日本人小児の心臓MRI正常値：包括的な心機能評価の新たな基準

9月 15, 2026 · 論文解説

🎧 この記事を音声で聴く（AI生成Podcast）

解説対象論文: Normal Ventricular and Regional Blood Flow Volumes and Native T1 Values in Healthy Japanese Children Obtained from Comprehensive Cardiovascular Magnetic Resonance Imaging
International Heart Journal｜被引用数: 8（2026年9月15日時点）

心臓磁気共鳴画像法（CMR）は、小児の心疾患評価において非常に有用なツールですが、乳幼児を含む小児集団における心室容量、血流、T1値の年齢に応じた正常値はこれまで十分に確立されていませんでした。このような基準値の欠如は、疾患の診断や治療戦略の決定を困難にする要因となっていました。本研究は、日本人小児を対象に、包括的なCMR検査によってこれらの重要な正常値を明らかにし、小児心臓病の評価に新たな道を開くものです。

研究サマリー（FINER & PICO）

Feasible実施可能性	既存のCMRプロトコルを用いて、短期間で小児の包括的データを収集し、分析することは実現可能であった。
Ethical倫理面	福岡こども病院倫理委員会の承認を得ており、後方視的デザインのため書面同意は免除されたが、鎮静を要する小児では書面同意を取得した。
Interesting面白さ	小児、特に乳幼児期の心室容量、血流、T1値に関する包括的な正常値が不足しており、その確立は臨床的に非常に興味深い。
Novel新規性	日本人小児における心室容量、11か所の領域別血流、心筋および肝臓のT1値の包括的な正常値を初めて報告した点で新規性がある。
Relevant切実さ	小児の先天性・後天性心疾患の診断、治療方針決定、予後予測において、正確な基準値は極めて重要である。
Measurable測定可能性	CMRによる心室容量、血流、T1値は定量的に測定可能であり、その再現性も高いことが示された。
Modifiable派生・改善	本研究で示された正常値は、将来的な診断アルゴリズムや治療ガイドラインの改訂に活用されうる。
Structured文章構造	心室容量、血流、T1値という多角的なパラメーターを単一の包括的なCMRプロトコルで評価し、統計解析も適切に行われている。
PICO / PECO対象・介入・比較・結果	P(健康な日本人小児 0.1-15.3歳), I(包括的CMR検査), C(既存の成人・他民族の正常値), O(心室容量、血流、T1値の年齢/BSAによる正常値と参照範囲の確立)。

はじめに：小児心疾患評価におけるCMRの重要性

どうも、Beyond the Pixelです。心臓磁気共鳴画像法（CMR）は、解剖学的詳細の描出だけでなく、心機能、血行動態、心筋組織特性といった多岐にわたる心臓パラメーターを定量的に評価できる非侵襲的な画像診断法です。特に小児においては、X線被ばくがなく、多くの場合造影剤も不要であるため、様々な心疾患の評価に広く利用されています。しかし、乳幼児期を含む小児集団では、心室の容量や質量、領域別の血流測定、そして心筋や肝臓のT1値といった重要な生理学的パラメーターの正常範囲が十分に確立されていませんでした。この基準値の不足は、先天性心疾患や後天性心疾患を持つ対象者の診断、治療方針の決定、予後予測を難しくしていました。

研究の目的と方法：日本人小児における包括的CMR検査

本研究は、日本人小児における心室容量と機能、主要な血管および房室弁を通過する血流、ならびに心筋および肝臓のT1緩和時間の正常値を、単一の包括的な非造影CMRスキャンで決定することを目的としました。また、同じ物理量を反映する異なる測定値間の一貫性も検証しました。研究には、心血管疾患のない日本人小児23名（生後0.1歳から15.3歳）が参加しました。これらの対象者は、胸痛や心雑音などがあり、心エコー検査で明確な診断が得られなかった場合にCMRが実施されました。7歳未満の小児には鎮静下で検査が行われました。CMR検査では、心臓の動きを評価するシネ画像、11か所の領域別血流を測定する2次元位相コントラスト（2D-PC）画像、そして心筋および肝臓のT1値を測定するT1マッピングが包括的に実施されました。使用されたMRI装置は1.5テスラのものでした。心臓の画像解析には専用のソフトウェアが用いられ、心室容積測定では、拡張末期相（心臓が血液で満たされた状態）と収縮末期相（血液を送り出した状態）で心内膜と心外膜の輪郭を手動でなぞり、心室の容積と質量を算出しました。乳頭筋と肉柱は心筋として扱い、血流プールからは除外されました。これは生理学的循環をより正確に反映するためです。

**Figure 1.** Figure 1. Contour tracing for ventricular volumetry in the end-diastolic phase (A) and end-systolic phase (B).解説: 図1は、拡張期（A）と収縮期（B）における心室容積測定のための輪郭トレースを示しています。心臓の各スライスで心内膜と心外膜の輪郭を手動でなぞり、心室の容積を計算するプロセスが可視化されています。

また、肝臓のT1値は心筋T1値と同じスライスで、肝実質内の胆管や血管を避けて測定されました。

**Figure 2.** Figure 2. Contour tracing for myocardial and liver T1 quantification.解説: 図2は、心筋および肝臓のT1値定量化のための輪郭トレースを示しています。心室のT1値測定では、心内膜と心外膜の境界をなぞった後に、部分体積効果を避けるため内側の60%の心筋のみが解析されました。また、肝臓のT1値は、心筋と同じスライスで肝実質内に設定された関心領域で測定されています。

主要な研究結果：体表面積と年齢が示す関連性

本研究で得られた日本人小児の心臓MRIパラメーターの結果は以下の通りです。まず、対象者23名の平均年齢は7.2±4.9歳、平均体表面積（BSA）は0.89±0.42 m²でした。心臓MRIパラメーターでは、左心室拡張末期容積（LVEDV）は66.0±12.7 mL/m²、左心室駆出率（LVEF）は63.5±4.6%、右心室駆出率（RVEF）は62.6±6.0%でした。

心室容量と質量：左心室および右心室の拡張末期容積（EDV）、収縮末期容積（ESV）、一回拍出量（SV）、そして心室の質量は、体表面積（BSA）と指数関数的な関係にあることが示されました（正常値 = a * BSA^b）。これは、体表面積の増加に伴い、これらの値も増加することを示しています。左心室の一回拍出量と上行大動脈（AAo）の一回拍出量には差がなく、ほぼ一致していました。

領域別血流容量：11か所の領域別一回拍出量も体表面積と強い相関を示しましたが、上大静脈（SVC）一回拍出量は他の変数（r² > 0.93）と比較してやや相関が小さい（r² = 0.87）結果でした。体表面積で正規化された血流指数（L/minute/m²）に関しては、上大静脈（SVC）血流指数のみが年齢とともに有意に減少する傾向が認められました。SVC/AAo（上行大動脈）血流比も年齢とともに減少し、下大静脈（IVC）/AAo血流比は年齢とともに増加しました。右肺動脈（RPA）/左肺動脈（LPA）および右肺静脈（RPV）/左肺静脈（LPV）の血流比は年齢と相関せず、ほぼ一定でした。

T1値：左心室心筋のT1値は年齢とともに直線的に減少しました（正常値 = -7.39 * age + 1091）。一方、肝臓のT1値は年齢に対して二次関数的な関係を示し（正常値 = 0.923 * age² – 18.012 * age + 613）、約9.8歳までは減少し、その後はゆっくりと増加するパターンが見られました。

**Figure 3.** Figure 3. Scatter plots of LVEDV, RVEDV, AAo stroke volume, MPA stroke volume, SVC flow index, SVC/AAo flow ratio, LV native T1 time, liver native T1 time with sample best fit lines, and Z = + 2, Z = −2 lines for the enrolled pediatric normal cohort. All variables were signifi- cantly correlated with BSA or age. LVEDV indicates left ventricular end-diastolic volume; RVEDV, right ventricular end-diastolic volume; AAo, ascending aorta; MPA, main pulmonary artery; SVC, superior vena cava; LV, left ventricle; and BSA, body surface area.解説: 図3は、LVEDV、RVEDV、上行大動脈の一回拍出量、主肺動脈の一回拍出量、SVC血流指数、SVC/AAo血流比、LV心筋ネイティブT1値、肝臓ネイティブT1値と、体表面積（BSA）または年齢との散布図を示しています。これらのグラフは、各変数がBSAまたは年齢と有意に相関していることを示し、適合曲線とZ=+2、Z=-2の参照範囲も表示されています。

測定方法の一貫性：異なる2つの方法で測定された同じ物理量（例えば、左心室の一回拍出量と上行大動脈の血流量）の比較には、Bland-Altmanプロットが用いられました。左心室の一回拍出量と上行大動脈の一回拍出量の間には有意な差は見られませんでした。しかし、右心室の一回拍出量は主肺動脈（MPA）の血流量よりも平均で1.5 mL大きいという固定誤差が認められました。これは、健康な対象者でも三尖弁や肺動脈に多少の逆流があるためと考えられます。それ以外の、右肺血流、左肺血流、下半身血流、有効心係数、総肺血流指数などにおいては、異なる測定法間での有意な差は認められず、高い一貫性が確認されました。

**Figure 4.** Figure 4. Bland-Altman analyses for each of the 10 measured physical quantities for the 2 different methods (systemic stroke volume (left ventricu- lar SV and AAo flow (mL) ), pulmonary stroke volume (right ventricular SV and MPA flow (mL) ), right lung blood flow (RPA- and RPV-flow indices (L/ minute/m2) ), left lung flow (LPA- and LPV-flow indices (L/minute/m2) ), lower body blood flow (IVC- and DAo-flow indices (L/minute/m2) ), effec- tive cardiac index (AAo- and MPA-flow indices, AAo- and SVC + IVC flow indices, AAo- and MV-flow indices, MPA- and TV flow indices (L/minute/ m2) ), and total pulmonary flow index (MPA- and RPA + LPA-flow indices (L/minute/m2) ). SV indicates stroke volume; AAo, ascending aorta; MPA, main pulmonary artery; RPA, right pulmonary artery; RPV, right pulmonary vein; LPA, left pulmonary artery; LPV, left pulmonary vein; IVC, inferior vena cava; DAo, descending aorta; SVC, superior vena cava; MV, mitral valve; and TV, tricuspid valve.解説: 図4は、10種類の物理量について2つの異なる測定方法を比較したBland-Altman解析のプロットを示しています。このプロットは、各測定方法間の一致度を評価するために使用され、平均差と95%信頼区間が示されています。例えば、左心室の一回拍出量と上行大動脈の一回拍出量の比較では、両者の差が小さいことが分かります。

考察と今後の展望：日本人小児に特化した基準の意義

本研究は、包括的なCMR検査による日本人小児の心室容量、領域別血流、T1値の正常値を初めて示したものです。これまでの小児の心室容量に関する報告は、スイスやコーカサス人集団を対象としたものでした。それらの報告と比較して、日本人小児の心室容量はわずかに小さい傾向があることが示唆されました。これは、画像解析時に乳頭筋や肉柱を心腔に含めるか心筋に含めるかという解析方法の違いによる可能性も指摘されています。本研究では乳頭筋と肉柱を心筋として処理しており、これが循環の生理学をより正確に反映していると考えられます。

右心室の質量と級内相関係数（ICC）は他のパラメーターと比較して低い値を示しましたが、これは右心室の心筋が非常に薄く、小児では正確な輪郭の描出が難しいことに起因する可能性があります。

本研究で導入された「FLOW-11」と名付けられた11か所の2D-PC血流測定は、特にシャント病変が多い複雑な循環器疾患の対象者において、シャントの部位や量を定量的に評価する上で非常に有用です。これにより、様々な病態における血行動態評価の新たな参照基準が提供されます。肺血流は右肺が54%、左肺が46%であり、これは以前の報告と一致し、この比率が小児期から成人期まで年齢によって変化しないことが示されました。

T1マッピングに関して、乳幼児期は薄い心筋のため部分体積効果の影響を受けやすいとされていますが、本研究では心内膜側および心外膜側にそれぞれ20%の非測定マージンを設けることで、この影響を最小限に抑えました。その結果、若い対象者ほど心筋T1値が高い傾向が観察されました。これは、若い心筋の水分含有量が高いことを反映している可能性があります。肝臓T1値も同様の傾向を示し、その後9.8歳以降で増加する傾向は、思春期における成長ホルモン-IGFシステムの活性化に関連している可能性が示唆されています。

研究の限界と今後の展望：本研究の対象者数は23名と比較的少なく、性別による正常曲線の作成には至りませんでした。また、乳幼児の薄い心筋におけるT1値測定では、血液や心外膜脂肪による部分体積効果の影響を完全に排除することは困難である可能性も残されています。これらの点を踏まえ、より大規模な研究により、性別特異的な正常値の確立や、心筋炎や心筋症の対象者におけるさらなる検証が今後の課題となります。本研究で得られたデータは、小児の先天性心疾患や後天性心疾患をCMRで評価する医療施設にとって、臨床的および研究的に重要な価値を持つものとなるでしょう。

結論

本研究は、日本人小児における包括的CMR検査の正常値を提供しました。具体的には、SSFP CMRによる左右心室の容量、質量、機能、2D-PCによる上行・下行大動脈、上大・下大静脈、主肺動脈、左右肺動脈、左右肺静脈、僧帽弁、三尖弁の血流容量、そしてMOLLI法による左心室心筋および肝臓のT1値です。心室の一回拍出量と領域別血流容量の間には良好な一貫性が確認されました。これらのデータは、先天性心疾患や後天性心疾患を持つ小児をCMRで評価する医療施設にとって、臨床的にも研究的にも重要な価値を持つものです。

用語集

CMR（心臓磁気共鳴画像法）: 磁気と電波を用いて、心臓の構造、機能、血流、組織の状態を詳細に画像化する検査法。
T1マッピング: 心筋や肝臓といった組織の特性を示すT1緩和時間を数値化するMRI技術。心筋線維化などの診断に用いられる。
心室容積測定（Ventricular volumetry）: 心臓のポンプ機能の中心である心室（心臓の下部にある2つの大きな部屋）が、収縮時と拡張時にどれくらいの血液を貯め、送り出すかを測定すること。
位相コントラスト（Phase-contrast; PC）法: MRIを用いて、血管内の血流の速度と方向を定量的に測定する技術。
体表面積（BSA）: 人体の表面積を示す指標。体の大きさを示すために体重や身長から計算される。
拡張末期容積（EDV）: 心臓が血液で満たされた拡張期の終わりにおける心室内の血液量。
収縮末期容積（ESV）: 心臓が血液を送り出した収縮期の終わりにおける心室内の血液量。
駆出率（EF）: 心室が1回の拍動で送り出す血液の割合を示す指標。心臓のポンプ機能の効率を表す。
一回拍出量（SV）: 心臓が1回の拍動で送り出す血液量。
級内相関係数（ICC）: 複数の評価者間での測定値の一致度を示す統計指標。再現性の評価に用いられる。
Bland-Altmanプロット: 2つの異なる測定方法で得られたデータの差と平均値の関係を可視化し、両者の一致度を評価するためのグラフ。
部分体積効果: 画像のピクセル（画素）が複数の異なる組織を含むために、そのピクセルでの信号が各組織の信号の平均となり、正確な値が得られにくくなる現象。
MOLLI（Modified Look-Locker Inversion Recovery）: T1マッピングで用いられるMRIのパルスシーケンスの一種。