画像からみた慢性血栓塞栓性肺高血圧症の 診断と治療 東北大学 … ·...

画像からみた慢性血栓塞栓性肺高血圧症の診断と治療

第84回日本心臓血管放射線研究会2017/1

東北大学病院 放射線診断科大田英揮

Agenda• 慢性血栓塞栓性肺高血圧症（CTEPH）の概念・機序• 肺高血圧症の画像所見

• CT, MRI, etc• CTEPHに特異的な画像所見

• CT• Dual energy CT (lung PBV)

• バルーン肺動脈拡張術（BPA）• CT guided BPA

• 画像によるBPAの治療効果判定• まとめ

Pulmonary hypertension (PH)

右心カテーテル検査による安静時平均肺動脈圧

mPAP≥25 mmHg正常値：mPAP ≦ 20 mmHg

正常な肺循環系：high flow – low pressure – low resistance

Ref. 肺血管抵抗 (PVR) <240 (dynes/s cm-3)

肺高血圧症臨床分類（ニース分類 2013）第１群．肺動脈性肺高血圧症

1)特発性肺動脈性肺高血圧症2)遺伝性肺動脈性肺高血圧症3)薬物・毒物誘発性肺動脈性肺高血圧症4)各種新患に伴う肺動脈性肺高血圧症

1.結合組織病2.エイズウイルス感染症3.門脈肺高血圧症4.先天性心疾患5.住血吸虫症

第１’群．肺静脈閉塞性疾患/肺毛細血管腫症第１’’群．新生児遷延性肺高血圧症第２群．左心性心疾患に伴う肺高血圧症第３群．肺疾患および/または低酸素血症に伴う肺高血圧症第４群．慢性血栓塞栓性肺高血圧症第５群．詳細不明な多因子のメカニズムに伴う肺高血圧症

PHの画像診断アルゴリズム胸部X線

心拡大近位肺動脈の拡大R/O 肺実質疾患

心エコー第一選択の検査R/O 心疾患R/O 心内シャント

V/Q ScanR/O CTEPH

MDCTPAR/O 特異的要因形態評価

CTEPHPVOD/PCH間質性肺炎心内/心外シャント

CMR右室，肺循環の機能評価

（治療前後）

右心カテーテル検査PHの確定診断圧測定血管拡張薬への反応評価

Peña E et al. RadioGraphics 2012, 32, 9-32. より改変

新鮮血栓 器質化血栓

Acute PTE Chronic PTE

Illustation: The Netter Collection of Medical Illustrations (modified)

慢性血栓塞栓性肺高血圧症 (CTEPH)器質化血栓による肺動脈の慢性閉塞二次性の微小血管壁異常(1)

血管抵抗上昇

肺高血圧（mPAP≥25 mmHg）

右心不全

急性肺血栓塞栓の2–4%が移行(2,3)

1) Reesink HJ et al. Circ J 2006 2) Pengo V et al. N Engl J Med 2004

3) Becattini C et al. Chest 2006

肺動脈閉塞に伴うシャントの発達

Dorfmüller P, et al. European Respiratory Journal. 2014;44(5):1275-1288.

国内の肺血栓塞栓症による死亡数

長期臥床患者↑高齢者人口↑

生活様式の欧米化

人口あたりの発症数：米国の1/6 (2006年)

肺血栓塞栓症および深部静脈血栓症の診断、治療、予防に関するガイドライン

国内のCTEPH患者数の推移

肺高血圧症の臨床 (医薬ジャーナル社): 中西宣文(編)より

中枢型・遠位型

• 中枢型

• 器質化血栓の近位端が肺動脈幹~区域肺動脈に存在

• 遠位型

• 器質化血栓が区域肺動脈以遠に存在

Thistlethwaite PA et al. J Thorac Cardiovasc Surg. 2002;124:1203-11.

Jamieson分類 (肺血栓塞栓症)Type 1: 肺動脈幹~葉肺動脈の新鮮血栓

Type 2: 区域動脈よりも近位側の内膜肥厚

と線維化

Type 3: 区域動脈遠位側のみに病変が局在

Type 4: 器質化血栓を認めず，遠位側肺動

脈のvasculopathyを認める

肺高血圧症の画像所見CTMRI

CT pulmonary angiography (CTPA)

•血管所見•心所見•肺実質所見

• PHの疾患特異的な所見

CTPA -血管所見-• 肺動脈幹径 >29mm

• PPV 97%, Sens 87%, spec 89% • 正常例とのオーバーラップあり

• & 区域動脈径/気管支径 >1 を3葉以上に認める.

• Sens 100%. • 肺動脈幹径 >上行大動脈径

• PPV 96%, Spec 92%.

CTPA -心所見-• 右室肥大 ( ECG-gated CT)

• 右室壁厚 > 4mm• 心室中隔の平坦化/左室側偏位

• 右室拡大• 中央部における• 右室径 > 左室径

• 右房拡大

CTPA -心所見-

下大静脈，肝静脈拡張 心嚢液貯留

心臓MR (CMR)

• 右心評価における “the gold standard” • 形態• 機能• 肺循環動態 (phase contrast法)

• 治療効果判定

• 非侵襲的検査

Cine MRNormal

• Thin wall• Crescent shape

PH• Hypertrophy, dilatation• Spherical shape• Septal bowing• TR, RA enlargement

Phase contrast MRI

• 平均肺動脈幹血流<11.7cm/sec• Sens 93%, Spec 82%.

• 信号強度は血流速度を反映する• 血流速度，血流量，血流パターン, etc

Rolf et al.int J cardiovas imaging. 2015; 31: 613-619

Magnitude image

Phase image

4D flow MRI:PHでは肺動脈幹に渦流を認める

Normal PH

Reiter G et al. Circ Cardiovasc Imaging. 2008;1:23–30.Reiter G, et al. Radiology. 2014;275:71–79.Ota H, et al. European Heart Journal 2015.

遅延造影 (LGE) MRI

30代男性. CTEPH 40代男性 Eisenmenger syn.

遅延造影部位:右室接合部，中隔．機序: 機械的ストレスの増加による線維化，心筋構築の乱れ，炎症．

T1 mapping

Roller FC, et al. Eur Radiol. 2016 Sep 20;1–12

• Native T1• Extracelluar volume (ECV)

LGE陰性でも，CTEPH患者のnative T1, ECVは，正常例より上昇している

Imaging of CTEPH

Imaging of CTEPH• 肺血流シンチグラム

• 区域性の集積欠損（特異性が高い）

• V/Q ミスマッチ

• Catheter angiogram, CTA• pouch/mural defects• webs and bands• intimal irregularities• abrupt narrowing• complete obstruction＊>1 of the above findings Idiopatic PAHCTEPH

• 肺血流シンチグラム• 区域性の集積欠損（特異性が高い）

• V/Q ミスマッチ

• Catheter angiogram, CTA• pouch/mural defects• webs and bands• intimal irregularities• abrupt narrowing• complete obstruction＊>1 of the above findings

Imaging of CTEPH

Cone-beam CT

Fukuda T, et al. Jpn J Radiol (2016) 34:423–431

Optical coherence tomography (OCT)

Control CTEPH

Thin and smooth vessel wall Mesh network

中枢型CTEPH CTPA

末梢肺動脈の描出不良

遠位型CTEPH CTPA

その他の所見

Mosaic perfusion 気管支動脈拡張

肺野のヨードマップ≒灌流画像Subtraction image• 造影CT-単純CT

Dual energy CT

ー

＝ 形態画像と重ね合わせ

肺野のヨードマップ≒灌流画像Subtraction image Dual energy CT

• 2種類の異なる管電圧で対象を撮影

• 撮影方式• Dual source• Fast kV switching• Rotate-rotate• Double layer detector• Split filter

造影剤，組織のCT値が変化

140kV80kV 120kV(従来法)

Dual energy CTを用いたヨードマップ

• 異なる管電圧→異なるCT値（既知）• 造影剤(ヨード)成分抽出→ヨードマップ

CT値@140 kV

CT値

@80

kV

空気

造影剤

軟部組織

造影剤量

ヨードマップ+解剖画像

+

“Lung PBV”(perfused blood volume)

CTEPH: Lung PBV

楔形，区域性の灌流低下

Lung perfusion scintigram

特発性肺動脈性肺高血圧症

40代女性

CTA +Lung PBV 肺血流シンチグラム

CTEPHの診断能: Lung PBV vs. SPECT

Tang CX, et al. Eur J Radiol. 2016;85:498-506.

Sens. Spec. AccuLung PBV 81% 85% 83%

SPECT 33% 93% 60%

<18 CTEPH carnies, lobe-based.>

Lung PBVの方が空間分解能が高い

Lung PBVと臨床的重症度の相関• 目的: Lung PBVの視覚的重症度スコアと，右心カテーテル検査（RHC) 所見，臨床所見を比較．

• 対象: 慢性血栓塞栓性肺高血圧症の46例

Takagi H, Ota H, et al. Eur J Radiol. 2016

結果

LPBVスコアは，肺動脈圧, 肺血管抵抗と有意に相関→臨床的な重症度を反映

Takagi H, Ota H, et al. Eur J Radiol. 2016

CTEPHの治療Pulmonary endarterectomy (PEA)Balloon pulmonary angioplasty (BPA)

Specimen

中枢型CTEPHｰPulmonary endarterectomyｰ

Organized thrombusIntima

Media

internal elastic membrane

post op.pre op.Catheter angiography

post op.pre op.

肺血流シンチグラム

中枢型CTEPH

Pre op. Post op.

4D flow

AJRCCM 2008;177:1122

Inoperable CTEPH: 40%Postsurgical residual PH: 10-15%

CTEPHの予後Operable vs. inoperable

遠位型 (inoperable) CTEPH

• Balloon Pulmonary Angioplasty (BPA)

壁不整，閉塞 Balloon catheter 肺動脈血流の改善

肺静脈血流の改善

Balloon pulmonary angioplasty (BPA)

血管拡張前密なメッシュネットワーク形状

血管拡張直後メッシュネットワークの破壊

内腔面積の拡大

OCT

CTEPH 18症例にBPAを施行治療後にmPAPの低下と，症状（6分間歩行距離）の改善11例に再灌流性肺水腫; 1例死亡

BPA後の肺水腫治療部位周囲の比較的限局的な病変

喀血，低酸素血症

Inoperable CTEPHに対する治療戦略

BPA

血管拡張薬

CTEPHの確定診断

右心カテーテル検査画像検査・血管造影・CT・シンチグラフィ

1 segment/1 BPA session

合併症予防，軽減

BPAの短期成績

Hoaper M, et al. Lancet Respir Med 2014; 2: 573-82

BPA therapy group (N=22)

Historical control group (N=39)

Log-rank test: P<0.05

Kaplan-Meier curve

BPA vs. conservative therapy

Courtesy of Dr. Sugimura, Tohoku Univ. Sugimura K, et al.Circulation Journal. 2012;76:485–488.

CTEPHの治療ガイドライン

CT-guided BPA

CTを用いた術前・術中ガイド-70歳台女性，CTEPH-

右A8末梢の閉塞，およびS8の灌流低下→ 拡張術のターゲット

S8灌流低下 A8A8

CT guide (201X/7/XX)

201X/7/XX左A8

201X/5/YY左A9

3D workstation上に治療血管を記録する．前回(201X/5/YY)のセッションで左A9を治療した．

1. 左A8に狭窄，閉塞

2. バルーン拡張

3. 左A8の血流改善

上段：治療前，下段：治療後

77 M

Pre-BPA: mPAP 43 mmHg Post-BPA: mPAP 19 mmHg

Fusion images of CTPA and lung PBV

画像による治療効果判定CT: 肺潅流MRI:心機能，肺動脈血流動態

治療前後のLung PBVパラメータ

Koike H, European Journal of Radiology. 2016;85:1607-1612

Lung PBVの改善度

肺動脈圧，肺血管抵抗の改善度

lung PBV (HU)/主肺動脈(HU)

Pre-BPA (mPAP = 45mmHg) Post-BPA (mPAP = 28mmHg)

Pre-BPAPost-BPA

Ota H et a. RSNA 2016.

Lung PBVのヒストグラム解析Mode

Mode

BPA前後におけるパラメータの変化

mPAP PVR(dyne･sec･cm-5)(mmHg)

p<0.01 P<0.01

Mode

P=0.01

0

10

20

30

40

50

60

mPAP_pre mPAP_post0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

PVR_pre PVR_post05

101520253035404550

Mode_pre Mode_post

(HU)

Ota H et a. RSNA 2016.

CMR: BPA前後の両心室形態・機能

BPA前

BPA後

拡張末期 収縮末期

拡張末期 収縮末期Sato H, Ota H, et al. Circ J. 2016;80:1470-7.

N=23 Pre BPA Post BPA PmPAP (mmHg) 40.8 ± 10.7 23.2 ± 4.9 <0.01Right Ventricle

EF (%) 41.3±12.4 50.7±8.64 <0.01SVI (ml/m2) 39.76±7.75 42.8±11.2 0.24

RVEDVI (ml/m2) 104.5±35.3 85.4±20.3 <0.01RVESVI (ml/m2) 64.8±33.9 42.5±14.0 <0.01

RV Mass Index (g/m2) 33.5±11.4 26.4±4.32 <0.01Left Ventricle

EF (%) 57.7±10.7 59.5±8.52 0.21SVI (ml/m2) 41.0±9.25 47.8±12.3 <0.01

LVEDVI (ml/m2) 72.1±14.0 81.6±18.6 <0.01LVESVI (ml/m2) 31.0±12.1 33.8±11.4 0.10

LV Mass Index(g/m2) 53.7±8.90 56.8±9.95 0.02

Data are presented as mean ± SD.

mPAP and CMR parameters

Sato H, Ota H, et al. Circ J. 2016;80:1470-7.

r=0.445p=0.01

r=0.853p<0.01

⊿RVEF and ⊿LVEF

Correlation between ⊿RVEF and ⊿LVEF

⊿RVSVI and ⊿LVSVI

BPAにより両心室の形態・機能改善が見られるSato H, Ota H, et al. Circ J. 2016;80:1470-7.

BPAにより，心室間のdyssynchronyが改善する

Yamasaki Y, et al. Int J Cardiovasc Imaging. 2016:1-11.

BPA前後の4D flow MRI

mPAP = 48mmHg mPAP = 20mmHg

Vortex flow

BPA前後の4D flow MRImPAP = 48mmHg mPAP = 20mmHg

Forward flow

Backward flow

Ota H, et al. EHJournal 2015.

Summary• CTEPHにおけるCT・MRI画像の役割

• PHの鑑別診断• CTEPH vs. others

• CTPA, lung perfusion image• Lung parenchymal image

• CT-guided BPA • 3D-CTPA• Lung PBV

• 画像からみた治療効果判定• CT

• 肺動脈形態，灌流の変化→定量化？• 合併症

• MRI• 心機能，肺血流動態

• 今後の検討課題• 心・肺所見の定量評価→予後予測• BPAの治療戦略への寄与→効率的な標的血管の選択

謝辞• 東北大学病院

• 放射線診断科• 高瀬圭，冨永循哉，高浪健太郎

• 循環器内科• 杉村宏一郎，建部俊介，青木竜男，佐藤遙

• 診療放射線部• 佐藤和弘，小野勝範，中田充

• 岩手医科大学• 放射線科

• 高木英誠

ご清聴ありがとうございました