Vol.22 No.1, 2020
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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」
二酸化炭素 手術室での使用
佐藤 暢一
東邦大学医療センター大森病院 麻酔科
Key words: 二酸化炭素，腹腔鏡手術，高圧ガス保安法 要 旨 手術室で使用される医療ガスの中でも二酸化炭素は腹腔鏡 手術の発展とともに急速に需要が増加している。腹腔鏡手術 は美容面だけでなく，術後呼吸機能への影響を抑える可能性 もあり，タバコ病ともいわれる COPD 患者の増加傾向から みるとさらに重要視され，それに伴い二酸化炭素の需要も 増大すると考えられる。しかし，二酸化炭素の医療配管設備 を持つ施設はいまだに限られており，医療配管とシリンダー の塗色の違いを一因とする酸素ボンベとの取り違えのリスク が懸念され，啓蒙活動が必要と考えられる。また，海外では 手術室火災に備えて二酸化炭素消化器の設置が勧告されてお り，将来的に日本でも検討されるようになるかもしれない。 はじめに 手術室では酸素をはじめ，窒素，SF6，亜酸化窒素など，様々 な医療ガスが使用されている。二酸化炭素は使用される頻度 の高いガスであり，眼科網膜剥離手術時に使う冷凍凝固装置， 母斑や血管腫治療で使用される CO2レーザー，生理食塩水 と混合して術野に吹き付け手術視野を確保するブロワーミス ターなど，いろいろな手技で使用されている。なかでも最近 の腹腔鏡手術の進歩に伴い，腹腔鏡手術時に視野を得るため に使用される気腹ガスとして二酸化炭素の使用の増加が顕著 である。腹腔鏡手術は複数の診療科で行われており，当院 でも年間の麻酔科管理全身麻酔症例 5,821 例に対し，904 例 (15.5%) を占め，ほぼ 6 例に 1 例は腹腔鏡手術となっている。 腹腔鏡手術の特徴 腹腔鏡手術の利点は傷が小さく傷跡が目立たないという美 容上のメリットも大きいが，切開創が小さいため筋肉に与え る影響が少なく，呼吸への影響が小さい。呼吸は横隔膜の収 縮と弛緩運動によるが，胸部や腹部の筋肉も呼吸補助筋と して使用している。慢性閉塞性肺疾患 (COPD) など , 呼吸機 能に制限のある患者では呼吸補助筋の使用が大きくなってお り，これらの筋肉のダメージは術後呼吸機能低下，呼吸器合 併症の一因となる。最近は高齢者が手術対象となることが多 く，呼吸機能が低下した患者も多い。COPD はタバコ病とも 呼ばれ，長期間の喫煙習慣と関連することが知られているが， 喫煙率の低下は最近のことであり，今後も多くの COPD 患 者が手術対象となることが予想されており，腹腔鏡手術は医 学的にも利点が大きい。 もちろん利点だけではなく欠点もある。腹腔鏡手術ではカ メラを使用して視野を確保するため，カメラで捉えている範 囲しか見ることができない。もしカメラの後ろで出血してい ても気づくことができず対応が遅れることもある。また，気 腹による横隔膜の圧迫を原因とした低換気による二酸化炭素 分圧上昇や，二酸化炭素が血管内に吸収されることによる高 二酸化炭素血症などの問題も生じる可能性がある。 腹腔鏡手術の歴史 腹腔鏡手術はドイツの消化器外科医である Georg Kelling が胃内出血の治療に用いていた空気注入器を気腹装置として 応用し，1901 年にイヌを使った腹腔鏡による腹部臓器観察 を行ったのが始まりと言われている。実際に臨床使用したの は 1970 年に行われたフランスの産婦人科医であるセムによ る腹腔鏡下虫垂切除術である。この時は直接腹腔鏡を覗き込 みながら手術を行う必要があった。現在のようにテレビ画像Medical Gases, 22 (1):
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を見ながら手術を行うようになったのは，1986 年頃に CCD カメラが開発され，テレビカメラの小型化が可能となってか らのことである。1988 年にはテレビ画面上に内視鏡像を描 出する技術が開発され，腹腔鏡下胆のう摘出術の報告が相次 いで行われた。日本では 1990 年に帝京大学のグループによ り初めて報告されている。 腹腔鏡手術では腹腔内を広げて視野を得る必要があり，広 げるためには器具を使用して吊り上げる方法もあるが，ガス を腹腔内に注入する気腹による方法が一般的である。この気 腹に使用するガスとして，空気や酸素では電気メスを使用す ると発火する危険がある。麻酔に使用する亜酸化窒素を使用 したこともあったようだが，亜酸化窒素は助燃性があり，腸 管から漏出したメタンガスとの反応で爆発を起こしたとの報 告もあることから使用されていない。そのため，現在は二酸 化炭素を使用している。二酸化炭素はもともと自然界に存在 すること，不燃性であること，易水溶性であることなどの特 徴を持つ。 ガス使用による合併症 ガスを使用することによる合併症の中でも，ガス塞栓症は 致命的になる可能性がある。血管内に混入したガスが溶け切 れずに気泡として動脈内に入り血流を途絶することによって 組織の虚血を引き起こす。中枢神経で生じれば脳 塞に，冠 動脈で生じれば不整脈や心筋 塞，心停止などを起こす可能 性がある。窒素によるダイビング後の高所減圧による潜水病 や，ヘリウムガス吸引による脳 塞などが時々報じられてい る。二酸化炭素は易水溶性で血液に混入しても溶けやすく， ガス塞栓のリスクが低いことなど，腹腔内で使用するには最 適と考えられる。 ところで二酸化炭素といえば，昨今は地球温暖化リスクを 考えて使用削減が叫ばれており，環境負荷が気になるところ である。しかし，医療用二酸化炭素は本来大規模プラントな どで排出される二酸化炭素を収集したものであり，環境負荷 にはならないと考えられている。ただし，プラントでの排出 削減のため，原料となるべき二酸化炭素が減少しており，そ れはそれで問題となっている。 腹腔鏡手術の対象 現在腹腔鏡手術を行う対象となる臓器は，外科では，胃， 大腸，小腸，虫垂，胆のう，肝臓，鼠径ヘルニアなど，婦人 科では子宮，卵巣など，泌尿器科では前立腺，腎臓など，お 腹の臓器はほぼ全てといってもよい。また，最近話題のロ ボット (da Vinci) 手術も腹腔鏡手術で行われる。 肺，食道などの胸部手術は同じくカメラを使用した内視鏡 手術ではあるが，胸腔は肋骨に覆われているため腹腔と違っ てガスを入れても拡張できないので，分離肺換気チューブを 用いて肺を虚脱させることにより視野を確保している。とこ ろが，最近の食道手術では，さらに二酸化炭素を注入して視 野を確保しやすくすることも行われている。気腹装置も術野 出血を吸引しても，気腹圧が低下しないような二酸化炭素送 気量の多い装置 (AirSealTM) も開発されている。 酸素ボンベとの誤認 このように手術室での二酸化炭素の使用機会，使用量とも 増加しているが，いまでも二酸化炭素の医療配管が設備され ていない手術室が多く，2.2kg の二酸化炭素ボンベが頻用さ れているのが現状である。 2.2kg 二酸化炭素ボンベは，よく搬送に使用される 500L 酸素ボンベと大きさが似ており，取り違えによる事故も起き ている。2011 年に神戸の病院で起きた事故では，腹部大動 脈瘤手術後の患者を搬送する際に，酸素ボンベと間違えてブ ロワーミスター用の二酸化炭素ボンベを装着してしまった。 ちょうど病院移転時で，ボンベの置き場所が決まっていな かったことも一因と考えられている。 酸素と二酸化炭素の取り違えは，JIS による配管設備の塗 色と，高圧ガス保安法によるシリンダー塗色が異なることが 問題であるとも指摘されているが，一層の啓蒙活動が必要で あろう。 二酸化炭素と火災予防 海外における手術室での二酸化炭素の使用は，医療ガスと しての使用だけではない。2018 年 5 月に米国食品医薬品局 (FDA) は手術関連火災に関する次のような勧告1)を出してい る。手術室には酸化剤（酸素，亜酸化窒素など），発火源（電 気メス，レーザー，ファイバー光源など），燃料供給源（ドレー プ，消毒用アルコール，患者の組織，毛髪，皮膚など）といっ た火災の要因となるものが全て っている。万が一火災が発 生したときのために火災に関する訓練を定期的に行い，二酸 化炭素消火器の使用法を学んでおく必要があるとしている。 二酸化炭素消火器は ABC 消火器と違い，粉末や泡による 汚損がなく，電気火災には有効とされる。しかし，2 ∼ 3％ 以上の濃度で人体に影響があり，閉鎖空間では中毒の可能性 があることが問題となる。日本では，平成 7 年に池袋の立体 駐車場で誤作動により死傷者が出ており，消防庁から十分注Vol.22 No.1, 2020
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意するように通知がなされていることもあり，手術室では 一般的ではないが，多くのエネルギーデバイスを使用する 現代の手術室では火災の危険が高いことは間違いなく，二 酸化炭素消火器の使用も考えに入れる必要があるかもしれ ない。 文 献1) FDA. Recommendations to reduce surgical fires and related patient injury: FDA safety communication. 2018. https:// www.fda.gov/medical-devices/safety-communications/ recommendations-reduce-surgical-fires-and-related-patient-injury-fda-safety-communication [2020.3.30]
