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熱と息切れの先にある心原性ショック―スワン・ガンツが映す「Forrester Ⅳ群」

第113回医師国家試験 D問題 第25問

国試問題にチャレンジ

第113回 D問題 第25問

62歳の女性。呼吸困難を主訴に救急車で搬入された。数日前から風邪気味で，昨日から動くと息苦しいと訴えていた。今朝息苦しさが強くなったため家族が救急車を要請した。意識は清明。体温38.5℃。心拍数120/分，整。血圧86/46mmHg。呼吸数28/分。SpO2 88％（リザーバー付マスク10L/分酸素投与下）。心雑音はないが，心音は奔馬調律である。全胸部にcoarse cracklesを聴取する。胸部エックス線写真で右下肺野を優位とする両肺野浸潤影を認めた。気管挿管後ICUに入室し人工呼吸を開始した。血液所見：赤血球345万，Hb 11.4g/dL，Ht 34％，白血球12,800，血小板23万。血液生化学所見：総蛋白5.9g/dL，アルブミン2.8g/dL，総ビリルビン0.9mg/dL，AST 283U/L，ALT 190U/L，LD 392U/L（基準176～353），尿素窒素13mg/dL，クレアチニン0.3mg/dL，CK 439U/L（基準30～140），脳性ナトリウム利尿ペプチド〈BNP〉1,728pg/mL（基準18.4以下）。CRP 2.0mg/dL。12誘導心電図で前胸部誘導に陰性T波を認める。心エコー検査で左室はびまん性に壁運動が低下し，左室駆出率は30％。血行動態を把握するため肺動脈カテーテルを挿入した。 　この患者の測定値と考えられるのはどれか。 心係数 (L/min/m2) 平均右房圧 (mmHg) 平均肺動脈圧 (mmHg) 肺動脈楔入圧 (mmHg) a 6.0 10 15 10 b 4.0 10 15 10 c 4.0 　 5　 10 　 5　 d 2.0 　 5　 10 　 5　 e 2.0 15 25 20

  1. a.6.0　　10　　15　　10
  2. b.4.0　　10　　15　　10
  3. c.4.0　　5　　10　　5
  4. d.2.0　　5　　10　　5
  5. e.2.0　　15　　25　　20
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対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、急性心不全の患者さんの血行動態を、肺動脈カテーテルの測定値として読み解く問題だ。ポイントは2つ。「心臓が十分に血液を送り出せているか」と「肺にうっ血があるか」。この2軸で病態を整理できれば、数字の並んだ選択肢もすっきり選べるよ。まず、この患者さんに何が起きていると思う？
医学生医学生
発熱と浸潤影があるので、最初は重症肺炎による敗血症性ショックかと思いました。
ドクタードクター
そう考えるのは自然だし、実際に鑑別に入れるべきだね。でも、奔馬調律、BNPの著明な上昇、心エコーでの左室のびまん性壁運動低下とEF 30％という所見を並べると、主役は心臓だとわかる。全肺野の水泡音と両肺の浸潤影も、肺うっ血・肺水腫として説明できるんだ。
医学生医学生
感冒様症状が先行して、CKが上がって、壁運動低下が特定の冠動脈領域に一致しない……循環器内科の講義で習った急性心筋炎のパターンですね。
ドクタードクター
その通り。ショックを伴っているから劇症型心筋炎の可能性も考える。もちろん急性冠症候群との鑑別には冠動脈造影などが必要になるけれど、この問題で問われているのは診断名そのものより、心原性ショックを伴う急性心不全の血行動態なんだ。さて、肺動脈カテーテルで何が測れるか覚えているかな。
医学生医学生
心拍出量と、右房圧、肺動脈圧、それから肺動脈楔入圧です。楔入圧が何を表すのか、いつも曖昧になります。
ドクタードクター
大事なところだね。カテーテル先端のバルーンで肺動脈の枝を塞ぐと、その先は肺静脈を通じて左房とつながった静止した血液柱になる。だから楔入圧は左房圧を近似し、左室拡張末期圧の指標になるんだ。楔入圧が高い、すなわち左房圧が高いということは、肺に水がたまりやすい状態を意味する。
医学生医学生
それでForrester分類ですね。CBTの勉強で、心係数2.2と楔入圧18という境界値を覚えました。
ドクタードクター
完璧。心係数2.2L/min/m2以下が低灌流、楔入圧18mmHg超が肺うっ血。この2本の線で4群に分ける。この患者さんはどこに入るだろう？
医学生医学生
低血圧と頻脈、EF 30％なので心拍出は落ちている。水泡音と高度の低酸素血症があるので楔入圧も高い。両方そろっているのでⅣ群です。
ドクタードクター
正解。では、それを満たす選択肢を探そう。心係数2.0、右房圧15、平均肺動脈圧25、楔入圧20の組み合わせが答えだ。心係数は2.2を下回り、楔入圧は18を超えている。さらに左房圧の上昇が肺静脈を介して肺動脈圧を押し上げ、右室にも負荷がかかって右房圧まで上がる。すべての圧が高くなっているのが、左心不全が右心系へ波及した姿なんだ。肝酵素の上昇にも、低灌流に加えて肝うっ血の関与が考えられるね。
医学生医学生
心係数6.0の選択肢は、むしろ心臓がよく動きすぎている数字ですよね。
ドクタードクター
そう。正常はおよそ2.5～4.0だから、6.0は高心拍出状態だ。敗血症の初期のウォームショック、甲状腺機能亢進症、高度貧血、動静脈シャントなどでみられる。楔入圧も10と正常で、うっ血もない。最初に君が考えた敗血症性ショックの初期なら、こういう数字が出てもおかしくないけれど、EF 30％の収縮不全とは合わないね。
医学生医学生
心係数4.0の2つは、右房圧が10か5かの違いだけで、どちらも楔入圧は正常ですね。
ドクタードクター
そのとおり。どちらも心拍出も楔入圧も保たれたⅠ群相当で、ショックと肺水腫を説明できない。では心係数2.0で、圧がすべて低い選択肢はどうだろう。
医学生医学生
心拍出は落ちているけれどうっ血がないのでⅢ群……脱水や出血でしょうか。
ドクタードクター
いいね。循環血液量減少による低灌流のパターンで、治療は輸液で前負荷を補うことが中心になる。ちなみに右室梗塞も低心拍出で肺うっ血を伴わない点は似ているけれど、右房圧が上がるので、このパターンとは区別できる。この患者さんに漫然と大量輸液をしたら、肺水腫がさらに悪化してしまうよ。
医学生医学生
同じ低心拍出でも、楔入圧で治療の方向が真逆になるんですね。
ドクタードクター
そこがこの分類の臨床的な価値なんだ。Ⅱ群なら利尿薬や血管拡張薬、Ⅲ群なら輸液、そしてⅣ群は強心薬や昇圧薬に利尿薬・血管拡張薬を組み合わせ、反応しなければIABP、V-A ECMO、Impellaといった機械的循環補助を考える。予後が最も悪い群だ。
医学生医学生
臨床実習のICUで、心筋炎の患者さんがECMOにつながれていたのを思い出しました。回復を待つための橋渡しだと説明されました。
ドクタードクター
まさにそれ。劇症型心筋炎は急速に心原性ショックや致死性不整脈に陥るけれど、急性期を乗り切れば心機能が回復しうる。だから機械的循環補助で時間を稼ぐことが救命の鍵になるんだ。それから、毎回カテーテルを入れるわけではないので、ベッドサイドのNohria-Stevenson分類も覚えておこう。起坐呼吸、頸静脈怒張、浮腫、水泡音などでwetかdryか、四肢冷感、脈圧の狭小化、意識障害などでcoldかwarmかを判断する。この患者さんはwet & coldで、Forrester Ⅳ群におおむね対応する。
医学生医学生
身体所見で当たりをつけて、必要ならカテーテルで数字を確かめる、という流れですね。
ドクタードクター
その通り。数字を暗記するより、「出せているか」「詰まっているか」という病態のイメージと結びつけておけば、どんな形で問われても対応できるよ。

まとめ

感冒様症状に続く急速な心不全で、心筋逸脱酵素の上昇、心電図変化、びまん性の左室壁運動低下を認める場合は急性心筋炎を疑い、ショックを伴えば劇症型を念頭に置きます。肺動脈カテーテルの肺動脈楔入圧は左房圧を近似し、Forrester分類では心係数2.2L/min/m2と楔入圧18mmHgを境に血行動態を4群に分けます。低血圧・低EFによる低心拍出と、ギャロップ・水泡音・低酸素血症による肺うっ血が併存する本例はⅣ群であり、左房圧上昇が肺動脈圧、さらに右房圧へと波及するため、すべての圧が高値で心係数が低い組み合わせが該当します。高心拍出は敗血症初期など、低心拍出で圧が低いパターンは循環血液量減少を示し、群ごとに輸液・利尿薬・強心薬・機械的循環補助と治療方針が大きく異なります。身体所見によるNohria-Stevenson分類と合わせ、「心拍出」と「うっ血」の2軸で考える習慣は、急性心不全の初期対応の土台になります。

解答・解説

正解はeです

所見の整理

・62歳女性。数日前からの感冒様症状に続いて労作時呼吸困難が出現し、急速に増悪した。 ・体温38.5℃、白血球12,800、CRP 2.0mg/dLと炎症所見がある。 ・心拍数120/分、血圧86/46mmHgと頻脈・低血圧で、ショック状態である。 ・高流量酸素下でもSpO2 88％、呼吸数28/分と高度の低酸素血症と呼吸促迫がある。 ・心音はギャロップ（奔馬調律：Ⅲ音またはⅣ音が加わって馬が駆けるように聞こえるリズム）で、全肺野にcoarse crackles（水泡音）を聴取する。胸部エックス線写真の両肺野浸潤影は、これらと合わせると肺うっ血・肺水腫を反映すると考えられる。 ・BNP（脳性ナトリウム利尿ペプチド）1,728pg/mLと著明高値で、心室への負荷増大を示す。 ・CK 439U/L、AST 283U/L、LD上昇は心筋障害を示唆する。ASTやALTの上昇には、低心拍出による肝の低灌流や、右心系の圧上昇による肝うっ血も加わっていると考えられる。腎機能（尿素窒素、クレアチニン）は保たれている。 ・心電図で前胸部誘導に陰性T波、心エコーで左室のびまん性壁運動低下と左室駆出率（LVEF）30％の収縮不全を認める。

診断へのプロセス

感冒様症状の先行、発熱、心筋逸脱酵素の上昇、心電図変化、特定の冠動脈支配に一致しないびまん性の左室壁運動低下を伴って急速に進行した心不全であり、急性心筋炎（ショックを伴うことから劇症型心筋炎の可能性）が最も疑われる。急性冠症候群との鑑別には冠動脈造影などが必要になる。病態としては、左室収縮力の低下による低心拍出と、左室充満圧上昇による肺うっ血が併存した、心原性ショックを伴う急性心不全である。

設問の考え方

肺動脈カテーテル（スワン・ガンツカテーテル）では、心拍出量（体表面積で補正した心係数）、右房圧、肺動脈圧、肺動脈楔入圧（左房圧を近似し、左室拡張末期圧の指標となる）を測定できる。急性心不全の血行動態はForrester分類で、心係数2.2L/min/m2と肺動脈楔入圧18mmHgを境に4群に分けられる。 本例は低血圧・頻脈・EF 30％から心係数は2.2L/min/m2以下に低下していると考えられ、ギャロップ、水泡音、高度の低酸素血症から肺動脈楔入圧は18mmHgを超えていると予想される。すなわちForrester Ⅳ群（低心拍出＋肺うっ血）である。左房圧の上昇は肺静脈を介して肺動脈圧を押し上げ、さらに右室にも負荷がかかって右房圧が上昇するため、右房圧・肺動脈圧・楔入圧はいずれも高値となる。これらをすべて満たす組み合わせを選べばよい。

選択肢考察

  1. ×a.  6.0　　10　　15　　10

    誤り。心係数6.0L/min/m2は正常（およそ2.5～4.0L/min/m2）を大きく上回る高心拍出状態で、敗血症性ショックの初期（ウォームショック）、甲状腺機能亢進症、高度貧血、動静脈シャントなどでみられる値である。肺動脈楔入圧10mmHgは正常範囲で肺うっ血はない。右房圧10mmHgはやや高いが、全体としてはForrester分類のⅠ群（うっ血なし・低灌流なし）に該当する。EF 30％の収縮不全で血圧が低下し、著明な肺うっ血を呈する本例とは合致しない。

  2. ×b.  4.0　　10　　15　　10

    誤り。心係数4.0L/min/m2は正常範囲の上限付近、肺動脈楔入圧10mmHgと肺動脈圧15mmHgも正常範囲で、Forrester Ⅰ群に相当する。右房圧10mmHgは軽度上昇しているが、低心拍出と肺うっ血が併存する本例の血行動態を説明できない。

  3. ×c.  4.0　　5　　10　　5

    誤り。心係数、右房圧、平均肺動脈圧、肺動脈楔入圧のすべてが正常範囲にあり、Forrester Ⅰ群（正常な血行動態）である。ショックと肺水腫を呈している本例とは合わない。

  4. ×d.  2.0　　5　　10　　5

    誤り。心係数2.0L/min/m2と低心拍出だが、右房圧・肺動脈圧・肺動脈楔入圧はいずれも低めで、肺うっ血のない低灌流状態、すなわちForrester Ⅲ群に相当する。脱水や出血による循環血液量減少などでみられるパターンで、輸液による前負荷の補充が治療の中心となる。なお右室梗塞も低心拍出で肺うっ血を伴わない点は共通するが、右房圧は上昇するため本パターンとは異なる。ギャロップや全肺野の水泡音、高度の低酸素血症を伴う本例とは合致しない。

  5. ○e.  2.0　　15　　25　　20

    正しい。心係数2.0L/min/m2（2.2以下）は左室収縮不全による低心拍出を示し、肺動脈楔入圧20mmHg（18超）は左房圧上昇による肺うっ血を示すため、Forrester Ⅳ群に該当する。左房圧上昇が肺循環を経て逆行性に伝わるため平均肺動脈圧も25mmHgと上昇し（安静時平均肺動脈圧の正常はおよそ20mmHg以下）、右心系にも負荷が及んで平均右房圧15mmHgと上昇している。肝酵素上昇（肝うっ血の関与）とも矛盾しない。低血圧・頻脈・EF 30％・ギャロップ・水泡音・高度の低酸素血症という本例の臨床像をすべて説明できる。

肺動脈カテーテルで得られる主な指標と正常値の目安

・心係数（cardiac index：CI）＝心拍出量÷体表面積：約2.5～4.0L/min/m2 ・平均右房圧（中心静脈圧にほぼ等しい）：約2～8mmHg ・肺動脈圧：収縮期15～30／拡張期4～12mmHg程度、平均はおよそ10～20mmHg ・肺動脈楔入圧（pulmonary artery wedge pressure：PAWP、PCWP）：約5～12mmHg。カテーテル先端のバルーンで肺動脈の枝を閉塞させて測る圧で、左房圧を近似する。 測定法や文献により正常値の幅には多少の違いがある。

Forrester分類

急性心筋梗塞の血行動態評価として作られ、急性心不全全般に応用される。 ・Ⅰ群：CI＞2.2、PAWP≦18　正常。経過観察・基礎疾患の治療。 ・Ⅱ群：CI＞2.2、PAWP＞18　肺うっ血のみ。利尿薬、血管拡張薬（硝酸薬など）。 ・Ⅲ群：CI≦2.2、PAWP≦18　低灌流のみ（循環血液量減少など）。輸液、必要に応じて強心薬。 ・Ⅳ群：CI≦2.2、PAWP＞18　低灌流＋肺うっ血。強心薬（ドブタミンなど）、昇圧薬、利尿薬・血管拡張薬、反応がなければ大動脈内バルーンパンピング（IABP）や経皮的心肺補助（V-A ECMO）、補助循環用ポンプカテーテル（Impella）などの機械的循環補助。予後が最も悪い。

Nohria-Stevenson分類

カテーテルを用いずにベッドサイドの身体所見で評価する分類である。うっ血所見（起坐呼吸、頸静脈怒張、浮腫、水泡音など）の有無で「wet／dry」、低灌流所見（冷汗、四肢冷感、脈圧の狭小化、意識障害など）の有無で「cold／warm」に分ける。本例は「wet & cold」に相当し、Forrester Ⅳ群におおむね対応する。

急性心筋炎・劇症型心筋炎

多くはウイルス感染（コクサッキーウイルスなど）が原因で、感冒様症状や消化器症状が先行し、数日～数週で胸痛、心不全症状、不整脈が出現する。心電図のST-T変化、心筋トロポニン・CKの上昇、心エコーでの壁運動低下（一過性の壁肥厚を伴うことがある）がみられる。確定診断には心筋生検や心臓MRIが用いられる。急速に心原性ショックや致死性不整脈に陥る劇症型では、機械的循環補助で心機能の回復を待つことが救命の鍵になる。

POINT

・肺動脈楔入圧は左房圧（左室拡張末期圧）の指標であり、上昇は肺うっ血を意味する。 ・Forrester分類の境界は心係数2.2L/min/m2、肺動脈楔入圧18mmHgである。 ・低血圧・低EF（低心拍出）＋ギャロップ・水泡音・低酸素血症（肺うっ血）＝Forrester Ⅳ群で、強心薬や機械的循環補助を要する。 ・左心不全による左房圧上昇は肺動脈圧、さらに右房圧の上昇へと波及する。 ・感冒様症状に続く急速な心不全、心筋逸脱酵素上昇、びまん性壁運動低下では急性心筋炎を疑う。

※問題・正答は厚生労働省の公開資料をもとに掲載しています。