要旨
背景 コンピュータによる心電図（ECG）解析は非心臓専門医にとって非常に大きな助けとなっているが，それに頼っていていいのだろうか。 リードaVLにおけるST低下やT波逆転の重要性は強調されておらず，全専門領域で十分に認識されていない。 目的 本研究の目的は、aVLリードのTWIに関して、異なる専門分野の医師による解釈とコンピュータで生成された心電図読影の間に不一致があるかどうかを分析することである。 方法 この集学的前向き研究において、コンピュータによって正常と解釈されたaVLリードの孤立性TWIを有する単一の心電図が、すべての参加者に与えられ、文書で解釈された。 全医師による読影を、教育レベル別、専門分野別に、互いに、およびコンピュータによる解釈と比較した。 結果 合計191人の医師がこの研究に参加した。 191人の医師のうち48人（25.1%）がaVLリードの孤立性TWIを識別し、143人（74.9%）が識別しなかった。 結論 我々の研究は、74.9％が異常を認識しなかったことを示した。 新しい心電図所見や微妙な心電図所見は、罹患率や死亡率の原因となる重要な所見を見逃さないように、彼らのトレーニングで強調されるべきである
1. はじめに
心電図（ECG）は心筋梗塞（MI）の最も重要な初期診断手段である。 コンピュータは心電図上の一般的な病態を正確に把握するのに役立つ。 特定のリードにおける変化は、特定の冠動脈分布における心筋損傷の可能性を示している。 したがって、心電図内の患部に基づいてMIの位置を推定することができる。 心筋傷害と虚血の心電図変化には、過急性T波、ST上昇、Q波、ST低下、T波平坦化、T波逆転（TWI）などが含まれる。 ST上昇は急性心筋梗塞のマーカーとして認識されている。 ST低下やTWIは心筋虚血の結果であるが、リードV1とV2は後発心筋梗塞の可能性がある。
ST低下やTWIなどの後発変化は、ST上昇に伴う心電図変化としてよく知られており、その意義については多くの研究がなされてきた。 これらの変化は冠動脈病変の部位を特定するために研究されており、また、心筋梗塞の早期かつ高感度なマーカーであると考えられている。 左前下行（LAD）動脈の重大な冠動脈病変を示すaVLリードのST低下とTWIのように、逆位相の変化は急性心筋虚血の唯一の症状であり、単一のリードに存在することもある。 本研究の目的は、心電図コンピュータで正常と判定された心電図上のaVLリードの孤立性TWIを識別する医師の能力を明らかにすることであった。 さらに、異なる専門分野の医師とコンピュータで作成された心電図で、リードaVLのTWIに関する解釈の相違があるかどうかを分析することを目指した。 我々の知る限り、このような研究は過去に行われていない
2. 材料と方法
この前向き研究は多施設、多領域で行われた。 参加した医師は、4つの病院の救急科（EM）、家庭医科（FP）、内科（IM）、外科（S）の医師である。 これらの医師は、異なる研修レベル（主治医と異なる大学院レベルの研修医）であった。 研修レベルに応じて、大学院年次（PGY1-5）と各専門分野の主治医にグループ分けを行った。 対応する施設の施設審査委員会（IRB）が独立して研究を承認した。
コンピュータで正常と解釈されたaVLリードの孤立性TWIを含む1枚の心電図が、症例説明とともにすべての参加者に配布された（図1）。 医師は互いに相談することは許されず，5分間で読影を行った。 すべての医師は、症例説明とそれに対応する心電図を確認した後、その解釈を文書で示した。 全医師による読影とコンピュータによる解釈は、リード線aVLの変化に関して、また全医師の間で教育レベルや専門分野によって比較された。
2.1. 統計方法と結果
統計プログラミングソフトRの一般化線形モデルを用いて、前方ステップワイズ・ロジスティック回帰分析を行った。 結果
合計191名の医師が本研究に参加した。 191人のうち43人（22.5％）がEM医師，91人（58.1％）がIM医師，36人（18.8％）がFP医師，21人（11％）が外科医であった（表1）。 研修レベルでは、PGY1が64名（33.5%）、PGY2が51名（26.7%）、PGY3が50名（26.2%）、PGY4が8名（4.2%）、PGY5が2名（1%）、主治医は16名（8.4%）であった。 合計48人（25.1%）の医師がaVLリードの孤立したTWIを特定し、143人（74.9%）の医師が特定しなかった。 48人のうち15人（31.3％）はEM医師、21人（43.8％）はIM医師、11人（23％）はFP医師、1人（2％）は外科医師であった。 また、lead aVLで孤立したTWIを確認した医師の研修レベルでは、13名（27.1%）がPGY1、16名（33.3%）がPGY2、12名（25%）がPGY3、2名（4.2%）がPGY4、6名（12.5%）が主任医師だった（表1、図2（a）、（b））。 統計プログラムソフトRの一般化線形モデルを用いて、前方ステップワイズ・ロジスティック回帰分析を行った。 aVLリードのTWIを特定するオッズを予測する点では、専門分野よりも研修年の方が有意であった。 救急医全体では、aVLリードのTWIを特定するオッズが最も高く、外科医では最も低かった。 専門性を制御すると、PGY2およびPGY3の医師では識別のオッズが増加し、PGY4およびPGY5の医師では識別のオッズが減少している。 主治医は、識別のオッズが増加している。
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| em: 救急医療、PF：ファミリープラクティス、IM: 7465> | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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4. 症例報告
3日前から左側胸痛で救急部を受診した69歳男性の症例である。 痛みは突然発症し、鋭く、重症度は5～6/10であった。 歩行中に痛みに気づき、左肩に痛みが放散した。 アスピリンを服用し、痛みは1/10に改善したが、放射線を伴わない胸骨下部の鈍痛が継続した。 この痛みは深部触診や寒さで増悪した。 息切れ、めまい、発熱、悪寒、吐き気、嘔吐は否定的であった。 約半年前に核ストレス検査を受診したが陰性であった。 2011年9月の心電図では、洞調律62回/分、正常軸、リードIIIにQ波、リードaVLに正立T波であった。
過去の病歴・手術歴には高血圧、前立腺肥大症、胃食道逆流症（GERD）、結腸癌の外科手術などがあった。 体温98.4度、呼吸数18回/分、脈拍82回/分、血圧145/80mmHGであった。 身体所見は、胸骨の触診による軽度の圧痛を除き、異常はなかった。 初回心電図では64で洞調律、aVLリードでT波の平坦化を認めた（図3（b））。 胸部X線検査では異常なし。 心電図は62回/分で正弦波、aVLにT波が出現し、V2とV3に二相性のT波が出現した（図3(c) ）。 比較のための古い心電図ではaVLリードのT波は正常であった（図3(a)）。 患者は血管造影室に運ばれ、冠動脈造影が行われた。 血管造影の結果、LAD中位に99％の病変があり、ステントを留置した（図4（a）、4（b））。 検査結果は、中性脂肪値（202 mg/dL）と白血球数（15、600 mm3）が軽度上昇した以外は異常がなかった。 心筋トロポニンは正常範囲内であった。 その後，患者は自宅へ退院し，外来で経過観察を行った． その後も無症状で、経過観察中のクリニック受診時には心電図が正常化し、aVLリードに直立したT波が認められた（図5）。
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5. 考察
コンピュータによる心電図解析は、医療において最も急速に広く採用されているコンピュータアプリケーションの1つである。 コンピュータ支援解釈は、特に非心臓専門医にとって貴重なものとなり得る。 これは1960年代から1970年代にかけて開拓された。 Pipbergerらによって開発されたシステムは、デジタル・コンピュータによって心電図波を自動的に認識することが可能であった。 心電図の自動解析には2つの原理が使われた。 最初のシステムは、以前に記録され、デジタル・コンピュータに保存されたECG信号のパターン認識技術を含むものである 。 別のプログラムでは、波形の振幅と持続時間の測定値に決定木論理を適用した。 第2世代のプログラムは、診断に統計的手法を採用するように設計されている。 米国心臓病学会（ACC）/米国心臓協会（AHA）は、コンセンサス基準に基づき、初期研修期間中に500回の指導付き心電図読影を行い、心電図読影スキルの能力を維持するために毎年100回の読影を義務づけている。 コンピュータによる心電図読み取りは、非心臓専門医が十分な心電図読み取りを行うことができないため、非常に大きな助けとなる。 場合によっては、心電図を解釈する際に心臓専門医の助けを即座に得ることができます。 しかし、残念ながら、内科や外科、救急外来で定期的に行われるすべての心電図検査でこれを行うことは不可能である。 救急医にとってECGは、胸痛やその他の心臓の訴えを持つ患者の処分をする際に役立つ。
いくつかの研究では、心臓専門医やコンピュータによる心電図測定と比較して、救急医による心電図測定に基づく患者の転帰が検討されている。 Snyderらは、心電図の解釈の正確さにおいて、救急医とコンピュータによる読影の間に有意な不一致があることを発見した 。 McCarthyらは、1.9％の患者が不適切に退院させられ、そのうち25％の患者はST上昇を見逃したことを明らかにした。 Westdropらの研究では、救急医と心臓専門医の心電図判読の一致率は42％にすぎず、臨床的に重要な救急医の判読ミスは17.5％であったと報告している。 Khunらは、主要な異常について59.2%が参照標準と一致したが、8.3%は重大な解釈の誤りがあったことを明らかにした.
異なるプログラムの比較も行われた. 心電図を処理するシステムは1975年の85台から数年で15,000台に増えたが、どのプログラムがより正確に心電図を解釈できるのかについてのコンセンサスは得られなかった. 7つの一般的な診断の患者の心電図を、心臓専門医と異なるコンピュータープログラムとの間で比較した。 コンピュータプログラムによって正しく分類された心電図の割合は、心臓専門医よりも低かった。
心電図解釈および診断のためのコンピュータシステムが洗練され、その数が増えているにもかかわらず、医師は心電図の自動解釈だけに頼ることができるだろうか。 この問いに対する答えは簡単ではない。 例えば、最近発見された新しい病態は、機械が使用される前にコンピュータ・システムに入力されることはないだろう。 したがって、医師はコンピュータによる正常な読み取りにもかかわらず、心電図を解釈しなければならない。 例えば、Wellensとそのグループは、最初の心電図でリード線V2とV3に二相性のT波（Wellensのサイン）があった患者の75％が、内科的治療を受けた後、数日のうちに広範な前壁梗塞を発症することを発見した。 これらの観察から、同じグループによるその後の研究で、冠動脈造影で重大なLAD近位病変が発見された。 Wellens徴候のある患者は、広範な心筋梗塞を誘発し死に至る可能性があるため、エルゴメトリックストレステストを受けないことが推奨される。
aVLリードのT波の変化は、ほとんどの医師にとって重要でないと考えられるかもしれない。しかし、限られた数の研究が、下壁MIにおける右室病変の認識とLAD中病変の徴候におけるT波の変化の重要性を示している … Farhanらは、彼らがレビューした心電図の14.1％がaVLリードにTWIを有していることを見出した。 彼らの研究では、孤立性T波逆転がLAD中隔病変を有意に予測する唯一の心電図変数であることが確認された。 彼らは、aVLリードのTWIがLAD中部の有意な病変と相関することを示した。 aVLの孤立性TWIを有するすべての心電図は、紹介医によって正常と判定された。 aVLリードのSTセグメント変化もまた、早期下壁MI（早期逆変化）の鋭敏なマーカーと考えられている。 特定のリードにおけるSTセグメントまたはT波の異常は、特定の冠動脈の重大な病変を示唆することが研究により示されている。 Wellensのグループが示したように、LAD病変は心筋のより広い領域を侵すため、より高い罹患率を示す。 aVLにおけるTWIに関するエビデンスの蓄積は、この特異的な心電図所見を非特異的とみなすべきではなく、重大な罹患率と死亡率につながる可能性があるので診断を外すべきではないことを示唆している。 残念ながら、aVLリードのT波の変化は強調されておらず、すべての専門科でよく認識されていない。
我々の調査では、aVLリードの孤立性TWIを特定した医師はわずか25.1％であった。 コンピュータは心電図を正常と読み取った。 大多数の医師はその異常を認識しなかった。 さらに、この異常はすべての診療科で一様に認識されたわけではなかった。 救急医はaVLリードのTWIの認識において他の専門医より優れていた。 4422>
我々の患者はACSを示唆する症状で来院した。 最近受けた核ストレス検査は陰性で、心電図も正常であった。 彼はACSを示唆する症状と心電図上の有意な変化で救急外来を受診した。 LADの病変を示唆する2つの変化があった。 一つはLAD近位部の病変を示すWellens’ sign、もう一つはLAD中位部の病変を示すaVLリードのT波逆位である。 aVLリードのT波変化から次のことが示唆された。 (1)急性心筋梗塞の初期症状あるいはLAD中位病変の徴候、(2)Wellens’ signの存在はLAD近位病変の可能性を示唆するものである。 興味深いことに、V2およびV3リードに二相性のT波を示す患者の22％において、血管造影で同定された病変はLADの中層部であることが示されている。 この2つの所見から、この患者は冠動脈造影を受けることになった。 4422>
心電図の動的な変化は、進行中の心筋損傷を検出するのに有用である。 本患者の心電図では、T波の平坦化から軽度のTWI、そしてaVLリードの顕著なTWIへと動的な変化が見られた。 aVLリードのTWIは急性心筋梗塞の初期相互変化であり、LAD中区域病変の徴候として早期の治療介入につながる可能性がある。 左前下行動脈病変LADは心臓の大部分に供給されており、LAD病変による心筋のリスクは大きく、重大な罹患率や死亡率につながる可能性がある。したがって、早期診断と適切な治療を適時に開始するために、aVLリードのT波逆転やWellens’ signなどの心電図の微妙な変化を認めることが最も重要なのである。
我々のグループによる最近の研究の結果、ST上昇型MI（STEMI）の血管造影を評価する際、TWIはLAD中位病変と関連し、感度87.8、陽性的中率81%で有意なLAD中位病変（冠動脈造影で50%以上）となることが示された。 その他の理由で冠動脈造影を受けた患者では、有意なLAD中間部病変（冠動脈造影で70%以上）に対する感度が65.2%、PPVが83.3%、特異度が66.7%であった
業界では、コンピュータ支援ECGの読み取り精度を改善し続けているが、新しい所見が蓄積されると古いコンピュータプログラムは遅れをとり、Brugada症候群、Wellensの兆候またはaVLリードにおける単独のTWIなどの所見は認識されない。 したがって、医師はコンピュータの読み取りにのみ依存するのではなく、コンピュータの読み取りとは別に、微妙でありながら重要な所見を探す必要がある。 4422>
強調すべき重要な点は、aVLリードのT波逆転は正常所見となり得るということである。 正常集団における頻度は不明であるが、スコットランドの正常白人集団では10～20％の頻度である。 さらに、T波逆転の大きさは、病的所見としての役割を果たすかもしれない。 T wave inversion の定性的、定量的な表現が報告されており、病的な T wave inversion の鑑別に役立つ可能性がある。 一例として、Pardee T waveがあり、これは、少なくとも0.06 mVの任意の前庭誘導におけるT波逆転が虚血性心疾患からの変化を予測すると考えられている …。 また、心室肥大や束縛ブロックなど、T波の極性を変化させる可能性のある他の要因も考慮する必要がある。 上記の要因は、aVLリードのTWIをCADを予測する唯一の基準として使用することの限界である。 しかし、臨床像全体、危険因子の存在、特定の大きさのT波逆転と組み合わせて症状を呈する患者は、虚血性心疾患を示唆する可能性がある
Limitations. 本研究はサンプル数が少ないという制約がある。 また、各専門分野の医師の割合が均等でなかった。 このことは，各群に同数の医師が含まれていれば，最終的な結果が変わってくる可能性がある。 最後に、各診療科、各施設における心電図読影に関するトレーニングのレベルは明らかでない。 あるプログラムは心電図読影を重視し、研修医は集中的に心電図レビューを受けるが、他のプログラムは同等の教育を受けていないかもしれない。 結論
コンピュータは心電図上の一般的な病症を正確に特定するのに役立つ機器であるが、特定の疾患、特に新しい所見はコンピュータによって見逃されている。 医師は心電図を慎重に評価する必要があり、コンピュータの読み取りに依存すべきではない。 我々の研究では、すべての専門分野でかなりの数の医師が診断を見逃していることが示された。
Conflict of Interests
著者らは、この論文の発表に関して利害の衝突がないことを宣言する。
Acknowledgements
著者らは、論文のレビューと編集を行ったショー博士とローラ・ギャッベ女史に感謝する。 また、症例を提供してくださったFahad Khan博士に感謝する。