特集ICU における患者アセスメント

重症呼吸不全に対するVV ECMO 管理と患者アセスメント
日本医科大学付属病院 ME 部

佐藤望

SATO, Nozomi

概要

VV ECMO は重症呼吸不全における最も強力な呼吸補助装置である．ECMO 管理は長期に及び患者とかかわる治療であり，その管理のなかで多くの判断が必要となる．ICU
スタッフの知識と技術を集結させ，ECMO チームで協力して行わなければならない．

lung rest 酸素需給バランス ECMO チーム

1
はじめに環法である．重症呼吸不全に対する呼吸を代替でき，十分な酸素供給による全身状態の安定化を図り人工呼吸器により発生する VALI を防ぎつつ，原疾患の治療時間を稼ぐことができる．

VV ECMO は，重症呼吸不全に対して行う，

2009 年 に CESAR study で ECMO の 有 用 性

酸素化や二酸化炭素の排出を目的とした体外循が示唆された 1）ことを境に本邦でも普及し，件A/C：assist/control
ACT：activated coagulation time
ADL：activities of daily living
AOI：age‑adjusted oxgenation index
APPS：age plateau PaO2/FIO2 score
APTT：activated partial thromboplastin time
ARDS：acute respiratory distress syndrome
ATⅢ：antithrombinⅢ
CO：cardiac output
CPAP：continuous positive airway pressure
CRRT：continuous renal replacement therapy
ECMO：extracorporeal membrane oxygenation
ECPR：extracorporeal cardiopulmonary resuscitation

ELSO：Extracorporeal Life Support Organization
Hb：hemoglobin
HIT：heparin‑induced thrombocytopenia
ICU：intensive care unit
NPPV：non‑invasive positive pressure ventilation
PEEP：postive end‑expiratory pressure
PT：prothrombin time
SBT：spontaneous breathing trial
TAT：thrombin‑antithrombin complex
VALI：ventilator‑associated lung injuries
VA：veno‑arterial
VV：veno‑venous

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表 1 ECMO 導入基準 3）1

低酸素性呼吸不全（1 次性・2 次性）で，死亡の危険性が 50％以上あれば，ECMO の導入を考慮すべきである．
また，死亡の危険性が 80％以上あれば導入の適応である．
死亡率 50％
死亡率 80％（1）FIO2＞0. 9 にて PaO2/FIO2＜150 かつ，または Murray Lung Injury Score 2‑3，（2）

AOI score 60

6 時間以内の最適な治療を施行したにもかかわらず，（1）FIO2＞0. 9 にて PaO2/FIO2＜100かつ，または Murray Lung Injury Score 3‑4，（2）AOI＞80，（3）APPS score 82

非代償性高二酸化炭素血症
人工呼吸器設定（Pplat＞30 cmH2O）にもかかわらず CO2 が貯留する

3

重度の air leak syndromes

4

肺移植待機患者で気管挿管が必要な患者

5

心・肺機能の突然の破綻

数が年々増加している 2）．ECMO 管理では肺しておく事項である．なぜならば，VV ECMOを休めて（lung rest）患者の回復を長期的に待の場合，長期での管理が想定されるため精神的つこともしばしばあるが，侵襲は人工呼吸器よサポートは重要な項目となり，看護師だけでなりも大きいことより導入は慎重に検討され，

く ICU スタッフ全員によるサポートが必要とECMO 管理は ECMO チームで協力し計画的なるからである．さらに ICU という特殊な環かつ安全に行わなければならない．

境下では，我々医療スタッフの力だけで患者のストレスを軽減することは限界があり，患者家族のサポートも必要不可欠となる．VV ECMO2では ECPR や VA ECMO とは異なり若干の時導入と準備間的猶予があるため，かかわるすべてのスタッフが前もって理解しておくことも ECMO 管理

前述したように，ECMO は長期にわたり使において重要である．

用 す る 可 能 性 が あ り， 侵 襲 も 大 き い． ま た

これらの協議を踏まえ ECMO 導入となる場

ECMO 自体は治療ではなく，あくまで肺の治合 は， 実 際 の 使 用 物 品 や 回 路 構 成， 導 入 後療を行う間の補助でしかない．

CRRT の施行などを話し合わなければならな人工呼吸器を使用しても生命維持が困難であい．特に導入の際の回路構成は要検討項目であるという理由だけでは ECMO の適応とはならる．患者の体格に合ったガス交換を達成するたない．肺の回復が見込めるかも考慮する必要がめ， 人 工 肺 を 2 つ 使 用 す る 場 合 も あ れ ば，

3）ある．ELSO のガイドライン に記載されていCRRT の 導 入 を 検 討 し て い る が 透 析 用 の カる導入基準を表 1 に示す．ECMO の絶対的なテーテル挿入が困難で止むを得ず ECMO 回路除外基準こそないが，基礎疾患や合併症のリスにコネクタを組み込まなければならないこともクなどを踏まえ，リスクとベネフィットをよくある．このような手技は ECMO 導入後では一検討し導入する必要がある．その際，臨床工学時体外循環を停止させて行う必要があり容易に技士も医師や看護師などの ICU スタッフととはできないため，医師と臨床工学技士でしっかもに患者の状態を理解し，協議しておくべきでりと話し合っておく必要がある．

ある．原疾患や重症度はもちろんのこと，元々の ADL や患者本人と家族とのかかわりも把握

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脱血管 3/8 チューブ
3/8 チューブ

コネクタ

遠心ポンプ
酸素ブレンダ
3/8 チューブ

回路内圧測定内頸静脈脱血回路内圧測定
CO2

人工肺

O2/AIR

送血温測定

熱交換器

大腿静脈送血回路内圧測定

冷温水槽
回路内圧測定送血管 3/8 チューブ
熱交換水

図 1 日本医科大学付属病院の ECMO 回路図

3ECMO 中の管理ざまなトラブルを発見することができる．表 2 に想定されるトラブルと流量・圧力の変化を示す．
この変化は 1 点だけをサンプリングして評価しても意味はなく，必ず経時的に評価しなけ

3 ‑ 1 機器・回路の管理ればならない．例外として，患者の咳嗽や体位などにより一時的または瞬間的に大きな変化をECMO は，血液を体外から引き出すための認めることがあるが，通常，血栓などによる変血液ポンプとガス交換を行う人工肺，ポンプの化は緩やかであることが多いため，施設ごとの駆動源となるコンソールで構成されている．回

チェックリストを作成し，少なくとも 1 時間

路には，血液流量を把握するための流量計と回ないしは 2 時間ごとに変化を追う必要がある．

路内圧をモニタリングするための圧モニタを装

図 2 に当院の ECMO チェックリストを示す．

着している．図 1 に当院の ECMO 回路を示す．

しかし，数値だけでの評価を過信せず，定期圧モニタは血液ポンプ前の回路圧を脱血圧，人的な回路の確認を怠ってはならない．ECMO

工肺前後の回路圧をそれぞれ肺前圧と肺後圧，の合併症とその頻度は，感染症や創部出血に次送気ガスラインの圧をガス圧として常時モニタ

いで回路内血栓や人工肺不全がトラブルとしてリングしておりリアルタイムの表示が可能であ多いことが報告されている 4）．血栓やエア，接るため，経時的変化を捉えることができる．血続部の緩みやリークなどがないかをカニューレ

液流量と，圧モニタで測定した圧力変化を用い部より丁寧に複数の目で観察し，少しでも異常て回路の評価が可能となり，回路に生じるさまを感じた場合は ECMO チームへの相談を行VOL.28 NO.11 2017857

表 2 トラブルにおける流量と圧力変化
ECMO
流量

脱血圧

肺前圧

肺後圧

ガス圧

考えられる原因

脱血不良減少低下低下低下─脱血カニューレ血栓・位置不良，脱血回路キンクなど

送血不良

減少

上昇

上昇

上昇

─

送血カニューレ血栓・位置不良，送血回路キンクなど

ポンプ不全

減少

上昇低下低下─

血液ポンプ内血栓，血液ポンプ異常

人工肺不全

減少

上昇

上昇低下

─人工肺血栓

送気ガス不全───

─

低下

供 給 ガ ス 残 量 不 足， 供 給 ガ ス 停止，ガス接続部の脱落

年月日（ECMO 日数：0） 名前：
123456

年齢：
78

性別：
910

身長：
11 1213cm ドライウエイト：
14 15 16 1718kg 体表面積：19 20 21

PV

OX

（基本 9 時）P1 frush/ 零点確認
P2 frush/ 零点確認
P3 frush/ 零点確認
CHDF ラインfrush（脱/送）ルアーチェック（ 箇所）
確認時間
サインチェック

回路確認（ME, Dr）（基本 9 時）
PH
pCO2
pO2
BE
Sat O2確認時間
サイン

ルアー血栓・零点（ME, Dr）

1（深夜）9（日勤）17（準夜）
刺入部の固定刺入部の出血の有無
熱交換器水位確認
コントロールモード
電源確認（AC電源作動）
ペアンの確認［本］サイン

3 点血ガス確認（ME, Dr）

1 日 3 回確認（Ns）

凝固

バイタルサイン

ECMO モニター

ECMO 設定

2022m223

ECMO 総時間［hr］
O2/Air 流量［L/min］
FiO2［％］
CO2 流量［ml/min］
熱交換器設定温度［℃］
ポンプ回転数［rpm］/
ECMO 流量［L/min］/TOTALECMO 流量［L/min］/V
ECMO 流量［L/min］/A
P1脱血圧（ゼロバランス：＋mmHg）/PVen
P2肺前圧（ゼロバランス：＋mmHg）/PInt
P2肺後圧（ゼロバランス：＋mmHg）/PArt
P4ガス圧（ゼロバランス：＋mmHg）
肺前後圧較差 /ΔP［圧較差］
TVen/Tart［℃］
Hb［g/dl］/Hct［％］（脱血回路）cSvO2［％］/SvO2
脱血不良（C＝チャッタリング・S＝サックダウン）
平均動脈圧［mmHg］
CVP［mmHg］
SAT［％］（部位）
BIS
足底温［℃］右足底温［℃］左抗凝固（）流量［ml/hr］
ACT［sec］
APTT［sec］
O2 フラッシュ
CO2 ボンベ残量 2 次側（左）/1 次側（右）（基本 9 時） チェック
回路チェック
肺チェック
ポンプチェック
熱交換器チェック
アラームチェック
確認時間
サイン

図 2 日本医科大学付属病院の ECMO チェックリスト

う．特に回路内血栓の場合，回路交換や人工肺交換などの緊急対応が求められることもある．
血液データも確認し，凝固線溶系の異常がないかは見逃してはいけない．

3 ‑ 2 抗凝固管理
ELSO の抗凝固ガイドライン 5）では，抗凝固療法の必要性や導入時の未分画ヘパリン投与量などが記載されているが，ECMO 管理中の目標となるものは ACT 180〜220 秒との記載があるのみで，明確な文献による根拠は記されて

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いない．ECMO 管理中の出血や血栓予防のたべての静脈血を脱血することは不可能であり，めの至適量は，各施設において医師の経験に基ECMO にて酸素化された血液と酸素飽和度のづき決定されている施設が多いだろう．当院で低い静脈血が必ず混合されるため，実際に全身は， 導 入 時 の 初 回 ヘ パ リ ン 投 与 量 を 3000〜を還流する動脈血酸素飽和度（SaO2）は 80〜5000 単 位 と し て い る． ま た， 持 続 投 与 量 は85 ％程度となる．しかし，自己肺のガス交換

1000 単位/hr とし，ACT や APTT を測定しな能機能が完全に失われている場合，SaO2 はさがら調節を行う．延長または短縮しているのでらに 70 ％程度まで低下することがある．そのあれば 100 単位/hr ずつ増減させる．4 時間ご場合，鎮静薬や筋弛緩薬を用いて酸素消費量をとに ACT 測定を実施し，180〜200 秒程度で抑え輸血により Hb を増加させれば，全身の酸管理している．導入直後や値が安定しない場合

素供給バランスは保たれ，代謝の低下には至ら

は，1 時間ごと，もしくはさらに頻回の測定をない．酸素の需給バランスが保たれていれば，実施している．また，1 日 4 回血液データを測低い Hb の値でも許容できると考えられる．

定し，APTT 50〜80 秒程度を目標に調節して動脈血酸素含量（CaO2）＝（1. 36×Hb×SaO2）

いるが，出血の有無や回路内血栓の状態を確認＋（0. 003×PaO2）であり，実際に組織に運ばれし，ACT・APTT は，患者ごとに管理方法をる酸素運搬量（DO2）＝CaO2×CO である．VV変えている．

ECMO では心機能が低下していない患者に用HIT があればアルガトロバンを用いた抗凝いるため，SaO2 が低下している場合，血液流固療法への変更も考慮しなければならない．そ量と Hb を増加させればよいことがこの式からの 他 の 検 査 項 目 と し て， PT や ATⅢ，TAT，も想像できる．また，酸素需給バランスの評価

D ダイマーなども確認している．たとえば回には ECMO の脱血側から採取する静脈血酸素路内に血栓があり，人工肺前後の圧較差が増大飽和度（SvO2）が用いられ， その管理目標はしていないとしても，フィブリノーゲンの低下65〜75％程度である．SvO2 が低下した際，酸や D ダイマーの持続的な上昇を認めた場合は，素消費量の増加や自己肺機能の悪化があげられ早期の回路交換も検討しなければならない．そる．逆に 75 ％以上に上昇する場合は，自己肺の際に，緊急で回路交換や人工肺交換ができる機能の改善やリサーキュレーション率の増加をように，物品準備と，安全に施行できるようマ考えなくてはならない．カニュレーションの位

ニュアル整備やトレーニングを積んでおかなく置によって異なるものの，VV ECMO では脱てはならない．

血と送血のカニューレの先端が近く流量も多いため，必ず発生する．リサーキュレーション率

3 ‑ 3 ガス交換能と需給バランスの管理
ECMO では，患者の酸素消費量と二酸化炭素の産生量に見合った血液流量が必要とされが 高 く な る 原 因 と し て， 心 機 能 の 低 下 や カニューレの位置ずれが考慮され，医師による心エコーや胸部 X 線写真を用いた評価が必要となるため，念頭に置いておく必要がある．

る．成人では 60〜80 mL/kg/min 程度が要求

CO2 に関しては，血流量と送気ガスの量でされるため，体重 60 kg の患者では 3. 6〜4. 8

決まる．自己肺による換気が強化できない状態

L/min が目標血液流量となる．

であるため，自己の PaCO2 を確認しながら正ECMO の送血側酸素飽和度は 100 ％である

常範囲内に維持する．PaCO2＞50 mmHg の場が，そのままの状態で全身に供給されるわけで合は，急激な変化に注意し，1 時間に 10〜20はない．ECMO では，全身から戻ってきたす

mmHg 程度の低下に抑えた管理を心がけるほVOL.28 NO.11 2017859

図 3 人工呼吸器設定の一例
・FIO2 および吸気圧が低い設定となっているか
・吸気時間は患者の呼吸と同調しているか ＊・トリガ設定はミストリガをしないレベルとなっているか＊：ELSO のガ イドライン3）では I：E ＝ 2：1 と な っ て いるが，自発呼吸のある患者
ではより患者の呼吸に合わせた設定とすべきである．

うがよい．

3 ‑ 4 呼吸管理
ECMO 中の人工呼吸器管理では，肺を休ませる設定，いわゆる lung rest 設定にするべきで あ る． ELSO の ガ イ ド ラ イ ン で は FIO2＜

0. 4，Pplat＜25 cmH2O と記載されているが 3），決まったモード設定については記されていな
い 6）．図 3 は当院の ECMO 管理中の人工呼吸器設定の例である．
当院においても決まったモードはないが，ECMO 導入後は鎮静を深め，多くは A/C とし て い る．ARDS に よ る 重 症 呼 吸 不 全 で は，生命を維持できる高い設定から ECMO 導入後の図 3 のような設定へ変更すると，一回換気量は死腔換気量以下になることは珍しくなく，
胸部 X 線写真でも肺野に含気はほとんど確認できず（図 4），肺機能はほぼ ECMO により行われることとなる．肺の炎症が徐々に改善されると，同じ設定にしていても次第に一回換気量

図 4 ECMO 導入後の胸部 X 線写真
肺全体的に透過性が低下し，含気はほとんどみられない．このとき同時に人工呼吸器の数値，患者の呼吸様式や聴診器による肺音を確認し，現時点での肺の状態を知っておく．

が増えてくるため，人工呼吸器の設定を上げる必要はない．ショックや多臓器障害がなく分泌860

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物の自己喀出可能と判断できる場合，徐々に鎮し，患者の呼吸様式や血液ガスデータを評価す

静薬を減量し，自発呼吸と覚醒度合いを確認する．人工呼吸器の装着日数が長い患者では，炎る．患者との同調性を確認しながら，CPAP な症が改善した後に死腔の増大による CO2 の貯どの自発呼吸メインの設定へ変更していく．人留がみられる場合もあるため，呼吸様式にも注工呼吸器設定を SBT 可能な設定まで低下させ意しながら観察しなければならない．大きな変ても，ECMO にて十分な酸素供給が可能であ化がみられない場合は，ECMO の離脱が可能れば抜管し，ネーザルハイフローや NPPV 療となる．

法に切り替えることもできるだろう．抜管すればリハビリテーションやコミュニケーションは向上し経口摂取も可能となり，患者のストレスは減少するかもしれない．しかし，ECMO 管5
おわりに理中の抜管は安定している患者でのみ行われるべきであり，ECMO チーム内でもよく検討さ当院では医師，看護師と，臨床工学技士が主れなければならない．人工肺酸素加能低下や血となり ECMO チームを結成し，ECMO 患者液ポンプ不全，また患者の呼吸状態が再び悪化の管理を一貫して行っている．さらに，患者のした場合，酸素需給バランスが破綻しかねない管理だけでなく， カンファレンスを開催し，ため，全員に適応できる方法ではない．

ECMO に関与するすべての医師，看護師，臨床工学技士への教育を行い，安全な ECMO 運

4離脱のタイミング用へも力を注いでいる．

ECMO 管理はチームで行うことにより，一段ときめ細やかで安全な管理が行える．それぞれがエキスパートであったとしても単独での評

人工呼吸器設定を低い状態に保ったまま，た価や判断は難しい．さまざまな観点から観察・とえ ば CPAP，FIO2＜0. 4，PEEP＜10 cmH2O

評価することにより，迅速かつ的確な対応が可の設定で自己肺の回復に合わせて ECMO の血能となり，それが良好な成績に結びつくのだと

液流量を 2〜3 L/min まで低下させても SvO2確信している．

および SaO2，PaCO2 に変化を認めない場合，離脱のタイミングと評価できる．送気ガスを減量し，一時停止させた状態で 2 時間程度確認■著者連絡先メールアドレス

n-sato@nms.ac.jp■文献1）Peek GJ, Mugford M, Tiruvoipati R, et al. CESAR trial collaboration：Efficacy and economic assessment of con-ventional ventilatory support versus extracorporeal membrane oxygenation for severe adult respiratory failure(CESAR): a multicentre randomised controlled trial, Lancet 374（9698）: 1351‑1363, 20092）Paden ML, Conrad SA, Rycus PT, et al. ELSO registry：Extracorporeal Life Support Organization Registry Report 2012, ASAIO J 59（3）: 202‑210, 2013
3）ELSO Adult Respiratory Failure Guidelines Version 1.4, p5‑6, p20‑21, 20174）Brodie D, Bacchetta M：Extracorporeal Membrane Oxygenation for ARDS in Adults, N Engl J Med 365（ 20 ）:1905‑1914, 2011
5）ELSO Anticoagulation Guideline, 2014
6）ELSO Adult respiratory Failure Supplement to the ELSO General Guidelines Version1.3, p5, 2013

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