●原著
人 工 臓 器28(2),315-319(1999)経大動 脈的カ テー テル左 室ベ ン ト法 の左 室補助効果 と臨床
応用
北 村 昌 也,森 下
篤,栗
原 寿 夫,渋 谷 益 宏,小 寺 孝 治 郎,
広 田
潤,山 崎 健 二,渡 辺
直,遠 藤 真 弘,小 柳
仁
重 症 左 心 不 全 に お け る経 大 動 脈 的 カ テ ー テ ル 左 室 ベ ン ト法(TACV)の 効 果 を検 討 し,開 発 したTACV用 カ テ ー テ ル の 臨 床 応 用 に つ い て 評 価 し た.実 験 的 重 症 左 心 不 全 モ デ ル に お け るTACV併 用 静 動 脈 バ イ パ ス (VAB)の 効 果 を単 独VABと 比 較 し た.TACV併 用 は単 独VABに 比 べ て,左 室 一 回 仕 事 量,圧 容 積 面 積 な どが 有 意 に減 少 し,左 室 心 筋 内ATPは 有 意 に増 加 した.特 別 仕様 のTACV用 カ テ ー テ ル はAVR以 外 の 成 人 開 心術5例 で 体 外 循 環 中 に挿 入 さ れ,全 例 で 安 全 にTACVが 行 わ れ 不 整 脈 や 溶 血 等 の 問 題 は な か っ た. TACVの 効 果 とし て,経 食 道 心 エ コ ー 上 の 左 室 径 の減 少 と体 外 循 環 離 脱 等 の 肺 動 脈 圧 の低 下 が 確 認 さ れ た. 経 大 動 脈 的 カ テ ー テ ル 左 室 ベ ン ト法 に よ り,重 症 左 心 不 全 モ デル に お い て 十 分 な左 室 負荷 の 軽 減 と左 室 エ ネル ギ ー代 謝 の改 善 が認 め られ,開 発 した 本 法 用 カ テ ー テ ル は,臨 床 例 にお い て安 全 に使 用 可 能 で あ り,左 室 径 の 減 少 に十 分 な 流 量 が 確 保 さ れ た 。
Kitamura M, Morishita A, Kurihara H, Shibuya M, Kodera K, Hirota J, Yamazaki K, Watanabe S, Endo
M, Koyanagi
H
Experimental
and Clinical Assessment
of Trans-aortic
Catheter
Venting.This
study was undertaken
to assess the effectiveness
of trans-aortic
catheter
venting (TACV)
during
venoarterial
bypass
(VAB) in a heart failure model and to evaluate special multipurpose
catheters for
TACV in patients with open heart operation. During VAB in an experimental
heart failure model,
TACV showed significant reduction of left ventricular
work and a significant increase of myocardial
adenosene
5'-triphosphate.
In 5 surgical patients, special catheters were easily introduced into the left
ventricle and TACV was safely performed. The TACV significantly reduced mean pulmonary
arterial
pressure and left ventricular
end-diastolic
dimension measured
by transesophageal
echocardiography
during weaning from cardiopulmonary
bypass.
Keywords: trans-aortic
catheter venting, venoarterial
bypass, percutaneous
cardiopulmonary
support, left ventricular
funcion, adenosine 5'-triphosphate
Jpn J Artif Organs 29 (2), 315-319
I.緒 言 最 近,急 性 循 環 不 全 に対 す る経 皮 的 心 肺 補 助(PCPS)1-4) が 盛 ん に行 わ れ,救 命 例 の報 告 が 増 え て き て い る.し か し, PCPS単 独 で は通 常 の 静 動 脈 バ イパ ス(VAB)と 同 様 に左 室 負 荷 は軽 減 さ れ ず,重 症 左 心 不 全 に対 す る 治療 と し て は 不 十 分 と思 わ れ る。 著 者 らは 経 大 動 脈 的 カ テ ー テ ル 左 室 ベ ン ト法(TACV)を 考 案 し,こ れ まで に そ の左 室 補 助 効 果 を報 告 して き た5,6).本 研 究 で は,重 症 左 心 不 全 に お け る TACVの 評 価 に加 え,新 し く開発 したTACV用 カ テ ー テ ル の 臨 床 応 用 に つ い て 検 討 した. II.方 法 1.重 症 左 心 不 全 モ デ ル に お け る 実 験 的 評 価 非 フ ィ ラ リ ア処 理 を加 えた 雑 種 成 犬7頭(体 重14∼20 kg)を 用 い て,TACV+VAB(Fig.1)の 効 果 を単 独VAB と比 較 した.重 症 心 不 全(HF)は 左 冠 動 脈 の 多 点 結 紮7,8)に よ り 作 成 し た.TACV+VABと 単 独VABの 流 量 は40 ml/kg/minで 同 じ と し,内10ml/kg/minをTACVの 流 量 と した 。 左 室 補 助 効 果 の判 定 は,コ ン ダ ク タ ンス カ テ ー テ ル と ミ ラ ー カ テ ー テ ル に よ る左 室 圧 一 容 積 関 係9-11)と, 蛍 光 吸 光 度 計 に よ る左 室 壁 生 検 組 織 の 心 筋 内ATP測 定 に 基 づ い て行 っ た 。各 測 定 は そ れ ぞ れ の 循 環 状 態 を60分 維 持 した 時 点 で行 っ た 。循 環 血 液 量 の 調 整 は補 液 に よ り行 った. 2.TACV用 力 テ ー テ ル の 臨床 応 用 TACV用 カ テ ー テ ル は特 別 仕 様(壁 厚0.25mm)の テ ル モ 社 製 ガ イ デ ィ ン グ カ テ ー テ ル ナ イ ル(Fig.2)で,太 さ8 Fr,長 さ100cmで あ っ た.先 端 は マ ル チ パ ー パ ス4cm (SH)で,側 孔 数 を6個 と した.さ らに先 端 をJ型 に した も の を試 作 した. 対 象 はAVR以 外 の 成 人 開 心 術5例 で,年 齢 は58∼71 (平均65.0)歳,性 別 は男4例,女1例 で あ っ た.手 術 術 式 東 京 女 子 医 科 大 学 日 本 心 臓 血 圧 研 究 所 循 環 器 外 科Tokyo Wornen's Medical University連 絡 者(corresponding author):北 村 昌 也(Masaya Kita mura)
東 京 女 子 医 科 大 学 日 本 心 臓 血 圧 研 究 所 循 環 器 外 科(〒162-8666 東 京 都 新 宿 区 河 田 町8-1)The Heart Institute of Japan, Tokyo Women's University,8-1,Kawada,Shinjuku,Tokyo
162-8888,Japan.
E-mail:skitamur@hij,twmu.ac.jp
Received on Oct 22,1998;Accepted on April 2,1999
Fig.1 Schema of trans-aortic catheter venting (TACV) during venoarterial bypass (VAB). TACV can be applied during percutaneous cardiopulmonary support (PCPS) or cardiopumonary bypass (CPB) in open heart surgery.
Fig.2 Special multipurp, guiding cao,ders for trans aortic catheter venting (TACV).These catheters (8F, 100cm) have very thin wall and wide lumen.
はCABG3例,MVR1例,僧 帽 弁 形 成 術1例 で あ っ た.体 格 は 身 長 が146∼/77(平 均162.2)cm,体 重 が50∼66(平 均60.4)kg,体 表 面 積 が1.44∼1.86(平 均1.68)m2で あ っ た. 全 例 で 心 臓 手 術 操 作 終 了 後 の 人 工 心 肺 バ イ パ ス(CPB) 中 に,大 動 脈 遮 断 解 除 後 の心 機 能 回 復 を確 認 した 上 で,本
Fig.3 Operative findings of trans-aortic catheter venting (TACV) during partial cardiopulmonary bypass after coronary arterial bypass grafting.
Fig.4 Left ventricular stroke work (LVSW). TACV with VAB significantly reduced LVSW.
Fig.5 Myocardial adenosine 5'-triphosphate (ATP) in the left ventricle. TACV with VAB significantly in creased the mvocardial ATP.
Table1 Hemodynamic and energetic parameters before and during venoarterial bypass
*:p<0 .05 TACV with VAB vs HF,#:p<0.05 TACV with VAB vs IsoIated VAB <:p<0 .05 Isolated VAB vs HF
LVESP,left velltricular end-systolic pressure;LVEDP,left ventricular end-diastolic pressure;EDV,end-diastolic volume;ESV. end-systolic volume;SV,stroke Volume;Emax,slope of the end-systolic pressure-volume relation;Ea,arterial elastance;SW. stroke work;PRSW,preload recruitable stroke work;PE,potential energy;PVA,the LV presure-volume area;PE/PVA, LV ellergetic charge;ATP,adenosine 5'-triphosphate.
Fig.6 Echo findings of the end-diastolic left ventricle before trans-aortic catheter venting(TACV)under par-tial cardiopulmonary bypass.
Fig.7 Echo findings of the end-diastolic left ventricle during trans-aortic catheter Ventlng(TACV)under par-tial cardiopulmonary bypass.
カ テ ー テ ル を大 腿 動 脈 か ら左 室 まで 挿 入 し てTACVを 行 っ た(Fig.3).CPBの 流 量 は40∼50ml/kg/minで 一 定 と し,TACVの 流 量 は10ml/kg/min以 上 で 安 定 した ベ ン テ ィ ング が 可 能 な 流量 と した. TACVの 臨 床 的 評 価 は,TACVの 最 大 流 量,溶 血 や 不 整 脈 の 有 無,血 行 動 態 の 変 化,左 室 の 収 縮 ・拡 張 動 態 な ど を 各 種 モ ニ ター や 経 食 道 心 エ コ ー に よ り行 った. III.結 果 1.重 症 左 心 不 全 モ デ ル に お け る 実 験 的 評 価 実 験 的 な 重 症 左 心 不 全 モ デ ル で はEmax(mmHg/ml)が 平 均 で8.4か ら5.9に 低 下 し た.TACV+VABは 単 独 VABに 比 べ る と(平 均;TACV/VAB),左 室 一 回 仕 事 量 (1197.9/1388下7×10-4J;Fig.4),ポ テ ン シ ャ ル エ ネ ル ギ ー (938.3/1003.2×10-4J),圧 容 積 面 積(1975.7/2362.9X10-4 J)な ど が 有 意 に 減 少 し,左 室 心 筋 内ATP(3.5/2.0μmol/ g wt tissue;Fig.5)は 有 意 に 増 加 し た.全 体 の 結 果(Table l)で み る と,重 症 心 不 全 に 対 し てVAB単 独 で は左 室 負 荷
Talbe2 Effect of trans-aortic catheter venting during partial cardiopulmonary bypass
の軽 減 は不 十 分 で あ り,TACV併 用 に よ って 左 室 負 荷 の 十 分 な 軽 減 と左 室 心 筋 代 謝 の 改 善 が 得 られ た. 2.TACV用 カ テ ー テ ル の 臨 床 応 用 成 人 開 心 術5例 に お い てTACV用 カ テ ー テ ル の挿 入 は 容 易 で あ り,不 整 脈 等 の 問 題 は な か っ た.全 例 で 安 全 に12 ∼20ml/kg/min以 上 の 流 量 が 確 保 され,特 に 溶 血 な どは 認 め られ なか っ た.TACVの 効 果 と して,CPB離 脱 時 の平 均 肺 動 脈 圧 の低 下(4∼7,平 均5.5mmHg)と 経 食 道 心 エ コー 上 の 左 室 短 軸 拡 張 末 期 径 の減 少(30∼40,平 均35%; Fig.6,Fig.7)が 確 認 され た.な お ドッ プ ラ ー心 エ コー に 317
お い てTACV中 の大 動 脈 弁 逆 流 は 認 め られ な か っ た.臨 床 例 に お け るTACV併 用 の効 果 を ま とめ る と(Table2), 心 拍 数,体 血 圧,中 心 静 脈 圧 な ど に は影 響 せ ず,選 択 的 な 左 室 負 荷 の軽 減 効 果 が 認 め られ た. IV.考 察 TACVの よ う な簡 易 な選 択 的 左 室 補 助 が 必 要 と さ れ る 背 景 とし て,PCPSが 緊 急 の補 助 循 環 と し て有 用 で あ る も の の1-4),左 室 負荷 の 軽 減 が 不 十 分 で あ る こ と,不 全 心 心 腔 内 の 血 液 う っ滞 に よ り血 栓 塞 栓 症 の 危 険 が 高 ま る こ と,持 続 的 な肺 う っ血 に よ り呼 吸 障害 が起 こ る こ と,左 右 心 室 機 能 の 評 価 が 不 十 分 で あ りよ り高 度 な 補 助 循 環 法 の 選 択 や 適 応 が 困 難 とな る こ と な どが あ げ られ る.著 者 らは従 来 よ り, 開 心 術 後 の重 症 心 不 全 に対 す る補 助 循 環 と して 両 心 バ イ パ ス 法 を積 極 的 に 用 い て 良 好 な 成 績 を あ げ て き た12,13).さら に 両 心 バ イ パ ス 法 の補 助 効 果 を実 験 的 に 確 認 し て 報 告 し た14).加 え て左 室 補 助 人 工 心 臓(LVAS)の 経 験 な どか ら15), 左 室 脱 血 が 左 房 脱 血 よ り左 室 補 助 と して 有 効 で あ る こ と は 明 ら か で あ る.以 上 の よ う な 背 景 と経 験 か ら,著 者 ら は 1990年 頃 か らTACVの 開 発 ・研 究 を継 続 して きた. 重 症 心 不 全 モ デ ル に お け るTACVの 実 験 的検 討 か ら, 単 独VABと 比 較 し てTACV併 用 の 方 が 左 室 負 荷 の 軽 減 は有 意 に大 き い こ と,TACV併 用 の み で 不 全 心 の左 室 心 筋 に お け るエ ネ ル ギ ー 充 電 が 高 く な る こ とが 明 ら か とな っ た. TACVの 臨 床 的検 討 で は,開 発 中 のTACV用 カ テ ー テ ル はAVR以 外 の症 例 に使 用 可 能 で あ り,左 室 へ の 挿 入 に X線 透 視 や 心 エ コ ー な ど を要 し な い こ とか ら,緊 急PCPS 下 のTACV併 用 は十 分 に 可 能 と思 わ れ た.さ ら に臨 床 例 の評 価 か ら,部 分 的CPB下 のTACV併 用 は,CPB(ま た はVABやPCPS)に よ る右 心 と肺 中心 の 補 助 循 環 に選 択 的 な左 心 補 助 を加 え る効 果 が あ る こ とが 明 らか とな っ た. 以 上 の 結 果 を総 合 す る と本 法(TACV)の 応 用 と して, PCPS等 の 緊 急 補 助 循 環 との 併 用,開 心 術 後 の 重 症 心 不 全 に対 す るCPBと の 併 用 に加 え て,両 心 機 能 と肺 機 能 を 分 離 して評 価 す る こ とに よ る さ らに進 ん だ 補 助 循 環 法 の 選 択 と適 応 時 期 の 決 定,末 期 的 心 不 全 に対 す る左 室 負 荷 軽 減 の 効 果 判 定 に よ る外 科 的 治 療 法 の選 択 な どが 計 画 さ れ る. V.結 論 経 大 動 脈 的 カ テ ー テ ル 左 室 ベ ン ト法 に よ り,重 症 左 心 不 全 実験 モ デ ル に お い て 十 分 な左 室 負荷 の 軽 減 と左 室 エ ネ ル ギ ー代 謝 の 改 善 が認 め られ た.開 発 した 本 法 用 カ テ ー テ ル は,臨 床 例 に お い て安 全 に使 用 可 能 で あ り,左 室 補 助 に 十 分 な 流 量 が 確 保 さ れ た.し た が っ て本 法 は,急 性 循 環 不 全, 開心 術 後 の 重 症 心 不 全,末 期 的 慢 性 心 不 全 な どの 臨床 に幅 広 く応 用 可 能 と思 わ れ た.
文
献
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