人工呼吸

特Jpn J Respir Care 2015；32：14-19

集

ECMO を用いた呼吸不全の治療戦略

ECMO を用いた最新の呼吸管理 （ 2 ）維持と離脱
高氏修平・斉藤智誉・牧瀬博

キーワード：ECMO，出血性合併症，感染，急性腎傷害，経腸栄養

はじめに体外式膜型人工肺（extracorporeal membrane oxy-栄養、ECMO 回路と人工肺の管理）についてとりあげ、最後に ECMO の離脱時における注意点について概説する。

genation：ECMO）は呼吸不全に対する究極の治療とⅠ．合併症管理されているが、ECMO 自体は患者を治しているわけではなく、治療の基本は患者が治ってくるのを待つこ1．出血とである。したがって、ECMO を導入した後は、いECMO 施行中には抗凝固薬を使用しているため出かに安定してその後の維持を行えるかということが重血をきたしやすい状況にある。出血は ECMO に関連要となってくる。カロリンスカ大学の Dr.Palmer はする合併症 1）の中で最も頻度が高い（表 1）。出血部「ECMO の治療で大切なことは、患者を傷つけないこ位としてカニューレ刺入部や外科創部ならびに気道、とである。そうすれば彼らは自ら治癒してくる」と述

消化管、後腹膜からの出血の報告がみられる。また頻べている。不必要な胸腔ドレーン留置を行い出血性合度は少ないものの、脳出血は生命予後に関連するため、併症を起こしたり、人工呼吸器の圧設定を上げて気胸ECMO 施行中の抗凝固薬管理が重要となる。などの圧外傷を引き起こすことは、我々が起こしがち抗凝固薬は通常、未分画ヘパリン（unfractionatedな重大な過ちである。“Less is more” はドイツの建築

heparin：UFH）が選択される。凝固系のモニタリング

家ミースの言葉であるが、我々は良かれと思った治療として活性化凝固時間（activated clotting time：ACT）（実はエビデンスの乏しい治療）をあれもこれもと繰

および活性化部分トロンボプラスチン時間（activatedり返してきたことで、逆に生存率を悪化させていたのpartial thromboplastin time：APTT）を用いることではないだろうか？

ECMO の維持についてのポイが 多 く、 施 設 に よ る ば ら つ き は あ る も の の、 通 常

ントは、① ECMO 導入に至った原因病態の精査と治ACT 180 ～ 200sec、APTT 60 ～ 70sec を目標に管理療、②自己肺の回復が得られるまで ECMO に伴う合される。最近では point-of-care としてベッドサイドで併症を起こさない管理、そして、③合併症が起こったの 止 血 凝 固 能 を モ ニ タ リ ン グ で き る Thromboelas-時の適切な対応、の 3 点と考えられる。

tometry（ROTEM®）を併用することも有用といわれ本稿ではこの ECMO を維持するうえで重要な合併ているが、コストおよび煩雑な手技から多くの施設で症（出血、感染、急性腎傷害、右心不全）ならびに広く活用される状況には至っていない。将来的には抗ECMO 施行中の基本的な管理（鎮静、人工呼吸管理、Xa 因子活性を測定することで、より精度の高い管理

市立札幌病院

14救命救急センター

May 30, 2015が行えるようになるといわれている。
近年、ECMO などの体外循環中に shear stress（ず人工呼吸

表1

Jpn J Respir Care Vol.32 No.1

成人呼吸不全に対する ECMO に関連する合併症

EventRate％

Directly related to the ECMO circuit
Oxygenator failure
Blood clots
Oxygenator
Other circuit
Cannula-related problems
Other mechanical complications
Not directly related to the ECMO circuit
Bleeding
Surgical-site bleeding
Cannulation-site bleeding
Pulmonary hemorrhage
Gastrointestinal hemorrhage
Intracranial hemorrhage
Hemolysis
Disseminated intravascular coagulation
Culture-confirmed infection at any site  
（related or unrelated to ECMO）

17.5
12.2
17.8
8.4
7.9

19.0
17.1
8.1
5.1
3.8
6.9
3.7
21.3
（文献 1 より引用）

り応力）により von Willebrand 因子（von Willebrand

2．感染factor：VWF）の高分子マルチマーが分解されるこ

感染は ECMO 施行中に起こる合併症の中で出血に続とによって後天性 von Willebrand 症候群が起こり、いて多い。特に長期間の ECMO 管理が必要となる症例

出血合併症の発症に関与していることが指摘されていでは、感染合併の頻度が高くなることが多くの文献でる 2）。

報告されている 3 ～ 5）。ただし、長期間の ECMO 管理に出血の診断は体表観察や胃管などのドレーンの性状よって感染を合併するのか、あるいは感染合併によりにより診断されるが、後腹膜血腫や脳出血のように体ECMO 管理が長期化するのかについては不明である。

表からは認識できない出血を起こしている場合もあ

Extracorporeal Life Support Organization（ELSO）

り、診断が遅れることもある。明らかな原因が不明で、レジストリーデータでは、V-V（Veno-venous bypass：貧血が急激に進行する時や凝固系の亢進が見られる時静脈 ‒ 静脈）よりも V-A（Veno-arterial bypass：静脈 ‒には全身 CT 検査を行い、出血部位の同定を行うこと

動脈）ECMO に多く、年齢が高くなるほど感染合併率が診断に有用である。

は上昇することが報告されている 5）。感染部位は、カ出血が起きた場合の対応としては、活動性出血時にテーテル血流感染、呼吸器感染、尿路感染の順に多く、はヘパリン投与の一時休止と血液製剤の補充、止血処起炎菌として血流感染症ではブドウ球菌、呼吸器感染置が基本である。通常の輸血（RBC、PC、FFP）に加症では緑膿菌、クレブシエラ、さらには尿路感染ではえて、AT‒Ⅲ低下例では AT‒Ⅲの投与も重要である。

カンジダ感染の頻度が多かったと報告されている 3）。

止血処置については、用手圧迫や縫合処置が困難な部

ECMO 管理中にはこれらの感染症の診断が困難と位では IVR や内視鏡的止血術が有効なこともあるが、なる事情がある。というのは体温コントロール目的で1 回の処置では完了せず、複数回の止血処置が必要と体温維持装置を装着しているため、発熱のサインをマなる場合も多い。なお、長期間のヘパリン休薬は人工スクしてしまっている可能性があるからである。また、肺やカニューレ先端に血栓を付着させ、人工肺のライ血液と ECMO 回路との反応によって凝固系や炎症反フタイムを短縮させてしまうため、止血が完了した時応が上昇している場合があり、診断には注意が必要で点でヘパリン投与を再開する。

ある。監視培養の有効性についてはエビデンスは乏しいものの、我々の施設では各種培養を定期的に提出し、感染の監視を行っている。

May 30, 201515

Takauji S, et al

治療は抗菌薬投与が基本となる。抗菌薬の選択は通常ルーメンカテーテルを挿入して行う方法があるが、長の感染症治療と同様でありエンピリックに開始するが、期 ECMO 管理を行うことを視野に入れるならば、新ECMO 施行中には回路内への薬物吸着や血液浄化療法

たな感染や出血のリスクを防ぐ意味でも、ECMO 回により、通常の投与量では不足する場合があることに路内から施行するほうのメリットが高いと考える。しも注意しなければならない。ECMO 管理中のカテールかし、回路内からの血液浄化は圧制御の問題やエア混血流感染に対して、ECMO カニューレを交換すること入のリスクを抱えているため、各々の施設で十分に検は困難であり、カテーテル感染の原因菌として頻度が討し安全な施行方法を選択することが重要である。

高いブドウ球菌に対する抗菌薬投与を行いながら経過をみることが多い。Aubron らは感染合併群では ECMO4．右心不全管理は長期化するものの、非感染群と比較し予後にはECMO 導入から 1 週間を超えて長期 ECMO 管理と有意差を認めなかったことを報告しており 6）、感染症なってくる患者の中には、肺障害による肺血管のリモを合併しても粘り強く治療を継続することが重要と考デリングが起き、二次的な肺高血圧から右心不全を発える。

症してくる。右心不全の症状として、突然の不整脈やECMO 施行中の予防的抗菌薬投与は、最近の文献頻脈があげられる。診断にはベッドサイドでの心エコ

では ELSO 参加施設の約半数で行われていたと報告

ー検査が有用であり、右室拡大や心室中隔の奇異性運されている 。ECMO 施行中に感染予防バンドルを動、三尖弁逆流の所見によって診断される。治療は、使用している施設は 1/4 施設に留まっていたが、これ水分のコントロールおよびカテコラミン投与を行うが、らの予防策により血流感染症が減るかどうかについて心不全が悪化してくる症例では一時的に V-V ECMOは明らかにされておらず、今後の検討が必要である。

から V-A ECMO への変更も必要となる。しかし、大腿7）動脈からの送血を行う V-A ECMO では自己心の拍出が3．急性腎傷害

ある程度保たれている場合、下肢からの逆行性送血とELSO のデータによると、成人呼吸不全に対するぶつかり、脳へは酸素化されない血液が送血され、逆ECMO 患者の 51.3% に血液浄化が施行されている 8）。に下肢には酸素化された血液が送られる病態（harlequin

Askenazi らは成人呼吸不全に対する ECMO に急性腎syndrome）となりうるため、V-A への変更が適切かど傷害（acute kidney injury：AKI）を合併する頻度はうかは十分に検討する必要がある。

9）78％と報告しており、これは死亡率と関連していた 。

上記のことを回避するために、送血を V と A の両方一方で、ECMO 中に血液浄化が行われた後に生存退院に行う V-VA ECMO とする方法もあるが、圧が低いした患者の 90％において、その後、腎機能は改善してV 側の血流が多くなってしまい、ハーフクランプを行いる。ECMO 中の血液浄化が病態改善に寄与する機序いながら施行せざるを得なくなる。また血流が極端にとして、水分過多のコントロール

10）や炎症メディエー少なくなると血栓のリスクが増大するため、一時的なに注目が集まっている。急性呼吸促迫症

使用に留めるべきである。自己肺の改善が得られれば、候群（acute respiratory distress syndrome：ARDS）

次第に右心負荷が軽減され、カテコラミンの使用量はにおける輸液療法においても、過剰輸液は死亡率上昇減少してくる。

ターの制御11）に関連していることが報告されており、利尿薬使用

12）によっても水分のコントロールが不十分な症例では、積極的に血液浄化を行っていくことが治療戦略として

Ⅱ．ECMO 施行中の基本的な管理
1．鎮静および患者管理重要である。Schmidt らは、ECMO 開始 3 日目の輸液

ECMO 導入時には頻呼吸による酸素消費や shear

バランスの過多が 90 日死亡率の独立した予後予測因子

stress による肺傷害を防ぐために鎮静薬が用いられるであると指摘し、ECMO 開始早期から水分をコントが、ECMO 回路内での薬物吸収の問題により、使用ロールすることが重要と述べている

する薬物の種類や量は増加する傾向がある。また、重。

13）

血液浄化を行ううえでのアクセスルートについて症 ARDS 発症 48 時間以内に筋弛緩薬を用いることには、ECMO 回路内から施行する方法と新たにダブルより死亡率が改善することを示した文献もあるが 14）、

16

May 30, 2015

人工呼吸

Jpn J Respir Care Vol.32 No.1

ECMO 患者において筋弛緩薬の使用が妥当かどうかされていたのに対して、オーストラリアの 2 つの病院は明らかにされていない。一方、ECMO 維持期にはではそれぞれ、PEEP 14±3cmH2O、PEEP 12±3cmH2O

むしろ鎮静を浅くしたり、患者状態によっては覚醒さとより高い PEEP で管理されていた）。

せ て 管 理 す る ことの方が利点が大きい。いわ ゆ る

ECMO 開始早期には肺での炎症が治まっていないた“awake ECMO” 患者では自発呼吸の温存、リンパドめ、無理に肺リクルートメントを行うことは避けなけ

レナージの改善により自己肺の回復が促進される。しればならない。また、気管切開後に覚醒下の ECMO 管かし、覚醒させることにより患者の不穏、不安などが理が可能となってきた時期では、持続気道陽圧（contin-増強する状態では望ましくない。特に長期間 ECMO

uous positive airway pressure：CPAP）などの自発呼管理となっている患者は、病状が改善しないことから吸モードへ変更する。ECMO 管理中に気胸、縦隔気腫精神的ストレスがかかりやすい状況にある。我々の施を発症した場合は、極力、胸腔ドレーンの挿入をせず設では、精神科医と毎日合同カンファレンスを行い、に経過をみる方が、さらなる合併症の発生を避けられ不安や不眠などの精神症状に対して介入を行っている。

る。一時的に人工呼吸器の使用を中止し、気胸が改善

気管切開の時期については早期に行う施設と後期に行してくるのを待つ。

う施設とで意見が分かれるが、我々の施設では ECMO期間が長期に及びそうな症例に対しては ECMO 導入

3．栄養

数日後には気管切開を行っている。手技による出血のECMO 施行中の栄養投与について ELSO によるガイ合併症リスクはあるものの、鎮静薬の減量が可能となドラインに詳細な記載はみられない。従来、ECMO 施り、後に覚醒下での ECMO 管理を行う際に有用とな行中の経腸栄養（enteral nutrition：EN）が腸管虚血る。当施設では以前、気管切開後の気道出血が続き、や bacterial translocation、敗血症を引き起こすことへ止血に難渋した症例を経験した。出血リスクが高いの懸念から、積極的には行われていなかったが、ScottECMO 中の気管切開術は専門科（耳鼻科）に手術をらは ECMO 開始から 24 時間から 36 時間の間に早期経依頼し、確実な止血処置を行うことが望ましい。

腸栄養を開始することによる有害事象の発生はなかっ

自己肺が改善しているかどうかの評価はバイタル、たと報告した 17）。同様の報告は Ferrie らによっても動脈血ガス、血液検査に加えて連日の胸部 X 線検査となされており、V-A ECMO と V-V ECMO による明ら

1 週間ごとの CT 撮像を行っている。気管支鏡検査やかな違いは見られなかったと報告している 18）。よって

気管支肺胞洗浄（bronchoalveolar lavage：BAL）もECMO 管理中であっても早期に経腸栄養を行うことは必要に応じて行っているが、抗凝固薬使用中には気道許容され、むしろ長期 ECMO 管理が必要な患者にとっ出血をきたしやすいため、愛護的な操作を心がける。ては重要な治療戦略の一つである。
栄養剤については、腸管浮腫などで吸収不良、下痢

2．人工呼吸器設定を起こしている際には成分栄養剤から開始し、吸収がELSO ガイドラインでは、ECMO 施行中の人工呼良好であれば呼吸不全用の脂質比率の高い栄養剤を選吸器設定は、“Lung rest”、すなわち長い吸気時間、択している。我々の施設では早期から栄養士を含めた低プラトー圧（＜25cmH2O）、低い FIO2（＜0.3）を目栄養サポートチーム（nutrition support team：NST）

標に管理することが推奨されているの介入を依頼し、必要エネルギー投与量の設定ならび。PEEP につい15）て は 定 ま っ た 見 解 は み ら れ な い が、 通 常 は 5 ～に栄養剤の選択を行っている。

15cmH2O で設定されることが多い。最近の報告では、

栄養投与経路については経胃管投与を基本としていSchmidt らが、フランスとオーストラリアの 3 つの大学

るが、胃液残量が多い例や嘔吐が見られる例では経空病院において ARDS に対して ECMO を導入した際の腸投与を行っている。ECMO 施行中に透視室まで移人工呼吸器設定について検討している。ECMO 開始動することは大掛かりとなるため、我々の施設ではベ

後 3 日目まで高い PEEP で管理した群において、死亡ッドサイドで経鼻内視鏡を用いて空腸チューブの留置率が低かったという結果が示されている（この文献のを行っている。内視鏡を使用することで同時に消化管中ではフランスの病院では PEEP 10±2cmH2O で管理出血のスクリーニング評価を行える利点があり、有用

16）

May 30, 201517

Takauji S, et alであると考えている。

あれば圧迫止血、外科的に挿入されたカニューレであれば外科的止血を試みる。

4．ECMO 回路および人工肺交換

一方、離脱困難な症例では肺移植の可能性について使用する ECMO 機材および患者側の凝固系活性化考慮することが重要である。近年、欧米では移植までの程度により回路および人工肺交換のタイミングは異長期 ECMO で維持する報告も散見されるが 20）、現在なる。
従来本邦において経皮的心肺補助（percutaneousの本邦の医療体制では脳死移植の数は極端に少なく、cardiopulmonary support：PCPS）として使用してき肺移植までのつなぎ（bridge to transplantation）とた機材を用いた ECMO 管理では、その回路寿命が非常しての ECMO の使用は限られている。ECMO 導入後に短かったり溶血を起こして交換が頻回となり、最終は幸いにして時間を稼ぐことができる。あらゆる手段的に患者の生命予後を悪化させる要因となっていた可を尽くしても ECMO の離脱が困難と考えられる場合能性についてはすでに Takeda らが指摘している 19）。には、患者、家族、医療スタッフ間で十分な話し合い

最近では ROTAFLOW をはじめとした長期 ECMO にを持ち、治療方針を決定していくことが重要である。

適した機材を使用することが本邦でも可能となってきⅣ．お わ り にており、回路交換の頻度は減少している。なお、人工肺については別稿により詳細に記載されているため省これまで ECMOの維持および離脱について概説した。

略するが、不測の事態であっても迅速に人工肺ならびECMO の導入に関していえば、おそらく PCPS に慣れに回路交換ができるよう普段からトレーニングを行った多くの施設において可能であろう。しかし ECMO をておくことは重要である。長期間 ECMO を管理して長期間維持することについては、本邦の多くの施設でいると、回路内での血栓形成を契機として fibrinolysisは不十分であると考えざるを得ない。

を起こしてくることを経験する。血液検査では FDP、ECMO を維持するうえで重要なことは合併症の管D‒ダイマーの著明な増加とフィブリノーゲンの著し理であり、各々の処置については各診療科の協力なしい低下が見られ、二次的な出血をきたしやすい状況とに ECMO 治療を遂行することはできない。また臨床なる。この場合は血液製剤の追加輸血を行っても、さ工学技士、看護師、リハビリスタッフ（理学療法士、らに凝固が進行してしまうため、カニューレ以外の作業療法士、言語聴覚士）、薬剤師、栄養士など多くECMO 回路の全交換を行う。のコメディカルスタッフのサポートがなければ長期間

Ⅲ．ECMO 離脱
肺での炎症が治まり、Ⅱ型肺胞上皮の再生が起こりにわたる ECMO の維持管理を行うことはできない。
ECMO 治療にはそれを支える ECMO チームが必要である。

始めると徐々に肺胞が開いて換気量が増加してくる。

本稿の全ての著者には規定された COI はない。

この時期に至ると ECMO の離脱を考慮するが、あまりに早急に肺リクルートメントを行うことは傷害され

参考文献

た肺をさらに傷つけることにつながるため避けなけれ

1） Brodie D, Bacchetta M：Extracorporeal membrane oxy-ばならない。離脱する際には ECMO の流量を 2L/min

genation for ARDS in adults. N Engl J Med. 2011；365：まで下げ、徐々に酸素濃度を低下させていく。最終的には酸素をオフとした状態で数時間以上経過をみて、この間に PCO2、SaO2、呼吸回数に大きな変化がなければ自己肺の回復は十分と考えられ、離脱可能と判断される。離脱後も再導入が懸念される症例では、カニ1905-14.
2） Heilmann C, Geisen U, Beyersdorf F, et al：Acquired vonWillebrand syndrome in patients with extracorporeal lifesupport（ECLS）.Intensive Care Med. 2012；38：62-8.
3） Burket JS, Bartlett RH, Vander Hyde K, et al：Nosocomial
infections in adult patients undergoing extracorporeal
membrane oxygenation. Clin Infec Dis. 1999；28：828-33.

ューレをすぐに抜去せずに 1 日程度留置したまま残し4） Hsu MS, Chiu KM, Huang YT, et al：Risk factors for nos-ておくことも行われているが、長期間留置していたカ

ocomial infection during extracorporeal membrane oxy-

ニューレには血栓が付着していることもあり、早期に抜去すべきである。経皮的に挿入されたカニューレで18May 30, 2015

genation. J Hosp Infec. 2009；73：210-6.
5） Lynch W：Infections and ECMO. In：ECMO Extracorpo-

人工呼吸

real Cardiopulmonary Support in Critical Care. 4th ed.

Jpn J Respir Care Vol.32 No.1

Distress Syndrome（ARDS）Clinical Trials Network, Wie-

Annich GM, Lynch WR, MacLaren G, et al（Eds）. Michigan.

demann HP, Wheeler AP, et al：Comparison of two fluid-

Extracorporeal Life Support Organization. 2012, pp205-9.

management strategies in acute lung injury. N Engl J Med.

6） Aubron C, Cheng AC, Pilcher D, et al：Infectious ac-2006；354：2564-75.

quired by adults who receive extracorporeal membrane13） Schmidt M, Bailey M, Kelly J, et al：Impact of fluid balance

oxygenation：risk factors and outcome. Infect Control Hosp

on outcome of adult patients treated with extracorporeal

Epidemiol. 2013；34：24-30.

membrane oxygenation. Intensive Care Med. 2014；40：7） Glater-Welt LB, Schneider JB, Zinger MM, et al：Nosoco-1256-66.

mial bloodstream infections in patients receiving extra-14） Papazian L, Forel JM, Gacouin A, et al：Neuromuscular

corporeal life support：variability in prevention practices：

blockers in early acute respiratory distress syndrome. Na survey of the extracorporeal life support organization

Engl J Med. 2010；363：1107-16.

members. J Intensive Care Med. 2015；Feb 10（Epub15） ELSO Guidelines General. http://www.elsonet.org/ahead of print）

16） Schmidt M, Stewart C, Bailey M, et al：Mechanical

8） Fleming GM, Brophy PD：Renal function and renal sup-ventilation management during extracorporeal membrane

portive therapy during ECMO. In：ECMO Extracorporeal

oxygenation for acute respiratory distress syndrome：aCardiopulmonary Support in Critical Care. 4th ed. Annich

retrospective international multi center study. Crit Care

GM, Lynch WR, MacLaren G, et al（Eds）. Michigan. Extra-Med. 2015；43：654-64.

corporeal Life Support Organization. 2012, pp189-204.

17） Scott LK, Boudreaux K, Thaljeh F, et al：Early enteral9） Askenazi DJ, Selewski DT, Paden ML, et al：Renal

feedings in adults receiving venovenous extracorporeal

replacement therapy in critically ill patients receiving

membrane oxygenation. J Parenter Enteral Nutr. 2004；

extracorporeal membrane oxygenation. Clin J Am SocNephrol. 2012；7：1328-36.

28：295-300.
18） Ferrie S, Herkes R, Forrest P：Nutrition support during

10） Chen H, Yu RG, Yin NN, et al：Combination of extracor-extracorporeal membrane oxygenation（ECMO）in adults：

poreal membrane oxygenation and continuous renal re-a retrospective audit of 86 patients. Intensive Care Med.

placement therapy in critically ill patients：a systematic

2013；39：1989-94.

review. Crit Care. 2014；18：675（Epub ahead of print）

19） Takeda S, Kotani T, Nakagawa S, et al：Extracorporeal

11） Yimin H, Wenkui Y, Jialiang S, et al：Effects of continuous

membrane oxygenation for 2009 influenza A（H1N1）severe

renal replacement therapy on renal inflammatory cytokines

respiratory failure in Japan. J Anesth. 2012；26：650-7.

during extracorporeal membrane oxygenation in a porcine

20） Iacono A, Groves S, Garcia J, et al：Lung transplantation

model. J Cardiothorac Surg. 2013；8：113.
12） National Heart, Lung, and Blood Institute Acute Respiratory

following 107 days of extracorporeal membrane oxygenation. Eur J Cardiothorac Surg. 2010；37：969-71.

May 30, 201519