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1 第 84 回日本心臓血管放射線研究会 2017/1 画像からみた慢性血栓塞栓性肺高血圧症の診断と治療 東北大学病院 大田英揮 放射線診断科

2 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

3 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 Ref. 肺血管抵抗 (PVR) <240 (dynes/s cm -3 ) 正常な肺循環系 :high flow low pressure low resistance

4 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

5 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 Scan R/O CTEPH 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 CMR 右室, 肺循環の機能評価 ( 治療前後 ) MDCTPA R/O 特異的要因形態評価 CTEPH PVOD/PCH 間質性肺炎心内 / 心外シャント Peña E et al. RadioGraphics 2012, 32, より改変

6 Acute PTE Chronic PTE 新鮮血栓 器質化血栓 Illustation: The Netter Collection of Medical Illustrations (modified)

7 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 ) Pengo V et al. N Engl J Med ) Becattini C et al. Chest 2006

8 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):

9 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 )

10 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

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

12 肺高血圧症の画像所見 CT MRI

13 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

14 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%.

15 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

16 CTPA - 心所見 - 下大静脈, 肝静脈拡張 心嚢液貯留

17 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

18 Cine MR Normal Thin wall Crescent shape PH Hypertrophy, dilatation Spherical shape Septal bowing TR, RA enlargement

19 Phase contrast MRI 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 Magnitude image 平均肺動脈幹血流 <11.7cm/sec Sens 93%, Spec 82%. Phase image Rolf et al.int J cardiovas imaging. 2015; 31:

20 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: Reiter G, et al. Radiology. 2014;275: Ota H, et al. European Heart Journal 2015.

21 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.

22 T1 mapping 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 Roller FC, et al. Eur Radiol Sep 20;1

23 Imaging of CTEPH

24 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 CTEPH the above findings Idiopatic PAH

25 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 Cone-beam CT Fukuda T, et al. Jpn J Radiol (2016) 34:

26 Optical coherence tomography (OCT) Control CTEPH Thin and smooth vessel wall Mesh network

27 中枢型 CTEPH CTPA

28 遠位型 CTEPH CTPA 末梢肺動脈の描出不良

29 その他の所見 Mosaic perfusion 気管支動脈拡張

30 ー = 肺野のヨードマップ 灌流画像 Subtraction image 造影 CT- 単純 CT Dual energy CT 形態画像と重ね合わせ

31 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

32 造影剤, 組織の CT 値が変化 80kV 140kV 120kV ( 従来法 )

33 Dual energy CT を用いたヨードマップ CT 造影剤 造影剤量 空気 軟部組織 CT kv 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

34 ヨードマップ + 解剖画像 + Lung PBV (perfused blood volume)

35 CTEPH: Lung PBV Lung perfusion scintigram 楔形, 区域性の灌流低下

36 特発性肺動脈性肺高血圧症 40 代女性

37 CTA + Lung PBV 肺血流シンチグラム

38 CTEPH の診断能 : Lung PBV vs. SPECT Lung PBV の方が空間分解能が高い <18 CTEPH carnies, lobe-based.> Sens. Spec. Accu Lung PBV 81% 85% 83% SPECT 33% 93% 60% Tang CX, et al. Eur J Radiol. 2016;85:

39 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

40 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

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

42 中枢型 CTEPH ー Pulmonary endarterectomy ー Organized thrombus Intima internal elastic membrane Media Specimen

43 Catheter angiography pre op. post op.

44 肺血流シンチグラム pre op. post op.

45 4D flow 中枢型 CTEPH Pre op. Post op.

46 CTEPH の予後 Operable vs. inoperable Inoperable CTEPH: 40% Postsurgical residual PH: 10-15% AJRCCM 2008;177:1122

47 遠位型 (inoperable) CTEPH Balloon Pulmonary Angioplasty (BPA)

48 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

49 OCT 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

50 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

51 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

52 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

53 BPA の短期成績 Hoaper M, et al. Lancet Respir Med 2014; 2:

54 Courtesy of Dr. Sugimura, Tohoku Univ. Sugimura K, et al.circulation Journal. 2012;76: BPA vs. conservative therapy Kaplan-Meier curve BPA therapy group (N=22) Log-rank test: P<0.05 Historical control group (N=39)

55 CTEPH の治療ガイドライン

56 CT-guided BPA

57 CT を用いた術前 術中ガイド -70 歳台女性,CTEPH- A8 S8 灌流低下 A8 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

58 CT guide (201X/7/XX) 201X/5/YY 左 A9 201X/7/XX 左 A8 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

59 上段 : 治療前, 下段 : 治療後

60 Fusion images of CTPA and lung PBV 77 M Pre-BPA: mpap 43 mmhg Post-BPA: mpap 19 mmhg

61 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

62 治療前後の Lung PBV パラメータ lung PBV (HU)/ 主肺動脈 (HU) Lung PBV の改善度 肺動脈圧, 肺血管抵抗の改善度 Koike H, European Journal of Radiology. 2016;85:1607-

63 Ota H et a. RSNA Lung PBV のヒストグラム解析 Mod e Mod e Pre-BPA Post-BPA Pre-BPA (mpap = 45mmHg) Post-BPA (mpap = 28mmHg)

64 BPA 前後におけるパラメータの変化 (mmhg) mpap PVR (dyne sec cm-5) (HU) Mode 0 mpap_pre mpap_post p< PVR_pre P<0.01 PVR_post 0 Mode_pre Mode_post P=0.01 Ota H et a. RSNA 2016.

65 CMR: BPA 前後の両心室形態 機能 BPA 前 拡張末期 収縮末期 BPA 後 Sato H, Ota H, et al. Circ J. 2016;80: 拡張末期 収縮末期

66 mpap and CMR parameters N=23 Pre BPA Post BPA P mpap (mmhg) 40.8 ± ± 4.9 <0.01 Right Ventricle EF (%) 41.3± ±8.64 <0.01 SVI (ml/m 2 ) 39.76± ± RVEDVI (ml/m 2 ) 104.5± ±20.3 <0.01 RVESVI (ml/m 2 ) 64.8± ±14.0 <0.01 RV Mass Index (g/m 2 ) 33.5± ±4.32 <0.01 Left Ventricle EF (%) 57.7± ± SVI (ml/m 2 ) 41.0± ±12.3 <0.01 LVEDVI (ml/m 2 ) 72.1± ±18.6 <0.01 LVESVI (ml/m 2 ) 31.0± ± LV Mass Index(g/m 2 ) 53.7± ± Sato H, Ota H, et al. Circ J. 2016;80: Data are presented as mean ± SD.

67 Correlation between RVEF and LVEF RVEF and LVEF RVSVI and LVSVI r=0.445 p=0.01 r=0.853 p<0.01 Sato H, Ota H, et al. Circ J. 2016;80: BPA により両心室の形態 機能改善が見られる

68 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.

69 BPA 前後の 4D flow MRI mpap = 48mmHg mpap = 20mmHg

70 BPA 前後の4D flow MRI mpap = 48mmHg mpap = 20mmHg Ota H, et al. EHJournal Vortex flow Forward flow Backward flow

71 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

72 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

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