呼吸不全に対する膜型人工肺による治療経験

(1)

臨床報告 (東女医大誌第55巻第7号1 頁 600-605 昭和60年7月J

呼吸不全に対する膜型人工肺による治療経験

東京女子医科大学第1外科(胸部外科〉イタオカトシナリチノキミアキカネヤスヒヂトカイズカヒデキ板岡俊成・茅野公明・兼安秀人・貝塚秀樹ナカジマヒデツグヨコヤママサヨシワダジユロウ中島秀嗣・横山正義・和田寿郎東京女子医科大学麻酔科ヤユキ ;j" フジタマサオ古谷幸雄・藤田昌雄 (受付昭和60年3月15日〉

Extracorponeal Membrane Oxygeneration (ECMO) for Respiratory Insu妊iciency Toshinari ITAOKA， Kimiaki CHINO， Hideto KANEYASU， Hideki KAIZUKA，

Hidetsugu NAKAJIMA

，

Masayoshi YOKOYAMA and Juro WADA Department of Surgery1 (Direcotr: Prof. ]uro W ADA)

Tokyo Women's Medical College Yukio HURUYA and Masao FUJITA Department of Anesthesia(Director: Prof.MasaoFU]lT A)

Tokyo Women's Medical College

Extracorporeal (pumpless) membrane oxygenation with microporous polypropylene hollow fiber lung (Capiox

1

1 ，

1.6m2) was used in treating a patient with respiratory distress due to interstitial pneumonitis. Improvements in blood gas data especially elimination of dioxide gas was significant， however the patient could not survive due to bleeding. 緒言従来より急性呼吸不全に対する膜型人工心肺による補助循環の有用性が言われてきている.最近，我々は閉塞性呼吸機能障害の肺炎，さらに気管内出血による急性増悪の症例に対してExtracor -poneal Membrane Oxygeneration C以下ECMO と略記す〉を行なった

1

症例を経験したので報告する. 症例患者:

K

.

T

.

76歳，男性. 昭和59年 6月頃より労作時の息切れ・動俸が出現し，当科外来受診.肺機能検査 C%VC45.9・ FFVl% 56.7)胸部x-P検査にて肺気腫性病変を主体とした閉塞性呼吸機能障害と，右下肺野の気管支炎及び肺炎との診断にて入院となった.入院時曙疾細菌検査にてCorynebacterium SP.，αー -600 streptococcus

，

Pseudomonous aeruginosaを認めたため抗生剤投与を施行し，約

2

週間にて症状改善をみたため外来観察となった.しかし，その後も上気道感染を繰り返し昭和60年1月頃より歩行時にも息切れ，チアノーゼが出現するようになったため加療目的にて同

1

月30日当科再入院となった. 既往歴:昭和37年に肺結核に対する右胸郭形成術，昭和54年右側気胸に対する胸腔ドレナージ術をうけている. 今回入院時の臨床検査所見では肺機能・腎機能に異常を認めなかったが，一般血液学的検査にて白血球数15700/mm3_{と増加し，また}_CRP6.6_と炎症反応所見が認められた.動脈血液ガス検査にてはroomairにてpH7.537

，

PC02 40. 7mmHg

，

P0252.3mmHg

，

HCOa 34. 7mmol/L

，

BE 10.8

(2)

mmo

l/

L

であった.一方，胸部レ線所見にては両下肺野に

r

e

t

i

c

u

l

o

-

n

o

d

u

l

a

rp

a

t

e

r

n

の異常陰影を認め (写真1)，略疾細菌検査にて

P

s

e

u

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o

m

o

n

a

s

a

e

r

u

g

i

n

o

s

a

をみたため酸素吸入，広域抗生剤投与，ネブライザーなどの気管拡張剤使用を開始した.酸素吸入にて末梢四肢のチアノーゼ一時消失し症状軽快をみたが，第

1

0

病日目より胸部レ線像にて左下肺野異常陰影の増悪化をみ，次第に呼吸苦を訴えるようになった(写真

1

入又，この頃より黄色膿性疾とともに血性疾を認めるようになった.第

1

5

病日の動脈血液ガス分析にて

_PC02

6

3

写真l 胸部レ線・両下肺野に気管支枝炎及び肺炎像を認める.

P

A

T

I

E

N

T

ι

_pump

?

reservolr _? Oxygen

mmHg

，

P0

2

4

2 _

8mmHg

と逆転し，さらに尿量の低下をみたため，

ICU

にての呼吸管理を行なった.気管内視鏡下の略疾吸引と調節呼吸

(

F

i

0 ₂

70%

，

RR20

，

TV

600mL

，

PEEP 5cmH2

0 )

を

2

4

時間続けたが，

P

a

0

2

5

6 -

7mmHg

，

PaC0

2

6

1 .

6 mmHg

と換気障害および頻固な心室性期外収縮をみたため膜型人工肺使用による補助循環を行なうこととした.

ECMO

は約

1

0

時間行ない一時，意識改善および循環動態の安定化をみたが，開始

8

0

時間頃より後鼻腔からの制御出来ない出血が多くなったため

1

0

3

時間で中止した.その後，

F

i

0

2 100%

にて

pH

7 .

2

1

4

，

P0

285.4mmHg

，

_PaC02

74.8mmHg

，

BE -

0 .

2

となり次第に徐脈となり

ECMO

中止後

2

時間にて死亡した. 以上の経過を呈した症例を

ECMO

を中心として以下に述べる.

ECMO

の方法右上腿静脈に

1

2 F

サイズのカニューレを，左大腿動脈に9Fサイズのカニューレを経皮的に挿入し

， (1)

A-V

s

h

u

n

t

w

i

t

h

pump

，

(

2 )

V-A s

h

u

n

t

w

i

t

h

pump

，

(

3 )

A-V s

h

u

n

t

w

i

t

h

o

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t

p

u

r

n

p

の各々の回路を作成した(図1).使用した人工肺はテルモ社製

C

a

p

i

o

x

I

1 .

6 m

2

で、ある(写真

2

).又，抗凝固療法は

ACT

にて

1

5

0 -

2

5

0 s

e

c

を保つように，適時へパリンを使用した.

ECMO

中の循環動態左携骨動脈に

2

3 G

カニューレを，右鎖骨下静脈より肺動脈まで

S

w

a

n

-

G

a

n

z

カテーテルを挿入

P

A

T

I

E

N

T

4 ?

? Oxygen 図1 ECMO回路・右図ーポンプ使用回路 (高流量用) 左図-A-Vシャント周囲路 (低流量用〉

(3)

写真2 ECMO回路 (A・Vshunt)・大腿動・静脈に Selginger法にて各々9F，12Fサイズのカニューレ挿入しCapioxII1.6m2 (人工肺〉に装着した. し，動脈圧(AOP)，肺動脈圧 (PAP)，肺動脈模入圧(PAW)，中心静脈圧(RAP)を測定し，又，熱希釈法により心拍出量 (CO)を，また人工肺流量は電磁流量計にて経時的に測定記録した. 補助循環開始直後の2時聞は，ポンプ使用によるA・Vパイパス， V-Aノミイパスを行なっているが各々最大流量は0.84L/min，0.78L/minで，それぞれ心拍出量の18%，15%であった.その後 A-V shuntによるポンプを使用としない補助循環を継続して行っているが， CO 5 .10

:

t

1. 06(mean

:

t

SD， n=15) L/minに対してシャント流量0.31

:

t

0.05(mean士SD，n=15) L/minとなり，平均約 6.1%のシャント流量を生じた.一方， V-AパイパスにてはAOP183/108(123)mmHgとなり，後負荷を認めた.A-V shuntにては約100時間補助循環を行なっているが，著明な血行動態能は認められなかったが， ECM080時間後より PAP上昇， CO・AOP及びPAW低下傾向がみられてきた(図 2 ). ECMO中の血液ガス分析所見

ECMO開始前， Pa0256. 7mmHg， PaC02 61.6 mmHgと酸素・二酸化炭素ガス分圧の逆転があ

り，意識低下を認めたがECMO開始直後より

Pa02 56.5mmHg

，

PaC02 48.2mmHg (ECMO

流量0.15L/min)となり，呼吸苦悶様症状も軽快

してきた.また， A-V shunt中はpH7.512

:

t

0.07

(mean士SD

，

n=20)

，

PaC0₂53.5士8.96mmHg

(mean

:

t

SD

，

n=20)

，

BE 15.7

:

t

2.68mmol/L

(mean

:

t

SD

，

n=20)

，

HCO"341. 7

:

t

2.66mmol/L

となり，慢性呼吸性アシドーシスに代謝性アルカローシスが合併した状態であった(図3). ECMO中の酸素供給量は，人工肺は8.16

:

t

2.21 mmHg 200

傷後後物~

~~ç殉íõ

務後後後~

L/min 8 100

o

r A.V wlthPump r V.A馴thPump I- A.V馴thoutPump 6 4 2

o

K.T. 76 y-o. Male(14-16. Feb. 1965) 図2 ECMO中の循環動態・A-Vシャント法にては人工肺流量は体循環流量の 6.1%であった.

(4)

-602-mmHg 200 100 F10，70 RR 22 OJTV 600

o

65 90 24 26 800 20 (14/Feb 14・) 70 23 盟E 40 10日 60 80 100 PH BE __ [""+20 +10 O -10 K.T. 76 y-o.Male(14~18. Feb. 1985) 図3 動脈血液ガス所見:慢性呼吸性アシドーシスに代謝性アルカリローシスの合併した状態であった. mmHg 200

ヨ

100 a O PaO

，

mL/min 400 300

o

x

、

=

0'0. 200_~

o

叩〈叩幅、、〈

ん一日初均一一一戸一一一一辺

LO D02(ECMO)

o

20 40 60 80 100hrs K.T.76γ・o.Male(14~18 . Feb. 1985) 図4 ECMO中の酸素供給量:A-Vシャント法によるECMOでは，酸素供給量(Do2

ECMO)は，自己肺の4%で少なかった. mL/min (mean土SD，n=15)となり自己肺による203

:

t

95.1mL/min (mean

:

t

SD

，

n= 15)

と比べ

4 %にすぎなかった(図4).一方， ECMO中の二酸化炭素推移にて検討してみると， PaC02はほぼ自己肺前後の動・静脈血TC02較差xCOの変化と同様に推移し，特にECMO開始後30時間までは体内にTC02蓄積されると PaC02が上昇する傾向がみられた.しかし，ECMOにより持続的に 1.97

:

t

0.74mmoL/minのTC0₂が体外に排世されていた(図

5入

考察急性呼吸不全

(AR

I)に対する膜型人工肺による補助循環(ECMO)の応用は1972年Hillが事故後のshocklungに対して成功例を報告1)して以来，多数の報告をみるが，米国のNational Heart Lung and Blood Institute (NHLBI)のECMO

(5)

傷後務後援問

D

級協後物

mmoL/min mmHg 100. r+20 +10F 〈 PaCO

，

M n O

→

lFkxpι弓。~

0

l

寸1 0 -

・

ECMODA.v Tco"Xf -10一ロロLungDA.v Tco"xCO 一一20 O 20 40 60 80 1凹

K

.

T

.

76y・

o

.

Male(14~18. Feb. 1985) 図5 ECMO中の二酸化炭素ガスの推移・血禁中のTC02にて二酸化炭素ガスの推移

を検討したが， A-Vシャント法のECMOにより1.97:1:0.74mmol/min(王寺44mL/ min)が持続的に排浩されている. を併用した呼吸管理と，従来からの人工呼吸法を中心とした呼吸管理との成績の聞には有意差がないとの報告2Lおよび死亡率が80%以上であるか4) との点より，近年広くは施行されていない.しかし，従来施行される適応としては，急性例として 100% O2使用

，

5cmH20 の PEEPでPa0250

Before ECMO

i 1 J

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J

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ECMO

A8S〆02/1503:22円3:14 ECGト-tR:B6

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K.T.76γ・

o

.

Male (

1

4 ，

1

5 ，

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8

5 )

図6 ECMO前後の心電図:ECMO前 CBeforeECMO)では頻固なる心室性期外収縮 (PVG)をみたが， ECMO後(AfterECMO)では消失した.

(6)

mmHg以下が 2時間以上続いた例，慢性例では 60%U2使用下， 5cmH2u PEEPで12時間以上 Pa02が50mmHg以下2)というような重症呼吸不全例に対してであったため，予後不良のものと考えられた.さらに，最近では microporousmem. braneを用いた hollowfiber型人工肺が開発明)され， ECMOの可能性が再度注目されてきている. 特に最近では，軽症の呼吸不全症例に使用し CO2 を除去し，呼吸回数を1分間数回にとどめ，肺を一時休めて症状の改善を計り成功した例も報告7) されている. 今回我々の経験した症例は，肺炎により肺気腫を主体とした混合性呼吸機能障害 CHugh.Jones 分類4度〉をきたした急性呼吸不全に，大腿動静脈穿刺法による ECMOを行なったものである. 当症例は Fi021.0にて Pa02100mmHg以上確保出来るが，過換気によっても CO2排世が出来ず，意識レベル低下，不整脈出現をみたため ECMば

10

の適応ありと考えられた(図6)入.実際A による ECMO~にこては，人工肺流量は心拍出量の平均6.1%で，酸素供給能も自己肺の 4 %にすぎず，充分量の酸素供給はできなかったが CO2排世に対しては，人工肺より 1.97mmol/min以上の CO2が体外に持続的に排、世されていた.すなわち，当症例のごとく肺性心を呈して，右心室への著明な前負荷のかけられない症例に対しては，V.V shuntによる ECMOの呼吸管理の併用が有効であるものと考えられた. また，この症例は ECMO開始前より気管内出血をみたため抗凝固療法は ACT値 150-200sec8₎ に維持するようにしたが， EC'lviO施行中の経鼻気管内挿管チューブ交換時の後鼻腔損傷による出血がみられ，今後へパリン使用中の気道確保はより出血の少ない方法で行なうべきものと考えさせられた. 文献 1)Hill

，

J.H.: Acute respiratory insu伍ciency. Treatment with prolonged extracorporeal oxygenation. J Thorac Cardiovasc Surg 64 556 (1972)

2) National Heart， Lung and Blood Institute， Division of Lung Disease: Extracorporeal support for respiratory insu伍ciency. A col噂 laborative study in response to RFR.NHLT.73. 20， p390 NIH (1979) 3) Hill

，

J.D.: Progrostic factors in the treat. ment of acute respiratory insu飴ciencywith long.term extracorporeal oxygenation. J Jhor. ac Cardiovasc Surg 68 905-917 (1974) 4)寺本滋:昭和55年度膜型人工肺アンケート調査結厨.昭和56年度膜型肺研究会 1981 5) 板岡俊成・員塚秀樹・毛井純一・ほか新しい膜裂人工肺の開発 (MicroporousPolysulfone Hol. low Fiber)人工臓器 11 (6) 1075-1078 (1982) 6)辻隆之・ほか.ホローファイパー型人工肺の動脈実験ならびに臨床使用.人工臓器 9551(1980) 7) Gattinoni

，

L.: Treatment of acute respir. atory failure with low.frequency positivepres. sure ventilation and extracorporeal rewoval of Cu2. Lancet 8189 292-294 (1980) 8)板岡俊成・河村剛史・弓削一郎・ほか:体外循環におけるウシ肺抽出へパリンの使用経験.胸部外科 34(9)682--686 (1981)