関心術に お ける間 欠 的 常 温血性心筋 保 護 法の基 礎 的 研 究
金 沢 大 学 医 学 部 医 学 科 外 科 学第 一 講 座 ( 主 任: 渡 辺 洋 字 教 授)
安 田 保
新
し
い心
筋 保 護 法で
ある
持 続 的 常温血
性心
筋 保 護 法は
t 従 来の低 温 品 質 性心
筋保 護 法に比べ, 常温 好 気性心
停止
によ り
大 動脈 遮 断 中の心
掛こ十 分な
酸素を
供 給し
,心
拍再 開後の心
機 能回
復ほ
良好で
ある
・し か し
関心
術にお
いて
無血
視野を
得る た め
提 唱さ れ た
間 欠 的 常温血
性心
筋 保 護 法ほ
▲ 常 温虚血 に よ る 心
筋 障害の合併が
懸 念さ れ る
・ 本 研 究で ほ
, 近 赤 外 分光 法を
利用 し て
心 筋組 織 酸 素飽 和 度お よ び
魁 織ヘモグ
ロビ
ン ■ ミオ グ
ロビ
ン濃 度を
連続 測 定 する
こと
によ り
,心
筋の酸 素 代 謝お よ び 血
液 量 変 動を
解 明し
,さ ら に 心
機 乱心
筋エネ
ルギ
ー 代 乱心
筋 超 微 細 構 造の面か ら
間欠 的 常 温血
性心
筋 保護法の安 全 性を
検 討し
た
. 雑 種の成 熟イ
ヌを 用
い, 完 全 体外 循 乳 大 動脈 遮 断 下に
,A
群で ほ
常 温血
性心
筋 保 護 液の5
分 間の冠 潅 流に続 き, 潅 流 停 止を1 0
分日凱B
群で は 5
分 間の冠海 流に続 き, 潅 流 停 止を2 0
分 間 行い, 両群と
も 海 流お よ び
潅 流 停 止を 3 回
線り
返し た
t心
筋 組 織 酸 素 飽 和 庇お よ び
組 織ヘモグ
ロ ビン ・ ミ オグ
ロビ
ン濃 度は
, 冠 潅 流お よ び
潅 流停 止を
鋭 敏に反 映し た
・■ま た
冠 海 流 開 始か
ら心
筋 組 織 酸 素 飽 和度, ヘモグ
ロビ
ン ・ ミオ ブ
ロビ
ン濃 度が 上
昇し て プ
ラト
ー に達 する ま
で の時 間は
,A
群で は
初回
海 流 暗が
最 も 長か
った
のに
反し
,B
群で は 2
,3 回 目 と
経 時 的に延 長 する
傾 向にあった
・ これ は B
群で は
虚血
再 潅 流 障 害によ り
冠血
管 抵 抗が 上
昇し た と
推 測さ れ た
. 収 縮 期血
乱心
抽 出量 係数, 左 室 仕 事 量 係数の面か ら
評 価した
体 外 循 環 前 後の心
機 能は
,A
群で
は
有 意な
変 化は な か
った が
,B
群で は
体 外 循 環 後 低 下した
.1
,2
,3 回
目の心
筋 保 護 液 冠 海 流 直 前お よ び
大 動 脈 遮 断 解 除 直前に心 筋 内ヌ ク レオ
チド
含 量を
測 定し
,ま た 心
筋超 微 細 横道を
検 索し た
・心
筋 内ヌ クレオ
チド
含量は
,A
群でほ
有 意な
変 化は な か
った が
,B
群では
経 時 的にA T P
含 量が
低 下し
,A M P
含 量が 上
昇し
, 高エネ
ルギ
ー臍 酸の枯 渇が
疑わ れ た
・ 心 筋 超 微 細 構 造ほ
,A
群で ほ
虚血 に よ る
変 化が
認め られ な か
った が
,B
群で は 3 回
目の海 流 開 始 直 前に虚血
性 変 化が
発 生し
, 大 動 脈 遮 断 解 除 直前に
増 悪し
, 虚血
によ る
蓄 積 性の細胞 損 傷が 示 さ れ た
・ 以上
の結 果か ら
, 間 欠 的 常 温血
性心
筋 保護法に お け る1 0
分間の海 流 停 止
は 心
筋 酸 素 代 乱心
磯 乱心
筋エネ
ルギ
ー 代 乱心
筋超 微細 構 造の面か ら み て
安 全である が
,2 0
分 間の潅 流停 止ほ そ
の反 復に よ り
, 蓄 積 性の虚血 心
筋 障 害が
発 生 する と
結 論さ れ た
.ま た
近赤 外 分 光 法によ る 心
筋 組 織 酸 素 飽 和 度の測 定は
間 欠的 常温
血
性 心 筋 保 護 法 中の心
筋モ ニタ ー 法と し
て極め て
有用 で
あった
・K e
y
w o rd
s my
o c a rdialp
rot
ect
ion, int
e r mitt
e nt
w ar m blo od ca rdiop
leg
l a, my
O C a rdial o xy g
en m et
abolis m , my
O C a rdial n u cle ot
ides, my
O C a rdial ult
ra st
r uct
ur e関
心
術にお
いて 心
筋 保 護は
体 外 循環と
同様に必
要不 可
欠な
補 助 手 段で
ある
. 手 術 中には
, 弛 緩 性心
停 止状 態, 無血
視 野が
得ら
れ, 術 後に は
速や か な 心
機 能回
復が
得ら れ る
こと が
重 要である
. これら を 可
能に
する
こと を 目
的と し た 心
筋保 護 法は
よ 現 在ま で
様々な
改 A ,工
夫が
加え ら れ て
きた
.M
el
r o s eら
‖(1 9 5 5
年)が
初め て
クエ ン酸カリ ウ
ムを
大 動 脈 基 部か ら
注入 し
, 弛 緩 性心
停止
状 態で
の手 術を
提 唱し た が
,H
el
m s w o rth ら
2)によ り 心
筋 硬 直,不 可
逆 性心
室 細 動の誘 発が
報 告さ れ
, 普 及し な か
った
.そ
の 乱B
r ets ch
n eid
e rら
3 1(1 9 6 7
年)のプ
ロカイ
ン心
筋保 護液,
K i
r s ch ら
4)(1 9 7 2
年) のマグ ネ
シウ
ム心 筋 保 護 液を
経て,H
e a r s eら
5)(1 9 7 6
年) のカ リ ウ
ム心
筋 保 護 液の発 表によ り
, 低 温品 質 性
心
筋保 護 法は
全 盛 期を
迎 え, 現 在 多 くの施設で 心
筋 保 護の基 本
と し て
用いら れて
いる
.一 方,
血
液 付 加に よ る
酸素 運 搬作 風 ア シド
ー シス に対 する
緩 衝 作 軋 虚血 心
卿こお
ける
カ ル シウ
ム流入
抑 制 作 胤 膠 質 浸平成7 年1 2月7 日受 付, 平 成 7年1 2月27 日受 理
■
A b br e via
t
io n s : C W B C , C O nt
in u o u s w a r m blo od heJm o
g
lobinp
lu s my
og
lobin con c e nt
r at
io n;
I W B C,透 圧に
よ る
細 胞 浮 腫の予
防 等を 理
由に,1 9 7 0
年 後 半B
u ck b
e rgら
6 ) れが
低 温血
性心
筋 保 護 法の有 用 性を
発 表し
, 多く 用
いら れ る
よ
うにな
った
8).さ ら
に.L i
ch
te n stei
nら
g)(1 9 9 1
年) によ り
, 常 温血
性心
筋 保 護 液を
持 続 的に冠 潅 流 する
こと
によ り
弛 緩 性心
停 止 下で好 気 性 代 謝を
維 持し
, 低 温お よ び
再 潅流に よ る 心
筋 障 害を
防 止 する と
い う 持 続 的 常 温血
性心
筋 保 護 法(
C O nti
n u o u s w a r mb l
o od
c a rdi
opl
egi
a,C W B C
)が
捉唱 さ れ
, 新し
い心
筋保 護 法と
して注目 を
浴び て
いる
1 0 刷 一.しか し
,C W B C は
近 年 増 加傾 向にある
冠 状 動 脈バイ
パ ス手術にお
いて
, 無血
視 野を
得る た め に ほ 心
筋保 護 液潅 流を
一 時 的に停 止 する 必
要が
あり
,心
筋の常 温 虚血 が
懸 念さ れ る
1 4 ).そ
こ で常 温血
性心
筋保 護液を
計 画 的に,間欠 的に冠 海 流 す
る
間 欠 的 常 温血
性心
筋 保 護 法(i
nte r mi
t te nt w a r mb l
o od
c a rdi
opl
egi
a,I W B C
)が1 9 94
年以降 研 究さ れ
始め
,C W B C と
遜 色のない方 法と
報 告さ れ
て いる
1 5 卜1 9).し か し
,海 流 停 止許容 時 間に関し
て いま だ
議 論 も 多く
, 安 全 性は
確 立し て
いc ardio
p
leg
ia;
deC L , aO rt
ic de cla mp
ing ;
H b + M b,t
is s u ein
t
e r mitt
e nt
w a r m b lo od c a rdiop
leg
ia;
Ro2,t
is sue o xy g
e n s at
u r at
io n r at
e;
S D! Sp
O nt
an eOu S defibrillat
io n;
So2,t
is s u e o xy g
e n s at
u r at
io n ; V F, Ve nt
ric ula r fibrillat
io n;
W B C, W a r m blo od c a rdiop
leg
ia;
ⅩC L, a O rt
ic c r o s s‑Cla mp
ing
間 欠 的常 温
血
性心
筋保 護 法の研究な
い2 の.そ
のた め
,I W B C を 用
いた
関心
術には
低 温心
筋 保 護 法に
お
ける 心
筋温 度にか わ る
術 中心
筋モ ニ タリ
ング が
必 要で
ある
.今
回
著 者ほ
, 近 赤 外 分 光 法を
利用 し て 心
筋 組 織 酸 素 飽 和 度 (ti
s s u e o xy ge n s atu r ati
o n,S
o2)お よ び
組 織ヘモグ
ロビ
ン ・ ミオ グ
ロビ
ン濃 度 (ti
s s u eh
e m ogl
ob i
n pl
u s myogl
ob i
n c o n c e ntr ati
To n,
H b + M b
)を
連 続測 定 する
こと に よ り
,I W B C
中の心
筋 組織 酸 素 代 謝お よ び 血
液 量変 動を
解 明し
,さ ら
に心
機能,心
筋エネ
ルギ
ー代 謝,心
筋 超 微 細構 造の面か ら I W B C
の安 全性を
検 討し た
.対象
お よ び
方 法Ⅰ
. 実験 動 物実 験 動 物
と し
て体 重9
〜1 5 k
g(
平均1 1
.O k
g)り
雑 種の成 熟イ
ヌ
2 6
頭を
用いた
. 実 験 群は
常 温血
性心
筋 保 護 液の5
分 間冠
潅 流と1 0
分 間海 流 停止 を 3 回
線り
返した A
群と
,5
分 間 冠 潅 流と 2 0
分 間 潅 流 停 止を 3 回
線り
返し た B
群に分 けた
.S
o2,H b + M b お よ び 心
機能 測 定用
に1 4
頭 (A
群7
頭,B
群7
頭),心
筋 内ヌ クレオ チド
含 量 測 定お よ び 心
筋 超 微 細 構 造検 索 用に1 2
頭 (A
群6
頭,B
群6
頭)を 用
いた
.Ⅱ
. 実 験モデ ル の
作 成塩 酸ケ タ ミン(
三
共, 東 京)2 0
m g/k
gを
筋 肉 内に投 与後, ベン
ト
パ ルビ
タ ー ル ナ トリ ウ
ム(田
辺製 薬, 大 阪) 3 0
m g/k
gお よ び
パ ン クロ ニウ
ムブ
ロ マイ ド ( 日
本オ ルガ
ノン∴
東 京)0
.1
mg/F i
g・1
.S
ch
e ma.t
i
c■di
agr a m of
th
e e xpe ri
m e nt.C
a rdi
opul
‑m o n a ry
b
y pa s s w a,S e Stabli
sh
ed b
y c a n n ul
ati
o n of
th
e S upe ri
o r a nd i
nf
e ri
o rv e n a c a v a ef
o r v e n o u s r etu r n,a nd
th
ef
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a rte ryf
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o w .C
, C a rdi
opl
egi
c S Ol
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o n;R P
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e r pu mp ;H
,h
e at e x ch
a nge r,R
,r e S e r V O‑i
r;C P
, C e ntrif
ugal
pu m p ;0
, 0 Ⅹy ge n atO rw i
th h
e at e x ch
a nge r;A
o, a.O rta;S V C
, S upe ri
o r v e n a c a v a;R A
,r
i
gh
t atri
u m ;ⅠV C
,i
nf
e ri
o r v e n a c a v a;F A
,f
e m o r al
a rte ry.3
k
gを
静 脈 内に投 与し
. 気管 内挿 管 下にH
a r v a rd
塑 従 量 武人 工
呼 吸 器 (B
od i
n eE l
e ctri
cC
o m pa ny,C hi
c ago, 米 国)を
用い, 純 酸 素によ る
調節 呼吸 を
行った
.ま た
実 験 中 適 宜ベ ント
パ ルビ
タ ール ナ トリ ウ
ムを
静脈 内に追 加 投 与し
, 全 身 麻 酔を
維 持し た
.四
肢 誘 導で心
電 図を
モ ニタ ーし
, 左 大 腿 動 脈よ り
カ テ ーテ
ル
を
挿入 し
動 脈圧を
モ ニタ ーし た
. 左 腋 窟 静 脈よ り S
w a n‑G
a‑ n z カ テ 〜 テ ル( A
m e ri
c a nE d
w a rd
sL
ab
o r ato ri
e s,S
a ntaA
n a,米 国)
を
挿入 し
,心
拍 出 量, 右 房 圧,肺 動 脈 圧を
測 定し た
. 体 外 循 環の送血
用に, 右大 腿動 脈を
露 出し た
. 右胸 骨 傍 切 開によ り 心
臓を
惑 出し た
後,上
下 大静 脈,上
行 大 動脈の順に
剥離した
.つ い
で
右 側 左 房よ り
カ テ ー テ ルを
挿入
, 左 房 圧を
モニ タ ーし た
.心
電 図, 大 動 脈圧, 肺動 脈 圧, 右 房圧
, 左 房 圧は ポ リ グ ラ
フシ ステ ム
R M
‑6 0 0 0
(日
本光 電, 東 京) にて
同時 連 続 記録し た
.ヘ パ
リ
ンナト
リウ
ム ( 武田
薬 品, 大 阪)30 0
単位/k
gを
静脈 内投 与
し た
後,上 下
大静 脈 脱血
, 右大 腿 動 脈 送血
によ る
完 全体 外 循 環を
開 始し た
( 図1
). 送血 ポ
ンプ
にほ
遠心 ポ
ンプ
(S
a r 恥A
n nA b
o r, 米 国)を
, 人工
肺には
膜 型 人工
肺 (S
a r n s)を
用い,体 外 循 環 充 頃 液
と し て
乳 酸リ
ンゲ
ル液 ( 大 塚 製 薬, 東 京)と 7 % N
aH C O
3( 大塚 製 薬)を
用いた
. 人工 心
肺血
の動脈血
酸 素 分圧は 2 00
〜3 0 0
m mH
gと な る よ
う 人工
肺 吹送ガ
ス の酸 素濃 度を
調 節し
, 酸 素 飽 和 度は お よ そ 1 0 0
%で
あった
.ま た
ヘ マト
ク リ ット
を2 5
% 前 後に維持 する よ
うに, 供血 イ
ヌよ り
採血 した 血
液を
輸血 した
. 全 身 海流 温は3 7 ℃
, 海 流 量は 8 0
mI
/k
g, 海 流 圧ほ 6 0
〜80
m mH
gと し た
. 大 動 脈 基 部に ル ー ト カニ ュ ー ラ( D L P
,G
ra nd R
apid
s, 米国
)を
留 置し
,心
筋 保 護 液の注入 と
大 動脈 基 部圧
の測 定に用いた
.Ⅲ.
心
筋 保 護 液の組 成お よ び 注 入
方 法血
性心
筋 保 護 液 作 成回
路( B C D A d
v a.n c ed
syste m ,S h il
ey.I
r v血
e, 米 国)を
用い て, 臨床に使 用し
て いる
品質 性心
筋 保 護 液(
表1 )
に, 酸素 化し た 人 工 心
肺血 を 1
:4
で混 合し
,さ ら
に カ リウ
ム濃度を
調 節し
て, 付 属の熱 交 換器
で3 7 ℃
に加 温し た (
蓑2 )
. ロ ー ラ ーポ
ンプ (
泉工
医 科, 東京) を 用
い, 作 製し た 血
性心
筋保 護 液を
毎分1 0 0
ml
で5 分
間 大動 脈 基 部よ り
順 行 性に冠
潅Tab lel. Co mpo sition ofc rys t alloid c a rd iop legl C S Olu tio n 7 3 mE
q
/13 0
mE q /1 1 02
mE q/10
.8 8 mE q /1 23 gノ
1 7g
ノ13
7 4 mO
s mノ1 7.5
Tab le2. F inal c o n c e ntr atio n ofw ar m b lo od c ard iop legl C S Olutio n
N
a 1 2 7 mE q/1K(也e
血
st in魚I Si
o n) 20
mE q/1E
(也e s e c o nda nd 血irdi
n餌i
o n s) 12
mE q/
1Cl
l( 氾
mE q/
1pIi
ラ.5
H
e m ato cr i
t 20 %
A llv a