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共催教育講演「二酸化炭素ガスと水素ガスの臨床応用」
放射線科医の関わる医療用二酸化炭素：使用状況と安全性
阿部 彰子
国立病院機構 静岡医療センター 放射線科
Key words: 医療用二酸化炭素，画像診断，大腸 CT，血管造影，陰性造影剤10-13
要 旨 医療用二酸化炭素の薬局方に基づく添付文書には，吸入 ガス，炭酸水，ドライアイス，腹腔鏡下術野の確保，大腸 CT 時の腸管拡張の用途が記載されているが，実際には，消 化管内視鏡検査時の腸管拡張や，開胸手術時の空気塞栓予 防のための術野への送気にも使われ，放射線科領域では， 血管内投与による陰性造影剤としても使用される。実際の 臨床現場ではどのように使われ，どのように安全性を確保 しているのか述べる。 はじめに 医療用二酸化炭素は薬局方でその用途が定められている。 添付文書には，酸素吸入時における混合ガスとしての用途 や，いわゆる炭酸浴と言われる治療に使われる炭酸水とし ての用途，皮膚科領域で使用されるドライアイスとしての 使い方が，1 から 5 に記載されている（表）。これらの用途 に関しては，ここでは割愛する。 6 番目の用途は，腹腔鏡下外科手術に必要な視野および術 野の確保と記載されている。内視鏡下手術において，腹腔 内に炭酸ガスを送気することによって腹腔内の視野を確保 する気腹法の用途である（図 1）。術後，この炭酸ガスは抜 き取られるが，体内に残っても吸収され，呼吸を通じて体 外に排出される。 そして，薬局方に記載されている最後の用途は，CT 撮影 時の腸管の拡張である。次項に詳しく述べる。 CT 撮影時の腸管の拡張 薬局方に記載されている最後の用途は CT 撮影時の腸管の 拡張である。主に大腸の拡張に使われる。この大腸の検査 法は大腸 CT と一般的に呼ばれる（図 2）。1994 年に Vinig らが初めて大腸 CT 検査を報告したが，2000 年以降に大腸 の診断法として急速に普及し，医療用二酸化炭素の利用法 として，この薬局方に追加記載された1)。 従来，大腸内視鏡の発達以前には，注腸検査といって， 肛門からバリウムと空気を注入し，いろいろな体位で透視 撮影が行われていた（図 3）。今でも，内視鏡挿入が困難な 症例や術前の病変部位の把握のために，注腸検査が行われ 表 医療用 CO2の効能又は効果 1. 酸素吸入時の呼吸中枢の刺激 2. 高山病における呼吸困難，麻酔時における覚せいと手術 後の肺拡張不全の予防 3. 一酸化炭素，モルヒネ，シアン化合物などの中毒時にお ける呼吸中枢の興奮性低下 4. 炭酸水の水浴による脈拍及び拡張期血圧の減少，静脈血 の心臓還流の改善と拍出量の増加，皮膚の充血，呼吸量 の増加 5. ドライアイスでの狼瘡，色素斑などの皮膚疾患の腐食剤 としての使用 6. 腹腔鏡下外科手術に必要な視野及び術野の確保 7. X 線コンピュータ断層撮影に必要な腸管の拡張Vol.22 No.1, 2020
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図 1 腹腔鏡下外科手術時の視野および術野の確保 図 2 大腸 CT ＝ CT colonography
図 3 従来の注腸検査 図 4 大腸 CT 撮影
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る施設もある。しかし，注腸検査では直径約 1cm の太い管 を入れてバリウムと空気を注入するため，検査中や検査後 の腹満感や苦痛が問題となる。 その代わりに発達したのが，この炭酸ガスを注入して CT 撮影をするという，大腸 CT 検査である。2L ほどの炭酸ガ スを 11 あるいは 14Fr のチューブを介して肛門から注入し， 腹臥位や仰臥位の 2 回ほど体位を変えて CT 撮影を行うこと で，患者自身の検査は終了である（図 4）。後で，画像処理 を行うことにより，大腸全体像の注腸検査もどきの仮想内 視鏡画像が得られる（図 5）。 炭酸ガスを自動注入器に連結させ，その注入器に鉛筆より やや細いバルーン付きのチューブを連結させる。そしてこ のチューブを約 4cm ほど，肛門から挿入する。注腸のチュー ブや内視鏡カメラに比べ，格段に細いチューブである。炭 酸ガスのボンベ本体をつなげるのが主流であるが，ビニー ル製の袋に炭酸ガスを充填させたものを連結させるという， 簡便なものもある。事前に手術室などに頼んでパックに充 填しておいてもらえばよいので，普段，炭酸ガスボンベを 扱うことに慣れていない部門でも安全に使用することが可 能である。 また , この自動注入器は，安全な速度，安全な設定圧以下 で，自動調節しながら炭酸ガスを注入することが可能な器 械である。重大な偶発症は少なく，まれに 孔が発生する。 無症状者に対して実施した場合の 孔頻度は 0.02% である2)。 孔例の 68% は保存的に治療され，32% に手術が施行され ている。偶発症による死亡例は報告されておらず，安全性 は高い2)。 仮想内視鏡画像だけでなく，CT 断面像で，どこに病変が 図 7 大腸 CT から得られる様々な画像２ 図 10 血管内投与時の工夫 図 8 腹腔動脈造影：注入した炭酸ガスを黒として画像表示 している。 図 9 腹部大動脈造影：注入された炭酸ガスを白として画像 表示している。Vol.22 No.1, 2020
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存在し，周囲臓器との関係の評価も可能になる（図 6）。術 前であれば，大腸 CT と同時に静脈から造影剤を急速注入す ることにより，後処理にて，大腸全体像に病変，動脈や静 脈を重ね合わせて表示することが可能である（図 7）。非侵 襲的な代替え検査としてだけでなく，それ以上の情報量を 得ることが可能になる。 この腸管内に送気するという用途は，内視鏡検査でも多 用されている。内視鏡下でも腸管を膨らませ，やはり視野 を確保する目的に使われる。検査後の炭酸ガスは抜き取ら れるが，体内に残っても容易に吸収されるため，空気の送 気よりも患者の苦痛が軽減される。 血管内投与による陰性造影剤 放射線科領域ではこの炭酸ガスを，古くは 1920 年代から 陰性造影剤として使用してきた3)。薬局方には記載のない用 途である。 通常の血管撮影時には X 線非透過性の陽性造影剤が血管 内に投与されるが，腎不全患者や造影剤へのアレルギー様 反応のリスクが高い患者には，X 線透過性の陰性造影剤とし て炭酸ガスを血管内に投与し，血管撮影を行うことがある （図 8）。そうすることにより，造影剤による腎への影響を避 けることができる，あるいは造影剤へのアレルギー様反応 の可能性を避けることができる。腹部の動脈造影時や腎透 析用のシャント PTA 時に使うだけでなく，最近は腹部大動 脈のステント挿入時にも使用することが増加し4)，放射線科 医だけでなく，心臓血管外科医や循環器医も利用すること が多くなっている（図 9）。 ガスボンベからシリンジに炭酸ガスを充填して，マニュ アルで血管内カテーテル内に炭酸ガスを注入する。その際， シリンジと三方活栓を活用し，空気と混じることのないよ うにする必要がある（図 10）。ボンベとつなげたまま，炭酸 ガスをカテーテル内に注入してはならない。海外において は血管撮影用の送気装置が発売されているが5)，日本ではま だ採用されていない。 しかし，前述のように，この使用法は薬局方に記載され ておらず，国内においては，腎透析用のシャント PTA のガ イドラインに記載されているのみである6)。今後，安全に使 用するために，他の手技においてもガイドラインが統一さ れ周知されることが望まれる。我々の施設では，病院内の 倫理委員会での承認を受けた上で血管内投与を行っている。 結 語 医療用二酸化炭素は様々な医療現場で使用されており， 安全に使えば極めて将来性がある。今後も安全に使用する ために，適切な使用方法を知っておく必要がある。 COI 利益相反はありません。 文 献1) Vining DJ: Virtual colonoscopy. Semin Ultrasound CT MR, 20: 56-60, 1999.
2) Bellini D, et al: Perforation rate in CT colonography：a systematic review of the literature and meta-analysis. Eur Radiol, 24: 1487-1496, 2014.
3) Cho KJ: Carbon dioxide angiography: Scientific principles and practice. Vasc Specialist Int, 31(3): 67-80, 2015.
4) 永富暁，山本浩詞，金森大悟，他 : 慢性腎臓病患者にお ける腹部大動脈瘤，腸骨動脈瘤に対する炭酸ガスを用い たステントグラフト内挿術．脈管学，58: 39-45, 2018. 5) Mascoli C, Faggioli G, Gallitto E, et al: Standardization of a
Carbon Dioxide Automated System for Endovascular Aortic Aneurysm Repair. Ann Vasc Surg, 51: 160-169, 2018.
6) 日本 IVR 学会：血液透析用バスキュラーアクセスのイン ターベンションによる修復の基本技術に関するガイドラ イン 第 1 版，2016.
