＊1京都大学医学部附属病院麻酔科（〒606-8507 京都府京都市左京区聖護院川原町54） 受付日2014年 5 月13日
＊2神戸市立医療センター中央市民病院麻酔科・集中治療部 採択日2015年 3 月30日
（〒650-0047 兵庫県神戸市中央区港島南町2-1-1）
要約：【目的】肺動脈カテーテルを用いた持続的心拍出量（continuous cardiac output, CCO）モ ニタリングは心臓血管外科術後管理に有用である。また，深部静脈血栓予防に間欠的空気圧迫 法（intermittent pneumatic compression, IPC）もよく用いられている。今回IPC中に持続的心 係数（continuous cardiac index, CCI）が律動的な振動（以下，CCIオシレーション）を起こす症 例を経験した。今回の研究の目的は①IPCによりCCIオシレーションが起こること，②IPC機 器の機種によりCCIオシレーションの程度が異なることを証明することである。【方法】①一時 的にIPCを停止した16症例において，CCIオシレーションをIPC作動時と非作動時で比較し た。②IPC機器を変更した前後の36症例において，それぞれの機器を用いた群間でCCIオシ レーションを比較した。【結果】①16症例すべてにおいてIPC作動中はCCIオシレーションは 見られ，中断により消失した。②CCIオシレーションはIPCの機種変更により有意に変化した。
【結論】CCIオシレーションはIPCにより引き起こされ，機種により程度が異なる可能性がある。
Key words: ①intermittent pneumatic compression, ②continuous cardiac index, ③thermodi- lution technique
間欠的空気圧迫法が持続的心拍出量モニタリングに与える 影響
はじめに
肺動脈カテーテル（pulmonary artery catheter, PAC）を用いた持続的心拍出量（continuous cardiac output, CCO）モニタリングは，心臓血管外科術後管理 に有用である。また，深部静脈血栓予防に間欠的空気 圧迫法（intermittent pneumatic compression, IPC）は 有用であり，心臓血管術後に用いられることが多い。
しかし，IPCが持続的心係数（continuous cardiac index, CCI）に影響を及ぼすとする報告がある。
我々はIPC中にCCIが律動的な振動を示す症例を経 験した（Fig. 1）。この現象においてCCIはサインカー ブ様の波形を描き，我々はこれをCCIオシレーション と呼んでいる。この振動はIPCを中断すると消失し
（Fig. 2），またIPC機器を他の機種に変更することに よって変化するという印象を受けた（Fig. 3）。IPCが CO測定値に影響を及ぼすことはすでに報告され，ま た我々が経験したようなCCIオシレーションの報告例
も存在はする。しかし，連続的に複数例のCCIオシレー ションを経験しそれについて考察した論文は，我々が 検索・調査した限りでは存在せず，またCCIオシレー ションの程度がIPC機器の種類により異なることを報 告した論文もない。心臓血管手術の術後管理において CO測定値は後の治療方針に大きく影響を与えるもの であり，このようなCCIオシレーションが発生するこ とは治療方針に重大な誤りをもたらす原因にもなり得 る。今回の研究の目的は，①CCIオシレーションの原 因がIPCであることを確認し，②IPC機器の機種によ りCCIオシレーションの程度が異なることを証明する ことである。そしてそのCCIオシレーションの成因に ついて検討し，今後そのようなCCIオシレーションを 経験したときにどう対処すべきなのか考察を行う。
方 法
この研究は，神戸市立医療センター中央市民病院の 倫理委員会より承認を受けた。PACを留置した心臓
橋本 一哉
＊1美馬 裕之
＊2川上 大裕
＊2植田 浩司
＊2下薗 崇宏
＊2山崎 和夫
＊2Fig. 1 A typical pattern of rhythmic fluctuation of CCI（CCI oscillation）
CCI, continuous cardiac index; SvO2, mixed venous oxygen saturation.
SvO2
CCI
Fig. 2 Effects of temporal discontinuation of IPC on CCI Arrows indicate the pause and restart of IPC device.
CCI, continuous cardiac index; CI, cardiac index; IPC, intermittent pneumatic compression.
Fig. 3 Typical trends of CCI and SvO2
CCIs are displayed as waves. CCI during use of Venostream®（a） and Kendall SCD™700 Series（b）. CCI oscillations are evidently diminished after changing IPC devices.
CCI, continuous cardiac index; IPC, intermittent pneumatic compression; SvO2, mixed venous oxygen saturation.
CCI
IPC stopping
CI（l/min/m2）
SvO2（％）SvO2（％） CCI（l/min/m2）CCI（l/min/m2）
(a)
(b)
振動数：1時間あたりの波の数
これらのパラメータはすべて患者の循環動態が安定 し，かつ侵襲的処置を行っていない時間帯に計測した。
末梢血液温度，下肢の温度は測定しなかった。データ はすべて平均±標準偏差で表した。統計処理には JMP®5.1（SAS, USA）に よ るχ二 乗 検 定 お よ び Student-t検定を用い，P値は0.05未満で統計学的に有 意とした。
結 果
①16症例の患者背景をTable 1に示す。CI測定時 の患者体温はいずれも腋窩での測定で36〜38℃
の間で安定していた。16症例すべてにおいてIPC 作動中はCCIオシレーションは見られたが，全症 例でIPC中断によってCCIオシレーションは消失 した。IPC作動中のCI max，CI min，振幅はそれ ぞれ3.44±0.83 l/min/m2，2.26±0.6 l/min/m2， 1.19±0.65 l/min/m2であり，振動数は1時間あた り2.76±0.96であった。一方，IPC中断中に測定 さ れ たCCIは2.38±0.55 l/min/m2と な っ た。
IPCを中断した時のCI値はややCI minに近似し た数値をとり，CCIオシレーション存在時のCCI の正しい値はCI maxよりもCI minに近いと推察 される（Table 2）。
② V群，K群の両群間で患者背景には有意差は見ら れなかった（Table 3）。振幅，振動数はV群で有 意に大きかった（Table 4）。
考 察
今回の結果から，CCIオシレーションはIPCによっ て引き起こされる可能性が示唆された。IPCがCO測 定に及ぼす影響についてはいくつか報告がある。
Horiuchiらは，IPCは下肢静脈血の還流を増加させ，
肺動脈血液温を急性かつ一過性に低下させるが，熱希 釈法によるCO測定には影響しない，と報告してい る1)。Killuらは，下肢IPCによりCO測定値を7.58〜
49.5％減少させるが逆の現象も見られることがあると 報告しており，IPCがCO測定値に及ぼす影響は肺動 脈血液温の変化によるものである，と考察している2)。
我々の研究ではIPCによってCCIに変動が見られる ことは判明した。しかし，実際にIPCによってCOが 増減したのか，それとも肺動脈血液温の変化により CO測定値にのみ影響が及んだのかが不明であった。
参考として動脈圧波形を用いた心拍出量測定（arterial pressure-based cardiac output, APCO）がIPCによっ て干渉を受けるかどうか調査したところ，CCIオシ 血管外科術後患者を対象とした。すべての患者におい
てPACは手術室で麻酔導入後に留置された。PACは 全例においてサーマルフィラメントを有するオキシメト リーCCOサーモダイリューション・カテーテル 746HF8
（Edwards Lifesciences，USA）が使用されており，自動的 にCCIを測定表示した。測定値はVigilanceⅡMonitor
（Edwards Lifesciences, USA）に表示され，ICUモニタ リングシステム（Philips, Netherlands）に集積された。
IPCはVenostream®（Terumo）を使用していたが 2013年7月 よ り 別 機 種 で あ るKendall SCD™700 Series（Covidien, Ireland）を導入した。いずれもICU 入室後すぐに両下腿に装着し，IPCを開始した。
① 2012年に何らかの理由で一時的に1時間以上IPC を停止した16症例において，CCIオシレーション をIPC作動時と非作動時で比較した。
② 2013年6月 〜7月 に か け て，IPC機 器 と し て Venostream®を 用 い た 患 者21名（V群）と Kendall SCD™700 Seriesを用いた15名（K群）
でCCIオシレーションを比較した。
CCIオシレーションの比較には，集積されたデータ から後方視的に集積されたグラフィックデータをもと に解析した，以下のパラメータを用いた。各パラメー タの定義をFig. 4に示す。
CI max：各振動の最高値を平均したもの CI min：各振動の最低値を平均したもの
振幅：CI max－CI min （0.5 l/min/m2以上の場 合にCCIオシレーションありと判定）
Fig. 4 Definition of the parameters
CI max and CI min are the average maximum and minimum values of each oscillation. The amplitude is an average of the difference between CI max and CI min. The frequency is the number of cycles per hour.
CI, cardiac index.
CI max
CI min Amplitude
1 cycle
Table 3 Patients demographics in study 2
Factor V group（n＝21） K group（n＝15） P
Age 72.4±10.5 71.1±14.3 0.75
Sex（male/female） 11/10 10/5 0.39
Surgical procedure 0.39
Valve replacement/repair 52.4％（11） 66.7％（10）
CABG 9.5％ （2） 13.3％ （2）
Major vascular 9.5％ （2） 13.3％ （2）
Others 28.6％ （6） 6.7％ （1）
Concomitant disease
Hypertension 52.4％（11） 66.7％（10） 0.39
Dyslipidemia 28.6％ （6） 46.7％ （7） 0.27
Diabetes mellitus 19.0％ （4） 26.7％ （4） 0.59
LVEF（％） 59.3±8.9 59.6±8.3 0.91
Values are means±SD, and P values of ＜0.05 were considered statistically significant. Patients’ back- grounds were not significantly different between the two groups.
CABG, coronary artery bypass grafting; LVEF, left ventricle ejection fraction.
Table 1 Patients demographics in study 1
Factor n＝16
Age 71.4 ± 11.8
Sex （male/female） 8/8
Surgical procedure
Valve replacement/repair 68.8％ （11）
CABG 12.5％ （2）
Major vascular 18.8％ （3）
Concomitant disease
Hypertension 68.8％ （11）
Dyslipidemia 37.5％ （6）
Diabetes mellitus 25.0％ （4）
LVEF （％） 55.9 ± 13.6
Values are means±SD.
CABG, coronary artery bypass grafting; LVEF, left ventricle ejection fraction.
Table 2 Results of study 1
Parameters n＝16
With IPC application
Oscillation（+/－） 16/0
CI max（l/min/m2） 3.44±0.83
CI min（l/min/m2） 2.26±0.6
Amplitudes（l/min/m2） 1.19±0.65
Frequencies（/hr） 2.76±0.96
Without IPC application
Oscillation（+/－） 0/16
CI value（l/min/m2） 2.38±0.55
CI max, CI min, amplitudes, frequencies, and CI value are presented as means±SD.
CI, cardiac index; IPC, intermittent pneumatic compression.
Table 4 Results of study 2
Parameters V group（n＝21） K group（n＝15） P Amplitudes（l/min/m2） 0.91±0.48 0.48±0.14 0.002 Frequencies（/hr） 3.31±0.19 2.33±0.22 0.0027
All values are means±SD, and P values of ＜0.05 were considered statistically significant.
Amplitudes and frequencies of patients in V group were significantly higher than those in K group.
レーションのような干渉は全く見られなかった（デー タ未掲載）。IPCが実際にCI値に影響を与えているの であればAPCOにも影響は及ぶはずである。両下肢 のIPCによりCOが増加した（5.1 l/min→5.5 l/min）
との報告もあるが3)，今回我々の研究において認めら れたCCIオシレーションの振幅はそれだけでは説明の つかないほど大きなものであった。そのためIPCが CCIオシレーションを引き起こした原因として，IPC により肺動脈血液温が変化し，熱希釈法での測定に干 渉したものと推察する。
上に述べたHoriuchiら1)やKilluら2)の報告の中で 行われている熱希釈法では，冷水または常温の生理食 塩水のボーラスによる肺動脈血液温の低下の度合いか らCOを計算している。一方でCCOでは，サーマル フィラメントによる自動的かつ連続的な加熱により，
肺動脈血液温の上昇の度合いからCOを計算してい る。ICU入室患者の末梢血液温度は中枢よりも2〜4℃
低いと言われており1)，IPCの加圧により下腿の末梢 血液が肺動脈に流れ込むことで肺動脈血液温は低下す る。またスチュワート・ハミルトンの公式によると，
冷水または常温の生理食塩水のボーラスによる肺動脈 血液温変化積分値がCO測定値と反比例する。この CO測定方法では，低温の液体注入に加えてIPCによ る比較的低温の血液流入により肺動脈血液温変化積分
値は増加し，CO測定値の低下を及ぼす。
一方で，我々の用いたPACでは逆に肺動脈血液を 加温している。その加温効果とIPCによる比較的低温 の血液流入とが相殺されることで肺動脈血液温変化積 分値は減少し，CO測定値が増加することが想像され る。我々の研究からは，CCIオシレーションが生じて いる時の真のCI値はCI minに近い値であると推察さ れるが，これはIPC作動によってCCIが過大評価され ていることを示唆する所見と考えられる。
今回の研究では，自動的かつ連続的にCOを測定す ることにより，今回のようなCCIオシレーションが捉 えられた。IPCによるCOの変動の症例報告は1例だ け報告されており，そこではIPCにより下肢静脈血還 流による一過性の肺動脈血液温の低下が，新たなCO カーブとして認識されている可能性がある，と考察さ れている4)。
我々の研究では，IPC機器としてVenostream®を用 いていた時に，より大きな変動が見られた。Kendall SCD™700 Seriesの作動システムはvascular refill detection systemに基づいており圧迫のタイミングは ばらばらであるが，Venostream®は10秒圧迫45秒開 放 と い う 固 定 し た 周 期 で 作 動 し て い る。 一 方，
VigilanceⅡMonitorは約58秒ごとにCIを測定してい る。IPCが55秒周期で，CCI測定が58秒周期でそれぞ IPC
CCI 10
58 58 58 58 58
45 10 45 10 45 10 45 10 45
3 6 9
1 cycle
55
Fig. 5 Scheme of IPC and CCI cycles
The detail of the scheme is described in the text.
Black rectangle: IPC compression. White rectangle: IPC release.
CCI, continuous cardiac index; IPC, intermittent pneumatic compression.
れ作動していると仮定した場合のシェーマをFig. 5に 示す。ある瞬間にIPCの圧迫とCCI測定が同時に行わ れた場合，周期の差が3秒であることから，約17.7分 後に再度IPC圧迫とCCI測定が同時に行われることに なる。これは1時間あたり約3.4回に相当し，この数値 は今回の我々の研究で得られたV群における振動数
（3.31±0.19）とよく合致する。しかしVigilanceⅡ MonitorによるCI測定方法やタイミングは複雑かつ 不明な点が多く，PACのサーマルフィラメントから熱 エネルギーの発信や停止を繰り返したり，温度変化が 十分でない場合熱エネルギーを強くしていくなど，一 概に58秒周期とは言えない部分もある。この不規則 性が，患者ごとでCCIオシレーションの度合いのばら つきに影響したと考えられる。
上記の考察から考えて，振動数がV群と比較してK 群で小さいことは予想される。振幅についても，我々 のデータによるとK群のCCIオシレーションの振幅は V群の約半分であった。Venostream®は両下腿を同 時に，そして同じ周期で約50 mmHgの圧力で圧迫す るが，Kendall SCD™700 Seriesはそれぞれの足を 別々に，異なる周期で約40 mmHgの圧力で圧迫する。
Horiuchiらは両下肢の同時圧迫より片側圧迫のほうが 肺動脈血液温の変化は少なかったと報告している1)。 我々の研究でも両足同時圧迫によるCCIオシレーショ ンの振幅が片足ずつの圧迫によるCCIオシレーション の振幅より大きかった。これは両側圧迫のほうが片側 圧迫よりも肺動脈血液温の変化が大きく，CO測定値 の誤差が大きくなったと考えられる。
CCIモニタリングは心臓術後管理に有用であるが，
CCIオシレーションの存在は有意な血行動態の変化を 見逃す可能性および血行動態には変化がないにもかか わらずCCI測定値が有意に低下し，輸液量の増加，血 管作動薬の増量といった不要な介入の原因ともなり得 る。このようなIPCがCCIの周期的な変動を引き起こ し得るという知識を有していれば，例えばIPCを中断 する，IPCの機種を変更するなどの処置をすることで 不要な過介入を防ぎ，真のトラブル時に適切な対処を
することも可能になるであろう。
今回の研究の限界としては，後ろ向きの観察研究で あること，同一患者に2種類のIPC機器を使用した比 較試験ができていないこと，末梢血液温度の検討がで きていないことが挙げられる。
結 語
CCIオシレーションの原因はIPCの作動によるもの であることを確認した。おそらくその機序は，IPC加 圧により肺動脈血液温が低下したものであると考えら れた。またIPC機器の機種変更によりCCIオシレー ションの程度に変化が見られたが，それはIPC稼働条 件が異なることにより，肺動脈血液温の変化の度合い が異なったことによるものと考えられた。本研究で認 められたようなIPC機器によるCCIオシレーションが 現れた場合には，IPCを中断すれば真のCI値が判明す る。また，IPCを装着しながらCI値を知りたい場合に は，測定に影響を及ぼしにくいIPC機器を用いるべき である。
本内容は第41回日本集中治療医学会学術集会（2014年，京 都）で発表した。
本稿のすべての著者には規定された利益相反はない。
文 献
1) Horiuchi K, Johnson R, Weissman C. Influence of lower limb pneumatic compression on pulmonary artery temperature: effect on cardiac output measurements. Crit Care Med 1999;27:1096-9.
2) Killu K, Oropello JM, Manasia AR, et al. Effect of lower limb compression devices on thermodilution cardiac output measurement. Crit Care Med 2007;35:1307-11.
3) Bickel A, Shturman A, Grevtzev I, et al. The physiological impact of intermittent sequential pneumatic compression (ISPC) leg sleeves on cardiac activity. Am J Surg 2011;202:16-22.
4) Akinci SB, Pronovost P, Dorman T. Sequential compression devices can cause erroneous cardiac output measurements. Anesthesiology 2001;95:1027-8.
Abstract
Interference of intermittent pneumatic compression on the continuous cardiac output measured by the thermodilution technique
Kazuya Hashimoto
＊1, Hiroyuki Mima
＊2, Daisuke Kawakami
＊2, Hiroshi Ueta
＊2, Takahiro Shimozono
＊2, Kazuo Yamazaki
＊2＊1 Department of Anesthesia, Kyoto University Hospital
＊2 Department of Anesthesia and Critical Care, Kobe City Medical Center General Hospital
＊1 54 Kawahara-cho, Syogoin, Sakyo-ku, Kyoto, Kyoto 606-8507, Japan
＊2 2-1-1 Minatojimaminami-machi, Chuo-ku, Kobe, Hyogo 650-0047, Japan
Objectives: Monitoring the continuous cardiac output (CCO) with a retained pulmonary artery catheter is valuable for the postoperative management of cardiac surgery patients. Intermittent pneumatic compression (IPC) is also useful for preventing deep venous thrombosis in such patients. We experienced a novel case of a patient with rhythmic continuous cardiac index (CCI) fluctuations during IPC. We conducted the present study to determine whether the oscil- lations were caused by the IPC and whether the degree of oscillations differed between different IPC devices. Methods:
We retrospectively reviewed the records of cardiac patients in the ICU. We measured the amplitudes and frequencies of CCI oscillations in each patient. First, we compared the CCI oscillations with IPC to those without it. Second, we compared the oscillations between patients using two different types of IPC devices. Results: CCI oscillations were observed in all patients, but they disappeared when IPC was not used. Furthermore, the amplitudes and frequencies of the CCI oscillations differed significantly between IPC devices. Conclusion: The CCI oscillations disappeared when IPC was stopped and differed between different IPC devices.
Key words: ①intermittent pneumatic compression, ②continuous cardiac index, ③thermodilution technique
J Jpn Soc Intensive Care Med 2015;22:512-8.
