福島医学雑誌 53 巻 3 号　2003

〔総　　説〕

粥状硬化大動脈における圧脈波の解析

勝　田　新一郎

福島県立医科大学医学部生理学第一講座

（受付　2003年4月30日）

Analysis of Pulse Waves in the Atherosclerotic Aorta

SHIN-ICHIRO KATSUDA

Department of Physiology, Fukushima Medical University School of Medicine, Fukushima

要旨: 近年，高齢者においては，脈圧の増加は心血管系疾患よる死亡の独立した予測因子であることが，多くの疫学調査より明らかにされている。また，大動脈における脈波速度（PWV）は動脈硬化性疾患の診断に有用であり，心臓血管系の疾患による死亡の独立した予測因子であるとの報告が最近になって数多く報告されている。最近では，我が国においても圧脈波に関する研究が再び盛んになりつつあり，多くの医療機関で脈波検査を取り入れるようになってきた。圧脈波の性状は，一回拍出量，駆出速度，血液の粘性，動脈インピーダンス，血管壁伸展性など幾つかの因子により左右される。圧脈波は，順方向性の進行波と主に動脈分岐部などインピーダンスが大きく変化する部位からの反射波により構成されている。動脈インピーダンスは圧脈波と血流波の各周波数成分より算出され，その上昇は反射波を増大させることが明らにされている。脈波全体に反射波の占める割合を表す簡便な指標として，augmentation index (AIx）が用いられている。脈圧の増大は反射波成分の増大が主体であり，それによりAIxは上昇するといわれる。PWVは動脈壁弾性率（E)，壁厚（h)，血液の密度（r)，血管の内半径（R）などに関係が深く，これらとの関係は古くからMoens-Kortewegの式　PWV=K√Eh/2rR，但し，K: 定数，によって表されている。したがって，PWVは，ドップラー等により非侵襲的にも動脈カテーテルにより侵襲的にも計測可能な，血管壁の硬さを推測するための重要な検査項目である。PWVは，従来より総頸動脈（大動脈弓）と大腿動脈で計測した脈波または血流波より大動脈全体の平均的速度として求められてきた。しかし，硬化病変には好発部位があり，さらに，病変の進行度は個人差が大きいため，可能な限り局所的にPWVを計測することによってより的確な動脈硬化の診断が可能となる。著者は，若月齢と高月齢の遺伝性高コレステロール血症（KHC）ウサギを用い，大動脈各部位で記録した圧脈波の高調波成分の変化ならびに上行大動脈から大動脈各部位に至るPWVの変化について解析した結果，これらの変化は圧脈波を記録した部位の病変の大きさ，程度および壁伸展性の変化を反映していることが明らかになった。

索引用語: Augmentation Index, KHC rabbit，脈圧，脈波速度，粥状硬化

Abstract: Abstract: Increase in pulse pressure (PP) or in pulse wave velocity (PWV) has recently been shown to be an independent predictor of cardiovascular disease in hypertensive persons.　In Japan, pulse waves have been clinically used to estimate arterial stiffness due to atherosclerosis or hypertension.　Pulse waveform is mainly determined by cardiovascular parameters, such as stroke volume, viscosity of blood and distensibility of vessels.　Pulse waves consist of orthodromic and reflection waves, the latter originating at sites where arterial impedance changes considerably, e.g., arterial bifurcations.　Increase in PP is due mainly to increase in reflection waves.　Augmentation index (AIx) of pulse waves, an amplitude ratio of reflection wave to PP, has been employed as an useful index in estimating peripheral circulation.　PWV is mainly related to density of blood and vascular factors as expressed by the Moens-Korteweg equation;PWV=K√Eh/2rR, where K is a constant, E elastic modulus, h wall thickness, r density of blood and R internal radius.　PWV is a measure non-invasive or invasive using ultrasonic technique or a catheter, respectively, for estimating aortic stiffness.　To diagnose atherosclerosis precisely, PWV should be measured in a restricted aortic region, because atherosclerotic lesion is easily generated in a given aortic portion, e.g., around bifurcation of branch arteries.　We analyzed both the harmonic components of pressure waves at 8 different positions along the aorta and PWV from the ascending aorta to these positions in the Kurosawa and Kusanagi-Hypercholesterolemic (KHC) rabbit.　It was revealed that characteristic alterations in harmonic components of pressure waves and PWV reflected changes in the rheological properties and microstructure of the sites of measurement in the aortic wall.

Key words: atherosclerosis, augmentation index, KHC rabbit, pulse pressure, pulse wave velocity