乳頭筋は固い心臓の壁に直接付着していない

心臓の乳頭筋 (PM) は、心機能において重要な役割を担っています。 従来のすべての解剖学および心臓学の教科書および論文では、乳頭筋は心臓壁の固い部分に広く直接接続されているように描かれています。 PMの心臓壁への機械的、血管的、電気的接続はその基部を介しているため、この接続の性質は重要な機能的影響を及ぼす可能性がある。

心筋は心室内壁から発生する細長いテーパー状の筋肉で、その先端には鎖骨腱膜（房室弁の縁に付着する結合組織）が発生します。 収縮期に心室が収縮するとき、心筋も収縮し、心室腔内の圧力上昇に伴って房室弁の尖端が反転したり漏れたりしないように助けている。 虚血や梗塞などによる心室機能障害は、心室への血液供給に影響を及ぼす急性心筋梗塞の場合など、結果として生じる房室弁の機能不全を通じて心機能に悪影響を及ぼすことがある。 PMは左心室（LV）に2個、右心室（RV）に2個または3個（変動あり）存在する。 心室が停止すると心臓の壁運動に影響を与えることが観察されており、心室から壁に伝わる力が壁運動のパターンを決定する上で重要である可能性が示唆されている1。 PMへの血流は、その基部から入る動脈を経由しているため、壁への付着の仕方も重要である。 心臓の電気的活性化の波の伝導は、基部から心室に入る。 房室弁の密閉性を高めるためには、心室壁に対する心室の適切な収縮タイミングが重要であるため、心室の壁への付着の仕方も心機能にとって重要であると思われる。 心筋細胞に加えて、心室腔には細長い筋のネットワークがあり、その端が壁の固い部分に付着して心室腔の内面を覆っているトラベキュラカルネと呼ばれる。

標準的な心臓病学と解剖学の教科書では、心室は心臓の壁の固体部分から直接生じており、手のひらから親指が出てくるように壁に付着する広い基部を持ち、その先端で脊索腱の起点に向かって先細になっているように描かれています。 しかし、従来の画像診断法では、生体内のPMの壁への付着状態を調べるための十分な空間分解能が得られていませんでした。 血液の造影効果を利用したMDCTは、生体内の心室腔を高分解能で3次元画像化し、心周期の異なる局面で心室と心室を覆う冠状動脈を明確に可視化できる新しい断層撮影法である2）。 MDCT は PM と心臓壁の固体および海綿体部分との関係を可視化するために使用された。

方法

患者の選択

冠動脈疾患の可能性について MDCT を使用して標準方法で画像化した連続した非選択被験者 25 名について取得した 3D 画像データを、心臓壁への PM の付着の性質を評価するために、施設審査委員会が承認したプロトコルの下でレトロスペクティブに調査した。

撮像方法

撮像には16列MDCTシステム（Sensation 16, Siemens Medical Solutions）を使用した。 患者は心拍数を下げるためにβブロッカーを投与され、できれば60bpm以下にした。 造影剤は140mLのX線造影剤を4mL/sで静脈内投与し、心臓の血液のピーク増強に合わせたタイミングで画像取得を行った。 CT画像の撮影・再構成は、画像への動きの影響を最小限にし、比較的リラックスした状態で心臓を撮影するために、拡張期（心電図のQRS複合体の350または400ms前の有効時間）にゲーティングされた。 画像取得時間は、1回の呼吸停止で心臓の容積をカバーできる程度に短時間とした。 心周期内の各画像セットの有効時間は≈120msであった。 画像は等方性空間分解能0.75mmの3Dデータセットとして再構成された。 画像解析はCTメーカーの標準的な画像処理ワークステーションとソフトウェアを用いて画像データをインタラクティブに3D再フォーマットすることにより実施された。

結果

有効な心周期位相の範囲において再構成された画像セットが調べられた。 収縮末期付近では、画像のぼやけと海綿体間の血液で満たされた空間の崩壊により、海綿体へのPMの付着を確認することが困難であった。 すべての症例において、PMの基部は心臓の壁の固い部分に直接接触したり、結合したりはしていなかった。 むしろ、すべての場合において、心筋の基部は心室腔を覆う海綿体のネットワークに接触して終わり、心臓壁の固体部分の実際の表面より上にあった。 これは、LVとRVの両方のPMに当てはまった。 この関係を示す1人の被験者の代表的な画像を図1に示す。 心筋の固形壁への付着がないことは、基部を通る連続した再構成平面で確認することができる（図2）。 画質が不十分であったため、PMの動脈供給は評価できなかった。

考察

3D再構成によるMDCTは、心臓壁へのPMの付着の性質を明確に示しています。 PM の基部は、以前想定されていたように、心臓壁の固い部分に直接ではなく、心室腔を裏打ちする carneae trabeculae のネットワークに結合します。

これまでの研究

これまでの論文では PM 基部の構造についての議論は限られており、臨床上の関心は主に PM への血液供給と、変化する頭部形状に対する索状突起の全体の位置、数および付着の変動に注がれていました3、4。 犬の心臓では、心筋と壁の間に「境界」が存在することが指摘されているが、それ以上の議論はない5（その論文の図では、心筋の基部が壁に広く接しているという標準的な表現になっている）；その研究では、固体壁と心筋の間の繊維角度が急激に変化していることも指摘されている。 100例の剖検心臓の研究では、約半数の検体が “無柄と壁内 “のPMを持ち、残りは “ほとんど壁内”（”先端固定 “を含むか含まない）と “ほとんど無柄 “に分かれているが、やはり壁への基部の付着については明確に記述されていない7。

心筋梗塞と心臓壁の正しい関係がこれまで理解されていなかったことは意外に思われるかもしれない。

心筋梗塞と心臓の壁との正しい関係がこれまで理解されていなかったのは意外に思われるかもしれません。 解剖学的・病理学的研究は通常、強く収縮した状態の死んだ心臓で行われるため、心筋基部の下にある海綿体間の空間は事実上つぶれてしまいます。 また、手術などで心室内部を観察する際にも、心室底部は直接見ることができない。 X線投影撮影（例えば造影心室撮影）では、その上にある構造物の画像により、PM基部の付着の性質が不明瞭になることがある。 他の断層撮影法では、一般に現在のMDCTで達成可能なサブミリメーター等方性分解能よりも空間分解能が低く、PM基部の下の海綿体構造を評価することがより困難となる。 例えば心臓MRIでは、面内画素解像度は通常1〜2mm、スライス厚は5mm以上であるが、心エコーではビーム方向に沿った解像度は通常≦1mmであるが、ビームを横切る解像度はやや劣る。 8 最後に、心筋梗塞の基部の解剖学的構造の「従来型」を期待するという偏見が、観察者にその本質を理解させない原因となっていることは間違いありません。

機能的意義

心筋梗塞と心臓壁の関係についてのこの新しい理解がもたらす機能的意義について推測することができます。 壁への柱のような付着ではなく、広い網目状の付着があることで、PM 基部付近の壁における応力集中を減らすことができるかもしれません。 一方、PMと海綿体との接着部に応力集中が生じると、その部分で基部が破断しやすくなる可能性がある。 より広い有効な基部を持ち，PMの取り付け点を複数にすることで，冗長性が生まれ，完全な機械的故障からある程度保護される可能性がある。 (僧帽弁手術の際に腱膜を無傷のまま残すことの効果に関する問題は、PM基部の取り付けの性質とは本質的に無関係である)。 同様に、PMへの血液供給がより広い有効な基部から入ることは、側副灌流の冗長性の可能性を高め、結果として虚血に対するある程度の保護に役立つと思われる。 さらに、いくつかの研究で実験的に観察されたように、心室壁が収縮を開始してから心室が収縮するまでにわずかな遅れがあれば、心室に張力が生じる前に房室弁尖をより自由に閉じることができるかもしれない9。 活性化波面が心室に到達するのに必要な伝導時間は、壁から直接ではなく、海綿体を通る多少遠回りの経路によって生じるため、このような短い遅延をもたらす可能性がある。

脚注