心筋の振動の超音波による計測と解析(音響・超音波サブソサイエティ合同研究会) Assessment of Vibration of the Myocardium Using Ultrasound

我々は,心臓の大動脈弁閉鎖に伴って発生する心音(II音)のタイミングに,心臓壁上に数十Hzの振動が発生し,横波となって心臓壁上を伝搬することを,超音波を用いた胸壁上からの計測で,新しく見出した(IEEE UFFC-51(2005)1931-1942).さらに計測された伝搬速度の周波数分散から,血液中の粘弾性板内の板波(ラム波)の伝搬モデルを用いて,心室中隔壁のずり粘弾性定数を決定している.これらは,従来の医用超音波診断における縦波の反射・散乱特性の映像化とは異なり,横波成分に関する心筋特性の評価であり,心筋組織の構造的な変化をより鋭敏に計測できる可能性を持つ.さらに,心音(I音)のタイミングにおいても,同様な現象を新たに見出した.また,心音(I音)より前に,心室中隔壁で心尖部から心基部方向に波の伝搬が観測された.これは,心筋を伝導する活動電位に伴う振動と考えられる.心筋梗塞による心筋の虚血部分・障害部分・壊死部分は,各々活動電位の脱分極・再分極の様子が異なるため,この波動伝搬は,心筋の粘弾性とは別に,心筋の興奮伝導の空間的評価や心筋の障害の程度の診断に利用できる可能性がある.

We have found a phenomenon that the some pulsive vibration with several tenth hertz is caused by the closure of the aortic valve and it propagates along the heart wall. From the measured frequency dispersion of the propagation speed of the shear wave, we have developed a method to noninvasively determine the myocardial viscoelasticity (IEEE Trans UFFC 2005; 51:1931), which would be effective in evaluation of minute change in tissue structure due to the heart disease. We have found a similar phenomenon for the radiation time of the first heart sound caused by mitral valve closure. Before the time, we found that the another wave propagates from apical side to base side, which would correspond to the propagation of electrical excitation in myocardium. Since the conduction property of electric excitation differs among the normal, ischemia, and avascular necrosis, the method has a potential for noninvasively evaluation of the myocardium using both of the viscoelasticity and the electrical conductivity.