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“The cooler the brain, the longer the safe limit.” (脳が冷たいほど、安全な許容時間は長くなる）
第2回帝京大学心臓外科セミナー 大血管手術における脳保護法
帝京大学 心臓血管外科 真鍋 晋
今日のお題
• 手術の危険性
• 大血管手術の脳保護法
胸部大血管手術の現況
• 許容時間は何分か？
• 至適温度は何度か？ 低体温循環停止
• 許容時間を延長できるか？ 逆行性脳潅流
今日のお題
• 手術の危険性
• 大血管手術の脳保護法
胸部大血管手術の現況
• 許容時間は何分か？
• 至適温度は何度か？ 低体温循環停止
• 許容時間を延長できるか？ 逆行性脳潅流
危険性 各種心臓手術の比較
手術死亡 * 脳梗塞* * 冠動脈バイパス術 1.5% 5-6% 大動脈弁置換術 2.9% 僧帽弁形成術 1.4% 僧帽弁置換術 5.7% 上行大動脈置換術 6.4% 弓部大動脈置換術 7.5% 11%
*日本胸部外科学会2007年度年次報告より初回手術に限定。 * * Kirklin Cardiac Surgeryより
大血管手術は危険性が高い。
大動脈解離における上行大動脈置換術
上行大動脈でクランプできないため、 通常の方法では脳に血流が送れない。
大血管手術の脳保護法
手技 簡素 手技が簡素 やや煩雑 許容時間 短い やや短い 長い
当院では、 なし 上行置換術 全弓部置換術
今日のお題
• 手術の危険性
• 大血管手術の脳保護法
胸部大血管手術の現況
• 許容時間は何分か？
• 至適温度は何度か？ 低体温循環停止
• 許容時間を延長できるか？ 逆行性脳潅流
１．手術成績から安全な許容時間を検討する。 ～1990年代前半～ J Thorac Cardiovasc Surg 1993;106:19-31
Lars G. Svensson 循環停止で手術した656例について、循環停止時間と脳障害の発生率を分析した。 （低体温：２０℃）
循環停止時間（分） 脳障害発生率（％） ７～29分 4% (12/298) 30～44分 7.5% (15/201) 45～59分 10.7% (9/84) 60～120分 14.6% (7/48)
研究 1
１．手術成績から安全な許容時間を検討する。 ～1990年代前半～ J Thorac Cardiovasc Surg 1993;106:19-31
循環停止時間
脳障害発症率
(%)
２０℃で４０分を超えると脳障害は 急激に増加する。
研究 1
２種類の脳障害：STROKEとTND
Stroke(脳梗塞） 領域 原因 症状 巣状 主に塞栓 麻痺その他 いわゆる脳梗塞症状
Temporary neurological dysfunciton（TND) （一過性脳神経障害） 領域 原因 症状 全体的 脳血流不全 錯乱、異常興奮、譫妄。 覚醒遅延、パーキンソニズム
１．手術成績から安全な許容時間を検討する。 ～1990年代前半～ J Thorac Cardiovasc Surg 1994;107:788-99
研究 2
M.Arisan Ergin 循環停止で手術した183例について、循環停止時間と脳障害の発生率を分析した。 （低体温：12-15℃） ４０分を超えると脳障害は
急激に増加する。
循環停止時間
脳障害発症率
(%)
TNDあり
TNDなし
3．より詳細な知能テストで評価する。 ～1990年代後半～ J Thorac Cardiovasc Surg 1999;117:156-63
研究 3
David L. Reich 循環停止で手術した146例について、注意力、情報処理スピード、記憶力、実行力、緻細な手指運動の５項目について、術後評価を実施。循環停止が２５分以内と以上の症例の間で差がみられるか検討した。
項目 オッズ比 p値 注意力 2.34 0.126 情報処理スピード 1.38 0.547 記憶力 3.47 0.032 実行力 0.91 0.863 緻細な手指運動 11.11 <0.001
循環停止が２５分を超えると、記憶力と緻細な手指運動に障害がみられる。
４0分を超えると 脳梗塞が出現
２５分を超えると 高次脳機能が障害
低体温循環停止の許容時間
2．各温度でどの程度脳の代謝が抑制されているか計測する。
体温を冷却しながら、脳の酸素消費量を測定する。 （酸素消費量） ＝ （脳血流量） X （頸動脈酸素含量 － 頸静脈酸素含量） （CMRO2）
頸動脈に留置した 電磁流量計で計測
血中酸素含量 SO2 X Hb X １．３２
血流量、酸素飽和度
酸素飽和度
2．温度と許容停止時間 Anesthesiology 1991;75:130-6
研究 ４
Johon D. Michenfelder ８匹の犬で、体温を冷却しながら（３７℃→２７℃→２２℃→１８℃→１４℃）、脳の酸素消費量を測定する。 体温 酸素消費率
３７℃ 100% ２７℃ 50% １７℃ 10%
2．温度と許容停止時間 Ann Thoarc Surg 1999;67:1895-9
研究 ５
Johon N. McCullough 循環停止で手術した37例について、冷却前、冷却１０分後、体温１５℃、 １１℃における脳の酸素消費量を測定する。
体温 酸素消費率 ３７℃ 100% ２5℃ 40% １5℃ 18%
３７℃での脳の虚血許容時間を５分とする。 脳の酸素消費量が軽減した分だけ、許容時間が延長すると考え、各温度における許容時間を測定する。
体温 許容時間 ２７℃ １２分 １７℃ ６０分
体温 許容時間 ２5℃ １4分 １5℃ 31分
研究 ４ 研究 ５
基礎実験によれば、 25℃では、脳の代謝は35-40%程度までしか抑制されていない。
25℃ 25℃
よって許容時間は15分程度。
温度と安全な循環停止時間の関係
“The cooler the brain, the longer the safe limit.” (脳が冷たいほど、安全な許容時間は長くなる）
今日のお題
• 手術の危険性
• 大血管手術の脳保護法
胸部大血管手術の現況
• 許容時間は何分か？
• 至適温度は何度か？ 低体温循環停止
• 許容時間を延長できるか？ 逆行性脳潅流
静脈側から血液を送ることで、本当に脳に酸素や栄養が 供給されているのだろうか？
逆行性脳潅流で脳を潅流できるのか？ 基礎実験１ 血流の評価
研究者 動物 方法 結果 血管レベル
Fukae 犬 ドップラー △ 髄質は流れるが、皮質は流れない。
Nojima 犬 ポラログラフィ ○
Razumousky 犬 経頭蓋ドップラー ○ 中大脳動脈に逆行性血流。
微小血管レベル
Dong 豚 蛍光色素 ○ Usui 犬 蛍光色素 × ほとんどがシャントされ、脳には到達せず。
Ehrlich 豚 蛍光色素 × Ye 豚 MRI × Duebener 豚 生体内顕微鏡 × 脳の浮腫を認めた。
Boeckxstaens
ヒヒ 色素 × 順行性に比べ1%の血流のみ
逆行性脳潅流で脳を潅流できるのか？ 基礎実験２ 代謝の評価
研究者 動物 結果 脳代謝の測定
Usui 犬 ○ 通常の体外循環の1/3の酸素を供給。ATPレベルも維持された。
Sakurada 犬 × 酸素の代謝率は3%しかなかった。
Nojima 犬 ○ 酸素消費と二酸化炭素の産生を確認。乳酸は低いレベルで維持
され、ATPレベルも維持された。
Mori 犬 ○ ATPは高いレベルで維持された。
Oohara 犬 ○ 通常の体外循環の1/3の酸素消費がみられた。
Safi 豚 ○ 組織の酸素化は良好。
脳障害の発症頻度の比較
研究者 逆行性脳潅流 循環停止 Safi 1.1% (3/266) 9.5% (4/41) Elrlich 9.4% (5/53) 27.2% (15/55) Bavaria 0% (0/14) 45.8% (11/24) Moon 5.6% (2/36） 5.6% (4/72)
Total 2.7% 17.7%
0
25
50
Safi Elrlich Bavaria Moon Total
RCP DHCA
逆行性脳潅流の効果は、 基礎実験では賛否両論であり、結論は得られていない。 しかし、 臨床成績は、明らかに逆行性脳潅流を追加したほうが、 循環停止だけよりも成績は改善している。 では、何分までが許容時間か？
JOURNAL CLUB 文献 その１：逆行性脳潅流の許容時間
6０分を超えると脳障害は 急激に増加する。
60分を超えると 脳梗塞が増加 高次脳機能が障害
逆行性脳潅流の許容時間
帝京大学医学部心臓血管外科学講座ホームページ
http://www.teikyo-cvs.com/index.html
※このスライドは帝京大学で行っている CVS セミナーで使用しております。CVS セミナーは
心臓外科に関するレクチャーを毎月一回開催しています。心臓血管外科、麻酔科、循環器
内科を中心に、看護師、臨床工学技師、理学療法士など毎回 30 名前後のメンバーが参加
しています。下記のホームページより他のスライドもご覧いただけます。
