よくわかるVV ECMO

藤田保健衛生大学医学部麻酔・侵襲制御医学講座

重症呼吸不全の管理

ECMOとは？ECMOの生理学ECMO管理の実際再循環

Awake ECMO

スライドの内容

重症呼吸不全の管理

呼吸不全の治療では・・・

侵襲度

重症度低~高流量酸素

NPPV

High Flow

人工呼吸

ECMO

人工呼吸器管理は…

さらに肺を痛めるO2

CO2

① Volutrauma② Barotrauma③ Atelectrauma④ Biotrauma⑤ Oxygen Toxity

人工呼吸器関連肺傷害

：過剰な換気量

：過剰な圧

：虚脱再開通

：炎症

：酸素毒性

VILI：Ventilator Induced Lung Injury

ECMOの目的

Lung Rest肺を休める

ECMOとは？

ECMOとは？

体外式膜型人工肺：ExtraCorporeal Membrane Oxygenation

かつては・・・

ECLS：Extracorporeal Life Support（体外生命維持）ECL(H)A：Extracorporeal Lung and Heart Assist

（体外式肺(心)補助）

ECMOは何をするの？

O2

CO2

適応

超重症呼吸不全

従来の治療では救命困難

可逆性の病態

適応外

出血性病変の存在

非可逆性の病態長期人工呼吸器管理（7日以上）間質性肺炎の急性増悪

血液疾患、骨髄移植後

ECMOの適応

ECMOの分類

分 類 導入理由 方 法

RespiratoryECMO

呼吸不全に対し

呼吸補助

V-V ECMO

V-VA ECMO Cardiac

ECMO循環不全に対し

呼吸・循環補助V-A

ECMOECPR 心肺蘇生時の

呼吸・循環補助

ECMOの方法

VV ECMO VA ECMO

CO2 O2 CO2 O2

（呼吸の補助のみ） （呼吸と循環の補助）

ECMO中の呼吸器条件

肺に負担がかからない条件

換気はほとんど入らなくてよい

むしろ「換気しない」もあり

1,970年代成功例報告あり、その後症例数増加

1,970～1,980年代２つのRCTで否定。欧米の一部の施設を除き、成人には施行されなくなった。（新生児領域では発展）

日本でも熊本大学をなどが研究が進めていたが、1980年代以降、ほとんど実施されなくなった。

2009年、CESAR trial成人重症呼吸不全症例に対し、ECMOセンターでの治療の有効性が示された。

2009年、H1N1インフルエンザ流行

VV ECMOの歴史

ECMO治療の成績

対照群 47.1%

ECMO群 63.3%

重症呼吸不全患者のうち6ヵ月後に重度の機能障害なく生存している患者

2009年 H1N1ｲﾝﾌﾙｴﾝｻﾞﾊﾟﾝﾃﾞﾐｯｸ

60~90% 36%

ECMO使用群の生存率

何がいけなかったのか？

合併症を起こさない長期管理ができなかった。

J Anesth 2012;26:650–7.

有害事象 92.9%

2012年発足

呼吸療法医学会と集中治療医学会が主体

活動内容

情報交換

啓蒙活動

データ集積

症例検討会

88施設参加 （2018年3月15日現在）

ECMOプロジェクト

日本のECMO治療の成績向上

海外ECMOセンター研修シミュレーションラボ開催等

ECMOプロジェクトの一環スウェーデンのカロリンスカ大学の研修

当院より３名が各一週間ずつ参加

海外ECMOｾﾝﾀｰ研修：ｶﾛﾘﾝｽｶ大学

ECMOシミュレーションラボ

インストラクター集合写真

ECMOシミュレーションラボの開催

広島大学

藤田保健衛生大学

千葉大学

年数回開催

ECMOの生理学

75

ECMO管理中のSpO2

大丈夫？

SpO2

外呼吸：肺に酸素を取り込む

循 環：全身の細胞まで酸素を送る

内呼吸：細胞が酸素を利用

酸素の流れ

ミトコンドリア

酸素瀑布

大気

150

100

50

0

吸入気

肺胞気

動脈血

混合静脈血

細胞内

PO2[mmHg]

ミトコンドリア

1～2mmHg

酸素運搬能

DO2 = CO×CaO2×10

=CO×(1.34×Hb×SaO2)×10

酸素需給に関する式

動脈血酸素含量

CaO2 = 1.34×Hb×SaO2＋0.003×PaO2Hbに結合した

酸素の量

血液に直接溶け込んだ酸素の量

[mL/dL]

100mL中の酸素の量

[mL/分]

正常域

正常域

DO2とVO2の関係

DO2

VO2

０

200

250

400 1000

2 3 4 5

DO2 (mL/min)

VO2 (mL/min)

600

嫌気性代謝 ⇧乳酸値 ⇧

低いSaO2で大丈夫？

A) SaO2＝98%, Hb 9.0g/dL, CO5L/分 の時

B) SaO2＝75%, Hb12.0g/dL, CO5L/分 の時

DO2＝5×(1.34×9×0.98)×10＝ 590.94 mL/分

DO2＝5×(1.34×12×0.75)×10＝ 603 mL/分

酸素運搬量：DO2は A ＜ B

SaO270%台でも大丈夫か？

重症度

SaO2

70%

負荷

ECMOあり

死亡

ECMOなし

ECMO管理の実際

人工肺

遠心���

脱血

送血

T社製：多孔質膜

血漿リーク：人工肺の肺水腫

気相

血液側

CO2

O2

膜

T社製：多孔質膜

血漿ﾘｰｸ

血球

血漿

多孔質膜

血液側

N社製：緻密膜

気相

膜

CO2

O2

血球

血漿

緻密膜（複合膜）

PMP；ポリメチルペンテン

溶血と異音の発生

回転軸に血栓形成あり

長期耐久型ポンプの選択

血栓なし

8 日間使用 41 日間使用

流速は最狭部位が規定する

V=π(P入口 — P出口)8

×r4×t

r

l

P出口 P入口

lη 太・短

ハーゲン・ポアズイユの式

カニューレの最も狭い部位

血管

カニューレサイズ

直径1.5ｃm の血管の場合

15mm×2/3 = 10mm 以下の直径のカニューレを選択

血管の直径の2/3を超えないカニューレを選択する

10mm ⇛ 10×3 Fr まで25~29Frのカニューレを選択

Fr＝直径×3

AV

カニューレの選択

19cm

TERUMO社製 CAPIOXカニューレ GETINGE社製 HLSカニューレ

どのように脱血されているか？

水実験：脱血（両側から色素）

ECMO, 4000rpm, 7L/分脱血：東洋紡社製 NSHヘパリンカニューレ® 22Fr

水実験：脱血（先端は陰圧か？）

ECMO, 4000rpm, 7L/分脱血：東洋紡社製 NSHヘパリンカニューレ® 22Fr

どのように脱血されているか？の正解

水実験：脱血（両側から色素）

ECMO, 4000rpm, 7L/分脱血：東洋紡社製NSHヘパリンカニューレ® 22Fr

ダブルルーメンカニューレ

Avalon Elite® Bi-Caval Dual Lumen Catheter MAQUET

回路内圧モニタリング

コンソール

CO2

O2送血圧

肺前圧

脱血圧

送気圧

ポンプ

人工肺

ブレンダ

ｃSvO2

流量 送血圧人工肺入口圧

脱血圧 送気圧 原 因

送血不良（屈曲、カニューレサイズ・位置・血栓、血圧上昇）

人工肺の凝血

脱血不良（屈曲、カニューレサイズ・位置・血栓）

送血側からのリーク（回路亀裂・外れ、カテーテル抜去）

血漿リーク、wetlung、ガスライン屈曲

送気停止、ガスライン外れ・屈曲

※適正な回路内圧を保つことで血漿リークや溶血などの合併症の発生を抑える。

回路内圧モニタリングの変化

全身循環VV ECMO

再循環

再循環とは

IVC→SVC長所：再循環が少ない。

短所：脱血がやや不良。

SVC→IVC長所：脱血容易。血流多い。

短所：再循環が多い。

脱血→送血の方向

脱血管が過度の陰圧でへしゃげた症例

母体からの血流

右心系血流の自然な流れ：胎生期

卵円孔

胎生期

上半身からの血流

右心系血流の自然な流れ：出生後

下半身からの血流

出生後

上半身からの血流 閉鎖卵円孔

脱血

送血

送血は反転して右室に入る必要がある

しかし前方の脱血管に吸われる割合も多い

ECMO：上大静脈脱血時の再循環

ECMO：下大静脈脱血時の再循環

送血

脱血

送血は反転の必要がなく自然な流れで

右室に流入できる

患者要因

心拍出量

血管内容量

ECMO 要因脱血→送血の向きECMO流量カニューレ

構造

位置・位置関係

再循環に影響する要因

ポンプ流量を上げると再循環率が増える

ECMO流量(L/分)

再循環率(％)

有効流量(L/分)

5.0

50

2.5

ASAIO J. 2015; 61(3): 227-236.

有効流量

再循環率

VV ECMO中の右心系血流

ECMO血流 静脈灌流

脱血管

送血管

IVC

SVC

右房

右室

肺動脈(PA)

再循環 肺動脈血流= CO

VV ECMOの経大腿静脈脱血管三尖弁が閉じると再循環する。

心拍に同期して点滅しているように見える。

目で見る再循環

ECMOの合併症

ECMO回路側人工肺不全 17.5%

血栓人工肺内人工肺以外回路内

12.2%17.8%

ｶﾆｭｰﾚ関連合併症 8.4%

溶血 6.9%

他、機械関連合併症 7.9%

患者側出血創部出血ｶﾆｭｰﾚ刺入部出血気道・肺胞出血消化管出血頭蓋内出血

19.0%17.1%8.1%5.1%3.8%

DIC 3.7%

感染症（培養で確認） 21.3%

N Engl J Med 2011;365(20):1905-14.

徹底的な止血日々の入念な観察とケア

血小板・凝固因子の十分な補充と適切な抗凝固

Awake ECMO

ECMO装着下で覚醒しているだけ患者がAwakeさせられている

「単純に起こせばよい」というものではない

Awake ECMO？

ただ「Awakeすればよい」というものではない

第38回日本呼吸療法医学会学術集会 シンポジウム「Awake ECMO」より

※画像と動画の使用について、ご本人と大会長の承認を得ております

※患者様のご同意を得て目線なしとしています

突然の呼吸困難に陥り意識を失い、幻覚や記憶欠損を経て、目覚めると未知の機械に繋がれ身体も言うことを聞かなかった。

Awake ECMOの困難さ

多職種で傾聴と説明に取り組む

RNMD

PT

CE

RN

リハビリの様子

リーダー全体を見る

カニューレ・回路

カニューレ・回路

ECMO血流量、cSvO2など

MD

MD

RN PT

CE

患者生体情報モニタHR・BP・SpO2など RN

患者表情・呼吸パターンなど

カンファレンスでの情報共有

患者の情報を共有し、今できることを多職種で話し合う

治療中にはじめてアイスを食べた様子

B4 100枚のICUダイアリー

患者自身が記載するICUダイアリー

患者自身が記載するICUダイアリー

身体機能の改善

気切孔を閉鎖し＜68病日目＞独歩で退院した。

＜35病日目＞ECMOを離脱した。

＜46病日目＞ICUを退室した。

握力

10

15

20

25

30

鎮静薬漸減 ECMO離脱 ICU退室 退院

16

27

10

27

河合佑亮.患者自身が記載するICUダイアリーの効果：症例報告. 第13回日本クリティカルケア看護学会学術集会（宮城）

ECMO下にリハビリで立位

Respiratory ECMOについて説明した。特殊な体内環境となるECMO管理についてはその生理学的な理解が必須である。

PaO2, SaO2にとらわれることなく、DO2を意識した全身管理が重要である。

デバイスは進化しており、適切なものを使用する必要がある。

再循環は必須であり、カニューレの位置関係や、脱血の特徴などに注意が必要である。

今後、ECMOプロジェクトの下、日本のECMO治療の進化が期待されるが、Awake ECMOも行われるようになってきている。一方で、ECMO導入後救命困難になる症例も多く、倫理的な側面にも目を向けなければならない。

まとめ