422 日臨 麻 会 誌Vol.20 No.7/Sep.2000

原 著 論 文

左 心-動 脈 カ ップ リン グ(Ees/Ea)自 動 モ ニ タ リ ン グの 試 み

林 和子*1 重見研司*2 杉町 勝*3 田中義文*1

要旨 左心-動 脈カ ップリング(Ees/Ea)は,負 荷非依存性の左心室収縮能力(Ees)と 動脈の後負荷

(Ea)と の比率であ り,心 ポンプ機能 を表わす優れた指標である.私 たちは,心 収縮期時間 と動脈

圧を用いてEes/Eaを 容易 に1心 拍 ごとに算定する方法 を開発 してきた.今 回はこの方法の臨床応

用 として,食 道聴診器に取 り付けたコンデンサマイクか ら取 り込んだ心音 と,心 電図,橈 骨動脈圧

を同時にコンピュータに取 り込み,こ れ らを用いて実際にEes/Eaを 算定する装置を試作し,手 術

中のEes/Ea推 移を自動モニタリングしてその有用性 を検討 した.術 中のEes/Eaモ ニタリングは,

血管作動薬,強 心薬,出 血等による循環動態の変化 をよく反映 した.

キーワー ド:心 血管モニタ,拍 出効率,駆 出率

I は じめに

左心-動 脈 カ ップ リング(Ees/Ea)に つ いて

Ees/Eaは,左 心室収縮能 とその拍出 を受 け る動

脈系粘弾性のバ ランスを示す1)(図1).Eesは 収縮期

末の心室の弾性 であ り,収 縮力 の指標 とされ る.一

方,Eaは 実効 動脈 エ ラスタ ンス といわれ,体 血 管

抵抗 に加 えて動脈 の コンプライアンス,収 縮期拡張

期時間等の動脈 の拍動成分 に関す る情報 も統合 され

たよ り適切 な後 負荷 の表現 とされてい る2).Ees/Ea

が心臓拍出機 能の重要 な因子で あ ることは,心 臓が

有す る収縮能 力(Ees)が 一定で もそのパ フォー マ ン

ス としての拍出量(SV)が 後負荷(Ea)に 依 存 して変

化す ることか らも理解 できるが,さ らに心血管系 は,

図2に 示 す ように常 に変化 す る循環動態 に追 随 した

固有のEes/Ea値 を取 ると考 えられてい る3)～5).こ の

ことは,心 血管循環系 がその とき示すEes/Ea値 に

よ り,心 臓 のス トレス度が測れ る可能性 を示唆す る.

ス トレス を加 えられた心臓 は,安 静時 よ り後負荷 を

上 げて血圧 の維 持 に努 め,Ees/Eaは 低値 を取 る.

この ようにEes/Eaは,駆 出率(EF)近 似 の循環調節

におけ る重要 な因子で あ るが,従 来 はEes/Eaを 求

めるにはEes,Eaを 個別 に測定 しなければな らず,

また,Eesの 測定 には左 心室の圧 と容積 を前負荷 ま

た は後 負荷 を瞬時 に増減 させ て複数 点で測定 す る必

要性が あ り,こ うした侵 襲的で煩雑 な測定手段 のた

めにその臨床応用 は困難で あった.私 たちは,左 心

の収縮特性 を基 にEes/Eaを 簡易 に算定す る方法 を

検討 して きた6),7).今 回,こ のEes/Ea算 定法を臨床

応用 し,実 際 に手術 中のEes/Ea推 移 のモニ タ リン

グを試みた.

II 方 法

1. Ees/Ea算 定法

図3に 圧容積平 面上の軌跡 として示 され る心収縮

の1サ イ クルは,時 間 とともに増加 す るエ ラスタ ン

ス 〔E(t)=P(t)/(V(t)-V0)〕 の変化 として把握

で きる.1心 拍の左心エ ラスタ ンスの推移 を経時 的

*1京都府立医科大学麻酔学教室

*2愛知県心身障害者 コロニー中央病院麻酔科

*3国立循環器病センター研究所循環動態機能部

受理 日 2000.1.7

左 心-動 脈 カ ップ リ ン グ(Ees/Ea)自 動 モ ニ タ リ ング の試 み 423

図1 左 心 室 圧 容 積 軌 跡 とEes,Ea

1心 拍 の左 心 室圧 容積 軌 跡 を描 く.収 縮期 末 に,左 心

出力 とそ の拍 出 を受 け る動 脈 の バ ラ ンスが 反 映 され

る.図 で,Ea=Pes/SV,Ees=Pes/(Ves-V0)で 表

わ され,(Ves-V0):SV=Ea:Eesの 関係 が 示 され

る.ま た,機 能 的駆 出率 〔EFe〕=SV/(Ved-V0),

駆 出率 〔EF〕=SV/Vedで あ る.(Pes:動 脈収 縮 期

末 圧,Pad:動 脈 拡 張 期圧,V0:左 心 ア ンス トレス

ドボ リ ューム,Ves:左 心 収縮 期 末容積,Ved:左 心

拡 張期 末容積,SV:1回 拍 出量)

図2 Ees/Ea値 と循 環 動 態

血 圧(BP)低 下 は,心 収 縮 性 が低 下 して も(Ees↓),

後 負荷 が 低 下 して も(Ea↓)起 きるが,Ees/Ea値 を

測 定す れ ばそ の鑑 別が 可能 で あ る.

図3 圧 容 積 軌 跡 と左 心 時 変 エ ラ ス タ ン ス

左 図:左 心収 縮 期 の圧 容 積平 面 上 の軌 跡 は,エ ラス タ ンス 〔E(t)=P(t)/

(V(t)-V0)〕 の増加 と して と らえ られ る.

右 図:こ の エ ラス タ ンスの1心 拍 の 時 間経過 を示 したのが 時変 エ ラス タンス

で あ る.E(t)はEmaxで,時 間 は収 縮期 末 まで の所 要 時 間Tmaxで それ ぞ

れ正 規化 して,En(tn),tnと してい る.

に表 わしたのが左心時変エ ラス タンス 〔E(t)〕 であ

る.収 縮期 のE(t)は 特徴 的 な軌跡 を示 す こ とが知

られてい る4),8).E(t)を 等容性 収縮期,駆 出期 で2

直線近似 した場 合の,そ のslope比(左 心室弾性増加

速度比)をkと お く.kは,駆 出期 にお ける左 心時変

エラスタンスの増加速度(心 室弾性 変化率)の,等 容

性収縮期 における心室弾性変化 率に対す る比率 であ

る.今,大 動脈 をクランプし,心 室が動脈へ の駆 出

を行 なわないよ うに設定 した場合 の仮想 的な左室収

縮末期圧:peak isovolumic pressure(Pmax)は,左

心等容性収縮 時間(PEP),駆 出時間(ET),動 脈拡張

期血圧(Pad)を 用 いて,図4に 示す ように

424 日臨 麻 会誌Vol.20 No.7/Sep.2000

図4 左心1心 拍の圧容積軌跡(左 図)と,時 変エラスタンスの2直 線近似図

(右図)

駆出を行なわない場合の仮想的な収縮期末左心圧がPmaxで ある.

Pmax=Pad+Pad(ET/PEP)k=Pad(1+

(ET/PEP)k〕 … …(1)

で 表 わ さ れ る.一 方,左 心 室 に お け る 圧 の 収 縮 期 末

血 圧(Pes)か らPmaxへ の 増 加 分 と,大 動 脈 に お け

る 圧 のPesへ の 増 加 分 は,同 じ 心 室 の 駆 出 量 に 起 因

し て い るの で,EesのEaに 対 す る 比 率 は,

Ees/Ea=(Pmax-Pes)/Pes… …(2)

で 表 現 で き る.(1),(2)式 よ り,

Ees/Ea=Pad/Pes・(1+k・ET/PEP)-1… …(3)

の 理 論 式 が 導 か れ る.す な わ ち,k値 が わ か れ ば,

カ ッ プ リ ン グ 値(Ees/Ea)は,左 心 圧 容 積 の 測 定 な

し で,動 脈 圧 と収 縮 期 時 間 計 測 とか ら,(3)式 に よ

り算 定 で き る こ とが わ か る.こ の 理 論 式 と実 験 に よ

り得 ら れ た

k=0.53(Ees/Ea)0.51… …(4)

と の2式 を 連 立 さ せ て ニ ュ ー ト ン 法 で 解 く こ と で

Ees/Ea解 が 得 られ る6),7).

2. 計 測 の 概 要

Ees/Ea算 出 に 必 要 なPad,Pes,PEP,ETの 測 定

は,心 電 図,橈 骨 動 脈 圧 波 形,及 び 心 音 図 を用 い て 行

な っ た(図5).PORTEX社 製18Fr食 道 聴 診 器(Single

Use Oesophageal Stethoscope,Ref.200/720/180,

PORTEX,HYTHE KENT,England)に 取 り付 け た

コ ン デ ンサ マ イ クか ら,ア ン プ 増 幅 し た 心 音 を,心

図5 計 測 デ ー タの 収 集 法

食 道聴 診器 に取 りつ けた マ イ クロ フ ォ ンか らの 心 音

(PCG)を 増 幅 して,心 電 図(ECG)と 動 脈 圧 波 型

(APW)の 信 号 を と も に パ ー ソ ナ ル コ ン ピ ュ ー タ

(PC9821)に 取 り込 み,1kHz,12bitの 精 度 でA/D変

換 した.

電図,橈 骨動脈 波形 とともに ノー ト型パ ー ソナル コ

ンピュータPC9821(NEC社 製:PC9821 La13,東 京)

へ取 り込 み,1kHz,12bitで,サ ンプ リング,A/D

変換 した.駆 出時 間(ET)は,動 脈圧波形 の立 ち上

が りか ら圧切痕 までのイ ンターバ ル計測か ら,左 心

等容性収縮時間(PEP)は 心電 図のR波 と心音図 の大

動脈弁閉鎖音(IIA音)と のイ ンターバルか ら全収縮

期時 間 を測 定 し,ETを 差 し引 くこ とで測 定 した.

食道聴診 器 は,大 動脈 弓の近傍 に留置す るこ とで,

大動脈弁 閉鎖成 分の抽出が可能 であ る9).こ の よ う

に,大 動脈 か ら橈 骨動脈 までの圧脈波伝播の時間遅

左 心-動 脈 カ ップ リン グ(Ees/Ea)自 動 モ ニ タ リング の試 み 425

図6 心音取 り込みのための食道聴診器 とアンプ

市販の食道聴診器にコンデンサマイクを取 りつけ,

その信号を約10倍 にアンプ増幅した.

れを,心 音大動脈弁閉鎖音(IIA)と 動脈圧切痕 のず

れを計測す ることで補 正 した.動 脈拡張期血圧(Pad)

は圧波形の立ち上が りの圧か ら,収 縮期末血圧(Pes)

を動 脈圧切 痕の圧か ら,各 々計測 した.図6(写 真)

に心音取 り込 みのための マイクを取 りつ けた食道聴

診器 とアンプを示す.上 記の必要 デー タの 自動計測,

Ees/Eaの 算定,画 面表示 は,自 作 プログラムに よ

り行 なった.

III 結 果

1. Ees/Ea測 定例提示

図7上(写 真)にEes/Ea計 測の代表的 な1例 を示 し

た.ま ず,パ ー ソナル コンピュータの画面 に,心 電

図(EKG:上 段)と 動 脈 圧(AP:中 段),心 音 図

(PCG:下 段)の それ ぞれの波形 と,動 脈圧波形 を一

次微分 した波形(dAP/dt:中 段)を 表示 し,デ ータ

の確認 をした.EKGのR波 を ピー ク値 として検出 し,

そ こか らス ター トす る1心 拍分の デー タ解析 を順次

自動 的に連 続 して以下の手順で行 なった.図7下 に

示す ように,は じめに動 脈収縮期圧(Asys)をAPの

最 大値 を検 出す るこ とで同定 した.次 にはじめのR

波 とAsysの 時刻間で,一 次微分波形(dAP/dt)の 最

大値 を 同定 し,そ の 値 及 び その 時 刻 を それ ぞ れ

dAP/dt-max,p1と し,dAP/dtが,dAP/dt-max

図7 心 電 図,動 脈 圧 波 形,心 音 図 の コ ン ピ ュ ー タ取 り

込 み 画 面

(上)取 り込 んだ デ ー タ(1sec)の 画面 表 示.画 面 表示

後,リ ター ンキ ー を押 す と,(下)の 自動 計測 画 面へ

移 行 す る.こ の 画面 に よ り,心 電図R波,心 音Ib,

IIA音,動 脈 圧 波 型 の 立 ち 上 が り(Pad)や 圧 切 痕

(notch)が 正確 に同定 されて い るこ とが確 認で きる.

の10%に 達す る点 を動脈圧(AP)の 立ち上が り(Pad)

として 同定 した.心 音 図のIb,IIAを それ ぞれ

Pad同 定点 の前部 と後部でPCG波 形の最大振 幅 とし

て検 出 した.心 音(PCG)のIIA以 後 でnegative

dAP/dtが 最 大 にな る点 を検 出 してp2と し,p2以

降でdAP/dtが マイナスか らプラスへ移行す る際 の

ゼ ロの 点 を検 出 して動脈圧切 痕(notch)を 同定 し,

Pes値 と した.以 上 の測定 点 同定 よ り得 られ た,

Pad,Pes,PEP,ETの4つ の値 を式(3),(4)の 連立

方程式 に代 入 し,Ees/Eaを ニ ュー トン法 に よ り計

算 した.

426 日臨麻 会 誌Vol.20 No.7/Sep.2000

A

B

2. 臨床計測例(図8-A,B,C)

Ees/Eaの 経時 的変化 を,(1)胸 部硬 膜外麻酔 に ド

ブタ ミンを併用 した症例,(2)ミ ル リノン(ホ スホジ

エステラーゼIII阻害薬)を 投与 した症例 ,及 び(3)持

続的 出血 による緩徐 な循環血液量減少 の症例 につ い

て計 測 した.図8で は,動 脈圧 最高血圧(薄 黒線),

最 低 血 圧(濃 黒線),及 び心 拍 数(黒 線)と 同時 に

C

図8 臨 床 計 測 実 例

A:胸 部硬 膜外 麻 酔 に ドブ タ ミン併 用

Th6/7よ り上 向 きに5cm挿 入 され た硬 膜 外 カテ ー

テル よ り1%リ ドカ イ ンを5ml注 入 した.

DOB:ド ブ タ ミン3μg・kg-1・min-1を 持 続 投与

した.

B:ホ ス ホ ジ エ ス テ ラ ー ゼ 阻 害 薬(PDEIII-

inhibitor:ミ ル リノ ン)投 与例

ミル リ ノ ン:ミ ル リノ ン1μg・kg-1・min-1を 持

続投 与 した.

C:持 続 出血例

下段 に出血 量 を表示 した.

動 脈圧 最 高 血圧(収 縮期 圧):Psys,最 低 血圧:

Pad,心 拍 数:HR

Ees/Eaを 下段黒 丸で表示 した.

(1) 胸 部硬膜 外麻 酔 に ドブ タ ミンを併用 した症例

(図8-A)

症例 は,肝 細胞癌 の肝切 除術 で,矢 印の時点 にお

いて,Th6/7か ら上向 きに5cm挿 入 した硬膜 外カテ

ーテ ルか ら1%リ ドカイ ンを5ml注 入 した.そ の結

果,動 脈血 圧,Ees/Eaと もに低 下 した.そ の後,

左 心-動 脈 カ ッ プ リン グ(Ees/Ea)自 動 モ ニ タ リン グの 試 み 427

ドブタ ミンを3μg・kg-1・min-1で 投 与 し代用血 漿

剤(500ml)を 投与 す ると,動 脈血圧,Ees/Eaと もに

元 の値 に復帰 した.

(2) ミル リノンを投与 した症例(図8-B)

症例 は 胃全摘 術で あ る.デ ー タ記録開始68分 後

か ら84分 後 にか けてホスホジエステ ラーゼIII阻害薬

で あ る ミル リノン1μg・kg-1・min-1を 投与 した.

その結果,投 与開始時 に一過性 に動脈血圧 が低 下 し

たが,そ の後,平 均血圧 は上昇 し,脈 圧 が増大 し,

心 拍数 も増加 した.同 時 に,Ees/Eaは0.7か ら2.5

へ増加 した.ミ ル リノン投与中止後,そ れぞれ もと

の値 に復帰 した.

(3) 持 続的 出血 に よる緩徐 な循 環血液 量減少 の症

例(図8-C)

症例 は,膀 胱癌 の膀胱全摘 出術 であ り,術 中,緩

徐で持続的 な出血 をきた した.出 血 の初期 は,動 脈

血 圧 もEes/Eaも 変 化 が 認 め られ な か っ た が,

1.2ml・kg-1を 超 え る出血量 になった時点か ら,動 脈

血圧 に変化が認め られ ない にもかかわ らず,Ees/Ea

は下 降 しはじめた.出 血量が1.7ml・kg-1を 超 えた

時点で動脈血圧 もEes/Eaと ともに低下 しは じめた.

IV 考 察

以上の ように,ベ ッ ドサイ ドにて通常 モニタ して

い る心電図 と動脈圧波形 に加 えて,非 侵襲 的な食道

聴診器に よる心音図を簡単 にパ ー ソナル コンピュー

タに取 り込 み,こ の心電図,動 脈圧波形,心 音図の

デー タと動脈圧 の微分波形か ら,最 大 ・最小値等の

ピー ク検 出 を もとに,収 縮 期時間(PEP,ET),動

脈圧(Pad,Pes)を1心 拍 ご とに 自動 的に計測 し,そ

の値 を連立方程式 に代 入 してEes/Eaを 計算 す るこ

とができた.

循環動態 の推移が,実 際 に臨床上で どの よ うに定

量的 にEes/Eaの 変化 として把握 で きるか について

は,Ees/Eaと 血圧 との2次 元表示で考 え ると理解 し

やすい.Ees/Eaの 正常値 を1.0～2.0と し,平 均 血

圧 に関 して は60～90mmHgを 正常値の境界 と仮 定

すれ ば,図9に 示す ようにEes/Ea値 と血 圧 の変化

図9 循環動態の推移 とEes/Ea

平均血圧(MBP)とEes/Eaの2因 子により,循 環動態

の変動を把握する分類法.x軸 にEes/Ea,y軸 にMBP

をとる.Ees/Ea,MBPの 正常値をそれぞれ1.0～2.0,

60～90mmHgと すれば,こ のように2次 元表示するこ

とで,Ees/Ea値(Ees/Ea>2.0,1.0<Ees/Ea<2.0,

Ees/Ea<1.0),MBP値(MBP>90mmHg,

60mmHg<MBP<90mmHg,MBP<60mmHg)と の

組み合わせによって,循 環動態の変化を,心 拍出と血

管抵抗の変化をもとに9つ の現象に還元できる.ま た,

生体循環調節機構の作用結果としてのEes/Ea変 化が

追従で きない急激な血管内容量の変化に対しては,

Ees/Eaの 感受性が低くEes/Ea変 化は小さく一方で血

圧が変化する現象として,1.0<Ees/Ea<2.0の

Ees/Ea正 常範囲の中に分類できる.

をもって循環動態変動の原因が理論 的に分類把握で

き る.こ れ らの各判 別範疇 には明瞭 な境界 は な く,

各 々が重 な り合 うもの と思 われ るが,こ の よ うに

Ees/Ea値 と血圧値 との2因 子で分類す るこ とで,心

血管系の変化が容易 に定量的 に とらえ られ,Ees/Ea

モニ タリングの意義が臨床で活か され る と考え る.

症 例 に応用 した結果,症 例(1)で は,硬 膜 外麻酔

によ りEes/Eaが 低下 し,ド ブタ ミン投与 で回復す

る結果がみ られた.持 続硬膜外 カテーテルに局所麻

酔薬 を注入 した ときEes/Eaが 低下 した理 由 は,交

感神経の心臓枝 の一部 も抑制 され,ま た,副 交感神

経優位 とな って これ が心収 縮 を抑制 す る方 向に働

き,Eesが 減少 した可能性が あげ られ る.一 方,下

半身 の抵抗 血管 は硬膜 外麻 酔 の効果 が比較 的 少 な

く,そ の緊張度 は保 たれ ていた と思 われ る.そ のた

428 日臨 麻会 誌Vol.20 No.7/Sep.2000

め,心 収縮 力 と静脈還流量低下 による動脈血圧低 下

に対 し反 射的 に血 管抵抗 を上昇 させ,Eaが 増加 し

た ことも,Ees/Eaが 低下 した一 因で あろ う.心 収

縮力 を増加 させ る ドブタ ミンを投与 し,輸 液速度 を

増す こ とによ りEesが 増加 し,動 脈 血圧 が上昇 して

血 管 抵 抗 が 低 下 してEaが 減 少 し,そ の 結 果,

Ees/Eaは 大 き くなって も との値 に復 帰 した と考 え

られ る.症 例(2)に ついて は,ミ ル リノ ン投 与 によ

り0.7と 低 かったEes/Eaが2.5へ 増加 した.ミ ル リ

ノンは,心 収縮 力を増加 させ血管抵抗 を減少 させ る

ので,Eesは 増 加,Eaは 低 下 し,Ees/Eaは 上昇す

る.Ees/Eaは,ミ ル リノンの ような薬剤 の投与時

に最 も敏 感 にその効 果 を反映 す る と考 え られ るの

で,Ees/Eaの 値 を基 準 に して ミル リノ ンの投与量

が調節可能で ある.し か し,臨 床 において非侵襲 的

に計測 したEes/Eaの 正 常値の詳細 は現在 の ところ

正確 には明 らかでな く,調 節 す るための具体 的で定

量 的な数値 は,今 後 の重要な研究課題 にな ると思 わ

れ る.症 例(3)で は,出 血 に よ り血圧低下 に先立 っ

て,Ees/Ea値 の低 下が認 め られた.持 続 的で緩徐

な出血 による緩徐 な循環血液 量低下状態で は,動 脈

圧反射機構が作用 して,抵 抗血管 を収縮 させ て動脈

圧 を一定 に維持す るよう作用 す ると考 え られ る.本

症例で は,図8-Cに 示 した ように,動 脈血圧変化 に

先 ん じてEes/Eaが 変化 した.こ れ は循環 モニ タに

おいては画期的 な現象であ り,も ともと正常 な循環

動 態 を正常範 囲 に維持 す るため に,Ees/Eaが よい

指標 にな ることを示唆す るもの と思われ る.

今 回は,い ったんパー ソナル コンピュー タに記録

したデー タを 自動的 に解析 す るシステム を構 築 し,

Ees/Eaの 有用性 を示 したが,現 在,ベ ッ ドサ イ ド

にてオ ン ライ ンで解析 して,Ees/Eaの 値 を表示 す

るシステ ム も構築 中で あ る.Ees/Ea算 定式 で は,

大動脈圧波形 を対象 としてい るが,今 回の臨床応用

では橈骨動脈圧波形 にて代用 した.大 動脈 か ら橈 骨

動脈 への圧波形伝 播の遅れ は,心 音図 にて補正 した

が,波 形 のひずみによる圧 の値 には較差があ る.ま

た,図8に 認め られ るよ うに,全 例 においてEes/Ea

計測値に呼吸性変動が認められた.こ のEes/Ea変

動が実際に存在する呼吸 と循環の相互作用によるの

か,ま たは本来の測定対象である大動脈圧波形を橈

骨動脈圧波形で代用することの測定誤差であるのか

は,今 後の研究課題である.こ の問題は,橈 骨動脈

圧波形から大動脈圧波形を予想する研究が進められ

てお り10),11),その成果に期待するところである.

以上,詳 細については改善点や検討すべき事項が

あるが,一 般的なベッドサイ ドのモニタと非侵襲的

な食道聴診器にて得 られた心音図から,比 較的簡便

に,か つ自動的,持 続的,1心 拍ごとにEes/Eaが 得

られ,そ の経過が臨床症状 とよく相関し,私 たちの

方法によって得 られたEes/Eaが 循環のモニタとし

て有用であることが示唆された.

謝辞 本研究の基礎 となる動物実験をご指導いた

だいた国立循環器病センター研究所循環動態機能部

部長の砂川賢二先生,及 び同研究所研究員の宍戸聡

稔先生に感謝致 します.

本稿の要 旨は,日 本臨床麻酔学会第19回 大会

(1999,東 京)に おいて発表 した.

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著者連絡先 林 和子

〒602-0841 京都市上京区河原町通広小路上 る梶井町465

京都府立医科大学麻酔学教室

Clinical Monitoring of Left Ventricular Arterial Coupling as a New Index of

a Stresssed Cardiovascular System

Kazuko HAYASHI *, Kenji SHIGEMI **, Masaru SUGIMACHI ***, Yoshifumi TANAKA**Department of Anesthesiology, Kyoto Prefectural University of Medicine**Department of Anesthesiology, Aichi Prefectural Colony Central Hospital

***Department of Cardiovascular Dynamics, National Cardiovascular Center Research Institute

Ventricular arterial coupling (Ees/Ea) ,the ratio of left ventricular end-systolic elastance (Ees)

to effective arterial elastance (Ea), serves as a useful index to evaluate the mechanical

performance of the heart. In the previous investigation, we developed a framework to estimate the

Ees/Ea based on left ventricular time-varying elastance without measuring the ventricular

volume or altering the loading condition. The proposed framework is capable of estimating the Ees/

Ea from readily accessible hemodynamic variables of systolic times (PEP : pre-ejection time, ET :

ejection time) and arterial pressures (Pes : end-aystolic pressure, Pad : aortic diastolic pressure),

and thus is useful in evaluating ventricular mechano-energetic performance in a clinical setting.

In this study, based on the proposed method, we tried to monitor the Ees/Ea automatically in

patients under general anesthesia using radial arterial pressure, electrocardiograms, and

esophageal phonocardiograms in order to measure the parameters PEP, ET, Pad, and Pes, which

are necessary to estimate Ees/Ea. We presented three cases of Ees/Ea monitoring during general

anesthesia, where we found the change in the Ees/Ea was consistent with the clinical findings of

bleeding, vasoactive drugs, and epidural anesthesia. These results suggest that monitoring of

Ees/Ea is useful for evaluating the balance of the cardiac and the arterial system.

Key Words : Cardiovascular monitoring, Myocardial efficiency, Ejection fraction

The Journal of Japan Society for Clinical Anesthesia Vol.20 No.7, 2000