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第2919号 2011年3月7日


循環器で必要なことはすべて心電図で学んだ

【第11回】
コンピューターが人間に勝つとき~心電図版~

香坂 俊(慶應義塾大学医学部循環器内科)


前回からつづく

 今回は初心に戻って,心電図はどう読むべきかについて考えてみようと思います。

外科医が心電図を読むには

 先日,友人の整形外科医に術前の循環器疾患の評価を依頼され,その折に「心電図はどう読んだらいいんだ?」と相談されました。その彼にモニター心電図の切れ端(メモ)を見せたところ,

メモ モニター心電図の切れ端

 このモニター心電図では,前半の頻脈は心房細動でタタタッとランダムに脈打っていますが,その早い心房細動が停止したときにかなり長い停止時間long pause(4秒程度)を認めます。このlong pauseのときに意識を失い,倒れて右の大腿骨を骨折したために整形外科のお世話になることになったわけです。

 余談ですが,このように頻脈が続いた後に迷走神経刺激によるブレーキがかかりすぎて徐脈になるというパターンは,洞不全を背景に持つ方(例えば高齢者)でよくあります。これを頻脈徐脈症候群(tachy-brady syndrome)と言いますが,薬剤のバランスを取ってうまくコントロールができなければペースメーカーの適応です。

「で,どっちが上なんだ?」

ときました。確かな手術の腕で患者さんの信頼も厚い彼ですが,なかなかユニークかつ心電図読影の根源に迫る質問です。そんな彼は,今まで心電図をどんなふうに読んできたのでしょうか。

「ここに書いてあるじゃん」

と彼が指さしたのは,12誘導心電図で右上の方に書かれているコンピューターの診断のところでした()。なるほど,モニター心電図にはこの模範解答欄はありません。

 とある12誘導心電図

 この気さくな友人にも今から心電図の東西南北をマスターしてもらったほうがよいのでしょうか? それとも,12誘導心電図の模範解答欄をこのまま信用してもらってもよいものでしょうか? ちなみに,この友人が診る整形外科の患者さんは若い方が多く,ほとんどの心電図は正常だそうです。

チェスと心電図の違い

 チェスの世界ではコンピューターが世界チャンピオンを破りました。もっと単純なオセロのようなゲームでは,人間はコンピューターにまず勝てないそうですが,心電図の読影ではどうでしょうか。

 こうしたゲーム(正式には"二人零和有限確定完全情報ゲーム")でも,負けると死ぬほど悔しいものらしいですが,心電図は例えばST上昇心筋梗塞の診断など文字通り人命がかかっているので,今のところコンピューターの読影を人間が確認しないということはありません。ないはずです。

 ただ最近思うのですが,コンピューターの読みは横の変化には非常に強くなりました。PR間隔,QRS間隔,QT間隔,RR間隔といったところはほとんど間違えません。適切に平均化し,最大幅を読むところはきちんと一番広いところを取ってきます。QT間隔などは,本来カーブの接線を引いてその交点を使って計測するのが正式な方法ですが,そんな微分積分も一瞬です(現在のアルゴリズムでは本当にT波を微分して変曲点から終点を規定しています)。代表的な例として挙げられるのはI度房室ブロックですが,これはコンピューターによって100%の精度で診断可能と言われています(文献1)。

 しかし,縦の変化には脆いことが知られています。それはST変化であったりT波異常であったりするのですが,コンピューターの読みでは万難を排して引っかけすぎというくらい引っかけるようになっています。ですから「急性心筋梗塞」と書いてあっても若年者の早期脱分極であったり,「前側壁の虚血が疑われます」というものが低カリウム血症の心電図だったりします。救急車の中で自動的にST変化の判断ができれば,行き先の病院を絞ったり,早めにカテーテルの準備ができたりするのですが,まだその感度は前壁で80%,下壁で60%程度です(文献2)。さらに側壁や後壁など,解剖学的によりわかりにくい部分では精度がさらに下がると思われます。

 心房細動など,リズムの問題はどうでしょうか? こちらもあまり「コンピューターが勝った」と言えるような状況ではなく,心房細動のコンピューター診断は20%くらいの症例で間違っていると言われています。もっと重要なことに,コンピューターに誤診された患者さんの10%に不適切な抗凝固療法が開始されてしまったとする報告もあるので事態は深刻です(文献1)。

 確かにチェスと同様,コンピューターもネットワークアルゴリズムなどを用いるようになり,昔ほど偽陽性は見られなくなったと思います。そして,事前にコンピューターが「下読み」しておいてくれると診断がかなり楽なことも事実です。しかし総合判断では,まだ人間に全く歯が立ちません。

正常な心電図の意味

 では,件の整形外科医はどうすればよいでしょうか? 心電図一枚一枚に筆者を呼び出すようなことをすると,学生時代以来の友情にもギプスでは治せないヒビが入りそうです。

 単純明快に結論を言うと,コンピューターが何らかの異常を指摘する心電図は一応確認する必要がありますが,コンピューターの読影が「正常な心電図」である場合はある程度信頼してもらってよい,ということになります。先ほどから偽陽性の話ばかりをしてきたのは,その割合に比べると偽陰性(本当は異常なのにコンピューターが正常と読む)の確率は極めて低いからです。紹介できるエビデンスはそれほど多くないのですが,心電図が正常ならエコーも94%が正常,というデータがあります(文献3)。

 日常診療では往々にして異常と判断された心電図は過小評価され,正常と判断された心電図は疑われます。これは循環器内科医には天邪鬼な性格の者がそろっているからなのでしょうか? 米国のある州の概算では,正常な心電図が適切に評価された場合,エコーのオーダーは半分以上が必要なくなるそうなので,正常な心電図もバカにしたものではありません。

 コンピューターは便利なツールですが,プログラムされた通りに動くだけなので使い方が問題です。縦の変化と横の変化,そして正常心電図の診断をうまく使い分けてください。このほか心電図の上下は印刷された名前と日付を見ればわかる形となっているので,これもコンピューターの功績といってよいかと思います。

POINT

●コンピューターの心電図読影は,横の変化には強い!
 -PR間隔:房室ブロック
 -QRS間隔:脚ブロック
 -QT間隔:QT延長症候群
 -RR間隔:脈拍数
 縦の変化には弱い!
 -ST変化
 -T波異常

つづく

参考文献
1)Hongo RH, et al. Overreliance on computerized algorithms to interpret electrocardiograms. Am J Med. 2004 ; 117 (9) : 706-8.
2)Willems JL, et al. The diagnostic performance of computer programs for the interpretation of electrocardiograms. N Engl J Med. 1991 ; 325 (25) : 1803-4.
3)Goudie BM, et al. Screening for left ventricular systolic dysfunction using GP-reported ECGs. Br J Gen Pract. 2007 ; 57 (536) : 191-5.

註)この稿は該当する整形外科医の許可を得てお送りしています。また,筆者には整形外科の友人が(まだ)たくさんおります。

おまけ
米国の病院のエレベーターの落書き
 What do you call it when two orthopods are analyzing an ECG?
 A double-blind study.

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