重要性が注目されている.

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はじめに

 慢性心不全は「慢性の心筋障害により心臓のポンプ機能が低下し,末梢主要臓器の酸素需要供給のバランスが破綻した状態,つまり酸素需要量に見合うだけの血液量を絶対的あるいは相対的に拍出できない状態であり,肺,体静脈系または両系にうっ血を来し日常生活に障害を生じた病態」と定義されている1).心不全における閉塞性睡眠時無呼吸症候群(OSAS)の有病率は11~38%と報告されている2,3).一方,心不全を併発していない一般人口のOSASの有病率は,米国では男性の24%,女性の9%4),韓国では男性の27%,女性の17%と報告されている5).すなわち,心不全におけるOSASの有病率は,一般人口に比し,やや高いと推定される.

 本稿では,心不全におけるOSASの病態生理および診断と治療,さらにその臨床課題について概説する.

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喘息治療をめぐる全般的な話題

 2010年のわが国における1年間の喘息死亡者数は2,062人,この10年でほぼ半減してきた(図1).この死亡者数減少の要因としてまず挙げられるのが吸入ステロイドを中心とする標準治療の普及であるが,他にも様々な機序を持つ治療薬の開発,さらにこれら薬剤使用および管理の指針を示すガイドラインの進歩も大きな役割を果たしてきたと考えられる.

 2009年秋,日本アレルギー学会は「喘息予防・管理ガイドライン」をJGL2009として全面的に改訂を行った1).改訂の主なものは治療薬の調節方法で,従来の「重症度」別の治療強度調節に対して,JGL2009では長期管理薬の用量および使用薬剤数(種類)により4段階の「治療ステップ」に分類し(国際ガイドラインGINAでは5段階),その時々の「コントロール状態」評価に基づきステップアップ,ステップダウンを行うように変更された.また,分類法については,最近,肺機能や発症年齢などの臨床病型を加味したクラスター分類も提唱されており2),それを基にした治療方針決定も検討されている.

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要旨 患者は76歳,女性.右半身麻痺,失語により搬送され,頭部MRI検査で左中大脳動脈領域に急性期脳梗塞の所見を認め入院となった.入院第14日目,非持続性心室頻拍が出現し,うっ血性心不全が悪化した.多形性心室頻拍が頻発したためリドカイン,アミオダロンを投与したが効果なく,ランジオロールおよびプロポフォール持続投与開始したところ心室頻拍は沈静化した.侵襲的冠動脈造影(CAG)の結果,冠動脈に器質的狭窄病変は認めなかった.本例は,脳血管障害による交感神経過活性状態において,たこつぼ心筋症類似の病態が生じ,陰性T波によるQT延長を契機にelectrical stormが出現したと考えられた.ランジオロールおよびプロポフォールによる交感神経抑制がelectrical stormの沈静化に関与したと推察された.

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要旨 患者は61歳,男性.動悸と呼吸苦にて救急来院.冠動脈瘤を伴う重症虚血性心筋症(左室駆出率12%,左室拡張末期径81mm,左室収縮末期径75mm,心房細動,完全左脚ブロック)の診断.左室形成術であるDor手術,冠動脈バイパス術,肺静脈隔離術を施行し外科的に左室心筋リードを縫着し両室ペーシング機能付き植込み型除細動器(CRT-D)の植込みを施行した.術後,左室駆出率38%,左室拡張末期径63mm,左室収縮末期径31mmに改善し症状が消失した.形態学的治療である左室形成術,冠動脈バイパス術および電気生理学的治療であるCRT-Dの同時施行は冠動脈瘤を伴う虚血性心筋症に対して有効であった.

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要旨 患者は61歳,喫煙男性.右下葉に空洞を伴う浸潤影を認め,精査の結果,高分化型腺癌と診断し(cT2N0M0 stage IB),右中下葉切除術を施行した.切除標本にて,腫瘍細胞は空洞壁を肺胞上皮置換性に増殖し細気管支へ連なっており,空洞内腔に壊死物や炎症所見は認められなかった.以上より腫瘍細胞が細気管支壁に増殖進展することによって気道が狭小化してcheck valveとなり,末梢の気腔が増大した結果,空洞性病変を示したと考えられた.一方,間質や脈管への腫瘍細胞の浸潤も認められたことから,最終的に粘液産生型気管支肺胞上皮癌を主体とした混合型腺癌と診断した.細気管支肺胞上皮癌は,肺胞性陰影を呈することが一般的であるが,本症例のように空洞性病変を呈した報告も散見される.したがって,細気管支肺胞上皮も鑑別疾患の一つとして考える必要があろう.

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 待望の本が出版された.井川教授の心臓解剖の講演会が開かれると,まず満席になり講演後の質疑応答も活発で時間が足りなくなる.それだけ人気がある.書評子も例外ではなく,臨床的見地から入って精緻を極めた心臓解剖学へ導く井川講演のファンの一人で,この本の登場を心待ちにしていた.多くの解剖図と解説文,それらを体系的に構築・解析する独自のシェーマが加えられて,このたび『臨床心臓構造学』という珍しいタイトル名の本書が上梓された.

 目次を俯瞰すると通常の解剖学の教科書でないことがわかる.これまでの解剖書があくまでも解剖専門家の視点で書かれたことを思うと,不整脈臨床家としての視点で本書が書かれていることが斬新であり,嬉しい驚きでもある.不整脈が先にあり,それに関連した解剖学が展開される構成で,これは臨床医にとって大変ありがたい.それぞれの項目を開くと,解剖学の本であるにもかかわらず,心腔内電位図や心臓の3Dmapping像・X線造影写真・透視像がふんだんに取り入れられ,それに関連したマクロ解剖図が示される.この解剖図が素晴らしい.われわれが見たい,知りたいと思うものに回答すべく心臓に割が入れられ,ある時は裏から光を当てた鮮明な写真が掲載されている.推察するに,著者は自分が日常不整脈診療において抱いた心臓解剖・構造上の疑問について,多くの病理解剖を積み重ねながら明【めい】晰【せき】な洞察力をもって一つ一つ粘り強く,かつ徹底的に研究を継続されたのだと思われる.本書はまさにそれらの集大成である.

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欧文目次

第3回「呼吸と循環」賞-受賞論文発表

次号予告

投稿規定

あとがき 巽 浩一郎
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 呼吸器領域の臨床・研究における画像診断の展開には目を見張るものがある.かつては胸部単純写真をいかに読影するかが問われていた.解剖学および病態を考慮して,背腹方向の重なりのある構造物の異常を如何に見抜くかが問題であった.心眼がいかに優れていても,人間の目には限界がある.胸部CTは胸部単純写真読影の裏付けとして重要な意義を有して登場し,技術の進歩とともに新展開が続いている.CTは肺野の情報を得やすいことは当然であるが,さらに気道および肺血管に注目した展開,さらには三次元組織である肺の立体画像診断がCTの領域では展開してきている.非侵襲的に生体情報を得られるのは画像診断の最大の利点である.空気含有量が多い肺という臓器でMR画像を如何に臨床に生かすかが問われてきたが,機能的胸部MRIという展開がみられている.気管支鏡は気道内腔からの診断的アプローチであるが,さらに詳細に病的情報を捉えようという努力が,蛍光プローブ,超音波内視鏡である.呼吸中枢機能は日常臨床では意識されないかもしれない.しかし脳機能研究の分野でも画像診断が利用されている.本特集号は下図の下半分を採り上げており,画像診断の面白さを味わって頂ければと願っている.

基本情報

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呼吸と循環
59巻12号 (2011年12月)
電子版ISSN:1882-1200 印刷版ISSN:0452-3458 医学書院

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