はじめに

機械的循環の進歩により、進行した心不全患者の生存率と生活の質の両方が向上している1。 2,3 Veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation（VA-ECMO）は、心肺補助のための確立された戦略であり、心不全患者における使用は増加しています。 しかし、この方法はより高度な医療を必要とするため、従来は十分に活用されていないのが現状である。 このExpert Analysisでは、VA-ECMOの適応、副作用、および管理戦略について概説する。

ガス交換が主目的である静脈内ECMOとは対照的に、VA-ECMOでは中心静脈から血液を排出し動脈系に戻すことができる。 3 何よりも、臨床的悪化や病態を迅速に認識し、適切な候補者にVA-ECMOを開始することが、生存の可能性を大きく左右する4

VA-ECMOの開始は、高リスクの介入である。 心筋梗塞の適応と成功例は増えているが、ECMO回路を開始する前に常に慎重に検討する必要がある。 心不全におけるVA-ECMOの禁忌は存在し、以下のものがある：回復不能な心機能、移植または耐久性のある機械的支援の候補でない患者、慢性臓器機能障害（肺気腫、肝硬変、腎不全）、十分な組織灌流のない長期の心肺蘇生（CPR）、コンプライアンスの制限（財政、認知、精神、および社会の制限）のある患者などである。 医師は、VA-ECMOを使用している患者をサポートする努力をする前に、患者の予後、併存疾患、および離脱戦略を考慮する必要があります。 使用と維持のためのガイドラインと推奨事項は、ほとんどない。 しかし、体外式生命維持装置（ELSO）は、あらゆる形態のECMOに焦点を当てた国際コンソーシアムであり、心不全におけるVA-ECMOに関するガイドラインも発表されています5。

VA-ECMOの適応

VA-ECMOの古典的な適応は心原性ショックで、心拍出量と心筋収縮力が低下して組織の低灌流が生じることで定義されます3。これは大きな心筋梗塞などの急性イベント、あるいは慢性虚血または心筋症プロセスの悪化から生じることがあります。 無作為化データは存在しないが，非無作為化試験により，心原性ショックを合併した急性心筋梗塞にVA-ECMOを使用すると，再灌流療法と併用した場合に院内生存率が改善し，30日死亡率が低下することが示唆されている6,7

心原性ショックは虚血性以外のプロセスによって生じることもありうる。 最も一般的な非虚血性の病因は、劇症型心筋炎および敗血症関連心筋症である。 心原性ショックと敗血症性ショックの混合型におけるVA-ECMOのデータはあまり強固ではないが、高度な心臓支援による利益が出血と血栓症のリスクを上回る患者には、その役割が存在する可能性がある9。 最後に、VA-ECMOは、心肺バイパスからすぐに離脱できない患者への使用に成功した場合、心切開後のショックにも使用できる。

治療成績の改善により、適応も拡大している。 最近では、右心不全を伴う肺高血圧症や肺塞栓症の患者もVA-ECMOの候補として浮上してきている。 これらの患者では、VA-ECMOは、特に減圧が急性に起こった場合に、血栓除去術などのより決定的な治療への橋渡しとして使用することができる。

体外式CPR（E-CPR）として知られるVA-ECMOによるCPR支援は、アルゴリズムの生命維持戦略とともに使用した場合に心停止時の循環回復を支援するためのVA-ECMOの別の用途である。 10,11

ショックに加えて、VA-ECMOはクラスIV/ステージDの心不全でも役割を拡大している。 心筋梗塞後のショックでの使用と同様に、VA-ECMOは、血行動態が不安定な一次グラフト機能不全と心筋拒絶反応を伴う心臓移植後の患者にも使用されて成功を収めています。 一次移植片機能不全の患者の死亡率は高いが、VA-ECMOを早期に使用して最初の事象を乗り越えた患者は、一次移植片機能不全のない移植患者と同等の生存率を示すことができる13

最後に、VA-ECMOは、末期心不全患者の左室補助装置（LVAD）移植または心臓移植への橋渡しとしても使用されて成功をおさめている。 VA-ECMOの使用は、LVAD患者の術後管理、特に重症右心不全の患者への使用にも及ぶ。 ここで、VA-ECMOを使用することにより、LVAD植え込み後の血行動態の変化に右室が適応する間、心臓のサポートを行うことができる17

有害事象

議論したように、VA-ECMOの予後の最大の予測要因はこの技術を迅速に認識し開始したことである。 しかし，VA-ECMOの使用は，起こりうる合併症と慎重に比較検討する必要がある。 最も一般的な有害事象は、出血と血栓症である。 抗凝固療法は、回路血栓症を予防するためにVA-ECMOの管理の要となるものである。 抗凝固療法の標準的な目標値は存在しないが、回路血栓症を予防するための活性化部分トロンボプラスチン時間（aPTT）の目安は60～80秒が通例である。 出血のリスクが高い患者では、40～60秒のaPTT目標を使用することができる。

出血および血栓のリスクに寄与するのは、溶血、後天性フォンウィルブランド因子欠乏、および血小板減少を含むECMO回路の維持による血液学的影響である。 これらに加えて、播種性血管内凝固およびヘパリン起因性血小板減少症（血栓症の有無にかかわらず）のリスクはすべて、ECMOを維持している患者の血液学的合併症の負担を増大させるものである。 血栓形成の傾向が高いため、心房中隔欠損や卵円孔開存などの心房内連絡部位の可能性を知ることは、脳卒中リスクを軽減し血栓塞栓症の影響を最小限に抑えるための抗凝固療法の調整に重要である

出血と血栓に次いで、感染はVA-ECMO使用に関する最も大きな合併症として残っている。 無菌技術および管理された移植（手術室、心臓カテーテル室）は、緊急の開始と比較してより大きな成功を予兆している。 VA-ECMOの使用が長引くと、感染症のリスクも高くなる。 これは、カテーテル留置期間が長くなるためと推定される。さらに、VA-ECMOによる長期のサポートを必要とする患者は、重症および多臓器不全に陥っている傾向があり、感染のリスクが高くなる18。 VA-ECMOの開始後に抗生物質の予防投与を継続すること（第一世代セファロスポリンの静脈内投与）は、カテーテル部位関連の感染を防ぐための選択肢として残っているが、全身感染の予防におけるその有用性は依然として議論の余地がある

四肢虚血もVA-ECMOの合併症として知られている。 カニューレのサイズと患者の血管系との位置関係が、これに関して大きな役割を担っている。 四肢の虚血に加え，筋壊死，アシドーシス，下肢切断をもたらすコンパートメント症候群も起こりうる。 これは、ECMO回路から表在大腿動脈への外科的な端から端への移植、または遠位四肢血管からの逆行性挿入による再灌流カニューレのカテーテルベースの挿入によって行うことができます

VA-ECMO回路での時間が長くなると、左心室の膨張が発生する可能性が高くなります。 VA-ECMOは、左心室（LV）が抵抗して働くために大量の後負荷を生じさせる。 これは、一般にLVの膨張とそれに続く肺水腫を引き起こす可能性がある。 ECMOを使用している患者のLV減圧を補助するために、さまざまな戦略が用いられてきた。 これには大動脈内バルーンポンプ、カテーテルを用いたポンプ、心房中隔切除術、直接的な左室減圧などがあるが、後者では手術室への設置が必要となり、心筋梗塞後のVA-ECMO使用時に見られることがある。 心エコー図を頻繁に撮り、胸部X線写真を毎日撮り、血行動態を注意深く観察することで、LVの膨張と肺水腫の悪化を特定し、LV減圧のタイミングに役立てることができる

管理戦略

VA-ECMOに関する管理戦略で利用できる無作為比較試験は存在しない。 しかし、この治療法を必要とする患者の使用において受け入れられている管理戦略がある。2,5 VA-ECMOの開始は三次医療機関以外でも可能であるが、可能であれば、心血管系の虚脱が差し迫っている患者が確認されたときに、地域の医療機関と三次医療機関との間で早期に協議することが推奨される。 可能であれば、血行動態の安定性に基づいて、VA-ECMOを開始する前であっても、患者を早期に三次医療施設に搬送することが望まれる。

医師が常にベッドサイドにいるわけではなく、他の医療従事者は重症患者の治療に専念しなければならないため、ECMO回路の監視と管理のために心臓灌流医をベッドサイドに常駐させることが強く推奨される。 したがって、抗凝固、ガス交換目標、心拍出量、回路温度などのECMOベースのパラメータに注目する灌流士の存在は、VA-ECMOによる患者ケアに大きな影響を与える。 理想的には、これはVA-ECMO回路のみで、回路からの回復を促進するために灌流を最大にするために回路の毎分回転数を調整することによって達成できる。 時には、他の血行動態パラメータ（平均動脈圧、全身血管抵抗）に基づく強心薬の補充が必要な場合がある。 さらに、VA-ECMOを使用している患者の大部分は、特にカニュレーション後の初期に挿管および換気を行うことになる。 ECMOの酸素供給と換気を一致させるには、血行動態と動脈血ガスとを綿密かつ頻繁に分析する必要がある。

先に述べたように、抗凝固療法はあらゆるECMO回路の基礎であり、潜在的な落とし穴である。 抗凝固療法の開始目標は60～80の範囲のaPTTであるが、これは患者の個別のニーズおよびリスクプロファイルに基づいて高くも低くも調整することができる。 これと関連して、ECMO回路に伴う溶血は、時間の経過とともに貧血を引き起こし、血液製剤の輸血が必要となる場合があります。 輸血の目標、特に充填赤血球の目標は、各患者の個別化された治療計画全体と比較検討されなければならない。

最終的に移植候補者となる可能性のある患者においては、移植後の関連転帰を改善するために、同種感作を最小化できるように輸血製品を慎重に使用することが推奨される。 これは特に血小板輸血に当てはまります。 定期的な血小板輸血は、プールされた、あるいは複数のドナーからのものです。 マルチドナー血小板の各ユニットは、VA-ECMO を受けている患者を多くのヒト白血球抗原にさらす可能性があり、同感作のリスクを著しく増大させる可能性があります。 移植に移行する可能性が高い患者では、単一ドナーの血小板は、同種感作を最小限に抑えるために考慮されるかもしれないが、単一ドナーの血小板という選択肢には追加費用と稀少性が伴うため、特定の症例にのみ使用すべきである。

重症患者に使用するあらゆる技術と同様、蘇生状態、治療目標、予後に関して終末期の話し合いを行うことが不可欠である。 VA-ECMOを使用している患者をケアする際には、毎日の最新情報と家族との前もっての話し合いが重要である。 20

結論

VA-ECMOは、回復またはより確実な治療への橋渡しとして心血管系虚脱患者を支援するための実証済みの戦略である。 その開始は一部の患者において慎重に検討されるべきである。 IV度/D度進行心不全患者の治療経験のある三次医療施設に早期に転院し、共同管理することが有益である。 合併症を防ぐため、患者が回復期やより確実な治療法に移行する際には、管理戦略と目標を注意深くモニターする必要がある。

表1：静脈動脈ECMOの適応

• 心原性ショック。 心筋梗塞の有無にかかわらず
• 劇症型心筋炎
• 肺高血圧症および右心不全
• 血行動態を崩した肺塞栓
• 心停止（CPR補助）
• 薬物投与 過量投与
• 敗血症による心筋症を含む非虚血性心筋症
• 移植または補助人工心臓（LVAD/BiVAD）決定までのつなぎ
• 心臓手術後のサポート

表2: VA-ECMOのよくある合併症（単位：％）

• 血栓症：1～22％
• 出血や溶血などの凝固障害：5～79％
• 肢体虚脱：13～25％
• 感染症。 17-49%
• 神経学的事象。 10-33%

TABLE 3: 初期治療の目標（Lafc, et alより引用）21

• Flow: 60-80 cc/kg/min
• FiO2: 100％
• SaO2: 100％
• MvO2: 60-75%
• SpO2: 95-100%
• pCO2: 35-45mmHg
• MAP: 60〜90mmHg
• pH：7.35-7.45
• 血小板数：8万以上
• ヘマトクリット：28％以上

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