後 代謝 推移 け 全脳虚 脳波 脳循環

5 9 0 金沢 大学 十^全医学 会 雑誌 第1 0 4巻 第⁵ 号 5 9 0‑ ^{5 9 9} (1 9 9 5)

イ ^ヌ に お け^る全 脳虚^血後^の 脳波と脳 循 環 ^･ 代 謝 ^の推 移

金沢 大 学 医学 部 麻 酔^･ 蘇 生学 講座 (主任^:小 林 勉 教 授)

森 朗

心肺 蘇 生 後^の神経 障 害を軽 減さ^せる方 策を検 討 する 目的で, 雑 種の成 熟イ^ヌ2 4頭を, 全 脳 虚血に5分 間さ ら し た群( 5 分間 群, n ⁼1 2) と1 5分 間さ ら し た群( 1 5分 間群, n ⁼1 2) ^に分 け, 虚血解 除後^の脳 波お よ び脳 循 環 ^･ 代 謝^の回復 過 程を比 較し た, 酸 素^{4 0}% , 窒 素^{6 0}% ^{お よ びハ ロタン0･2}% ^の渥 合^ガス吸^入で麻 酔^を維 持^し, 上行 大 動 脈お よ び 上 ^･下 大静 脈^を同 時^に遮 断し て全 脳 虚血 を施 行し た^･ 5 分 間ま た は1 5分 間^の全 脳虚血後^に循 環を再 開し, 脳 波, 脳血流 量, 脳 酸素 消 費 鼓 動 脈と 上矢状 静 脈 洞^の血液ガス , 血糖 胤 ^ピルビン酸償お よ び乳 酸 値を経 時的^に3 6 0分 間観 察^した. 再 循 環 後^の脳波^の再出現 時 間は, 5分 間群 で ほ 7･6 士1･0 分 ( 平均 値^±標 準 誤 差), 1 5分 間群^{で は 5 4･3 ±3･8} 分^であり, 2 群 間に有 意 差( P < 0^.0 0 0 1) を認め た, 5分 間群^の 脳血流 量は再 循 環後^に有 意な増 加を 示 さ な か った が, 1 5分 間群^の脳血流量ほ再 循 環2 0分 後に虚血前 値^{の1 9 4 士2 3} % ^に増 加し た^･ 再 循 環 直後^に低 値^{を 示 した}脳 酸素 消 費 量^が虚^血前値^に回復 す^る時 間^は. 5 分 間群^{で1 3.}5 ±2^.2分であった が, 1 5分 間群で は 2 4･6 ±4･0 分を要^{L た}(^P<0･0 5)^･ し た がって 巨脳 波の再 出 現と脳 酸 素 消 費 量^が虚血前 値^に回復 する時 間 的解 離は, 5分 間群^が

‑5^･9 士2^･0 分であ^ったの に対し, 1 5分 間群で は 2 g^･7士4^･0 分であり, 2 群 間に有 意 差 (^P<0.0 0 0 1) を認^{め た.} 再 循 環1 0分後^の脳 循 環 指 数^は一 5 分 間 群^{で は 0･1 9 土0･0 2 と}虚血前 値(0^.1 3 ±0.01) ^の1 4 2% に増 加し たにす ぎ^{な か っ た が}, 1 5分 間 群でほ 0･4 0 土0^･05 と虚血前 値の2 7 0% 以上に増 加し, 2 群 間^に有意 差を認め た^. 再 循 環3 0分 以 内^の上矢状 静 脈 洞^血の血糖 値, ピルビン

酸 償お よ び乳 酸 値は/ 1 5分 間 群が 5 分 間 群^{よ り}有 意^に高値^{を 示 し た, 1 5}分 間 群^は神経 障 害を残 すが, 5分 間 群^は神経 障 害を残 さ ない こと が知ら れ て^いる･ し た がって, 2 群 間でみ ら れ た 上記の差は, 虚血時 間^の長 短^によ る結 果である と ともに, 神 経 障 害をもた らす 原 因でも ある と考察さ れ た^. 以上 よ り, 心肺 蘇 生後^の神 経 障 害^を軽減 す^るには, 脳 波^の再 出 現と脳 酸 素 消 費 量^の 回復の時間 的 解 離^を小^さく す^ること, 再 循環 直後^の脳血流 量や脳 循環 指 数^の異 常な増 加を防止すること, お よ び 上矢 状 静 脈洞 血^の糖や そ^の中 間 代 謝産 物 (^{ピル ビン}酸お よ び乳 酸) ^の値を適正 なレ ベル に低 下さ せ る^こと な どが必 要^であ^{る と}考え ら れ た^.

K ey ^{w o}rds c e r ebr al cir culatio n a nd m etabolis m , C O m pl^ete ce r ebr al ische mi a, ele ctr o en c epha‑ log^{r a m ,}is che mic tim e

心肺停 止^{か ら}蘇 生^{し た}際な ど, 全 脳 虚血後^に血流が再 開し た とき^の脳^の電 気 活動^や循 環お よ び代 謝^の回復 過 程は, 各 症 例ご と^に異なって いる. 脳波ほ､ 主 と して大脳^の電 気 活 動を反 映^し ている.

一 方, 脳^の血流 量! 酸素 消 費 量, ブ ド ウ糖 消費 量お よ び乳 酸産 生 量な どの指 標ほ, 脳 細 胸が生存 する た め^の基 礎^エネ

ルギ ^ー や虚^血時^に生じた異常^の修 復^に要する物 質^の出入 りに加 え, 神経 活 動の^エ ネ^ルギ ^ーな ど を総 合して示 し て^いる と考え ら れる^. これら^の回復 過 程^の把 握^ほt 心肺蘇 生 後^の神 経 機 能 障 害 を軽減 す^る治 療 法^の開発^に繋が る であろ う^. し か し, 現 時 点で は, 心肺 蘇 生 後^の脳^の電 気 活 動や循 環お よ び代 謝^の 回復 過 程 と, 神 経 機 能^の予後^との関係^が十 分^に解明 さ れ て^いる と ほ言^い 難^い.

全脳 虚血後^の神 経 機儲^の予 後は, 虚血の持 続 時 間^に大 きく 左 右^され^る. 動物を使 用^{し た}実 験では▲ 上行 大 動 脈遮 断 法^{を 用い} る^こと に よっ て_, 虚血時 間を 正確^に規定し た全 脳虚血^モデ^ルを 作 成 する^こと が できる^{‑ )}. イヌ の場 合, 6 分 間^の全 脳 虚血 で は 神 経 機能 障害を全 く 残さずに 回復 する が, 1 0分 間 以上の全 脳 虚 血 で は知 能 低 下や運 動 異 常な ど^の神経 機 能 障 害^を残 す^{こと が}知

ら れて いる^{2 ト 4).} 今回著 者は, 雑 種^の成 熟イヌ2 4頭^{を 用い}, 上行

大 動 脈^を遮 断^{し て 5} 分 間^{お よ び1 5}分 間^の全脳 虚血 を施 行し, 脳 波お よ び各 種 脳 循 環 ^･ 代 謝^の回復過 程を比 較 検 討し た^.

対 象お よび 方 法

Ⅰ^. 対 象および麻 酔 方 法

実験^にはl 体 重^{8 〜1 4 k}g の雑 種^の成 熟^イヌ2 4頭を 用^いた. 塩 酸ケ タ ミ^ン (三共, 東 京)^{2 0m} g/^kg と硫 酸^{ア トロ ピ}ン( 田辺, 大 阪)0^.5mg の筋 注によ り麻 酔^を導^{入 し た.} 塩 化^{サ クシ ニル コ リ}

ン( 山之 内, 東 京)^{2 0m}g の筋注で気 管 内挿 管を行^い, 人 工呼吸 器L P 6 (I M I ∴越 谷) ^に接 続し た^. 人工呼吸中は, 酸 素⁴⁰% , 窒 素6 0% ,

ハ ロタ ン( 武臥 大 阪)^{0.5 〜1.0 % の}混合^{ガス の}吸 入^で

麻 酔を維 持 する と とも^に, 臭化^{パ ンクロ ニ}ウム(^三共)1 ^〜2mg/ 時を持 続 的^に静 江して非 動 化^{した. 人 工}呼^{吸 は}, 5c m H20 ^の呼 気 終末 陽圧 を付 加し た持 続 陽圧 換 気と し, 動 脈血炭 酸ガ^ス分 圧 (a rte rial c a Tbo n d io xide pr e s s u r e, PaC O2) が 3 5 ^〜45m m Hg と

な る よ うに ,

一 回換気 量(1 0 ^〜2 0ml/^kg) ^{お よ び}換 気回数( 8 ^〜 1 2 回/^{分) を設定し た.}

平 成⁷ 年⁸ 月3 0 日受付, 平 成7 年^{9 月2 7 日受 理}

A b br e viatio n亨^{: B E, base e x cess; C B F, C er ebral blood flo w ; C CI, C erebral circ ulato ry inde x; C I, Cardiac} ind_{e x ;} C M Rglucose, Ce r ebr al m etabolic r ate fo r glu c o s e ; C M Rlactate_, C erebral m etabolic r ate fo r la ctate; C M R O2_, Cerebr al m etabolic rate for oxy g^en ; C O, C ardia c out p^ut ; C V P, C e ntral v enous p^{res sur e ;} D P H,

Ⅱ^. 手 術手 技お よび 監 視装 置

被験 動 物^を仰 臥 位^に固定して_, ^‑側^の大腿 動 脈^{に カ テ ー テ}ル

を留 置^し, 圧^{トラ ン ス デ ュ ー サ ー T 1 2 A D}T^{R (Spe ctr a m ed,}

Ox n a rd, U ^.S^.A)^{. に} 接 続し て平 均 動 脈 圧 (m e a n a rte rial

pr e s s u r e,M A P) ^を持 続 的^に測 定 する と とも^に, 採^{血ル ー トと}

して使 用し た^. 血液^ガス分析^にほ自 動血液^ガス分 析 計 A B L‑³ (^{Rad io m ete r, Cope nhage n, De n ma rk}) を, 血糖 値 測 定^には簡 易 血糖測 定器^{ア ク}トレ ン ド(山之 内)を使用 し た^. ま た, ピ ル ビン

酸 値お よ び乳 酸値は, 酵 素 法を用い て 日 立7 0 50 ( 日 立, 東京) ^に よ り測 定し た.

さ ら^に, 同側^の大 腿 静 脈よ り勲 希 釈 式 肺 動 脈^{カ テ ー テ ル} Sw a n^‑Ga n z c athete r(A m e ric a n E dw a rds Labo r ato rie s,Irvin e,

U.S.A). ^を挿^{入 し}, 輸 液^と薬 剤 投 与^{のほ か} , 平 均 肺 動 脈 圧 (m e a n pulr n o n a ry ^{a r}te rial_pr e s s u r e,M P A P), 肺 毛細血管 楔入圧 (pulm o n a ry ^{c a}pilla ry ^{w e}d_ge pr e s s u r e, P C W P), 中 心 静 脈 圧 (^{c e ntr al} v e n o u s pr e s s u r e, C V P), 心拍 出 量 (^{c a rdia c o u}t p^ut,

C O), 心 係 数 (c a rdia c inde x, CI), 体血 管 抵 抗 (syste mic v a s c ula r r e sista n c e,S V R) ^{お よ び}肺動 脈^血液 混^が測定^でき^{る よ} うに準備した^. C I ほ_, 0 ℃の生理食 塩水( 大 塚,束 京) を肺 動脈

カ テ ^ー テ ルか ら 5ml 注入 して ▲ 心 拍 出 量 ^コ ン ピ _ュ ^ー タ ^ー E H^‑11(^{フ クダ}電子, 東 京) ^によ り C O を測 定^し, そ^の値を推定

体 表 面 横 (0^.1 1 2×体 重^2/3) ^で険 して求め た^{5 ).} S V R は ,

(^{M A P ‑ C V P}) ^{×8 0}/^{C O によ り}求^{め た.}

心電 図( 四肢 誘 導) お よ び脳 波を, 多 用途 監 視 記 録 装置ポ リ グ ラ フシ ステム(日本 光 電, 東京)^によ り, 連続 的^に記 録できる よ う^に準 備^{し た.} な お, 脳 波^の記 録^には, 眼窟^上縁よ り 1c m 上方 と耳介 後 縁よ り 2c m 内側^に針 電 極を刺入 し, さ らに歯 肉^に接 地 電極を刺入する と^いう双極誘 導を 用^いた.

輸液^には, テ ルフ ュ

ー ジョ ン輸 液ポ^ンプ S T C^‑5 0 2(^{テ ル モ},

東京) を 用^い, 生理食塩 水を 1 0ml/^kg/時^の速 度で投 与し た^. 実 験 中^は, 必要^に応^じ, 氷 嚢^{によ る}下 半 身^の冷 却, ま た は 日 立電 子^{コ ン} ト^{ロ ー ル}敷 毛 布 Y B^‑4 0 5(日 立) や新 生 児ウ ォ ^{ー マ}

P F‑^{1 5 0}(^{ト ーイツ},東 京) ^{によ る 全}身^の加温を行^い, 肺 動 脈血液 温を 3 8^{.5 〜}3 9.5 ℃ の範 囲^に保った^.

次^に, 動 物を腹 臥位と し, 頭部を東 大 脳研 型 脳定 位 固 定 装置 (^{サ ミ} ットメデ_ィ カル _, 東 京) ^で固定^{し た.} 右 側 頭 骨^を穿頭^し,

熱勾 配式 組 織^血流 量^{モ ニタ ー} T G A‑2 (^バイオメディカルサイ^エ

ン ス, 金沢) の セ ンサ ^ー を大脳皮 質に密 着 する よ うに挿入 し,

脳血流 量(c e r eb^{r a}l blo od flo w, C B F ) を連 続 的^に測定^できる よ うにし た^. 上矢 状 静 脈洞(supe rio r s agittal sin u s^,S S S ) を露出 して2 4 ゲ^ー ジ八光 針(^八光, 東 京) を挿^{入 し}, 持 続 注^{入 器テル}

フ ュ

ー ジョン シ リンジ ポ^ンプ SザC^‑5 21 (^{テル モ}) に接 続し た^.

実験 中は_t 血液 凝 固を防^{ぐ た めに},

ヘ パリンナ トリ ウム(小玉,

東京) が 5 0I U/^{血 あて添 加さ れ た生理食 塩水を 0.5皿1}/^{時の速 度}

で持 続 注入 し, S S S か ら静脈血 を随 時 採血 できる よ う^にし た^. これ らの血流^{モニ ター の セ ンサ ー お よ び八}光針^ほ, 頭 蓋骨^の穿 孔 部を 歯 型 作 成^用 剤 P R E S I D E ＼T ( CoItさn e, A l^tst a tte n,

Switz e rla nd) で密 封 する^ことによ り 固定し た.

以 上の操作が終 了し た後, 固定 装 置と共^に披 検 動 物を左 側 臥 位^に した^. 1 % ^{メ ビ バ カ}イン( 藤 沢, 東 京) ^によ る局 所 麻 酔を併

用 し な が ら, 右第3肋 間で閲胸し, 奇 静脈よ り末梢の上大 静脈 お よ び下大 静 脈^にそ れぞれ 血管 絞 舶用^{の テ ー} プ を通した^.

Ⅲ^. 全脳 虚^{血 の}実 施

手 術 操作お よ び監 視 装置^の準備^が完^{了 L た}時 点^で, 動 脈血 ガ

ス分 析を行^い, PaC O2 が 3 5 ^〜45_{m m}Hg の範 囲^にな る よう^に,

換 気 条 件^を再 調 整し た^. な お, PaC O2 の指 標と し^て, 炭 酸^ガス

モ ^ニ タ ^ー ○I R^‑71 01 (^日本 光 電)^によ り終 末呼 気 炭 酸^ガス分圧 (^{e nd‑tida1. c a rb}o n dio xide,E T C O2) を連続 的^に監 視し た^. ま た,

過 剰 塩 基(ba s e e x c e s s, B E) が, 土3mE_q/^{1以 内にな る よ うに},

8.4% 壷 炭酸^{ナト リ ウム}( 大 塚) を静 江^{し て}補正 した^. そ^の後, ハ ロ タン濃度を 0^.2% ^に変 更し, 呼 気ガ^ス測 定 装 置 A A‑^{1 0 2‑3 7}‑

O l(^{アコ マ} , 東 京) によ り監視^{し たハ ロタン}濃 度^が, 吸 気 中濃 度 (^{0.2 %}) と等^しくな り安 定し た時 点で各 測定を行^い, そ^の値を虚

血前 値と し た^.

虚血前 値^を測 定^{した 3 0}分後^に, 全 脳 虚血 を開始^{L た. こ}れ^に ほ, 遠 山らの方 法⁶⁾を 用^い, まず上行 大動 脈を腕 頭 動 脈 分 岐 部 直 前^で DeBakey の血管甜 子^によ り遮 断し, 引 き 続^いて事 前に

通^{し て おいたテ ー プに}よ り上大 静脈と 下大 静脈を絞 指^{し た}( 図 1)^. 大動 脈 遮 断 中^はl左心室^の後 負荷 増 大^に伴う 心筋 酸 素消 費 量の増 大^と異 常^な無 産 生^{によ る 心}筋 障害^を防 止す^{る た めに}, 心 筋 表 面を室温^の生理食塩 水で冷 却し た^. た だ し, 再 循 環後^の体 温^の低 下を防く^ナため_, 熱 希 釈 式肺 動 脈^{カ テ ーテ ル}で測 定した肺 動脈^血液 温^{を 3 9.0 〜40.0 ℃ に}保^った.

Ⅳ^. 実験 群の作 成と再 循 環 後の管 理

虚血開始 後, 披 検動 物を 5 分 間 全 脳虚血群(以 下, 5 分 間群,

F ig^.1^. M ethod fo r c o m plete c e r ebr al is chemi a. Co m plete C e r ebr al is chemi a w a sindu c ed by o c cluding ^the a o rt a with

a DeBakey

'

s va s c ula r cla mp ^wh ich w a s pla c ed j^{u st}

Pr O Xim alto the br a chio c ephalic tr u nk^. T he s upe rio r a nd infe rio r ve n a c a v a e w e r e als o o c cluded with u m bilic al tape s^. Ao, a S C e nding a o rta; S V C, S upe rio r v e n a c a v a; I V C,infe rio r v e n a c a v a; A Z Y, a Zy gO S V ein; D^, DeBakey

'

s V a S C ula r cl_{a mp}.

delay^ed _po stis che mic h_{y p}op^{e r}fusio n ; E T C O2, e nd^‑tidal c a rbo n dio xide; H R, he a rt rate ; L/^{P r atio,}

la ctate^‑p yru V ate r atio; M A P , m e a n a rterial press ure; M P A P , m e an p^ulm o n a ry ^arterial _pre ss u re; PaC O2,

arterial c a rbo n dio xide p^{r ess ure}; P aO2, arte rial o xy g^{e n} p^{res s u re;} P C W P, p^ulm on a ry ^{c a}pilla ry ^{w e}d_ge pr e s s u re;