肺血流量増加型先天性心疾患に対する
低酸素濃度ガス吸入療法のてびき

成育医療研究委託事業（１７公－５）
肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の効果と安全性に関する基礎的・臨床的研究
主任研究者：石澤瞭、磯田貴義（2005 年 4 月－2008 年 3 月）

1

執筆者 一覧
国立成育医療センター第一専門診療部 循環器科

石澤

瞭

国立成育医療センター第一専門診療部 循環器科

磯田貴義

国立循環器病センター小児循環器診療部

越後茂之（現：えちごクリニック）

国立循環器病センター小児循環器診療部

黒嵜

健一

静岡県立こども病院循環器科

小野安生

京都府立医科大学大学院循環器病態学濵岡建城

東京女子医科大学循環器小児科

山村英司

榊原記念病院小児科

畠井芳穂（現：東京北社会保険病院）

榊原記念病院小児科

嘉川忠博

山梨大学大学院医学工学総合研究部

杉山央（現：国立循環器病センター）

山梨大学大学院医学工学総合研究部

星合

美奈子

伊藤

裕司

福井県立大学看護福祉学部 福井大学医学部小児科

齋藤正一

北野病院 小児科循環器部門

渡辺健

国立循環器病センター小児循環器診療部

平田拓也

国立循環器病センター小児循環器診療部

吉敷

香菜子

静岡県立こども病院循環器科

金 成海

京都府立医科大学大学院循環器病態学

問山

健太郎

東京女子医科大学循環器小児科

石井徹子

国立成育医療センター第一専門診療部 循環器科

金子正英

国立成育医療センター周産期診療部 新生児科

塚本桂子

国立成育医療センター周産期診療部 新生児科

高橋重裕

国立成育医療センター周産期診療部

新生児科

2

目

次

まえがき
酸素投与から、低酸素濃度ガス投与への変遷 について・・・ １[1] 成育医療研究委託事業 最終成果報告書

・・・

３[2] 低酸素濃度ガス吸入療法の有効性、安全性の評価のための多施設共同臨床試験

・・・

９(1) 多施設共同臨床試験の計画とプロトコール作成(2) 多施設共同臨床試験の結果のまとめ
資料 1

多施設共同臨床試験のプロトコール

資料 2

症例報告用紙

[3] 低酸素濃度ガス吸入療法についてのシステム理論からの考察

・・・３６[4] 低酸素濃度ガス吸入療法の本邦での現状（アンケートによる全国の実態調査）

・・・４９a) 小児循環器医療施設b) 新生児医療施設[5] 低酸素濃度ガスの投与システム

・・・７２a) 低酸素回路と低酸素モニター方式に関する研究b) 低酸素ガス吸入療法の吸入方法に関する研究c）低酸素濃度ガス投与システムシステムに関する推奨[6] 低酸素濃度ガス吸入療法の臨床での実際 （各施設での後方視的症例の検討）

・・・８２a）人工呼吸管理下における低酸素濃度ガス吸入療法により術前管理に関する研究b）左心低形成症候群に関する低酸素濃度ガス吸入療法の導入による術前管理の変遷に関する研究c）低酸素ガス吸入療法による術前管理と血行動態指標に関する研究d）低酸素ガス吸入療法の効果判定のための評価法に関する研究e）低酸素濃度ガス吸入療法の NICU における安全な施行に関する研究[7] 低酸素濃度ガス吸入療法後の肺高血圧

・・・９８a) 低酸素濃度ガス吸入療法後の遠隔期肺高血圧に関する検討b) 低酸素濃度ガス吸入療法後の肺高血圧に関する文献的考察[8] 低酸素濃度ガス吸入療法の神経学的な影響

・・・１０２a) 低酸素ガス吸入療法における組織酸素運搬能に関する研究b) 低酸素濃度ガス吸入療法の成長・発達に及ぼす影響に関する研究3

[9] 低酸素濃度ガス吸入療法を有効かつ安全に施行するための提言

・・・１１４

共通のガイドライン、施設の基準、危機管理マニュアル
資料 3. 説明書と承諾書（東京女子医科大学）

資料 4. 説明書と承諾書（国立循環器病センター）

資料 5. 説明書と承諾書（国立成育医療センター）

資料 6. 低酸素濃度ガス吸入による低酸素性肺血管収縮療法について
危機管理マニュアル（国立成育医療センター

NICU）

資料 7 学会発表抄録
１）石井徹子 他：人工呼吸器装着中の窒素による低酸素療法.
第 42 回日本小児循環器学会学術集会

2006 年 7 月．於 愛知（名古屋）．

２）山村英司 他：人工呼吸器使用例での低酸素換気療法の問題点２.
第 42 回日本小児循環器学会学術集会

2006 年 7 月．於 愛知（名古屋）．

３）伊藤裕司 他：本邦における肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の現状.
第 52 回日本未熟児新生児学会学術集会. 2007 年 11 月. 於４） 平田拓也

香川（高松）.

他：肺血流増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の効果と安全性に関する検討.
第 44 回日本小児循環器学会学術集会
５）吉敷香菜子

2008 年 7 月. 於 福島(郡山).

他：本邦における肺血流増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の実態―厚生労働省成育医療研究委託事業アンケート調査―. .
第 44 回日本小児循環器学会学術集会

2008 年 7 月. 於 福島(郡山).

６）齋藤正一 他：肺血流増加型の単心室循環における肺循環と体循環の血流量関係．
低濃度酸素吸入療法の効果に関する考察．
第 44 回日本小児循環器学会学術集会
７）問山健太郎2008 年 7 月．於 福島（郡山）．

他：肺血流増加型先天性心疾患に対する低酸素ガス吸入療法（N2 療法）中の脳内

酸素飽和度に関する検討．
第 44 回日本小児循環器学会学術集会

2008 年 7 月．於 福島（郡山）．

８）伊藤裕司 他：肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の効果と安全性に関する検討（成育医療研究委託事業：石澤・磯田班）.
第 53 回日本未熟児新生児学会学術集会 2008 年 10 月

於 北海道(札幌).

資料 8. 低酸素濃度ガス吸入療法に関する文献リスト
あとがき

・・・

4

まえがき

酸素投与から、低酸素濃度ガス投与への変遷について
山村

英司（東京女子医科大学）

先天性心疾患の治療は長足の進歩を遂げている。しかし、新生児期に発症する多くの心疾患は重症であり、手術治療も大きなリスクを伴っている。そのリスクを少しでも下げるため、術前を管理する
循環器小児科医や新生児科医は、術前状態の改善、維持、悪化の予防に苦心してきた。その結果、肺血管のトーヌスをコントロールすることが重要であり、かつ有効であることが明らかとなった
酸素の肺血管に対する反応性に関する歴史は古い。酸素による肺血管拡張のみならず、低酸素による肺血管収縮は、臨床上は慢性肺疾患での肺高血圧、生理学的には体血管抵抗が低酸素により低下する
こととの対比として研究されてきた。1950 年代には乳児期の肺血管が低酸素ガス吸入により収縮することが確認されている。実験的には肺胞の酸素分圧を低下させることにより秒単位で肺動脈圧が上昇することが示されている。
先天性心疾患の治療として低酸素換気が使用され始めたのは 1990 年代前半からである。それ以前
は、先天性心疾患であっても酸素が投与されることも多かった。総肺静脈還流異常の新生児がチアノーゼがあるという理由で酸素投与され重度の肺鬱血を呈したり、大きな心室中隔欠損の気道感染に伴う呼吸不全に酸素を投与して呼吸不全がかえって進行したりなどの臨床経験が重ねられ、先天性心疾患に対する酸素投与の adverse effect が明らかとなってきた。動脈管への影響も含め、‘新生児期の先天性心疾患には安易に酸素を投与しないように’という啓蒙が 1990 年前後に循環器小児科医から新生児科医へ発信された。
1980 年ごろまでは、大動脈縮窄複合を初めとした動脈管に体循環を依存する疾患は、発見の経緯が動脈管の閉鎖機転によるショック状態であることが多く、多臓器の障害をきたした状態で手術に望んでいた。1980 年代後半には動脈管の再開存や確保あるいは維持するプロスタグランディン製剤が発売された。これにより、ショックから回復する時間を手術前に稼ぐことができるようになった。一方で、この待機の時間にプロスタグランディン自体の肺動脈拡張作用や生理的な肺血管抵抗の低下とともに高肺血流による循環不全に陥るあるいは回復しない場合も経験された。結局、術前状態が回復する前に手術に向かわざるを得ない症例があった。この高肺血流病態に対する次なる治療として、強力な肺血管収縮効果のある二酸化炭素を高める治療が試みられた。呼吸器回路の死腔を増やしたり、換気回数を減らしたりなどの工夫がされたが、かえって患児の呼吸数を増大させる結果となった。筋弛緩薬を用いることで完全な調節呼吸とする治療は今でも有効な治療ではあるが、長期に使用できる方法とはいえなかった。
海外では、同時期に心臓移植医療の進歩とともに左心低形成症候群などの重症心疾患に対する移植
までのつなぎの医療として、低酸素換気療法が行なわれていた。日本の低酸素換気療法に関しては、
1996 年に八代らが左心低形成症候群の術前管理で 1 例報告し、2000 年に朴らが 31 例の治療効果を報告した時点がスタートである。単心室血行動態のみならず二心室心でも有効な治療法であり、肺血流増加に起因する重度の循環不全に陥った症例に対して、低酸素換気療法を行うことにより、尿量の増加や代謝性アシドーシスの改善などの循環の指標のみでなく、心機能の改善や弁逆流の減少がみられ、手術成績を改善しうることがわかった。また、循環不全に伴う重度の合併症（不整脈や壊死性腸5炎など）を改善せしめ、ショックや合併症から回復し、待機的に手術が行えるようになった。
国内の先天性心疾患を診療する循環器専門施設では、低酸素換気療法が先天性心疾患における新生児期の術前管理の一翼を担う治療として確立した。その使用に当たっては、当初は人工呼吸器管理を要する重症例での使用に限られていた。有効性が明らかとなり、投与法もヘッドボックスや鼻カヌラを用いた方法などが工夫され、患者への負担の少ない治療法としてさらに進歩している。しかし、その安全性を検討または検証した報告はない。また、投与できる低酸素はどの濃度まで可能か、指標とすべき項目は何か、疾患により管理をかえるべきかなど、治療の目安は専門施設の経験によって行なわれているのが現状である。
一方、低い酸素濃度のガスを投与すること、実際に患者の酸素分圧（酸素飽和度）を低下せしめる治療であることから、中枢神経系・発達を含めた全身への影響、肺高血圧の遷延による将来の治療への影響について関心を持たざるを得ない。
これらを踏まえて、成育医療研究委託事業｢肺血流増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス

吸入療法の効果と安全性に関する基礎的・臨床的研究｣（17 公-5）
（主任研究者 石澤 瞭、磯田貴義）
が平成 17 年度から 3 年間にわたり実施された。この冊子では、研究班での研究成果をもとに、低酸素換気療法の現状と、その安全性、有効性の評価（方法・基準）について、本療法を施行する際の手引きとなるようにまとめた。今後も臨床経験の積み重ねと研究の進歩により、低酸素換気療法の意味、重要性や危険性が明らかとなってくれば、本手引きも改めて検討する必要があろう。現状をご理解い
ただき、先天性心疾患の診療にお役立ていただき、患児の将来を含めた予後に寄与できることを期待する。

6

[1] 成育医療研究委託事業

最終成果報告書

課題番号：１７公－５

課 題 名：肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の効果と安全性に関する基礎的・臨床的研究
主任研究者：磯田 貴義

石澤 瞭（国立成育医療センター

分担研究者：伊藤 裕司（国立成育医療センター

第１専門診療部 循環器科）
周産期診療部新生児科）(研究実績の要約)
肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法（本療法）は肺血管抵抗を増加させることで、肺血流量を減少させ体血流量を増加させ、状態の改善と安定化を可能とする治療法であるが、その効果と安全性ついては十分な検討はなされていない。そこで本研究では、本療法の有効性と安全性を検討する目的で [1] 本療法の本邦での現状についての実態調査、[2] 本療法の有効性と安全性を評価するための前方視的多施設共同臨床試験、[3] 本療法の施行にあたって関連する問題点に関しての研究と、安全に施行する上での提言、を行った。
[1] 本療法の本邦での現状についての実態調査[方法] 本療法の本邦での現状を把握するために、日本小児循環器学会評議員が所属する施設および大学病院 232 施設を対象に郵送によりアンケート調査を行った。[結果] 最終集計では、調査票を送付した 232 施設のうち 158 施設 (68%)から回答が得られた。低酸素濃度ガス吸入療法を実施した経験がある施設は 55 施設 (35%)であった。
患者・家族から文書による承諾を得ているのは 36 施設 (66%)
で、46 施設（84%）では危険性や悪影響の可能性についても説明されていた。低酸素濃度ガスの作成
は、64%で空気流回路の途中に純窒素ガスを接続し混合しており、窒素供給源は、窒素ガスボンベが69%で、投与方法は人工呼吸器 93%、ヘッドボックス 58%、鼻カニューラ 36%、クベース 15%であった。
吸入酸素濃度調節の最重視基準は SpO2 が最も多かった。インシデントの経験のある施設は 19%であった。[考察] より安全で確実な施行方法の検討、及び施行基準作成の必要性が示唆された。
[2] 本療法の有効性と安全性を評価するための前方視的多施設共同臨床試験[方法]本療法の有効性と安全性を評価する目的で、多施設共同臨床試験による、非盲検・非対照での前方視的観察研究を行った。対象は 2005/11/11 から 2008/03/31 に登録された肺血流量増加型先天性心疾患 41 症例で、術前の状態安定化の目的で低酸素濃度ガス吸入療法を施行し、その前後での尿量の変化や、手術到達率により本療法の有効性を評価した。[結果] 41 症例の中央値での出生体重2900g、在胎週数 38 週、本療法施行開始時期生後 5 日、本療法施行期間 4 日、吸入方法は気管内挿管によるもの 16 例、ヘッドボックスによるもの 7 例、鼻カニューラによるもの 18 例であった。本療法の開始により、尿量は開始前に比して開始後 24 時間、48 時間の時点で有意に増加していた。有効性は、病態の改善（開始前後の尿量が 0.5ml/kg/hr 未満から 0.5ml/kg/hr 以上になった）、あるいは、病態の安定化（開始前尿量が 1ml/kg/hr 以上であった症例で、開始後尿量が 1ml/kg/hr 以上が 48 時
間以上で持続した）を認めた場合を有効と定義したところ、41 症例中 32 例（78%）で有効であった。
術前尿量が 0.5ml/kg/hr 以上に維持できた手術到達例は、41 例中 35 例（85%）であった。短期的に
7

IVH、PVL などの神経学的有害事象を認めた症例はなかった。[考察] 肺血流量増加型先天性心疾患に対する術前の状態の改善・安定化を目標とした本療法の有効性と安全性が証明された。
[3] 本療法の施行にあたって関連する問題点に関しての研究と、安全に施行する上での提言
3 年間の研究成果をもとに、本療法を有効かつ安全に施行する上での提言を行った。
[1] [2]については、研究班の全体研究として
1．研究目的施行し、[3] に関しては、分担研究として施行

肺血流量増加型先天性心疾患においては多量して最終的な提言を班全体としてまとめた。

の血液が肺へ流れ、そのため体血流量が減少し[3] の具体的な分担研究の項目は、A) 生体シて全身状態が悪化し、最悪の場合ショック状態

ステム理論による本療法の理論的な効果の証明になることがある。このような病態に対して低B) 本療法の施行システムについての研究C)

酸素濃度ガス吸入療法（本療法）により肺血管本療法の効果の評価指標についての研究

D)

抵抗を増加させると、肺血流量の減少、体血流

本療法の肺高血圧症併発の危険性に関する研究量の増加が生じ、状態の改善と安定化が可能とE) 本療法の中枢神経系への影響についての研なると報告されてきた。本療法の効果が臨床研

究

とした。

究にて十分に証明できれば、プレショック状態を回避したり、あるいは陥ったプレショック状態から離脱し、術前の全身状態を改善し安定し

2．研究組織た状態での手術待機が可能となり、その結果、

分担研究者

所属施設

手術成績の向上と術後の QOL 改善に大きく貢献

黒嵜 健一

国立循環器病センターすることが期待できる。しかし、本療法の効果

伊藤 裕司

国立成育医療センターと安全性ついては十分な検討がなされていると

濵岡 建城

京都府立医科大学はいえない。そこで、本研究では、肺血流量増

山村 英司

東京女子医科大学

加型先天性心疾患に対する本療法の有効性と安

嘉川 忠博

榊原記念病院全性について、基礎的・臨床的検討により、そ小野 安生

静岡県立こども病院のエビデンスを確立し、本療法を有効で安全に

星合 美奈子

山梨大学大学院

施行するための提言を行うことを、目的とした。
その目的のため、本研究では、以下のような３つを研究の柱とした。

3．研究成果[1] 本療法の本邦での施行実態を調査し、現段[1] 小児循環器関連施設における低酸素濃度ガ

階での本療法の現状と問題点を把握する。

ス吸入療法の実態調査[2] 本療法の有効性と安全性を評価するための[目的] 本邦における肺血流量増加型先天性心前方視的多施設共同臨床試験を企画・実施し、疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の現状を

本療法の有効性と安全性に関してエビデンスを把握し、その問題点などを明らかにする。

確立する。

[方法] 日本小児循環器学会評議員が所属する[3] 本療法の具体的な施行に当たっての問題点

施設および大学病院 232 施設を対象に、郵送にを明らかにして、それぞれの問題点に関して検より調査票形式による調査を行った。

討し、本療法を有効かつ安全に施行するための[結果] 最終集計では、調査票を送付した 232 施

現段階での提言を行う。

設のうち 158 施設 (68%)から回答が得られた。
8

低酸素濃度ガス吸入療法を実施した経験があューラによるもの 18 例であった。本療法の開始

る施設は 55 施設 (35%)で、将来施行を予定してにより、尿量は開始前に比して開始後 24 時間、いる施設は 28 施設 (18%)であった。合計すると48 時間の時点で有意に増加していた(2.6±1.9

半数以上の施設で既に吸入療法を行った経験がvs. 4.3±2.6, 4.4±2.3 ml/kg/h)。呼吸数は、あるか今後実施を予定している状況にあった。

本療法開始前が 60/min 以上の症例では、開始後患者・家族へインフォームドコンセントについ

6 時間で有意に低下していた。有効性は、病態のては、説明後に文書による承諾を得ているのは改善（開始前尿量が 0.5ml/kg/hr 未満であった

36 施設 (66%)、口頭による説明を行い文書よるのが、開始後 0.5ml/kg/hr 以上になった場合）、承諾を得ていないのは 18 施設 (33%)で、説明をあ るいは、 病態 の安 定化（開 始前 尿量がしていないのは 1 施設 (2%)であった。46 施設

1ml/kg/hr 以上であった症例で、開始後尿量が（84%）では危険性や悪影響の可能性についても

1ml/kg/hr 以上の持続期間が 48 時間以上であっ説明がなされていた。低酸素濃度ガスの作成は、た場合）を認めた場合を有効と定義したところ、64%で空気流回路の途中に純窒素ガスを接続し41 症例中、32 例(78%)で有効であった。また、混合、専用ブレンダー使用は 13%であった。窒素

術前尿量が 0.5ml/kg/hr 以上に維持できた手術供給源は、窒素ガスボンベが 69%、壁配管は 5%。

到達例は、41 例中 35 例(85%)であった。また、投与方法は人工呼吸器 93%、
ヘッドボックス 58%、

IVH、PVL などの神経学的有害事象を認めた症例

鼻カニューラ 36%、クベース 15%であった。吸入はなかった。

酸素濃度調節の最重視基準は SpO2 が最も多かっ[考察] 肺血流量増加型先天性心疾患に対するた。インシデントの経験は 19%に認めた。

術前の状態の改善・安定化を目標とした本療法[考察] より安全で確実な施行方法の検討、及びは、有効かつ安全であると思われた。

施行基準の作成が必要と思われた。
[3] 本療法の施行にあたって関連する問題点に[2] 有効性・安全性についての多施設共同臨床関しての研究と、安全に施行する上での提言試験（前方視的観察研究）

A) 生体システム理論による本療法の理論的な[目的] 非盲検・非対照臨床試験による前方視的効果の証明

観察研究を行い、本療法の有効性の検討と、安a) システム理論からの考察----齋藤正一（福井

全性の確認を行なう。

大学）[方法] 対象は 2005/11/11 から 2008/03/31 に研

単心室並列循環のモデルを用いてのシステム究班に参加した７施設から登録された肺血流量理論による検討を行った。肺血流量の減少が動増加型先天性心疾患 41 症例で、これらの症例に脈血酸素飽和度に与える影響についての検討で対して、術前の状態安定化の目的により低酸素は、肺血流過剰の状態(Qp/Qs＞1)にあるとき、濃度ガス吸入療法を施行し、その前後での尿量

動脈血酸素飽和度の低下は緩やかであり、急峻の変化や、安定した状態での手術到達率によりに低下するのは Qp/Qs＜1 となるところである。

本療法の臨床的な有効性を評価した。

これは本療法を施行する際には、動脈血酸素飽[結果] 41 症例の出生体重 2900g(1492-3760g)、

和度をモニターしながら徐々に FiO2 を下げてゆ

在胎週数 38 週(31-42 週)、本療法施行開始時期

き、飽和度低下の差分が増し始めるところを限

生後 5 日(1 時間-67 日)、本療法施行期間 4 日(5界とみなせるということを示唆している。肺血時間-27 日)、吸入方法は気管内挿管によるもの

流量の減少が全身の酸素供給量に与える影響に

16 例、ヘッドボックスによるもの 7 例、鼻カニついての検討では、心拍出量/体血流量/仕事量9のいずれが一定であっても、酸素供給量が増加、さらに、従来から使用されている医療機器ではあるいは心負荷は軽減することが予想され、低低酸素療法に必要な機能が十分に装備されてい酸素濃度ガス吸入療法による肺血流量の制限はないため、低酸素療法に必要な条件を備えた窒生体に有利に働くことが証明された。

素空気ガス混合器と高精度酸素濃度モニターを製作した。製作した機器を実際に臨床で使用しB) 本療法の施行システムについての研究（4 例）、安定した低酸素療法が施行可能である

a) 低酸素ガス吸入療法の吸入方法に関する研ことが証明された。

究----山村英司（東京女子医科大学循環器小児
C) 本療法の効果の評価指標についての研究科）
本療法を人工呼吸器で施行する場合に窒素ガa) 低酸素ガス吸入療法の効果判定のための評スの混合部位や加湿による吸入酸素濃度への影価法に関する研究 --- 磯田貴義、伊藤裕司（国響は少ないが、終末呼気圧や換気圧が高いとき

立成育医療センター）には吸入酸素濃度は算出される推定値よりも高肺血流増加型先天性心疾患の 11 例に対して窒くなった。これは、陽圧換気管理下では窒素ガ

素ガス吸入による低酸素ガス吸入療法を実施し、スの接続部位での流量が減少し、回路内酸素濃効果判定のための評価法を検討した。血行動態度が上昇することが判明した。経鼻カヌラに関の破綻したショック例では、バイタルサイン、

しては使用方法と使用窒素の濃度が施設間に違血液ガス、超音波による血流評価の全てにおいいがあり、安全性の検討が必要であった。純窒て改善が見られた。血行動態の比較的安定して素を微流量で一側の鼻にのみ吸入させる場合にいる例では、酸素飽和度、呼吸数、尿量、超音は、安全性に関して理論的には 0.1L/min 単位で波による動脈管右左／左右短絡血流比の 4 項目

調節が可能であれば咽頭部での酸素濃度の変動で改善が得られた。血液ガスでは乳酸値の改善

幅 1％前後で調節可能であり、0.5L/分以下の低傾向が認められた。

流量での使用を厳守する必要がある。純酸素の直接吸入では、流入側鼻の酸素分圧が極度に低D) 本療法の肺高血圧症併発の危険性に関する下するため、十分な注意が必要であることも示研究唆された。今後も窒素ガス投与法の統一化と安a) 新生児期に施行した低酸素濃度ガス吸入療

全性に関する検討をさらに続けている必要があ

法が遠隔期の肺血管抵抗に及ぼす影響に関するる。

研究-----渡辺 健、黒嵜健一、越後茂之（国立循環器病センター小児科）b) 低酸素回路と低酸素モニター方式に関する研究 --- 星合美奈子（山梨大学医学工学総合研究部）

新生児期で本療法を施行した症例で、目標手術が施行される遠隔期での肺血管抵抗の値に関

窒素ガス吸入による低酸素療法を安全に施行して検討した。全 53 症例を対象とした評価では、するには、安定したガスの供給と、酸素濃度の平均 1.27 歳の時点で肺血管抵抗は平均 1.67 単連続モニターが必要になる。そのためには回路位・m2 であった。このうち将来の二心室修復術や人工呼吸器の違いにおける酸素濃度の安定性

候補では平均 1.06 歳の時点で肺血管抵抗は平均を検討することが重要である。分担研究では人1.66 単位・m2 であったのに対して、Fontan 手術

工呼吸器を用いた閉鎖回路と鼻カニューラ等を候補では平均 1.50 歳の時点で肺血管抵抗は平均用いた開放回路で酸素濃度の安定性を評価した。

1.68 単位・m2 と両者に差はなかった。新生児期に施行した低酸素濃度ガス吸入療法においては、

10目標手術に係わらず、その適応を直接左右する

成果、および、各分担研究の最終結果に基づいような肺血管抵抗の上昇を招いた症例はなかって、本療法を有効かつ安全に施行するための提た。

言を行った。

E) 本療法の中枢神経系への影響についての研究4. 研究目標の達成度a) 低酸素ガス吸入療法における組織酸素運搬[1] 本邦での本療法の現状実態調査：調査を実能に関する研究 --- 濵岡建城（京都府立医科大施し、その集計・検討を終了して、すでに関連

学大学院）

各学会で発表を終了している。今後、論文化の予定である。

低酸素濃度ガス吸入療法（本療法）において酸素供給の面から本療法の効果と安全性を明ら[2] 本邦での本療法の有効性・安全性を検討すかにすることを目的として、主要 vital sign（体る多施設共同臨床試験：多施設共同臨床試験の血圧、時間尿量、SpO2）、採血（血液ガス、生化

プロトコール作成、各参加施設での倫理委員会

学）、組織酸素供給量の算出、近赤外線分光法の承認作業、臨床試験の実施、臨床試験の集計（Near infrared spectroscopy）による脳組織とデータ解析

酸素飽和度(rSO2)、頭部エコーによる中大脳動脈関連各学会で、臨床試験の結果報告を行ない、血流パターンを測定し、特に脳へ酸素供給の変論文化の予定である。

化を検討した。結果は中大脳動脈の血流パター[3] 本療法の施行にあたって関連する問題点にンが本療法開始後に改善し脳循環血液量が増加

関しての研究と、安全に施行する上での提言：

し、脳 rSO2 は嫌気性代謝に変わる 40%以下にな

分担研究によって、A)～E)のそれぞれのテーマ

ることがなかった。これらより、本療法によっについて検討を行った。A), B), C)に関してはて脳に対する酸素供給は低下しないと考えられ

分担研究の内容をもとに、本療法を有効かつ安た。

全に施行するための提言を作成した。D), E)にを、３年間で終了し、本年度、関しては、分担研究での現段階の評価では、本b) 低酸素濃度ガス吸入療法の成長・発達に及ぼ療法の流布に障害となるような結果はなかった

す影響に関する研究 --- 嘉川忠博（榊原記念病が、今後も慎重に検討していく必要があると思

院）

われた。
以上のように、[1] [2] [3]それぞれに関して

低酸素濃度ガス吸入療法の遠隔期の中枢神経

十分その目標を達成することができた。

系への影響を明らかにするため、新生児・乳児を対象として発達検査を施行した。中期遠隔期（3 才まで）23 例での身体発育、神経学的異常
所見、発達指数を対照群と比較し有意な差は認5. 研究成果の学術的意義、発展性及び厚生行政めなかった。低酸素濃度ガス吸入療法の発育及に対する貢献度
本療法に関しては、国内はもとより国際的にび発達への影響は少ないものと考えられる。

も、多施設臨床試験の報告は少ない。とくに、F) 本療法を有効かつ安全に施行するための提本邦においては、これまで、その実態把握もな言されたことはなく、さらに多施設臨床試験の実
今後の本療法を有効かつ安全に施行する上で施も今回が初めてである。今回の研究によって、ガイドとなるように、本研究での班全体研究の[1] 本邦での本療法の実施の実態が明らかとな
11

り、その問題点が明らかとなった点は、今後の

1) 伊藤裕司

他：本邦における肺血流量増加型

本療法に関しての安全性を検討していく上では、

先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法

有用な基礎データの集積ができた。[2] 本療法の現状. 第 52 回日本未熟児新生児学会学術集会.

に関する本邦での初めての多施設臨床試験が実2007 年 11 月. 於

香川（高松）.

施でき、その結果より本療法の有効性と安全性を証明するエビデンスが得られた。[3] 本療法2) 平田拓也

他：肺血流増加型先天性心疾患にの実施に伴い、その安全性や有効性を確保する

対する低酸素濃度ガス吸入療法の効果と安全性ための、施設基準や施行方法についての提言をに関する検討. 第 44 回日本小児循環器学会学術

作成することができ、今後、本療法を本邦で流集会

2008 年 7 月. 於 福島(郡山).

布していく上での基礎が確立された。
これらの点は、学術的には非常に価値の高い

3) 吉敷香菜子 他：本邦における肺血流増加型

ことと思われ、さらに、厚生行政上も重要な意

先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法

義があると思われる。それは、本療法はまだ保の実態―厚生労働省成育医療研究委託事業アン

険認可はなされていない療法であり、今回の研ケート調査―. . 第 44 回日本小児循環器学会学

究によって、保険認可に向けての申請を十分可

術集会 2008 年 7 月. 於

福島(郡山).

能とする情報を得ることができたからである。
4）齋藤正一他：肺血流増加型の単心室循環における肺循環と体循環の血流量関係．低濃度酸素吸入療法の効果に関する考察．第 44 回日本小6．研究内容の倫理面への配慮

児循環器学会学術集会

本研究の実施にあたり、各医療機関において2008 年 7 月．於

福島

（郡山）．

倫理委員会の承認後に多施設共同の前方視的研究を行ったが、全施設で本研究の実施について
倫理委員会の承認を得て実施した。また、研究

5）問山健太郎 他：肺血流増加型先天性心疾患実施にあたっては、各省庁が定める法律・省令・に対する低酸素ガス吸入療法（N2 療法）中の脳倫理指針等のほか、各施設の倫理委員会の承認

内酸素飽和度に関する検討．第 44 回日本小児循

条件を遵守して研究を実施した。

環器学会学術集会 2008 年 7 月．於 福島（郡山）．

7. 該当研究分野における現在の周辺状況

6) 伊藤裕司

他：肺血流量増加型先天性心疾患

本療法の臨床的な意義に関しては、以前よりに対する低酸素濃度ガス吸入療法の効果と安全

小児循環器医学領域、新生児医学領域での関心

性に関する検討（成育医療研究委託事業：石澤・が高まってきていた。本研究結果の公表後、本磯田班）. 第 53 回日本未熟児新生児学会学術集

療法の普及に拍車がかかる傾向にあると思われ会る。従って、本療法の保険認可の申請や、有効かつ安全に施行する上での指針の作成が急務となってきている。
8. 研究業績[学会発表]
122008 年 10 月

於北海道(札幌).

[2] 低酸素濃度ガス吸入療法の有効性、安全性の評価のための多施設共同臨床試験(1) 多施設共同臨床試験の計画とプロトコール作成
石澤 瞭（国立成育医療センター）

越後 茂之（国立循環器病センター）
伊藤 裕司（国立成育医療センター）（研究成果の要約）新生児重症先天性心疾患のなかで、肺血流量増加型先天性心疾患においては多量の血液が肺へ流れ、その分全身の臓器へ供給される血液、すなわち体血流量が減少して全身状態が悪化し、最悪の場合ショック状態になる場合がある。左心低形成症候群(HLHS)など肺血流増加型チア
ノーゼ型先天性心疾患のほか、動脈管開存など肺血流増加型非チアノーゼ型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法が、肺血管抵抗を増加させて肺血流量の減少をもたらし、この結果体血流増加による組織血流増加が血行動態と全身状態の安定に寄与することが確認されれば、最終的には外科治療やカテーテル治療が必要になるにしても、その実施前の全身状態改善が可能になり安定した状態で待機できる。これによって、手術成績の向上と術後の QOL 改善に大きく貢献することが期待される。
しかし、低酸素濃度ガス吸入療法の効果と安全性ついての検討は十分とはいえず、有効且つ安全な施行の条件についての解明が求められている。
研究班の初年度に行った後方視的検討から今後実施する研究の方向性と目標がより明確になったと考える。まず、分担研究における HLHS を主な対象とする複数の検討では、低酸素濃度ガス吸入
療法によって呼吸数や心拍数の減少や尿量の増加など、全身状態は著明に改善した。低酸素濃度ガス
吸入療法による脳など組織への影響について、投与酸素濃度が 18〜20％では局所酸素飽和度は増加した。また、単一心室疾患における数学モデルの研究で示された動脈血酸素飽和度と肺体血流比の関係を、実際の患者にも当てはめることができれば、簡便な指標で安全な治療を実施できる可能性がある。以上の研究成果から、班全体研究のプロトコールを作成して前方視的観察研究を実施することを決定した。

1. 研究の背景

全身状態の安定に寄与することが確認されれば、新生児重症先天性心疾患のなかで、肺血流量

最終的には外科治療やカテーテル治療が必要に増加型先天性心疾患においては多量の血液が肺なるにしても、その実施前の全身状態改善が可へ流れ、その分全身の臓器へ供給される血液、能になり安定した状態で待機できる。これによ

すなわち体血流量が減少して全身状態が悪化し、って、手術成績の向上と術後の QOL 改善に大き最悪の場合ショック状態になる場合がある。左く貢献することが期待される。しかし、低酸素

心低形成症候群(HLHS)など肺血流増加型チア

濃度ガス吸入療法の効果と安全性ついての検討

ノーゼ型先天性心疾患のほか、動脈管開存など

は十分とはいえず、有効且つ安全な施行の条件

肺血流増加型非チアノーゼ型先天性心疾患に対についての解明が求められている。

する低酸素濃度ガス吸入療法が、肺血管抵抗を

以下のような、研究班の初年度に行った後方増加させて肺血流量の減少をもたらし、この結視的検討から今後実施する研究の方向性を検討

果体血流増加による組織血流増加が血行動態とした。まず、分担研究における HLHS を主な対
13

循環器小児科象とする複数の検討では、低酸素濃度ガス吸入
療法によって呼吸数や心拍数の減少や尿量の増嘉川

忠博 榊原記念病院小児循環器科

加など、全身状態は著明に改善していることが小野安生 静岡県立こども病院循環器科

明らかとなった。低酸素濃度ガス吸入療法によ星合美奈子 山梨大学大学院医学工学総合研究部

る脳など組織への影響について、投与酸素濃度
が 18〜20％では局所酸素飽和度は増加した。ま

4. 班全体研究の多施設共同臨床試験プロトコー

た、単一心室疾患における数学モデルの研究でルの作成示された動脈血酸素飽和度と肺体血流比の関係
を、実際の患者にも当てはめることができれば、初年度の後方視的検討に基づき、前方視的観

簡便な指標で安全な治療を実施できる可能性が察研究の多施設共同臨床試験プロトコールを作あることが判明した。以上の研究成果から、班成した。
以下に、プロトコールの骨子について説明す

全体研究として、多施設共同による前方視的観る。

察研究を実施することを決定し、プロトコールの作成を行った。

[1] 試験課題名
2. 研究目的

肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素
濃度ガス吸入療法の効果と安全性に関する基礎

本研究の目的は、１）HLHS や心室中隔欠損

的・臨床的研究を伴わない肺動脈閉鎖などを肺血流増加型チア
ノーゼ型先天性心疾患のほか、動脈管開存など
肺血流増加型非チアノーゼ型先天性心疾患に対[2] 試験の目的する低酸素濃度ガス吸入療法は、体血流増加がもたらす組織血流増加による血行動態および全肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素

身状態の改善と安定に寄与するかを検証するこ

濃度ガス吸入療法の効果と安全性を検討する。

と、２）低酸素濃度ガス吸入療法が、体血流増加による組織血流増加による血行動態と全身状[4] 試験のデザイン

態の安定に寄与するとすれば、実際の治療にお中央登録方式による多施設共同非盲検・非対いて投与窒素酸素混合ガスの酸素濃度、患者の照試験。前方視的観察研究試験。

動脈血酸素飽和度などの指標について、適切な目標値を設定できるか否か。また、その目標値はいくらとすべきかを検討すること、３）低酸

本療法は、小児循環器専門施設においては高素濃度ガス吸入療法は、合併症なく安全に実施

頻度に施行されている療法であり、その有効性できるかを調査することである。

に関しては大規模な研究はないが、小規模のパ
イロット研究ですでに証明されている。従って、

3. 研究組織
分担研究者

対照群をおくこと自体、倫理的には許されがたい状況にあるため、非盲検・非対照試験とした。

所属施設

黒嵜

健一 国立循環器病センター小児科

伊藤

裕司 国立成育医療センター 周産期診療部

濵岡

建城 京都府立医科大学発達循環病態学

山村

英司 東京女子医科大学心臓病センター[5] 対象肺血流量増加型先天性心疾患をもつ新生児お14しかし、試験期間終了前の集積症例での中間よび乳児で、肺血流量の制限が必要と判断され解析にて、もし、有効率が 85%以上の場合には、る症例。

95%信頼区間の幅を 0.20 としてもサンプルサイ
本療法は、肺血流量を制限する目的で、心臓ズとしては 49 症例で十分ということになるので、手術の術前管理のみならず、術後管理の一つとこの予想の元に最終の症例数を調整することとしても施行されている現状にあり、年齢層も、した。

広く小児にわたっている。しかしながら、本試
験では、ある一定の肺血管の反応性を有する時期の症例に対象を限定することで、本療法の効[7] 評価項目

果の判定を一律の基準により行得るようにした。

A) 主要評価項目
病態の改善、病態の安定、手術到達度

すなわち、対象を、新生児、および乳児の症例によって、有効性を評価する。

に限定した。また、本療法施行の最大の目的は、肺血流量増加による悪化した全身状態を、本療- 病態の改善、病態の安定法により肺血流量の制限を行うことで、術前にに関して、いずれ安定化させることであり、手術施行を目的としかで、有効以上の判定を得た症例数の割合をもて本療法を施行する症例を本臨床試験の対象とって、有効率とする。
- 手術到達度 に関しては、術前死亡や緊急手した。

術に至らず、予定手術・待機手術が可能であった症例の割合で評価する。
[6] 目標症例数
B) 副次評価項目

目標症例数を、100 症例とした。
ただし、2008 年 2 月に、試験終了前の中間解合併症析を行い、その有効性や安全性の評価により、中枢神経合併症の有無、肺高血圧症の有無を

症例数の調整を行う。

評価する。
国立循環器病センターでの後方視的検討では、
C) 評価項目の詳細

本療法の有効性に関して、尿量、アシドーシス、
呼吸条件、手術前の安定性などから総合的に判定すると、有効 63%、無効 9%、不明 27% であっ

主要評価項目としては、病態の改善、病態のた。有効率 65%で、危険率 0.05 で 95%信頼区間

安定、手術到達度とする。但し、病態の改善にの幅を 0.20 とするには、サンプルサイズとしてついての評価は、低酸素濃度ガス吸入療法開始

は、
85 症例が必要となる計算となる（85 症例で、前の尿量が 0.5 ml/kg/hr 未満の乏尿のある症例

有効率 65%のときには、95%信頼区間は 54-75%にに対してのみ行う。以下に評価のエンドポインなる）。従って、この有効率を証明するには、最トを述べる。

低 85 症例は必要と考え、目標症例数を 100 症例（1）病態の改善（治療的使用の評価）とした。

（ａ）有効：低酸素濃度ガス投与開始 24 時間以

また、参加施設が７施設であり各施設に年間 5

内に、以下の項目を満たす場合とする。

症例前後の症例が期待され、最低 85 症例は到達・尿量可能と考えた。
15

0.5 ml/kg/hr 以上-1 ml/kg/hr 未満

・動脈血ガス base excess-5 以上（持続的る）・最終手術終了例：平均肺動脈圧な炭酸水素ナトリウム投与がない状態）（ｂ）著効：低酸素濃度ガス投与開始 24 時間以

未満
・その他の症例：肺血管抵抗内に、以下の項目を満たす場合とする。
・尿量 1 ml/kg/hr 以上・動脈血ガス base excess

25 mmHg

5 WU・m2 未

満-5 以上（持続的な炭酸水素ナトリウム投与がない状態）[8] 試験実施期間（2）病態の安定（予防的使用の評価）

患者登録は、2005 年 11 月 11 日から 2008 年 3 月（ａ）有効：48 時間以上から 96 時間未満の時

31 日までとする。

間で、持続して以下の項目を満たす場合とする。
・尿量 1 ml/kg/hr 以上・動脈血ガス base excess[9] 選択基準・除外基準-5 以上（持続的な炭酸水素ナトリウム投与がない状態）[A] 選択基準（ｂ）著効：96 時間以上にわたって、持続して・肺血流量の制限が必要と判断される肺血流増以下の項目を満たす場合とする。

加型心疾患を持つ小児。

・尿量 1 ml/kg/hr 以上・動脈血ガス base excess

・年齢：新生児および乳児。
-5 以上（持続的[B] 除外基準

な炭酸水素ナトリウム投与がない状態）

・すでに低酸素血症が著明な患者（動脈血酸素（3）到達度

飽和度で 75%以下）

手術到達の有無と術前状態の安定度を調査する。

・術後患者

術前状態の安定度は、術前死亡、緊急手術（各施設の基準で緊急性があったと判断した場合）、
予定手術のいずれであるか、また術前挿管の有[10] 試験実施施設（7施設）

無によって判定する。

・国立成育医療センター 循環器科、新生児科
・国立循環器病センター 小児科
・京都府立医科大学発達循環病態学 小児内科
・東京女子医科大学 循環器小児科
・榊原記念病院 小児循環器科
・静岡県立こども病院 循環器科
・山梨大学大学院医学工学総合研究部 小児科

副次評価項目としては、合併症を評価する。

（4）合併症（ａ）中枢神経系合併症の有無[11] 統括施設

・頭蓋内出血、PVE(PVL)：頭部エコーによ・国立成育医療センター
・国立循環器病センター

る評価（経過中、手術直前）

循環器科
小児科

・神経症状：痙攣（四肢の強直を含む）、四
肢麻痺、眼球の位置・運動異常など（ｂ）肺高血圧の有無（生存例のみ対象）

5. 研究内容の倫理面への配慮

術後 6 から 18 か月の時点における平均肺動脈

本研究の実施にあたり、各医療機関において圧または肺血管抵抗（心臓カテーテル検査によ16倫理委員会の承認を得て多施設共同の前方視的研究を開始することとしているが、すでにいく
6. 臨床試験の経過

つかの施設においては本研究の実施について倫理委員会の承認をすでに得て前方視的観察研究

各施設で、倫理申請を行い、倫理委員会の承を開始している。当然のことながら、研究実施

認を得てもらい、承認終了後、随時臨床試験をにあたっては、各省庁が定める法律・省令・倫開始した。2006 年 5 月末には、全施設で倫理委

理指針等のほか、各施設の倫理委員会の承認条

員会の承認が終了し、症例登録がスタートした。

件を遵守して研究を実施する。

17

(2) 多施設共同臨床試験の結果のまとめ
肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の効果と安全性の評価に関する多施設共同臨床試験（前方視的観察研究）黒嵜 健一 平田 拓也（国立循環器病センター）
伊藤 裕司（国立成育医療センター）（要旨）
肺血流量増加型先天性心疾患に対しての、肺血管抵抗を増加させる目的での低酸素濃度ガス吸入療法に関して、本邦での多施設共同臨床試験を施行し本療法の有効性と安全性を検討した。
[目的] 非盲検・非対照臨床試験による前方視的観察研究を行い、本療法の有効性の検討と、安全性の確認を行なう。
[方法] 対象は 2005/11/11 から 2008/03/31 に研究班に参加した７施設から登録された肺血流量増加型先天性心疾患 41 症例で、術前の状態安定化の目的により低酸素濃度ガス吸入療法を施行し、その前後での尿量の変化や、安定した状態での手術到達率により本療法の臨床的な有効性を評価した。
[結果] 41 症例の中央値での出生体重 2900g、在胎週数 38 週、本療法施行開始時期生後 5日、本療法施行期間 4 日、吸入方法は気管内挿管によるもの 16 例、ヘッドボックスによるもの 7 例、鼻カニューラによるもの 18 例であった。本療法の開始により、尿量は開始前に比して開始後 24 時間、48 時間の時点で有意に増加していた(2.6±1.9 vs. 4.3±2.6, 4.4±2.3
ml/kg/h)。有効性は、病態の改善（開始前尿量が 0.5ml/kg/hr 未満であったのが、開始後0.5ml/kg/hr 以上になった場合）、あるいは、病態の安定化（開始前尿量が 1ml/kg/hr 以上であった症例で、開始後尿量が 1ml/kg/hr 以上の持続期間が 48 時間以上であった場合）を認めた場合を有効と定義したところ、41 症例中 32 例（78%）で有効であった。術前尿量が0.5ml/kg/hr 以上に維持できた手術到達例は、41 例中 35 例（85%）であった。
短期的に IVH、PVL などの神経学的有害事象を認めた症例はなかった。
[考察] 肺血流量増加型先天性心疾患に対する術前の状態の改善・安定化を目標とした本療法は、有効と思われた。

1. 背景
肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法は、低酸素濃度ガス
吸 入 に よ り 、 肺 動 脈 の hypoxic
vasoconstriction の機序に基づき、肺動脈を収縮させ肺血管抵抗を増大させることで、増加した肺血流量を制限する方向へ導くという治療法である。肺血流量増加型先天性心疾患においては多量の血液が肺へ流れ、そのため体血流量が減少して全身状態が悪化し、最悪の場合ショック状態になることがある。このような病態に対して低酸素濃度ガス吸入療法（本療法）により肺血管抵抗を増加させると、肺血流量の減少、体血18流量の増加が生じ、状態の改善と安定化が可能となると考えられている。
歴史的には、左心低形成症候群に対する術前の内科的治療法として提唱され、その後、類似の肺血流量増加型先天性心疾患に対する術前内科管理方法として、応用されていった。本邦でも、朴らの報告以降、小児循環器専門施設などで施行されその効果について報告されてきている。しかしながら、本療法の有効性と安全性に関して、多施設臨床試験で評価した研究はこれまでない。
本療法の効果が臨床研究にて十分に証明できれば、プレショック状態を回避したり、あるいは陥ったプレショック状態から離脱
し、術前の全身状態を改善し安定した状態

での手術待機が可能となり、その結果、手術成績の向上と術後の QOL 改善に大きく貢献することが期待できる。
そこで、今回、本邦での多施設共同臨床試験を施行し、本療法の有効性と安全性を検討することとした。

以上）など、患児がショックになる可能性がある場合に、低酸素濃度ガス吸入療法を開始した。
挿管前の場合はヘッドボックスまたはカ
ニューラに、挿管中の場合は人工呼吸器の吸気側に、窒素と空気を混合した低酸素濃度ガスをながした。低酸素ガスの酸素濃度は約 14～18%とする。ただし気管内挿管をしていない状態では、低酸素濃度ガスのほか空気が混入した状態で吸入するため、吸入ガスの酸素濃度は供給する低酸素濃度ガスよりやや高めになることを配慮した。
治療開始後、患児の経皮的酸素飽和度をモニターしながら、徐々に吸入ガスの酸素濃度を下げる。経皮的酸素飽和度の目標値
は 80%前後であるが、呼吸数、心拍数、血圧、尿量などの指標から総合的に判断して、吸入ガスの酸素濃度を随時調節した。
できれば、病態が安定化し、尿量が確保できた状態で、手術となるように待機し、術前まで本療法を継続した。病態によっては、担当医の判断で、低酸素濃度ガス吸入療法を中止や再開も可能とした。

2. 目的
非盲検・非対照臨床試験による前方視的観察研究を行い、肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の有効性の検討と、安全性の確認を行なうことを目的とした。

3. 方法
試験デザインと目的
試験のデザインは、中央登録方式による多施設共同非盲検・非対照試験とし、前方視的観察研究を行うこととした。肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の有効性の評価は、本療法の施行前後での尿量の変化や、安定した状態での手術到達率によりその臨床的な有効率を算出することで評価することとした。
対象の選択基準と除外基準
対象は、 肺血流量増加型先天性心疾患 をもつ新生児および乳児で、肺血流量の制限が必要と判断される１歳未満の症例で書面によるインフォームドコンセントをあらかじめ取
得できた症例とした。すでに低酸素血症が著明な患者（動脈血酸素飽和度で 75%以下）や、術後症例は除外した。
試験期間と参加施設
2005/11/11 から 2008/03/31 の試験期間に、研究班に参加した７施設（国立循環器病センター、京都府立医科大学、東京女子医科大学、
榊原記念病院、静岡こども病院、山梨大学医学部、国立成育医療センター）において、肺血流量の制限が必要とされる肺血流量増加型
先天性心疾患をもつ新生児・乳児症例を前方視的に登録した。
低酸素濃度ガス吸入療法施行方法
呼吸数の増加（原則として 60 回/分以上）、
経皮的酸素飽和度の上昇（原則として 85%

19

測定項目
尿量、経皮的動脈血酸素飽和度、呼吸数、心拍数、血圧、血液ガス分析を、低酸素濃度ガス吸入療法開始前、開始後の時間的経
過を追って手術前まで測定した。
尿量は、膀胱カテーテルを留置して、本療法施行前３時間の時点から測定を開始し、本療法開始後 48 時間は 1 時間毎、それ以降
は 6 時間毎に測定した。他のバイタルサイ
ンも同様に測定した。血液ガスの測定は、本療法開始前、開始後 1, 3, 6, 12, 24, 48
時間、および手術直前に測定した。
、
心エコーを吸入療法施行直前と術後に測定し、頭部エコーを吸入療法施行直前と術前に施行した。また、肺高血圧の程度を評価する目的で、心臓カテーテル検査を生後６ヶ月から１年の間に施行することとした。
目標症例数
国立循環器病センターでの後方視的先行研究での、尿量、アシドーシス、呼吸条件、
手術前の安定性などから総合的に判定した
本療法の有効率は、63%であった。有効率65%を、危険率 0.05 で 95%信頼区間の幅を

0.20 とするには、
サンプルサイズとしては、
85 症例が必要となった。そこで、目標症例数を 100 症例に設定し、試験終了前に中間解析を予定し、その時点での有効率によって最終症例数を調節することとした。

その他の症例では肺血管抵抗 5 WU・m2 未満であった場合を肺高血圧症の合併無しと
判断した。

評価方法
主要評価項目を、本療法の有効率を、尿量の変化によって定義した「病態の改善」
あるいは「病態の安定化」、と、「安定した状態での（術前の尿量が確保された状態での）手術到達度」によって、以下のように算出し、本療法の有効性を評価することとした。
(1) 「病態の改善」、「病態の安定化」 に関して、いずれかで、「有効」以上の判定を得た症例数の割合をもって、有効率とした。
「病態の改善」は、本療法開始前の尿量が 0.5 ml/kg/hr 未満の症例で評価し、低酸素濃度ガス投与開始 24 時間以内に、尿量が 0.5 ml/kg/hr 以上-1 ml/kg/hr 未満の場合
を「有効」、尿量 1 ml/kg/hr 以上の場合を「著効」と判定した。
「病態の安定化」は、本療法開始前の尿量が 0.5 ml/kg/hr 以上の症例で評価し、尿量 1 ml/kg/hr 以上が 48 時間から 96
時間持続した場合を「有効」とし、96 時間以上持続した場合を「著効」と判定した。
(2) 「安定した状態での手術到達度」に関しては、術前死亡や緊急手術に至らず、術前の尿量が「有効」以上の状態を維持でき、予定手術・待機手術が可能であった症例の割合で評価した。
術前の尿量が 0.5-1.0 ml/kg/hr で手術に到達できた場合を「有効」とし、術前の尿量が 1.0 ml/kg/hr 以上であった場合を「著効」と判定した。
副次評価項目を、合併症の有無とし、中枢神経合併症や肺高血圧症の有無を評価した。
中枢神経合併症については、 頭蓋内出血、PVE(PVL)、痙攣（四肢の強直を含む）、四
肢麻痺、眼球の位置・運動異常などの有無を判定した。
肺高血圧の有無は、生存例のみで評価し、術後 6から 18 か月の時点における平均肺動
脈圧または肺血管抵抗（心臓カテーテル検査による）を用いて、最終手術終了例では
平均肺動脈圧 25 mmHg 未満である場合を、

4. 結果
2005/11/11 から 2008/03/31 に研究班に参加した７施設から登録された対象症例数
は 41 症例で、これらの全症例に対して、術前の状態安定化の目的により低酸素濃度ガス吸入療法を施行した。
41 症例の内訳は、男 18 例、女 18 例、不明 5 例であった。
疾患の内訳は、HLHS 12 例、CoA/IAA 21
例、CAVC 1 例、VSD 1 例、TOF 1 例、
DORV1 例 、 PA+VSD+MAPCA 1 例 、
functional PA 1 例、Right isomerism 2 例
であった。
出 生 体 重 は 、 中 央 値 2900g( 範 囲
1492-3760g)、在胎週数は中央値 38 週(範囲
31-42 週)であった。本療法施行開始時期は、中央値で生後 5 日(範囲 1 時間-67 日)、本療法施行期間は中央値で 4 日(範囲 5 時間-27日)、吸入方法は気管内挿管によるもの 16
例、ヘッドボックスによるもの 7 例、鼻カニューラによるもの 18 例であった。
本療法の開始により、尿量は開始前に比して開始後 24 時間、48 時間の時点で有意に増加していた(2.6±1.9 vs. 4.3±2.6, 4.4±2.3 ml/kg/h)(図 1)。
心拍数は、本療法の開始前と、開始後 6,
24, 48 時間の間には、有意差は無かった（図2）。
呼吸数は、本療法開始前の呼吸数が 80 回
/分以上の症例、60-80 回/分の症例、60 回/
分未満の症例の 3 群に分けて検討した。本
療法開始前の呼吸数が 80 回/分以上の症例
群と、60-80 回/分の症例群の両群とも、開始後 6 時間の呼吸数は、開始前に比して、有意に低下していた(p=0.003, p=0.002)(図3-(A),(B))。しかし、開始前の呼吸数が 60
回/分未満の症例群では、呼吸数の変化は認められなかった(図 3-(C))。

20

尿量増加による効果判定の結果は以下のようであった。
「病態の改善」についての効果

治療目的で低酸素濃度ガス吸入療法を実施した 3 例については、3 例中 3 例(100%)が尿量が 1ml/kg/hr 以上まで増加し、あらかじめ定めた判定基準にしたがって吸入療法が著効したと判断した。すなわち、「著効」
が 100%であった。
「病態の安定化」についての効果
低酸素濃度ガス吸入療法開始前の尿量が0.5ml/kg/hr 以上の症例で本療法を 48 時間
以上継続した症例は 36 例であった。尿量が1ml/kg/hr の持続時間が 72 時間以上で「著効」と判定された症例は 36 中 13 例(36.4%)で、尿量が 1ml/kg/hr の持続時間が 48-72
時間で「有効」と判定された症例は 36 中
16 例(44.4%)で、尿量が 1ml/kg/hr の持続
時間が 48 時間未満で「無効」と判定された症例は 36 中 7 例(19.4%)であった。
総合評価での尿量増加に関する有効率
上記の結果を総合すると、「病態の改善」
あるいは、「病態の安定化」において、「著効」であった症例は 41 症例中 16 例(39.0%)、「有効以上」であった症例は 41 症例中 32
例(78.0%)であった。すなわち、尿量増加の効果に関しては、著効率 39.0% [95%信頼区
間: 24.6-55.4%]、有効以上の率は 78% [95%信頼区間: 62.0-88.9%]であった。
手術到達度における効果は
術前死亡の症例は 1 例であった。41 例中
40 例は手術到達、あるいは、手術を回避できていた。手術到達例で、術前の尿量が1ml/kg/hr 以上であった「著効」例は、41
例 中 31 例 (75.6%) 、 術 前 尿 量 が0.5-1.0ml/kg/hr であった症例は 41 例中 4
例(9.8%)であった。すなわち、手術の到達度に関しては、著効率は 41 例中 31 例で75.6% [95%信頼区間: 59.4-87.1%]、有効以上の率は 41 例中 35 例で 85.4% [95%信頼区
間: 70.1-93.9%]であった。
IVH、PVL などの神経学的有害事象を認めた症例はなかった。

5. 考察
肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法は、低酸素濃度ガス
吸 入 に よ り 、 肺 動 脈 の hypoxic

21

vasoconstriction の機序に基づき、肺動脈を収縮させ肺血管抵抗を増大させることで、増加した肺血流量を制限する方向へ導くという治療法である。歴史的には、左心低形成症候群に対する術前の内科的治療法として提唱され、その後、類似の肺血流量増加型先天性心疾患に対する術前内科管理方法として、応用されていった。本邦でも、朴らの報告以降、小児循環器専門施設などで施行されその効果について報告されてきている。しかしながら、本療法の有効性と安全性に関して、多施設臨床試験で評価した研究はこれまでなく、この研究が本邦初の低酸素濃度ガス吸入療法に関する多施設
共同臨床試験となった。
本療法を臨床上施行する際の目的は 1)
高肺血流性ショックからの改善、2) 術前の状態を安定化、3) 安定した状態で手術に到達する、の 3 つである。従って、その有効性の評価に関しては、1), 2), 3) の目的の達成度として評価することとした。
1) 高肺血流性ショックからの改善に関しては、本療法施行前の尿量が 0.5ml/kg/hr未満の乏尿の症例が、本療法によって、尿量を回復できたかどうかによって、有効性を評価することとしたが、該当症例 3 例全てが、本領法開始後 24 時間以内に尿量が1.0ml/kg/hr 以上の増加して著効した。従って、症例数は少ないが、病態の改善の著
効率は、100%であり、高肺血流性ショックからの回復に関しては、本療法は非常に有効であると思われた。
2) 術前の状態の安定化、に関しては、低酸素濃度ガス吸入療法開始前の尿量が0.5ml/kg/hr 以上で本療法を 48 時間以上継続した症例 36 例中、尿量 1ml/kg/hr 以上を
48 時間以上持続的できた症例は 29 例で安定化率は 80.6% [95%信頼区間: 63.4-91.2%]であった。従って、本療法は尿量増加を図りこれを維持することという効果に関しては、有効であると思われた。
1), 2)を総合すると、41 症例中 32 例
(78.0%)で本療法により尿量の確保が可能となっており、有効率は、78% [95%信頼区
間: 62.0-88.9%]であった。従って、本療法により尿量確保は少なくとも 60%以上で可能(危険率 5%)と結論づけられると思われた。
3) 安定した状態で手術に到達する、に関しては、術前死亡の症例は 1 例で、41 例中
40 例は手術到達、あるいは、手術を回避でき て い た 。 手 術 到 達 例で 、 術 前 尿 量 が0.5ml/kg/hr 以上を確保できていた症例は
41 例中 35 例で、尿量を確保できた状態での 手 術 到 達 率 は 85.4% [95% 信 頼 区 間 :70.1-93.9%]であった。従って、本療法により、安定した状態での手術到達は少なくとも 70%以上で可能(危険率 5%)と結論づけられると思われた。
以上のように、本臨床試験により、肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の有効性は 80-85%前後とき
わめて高いと思われ、本療法は非常に有用であると思われた。
対象疾患は、本試験で登録された症例においては、HLHS, CoA/IAA が多く、重症な
高肺血流性の疾患がその主であった。
肺高血圧症の遠隔期の発症に関しては、まだ十分なデータ集積が終了しておらず、
今後検討していく必要がある。本試験プロトコールでは、１歳までの心臓カテーテル
検査のデータの検討までであるが、本臨床試験の症例については、さらに長期的にわたって肺高血圧の併発がないかどうか、長期間の経過観察が必要と思われる。
IVH や PVL など短期的な神経学的有害事
象は、認めなかった。これらの結果はあくまでも、本療法施行後の比較的短期間での結果についてのみであり、長期的な神経学的な影響に関しては、今後も経過観察し検討していくことは重要と思われる。

6. 結論
肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の有効性は 80-85%前
後ときわめて高く、本療法は有効かつ安全に施行できる治療法と考えられた。しかし、その長期的な肺血管床への影響や神経学的な影響に関しては、今後も検討を続けていく必要があると思われた。

22

(図 1) 尿量の推移
尿量は本療法開始前に比して開始後 24 時間、48 時間の時点で有意に増加していた((開始前 2.6±1.9 ml/kg/h vs. 開始後 24 時間 4.3±2.6 ml/kg/h, p=0.001)、(開始前 2.6±1.9 ml/kg/h vs. 開始後 48 時間 4.4±2.3 ml/kg/h, p=0.001))(図 2) 心拍数の推移(図 3) 呼吸数の推移(A) 開始前の呼吸数 80 回/分以上の症例群
呼吸数は、開始後 6 時間には開始前と比して有意に低下した(p=0.003)。

23

(B) 開始前の呼吸数 60-80 回/分の症例群
呼吸数は、開始後 6 時間には開始前と比して有意に低下した(p=0.002)。

(C) 開始前の呼吸数 60 回/分未満の症例群

24

資料 1

多施設共同臨床試験のプロトコール

成育医療研究委託費１７公-５「肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の効果と安全性に関する基礎的・臨床的研究」
全体研究

プロトコール
作成：２００５年１１月１１日
一部修正：２００６年 ３月１１日

肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法（前方視的観察研究）
１．背景
新生児期に発症する先天性心疾患は重症であり、外科手術が必要であることが多い。
外科手術の成績は向上してきたが、いっそうの良好な結果と術後 QOL の改善を得るには、少しでも良好な全身状態で手術にのぞめるように術前管理を行うことが必須の条件である。新生児心疾患の管理には胎児循環から新生児循環への血行動態の移行と、それに伴う症状発生の機序の理解が必要である。胎児循環では動脈管および卵円孔が存在し、高い肺血管抵抗で肺血流が制限されている。これが出生により新生児循環へと移行し、動脈管または卵円孔が狭小化または閉鎖し、自発呼吸の開始に伴って肺血管抵抗が急激に低下することにより種々の症状が発症することになる。動脈管に対してはプロスタグ
ランディン療法、卵円孔に対してはバルーン心房中隔裂開術により、動脈管および卵円孔の維持が可能である場合が多いが、これらの治療は同時に肺血管抵抗を更に低下させることになる。その後の生理的な肺血管抵抗の低下により、肺血流が著しく増加し体血流の減少を招き、血圧低下および尿量減少が生じ、ショックとなり得る。肺血流増加を抑制することが体血流を保ち、術前状態を良好に維持する鍵になる。

２．研究目的
本研究の目的は、国内外の高度な小児心疾患治療施設において実施されている低濃度
酸素ガス吸入療法が、十分な客観的データに基づいて効果と安全性が確認されているとは言えない状態であり、各施設の医師の主観的な経験と判断によって行われていることから、この効果と安全性を検証することにある。本研究では、左心低形成症候群を含めた肺血流量増加型先天性心疾患に対して低酸素濃度ガス吸入療法が肺血流を制限し、体血流を増加することによって組織への酸素運搬量が維持できるかについて全身状態と、その有効性および安全性を、前方視的観察研究にて検討する。さらに、簡便な指標による疾患別の低酸素濃度ガス吸入療法を確立することも目的に加える。この研究成果は、新生児期発症の先天性心疾患の手術成績の向上と術後 QOL の改善に役立つと考える。

25

３．研究方法
本研究は、平成17年度成育医療研究委託事業（課題番号１７公―５）「肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の効果と安全性に関する基礎的・臨床的研究」（主任研究者石澤瞭）における多施設共同研究の総合研究として実施する。
１）共同研究参加施設（７施設）・国立成育医療センター 循環器科、新生児科
・国立循環器病センター 小児科
・京都府立医科大学発達循環病態学 小児内科
・東京女子医科大学 循環器小児科
・榊原記念病院 小児循環器科
・静岡県立こども病院 循環器科
・山梨大学大学院医学工学総合研究部 小児科２）統括施設・国立成育医療センター 循環器科
・国立循環器病センター 小児科
３）研究方式
前方視的観察研究を行い、対照群を置かない。
４）調査項目の詳細は、後述する。
５）データ分析
データは個人を特定できない形で国立循環器病センターに集積する。
６）研究期間患者登録は、２００５年１１月１１日から２００８年３月３１日までとする。

４．研究対象１）肺血流増加型先天性心疾患患者の新生児および乳児。
２）対象症例数

100 例

５．患者選択１）選択基準・肺血流量の制限が必要と判断される肺血流増加型心疾患を持つ小児。
・年齢：新生児および乳児。
２）除外基準・すでに低酸素血症が著明な患者（動脈血酸素飽和度で 75%以下）
・術後患者

26

６．治療手技
１）治療開始前
呼吸数の増加（原則として 60 回/分以上）、経皮的酸素飽和度の上昇（原則として 85%
以上）など、患児がショックになる可能性がある場合に、低酸素濃度ガス吸入療法を開始する。
２）治療の開始
挿管前の場合はヘッドボックスまたはカニューラに、挿管中の場合は人工呼吸器の吸気側に、窒素と空気を混合した低酸素濃度ガスをながす。低酸素ガスの酸素濃度は約 14～18%とする。ただし気管内挿管をしていない状態では、低酸素濃度ガスのほか空気が混入した状態で吸入するため、吸入ガスの酸素濃度は供給する低酸素濃度ガスよりやや高めになる。
３）治療開始後の操作
治療開始後、患児の経皮的酸素飽和度をモニターしながら、徐々に吸入ガスの酸素濃度を下げる。経皮的酸素飽和度の目標値は 80%前後であるが、呼吸数、心拍数、血圧、尿量などの指標から総合的に判断して、吸入ガスの酸素濃度を随時調節する。病態によっては、低酸素濃度ガス吸入療法を中止や、再開もある。

７．評価
評価は、病態の改善、病態の安定、合併症、到達度でもっておこなう。但し、病態の改善についての評価は、低酸素濃度ガス吸入療法開始前の尿量が 0.5 ml/kg/min 未満の症例に対してのみ行う。
１）病態の改善（治療的使用の評価）（１）有効：低酸素濃度ガス投与開始 24 時間以内に、以下の項目を満たす場合とする。
・尿量 0.5 ml/kg/min 以上-1 ml/kg/min 未満・動脈血ガス base excess -5 以上（持続的な炭酸水素ナトリウム投与がない状態）（２）著効：低酸素濃度ガス投与開始 24 時間以内に、以下の項目を満たす場合とする。
・尿量 1 ml/kg/min 以上
・動脈血ガス base excess -5 以上（持続的な炭酸水素ナトリウム投与がない状態）
２）病態の安定（予防的使用の評価）（１）有効：48 時間以上から 96 時間未満の間に、持続して以下の項目を満たす場合とする。
・尿量 1 ml/kg/min 以上
・動脈血ガス base excess -5 以上（持続的な炭酸水素ナトリウム投与がない状態）（２）著効：96 時間以上に、持続して以下の項目を満たす場合とする。
・尿量 1 ml/kg/min 以上
・動脈血ガス base excess -5 以上（持続的な炭酸水素ナトリウム投与がない状態）27３）合併症（１）中枢神経系合併症の有無
・頭蓋内出血、PVE(PVL)：頭部エコーによる評価（経過中、手術直前）
・神経症状：痙攣（四肢の強直を含む）、四肢麻痺、眼球の位置・運動異常など（２）肺高血圧の有無（生存例のみ対象）
術後 6 から 18 か月の時点における平均肺動脈圧または肺血管抵抗（心臓カテーテル検査による）
・最終手術終了例：平均肺動脈圧 25 mmHg 未満
・その他の症例：肺血管抵抗 5 WU・m2 未満
４）到達度
手術到達の有無と術前状態の安定度を調査する。術前状態の安定度は、術前死亡、緊急手術（各施設の基準で緊急性があったと判断した場合）、予定手術のいずれであるか、また術前挿管の有無によって判定する。

８．調査項目１）尿量測定（１）膀胱カテーテルの使用（２）尿量、測定時刻：ガス吸入療法 開始前 ３時間
測定方法：カテーテル or おしめの重量
開始後０〜４８時間：１時間毎
測定方法：カテーテル（必須）以 降；６時間毎
測定方法：カテーテル＊FiO2（％）
、吸入法の変更があれば、時刻と直前の量を記載する
２）経皮的酸素飽和度（１） 目標設定値（あれば記載）（要望項目）（２） 実際の SpO2 値、測定時刻
測定時間：ガス吸入療法 開始前
開始後 ０〜４８時間：１時間毎
以降；６時間毎＊FiO2（％）、吸入法の変更があれば、時刻と前後の値を記載する＊急激な変動があれば、時刻、値、推定要因を記載する
３）バイタルサイン（１） 呼吸数（２） 心拍数
測定時間：ガス吸入療法

開始前
開始後 ０〜４８時間：１時間毎
以降；６時間毎＊FiO2（％）、吸入法の変更があれば、時刻と前後の値を記載する＊急激な変動があれば、時刻、値、推定要因を記載する

28

（３）血圧測定時間：ガス吸入療法 開始前
開始後 ０〜４８時間：２時間毎
以降；６時間毎＊FiO2（％）、吸入法の変更があれば、時刻と前後の値を記載する＊急激な変動があれば、時刻、値、推定要因を記載する
４）心 Echo：右室圧推測
TR velocity, ventricular septum（変形）吸入療法直前、手術後
５）心臓カテーテル検査：術後６か月〜１２か月
６）頭部 Echo：頭蓋内出血、PVE(PVL)
吸入療法直前、外科手術直前に施行
７）その他
いずれの時期であっても、異常な神経症状があれば記載
８）血液ガス分析（１） 検査項目：pCO2, pO2, SaO2, PH, BE（２） 測定時間：ガス吸入療法直前、１時間後、３時間後、６時間後、１２時間後、２４時間後、４８時間後、手術直前
９）予後（総括）（１）手術到達例
ａ．ガス吸入療法
ａ）期間：
ｂ）結果：
ｃ）合併症：
ｂ．手術結果ａ）術式：
ｂ）結果：ｃ）合併症：（２）手術未到達例
ガス吸入療法
ａ）期間：
ｂ）結果：

29

資料 2

症例報告用紙1
低酸素濃度ガス吸入療法 調査表
厚生労働省 成育医療研究委託費 １７公ー５
肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の効果と安全性に関する基礎的・臨床的研究
主任研究者：石澤瞭 （国立成育医療センター第一専門診療部 循環器科）
1）

登録日

平成

２）

３）

施設名

年

月

術前

術後

成育医療

国循センタ

京都府立

榊原記念

静岡こども

山梨大学

性別

男

日

東京女子医

４）

エントリー番号

５）

診断名

６）

在胎週数

週

日

７）

治療開始時間/生後

日

時間

８）

開始時の吸入方法
ヘッドボックス

記入記号#2

日

時間

９）

カニューラ

記入記号#1.

気管内挿管

記入記号#3

吸入療法終了日数
理由：

手術実施

女

吸入療法中止

30

出生体重

ｇ

死亡

10） 吸入方法及び FiO2 の変更があれば、尿量、経皮的酸素飽和度、呼吸・心拍数、血圧の計測値記入枠の下欄に、吸入方法の記号（#1, #2 #3)、FiO2(％）値を記入する。
2
I.

尿量測定

A

開始前
３時間尿量

B

CC

カテ

おしめ

開始後（カテーテル採取）

開始後時間(hr)
尿量(CC)
吸入記号/FiO2

1

2

3

4

5

6

7

8

開始後時間(hr)
尿量(CC)
吸入記号/FiO2

9

10

11

12

13

14

15

16

開始後時間(hr)
尿量(CC)
吸入記号/FiO2

17

18

19

20

21

22

24（1
23 日）

開始後時間(hr)
尿量(CC)
吸入記号/FiO2

25

26

27

28

29

30

31

32

開始後時間(hr)
尿量(CC)
吸入記号/FiO2

33

34

35

36

37

38

39

40

開始後時間(hr)
尿量(CC)
吸入記号/FiO2

41

42

43

44

45

46

48（2
47 日）

以降は６時間毎に計測

31

開始後時間(6hr)
尿量(CC)
吸入記号
/FiO2

54

60

66 72（3 日）

78

84

96（4
90 日）

132

144（6
138 日）

180

192（8186 日）

3
開始後時間
(6hr)
尿量(CC)
吸入記号
/FiO2
開始後時間
(6hr)
尿量(CC)
吸入記号
/FiO2
開始後時間
(6hr)
尿量(CC)
吸入記号
/FiO2
開始後時間
(6hr)
尿量(CC)
吸入記号
/FiO2

102

108

150

156

114 120（5 日）

162 168（7 日）

198

204

210 216（9 日）

222

228

246

252

258 264（11 日）

270

276

294（12282 日）

経皮的酸素飽和度測定
目標値設定（要望項目）

A.

開始前

B

開始後

174

240（10234 日）

4
II

126

％
％

32

開始後時間(hr)SpO2（％）
吸入記号/FiO2

1

2

3

4

5

6

7

8

開始後時間(hr)SpO2（％）
吸入記号/FiO2

9

10

11

12

13

14

15

16

開始後時間(hr)SpO2（％）
吸入記号/FiO2

17

18

19

20

21

22

24(1
23 日）

開始後時間(hr)SpO2（％）
吸入記号/FiO2

25

26

27

28

29

30

31

32

開始後時間(hr)SpO2（％）
吸入記号/FiO2

33

34

35

36

37

38

39

40

開始後時間(hr)SpO2（％）
吸入記号/FiO2

41

42

43

44

45

46

48（2
47 日）

以降は６時間毎に計測

開始後時間(6hr)
SpO2（％）
吸入記号/FiO2

54

60

66 72（3 日）

78

84

96（4
90 日）

開始後時間(6hr)
SpO2（％）
吸入記号/FiO2

102

108

114 120（5 日）

126

132

144（6
138 日）

180

192（8186 日）

開始後時間(6hr)

150

156

162 168（7 日）

33

174

SpO2（％）
吸入記号/FiO2

開始後時間(6hr)
SpO2（％）
吸入記号/FiO2

198

204

210 216（9 日）

222

228

240（10234 日）

開始後時間(6hr)
SpO2（％）
吸入記号/FiO2
6

246

252

258 264（11 日）

270

276

288（12282 日）

III1)

バイタルサイン
呼吸、心拍数A

吸入療法開始前

B

吸入療法後

呼吸数
心拍数

回/分
回/分

開始後時間(hr)
呼吸数/分
心拍数/分
吸入記号/FiO2

1

2

3

4

5

6

7

8

開始後時間(hr)
呼吸数/分
心拍数/分
吸入記号/FiO2

9

10

11

12

13

14

15

16

開始後時間(hr)
呼吸数/分
心拍数/分
吸入記号/FiO2

17

18

19

20

21

22

24(1
23 日）

開始後時間(hr)
呼吸数/分

25

26

27

28

29

30

31

34

32

心拍数/分
吸入記号/FiO2
開始後時間(hr)
呼吸数/分
心拍数/分
吸入記号/FiO2

33

34

35

36

37

38

39

46

48（2
47 日）

84

96（4
90 日）

40

7
開始後時間(hr)
呼吸数/分
心拍数/分
吸入記号/FiO2

41

42

43

44

45

以降は６時間毎に計測

開始後時間(6hr)
呼吸数/分
心拍数/分
吸入記号/FiO2

54

60

66 72(3 日 )78

開始後時間(6hr)
呼吸数/分
心拍数/分
吸入記号/FiO2

102

108

114 120（5 日）

126

132

144（6
138 日）

開始後時間(6hr)
呼吸数/分
心拍数/分
吸入記号/FiO2

150

156

162 168（7 日）

174

180

192（8
186 日）

開始後時間(6hr)
呼吸数/分
心拍数/分

198

204

210 216（9 日）

222

228

240（10234 日）

35吸入記号/FiO2

開始後時間(6hr)
呼吸数/分
心拍数/分
吸入記号/FiO2

246

252

258 264（11 日）

270

276

288（12282 日）

急激な変動があれば、時間、値、推定要因を記載
8
III
2)

バイタルサイン
血圧

AB

吸入療法開始前mmHg
吸入療法開始後（2 時間毎）

開始後時間(hr)
血圧(mmHg)
吸入記号/FiO2

2

4

6

8

10

12

14

16

開始後時間(hr)
血圧(mmHg)
吸入記号/FiO2

18

20

22 24（1 日）

26

28

30

32

血圧(mmHg)
尿量(CC)
吸入記号/FiO2

34

36

38

42

44

46 48（2 日）

開始後時間(6hr)
血圧(mmHg)
吸入記号/FiO2

54

60

66 72(3 日 )78

84

90 96（4 日）

開始後時間(6hr)
血圧(mmHg)

102

108

114 120（5 日）

126

132

138 144（6 日）40

以降は６時間毎に計測

36

吸入記号/FiO2
開始後時間(6hr)
血圧(mmHg)
吸入記号/FiO2

150

156

162 168（7 日）

174

180

186 192（8 日）

開始後時間(6hr)
血圧(mmHg)

198

204

210 216（9 日）

222

228

234 240（10 日）

開始後時間(6hr)
血圧(mmHg)
吸入記号/FiO2

246

252

258 264（11 日）

270

276

282 288（12 日）

9急激な変動があれば、時間、値、推定要因を記載
10
IV

右室圧(肺動脈圧）推定1)TR velocity 吸入直前

m/sec

手術後
2)IVS 変形

m/sec

吸入直前

不変

軽度

中等度

高度

手術後

不変

軽度

中等度

高度

3)その他
V

中枢神経系合併症
ICH

PVE

吸入直前

有

無

手術直前

有

無

吸入直前

有

無

手術直前

有

無

37

PVL

吸入直前

有

無

手術直前

有

無

ICH: intracranial hemorrhage
PVE: periventricularechodensities
PVL: periventricular leukomalacia
いずれの時期であっても、異常な神経症状があれば記載

11

VI

血液ガス分析
pCO2

pO2

SaO2

PH

吸入療法直前吸入記号/FiO2
1 時間
吸入記号/FiO2
３時間
吸入記号/FiO2
６時間
吸入記号/FiO2
１２時間
吸入記号/FiO2
24 時間
吸入記号/FiO2
48 時間

38

BE

吸入記号/FiO2
終了直前
吸入記号/FiO2
終了直後
吸入記号/FiO2
48～96 時間未満
吸入記号/FiO
96～144 時間未満
吸入記号/FiO
尿量計測（追加）
開始後時間(6hr)
尿量(CC)
吸入記号/FiO2
開始後時間(6hr)
尿量(CC)
吸入記号/FiO2
開始後時間(6hr)
尿量(CC)
吸入記号/FiO2
開始後時間(6hr)
尿量(CC)
吸入記号/FiO2
開始後時間(6hr)
尿量(CC)
吸入記号/FiO2
開始後時間(6hr)
尿量(CC)
吸入記号/FiO2

39

開始後時間(6hr)
尿量(CC)
吸入記号/FiO2
開始後時間(6hr)
尿量(CC)
吸入記号/FiO2[3] 低酸素濃度ガス吸入療法についてのシステム理論からの考察
齋藤 正一（福井県立大学看護福祉学部）（要約）単心室並列循環のモデルを用いてのシステム理論による数理学的検討により、以下の結果が得られた。肺血流量の減少が動脈血酸素飽和度に与える影響についての検討では、
Qp/Qs＞1、すなわち肺血流過剰の状態にあるとき、動脈血酸素飽和度の低下は緩やかであり、急峻に低下するのは Qp/Qs＜1 となるところである。これは臨床の場において肺血流制限治療を行うときは、動脈血酸素飽和度の低下をモニターしながら徐々に減らしてゆき、飽和度低下の差分が増し始めるところを限界とみなせるということを示唆している。
肺血流量の減少が全身の酸素供給量に与える影響についての検討では、心拍出量が一定であれば肺血流量の減少に伴い体血流の増加と酸素供給量の増加が起こる。体血流が一定であれば肺血流の減少に伴い心拍出量は低下し心負荷が軽減される。
仕事量が一定であれば肺血流の減少に伴い
体血流は増加し酸素供給量は増加し、かつ心拍出量は若干減少することができ心負荷は軽減される。以上より、低酸素濃度ガス吸入療法による肺血流量の制限は生体システムに有利に働くことが証明された。
１．単心室並列循環の定義
全身に血液を供給するポンプの役割を担う心室が事実上１つしか存在せず、単一の心室が体循環と肺循環の両方への送血を担う先天性心疾患がある。単心室、左心低形成症候群、三尖弁閉鎖、純型肺動脈閉鎖、房室中隔欠損など、いずれも新生児期から全身への血流ならびに酸素の供給が損なわれる重篤な疾患である。このような循環の形態を｢単心室並列循環｣と呼ぶ。単心室並列循環の循環動態は以下の２つにより定義される。（１）肺還流と体還流が心臓の内部で混和するため、体循環系と肺循環系の動脈血、すなわち大動脈血と肺動脈血の酸素飽和度が等しい。
（２）心臓の拍出血（心拍出量）は、肺血流量と体血流量の和であり、それを拍出するのはただ一つの心室である。
本稿では最初に単心室並列循環における血行動態の特性を、その他の形態短絡を有する先40

天性心疾患と比較し、循環系の各部分（肺動脈、体動脈もしくは大動脈、肺還流もしくは肺静脈、体還流もしくは肺静脈）における血液中酸素濃度（または酸素飽和度）と血流との関係を理論的に分析し、全身への酸素供給と肺･体血流量のバランスとの関係を調べ、最後に臨床データとの対比によって低濃度酸素吸入療法時の意義について考察する。
２．単心室循環の数式的扱い
酸素の供給･消費と血流との関係を表わす Fick の原理を単心室循環に適用する。変数となるものには以下に示すような右心･左心の各部位における血液中の酸素含有量、血流量、時間当りの酸素消費･供給量がある。

動脈血酸素含有量
C aO 2肺動脈血酸素含有量
C pa O 2
静脈血酸素含有量
C vO 2
肺静脈血酸素含有量
C pv O 2
体血流量
Qs
肺血流量
Qp
両心室拍出量CO･
分時酸素消費量
C V･ O 2
上記の変数に Fick の原理を適用すると、以下のような関係式が得られる。
分時酸素供給量
SVO2
酸素消費供給量VO2
体循環から酸素が消費されるので、･CaO2・Qs － CVO2 ＝ CsvO2・Qs式（1）

肺循環に酸素が供給されるので、･CpaO2・Qp ＋ SVO2 ＝ CpvO2・Qp

式（2）心室混合により肺動･大動脈血酸素含有量は等しい。

CpaO2 ＝ CaO2式（3）定常状態においては、酸素の供給と消費は等しい。
･･･

CVO2 ＝ SVO2 ( ＝ VO2 )式（4）単一心室の拍出が大循環・肺循環に分配される。

Qs ＋ Qp ＝ CO式（5)式（1）と式（2）とは、短絡の有無にかかわらず全ての循環形態において成立する関係である。単心室並列循環の特徴を表わすのが式（3）と式（4）である。
式（5）は定常状態または一定時間平均すると成り立つ関係であって、以下の議論では時間当りの酸素消費･供給量は VO2 で代表する。なお、以上の式は酸素含有量によっているが、吸入気酸素分圧が大気の値（約 160mmHg）以下の状況では血液中の酸素のほとんどが赤
血球ヘモグロビンに結合していて酸素含有度は酸素飽和度に比例すると考えられるので、｢酸素飽和度｣を用いて議論する。

41

３．Fick の原理と短絡疾患
式（ⅰ）と（ⅱ）とを変形すると、酸素飽和度と血流の関係が得られる。
･(CaO2－ CsvO2) ・Qs ＝ VO2･(CpvO 2 － CaO 2) ・Qp ＝ VO 2

酸素の出納が一定という条件下で、上流と下流の酸素飽和度の差（｢酸素較差｣と呼ぶ）と血流量は反比例する。血流量が多ければ酸素較差は狭く、逆に広い酸素較差が見られる場合
はそこの流量が多いことを意味している。
以下、このことを念頭において無短絡、右左短絡、左右短絡、２心室両方向短絡、単心室循環の５タイプの短絡での血液酸素飽和度のようすを対比する。肺拍出を｢肺動脈｣、肺還流を｢肺静脈｣、全身拍出を｢大動脈｣、全身還流を｢大静脈｣と略称する。
図は左側に体循環、右側に肺循環の血液酸素飽和度を示す。肺の換気や酸素交換の影響はなく、肺静脈血酸素飽和度は等しいと仮定する。なお、図中に 1/Qp、1/Qs、1/Qe と記したのは、｢当該酸素較差が肺血流量、体血流量、有効血流量と反比例する｣ことを表現したものである。
酸素飽和度 100%

図１．
無短絡と一方向短絡
の比較

pv

sa
1/Qs

1/Qe

1/Qp

sv

1/Qs

1/Qe

1/Qp

pa
体
循
環

肺
循
環

pa

sa
1/Qs

1/Qe

1/Qp

pa

sv

Qs→, Qp↑
Qs = Qe

Qs→, Qp↓
Qp = Qe

VSD, ASDなど

T/Fなど

酸素飽和度 0%paのみ上昇sa,sv,pa1並行低下

無短絡

L→R短絡

R→L短絡

１）短絡のない場合（無短絡）
肺静脈と大動脈、肺動脈と大静脈の酸素飽和度は等しい。その結果、肺静脈と肺動脈、大動脈と大静脈の酸素較差も等しい。すなわち肺血流量と体血流量とが等しい。
２）肺血流増加型の左右短絡の場合（L→R 短絡）
肺静脈、大動脈、大静脈は無短絡の場合と同じである。従って肺静脈と大動脈の酸素飽和度は等しく、大動脈と大静脈の酸素較差は無短絡の場合と等しく、肺動脈酸素飽和度のみが上昇するために肺静脈と肺動脈との酸素較差だけが縮小する。これは体血流量が変わらずに
肺血流量のみが増加することを意味している。
３）肺血流減少型の右左短絡の場合（R→L 短絡）
肺静脈は無短絡の場合と等しいが、肺動脈、大動脈、大静脈は同じだけ下方へ平行移動する。大静脈と肺動脈の酸素飽和度は等しい。 大動脈と大静脈の酸素較差は無短絡の場合と変わらないが、肺静脈と肺動脈との酸素較差は拡大する。 体血流量は変わらないが、肺血流量が減少することを意味する。

42

図２．
無短絡と両方向
短絡の比較

酸素飽和度 100%

pv

sa
1/Qs

1/Qe

1/Qp

sv

sa
1/Qs

1/Qe

pa

pa
体
循
環

肺
循
環

酸素飽和度 0%

無短絡

1/Qp

sa
1/Qs

1/Qp
1/Qe

pa

Qp↑, Qs↑

Qp↑, Qs↑
Qp + Qs = Qe

AVSD, TGA

SV, HLHS

sa↓≠ pa↑sa↓＝ pa↑

２ 心室両短絡単心室４）心室が２つで短絡が両方向である場合
肺静脈と大静脈の酸素飽和度は無短絡の場合と変らない、肺動脈の酸素飽和度は上昇し、大動脈では低下する。その結果肺循環、体循環の両方で酸素較差が縮小する。これは肺血流
量、体血流量がともに増加することを意味する。
注意点を２つ指摘する。まず、肺静脈と大静脈の酸素飽和度は無短絡の場合と等しい。 肺
静脈と大静脈の酸素較差は全身での酸素消費によるもので、それに与る仮想的な血流、すな
わち有効血流量に反比例する。 有効血流量は心臓の活動状態と酸素消費状態が変らなけれ
ば、短絡の有無にかかわらず不変である。
（例外は肺血流減少型右左短絡であって、有効血流量は減少した肺血流量に等しい）。次に２心室両方向短絡では肺動脈酸素飽和度の上昇と大動脈酸素飽和度の低下は独立、言い替えると肺静脈と肺動脈の酸素較差と大動脈と大静脈の酸素較差の縮小は相互に影響しない、
さらに換言すれば肺血流と体血流の増減は任意に定まるということである。
５）単心室並列循環の場合
肺静脈と大静脈の酸素飽和度は無短絡の場合と等しく、肺動脈の酸素飽和度上昇と大動脈の酸素飽和度低下も２心室両方向短絡の場合と同じである。 ただひとつ異なる、そして決定的な差異は肺動脈と大動脈の酸素飽和度が等しいことである。
２心室両方向短絡の場合と異なり、肺動脈の上昇と大動脈の低下はリンクしている。 換言すると、有効血流量が一定で酸素消費状態が不変であれば、肺血流量が増えれば体血流量が減少し、その逆もまた成り立つ。
現実には有効血流量は心循環系全体の機能状態を反映して時々刻々変動する。 これを無短絡の場合で考えてみよう。 短絡がなく、肺静脈＝大動脈の酸素飽和度は 100％近い。 カテコラミン等により心拍出量が増加すると、静脈＝肺動脈の酸素飽和度が上昇し、肺循環･体循環の双方で酸素較差が縮小する結果、肺静脈と大静脈の酸素較差も縮小する。 無短絡のとき、すべての血流が末梢への酸素運搬に与り、肺体循環の血流は等しい。すなわち、
Qp ＝ Qs ＝ Qe
である。
これに対して単心室並列循環で肺血流量が減少するときには、
肺動脈＝大動脈の酸素飽和度低下は肺血流量の減少を意味する一方、大静脈酸素飽和度は低濃度酸素吸入時の安全域（セーフティ･マージン）の指標として重要である。 このことを以下に説明する。

43

図３．
動脈血酸素飽和の意味するもの

pv
1/Qs

pv

1/Qp

sa
1/Qe

pa

sv

1/Qp

sa
sv

pa

1/Qs

肺血流減少分

SaO2 の低下は肺血流減少のしるし

FiO2↓

前

図３の左が低濃度酸素吸入前、右が吸入後である。もし肺血流が減少すれば、その分だけ
肺動静脈酸素較差が広がる。肺静脈の酸素飽和は固定されている（FiO2 低下による肺静脈
血の飽和度の低下は、ここでは無視する）ので、肺動脈の酸素飽和度が低下するが、それは大動脈の酸素飽和度（SaO2）と等しい。 すなわち SaO2 が低下することになるが、これは肺血流の減少を意味する｢好ましい｣所見である。 逆に SaO2 が低下しないようでは、肺血流の減少はなく、低濃度酸素吸入の効果が見られないこと意味する。
図４．
静脈血酸素飽和の意味するもの

pv
1/Qs

pv

P0

1/Qp

sa
1/Qe

pa

sa

S0

sv

P1

pa
S1

sv

SvO2 が下るのは危険信号
S0 ＜ S1 のとき、要注意！

FiO2↓

前

End of #49

大動脈の酸素飽和度（SaO2）が低下したとする。このとき体血流（Qs）が増えも減りもしなければ大動脈と大静脈の酸素較差は一定なので、大静脈の酸素飽和度（SvO2）は大動脈の酸素飽和度（SaO2）とともに下方に平行移動する、すなわち SaO2 と SvO2 の減少分は同じである。 もしも SvO2 がそれにも増して低下するならば、体血流の減少と同時に静脈血中の余剰酸素が乏しいことを意味し、全身の低酸素状態を表す危険信号となる。 逆に、
SvO2 の低下が SaO2 の低下よりも少ない場合、動静脈酸素較差が狭くなった、すなわち体血流量（Qs）が増えているという、好ましい所見といえる。

４． 全身への酸素運搬と 肺体血流比との関係
以下、Barnea ら（1994）の研究（文献（１））に従って進める。変数数が 10 あるのに対して方程式の数は 6 しかないため、各所の血液中酸素飽和度が既知であっても血流量は一
意的には定まらない。しかし、循環系全体像を表わすこれら変数の組み合わせの関係は探る

44

ことができる。肺血流量（Qp）と体血流量（Qs）を独自の変数とするよりも、心拍出全体を意味する心拍出量（CO）と、肺体血流比（Qp/Qs）とで表わすほうが理解が容易なので、式（4)を変形し、CO と Qp/Qs とを用いて肺血流（Qp）と体血流（Qs）を以下のように書きなおす。これは単心室並列循環の基本的な関係を表す式である。

CO
１＋ Qp/Qs

式（6）CO ・Qp/Qs
Qp ＝ １＋ Qp/Qs

式（7）

Qs ＝

式（2）を変形すると動脈血酸素含有量が求められる。
･

VO2
CaO2 ＝ CpvO2 －
Qp

式（8）

式（7）を用いて Qp を CO と Qp/Qs で表わすと、･

VO2
CaO2 ＝ CpvO2 － CO －･

VO2CO･Qp/Qs

式（9）全身へ送られる酸素の総量、すなわち動脈血に含まれる最大限利用可能の酸素量（Oxygen
delivery：DO2）は動脈血の酸素と体血流量の積である。式（8）の両辺に Qs を乗じ、Qs
を CO と Qp/Qs で書き直すと、

DO2 ＝

CO
CaO2・Qs = CpvO2・ 1 + Qp/Qs

1･－ VO2 ・ Qp/Qs

式（10）式（9）は動脈血酸素含有量（CaPO2）が、式（10）は酸素供給量（DO2）が、分時酸素
消費量（VO2）、肺静脈血酸素（CpvO2）、心拍出量（CO）、肺体血流比（Qp/Qs）により定まることを意味している。
５． 肺血流が減少するとき、何が一定か？
新生児期には胎内循環から体外循環（大気呼吸）への移行の伴い肺血管抵抗が急激に低下する。正常な心臓をもつ新生児にとって望ましいこの現象が、左心低形成症候群など単心室型先天性心疾患患者にとっては、①体循環血流の肺循環へのシフトによる全身虚血、②肺血流の過大な増加による心臓（ポンプ）と肺（受け手）の双方への負荷、という二重の負担となり、重症心不全、ショックに陥る。ひとたびこのような状態にになると、手術等による根本治療も困難で危険も高くなり、死亡率も高い。
ここでは肺血流過剰状態（しばしば｢肺性ショック｣と呼ばれる）にある単心室型疾患患者
で肺血流を減少させる治療のシミュレーションを行う。肺血流過剰状態から肺血流が減少す
ると、動脈血酸素（CaPO2）と酸素供給量（DO2）が度のようになるのかを式（9）、（10）の関係を用いて観察する。
ただし、それに先立ち検討すべき重要なことがある。式（9）、（10）の右辺に含まれる変数のうち、定常状態を想定して分時酸素消費量（VO2）は一定、肺換気と酸素交換は正常と仮定して肺静脈血酸素（CpvO2）もほぼ飽和状態で一定とみなすのであるが、残る変数が心45

拍出量（CO）と肺体血流比（Qp/Qs）である。この２つの間にはどんな関係があるのだろうか？
６． 等価電気回路による考察
心拍出量（CO）と肺体血流比（Qp/Qs）の関係、これは肺血流量（Qp）と体血流量（Qs）の代理的関係である。単心室型疾患患者に肺血流を減らす治療（ここでは肺動脈拘扼手術や低酸素吸入を念頭に置く）を施すことを電気回路で考える。下図が単心室並列循環の等価電気回路である。
図５．
並列電気回路による考察

等価電気回路
Qsは一定

SV

Qp

Rs

Qs

Qs
× 無関係

Rp

Qp

既知のように並列回路ではここでは Rp（肺血管抵抗）として示した末端の負荷抵抗が増減しても Qp（肺血流）がそれに応じて増減するだけで、並列の体循環には何の変化もない。
しかし、それは SV（単心室）として示す電源が負荷変動しないということが条件である。
現実の心室は神経内分泌や負荷に応じてかなり大きな変動をしているから、等価回路は下図のように、Rp が増加して Qp が減少する結果、圧が上昇して Qs（体血流）も増加する可能
性がある。
図６．
並列電気回路（電源失効の場合）後に示すように、｢何が一定であるか｣によってシミュレーションの結果は異なる。ここにはなんらかの根拠にもとづく仮定が必要になる。これらの仮定は理論上、Qp と Qs の束縛条件であり、数式上は Fick の不定方程式（式（1）、（2））への追加方程式となる。
１） 心拍出量（CO）を一定とする仮定
心室は拍出量が一定になるよう調節され、拍出血の行き先にはよらないとする考え。
Barnea ら（1994）はこの立場をとっている（文献（１））。
２） 体血流量（Qs）が一定であるとする仮定

46

心室は全身の灌流量を一定にするよう調節されるので、体血流量は肺血流量が増減しても変化しないとする考え。
３） 心室の仕事量が一定であるとする仮定
本稿ではもうひとつ独自の仮定を置き、以下にその根拠と数式的取扱いを述べる。
単心室並列循環では最少でも通常心室の 4 倍以上の血液を駆出しなければならない心室の量的負荷は過大である。その結果、心室は最大限のパフォーマンスを発揮すべく強いられており、｢これ以上の仕事ができない状態｣にあると考えられる。もしも心室が発揮できる仕事量の最大限界付近の状態にあれば、肺血流が減少することによって負荷が減少した直後には、その仕事量（物理学では｢エネルギー｣と呼ぶ）は心室のマージンとして減らされるか、さもなければ他にエネルギーを要求する部分へ再配分されるであろう。ここでは後者の仮定を採用する。すなわち、｢心室の仕事量は肺循環への仕事量と体循環への仕事量の和であり一定｣とみなす。
図７．
並列電気回路（仕事量の場合）

心室の仕事量を W0 と表す。W0 は肺血流（Qp）、体血流（Qs）、体血管抵抗（Rs）、肺血
管抵抗（Rp）にかかわらず一定とする。このとき図に示すように、

Rs ･ Qs2 ＋ Rp ･ Qp2 ＝ W0
Ohm の法則より、

Rs ･ Qs = Rp ･ Qpであるから、これらを連立すれば 2 次方程式として解け、Qp、Qs、CO を Qp/Qs で表わすことができる（計算の詳細は割愛する）。
Qs ＝

W0 / Rs ･1
Qp/Qs + 1

Qp ＝

W0 / Rs ･(Qp/Qs)Qp/Qs + 1

CO ＝

W0 / Rs ･ (Qp/Qs + 1)

2

酸素供給量（DO2）も同様に表わせる。
DO2 ＝ CpvO2 ･COQp/QS=1
2 ･ ( Qp/Qs + 1)

－

･
CVO2
Qp/Qs

式（11）
11
式（12）
11

式（11）中の W0/Rs は仕事量を抵抗で除した値の平方根であるから血流を意味し、Qp=Qsのとき、式（12）中の COQp/Qs=1 となる。この値は W0 と Rs とが一定なら定数である。

47

７．肺血流量の減少が動脈血酸素飽和度、全身への酸素供給量に与える影響
まず、Qp/Qs＝1 のときの心拍出量を 800ｍL/分としたとき上に述べた １）～３）のおのおのの場合における肺体血流比（Qp/Qs）と心拍出量（CO）との関係を図示する。
図８．
種々の仮定による
心拍出量と肺体血流比の関係

心拍出量（CO）が一定であれば心室の負荷は変らない。体血流量（Qs）一定または仕事量（Wo）一定の場合は肺血流量減少、すなわち Qp/Qs 減少に伴って心室の負荷は軽減さあれる。ただし、前にも述べたがたとえ Qp/Qs＝1（ｙ軸との交点）であっても無短絡心室に比べて 4 倍の負荷がかかっているので、心室の負荷は大きい。なお、Qp/Qs ＞ 1 の領域、
すなわち臨床における肺血流過多の場合には、体血流量（Qs）一定と見なした場合が心仕事量（W0）一定とした場合にくらべて心室の負荷軽減効果は大きい。
まず動脈血酸素飽和度（SaO2）と肺体血流比（Qp/Qs）の関係を図示する。
図９．
動脈酸素飽和度（心拍出一定の場合）

図１０．
動脈酸素飽和度（体血流一定の場合）

48

図１１．
動脈酸素飽和度（仕事量一定の場合）

当然予想されることながら動脈血酸素飽和度は Qp/Qs の単調増加関数である。すなわち
肺体血流比が低下すれば減少し、Qp/Qs がある値未満では計算上負の値となる。しかし、何を一定とみなすかにかかわらず、Qp/Qs＞1、すなわち肺血流過剰の状態にあるとき、動脈血酸素飽和度の低下は緩やかであり、急峻に低下するのは Qp/Qs＜1 となるところである。
これは臨床の場において肺血流制限治療を行うときは、動脈血酸素飽和度の低下をモニターしながら徐々に減らしてゆき、飽和度低下の差分が増し始めるところを限界とみなせるということを示唆している。
最後に酸素供給量（DO2）と肺体血流比（Qp/Qs）との関係を図示する。
図１３．
酸素供給量
（心拍出量一定の場合）

図１４．
酸素供給量
（体血流一定の場合）

図１５．
酸素供給量
（仕事量一定の場合）

酸素供給量（DO2）は、何を一定とみなすかによって結果が異なる。心拍出量（CO）を49

一定とみなしたのが Barnea らの研究（文献（1））である。この場合、酸素供給量は Qp/Qs＜1 のところで極大となる。｢右左短絡優位のときに全身に酸素がゆきわたる｣という主張は小児循環器の常識とは一見相容れないが、｢CO が一定｣という仮定が事実なら理論上は正しい。なぜなら CO 一定のときに Qp を増やせば、それと同じだけ体血流が増えるからである。
Barnea らはこのことと根拠に、肺体血流バランスをとる（Qp と Qs を近づける）治療法の重要性を主張した。
｢CO 一定｣という仮定にはそれなりの説得力があるが、事実であるという保障はない。ただ、現実に重症心疾患児の心拍出をモニターしながら肺血流量を減らすことは、肺動脈絞扼術の術中でもなければ困難である。そこで別の仮定のもとに酸素供給量と Qp/Qs の挙動を分析する。別の仮定とは、｢体血流量（Qs）一定｣と｢仕事量（Wo）一定｣である。
｢Qs 一定｣という仮定は｢Qp を減らしても Qs は増えない｣というもので、｢CO 一定｣という仮定の対極であるが、等価並列電気回路の場合は事実に合致する。この仮定が事実とす
ると、Qp/Qs が減少するとき DO2 は単調減少し、Qp/Qs＜1 のところでのピークは見られず、全身への酸素運搬という観点からは Qp 減少療法の利点がない（ただし｢Qs 一定｣なら
図６に示すように、Qp 減少に伴って CO が著しく減少するので、心室負荷という観点からのメリットは大きい）。
｢Wo 一定｣という仮定は、｢CO 一定｣と｢Qs 一定｣の中庸に存する。｢CO 一定｣ほど極端でないものの、
やはり Qp/Qs＝1 の近傍で DO2 が極大となる（この場合、極大値を与える Qp/Qsの値と１との大小関係は係数の値に依存する）ので、全身への酸素運搬という観点からの肺体血流バランスの意義は、この仮定のもとでも存在する。
８．全身への酸素運搬と心室の量負荷のまとめ。｢仕事量一定｣仮定の帰結
各種仮定における肺血流量減少の効果をまとめると、下図のようになる。
図１６．
各種仮定における
肺血流減少時の心拍出量と酸素供給との挙動

Qpが減るとき…
CO = Qp + Qs

仮定

DO2

CO一定
Qs一定
Wo一定

肺血流を（Qp）を減らすことは、①心室の量負荷の低減、②全身への酸素運搬量の増加という２つのメリットが期待でき、何を一定とみなすかによってそのバランスが異なるということになる。
ここで、｢仕事量（Wo）一定｣という仮定について若干補足する。 上にも述べたとおり、これは折衷的な仮定であるが、それだけに現実により近いと筆者は考えている。血圧（P）
を用い、心室の仕事量 Wo を以下のように変形する。
Wo ＝ Rp･Qp2 ＋ Rs･Qs2＝ P ･ Qp ＋ P ･ Qs
＝ P ･ （Qp ＋ Qs）＝ P ･ CO

肺血流過多の状態を想定しているので、大動脈圧と肺動脈圧は等しいとする。Wo が一定

50であるならば、Qp が減少すると Qs は増える（図 14 を見よ）
。 つまり上式 2 行目の P･Qpは減少し P･Qs が増える。 これは肺に配分され、過剰な流量のために肺血管床を傷害している仕事量が減少し、その分だけ全身血を駆動するのに再配分されることを意味する。さらにこのとき、CO も若干減少する（図 14 を見よ）が、上式 4 行目により Wo が一定なら血圧と心拍出量が反比例するので、血圧（P）は若干増加することになる。肺血流が減少する
結果、｢心臓は新たに仕事量（エネルギー）を要求しなくても血圧を上げることができる｣ということを、この式は示している。
９．臨床データからの考察
理論の臨床応用には事実との符合を確認が不可欠である。 単心室系疾患患者は近年、心臓カテーテル検査をせず、大動脈再建や肺動脈絞扼などの手術に向かうこともあり、血中（肺静脈、大動脈、大静脈）酸素濃度と分時酸素消費量のデータは非常に得るのが困難になった。
そこで過去にカテーテル検査を受けた左心低形成症候群患者の血中酸素濃度（飽和度）を参考にすると、肺機能が正常と思われる体表面積 0.2m2 程度の症例で、① Qs は 0.6-1.2L/分
程度で、無短絡時の心拍出量の 2-4 倍程度の値である。② Qp/Qs は、肺機能の悪化、肺血管狭窄･閉塞の例では判断に窮するが、明らかな肺循環過多の例では計算上 4L/分を超える例があり、肺性ショック以前であっても Qp/Qs が 4 以上の症例は珍しくないと思われる。ここまでの考察において比較の便宜を図って係数を Barnea らの報告の値に合わせ、心拍出量（CO）を 800mL/分に固定したが、Qp/Qs=1 のときの CO を無短絡時の２倍と見積もった
彼等の係数決定は誤りである（無短絡時の 4 倍でなければならない）。 肺性ショック時のように有効な Qs が維持できないほど肺血流が多い状態では、Qp/Qs はさらに大きな値であると推測される。
１０．関連事項への補足的説明
議論の単純化のため本文中では詳述しなかったが、臨床では重要となる関連事項について
最後に簡単に補足する。
１） 酸素飽和度と酸素含有度の関係
上記の議論はすべて酸素含有度が酸素飽和度に比例すると仮定して進めた。
血液中酸素含有度は以下の式により定められる（ヘモグロビンを｢Hb｣と略記する）。
酸素含有量（mLO2/mL 血）= Hb 飽和酸素量（mLO2/gHb）× Hb 濃度（gHb/mL 血）× Hb 酸素飽和度＋ 血漿酸素溶解度（mLO2/mL 血/mmHg） × 血液酸素分圧（mmHg）
血漿酸素溶解度は非常に小さく、高圧酸素療法などの特殊な状況を除く通常の血液酸素分圧の場合、第 2 項は無視できる。 しかし、第 1 項に含まれる Hb 濃度は患者－患者間、ときには同一患者であっても異なり得る。 Fick の原理は酸素含有量を問題にしているので、貧血または多血症の有無は重要である。貧血があると血液量あたりの運搬酸素量が減少し、より大量の血流量が必要となる。 すなわち、酸素運搬の悪化と Qs の増加という｢2 重の負荷｣の原因となる。 一般に右→左短絡疾患患者は多血症となることが多いが、単心室疾患においては術前術後を問わず、貧血の回避と改善に努めるべきである。

51

２） 肺還流血の酸素飽和度と、ヘモグロビン－酸素乖離曲線
いうまでもなく血液中酸素含有度の最大の決定要因は血液（赤血球）中 Hb の飽和度である。 Hb の飽和度は、血液酸素分圧と Hb－酸素乖離曲線によって決まる。 通常、肺毛細血管内酸素分圧は 100mmHg 前後である。成人型 Hb の飽和度は酸素分圧が約 60mmHg
以上で 100％に近く、それ未満に下がるにつれて急激に乖離し、飽和度が 50％となる酸素分圧（P50）が 30mmHg 周辺にあるとされる（文献（2））。 一概には論じられないが、低濃度酸素吸入療法として用いられる FiO2 の範囲（14～21％）ならば肺毛細血管内酸素分圧が 60mmHg 以上、肺還流血酸素飽和度の低下は僅かであるとみなし、無視した。 実際
面においては考慮に入れるべきであろう。
なお、ヘモグロビンの酸素乖離曲線は種々の要因の影響を受けてシフトする。 これら要因のうち単心室系疾患の新生児でとりわけ重要と考えられるのは、①血液中水素イオン濃度（pH）と、②赤血球 Hb の組成である。 循環不全（腎機能低下）と換気不全（呼吸機能低下）に起因するアシドーシスの影響について論じる余裕はないが、胎児ヘモグロビン（HbF）には若干触れる。正常の新生児でも生後 2－3 か月後まで流血中に HbF が残存するとされ、チアノーゼ型心疾患患者ではさらに存在が遷延する可能性がある。 ただ HbF の P50 は成人型ヘモグロビン（HbA）のそれよりも低く、より低い酸素分圧下でより高飽和度を示す。
新生児チアノーゼ型心疾患患者におけるこの HbF の存在は、低酸素吸入療法にとって好都合であると考えられる。
３） 酸素飽和度の測定の問題
低酸素吸入療法を行う際に血液中酸素飽和度のモニターは、①治療効果、②治療の安全性の双方を評価する意味で不可欠である。 先述したように動脈血の酸素飽和度（SaO2）は肺血流減少の評価すなわち治療効果の評価に、静脈血の酸素飽和度（SvO2）は酸素供給量が酸素消費量を上回っていることの保障、肺静脈血の酸素飽和度（SpvO2）は呼吸機能が順調であることの保障、すなわち治療が安全域にあることの確認のために、おのおの測定するのが望ましい。 しかし左心低形成症候群など、単心室系疾患では心房レベルで左房から右房へ大量の短絡血が流入するものが多い。 右房と左房の交通のため、心臓カテーテル検査でも静脈血の適正な採血が困難である。 とくに何をもって体還流とするかの判断が難しい。
下大静脈は右房･左房からの吹き下ろしのため酸素飽和度が上昇すること多く、上大静脈血を用いるのが一般的なようだが、肺静脈還流異常の合併がある例などは、Fick 法の最大の泣き所となる。 静脈血酸素飽和度を測定もしくは推定する適当な方法が得られれば、低酸素吸入療法はより安全に広く利用できよう。 これが今後の課題である。

参考文献（1） Barnea O, Austin EH, Richman B, Santamore WP.
Balancing the circulation: theoretic optimization of pulmonary/systemic
flow ratio in hypoplastic left heart syndrome.
J Am Coll Cardiol. 1994 Nov 1;24(5):1376-81.
（2） Hlastala MP.
Gas transport and exchange.
In: Patton HD et al (eds.). Textbook of Physiology 21st ed. WB Saunders,Philadelphia 1989: 1012-25.

52

[4] 低酸素濃度ガス吸入療法の本邦での現状（アンケートによる全国の実態調査）a) 小児循環器医療施設
吉敷 香菜子 黒嵜 健一（国立循環器病センター）（要約）本邦の小児循環器関連施設における低酸素濃度ガス吸入療法の施行実態をアンケート調査した。回答が寄せられた158施設中35%で施行経験があり、18%が施行予定であった。
施行経験のある55施設中44%が倫理委員会の承諾をとり、66%が文書での説明を行っていた。
低酸素濃度ガスの作成は、64%で空気流回路の途中に純窒素ガスを接続し混合、専用ブレン
ダー使用は13%であった。窒素供給源は、窒素ガスボンベが69%、壁配管は5%。投与方法は人工呼吸器93%、ヘッドボックス58%、鼻カニューラ36%、クベース15%などであった。吸入酸素
濃度調節の最重視基準はSpO2が最も多かった。インシデント経験は19%であった。より安全確実な施行方法の検討、施行基準作成の必要性が示唆された。

１． はじめに
近年、肺血流量増加型先天性心疾患重症例に対して、病態の安定、心不全のコント
ロール、ショックからの離脱などを目的とする内科的治療法として低酸素濃度ガス吸入療法（窒素吸入療法）が臨床導入され、その有効性に関しての報告がなされている。
しかし、本邦での施行実態に関して多施設での調査検討はなされておらず、各施設がそれぞれの経験から独自に施行しているのが現状であり、その施行実態や安全性は明
らかではない。
２． 目的
本邦の小児循環器関連施設における低酸
素濃度ガス吸入療法の施行実態を明らかにすることを目的とした。
３． 方法
小児循環器学会評議員の所属する各施設
および大学病院232施設にアンケートを郵送した。アンケート内容は各施設における低酸素濃度ガス吸入療法施行の際の、低酸素ガス作成方法（窒素ガスの供給方法）、
投与酸素濃度のモニタリング方法、患者のモニタリング、環境に対する配慮、倫理手続き、適応疾患、適応基準、目標と効果の判定法、インシデントについてなどとした。
（資料１）
４． 結果

53

１） 回答率232施設中、158施設から回答が得られ、回答率は68％であった。その内訳は、小児科130施設、循環器科または心臓科22施設、外科6施設であった。
２） 低酸素ガス吸入療法の施行率
低酸素濃度ガス吸入療法を現在施行している施設は38施設 (24％)、以前施行した経験があるが、現在は施行していない施設は17施設 (11%)で、合計55施設 (35%)に低酸素
濃度ガス吸入療法施行経験があった。施行
経験はないが、今後施行していく予定のある施設は28施設 (18%)であった。
また、二酸化炭素ガスの加給によって肺血流を減少させる治療を現在施行しているのは7施設 (4%)、以前に施行したことがあるが現在は施行していないのは14施設 (9%)であった。
低換気によって肺血流量を減少させる治療を現在施行しているのは44施設 (28%)あり、以前に施行したことがあるが、現在は施行していないのは42施設 (27%)あった。
３） 倫理手続き、説明内容
低酸素濃度ガス吸入療法の経験がある55
施設中、倫理委員会の承諾を得ているのは24施設 (44%)であった。患者様から承諾を文書で得ているのは36施設 (66%)で、特に説明はしていない1施設を除き、他の施設は口頭での説明を行っていた。また46施設（84%）
では危険性や悪影響の可能性についても説明がなされていた。
４） 低酸素濃度ガス供給方法、作成方法

低酸素濃度ガス吸入療法の経験がある55
施設における、窒素ガスの供給源は窒素ガ
スボンベが 38施設 (69%)、壁配管は3施設(6%)であった。窒素ガスとの接続口の形状に関して、誤接続を防止するための配慮を行っているのは9施設 (16%)であり、 45施設
(82%)が窒素用の固有規格を望んでいた。低酸素濃度ガス作成方法は、35施設 (64%)が空気流回路の途中に純窒素ガス流を接続して混合しており、既存のブレンダーを利用しているのが14施設 (26%)、専用ブレンダー使用は7施設 (13%)であった。
低酸素濃度ガスの患者様への投与法は人工呼吸器51施設 (93%)、ヘッドボックス32
施設（58%）、鼻カニューラ20施設 (36%)、
保育機内投与8施設 (15%)、酸素マスク8施設(15%)であった。
５） 投与酸素濃度のモニタリング
人工呼吸器回路やヘッドボックス内の酸素濃度測定は55施設中52施設（91%）で行われていたが、0%濃度から較正された酸素濃度計を使用しているのは14施設 (25%)であった。
６） 周囲の環境への配慮
窒素ガス使用に際し、患者周囲や病室環境に対して酸素濃度測定や空調に注意を払っているのは55施設中14施設 (25%)であった。
７） インシデントの経験
低酸素濃度ガス吸入療法施行時に何らかのインシデントを経験したことがあるのは
55施設中10施設 (19%)であり、内容は窒素ボ
ンベや呼吸器などの医療機器故障、低酸素
濃度ガス吸入療法に起因する低酸素血症などであった。
合併症の経験については、因果関係は明
らかではないが2施設で肺高血圧の合併が見られたと回答があった。
治療マニュアルを作成しているのは12施
設 (22%)であった。
８） 施行件数
これまでの施行件数は1-10症例が30施設(57%)、11-20症例が8施設(15%)、21-30症例が5施設 (9％)、31-40症例が4施設 (8%)、41-50
症例が1施設 (2%)、50症例以上が5施設 (9%)
であった。
９） 対象疾患

術前の低酸素濃度ガス吸入療法対象疾患
は、左心低形成が最も多く55施設中49施設（89%）、次いで大動脈縮窄複合・離断30施設（55%）、総動脈幹遺残22施設（40%）、
両大血管右室起始20施設（36%）であった。
左心低形成については姑息手術後も19施設（35%）が低酸素濃度ガス吸入療法の対象としていた。
１０） モニタリング
低酸素濃度ガス吸入療法中のモニタリン
グとしては、経皮的酸素飽和度、尿量、心拍数、呼吸数の計測がそれぞれ80%以上の施設で施行されていた。
また窒素吸入量増減の基準とするモニタリングとしては、経皮的酸素飽和度が最も重要視されていた。
１１） 合併症の評価
合併症の評価は25施設 (46%)で行われており、具体的には血液検査、頭部超音波検査、CT、 MRIなどの画像検査、質問紙などを使用した発達評価などであった。
5. 考察
低酸素濃度ガス吸入療法は小児循環器関連施設の35%で施行経験があった。このうち現在は施行していない施設が約1/3あったが、今後施行予定の施設が18%あり、施行施
設は拡大方向にあった。逆に二酸化炭素ガ
スの加給による肺血流減少療法の経験施設は13%であったが、そのうちで現在は施行していないものが2/3あり、減少傾向であると思われた。また低換気により肺血流減少を目指す治療は54%の施設で経験されていたが、このうち約半数は現在施行されていない。
「気管内挿管下に深く鎮静し人工呼吸器を使用して低換気とし、低酸素高炭酸ガス
血症の状態とし、肺血管抵抗を上昇させ肺血流減少をはかる治療」は従来より行われてきた。この治療法をより簡便、安全、確
実に発展させようとして、窒素添加による
低酸素濃度ガス吸入や二酸化炭素添加による高炭酸濃度ガス吸入が施行されてきた。
近年はその簡便性と安全性の面から低酸素
濃度ガス吸入療法が拡大発展し、十分な効果が得られないときに低換気療法や二酸化炭素ガス加給を行う傾向にあると思われた。

54

倫理委員会や説明文書などの利用は多くの施設で行われ、悪影響の可能性についても大半の施設で説明されており、低酸素濃度ガス吸入療法に対する慎重な対応がみられた。
実際の投与方法については、それぞれの施設での工夫がみてとれたが、臨床導入進
行中の治療であり、壁配管、接続口、専用
ブレンダー、低酸素濃度測定機器などの使用、周囲への配慮などは不十分であると思われた。インシデントの発生も約2割の施設で経験されており、機器やマニュアルの標準化や整備が急務である。
低酸素濃度ガス吸入療法経験数が多い施設は、先天性心疾患手術件数が多いとされている施設であり、左心低形成など肺血流増加型先天性心疾患の術前治療として定着している感があった。モニタリングに関しては、経皮的酸素飽和度以外は多岐にわたっており、安全性の面から標準化が望まれる。
6. 結論
小児循環器関連施設での低酸素濃度ガス
吸入療法は55%の施設で経験されていた。その設備、施行方法、モニタリングは施設により様々であったが、安全性を考慮して慎重に施行されていた。インシデントも少数ではなく、その設備や施行方法の標準化が急務であると思われた。

55b) 新生児医療施設
塚本 桂子 伊藤 裕司（国立成育医療センター）（要約）本邦の NICU での低濃度酸素ガス吸入療法の施行の実態を、アンケートにより調査した。低酸素濃度ガス吸入療法は NICU を持つ施設の 27%と比較的多くの施設で施行されていた。約半数以上の施設で倫理委員会の承認後に施行されており、患者さんへの説明では、その施行に際しての危険性や将来的な影響の可能性についても説明している施設が 9割以上を占めていた。低酸素濃度ガス作成方法は、多くの施設が空気流に純窒素ガス流を混入して作成しており、専用のブレンダーの使用はわずかであった。投与方法としては人工呼吸やヘッドボックスでの投与が殆どであった。投与回路内やヘッドボックス内の酸素濃度の測定を行っている施設は 7 割であった。インシデントは 3 割の施設で経験されていた。
実際の施行に当たって最も頻用され重要視されているモニタリング項目は、SpO2 と尿量であり、その他多項目にわたってモニタリングが行われており、非常に慎重に行われている
現状が明らかとなった。
本療法は普及の方向へ向かっており、本療法の施行に当たっては、酸素濃度測定や患者モニタリングについては慎重かつ厳重に行われている実態が明らかになった。しかし、インシデントを経験している施設もあり、その安全性についての更なる配慮と検討が必要と思われた。
環境で施行する場合の、安全で有効な施行
1. はじめに方法の確立を目的とする。NICU において低低濃度酸素ガス吸入療法は、肺血流量増
濃度酸素ガス吸入療法を有効で安全に施行
加型先天性心疾患において臨床応用され、するための指針の作成を行なう上での基礎
その有効性が報告されてきている。しかし、 的なデータを収集することを目標とする。
この治療方法は、低酸素濃度ガスの作成の
特に、NICU という環境の中で、新生児症例
際に、純窒素ガスを空気に混入させるといの本療法に対する反応の特殊性の有無を検う操作を伴い、純窒素ガスの使用に関して討し、効果を評価する方法、有効で安全なは安全性についての十分な注意が必要と思施行方法を検討する。
われる。この治療法を施行する対象疾患は、
本年度は、NICU での低酸素濃度ガス吸入
肺血流量増加型先天性心疾患で、新生児時療法の施行の実態を、アンケート調査によ期に施行されることが殆どであり、その施り調査し、現状での本療法の安全性への配行の場の一つは NICU がある。NICU は閉鎖
慮に関して検討した。
された空間であり、そこでの特殊性に応じた本療法の安全性と有用性についての検討
3. 方法が必須である。しかしながら、新生児医療
NICU をもつ医療機関に対して、郵送によの臨床の現場では、各施設が各々の経験にるアンケート調査を施行した。
基づいて施行しているのが現状で、本療法
アンケートを送付した医療機関は、新生を安全に有効に施行する上での指針の作成
児医療連絡会参加施設 250 施設、大学病院が急務と思われる。
の小児科 65 施設、小児専門病院 30 施設の計 259 施設とした。
2. 目的
アンケートの内容は、NICU での低酸素濃低濃度酸素ガス吸入療法を、NICU という度ガス吸入療法の際の、低酸素濃度ガスの56

純窒素ガス流を接続して混入している施設
が 70%であった。既存のブレンダーを利用している施設が 9 施設、専用のブレンダーを用いている施設が 2 施設あった。
人工呼吸や n-CPAP の方法での施行が 94%の施設で行われており、ヘッドボックス・
保育器内投与の方法は、76%の施設で行われていた。また、鼻カニューラによる投与が40%の施設で施行されており、うち、7 施設(20%)において「純窒素を鼻カニューラで低流量で流す」という方法が行われていた。

作成方法（窒素ガスの供給方法）、投与酸素濃度のモニタリング方法、患者のモニタリ
ング、環境に対する配慮、倫理手続き、適
応疾患、適応基準、目標と効果の判定方法、インシデントについてなどとした。（資料１）4. 結果（資料２）１）回答率
250 施設中 129 施設より回答があり、回答率は、52%であった。

５）投与酸素濃度のモニタリング
呼吸器回路中やヘッドボックス内の酸素濃度を測定モニタリングしている施設は、75%であった。通常の医療用の酸素濃計を49%の施設が使用しており、0%から較正されている医療用濃度計を使用している施設が23%あった。

２）低酸素濃度ガス吸入療法の施行率
低酸素濃度ガス吸入療法を現在施行している施設は 19%あり、過去に施行したことがあり現在は施行していない 9%、現在は施行していないが今後施行予定である施設が11%あり、27%の施設が施行経験を持っていた。
一方、これに比して、二酸化炭素ガス加給による肺血流量を低下させる方法については、現在施行している施設が 2%、以前施行したが現在施行していない施設が 9%であった。

６）周囲の環境への配慮
患者周囲の環境の酸素濃度測定や十分な空調を行うなどにより、周囲の環境への何らかの配慮をしている施設は、わずか 15%であった。

３）倫理手続き、説明内容
倫理委員会の承認を得て施行している施設は 51%であった。患者さんへの説明時に文書による承諾を得ている施設は 59%であった。本療法の安全性に関する説明は、施行に際しての危険性や将来的な影響の可能性に関しての説明を行っている施設が 92%であった。

７）インシデンスの経験
本療法に関連する何らかのインシデンスを経験したことがあり施設は 33%であった。
合併症の経験については 2 施設がありと回答していたが、その内容に関しては、今後検討が必要と思われた。
８）施行件数
これまでの施行件数は 1-10 症例という施設が 66%で、11-20 症例という施設が 7
施設(20%)、20-30 症例という施設が 2 施設(6%)であった。

４）低酸素濃度ガス作成方法・供給方法
窒素源としては、90%の施設が窒素ボンベを使用しており、壁配管を使用していたのは 3 施設であった。供給源に対する誤接続の防止に関して、約 35%の施設が何らかの配慮をしていた。窒素用の呼吸の規格の設定を求める声は約９割の施設で聞かれた。
低酸素濃度ガスの作成方法は、空気流に

９）対象疾患
対象疾患は、HLHS が最も多く CoA あるいは IAA、Truncus、TGA、DORV がこれに続い

57

ていた。
１０）モニタリング
本療法施行中のモニタリングとしては、
SpO2 動脈血液ガス分析、吸入酸素濃度、尿量、呼吸数、心拍数、超音波血流検査 等
が 70-85%の施設で施行されていた。これらの方法により効果の判定を行いながら施行している施設が約 9 割であった。
5. 考察
低酸素濃度ガス吸入療法は NICU を持つ施設の 27%と比較的多くの施設で施行されている実態が判明した。このことは、本療法がその効果の証明とともに徐々に普及してきていることを示すものと思われた。かつ、二酸化炭素ガス加給による方法よりも好んで用いられている現状にあることが判明した。
本療法自体がすでに行われており倫理委
員会の承認を要していない施設もあったが、約半数以上の施設で倫理委員会の承認後に施行されていた。また、患者さんへの説明
では、その施行に際しての危険性や将来的な影響の可能性についても説明している施設が 9 割以上を占め、臨床現場では非常に慎重に施行されている実態が判明した。
低酸素濃度ガス作成方法は、多くの施設が空気流に純窒素ガス流を混入して作成しており、専用のブレンダーの使用はわずかであった。専用のブレンダーの開発と普及が今後必要であると考えられた。
投与方法としては人工呼吸やヘッドボッ
クスでの投与が殆どであったが、鼻カニューラによる投与でも、効果が上がっていた。
いずれの方法に関しても、その酸素濃度の安定性についての基礎的な検討が必要であり、特に、純窒素ガス低流量での鼻カニューラでの投与方法については、危険性もはらんでいる方法であり、十分な基礎的検討と安全性への配慮が必要と思われた。
投与回路内やヘッドボックス内の酸素濃58度の測定を行っている施設は 7 割であり、さらなる慎重さが必要と思われた。
環境への配慮は 8 割以上の施設で特になされておらず、今後検討が必要と思われた。
インシデントは 3 割の施設で経験されており、今後内容の詳細な検討が必要と思われた。さらに、合併症の経験有りの施設が
2 施設見られたが、その内容に関しては、その妥当性も含めて今後検討が必要であると思われた。
実際の施行に当たっては、患者のモニタリングも多項目にわたって行われており、非常に慎重に行われている現状が明らかとなった。最も頻用され重要視されているモ
ニタリング項目は、SpO2 と尿量であった。
本研究班での今後の効果判定方法の検討を含めて、標準的なモニタリング・評価方法の確立が必要であると思われた。
6. 結論
NICU を持つ施設での低酸素濃度ガス吸入療法の施行実態を調査した。27%という比較的多くの施設で本療法は施行されており、普及の方向へ向かっていると思われた。
本療法の施行に当たっては、酸素濃度測定や患者モニタリングについては慎重かつ厳重に行われている実態にあった。しかしながら、投与酸素濃度のモニタリングが十分に行われていない施設も３割程度あり、また、インシデントを経験している施設も約３割あり、その安全性についての更なる配慮と検討が必要と思われた。その際に、窒素ガス源回路への接続の規格の設定や、低酸素濃度に対応した酸素濃度計やブレン
ダーなどの開発・承認が急務であると思われた。
7. 研究協力者
高橋 重裕、大石 芳久、塚本 桂子：
国立成育医療センター 周産期診療部
新生児科

3. その他（具体的に：（資料１）アンケート用紙
肺血流増加型先天性心疾患に対する低酸素
濃度ガス吸入療法（窒素吸入療法）に関する実態調査[5] 患者様への説明はどのようにしていますか。
1. 説明し、文書での承諾をもらっている。
2. 口頭で説明して、文書での承諾はもらっていない。
3. とくに説明していない。

施設名：
診療科：
記載者：
日時：

200 年

月

）。

[6] 安全性については、どのように説明していますか。
1. 特に問題ない。
2. 現段階では問題ないが、将来的な検討は必要である。
3. 不慮の事態が起こる可能性もあるが、十分な対処をしている。
4．その他（具体的に：）。

日[1] 肺血流増加型先天性心疾患に対する低酸
素濃度ガス吸入療法（窒素吸入療法）を施行した経験がありますか。
1. ある。
a. 現在施行している。
b. 以前に施行したことがあるが、現在は施行していない。
2. ない。
a. 今後施行していく予定である。
b. 今後も施行する予定はない。

[7] 窒素の供給源は何を用いていますか。
1. 医療用。 2. 工業用。 3. 窒素ガスボ
ンベ。 4. 窒素ガス壁配管。

[2] 肺血流増加型先天性心疾患に対して、二酸化炭素ガスの加給によって肺血流量を減少させる治療を施行した経験がありますか。
1. 現在施行している。
2. 以前に施行したことがあるが、現在は施行していない。
3. ない。

[8] 接続口の形状に関して、窒素用の固有の規格はまだありませんが、誤接続を防止するための何らかの配慮を行っていますか。
1. はい
(内容
)。
2. いいえ。
[9] 接続口の形状に関して、窒素用の固有の規格の設定は必要と思いますか。
1. はい。
2. いいえ。

[3] 肺血流増加型先天性心疾患に対して、低換気によって肺血流量を減少させる治療を施行した経験がありますか。
1. 現在施行している。
2. 以前に施行したことがあるが、現在は施行していない。
3. ない。

[10] 低酸素濃度ガスの作成には、どのような方法を用いていますか。
1. 専用のブレンダーを使用している。
2. 既存のブレンダーを代用して使用している。
3. 空気流の回路の途中に、純窒素ガス流を接続して混合している。
4. その他()。

低酸素濃度ガス吸入療法（窒素吸入療法）の経験がある施設におたずねします。
[4] 倫理委員会の承諾を得ていますか。
1. はい。
2. いいえ。

59[11] 低酸素濃度ガスの患者様への投与法はどのようにしていますか（複数回答可）。
1. ヘッドボックス。
2. 保育器内投与。
3. 鼻カニューラ。
a. 混合ガスを流す。
b. 純窒素ガスを低流量で流す。
4. 酸素マスク。
a．混合ガスを流す。
B．純窒素ガスを低流量で流す。
5. n-CPAP
a. 呼吸回路中に純窒素ガスを混入。
b. 呼吸器の本体への供給ガス自体にあらかじめ窒素を混入させて低酸素濃度ガスを作成してある。
6. 人工呼吸器の回路に流す。
a. 呼吸回路中に純窒素ガスを混入。
b. 呼吸器の本体への供給ガス自体にあらかじめ窒素を混入させて低酸
素濃度ガスを作成してある。
7. その他()。
[12] 回 路 や ヘッ ドボ ック ス内 の酸 素濃 度
(FiO2)測定行っていますか。
1. はい。
使用器具：
a. 通常の医療用の酸素濃度計を用いている。
b. 医療用でも０％から酸素濃度を測定可能な機種を使用している。
c. 工業用の０％から酸素濃度を測定可能な機種を使用している。
使用器具数：
a. １種類のみを使用。
b. 一人の患者様に２種の酸素濃度計を併用して測定している。
2. いいえ（流量計から算出した計算式を使用している）。
[13] 窒素ガスの周囲（病室やベッド周囲）への影響について、配慮していますか。
1. 定期的な環境の酸素濃度の測定を行っ
ている。

60

2. 医療スタッフへの何らかの配慮をしている。
3. 周囲の患者様への何らかの配慮をしている。
4. 周囲の空調には十分な配慮をしている。
5. 特別な対応は行っていない。
[14] 治療マニュアルは作成してありますか。
1. ある。
2. ない。
[15] この治療法を行っているときに、その安全性について、何かひやっとしたことはありますか。
1. ある（内容）。
2. ない。
[16] この治療の結果、肺高血圧や中枢神経系障害などの合併症を発症したことはありますか。
1. ある（内容）。
2. ない。
[17] 低酸素濃度ガス吸入療法（窒素吸入療法）の実際について、下記質問項目にお答えください．
１． およその経験数（該当するものに○）（ ）０、（ ）１～１０、（ ）１１～２０、（ ）２１～３０、（ ）３１～４０、（ ）４１～５０、（ ）５１～
２． 対象疾患（該当するものに○；複数可）
１）術前：（ ）左心低形成、（ ）肺動脈閉鎖又は重症肺動脈狭窄、（ ）三尖弁閉鎖、（ ）大血管転位、（ ）両大血管右室起始、（ ）大動脈縮窄複合・離断、（ ）総動脈幹遺残、（ ）その他の肺血流増加型チアノーゼ型心疾患*、（ ）肺血流増加型の非チアノーゼ型心疾患**、（ ）未熟児動脈管開存、（ ）その他（）
２）姑息術後：（ ）左心低形成、（ ）肺動
脈閉鎖又は重症肺動脈狭窄、

（ ）三尖弁閉鎖、（ ）大血管転位、（ ）両大血管右室起始、（ ）大動脈縮窄複合・離断、（ ）総動脈幹遺残、（ ）その他の肺血流増加型チアノーゼ型心疾患*、（ ）肺血流増加型の非チアノーゼ型心疾患**、（ ）その他（
）

（
（
（
（
（

ものから順に１から３の番号を記す））経皮的酸素飽和度、（ ）動脈血ガス、）吸入気酸素濃度、）ヘッドボックス内酸素濃度、（ ）乳酸、）尿量、（ ）呼吸数、
）その他（
）

６．

効果の評価（該当するものに○）（ ）行っている。
○の場合は具体的に何ですか？
（）（ ）行っていない。
（ ）その他。
○の場合は具体的に何ですか？
（）

注：*共通房室弁口を含む、**心房中隔一次孔欠損および中間型心内膜症欠損を含む。
３．

挿管後の吸入方法（該当するものに○；複数可）（ ）呼吸数調節、（ ）自発呼吸容認、
（ ）
その他（
）
７．
４．

モニタリング（該当するものに○；複数可）１）挿管前：（ ）経皮的酸素飽和度、（ ）動脈血ガス、（ ）吸入気酸素濃度、（ ）ヘッドボックス
内酸素濃度、（ ）乳酸、（ ）尿量、（ ）呼吸数、（ ）心拍数、（ ）超音波血流、（ ）その他（）
２）挿管後：（ ）経皮的酸素飽和度、（ ）動脈血ガス、（ ）吸入気酸素濃度、（ ）カプノメーター、（ ）乳酸、（ ）尿量、（ ）呼吸数、（ ）心拍数、（ ）超音波血流、（ ）その他（）
５．

窒素吸入量の増減の基準（重要視する

61

合併症の評価）行っている。
○の場合は具体的に何ですか？
（）（ ）行っていない。
（ ）その他。
○の場合は具体的に何ですか？
（）（

ご協力ありがとうございました。

）

（資料２）アンケート結果のまとめ

低酸素濃度ガス吸入療法
低酸素濃度ガス吸入療法（窒素吸入療法）

安全性についての説明

2%18%

安全性についての説明

現在施行している
以前に施行したことがあるが、現在は施行していない。
今後施行していく予定である。

9%

0

11%

10

15

20

特に問題ない今後も施行する予定はない
60%

5

無回答

現段階では問題ないが、将来的な検討は必要である
不慮の事態が起こる可能性もあるが、十分な対処をしている
その他

吸入ガスへのＣＯ２添加
二酸化炭素ガスの加給による肺血流の減少

2%9%窒素の供給源
現在施行している

窒素の供給源以前に施行したことがあるが、現在は施行していない
ない

30
25
20

89%

医療用
工業用
窒素ガスボンベ
窒素ガス壁配管

15
10
5

管
素
ガ
窒

窒

素
ガ

ス

壁

ス
ボ

配

ン
ベ

用
業
工

医

療

用

0

倫理委員会の承諾
倫理委員会の承諾

18

0%

16

20%

40%

60%

1

80%

接続口の形状に関する配慮

はい
いいえ
その他

接続口の形状に関する誤接続防止のための配慮

100%

はい
いいえ
無回答

0%

患者様への説明の仕方
患者様への説明
説明し、文書での承諾をもらっている20

140

口頭で説明して、文書での承諾はもらっていない
とくに説明していない

0%

20%

40%

60%

80%

100%

62

20%

40%

60%

80%

100%

窒素用の固有の規格の必要性
窒素用の固有の規格の設定が必要か？

使用器具

はい
いいえ

通常の医療用の酸素濃度計

0%

20%

40%

60%

80%

医療用の０％から酸素濃度を測定可能
な機種

100%

工業用の０％から酸素濃度を測定可能
な機種
0

5

10

15

20

低酸素濃度ガスの作成方法
0

5

10

15

20

25

30

専用のブレンダーを使用

周囲の環境への影響についての配慮
窒素ガスの周囲への影響についての配慮

既存のブレンダーを代用
定期的な環境の酸素濃度の測定を行っている医療スタッフへの何らかの配慮をしている
周囲の患者様への何らかの配慮をしている
周囲の空調には十分な配慮をしている
特別な対応は行っていない

空気流の回路の途中に、純窒素ガス流を接続して混合

低酸素ガスの投与法
ヘッドボックス内・器内投与3530

混合ガスを流す25
純窒素を低流量で流す

20

インシデンスの有無

15
呼吸回路内に純窒素を混入105

ひやっとしこと

供給ガス自体にあらかじめ窒素を混入させて低酸素濃度ガスを作成

ヘ
ッ
ド
ボ
ッ
ク
保
ス
育
器
内
投
与
鼻
カ
ニ
ュ
ー
ラ
酸
素
マ
ス
ク
ｎ－
Ｃ
ＰＡ
Ｐ
人
工
呼
吸

0

11

0%

回路などの酸素濃度測定の施行の有無
回路やヘッドボックス内酸素濃度測定
回路やヘッドボックス内酸素濃度測定

0%

0%

はい
いいえ

はい
いいえ

1

20%

20%

40%

40%

60%

80%

60%

100%

80%

100%

63

20%

ある
ない

22

40%

60%

80%

100%

合併症の発症の有無
合併症の発症

モニタリング 挿管前
30
25
2

20

ある
ない

31

15

モニタリング

10
5

量
呼
吸
数
心
拍
超
数
音
波
血
流
そ
の
他

100%

酸

80%

尿

60%

乳

40%

経
皮
的

20%

酸
素
飽
和
動
度
脈
ヘ
吸
血
ッ
入
ガ
ド
気
ボ
ス
酸
ッ
ク
素
ス
内 濃度
酸
素
濃
度

0
0%

低酸素濃度ガス吸入療法の経験数
およその経験数

およその経験数

効果の評価

25
20

効果の評価

15
10
行っている
行っていない
その他

5
0
0

１～１０

１１～２０

２１～３０

３１～４０

４１～５０

0%

対称疾患 術前
0

5

10

15

20

25

HLHS
PA or SPS
TA
TGA
DORV
CoA or IAA
Truncus
その他の肺血流増加型チアノーゼ型心疾患
肺血流増加型非チアノーゼ型心疾患
PDA
その他

64

20%

40%

60%

80%

100%

[5] 低酸素濃度ガスの投与システムa) 低酸素回路と低酸素モニター方式に関する研究
低酸素療法における適切な回路と低酸素療法に必要な機器について
杉山 央（山梨大学医学工学総合研究部）
はじめに
窒素ガス吸入による低酸素療法を安全に施行するには、安定したガスの供給と、酸素濃度の連続モニターが必要不可欠である。低酸素ガスの供給方法は人工呼吸器を用いた閉鎖回路と鼻カニューラ等を用いた開放回路の 2 種類に大別されるが安定した低酸素ガスを供給するには回路の標準化が必要である。
従来から使用されている医療機器では低酸素療法に必要な機能が十分に装備されていないため、低酸素療法に必要な条件を備えた専用の窒素空気ガス混合器と高精度酸
素濃度モニターを開発した。
い。そのため低酸素療法専用の精度の高い窒素空気ブレンダーを開発した。
専用の窒素空気ブレンダーの条件。
１） 窒素供給源はボンベでも中央配管でも可能であること。
２） 十分な精度の酸素濃度ガスが供給できること。
３） 回路の屈曲やボンベの残量低下などで起こる供給圧低下に対してアラー
ムなどのセーフティー機能が付いていること。

１、 回路の条件
１）解放回路：鼻カニューラ、マスク、
ヘッドボックス
窒素ガス供給はブレンダーを使うのが望ましいが、使わない場合、窒素ガスはな
るべく吸気回路の患者から遠位で挿入する。
２）閉鎖回路：加湿器に直接窒素ガスを挿入する。または患者に近い部位で挿入するときは専用ミキサー（螺旋状のデバイス）を患者との間にはさむ。
２、 酸素濃度モニターにおける問題(専用酸素濃度計の開発)
現状では低酸素療法に必要な条件を満たした酸素濃度計はない。そのため専用の酸素濃度計を開発した。開発にあたって
低酸素療法用モニターの必要条件を検討した。
低酸素療法に必要な酸素濃度モニターの条件。
１） 連続吸引測定が可能であること。
２） 低酸素領域でも十分な精度があること（0.1%の精度）
３） 低酸素または高酸素どちらにもアラーム機能があること。

４、 閉鎖回路における問題
閉鎖回路における酸素濃度安定性の検討：人工呼吸器は Demand 流と定常流があるが、定常流の呼吸器に比較して Demand
流の呼吸器の方が同じ酸素濃度における窒素ガスの必要量は少なく、呼吸器の種類により窒素ガス流量計の変更が必要であった。 Demand 型の人工呼吸器では呼吸器条件を変化させなくても呼吸状態の変化（tidal volume の変化）で酸素濃度は大きく変化することから、定常流型の人工呼吸器の使用が望ましい。Demand 型の人工呼吸器を使わざるを得ない場合は、必ず連続して酸素濃度をモニターして適
宜窒素ガスの流量を調節する必要がある。

３、 解放回路における問題(専用窒素空気ブレンダーの開発)
現状では解放回路は 3 つ叉にしてそこか
ら窒素、空気を供給。流量計から流量を読み取り、混合比から予測される酸素濃度を計算して供給しているが誤差が大き５、 専用機器の開発以上の条件にあう酸素濃度計（NAM-2000）
および窒素空気ブレンダー（NA-2000 お
よびその人工呼吸器対応改良型
NA-2000V）を製作した。
（実際の製作に当たってはサンユーテク
76ノロジー社に依頼した。
）

であった。
生体における経皮動脈血酸素飽和度計のみでモニタリングすることはすでに生体での影響が強く出てからでしか検知できないため安全な低酸素療法にあたっては安定した濃度の低酸素ガスを供給する専用のブレンダーが必要となる。さらに、連続測定可能な精密低酸素療法が必要不可欠である。

酸素濃度計（NAM-2000）仕様：(1)精度 0.1 ％単位）
(2)アラーム機能 0.1％毎（Lo、Hi アラー
ム）(3)キャリブレーション機能：room air
による一点校正(4)連続吸引測定(5) 測定範囲：0-100%(6)2 か所測定可能

７、結論
安全な低酸素療法には回路、人工呼吸器の標準化が必要不可欠である。また、従来、低酸素療法に使用できる機器はなく、今回製作した機器は安全で安定した低酸素療法を施行するのに有用であった。
より安全で簡便な低酸素療法をおこなうには、今回開発したような専用機器の普及が望ましい。

窒素空気ブレンダー（NA-2000）仕様：(1)精度 +/-0.7 ％以下(2)空気供給低下に警報/シャットダウン
システム、相互ガス逆流防止弁(3)酸素濃度計NAM-2000 に直接接続可能で、本装置を使用するときは酸素濃度計（NAM-2000）を回路に組み込む必要がな
く簡便。
(4)供給濃度：12-21%(5)供給出口流量：2-5L/分(6)供給圧：1-1.2kg/min(7)窒素供給はボンベ、中央配管どちらに
も対応

８、協力者
星合美奈子、内藤敦

９、参考文献(1) Improved Pretransplant Managementof Infants with Hypoplastic Left
Heart Syndrome Enable Discharge to
Home
While
WaitingforTransplantation. Brourke KD et al.
Pediatric Cardiol. 24:538-543, 2003
(2) Supplemental Nitrogen Inhalation
Therapy in Very Low-Birth-Weight
Infants
withPatentDuctusArteriosus. Tan et al. Pediatric
Cardiol. 26: 801-806, 2005
(3) Balloon Angioplasty for Ductus
Arteriosus in Infant With Ductal
Origin of the Left Pulmonary Artery
Combination
With
Nitrogen
Inhalation Therapy H Sugiyama et al.
Circulation J. 71 : 445-447, 2007

評価：臨床に使用したが安定して低酸素療法が可能であり低酸素療法に関連した副作
用はなかった。また機器の故障等の不都合もなかった。
６、考察
回路、人工呼吸器の組み合わせにより、酸素濃度の安定度、窒素ガスの必要量は差があり、回路、人工呼吸器の標準化が必要である。閉鎖回路における窒素ガスの混合は加湿器に直接いれると安定し、混合ガスの sampling はより患者の口元からが望ましい。人工呼吸器は定常流のタイプで酸素濃度が安定していた。試作した酸素濃度計、窒素空気ブレンダーは臨床応用に必要な条件を満たし、実際の臨床使用でも安定した低酸素療法が可能

77b) 低酸素ガス吸入療法の吸入方法に関する研究山村

英司（東京女子医科大学）（要約）低酸素換気療法の投与法は、人工呼吸器 1）だけでなく、ヘッドボックス（酸素フード） 2） や経鼻管などが知られている。まず、人工呼吸器使用時の問題点を中心に研究した。呼吸器の場合、回路の吸入側から純窒素を混合する方法が用いられるガ、接続部位による吸入酸素分圧や加湿への影響はほぼ無視できるレベルであった。一方、終末呼気圧が高いときには吸入酸素分圧が算出される推定値よりも高めになっていることが判明した。陽圧換気時における酸素濃度上昇の原因を解明するために、窒素ガス混合部位の流量ならびに患者側の流量を測定して検討した。陽圧換気では陽圧呼吸が開始されると、窒素ガスの接続部位での流量が減少し、結果として、回路内酸素分圧が上昇していた。自発呼吸における回路内の流量に関する検討は検討できなかったが、陽圧の場合と逆に酸素分圧が低下する可能性が示唆された。
その他の吸入方法に関して、ヘッドボックスに関しては文献からの報告とした。アンケ
ート調査の結果、経鼻カヌラの使用方法と使用窒素の濃度が施設間に違いがあることがわかった。
使用窒素分圧と投与法により推定される吸入酸素濃度に差があることが推定され、酸素療法の報告から、理論的推定を行なった。また、推定酸素分圧と成人での投与実験の結果をもとに検討した。安全性について検討し、吸入ガスの酸素分圧に比して最終の酸素分圧は高く、比較的安全と考えられた。純窒素ガスを直接用いた方法は、取り入れている施設があるが安全性に関しては、十分に留意して行なわれる必要があることを示した。
今後も投与方法の統一や管理の方法などの基準作りを進めていき、より安全に投与できる方法の確立が必要であろう。

流の流れを比較検討し、低酸素ガスが十分回路内に反映されない原因をあきらかにすることを目的とした。
1-2 方法人 工 呼吸 器 BearCub 2000 な らび に
BearCub750psv を用いて、各種条件による酸素供給量を高い精度で測定する。通常の呼吸器回路に以下のような条件を設定し、吸入側の酸素濃度を Datex 社製
Capnomac Ultima を用いて測定した。人工呼吸器は圧縮合成空気(FiO2 0.22)と酸素を接続するが設定を吸入酸素（FiO2）
0.21 の目盛に合わせた。患者側はテスト
ラングを取り付けた。窒素のボンベは7000L ボンベで精度は 99.9999％のものを使用した。空気の流量は呼吸器の目盛を、窒素の流量は窒素ボンベに酸素濃度計（最大 10L／分）を取り付けて使用した。測定は最も患者側、テストラングの直前から毎分 0.2L で吸引したガスを分析した。
同一条件で患者側の流速と断面積から算出される流量を記録し、窒素ガスの呼吸器回路への流入口で同様に流速と流量を計測した。さらに、同時に吸入口での酸素分圧の変化を記録した。

第 1 章：呼吸器使用時の酸素分圧の変動要因に関する研究1-１．目的
低酸素ガス吸入療法は肺血流増加を伴う呼吸循環不全や低酸素血症を呈する先天性心疾患に、肺循環を制御することによって体循環を改善することを目的に使用される 1,2,3,4)。副作用として最も注意を要するのは高度の低酸素血症をきたすことであり、これを回避するための、安全でかつ安定した濃度の低酸素ガスを供給する方法の確立が必要である。人工呼吸器を要する患者と必要としない患者により投与法が異なるため、いかなる投与法
が安全、なおかつ有効であるかを研究する必要があるが、昨年の報告で。通常の呼吸器回路では算出された酸素濃度よりも約 2％高く、接続部位による吸気ガスの湿度や温度の変化は吸気ガスの酸素濃度にほとんど影響しないことを示した。
一方、呼気終末の圧により側方から流入させる窒素ガスの混合量が大きく変化す
ることがわかった。特に高い呼気終末圧を要する場合には十分な低酸素治療が行えていない可能性があり、注意が必要と思われた。今年度の研究では回路内の気78

1-3.結果
結果は図 1 のようになり、陽圧換気が行われている間は患者側の流速が変化し、流量が増加した。テストラングが膨らみ、患者の肺と同様に陽圧がなくなると縮んで、呼気となった。窒素ガスの呼吸器回路への接続部位では逆に気道内、すなわ
ち回路内が陽圧になると、流入する量が減っていることが示された。酸素分圧（図１下段）はそれに伴い、わずかに遅れて増加して、一時的に酸素濃度は 3％上昇
していた。

1-5.結論現在行われている人工呼吸管理下での低酸素換気療法においては、窒素ガスの流入部位が回路の途中であることから、酸素分圧の推定は実際には困難である。
使用に当たっては個々の患者での吸入酸素分圧を定期的に測定し、動脈血酸素分圧などを参考に管理する必要があろう。
または、現在開発中の窒素ガス濃度調整
用ブレンダーを呼吸器に安全に接続する方法を確立する必要があろう。
1-6．研究協力者
石井徹子・工藤恵道・高月晋一・西田純子
東京女子医科大学循環器小児科
第2章

図 1 呼吸器内圧ならびに流量の変化
横軸は時間。上段の破線は窒素ガス接続部の流速、実線は流量の変化を示す。中段は患者側での測定で破線は流速、実線は流量の変化を示す。下段は患者側での酸素分圧をしめす。
測 定 条 件 使 用 呼 吸 器 Bear cub 750vs 、Baseflow 10L/分、IMV 10/分、N2 10L/分、
PIP 15mmHg、PEEP 0mmHg、IT 0.6 秒

1-4.考察
前回の報告で示したように、酸素分圧は
通常の呼吸器管理において、開放された
患者側での計測や計算値と比べて高めになる。その原因として、窒素ガスの流量が変化していることが証明された。これ
は流量の測定を酸素ボンベなどの使用される計測器を使用していて、実際の流量ではなく、圧力を流量に換算しているた
めである。

79

人工呼吸器以外の低酸素換気療法の問題点に関して
2-1．ヘッドボックスを用いた方法
ヘッドボックスに関しては酸素投与法で示されているように安定した酸素濃度の供給が可能である。窒素を混合した低酸素管理療法の安定性については報告がある 1）2）患者のいない状態のヘッドボック
ス内での酸素濃度分布を測定しており、方法としては送気方法による濃度差、送気部位による濃度安定までの時間、投与部位と予測濃度に達するまでの時間ならびに総投与量と酸素濃度均一化までの時間を測定している。
2-1-1 送気方法による濃度差
方法：圧縮空気 8L と窒素ガス 4L を用いて（計算上の理論値は 14％）、窒素を混合させた後にヘッドボックスと接続した
場合と、空気と窒素を別々に流入させた
場合のボックス内の酸素濃度分布を比較した。
結果：空気と窒素を混合させた後にボックス上部、後方、側方から流入させた場
合、ヘッドボックス出口での酸素濃度は16％となった。ヘッドボックス 内の分布は均一だった。一方、空気と窒素を混合せずに別々にボックスに接続し送気した
場合では、ボックス出口での酸素濃度は16%とほぼ同様であったが、窒素の流入口付近では 11%であり、患児の顔の向きにより吸入酸素濃度が変化する可能性がある。

2-1-2 送気部位による濃度安定までの時間。
方法：ヘッドボックス内の酸素濃度が一定になるまでの投与部位による差を検討した。
結果：上方、側方、後方から流入させた
後ボックス出口での酸素濃度が定常状態となるまでに上方で 152 秒、側方で 161
秒、後方で 184 秒であった。2～3 分ほど安定することが判明した。
2-1-3 投与総量と酸素濃度安定までの時間。
方法：圧縮空気と窒素ガスを、同じ混合比率で総流量を変えた場合に、ヘッドボ
ックス内の酸素濃度が安定するまでの時間を調べた。混合気の比率、空気：窒素
を 2：1 とし、総流量を 9ｌ、15ｌおよび21ｌにかえて定常状態達するまでの時間を測定した。
結果：9L では 103 秒、15L では 58 秒、21L
では 40 秒と流量増やすと早く定常状態に達した。
2-1-4 結論
以上の結果から、ヘッドボックスの投与
法は、流入させる前に混合することで、安定した酸素濃度供給が可能である。濃度の変化に対しても 1～2 分で安定する
ため、管理が容易である。ただし、使用するヘッドボックスに見合った流量を投与する必要があり、安定供給のためには使用する窒素ガスの量が多い。

報をまとめ、窒素の混合気を鼻カヌラで吸入した場合の安全性を検証した。
文献的考察：本研究が対象とする 3kg 前
後の新生児に対する酸素投与に関してはいくつの報告がある。100％酸素を鼻カヌラで投与し、鼻咽喉で酸素濃度を測定している（図 2）報告をいくつか示す。
Finer5)らの 1580～4020ｇの児に 0.2L/分
で投与し、47％と報告、Vain6)らは 1780
～4090g に 0.5L/分投与し 45%、1.0 L/分
で 65％と報告した。Kuluz7) らは体重が3-10kg と幅があるが、流量を 0.5～4.0L/ml まで変動させて 35％～73％となることを示している。Fan8) らは 3.5kg 以下の患者に 0.5L/分投与し 35％と報告した。
PALS の provider manual9）でもわかるよ
うに、一定の流量であっても体重によって換気量が違うため、投与される酸素分圧が変わる。
一般的に一回換気量は約 5～7ml/kg であり、体重 3kg なら約 15～18ml/回になる。
体重 3kg の児（一回換気量を 18ml とする）に、1L／分の 100％酸素を流した場合の効率を考える。鼻カヌラからの流量は呼気時には入らないので、通常の呼吸で吸気呼気時間比が 1：2 なら投与量の 1/3 が吸われ、多呼吸のときのように吸気呼気時間比が 1：1 になると 1/2 が吸われることになる。呼吸数 40 回で吸気呼気時間比が 1：2 であれば、1 分間に 18ml x 40 の換気量に対して、１L の 1/3 の酸素を一緒に吸っていることになる。したがって、吸入酸素濃度は 57.6％である。多呼吸で80 回／分で、吸気呼気時間比が 1：1 になると酸素濃度は 48.4％である。Vain とKuluz 報告したデータからのグラフの中間に相当し報告とほぼ一致する。

2-2 経鼻カヌラを用いた方法
経鼻カヌラを用いた方法を採用している施設がある。しかし、投与方法はガスの種類から投与経路まで決まったものはない。特に患児の吸入ガス濃度に関する研究はなく、安全性に関する研究もない。
そこで、酸素投与における酸素濃度の研究結果をもとに、概算を行い、本方法おける安全性を検討した。また、経鼻カヌラを用いた低酸素ガス吸入で、健常成人での吸入酸素濃度の実験を行なった。
2-2-1.文献的考察による経鼻カヌラを用いた低酸素換気療法の安全性の検討
方法：酸素に関連する文献から、投与量、患者の体重、吸入濃度を測定している情80検討するうえでの仮定として、吸気呼気の時間が 1：1 で 60 回呼吸しているとする（吸気時間 0.5 秒）呼気時には窒素ガ
スは押し戻されるとする。一回の呼吸で通 過す る窒 素 ガス の量 は 投与 量が0.5L/min では以下の式により0.5(L/min) x 1/2 ÷ 60 (/min)= 4.2mlとなる。
一 方、 一回 換 気量は 5-7ml/kg と して3kg の児では約 18ml とする。さらに、両側の鼻腔で均等に呼吸していると仮定する。最終的に咽頭にいたる時点で混合さ
れ、吸入されると推定して、吸入酸素濃度は以下の式により
18(ml) x 0.21(%) / (18(ml)+4.2(ml))=17.0(％)となる。したがって、3Kg の児に 0.5L/minの純窒素を一側の鼻腔から投与すると吸入される酸素分圧は 17％になると推定される。（図 4）

図 2. 経鼻カヌラによる酸素投与と吸入酸素濃度。
グラフは各報告者の投与量と鼻咽腔の酸素分圧を示す。

考察：この計算から、経鼻カヌラを用いた低酸素換気療法で 15％の合成ボンベを用いた方法で投与したとすると、鼻粘膜の刺激 9）を考えて最大でも 3L／分までとして算出すると図のようになる。

図 4 一側の鼻腔から純窒素ガスを登用した場合の推定吸入酸素分圧
実線は体重 3kg 相当の推定一回換気量（18ml）
から、点線は体重 2kg 相当からの推定値で、呼吸数 60 回と仮定している。網掛けは使用されうる 14－15％以上を示す。

図 3 経鼻カヌラによる 15％合成ガス吸入時の推定酸素分圧
点線は呼吸数 40 回で吸気呼気比が 1：2 の場
合、実線は呼吸数 80 回で吸気呼気比が 1：1の場合。

考案
この計算から、微量流量計を用いて１L／分まで微量流量計で投与することで、その他の投与法で用いられている
14-15％程度までの低酸素ガスを吸入せしめると推定される。しかし、図４に示すように体重が 2kg では 0.6L／分以上投与すると強い低酸素ガスを吸入させる可能性がある。

低酸素換気療法として現在取り入れられている 15－16％までであれば、2.0 から
2.5L／分程度までの調整でよく、また、
0.5L／分の調節により約 1％単位で調節しうると推測される。
純窒素に関しては酸素でも一側日腔からの投与法に関する研究はない。予測値を81

2-2-2 健常成人での経鼻カヌラによる低酸素ガス吸入方法の吸入酸素濃度
方法：成人で 15％酸素濃度のガスを経鼻
カヌラで吸入したときの鼻咽腔での酸素濃度と純窒素ガスを一側の鼻腔から投与した場合の鼻咽腔での酸素濃度を測定した。
方法：成人に対して窒素ガスを投与して咽頭ならびに鼻腔内の酸素濃度を測定した。一回換気量は 610ml（9.0ml/kg）、分時換気量は 6.8L／分であった。実験①経
鼻カヌラで両側から 15％ガスを吸入し、吸入量を増加させて、鼻咽腔ならびに鼻腔内の酸素濃度を測定した。実験②径鼻
カヌラの一側を閉塞させて、純窒素が一側の鼻から流入するようにした．測定は中咽頭と鼻腔で、ベッドサイドモニター(BSM2301, 日本光電社製、東京)とマルチ
ガスユニット(AG920R, 日本光電社製、東京)を用いて酸素濃度（１％単位）、炭酸
ガス濃度と酸素飽和度を記録した．安定するまでの 5 分前後を記録し、酸素濃度
は吸気時、呼気時ともに記録した．
結果
実験①
合成空気 4L/分と 15％酸素ガス 5.6 L/分（合成空気 4L/分+窒素ガス 1.6 L/分）と15％酸素ガス 11.2 L/分（合成空気 8L+
窒素ガス 3.2L）で比較した。吸入酸素濃度は 19％で 5.6L でも 11.2L でも変わり
なかった.
実験②
純窒素ガスを 0,2,4,6,8,10 L/分で一側の鼻腔から入れたところ,咽頭では 22％から 17％まで吸入酸素濃度は低下した.
一側の酸素濃度は 2 L/分すでに 8％まで低下していた。対側は 19-20％であった。
血液酸素分圧は 98％から 96％まで低下した（図 5）.

82

図 5．成人での実験結果からの推定吸入
酸素分圧
図 4 に成人からの推定値（体重 3kg 相当）を加え、横軸を 0.4L までに変更した。●は推定吸入酸素分圧で実線（3kg 相当の推定値のグラフ）に近い変化をしていた。▲は窒素ガス吸入側の酸素分圧、△は対側の鼻腔内の酸素分圧。

2-2-3 考案
実験①
体重換算で 5.6L は 3kg 児の 0.24 L/分に相当する.11.2 L/分は同様に 0.49 L/分に相当する.予測値からも 19-20％であり、予測された結果と同じであった.
実験②
体重換算では 2L/分は 0.09 L/分に相当しており、図 5 グラフに示すように推定値とほぼ一致していた.最大の 10L は 0.44Lに相当し、この量までは 17％程度と比較的安全に使用しうる濃度で調整されていると判断された.
これらの推測は呼吸数 60 回、吸気呼気比
が 1：1 の場合を示している。呼吸数が少ないときには吸気呼気比が伸びて 1：2 になるが､呼吸数 40 回で吸気呼気比 1：2 は、
呼吸数 60 回の吸気呼気比 1：1 と計算上は同じであり、分時換気量が低下しない
範囲であれば推定値と大きくはずれることはない。
一方、一側の鼻腔内が成人で 2L/分、すなわち 3kg 体重の児であれば 0.07L/分相
当では、呼吸により流入する空気と合わせても流入側の鼻腔内の酸素濃度が 8％まで低下していた。したがって、対側の鼻閉などにより容易に強い低酸素ガスを吸入する危険性を示唆していた.

る肺血流コントロール. Annual Review 循環器 2004 巻 222-228. 2004
2）鈴木優子ら. 肺血流増加型の先天性心疾患患児に対するヘッドボックスを用いた低酸素換気療法の看護・管理. ハートナーシ
ング. 16 巻. 256-259. 2003
3）朴仁三ら. 新生児期,乳児期肺血流増加型
心疾患に対する低酸素換気療法の効果. 日本
小児循環器学会雑誌 16 巻 869-876. 2000
4 ） Takami T et al.
Monitoring of
Cerebral Oxygenation during Hypoxic Gas
Management in Congenital Heart Disease
with Increased Pulmonary Blood Flow.
Pediatr Res. 58. pp521-524. 2005
5)Finer NN et al. Low flow oxygen
delivery via nasal cannula to neonates.
Pediatr Pulmonol. 1996 Jan;21(1):48-51.
6) Vain NE, Prudent LM, Stevens DP,
Weeter MM, Maisels MJ. Regulation ofoxygen concentration delivered to infants
via nasal cannulas. Am J Dis Child. 1989
Dec;143(12):1458-60.
7)Kuluz JW. et al. The fraction of
inspired oxygen in infants receiving
oxygen via nasal cannula often exceeds
safelevels.
RespirCare.
2001
Sep;46(9):897-901.
8)Fan LL et al. Determination of
inspired oxygen delivered by nasal cannula
in infants with chronic lung disease. J
Pediatr. 1983 Dec;103(6):923-5.
9 ） American Herat Association, PALS
provider manual. 2000. P88-89

2-4.考案と結論
上記の結果を踏まえて、鼻カヌラによる低酸素ガス吸入療法は酸素濃度 15％程度の混合ガスを、通常の酸素で使用されている流量計で計測できる範囲内で投与することで、酸素濃度に関しては比較的安全に投与可能であると推測された。ただし、肺疾患の合併や無呼吸のある患児においては充分な監視下での使用となろう
し、酸素飽和度の持続的測定が必要である。さらに､純窒素ガスに関しては
微量流量計で 0.1L/分単位で調整することにより吸入酸素分圧を微調整しうると推定されたが、鼻閉などのわずかな変化
により急速に低酸素が進行する危険性があることも示唆され、十分注意が必要である。
アンケートによればその他の方法として保育器（クベース）内投与がある。方法や安全性は確立していないが、クベース
内では直接口元の酸素濃度がモニターできるはずであり、十分な監視下であれば投与が可能であろうと推測される。
まとめ
投与法に関しては決まった方式があるわけではない。今後さらに検討され、統一化していく必要があろう。今回の検討では患児にどの程度の酸素投与されているかをモニターする方法がない場合がありうる。その際には十分な監視が必要である。また､吸入酸素濃度がモニターされていても無呼吸などの患児側の問題も発生するため、安全に留意したモニターを十分することが治療をする場合に不可欠である。これらを踏まえて各施設における倫理委員会で承認を得る必要があるだろう。
2-5．研究協力者
石井徹子、稲井学循環器小児科慶。東京女子医科大3．参考文献1）山村英司.先天性心疾患と吸入ガスによ83c) 低酸素濃度ガス吸入システムに関する推奨山村

英司（東京女子医科大学）を混合させてからヘッドボックスに挿入する。別々に直接ヘッドボックスにつながない。
2)
混合された低酸素ガスの流入部位は上方、後方、側方いずれでもよい
3)
ヘッドボックスの大きさに見合った流量を維持する（酸素療法と同じ）
4)
定期的に口元の酸素濃度をモニターする。

今回のアンケートを通じて、低酸素ガスを吸入させる方法として、人工呼吸器、ヘッドボック
スなどのフード型、鼻カヌラ(一側、両側)、保育器内の手法が行なわれていることが報告された。以下に、今回の検討から推奨される方法を記載した。管理上は原則として心拍監視と経皮的酸素飽和度は常時つけておくものとする。

鼻カヌラを用いた低酸素 ガス吸入療法
1) 純窒素ガスと圧縮空気（または合成空気）を混合させたガスを用いる。あるいは、15％な
どに最初から合成されたガスを用いる
2) 流量は新生児投与可能な量までとする。正常新生児で最大でも 4L/分まで。低体重児には相応に減量する。
3) 純窒素を単独で用いる場合には、微量流量計は必須であり、それでもその他の方法に比べて安全性は確保されているとはいいがたく、
きわめて厳重な監視下で行なわれるべきであろう。その他の方法が困難な場合に選択されうる。

人工呼吸器 を用いた低酸素ガス吸
入療法
人工呼吸器に関しては安定供給をするための理
想的な方法は、窒素を酸素配管と同様に呼吸器に直接流入させることであるが、現実的ではない。
通常の人工呼吸器の管理として十分な監視体制の下で使用することを原則とし、
1)
純窒素ガスを呼吸器回路の吸入側の途
中から流入させる。
2)
純窒素ガスの流入部位は加湿器の前でも、後でもよい。加湿ならびに酸素濃度に大きな差はない。
3)
陽圧換気のみ場合と自発呼吸がある状
態では、吸入される酸素濃度の違い発生しうる。従って、自発呼吸のあるばあい
からない場合に移行するとき、あるいはその逆の場合には十分な監視を要する。
4)
可能ならば定期的または持続的に吸入
酸素濃度をモニターする。

その他の投与方法
1) 保育器内に投与する場合。ヘッドボックスと同様で混合気を流入することで投与可能であろうが、効果と安定性は実証されていな
い。
2) 専用ブレンダーは開発されているが、現在呼吸器へ直接の流入は不可能である。
以上

ヘッドボッ クスを用 いた低酸素ガ
ス吸入療法
1)

純窒素ガスと圧縮空気（または合成空気）84[6] 低酸素濃度ガス吸入療法の臨床での実際 （各施設での後方視的症例の検討）
a) 人工呼吸管理下における低酸素濃度ガス吸入療法による術前管理に関する研究渡辺健 黒嵜 健一

越後茂之（国立循環器病センター）（要約）1998 年以降、新生児期の肺血流増加・体血流減少型心疾患に対して窒素ガスを用いた低酸
素濃度ガス吸入療法を実施している。導入初期には、低酸素濃度ガス吸入療法は肺うっ血のため人工呼吸管理となった症例に限り、開始前には原則として低酸素濃度ガス負荷試験を行ない、臨床上必要と考えられた場合に低酸素濃度ガス吸入療法を施行した。低酸素濃度ガス負荷試験では、超音波検査の評価において有意に腎血流量と脳血流量を増加させた。また、低酸素濃度ガス吸入療法により有意に尿量が増加した。これらの体血流量増加は、臨床的に有効が 63%に対して無効は 9%と術前状態の安定化に寄与していると考えられた。

管遺残 1 例、重症大動脈狭窄 1 例であった。N2
負荷試験後に N2 吸入療法を施行したのは 9 例、

１．目的

N2 負荷試験のみ施行したのは 4 例、N2 吸入療

当科では、1998 年以降、新生児期の肺血流増加・体血流減少型心疾患に対して窒素ガスを用法のみ施行したのは 2 例であった。

いた低酸素濃度ガス吸入療法（以下 N2 吸入療

N2 吸入は、人工呼吸器の吸気側にある加湿器法）を積極的に実施している。1998 年 8 月からの前で N2 を混入し、N2 流量と呼吸器空気流量2002 年７月までの N2 吸入療法導入初期は、肺で酸素濃度を調節して実施した。吸入気の FiO2

血流が増加し肺うっ血のため人工呼吸管理とな

は 0.17 以上、患児の SpO2 は 60%以上、動脈血ガった場合にのみ、人工呼吸器回路の吸入側に N2スで PaO2 は 25mmHg 以上を維持するようにした。

を加えることにより実施していた（挿管後 N2

N2 負荷試験は、パルスドプラにより N2 吸入前群）。この時期は導入初期であることから、原則後の腹部大動脈、腎動脈、中大脳動脈の血流パとして N2 吸入療法を開始する前に N2 負荷試験

ターンを測定し、血管断面積は収縮期および拡を行ったうえで、臨床上必要と判断すれば N2張期で不変であると仮定してこれを無視して、吸入療法を実施していた。この時期の挿管後 N2

順行性 VTI から逆行性 VTI を引いたもの(m/sec x群における N2 負荷試験および N2 吸入療法の実

sec = m)に心拍数(/min)を掛けたものを有効血施状況をまとめ、その有効性を検討する。

流量(m/min)と定義して評価した。また N2 吸入療法の有効性は、N2 吸入前後の尿量(ml/hr)お２．方法

よび臨床経過で評価した。

対象は 1998 年 8 月から 2002 年７月までに人工呼吸管理下に N2 負荷試験（13 例）または N2

３．結果

吸入療法（11 例）を施行した肺血流増加・体血N2 負荷試験：N2 吸入前および N2 吸入中の流減少型心疾患新生児（15 例）である。診断の有効血流量（平均±標準偏差）の変化は、腹部

内訳は、左心低形成症候群 5 例、大動脈離断・

大動脈では 3.3±1.8 m/min から 4.0±2.0 m/min

縮窄 4 例、肺動脈閉鎖・重度狭窄 4 例、総動脈へ、腎動脈では 6.3±3.9 から 8.6±3.3 m/min
86

へ、中大脳動脈では 16.7±9.0 から 21.4±8.6

術を待機すると報告している。当科では施行中

m/min へ増加し、腎動脈(p<0.005)および中大脳の目標は、肺体血流量比が 1 以上とされる SpO2動脈(p<0.05)においては統計学的に有意な増加

が 80%前後とし肺血流量を制限しすぎないようがみられた。

に配慮して実施しているが、この基準で施行しN2 吸入療法：尿量（平均±標準偏差）の変化ても N2 吸入療法による肺体血流量の調節は簡は、N2 吸入前 6 時間が 6.2±5.5 ml/hr であっ便で安全に施行でき、術前管理において是非持たのに対して、N2 吸入後 6 時間では 9.8±4.2っておきたい一手段と考える。

ml/hr、N2 吸入中全期間では 9.6±3.4 ml/hr と増加し、N2 吸入前 6 時間の尿量に対して N2 吸

５．結論

入後 6 時間(p<0.05)および N2 吸入中全期間

人工呼吸管理下における N2 吸入療法は、有意(p<0.05)の尿量は統計学的に有意に増加した。

に体血流量を増加し、その結果尿量も増加した。

なお、臨床経過は N2 吸入療法を実施した 11 例

臨床的にも無効例は少なく、術前状態の改善に中、有効 7 例、不明 3 例、無効 1 例であった。

寄与していることが示唆された。

４．考察

６．研究協力者

人工呼吸管理下における N2 吸入療法は、当科に堀田智仙・小林奈歩・吉敷香菜子・平田拓也

おける経験では、高肺血流量の広い範疇の心疾

国立循環器病センター小児科

患に安全に施行しえた。実施前に施行した N2
７．参考文献負荷試験では、腎および脳血流量を有意に増加した。また実際に N2 吸入療法を実施した症例に１）Day RW, et al.：Pulmonary vascular

おいて、尿量は有意に増加した。尿量、アシド

resistance of children treated with nitrogenーシス、呼吸条件、手術前の安定性などから総during early Infancy、Ann Thorac Surg、65：

合的に判定した臨床経過は有効 63%、無効 9%、

1400-1404、1998

不明 27%と良好であった。Day らは、心移植候補の体血流を PDA に依存する機能的単心室に対して N2 吸入療法等で SaO2 を 75％前後に維持し手

87b) 左心低形成症候群に対する低酸素濃度ガス吸入療法の導入による術前管理の変遷に
関する研究
渡辺

健 黒嵜 健一

越後 茂之（国立循環器病センター）（要約）Norwood 手術候補である左心低形成症候群に対して窒素ガスを用いた低酸素濃度ガス吸入療法を導入した。導入前は、術前挿管が 76%で予定手術は 18%にすぎず術前状態は不安定であり、予後は生存退院 18%と不良であった。挿管後に人工呼吸管理下で低酸素濃度ガス吸入療法を導入するようになり、術前挿管 92%と吸入療法を行なうために人工呼吸管理は若干増加したが、予定手術は31%と術前状態はやや改善し、生存退院は 31%と予後はやや改善した。さらに挿管前からカニューラ
やボックスを用いて低酸素濃度ガス吸入療法を積極的に導入するようになると、術前挿管は 47%と半減し、予定手術 80%と術前状態は安定し、予後は生存退院が 67%と更に改善した。同療法の適応となる肺血流増加が問題である症例については、全例で術前挿管を回避でき、予定手術に到ることができるようになった。一方、緊急手術例は、同療法の適応外と考えられる卵円孔閉塞が問題点であり全例が死亡し、今後の課題であると考えられた。

対象を従来の術前管理をおこなっていた 1994
年 1月から 1998 年 7月までの導入前群（17例）、
挿管後に N2 吸入療法を行っていた 1998 年 8 月

１．目的
左心低形成症候群（HLHS）に対する Norwood

から 2002 年７月までの挿管後群（13 例、うち手術は新生児期に人工心肺を必要とする姑息術

N2 使用は 8 例）
、挿管前に N2 吸入療法を行うであることから、いまだに最も困難な手術のひようになった 2002 年 8 月から 2005 年 10 月ま

とつである。したがって患児の術前状態を良好

での挿管前群（15 例、うち N2 使用は 10 例）のに保つことが Norwood 手術の予後を良好とする

3 群に分けて、術前状態の客観的な指標として、重要な要素であると考えられる。窒素ガスを用術前の安定度をみる術前挿管の有無、手術の危いた酸素濃度ガス吸入療法（N2 吸入療法）の導急度をみる手術不能、緊急手術（当日または翌入により HLHS の術前管理がどのように変わっ日の手術で予定手術患者から変更されたものとたかを検討する。

定義）、予定手術の内訳を比較検討した。また予後は術前状態だけによるものではないが参考と

２．方法

して生存退院も検討した。

HLHS は初回手術として Norwood 手術が目標とされる構造異常であることにより定義した。

３．結果

1994 年 1 月から 2005 年 10 月までに当科に入院導入前群では、術前挿管は 13/17 例(76%)であした HLHS は連続的に 48 例であった。このうり、手術の内訳は手術不能が 2/17 例(12%、卵円

ち治療を拒否した 3 例を除く 45 例を対象とした。 孔閉塞 1 例と肺血管閉塞性病変 1 例ですべて死

88亡)、緊急手術が 12/17 例(71%、うち卵円孔閉塞

孔閉塞例であり N2 吸入療法は適応外で死亡し1 例と肺血管閉塞性病変 1 例の 2 例死亡)、予定た。挿管前に N2 吸入療法を施行することにより手術が 3/17 例(18%)であり、予後は生存退院が肺血流増加・体血流減少は制御できるようにな

3/17 例(18%)であった。挿管後群では、術前挿管

ったが、卵円孔閉塞、肺血管閉塞性病変が術前は 12/13 例(92%)であり、手術の内訳は手術不能

管理の課題として残っている。

が 3/13 例(23%)、緊急手術が 6/13 例(46%)、予５．結論

定手術が 4/13 例(31%)であり、予後は生存退院

N2 吸入療法は特に挿管前より積極的に使用が 4/13 例(31%)であった。挿管前群では、術前することにより HLHS の術前状態を明らかに改

挿管は 7/15 例(47%)であり、手術の内訳は手術善した。このことが Norwood 手術の予後の改善

不能が 0/15 例(0%)、緊急手術が 3/15 例(20%、3に寄与していることが示唆された。なお卵円孔

例すべて卵円孔閉塞で死亡)、予定手術が 12/15

閉塞、肺血管閉塞性病変が術前管理の今後の課例 (80%)であり、予後は生存退院が 10/15 例

題である。

(67%)であった。
６．研究協力者
４．考察

堀田智仙・小林奈歩・吉敷香菜子・平田拓也

導入前群は、術前挿管となり緊急手術を行う

国立循環器病センターが死亡する例が多かった。N2 吸入療法が挿管後に導入された挿管後群になると、挿管しても N2

７．参考文献１）Barnea O, et al.：Balancing the

吸入療法がひかえているためかやや術前挿管が多くなり、予定手術の割合が増え、生存例もや

circulation: theoretic optimization ofや増加した。しかしながら手術不能例は増加しpulmonary/systemic flow ratio in hypoplasticており、挿管後では N2 吸入療法でも制御できな

left heart syndrome、J Am Coll Cardiol、24：い可能性が示唆された。これに対して N2 吸入療

1376-1381、1994

法を挿管前に積極的に施行するようになった挿
管前群になってから、肺血流増加例は全例で術前挿管とならずに予定手術に到るようになり、生存例は倍増した。術前挿管は 2 例全例で卵円

89c）低酸素ガス吸入療法による術前管理と血行動態指標に関する研究小野 安生

金 成海（静岡県立こども病院）（要約）
新生児期に発症し最も重篤な先天性心疾患のひとつとされる左心低形成症候群では、循環動態が、肺および体血管抵抗の微妙なバランスに大きく左右され，出生後の肺血管抵抗低下・肺血流量増加に伴い、動脈管を経由する体血流量が減少し、冠灌流低下・右室機能不全からショック状態に陥る。ショック状態に伴う右室機能や房室弁逆流の増悪
は外科治療の危険因子となる。低酸素濃度ガス吸入療法による術前管理の導入前後においての手術成績を比較・検討した。低酸素濃度ガス吸入療法導入前（1995 年 5 月〜2000
年 12 月）の前期 19 例、低酸素濃度ガス吸入療法導入後（2001 年 1 月〜2005 年 12 月）の後期 19 例の２群において、前期では術前ショック状態からの改善が得られず手術に到達しえなかった例を３例認め、Norwood 手術生存退院率 5/19 例（26.3%）であったのに対し、後期では全例ショック状態、乳酸アシドーシスからの改善を１日以内に認め、中等度以上の三尖弁逆流が改善した症例も多く、Norwood 手術生存退院率 15 例（78.9%）であり、低酸素濃度ガス吸入療法の安全性と有効性が示唆された。

理における意義を明らかにすることである。
１. 目的
新生児期に手術が必要となる左心低形成症
候群では、手術成績が他の先天性心疾患に比２. 対象および方法
１）対象

べ不良であり、その一因として同疾患が生後1995 年 5 月から 2005 年 12 月までに当院

早期より重症化し、手術成績は術前の全身状に入院した左心低形成症候群で、重度水頭症

態に大きく左右されることが挙げられる。こ合併２例を除き、連続 38 例を対象とした。低の重症化の原因は肺血流増加に伴い動脈管を酸素濃度ガス吸入療法導入前の 1995 年 5 月〜

経由する体血流量が減少し、冠灌流低下・右2000 年 12 月を前期 19 例、低酸素濃度ガス吸室機能不全にある。鎮静剤、筋弛緩剤を持続入療法導入後の 2001 年 1 月〜2005 年 12 月を静注した完全調節呼吸管理に、呼吸器回路内

後期 19 例として、
２群に分けて比較検討した。

への低酸素濃度ガス添加吸入療法を併用し肺２）方法

血管抵抗を上昇させることにより体血流の減少を予防することが可能と考えられる。

前期 19 例では、ショック状態の傾向のない
場合には、できる限り自発呼吸下とした。し

本研究の目的は、現在試行的に行っている

かし、本疾患群では動脈管の閉鎖や肺血管抵

低酸素濃度ガス吸入療法の適応、効果判定、抗の低下、啼泣等をきっかけとして急激にシ

血行動態指標の検討により、本療法の術前管ョック状態に傾くことが多く、ショック状態

90あるいはその前段階の場合には気管内挿管、術適応から外れる場合もあり得る。低酸素濃人工呼吸管理とした。

度ガス吸入療法による血行動態改善の指標の

後期 19 例では、卵円孔狭窄（早期閉鎖）やひとつとして、ドプラ心エコー（カラーフロ

肺静脈狭窄により肺静脈還流が障害される症

ーマッピング）上の三尖弁逆流の程度を、評例以外では、積極的に気管内挿管、人工呼吸

価したところ、16 例中、低酸素濃度ガス吸入管理を行い、鎮静剤、筋弛緩剤静注による完療法前に中等度以上の三尖弁逆流を認めた 6

全調節呼吸とし、換気回数の調節により、動例のうち、4 例に改善を認めた（残りの 2 例は脈血中二酸化炭素分圧（PaCO2）を高めに維持改善が得られず、Norwood 手術時に三尖弁形（50〜60mmHg）した。呼吸器の吸気回路に窒成術）が追加された。

素ガスボンベからのガスを添加することによ

低酸素濃度ガス吸入療法により全身状態、り低酸素濃度ガス吸入を行った。末梢酸素飽

血行動態が安定した後、比較的早期に手術に和度（SpO2）75〜80mmHg を目標とした。

予定することが望まれる。ほとんどの症例で全身状態、血行動態の改善は早期に得られ、16 例中 4 例が開始当日、8 例が翌日に手術に

３. 結果
前期 19 例のうち、5 例に術前ショック状態至っている。

を認め、全例死亡したが、そのうち 3 例は手術に到達できず死亡した。5 例のうち 2 例は来

４. 考察

院時すでにショック状態であったが、残りの 3

近年、新生児期の肺血流増加型の重症心疾

例は来院後、急変しショック状態に陥ったも患の手術成績、救命率は向上しつつあるが、のである。19 例中、Norwood 手術に到達し生その要因として、術式の改良、術前・術後管存退院したのは 5 例（26.3%）にとどまった。

理の進歩が挙げられる。今回検討した左心低

後期 19 例のうち、有意な肺静脈還流障害の形成症候群では前期と後期において手術成績、なかった 16 例（84.2%）に完全調節呼吸下の救命率の顕著な差がみられるが、この要因の低酸素濃度ガス吸入療法が行われた。低酸素

一つに、Norwood 手術の改良（腕頭動脈送血

濃度ガス吸入療法施行後、全例乳酸アシドーによる大動脈再建中の循環停止回避、肺血流シスが改善した。そのうち、来院時ショック供給路として Blalock-Taussig 短絡から右室-肺状態にあった例を 4 例認めたが、乳酸アシド

動脈短絡への変更）による術後状態の安定化

ーシスの改善に伴いショック状態から離脱しが挙げられる。一方、ショック状態や中等度

Norwood 手術に到達し得た。19 例中、Norwood

以上の三尖弁逆流が併発した状態での手術介手術に到達し生存退院したのは 15 例（78.9%）

入による成績は不良とされ、ほぼ同時期に導であった。

入された低酸素濃度ガス吸入療法により術前術前の合併症としての中等度以上の三尖弁状態の改善が得られたとするならば、本法の逆流は、弁尖の裂隙や腱索短縮等による異形

寄与するところは大きいと考えられる。後期

成によるもののほか、高肺血流性心不全によ

19 例において、16 例という高い割合で、完全る心拡大によるものがあるが、いずれの場合

調節呼吸管理下での低酸素濃度ガス吸入療法

も手術への危険因子となり、重度の場合は手が行われた。当初、窒素ガスを添加した吸気91

回路の酸素濃度の測定を行ったが、その値は低酸素濃度ガス吸入療法導入前（1995 年 5

症例や患児の状態により 14〜19%と安定せず、 月〜2000 年 12 月）の前期 19 例、低酸素濃度
主に患児の末梢酸素飽和度（SpO2）を指標にガス吸入療法導入後（2001 年 1 月〜2005 年 12

低酸素の調節を行った。左心低形成症候群の月）の後期 19 例の２群において、前期では術術前においては、概ね SpO2 85%以上では肺体前ショック状態からの改善が得られず手術に血流比（Qp/Qs）2.0 以上の高肺血流性心不全

到達しえなかった例を３例認め、Norwood 手を引き起こすと推測され、大動脈弁閉鎖や上術生存退院率 5/19 例（26.3%）であったのに対行大動脈の細い典型例では、動脈管から逆行し、後期では Norwood 手術生存退院率 15 例

性に灌流される冠動脈血流が減少し、悪循環（78.9%）であり、低酸素濃度ガス吸入療法のに陥る。Barnea らのコンピュータシュミレー

安全性と有効性が示唆された。

ションによれば、単心室循環では Qp/Qs が 1
ないしそれ以下で酸素運搬能が最もよいとさ

6. 研究協力者

金 成海

1)れる 。これらのことから、SpO2 の目標を 75〜80%とした 2)が、その設定により 16 例全例

7. 文献に、0〜1 日以内の早期に乳酸アシドーシスの

1) Barnea O, et al：Balancing the circulation:

改善が得られ、また中等度以上であった三尖

theoretic optimizarion of pulmonary / systemic

弁逆流の改善が得られた症例も認め、結果とflow ratio in hypoplastic left heart syndrome. J Am

して比較的良好な状態で Norwood 手術に到達

Coll Cardiol

し、15 例（78.9%）という高い救命率が得られ

2) Day RW, et al：Pulmonary vascular resistance ofた。

children treated with nitrogen during early infancy.
また、低酸素濃度ガス吸入療法の問題点

24：1376-81, 1994

Ann Thorac Surg 65：1400-04, 1998

としては、低酸素血症による肺動脈・気管支

3) 朴 仁三、他：新生児、乳児期肺血流増加

攣縮による呼吸障害の悪化や中枢神経系への型心疾患に対する低酸素換気療法の効果. 日

3)

悪影響が挙げられる が、今回の検討では呼吸小循誌 16：869-76, 2000

障害の悪化により低酸素濃度ガス吸入療法を

4) Day RW, et al：Congenital heart disease with

中止した症例はなく、また手術後に明らかな

ductal-dependent systemic perfusion: Doppler

低酸素性脳障害を来した症例もなかった。同ultrasonography flow velocities are altered by

様な単心室循環では、適切な低酸素によりドchanges in the fraction of inspired oxygen. J Heart

プラ上の脳血流の増加

4)や組織への酸素供給
5)

Lung Transplant 14: 718-725, 1995

（SaO2/(SaO2-SvO2)）の増加 が報告されてお5) 岡 達二郎、他：左心低形成症候群に対す

り、われわれの検討でもむしろ有効であった

る窒素ガス混合低酸素換気療法可能性が示唆されるが、中枢神経系や発達へ酸素供給変化の検討- 日小循誌 19：2-7, 2003の影響については長期的な評価が必要と思わ
れる。
5. 結論

92

–組織への

d）低酸素ガス吸入療法の効果判定のための評価法に関する研究

金子 正英 磯田 貴義（国立成育医療センター）
高橋 重裕 伊藤 裕司（国立成育医療センター）（要約）まだ

肺血流増加型先天性心疾患の 11 例に対して窒素ガス吸入による低酸素

ガス吸入療法を実施し、効果判定のための評価法を検討した。血行動態の破綻したショ
ック例では、バイタルサイン、血液ガス、超音波による血流評価の全てにおいて改善が見られた。血行動態の比較的安定している例では、酸素飽和度、呼吸数、尿量、超音波による動脈管右左／左右短絡血流比の 4 項目で改善が得られた。血液ガスでは乳酸値の改善傾向が認められた。低酸素吸入療法後の経過にて、本療法に起因すると思われる中枢神経合併症や肺高血圧は認められなかった。

１

目的
左心低形成症候群を含めた肺血流増加型

先天性心疾患患者に対する、窒素投与によた。窒素ガス投与方法は、Nasal CPAP、ヘッドボックス内投与または気管内挿管での人工呼吸にて行った。

る低酸素ガス吸入療法は、臨床的に応用さ効果判定は、バイタルサインとして投与前れ、有効性が報告されている。安全で有効

後の心拍数、呼吸数、血圧、酸素飽和度、な低酸素ガス吸入療法を施行できるガイド

時間尿量(ml/kg/h)、血液ガス検査では、pH、

ライン作成を目標とし、低酸素ガスの効果

PCO2、PO2、Base Excess、Lactate を評

判定を臨床的に活用できる評価法を検討す

価項目とした。血流評価として、ベッドサる。本来、肺血流量と体血流量の変化をみイドで簡便にできる方法である超音波検査

るには、肺体血流比の算出や心拍出量を評により、体血流、肺血流の血流評価を行っ価するのが望ましいが、実際にベッドサイた。体血流量の評価として、中大脳動脈血ドにて行うのは現実的には難しい。臨床的流 の Velocity time integral （ VTI ）、に効果を充分判定するために、バイタルサ

Resistance index（RI）、腎血流の VTI を投インの変化を始めとし、比較的ベッドサイ

与前と投与後安定した時期の 24 時間以内

ドで簡便に行える検査を中心に、充分に効で計測した。また、肺血流量の評価として

果判定ができる評価を行い、有効性を検討

超音波検査による肺動脈血流の VTI、動脈する。

管血流の右左短絡量と左右短絡量の比を計測した。

２．対象と方法
2005 年 7 月以降に、国立成育医療センター

３．結果に入院した先天性心疾患患者のうち、肺血11 例の新生児に対し、低酸素ガス吸入療

流増多により従来の方法での手術前の心不法を施行した。症例は大動脈縮窄複合 5 例、全のコントロールが難しい症例を対象とし大動脈離断複合 1 例、動脈管開存 1 例、三93

尖弁逆流・動脈管開存 1 例、左心低形成症の増加傾向を認めた。

候群 1 例、両大血管右室起始 1 例、肺動脈
閉鎖・心室中隔欠損・体肺側副血行路 1 例（２）血液ガスであった。性別は男 7 例、女 4 例であった。

ショックを呈した例とアシドーシスの合併疾患は３例に染色体異常、６例に低出傾向を認めた例の 2 症例にてアシドーシス

生体重児を認めた。低酸素ガス開始日齢はの改善があった。５例ではアシドーシスは2-36 日（平均 10）、開始時体重は 611-2847g

ないが、乳酸値の上昇があり、低酸素ガス（平均1929g）、投与日数は 1-56 日（平吸入療法により改善を認めた。

均 10.5 日）、開始酸素濃度は 16.8-19.6%（平
均 18.2%）、最低酸素濃度は 15-18.0%（平（３）超音波検査による血流評価

均 17.0%）であった。投与開始理由は、1

脳血流の RI 値は、4 例で評価を行い、例は high flow shock に対し開始し、7 例で１例で改善傾向を認めたが、3 例は低酸素

多呼吸、1 例で尿量低下といった high flow

療法前後で変化はなかった。中大脳動脈の兆候を目安とし、低出生体重の体重増加

VTI は、6 中 4 例で改善を認めた。6 例の平目的が２例だった。11 例中 9 例が手術に到

均 VTI は投与前 8.65cm+-4.80、投 与後

達し、低酸素療法を終了した。1 例は未熟

9.43cm+-2.91 であった。腎血流 VTI では

児動脈管の症例で、低酸素換気療法により10 例中 4 例で明らかな改善を認めた。平均

比較的安定して体重増加をはかれ、最終的

VTI は 投 与 前 4.56cm+-1.87 、 投 与 後に心不全が軽減し低酸素療法を終了した。

6.14cm+-3.41 であった。肺動脈血流の VTI

左心低形成症候群の 1 例は、姑息的手術もは 3 例で評価したが、明らかに減少を認め

難しい低体重(1492g)であり、低酸素換気療

たのは１例のみであった。動脈管血流の法を開始したが心不全の進行により死亡し

RL/LR シャント血流比は、7 例で評価し、た。

全例右左血流の相対的な増加を認めた（１）バイタルサイン(P=0.04)。平均血流比は、投与前 0.67+-0.38、

心拍数の変化：high flow shock の 1 例で投与後 1.44+-0.93 であった。動脈管の左右は、開始前後で心拍数の低下が認められた。

血流の評価を２例で行い、２例とも左右血その他は明らかな変化を認めなかった。

流の減少を認めた。

呼吸数：開始前は全体的に多呼吸であったが、開始後呼吸数が低下する傾向を認めた。数時間から数日で徐々に再上昇する例も認められた。
血圧：high flow shock の 1 例では、開始前後で明らかな血圧の上昇が認められた。

（５）BNP
一例のみ BNP を低酸素ガス吸入療法の前後で比較した。吸入療法により 437pg/ml
より 137 pg/ml に低下した。
４）副作用の検討

その他は血圧が上昇する傾向を認めた例と経過中低酸素吸入療法に起因すると思わほとんど変化を認めなかった例とがあった。

れる中枢神経合併症は認められなかった。

酸素飽和度：high flow shock の 1 例で、しかし、低出生体重児においては、未熟性開始前後で酸素飽和度の低下が明らかに認による無呼吸や肺合併症により、容易に低められた。変化のないものが 2 例であった

酸素血症となり、十分な低酸素ガス吸入療

が、他の症例では開始後には酸素飽和度は法を行うことが難しかった。特に、無呼吸低下するが、再度上昇傾向となるものが多発作時の酸素飽和度低下時には、窒素を中かった。

止せざるを得ない場合もあり、さらに低酸

時間尿量：high flow shock の 1 例で、開始前の無尿が改善された。ほぼ全例で尿量素血症からの回復も時間がかかった。
神経学的評価として、低酸素ガス吸入療
94

法後、主に手術後にＣＴを４例、ＭＲＩを
超音波評価
動脈管血流
RL/LR velocity time
AP shunt (VTI)
integral比
integral比

４例、脳波検査を６例、聴性脳幹反応を６例に施行した。ＣＴは全て正常、ＭＲＩで3は 2 例に陳旧性の脳室内微小出血を認めた。

60

2.5

50

脳波は全例異常なし、聴性脳幹反応は１例

240に閾値の経度低下を認めた。８例で外来で

1.5

30

の発達評価を行い、６例は正常範囲の発達

1

20を認め、２例で遅れがあったが、ＭＲＩ，

0.5

10
0

0

聴性脳幹反応で異常であった症例でもあっ

窒素前2

P<0.05た。この２例は低出生体重児であり、さらに染色体異常を伴う例と気管狭窄にて気管

1

窒素後National Center for Child Health and Development , Division of Cardiology

４．考察
今回までに経験した 11 症例において、低切開をおいている症例であった。
窒素投与後の８例において、心臓カテー
テル検査または心臓超音波検査にて肺高血酸素療法の効果を判定する評価法を検討した。

圧の評価を行ったが、肺高血圧が残存した

バイタルサインの検討では、ショック症例例はなかった。

やプレショック状態の症例での変化は大きかったが、比較的全身状態が安定している

血液ガス
Lactate状態での窒素投与では、明らかな変化は認めなかったが、酸素飽和度の低下の程度や

1412

呼吸数、尿量の改善は、投与後には改善す10

る傾向があったため、その３項目の変化を8中心に観察することがコントロールに有用6であった。死亡した１例以外では、結果と42して安定して手術に到達、または心不全状

0
1

2

3

4

5

6

7

8

National Center for Child Health and Development , Division of Cardiology

腎動脈血流
動脈血流
velocity time integral
12

20

10

14

6

行われており、本療法のみの効果としての4

判断はできない。乳酸値の変化は、安定し

8
6
4

2

ている症例でも、本療法により改善する傾

2
0

0

前

後

Not significant

血液ガスのデータでは、ショック、プレであったが、炭酸水素ナトリウムの投与も

8

12
10

えられた。
ショック症例では pH、B.E.の改善が明らか

18
16

ロールし、状態を安定化させるという形で、低酸素ガス吸入療法の効果を得られたと考

超音波評価

中大脳動脈血流中大脳動脈血流velocity time integral

態からの離脱がはかれた。心不全のコント

窒素前

窒素後

Not significant
National Center for Child Health and Development , Division of Cardiology

向を示しており、コントロールには十分参考になる所見と考えられた。
血中 BNP 値の評価は、高血流量による心室負荷の判定として１例のみ施行し、本療法により BNP 値の低下を認めた。今後も評価法の一つとして検討していきたい。
超音波検査での評価は、症例が多少集まった結果、効果判定の評価として十分検討できた。諸項目の中で、動脈管の右左・左95

右短絡の比率の評価法がもっとも鋭敏であ

体重児での使用は、未熟性に伴う問題を増り、効果判定に有用であった。今回評価を長する可能性は否定できず、低酸素の負荷行った症例は、全例動脈管の形状がまっすをどの程度にするかより慎重な使用をしな

ぐであり動脈管血流の評価に適していた。

いといけないと考えられる。成熟児での使蛇行した動脈管である症例ではこの評価は用に関しては、問題なく使用でき、発達や難しいと考えられるが、今回経験した一例

肺高血圧に関する障害は認めていない。

にて体肺側副血行路による左右短絡を認めた症例では、直接側副血管を測定すること

５．結論が出来なかったが、一方の末梢肺動脈を選低酸素換気療法の効果判定として、バイ

び継続的に評価を行うことで肺血流を評価

タルサインの評価では、血行動態の悪化例

することが出来た。また、動脈管の血流は、では改善を、緩徐増悪例では安定化として、鋭敏であるが故、検査中のエコープローベ

効果を認めることができた。酸素飽和度、の接触などちょっとした変化で動脈管血流

呼吸数、尿量に関して、改善する傾向を示

自体も変化するため、状態の安定した状態したため、コントロールの指標としては有を待ちながら、丁寧な検査を行う必要があ用と考えられた。超音波検査では、腎動脈、った。腎動脈、中大脳動脈血流の評価は、中大脳動脈の血流評価により体血流量の増

十分な体血流がある場合には窒素投与前後加を判定でき、動脈管血流の評価はより鋭であまり変化はなかったが、ショックまた敏な効果を判定することができた。特に動はプレショック状態の症例では明らかに改脈管血流の評価は本療法の効果判定だけで善した。中大脳動脈ＲＩは評価できた例はなく、窒素投与量のコントロールの指標と少なかったが、これも変化をとらえるほど成りうると考えられた。

鋭敏ではなかった。本療法における超音波評価としては、短絡血流の評価を経時的に行うことは、評価の判定としても、窒素投与量の変更に関しても有用であった。腎血流、脳血流の評価も重要ではあるが、大きく血行動態が狂った症例以外での効果判定

６．研究協力者
国立成育医療センター
子正英
国立成育医療センター
橋重裕

循環器科

金

新生児科

高

としての有用性は低かった。しかし、脳血流、腎血流の評価を行うことは、本療法を安全に行うためには施行することが望まし
いと考えられる。
副作用の評価では、低出生体重児での使用の場合に、未熟性にともなう呼吸障害や無呼吸発作を伴う場合に十分な窒素投与ができない、発作的な低酸素血症時に酸素を使わざるを得ない、低酸素からの改善に時間を要すといった問題を認めた。神経学的７．参考文献1)朴 仁三：新生児期、乳児期肺血流増加型心疾患に対する低酸素換気療法の効果、日本小児循環器学会雑誌、16 巻：
869-876、2000 年
2)岡 達二郎：左心低形成症候群に対する窒素ガス混合低酸素換気療法―組織への酸素供給変化の検討―、日本小児循
環器学会雑誌、19 巻：2-7、2003 年

な評価でも同様に、低出生体重児にともなう神経合併症によるものと考えられたが、低酸素ガス吸入療法自体がどれほど影響を与えているかは不明である。しかし低出生96ｅ）低濃度酸素ガス吸入療法の NICU における安全な施行に関する研究

伊藤 裕司（国立成育医療センター）（要約）2004 年 6 月から 2007 年 12 月までに当センターNICU に入院した児で、肺血流量増加型先天性心疾患に対して低酸素濃度ガス吸入療法を施行した 15 症例を対象とし、これらの症例の臨床経過について、後方視的に検討した。
当院 NICU で低酸素濃度ガス吸入療法を施行した症例の約半数が出生体重 2000g 未満の低出生体重児であった。死亡例は、染色体異常合併例や極低出生体重児であった。
低酸素濃度ガス吸入療法により、手術の可能性のある症例中 86%で、状態の安定化を得ることができ手術の待機が可能、あるいは、根治的治療効果を認め、本療法は、有効な治療法と思われた。
極・超低出生体重児での肺血流量増加型心疾患に対して、体重増加を目的とした待機に、
低酸素濃度ガス吸入療法は有効で、2 ヶ月前後の長期使用も可能であった。

1. はじめに
低酸素濃度ガス吸入療法は、肺血流量増加型先天性心疾患において臨床応用され、その有効性が報告されてきている。しかし、この治療方法は、低酸素濃度ガスの作成の際に、純窒素ガスを空気に混入させるという操作を伴い、純窒素ガスの使用に関して
は安全性についての十分な注意が必要と思われる。この治療法を施行する対象疾患は、肺血流量増加型先天性心疾患で、新生児時期に施行されることが殆どであり、その施行の場の一つは NICU がある。NICU は閉鎖
された空間であり、そこでの特殊性に応じた本療法の安全性と有用性についての検討が必須である。しかしながら、新生児医療の臨床の現場では、各施設が各々の経験に基づいて施行しているのが現状で、本療法を安全に有効に施行する上での指針の作成が急務と思われる。
また、近年、極低出生体重児の肺血流量増加型心疾患に対して、その体重増加を計る目的での低酸素濃度ガス吸入療法が施行されることが、当院では数例認められ、今後の本療法の低出生体重児にたいする適応

97を考えていく上でも重要と思われる。

2. 目的
低濃度酸素ガス吸入療法を、NICU という環境で施行する場合の、安全で有効な施行方法の確立を目的とする。NICU において低濃度酸素ガス吸入療法を有効で安全に施行するための指針の作成を行なう上での基礎的なデータを収集することを目標とする。
特に、NICU という環境の中で、新生児症例の本療法に対する反応の特殊性の有無を検討し、効果を評価する方法、有効で安全な施行方法を検討する。
最終年度である本年度は、当センター
NICU での低酸素濃度ガス吸入療法の施行例について、まとめ、有効性と安全性について検討した。また、極低出生体重児での本療法の効果や臨床現場での実際やその特徴についても検討した。

3. 方法
2004 年 6 月から 2007 年 12 月までに当センターNICU に入院した児で、肺血流量増加型先天性心疾患に対して低酸素濃度ガス吸入療法を施行した 15 症例を対象とした。これらの症例の臨床経過について、後方視的に検討した。
また、NICU の環境に与える影響を検討する目的で、低濃度酸素ガス吸入療法を施行した６症例について、低濃度酸素ガス吸入療法施行中に対象患者のベッド（閉鎖式
保育器、あるいは解放式保育器）から１ｍ離れたところ（患者と同じ床からの高さ）で、隣接する患者との間の空間での酸素濃度を、酸素濃度計を用いて測定した。

4. 結果
対象の 15 名の内訳は、男児 8 名、女児 7
名で、出生体重は、中央値 1998g (範囲505-3140g)、在胎週数は、中央値 38 週 (範囲 24-40 週)であった。対象となった心疾患
は、表 1 の様なものであった。染色体異常を合併した児が 2 例含まれていた。
低酸素濃度ガス吸入療法の施行期間は、
中央値 6 日 (範囲 2-56 日)であった。低酸
素濃度ガス吸入療法で、状態の安定化が得られ、手術へ到達できた症例は、15 例中 11
例、その他 1 例は、未熟児の合併した PDA
で、低酸素濃度ガス吸入療法にて状態の安定化および体重増加を図ることができ、最終的には PDA の自然閉鎖を来した症例であった。これら、手術到達例 12 例と未熟児
PDA 管理例 1 例をあわせた 12 例が、低酸素
濃度ガス吸入療法有効例と考えられた。また、手術に到達できなかった症例のうち 1
例は 13 トリソミーを合併した症例で、手術適応の無かった症例であった。従って、低酸素濃度ガス吸入療法は、この 13 トリソミ
ーの 1 例を除外して、14 例中 12 例で有効で、有効率 85.7%であった。
手術に到達できなかった症例は、染色体異常 2 例（13 トリソミー1 例、4p-症候群 1例）HLHS1 例（在胎 31 週、出生体重 1492g）

98の計 3 例であり、いずれも、手術適応についても議論のある症例群であった。
体重別にみると、疾患の内訳は、表 2 のようで、
PDA あるいは、CoA を合併した 2000g
未満の低出生体重児症例で、術前の体重増加を図る目的での使用例が 4 例認められた。
予後は、体重別に見ると（表 3）、2000g未満の症例では、8 例中 3 例が死亡しており、
うち 2 例が染色体異常（13 トリソミー、
4p-症候群）の合併があった。2000g 以上の症例では、死亡は 2 例で、手術死亡 1 例、遠隔死亡 1 例であった。
また、本療法を全例 NICU 内で施行したが、インシデント・アクシデントに相当するような事例はおきなかった。
６症例、のべ 1550 時間に、331 回の環境
酸素濃度の測定を行った。本療法施行中の環境酸素濃度は、21.0±0.1%であった。のべ 1550 時間の本療法の施行中を通じて、環
境酸素濃度が 21%未満に下がることはなか
った。

5. 考察
当院 NICU は、当センターの性格上、早産・低出生体重児から、各種合併症をもつ新生児まで、幅広い疾患群の患児を扱う
NICU であるが、当 NICU で、3 年 6 ヶ月の間に、15 症例が低酸素濃度ガス吸入療法の適応となった。これは、NICU 全入院症例中の約 1.5%に相当する割合であった。循環器疾患のみの専門施設でない当センターでも、
NICU で扱う症例中の 1.5%に本療法が必要であったことからしても、先天性心疾患を扱う NICU では、考慮すべき治療手段であると思われた。循環器疾患専門施設では、装備することがさらに重要となる治療法と思われた。
対象となる疾患群も、成熟児での肺血流量増加型先天性心疾患のみでなく、極低出
生体重児での動脈管開存症をも含めた肺血流量増加型心疾患も、低酸素濃度ガス吸入

療法のよい適応となることが示された。つまり、本療法による内科的保存的な療法で体重増加を図り、最終的な外科手術につなげるという新しい治療戦略が可能となった。
早産・低体重児では、早期から血管抵抗が低下しやすく、かつ、心拍出力が弱く肺血流量の増加に対する代償機能が不十分なため、肺鬱血・心不全に陥りやすい。従って、体重増加をはかるには、比較的生後早期からの低濃度酸素ガス吸入療法の開始が必要となる。しかし、生後早期の時期は、肺血管の反応性も高く、軽度の FiO2 の変化
によって、急激な SpO2 低下を招くことがあり、FiO2 の調節には十分慎重でなければならない。早産・低体重児に対する低濃度酸
素ガス吸入療法では、生後早期には、SpO2が変動しやすいため、徐々に酸素濃度を下げていくことが重要であった。早産・低体重児に対する本療法の施行では、56 日間という長期間にわたり安全に施行することが可能で、体重増加が可能となり、心臓外科手術に至ることができ、本療法は有効であったと考えられた。
本療法の有効性に関しては、前述のように、手術適応の可能性を最大限に拡大して解釈した場合、14 例中 12 例で有効（有効率 86%）であった。しかし、さらに厳重に適応を考慮した場合、有効率は上昇すると思われた。従って、本療法は、肺血流量増加型心疾患に対する治療戦略として十分考慮されるべき方法と思われた。

99

また、NICU という閉鎖された環境での施行に於いても、当 NICU では特に安全性に関して問題となった事例は無く、かつ、換気に十分配慮されている NICU においては、環境酸素濃度の低下もなく、本療法は NICU
で十分に安全に施行できる治療法であると
思われた。

6. 結論
当院 NICU で低酸素濃度ガス吸入療法を施行した症例の約半数が出生体重 2000g 未
満の低出生体重児であった。死亡例は、染色体異常合併例や極低出生体重児であった。
低酸素濃度ガス吸入療法により、手術の可能性のある症例中 86%で、状態の安定化を得ることができ手術の待機が可能、あるいは、根治的治療効果を認め、本療法は、有効な治療法と思われた。
極・超低出生体重児での肺血流量増加型
心疾患に対して、体重増加を目的とした待機に、低酸素濃度ガス吸入療法は有効で、2ヶ月前後の長期使用も可能であった。

7. 研究協力者
高橋 重裕、大石 芳久、塚本 桂子：
国立成育医療センター 周産期診療部 新
生児科

表1

No.

疾患名

性

週
数

体重

日
数

手術

予後

有用
性

9

PDA, ELBW

女

24

505

24

なし

生存

あり

6

CoA complex

男

31

1354

56

あり

生存

あり

14
12

CoA, VSD, 4p- synd
HLHS LBWDORV, Ap window,
13 trisomy
simple CoA (TTTS
donor)

男
男

39
31

1380
1492

3
2

なし
なし

死亡
死亡

無
無

女

35

1560

19

なし

死亡

？

男

36

1766

4

あり

生存

あり

女

37

1804

6

あり

生存

あり

13

DORV,
TR, PR, PS, PDA,
functional PA

女

34

1998

2

あり

生存

あり

5

IAA(Type B)

男

39

2350

3

あり

遠隔死亡

あり

3
8

TGA, CoA
DORV, VSD, CoA

男
女

38
39

2580
2596

7
7

あり
あり

生存
生存

あり
あり

15

男

39

2680

5

あり

生存

あり

7
4

PA, VSD, MAPCA
DORV, VSD, IAA(Type B), SAS
ＴＧＡⅡ

女
女

38
38

2704
2712

6
4

あり
あり

術中死亡
生存

あり
あり

1

TGA

男

40

3140

6

あり

生存

あり

2
10
11

表2

<2000g

８例
PDA
PDA, fPACoA, IAA
DORV
HLHS>2000g

1
1
3
2
1
７例

TGA
IAA, CoA, (DORV,TGA 合併）
MAPCA

2
4
1

100

表3

<2000g８例
死亡（染色体異常）>2000g3
2
７例

死亡（遠隔死亡）（手術死亡）

2
1
1

101

[7] 低酸素濃度ガス吸入療法後の肺高血圧a) 低酸素濃度ガス吸入療法後の遠隔期肺高血圧に関する検討

新生児期に施行した低酸素濃度ガス吸入療法が遠隔期の肺血管抵抗に及ぼす影響に関する研究渡辺健 黒嵜 健一

越後 茂之（国立循環器病センター）（要約）窒素ガスを用いた低酸素濃度ガス吸入療法は施行中に肺血管抵抗を増加させることにより肺血流量を制限している。したがってこの肺血管抵抗上昇が施行後遠隔期の臨床経過に影響を与えることが懸念される。このため新生児期に低酸素濃度ガス吸入療法が施行された症例において、目標手術が施行される遠隔期において手術適応の要因となる肺血管抵抗がどのようになっているのか調べた。
全 53 症例を対象とした評価では、平均 1.27 歳の時点で肺血管抵抗は平均 1.67 単位・m2 であった。
このうち将来の二心室修復術候補では平均 1.06 歳の時点で肺血管抵抗は平均 1.66 単位・m2 であったのに対して、Fontan 手術候補では平均 1.50 歳の時点で肺血管抵抗は平均 1.68 単位・m2 と両者に差はなかった。新生児期に施行した低酸素濃度ガス吸入療法においては、目標手術に係わらず、その適応を直接左右するような肺血管抵抗の上昇を招いた症例はなかった。

１．目的

高い方、両方が無ければ主肺動脈の値を採用）

当科では、1998 年以降、新生児期の肺血流増を調べた。また目標手術別（二心室修復術候補、加型心疾患に対して窒素ガスを用いた低酸素濃Fontan 手術候補）に分けて検討し、肺血管抵抗度ガス吸入療法（以下 N2 吸入療法）を積極的にが高値（3 単位・m2 以上）である症例は個別に実施している。N2 吸入療法は術前状態を良好に状況を調べた。

保ち初回手術の予後を改善する一助となっていると考えるが、肺血管抵抗を上昇させることに

３．結果

より肺血流増加・体流血流減少を制御すること

全症例を対象とした評価では、平均 1.27（最から、施行後遠隔期に目標手術（修復術および小値 0.01、最大値 5.69、中央値 1.12、）歳の時

Fontan 手術）の適応に関与する肺血管抵抗の上点で肺血管抵抗（平均±標準偏差）は 1.67±0.80

昇が懸念される。このため、新生児期に施行し単位・m2、平均肺動脈圧は 16.3±8.8 mmHg でた N2 吸入療法が、遠隔期の肺血管抵抗に及ぼすあった。このうち二心室修復術候補（n=28）で影響を調べる。

は、平均 1.06 歳の時点で肺血管抵抗は平均 1.66
単位・m2、平均肺動脈圧は平均 17.1 mmHg で

２．方法あるのに対して、Fontan 手術候補（n=25）で対象は 1994 年から 2005 年に当科で新生児期は、平均 1.50 歳の時点で肺血管抵抗は平均 1.68に N2 吸入療法を施行した肺血流増加型心疾患

単位・m2、平均肺動脈圧は平均 15.4 mmHg と106 例のうち、N2 吸入療法後に心臓カテーテル

両者に優位な差はなかった。肺血管抵抗が 3 単検査が施行され肺血管抵抗が計算された 53例で位・m2 以上は 3 例（5.7%）で、多発外表奇形をある。後方視的に心臓カテーテル検査時の年齢、合併した動脈管開存の閉鎖術後（心房中隔欠損

肺血管抵抗、平均肺動脈圧（左右肺動脈のうちは放置）で全身疾患が示唆される 1 例（症例１）、102

Fontan 手術候補の心室中隔欠損のない肺動脈身疾患が疑われる症例については、遠隔期に肺閉鎖で体肺短絡術を繰り返し肺血管床が不十分

血管抵抗の増悪がみられる可能性があり、N2 吸

な 1 例（症例２）、Fontan 手術候補の共通房室入療法は十分にその適応を考慮する必要がある

弁口・低形成左室で肺動脈絞扼術のバンドがずと考える。症例 2 は度重なる体肺動脈短絡術のれ片側肺高血圧の状態で評価した１例（症例３）

合併症である肺動脈狭窄が原因で肺血管床が不で、ただし、いずれの症例も肺血管抵抗は 4 単

十分となったため Fontan 手術に到達できなか

位・m2 以下であった。

った。症例 3 は肺動脈絞扼術のバンドがずれ片側肺高血圧の状態での評価であったが、再肺動

４．考察

脈 絞扼術後 に両 側の肺高 血圧 はな くな り

N2 吸入療法は、低酸素濃度ガスにより反応性

Fontan 手術に到達している。症例 2 および症例（一過性）に肺動脈の平滑筋が収縮することに3 は、いずれも術後合併症が肺血管抵抗の軽度上よって肺血管抵抗を上昇させ肺血流量を制限す昇を招いたと考えられる。症例 1（全身疾患）とるが、長期間の低酸素濃度ガス曝露は肺血管閉症例 2（術後合併症）を除き、Fontan 手術を含塞性病変を惹起する可能性は否定できない。当

む目標手術に直接支障を来たす肺血管抵抗の上センターにおける N2 吸入療法は、原則として、

昇はみられなかった。

生後 1 か月以内、手術までのブリッジ、施行前に多呼吸（呼吸数が 60/分以上）または酸素飽和５．結論

度の上昇（SpO2 が 80%以上）など肺血流量増加

N2 吸入療法は目標手術の種類に係わらすその所見がある、施行中の目標は肺体血流量比が 1の適応を直接左右するような肺血管抵抗の上昇以上とされる呼吸数が 60/分前後または SpO2 がを来たした症例はなかった。なお肺血管抵抗が80%前後とし肺血流量を制限しすぎないように軽度上昇した症例は、全身疾患または術後合併し肺血管抵抗が上昇しすぎないように配慮して症の関与が示唆された。

実施している。当研究の結果から、この施行基準の範囲内では、肺血管抵抗は全て 4 単位・m2

６．研究協力者

以下であり、肺血管閉塞性病変を生じた症例は

堀田智仙・小林奈歩・吉敷香菜子・平田拓也

なかった。また、肺血管抵抗が 3 単位・m2 以上

国立循環器病センター小児科と軽度上昇していたのは 3 例のみで 5.7%と頻度は少なかった。症例 1 は大きな動脈管開存、心７．参考文献

房中隔欠損、肺高血圧で新生児期に主に動脈管

１）Day RW, et al.：Pulmonary vascularによる高肺血流量に対して N2 吸入療法で待機

resistance of children treated with nitrogen

し動脈管閉鎖術を施行した。その後、心房中隔

during early Infancy、Ann Thorac Surg、65：

欠損は放置のままで経過観察したが肺高血圧が1400-1404、1998残存した。染色体異常は確定されなかったが奇形症候群であり、全身疾患による肺血管抵抗の上昇（肺高血圧）が示唆された。このように全103b) 低酸素濃度ガス吸入療法後の肺高血圧に関する文献的考察
小野-安生（静岡県立こども病院）

新生児、乳児の低酸素ガス吸入療法を行うにどを待機する場合などである 13)。Day ら 14)

あたっての懸念の一つとして吸入療法後の肺は、心臓移植を待機した主として左心低形成症

高血圧がある。とくに、将来フォンタン循環を候群で長期低酸素換気療法を行った２０例の目指す疾患群での姑息術後状態での肺高血圧検討を行い、平均投与日数は 38 日で、内 10は予後に直結するため、きわめて重要といえる。

例で生検あるいは剖検で肺組織の検討を行っ

ここでは、低酸素血症と肺高血圧に関する文献ている。肺の組織学的検討で正常と診断された的考察を行う。

のは１例で、他は中膜の増成などが認められて１．動物実験による知見いる。また、１例で不可逆性の肺動脈閉塞性変肺血管の抵抗を制御しているシステムは、化を示した。
移植手術後 3 ヶ月で肺高血圧は軽NO 系、アラキドン酸系、エンドセリン系、カ快したとされている。近年、本邦では左心低形

リウムイオンチャンネルなどが知られ、吸入ガ成症候群に関しては、早期に Norwood 手術がスを用いた治療もこれらの機序と関連がある

行われているので、長期使用は少ないと思われとされている１－２）。低酸素血症が肺動脈収るが、低出生体重児での手術待機時などには充縮を起こすという現象は 1946 年に Von Euler

分な注意が必要である。

の猫による実験で明らかにされた。また、肺高血圧において、低酸素状態による肺血管収縮の文献

役割は大きく、高二酸化炭素血症や多血症によ

1) Ferreiro CR, Chagas AC, Carvalho MH et

るその役割は副次的であるとされている。肺胞

al: Influence of hypoxia on nitric oxide

内低 換気への急性変 化への対応は主 として

synthase activity and gene expression in

NO 系が関係し、無気肺部分への肺血流の減少

children with congenital heart disease: a（肺血管抵抗の上昇）が生じる２）
。また、慢

novel

性の低酸素血症(PIO2=65-90 torr, 10 から 21

mechanism.

日間)にさらされた guinea pig3）あるいは生直

103：:2272-6

pathophysiological

adaptive

Circulation.

2001 、

後の豚 4-5）では、肺動脈中膜の肥厚がみられるとされるが、その可逆性も示されている 6）。

2) Ghofrani HA, Voswinckel R,
Reichenberger F et al: Hypoxia- and２．臨床応用による知見

non-hypoxia-related pulmonary

1990 年代になって、左心低形成症候群な
どの疾患の肺血流制御に二酸化炭素ガスや窒hypertension - established and new

素ガスを用いた治療が試みられるようになっtherapies. Cardiovasc Res 2006

た 7-9）。1996 年の Reddy らによる羊の胎児を

72:30-40

使用した単心室実験モデルで一酸化窒素、酸素、二酸化炭素、低酸素ガス吸入による血行動態の3) Thompson BT, Steigman DM, Spence CL,
Janssens SP, Hales CA. Chronic hypoxic

変化をみた報告は、その後の臨床応用の基礎と

pulmonary hypertension in the guinea

なった 10)。近年では、単心室循環の様々な疾

pig: effect of three levels of hypoxia. J

患に使用されるようになっている 11)。長期間

Appl Physiol. 1993, 74:916-21.

の投与となった場合、肺高血圧の懸念は大きく

4) Fike CD, Kaplowitz MR: Effect of chronic

なるが、実際は、低出生体重児で、体重増加を

hypoxia

待つ場合 12）、左心低形成症候群で心臓移植な104

onpulmonaryvascularpressures in isolated lungs of newborn

hypoxia in

pig. J Appl Physiol, 1994;77:2853-62

Cardiovasc Surg 1996;112:437-49

early postnatal

period.

5) Haworth SG, Hislop AA.. Effect ofhypoxia on adaptation of the pulmonary11) 朴

仁三、山村英司、佐々木康他：新生児circulation to extra-uterine life in the pig..

期、乳児期肺血流増加型心疾患に対する低Cardiovasc Res. 1982 ,16::293-303.

酸素換気療法の効果。

６) Li Z, Huang W, Jiang ZL et al : Tissue

日小循誌

2000,16：869-76

remodeling of rat pulmonary arteries inrecovery from hypoxic hypertension. Proc

12) Tan T, Mizobe N, Sugiyama H et al:

Natl Acad Sci 2004, 101:11488-93.

Supplemental nitrogen inhalation in

7) Jobes DR, Nicolson SC, Steven JM et al.

very

Carbon dioxide prevents pulmonary

patentovercirculation in hypoplastic left heart

Cardiol 2005, 26:1-5

low-birth-wightductusinfantsarteriosus.

with

Pediatrsyndrome. Ann Thorac Surg. 1992
54:150-1.

13) Bourke KD, Sondheimer HM, Ivy DD et

8) Emery JR. Strategies for prolonged

al: Improved pretransplant management ofsurvival before heart transplantation in

infants with hypoplastic left heart syndrome

the neonatal intensive care unit. J Heart

enables discharge to home while waiting forLung Transplant. 1993 12:S161-3

transplantation.

9) 八代健太、松下亨、竹内Pediatr Cardiol 2003,

24:538-43

真他。 窒素

ガス吸入による術前管理が有用であった左心低形成症候群の１例。 日小循誌

1996,14) Day RW, Barton AJ, Pysher TJ et

12:48-53

al:Pulmonary vascular resistance of10）Reddy VM, Liddicoat JR, Fineman JR etchildren treated with nitrogen during

al: Fetal model of single ventricle

earlyphysiology:

1998,65:1400-4

Hemodynamic

effectofoxygen, nitric oxide, carbon dioxide, and105

infancy.

Ann

ThoracSurg[8] 低酸素濃度ガス吸入療法の神経学的な影響
a) 低酸素ガス吸入療法における組織酸素運搬能に関する研究濵岡 建城（京都府立医科大学大学院）（要約）低酸素ガス吸入療法（N2 療法）による酸素運搬能の変動を検討し、酸素供給の面から本治療法の効果と安全性を明らかにすることを目的として、主要 vital sign（体血圧、時間尿量、SpO2）、採血（血液ガス、生化学）を計測、組織酸素供給量を算出、脳循環に於いて近赤外線分光法（Near infrared spectroscopy）による脳の組織酸素飽和度(rSO2)、頭部エコーにより中大脳動脈血流量及び血流パターンを計測した。その結果、N2 療法により安定した全身状態で術前管理が行えた。また、中大脳動脈の血流パターンは N2 療法開始後に改善し、脳 rSO2 も組織代謝が嫌気性代謝に変わる 40%以下になることがなかった。今回の検討により、N2 療法によって脳に対する酸素供給は低下しないと考えられた。

成症候群；Barnea の方法１）、その他の先天性心１．目的
肺血管抵抗を高く保つ方法として、窒素を吸疾患；Riordan の方法２））をそれぞれ計測し、N2入気に混合する低酸素換気療法を使用した管理療法前後において体動脈酸素含有量は減少して（以下 N2 療法）が報告されている。臨床上有効も体血流量が増加するため結果的に組織への酸である事は周知の事実であるが、至適な低酸素素供給が増加するかを判定した。また、近赤外状態の決定に関して確立された指標はなく、低線分光法（Near infrared spectroscopy、以下

酸素換気という状態で動脈血酸素飽和度を人工NIRS）による脳組織酸素飽和度(脳 rSO2)測定、的に低下させるため、低酸素換気療法における頭部エコーによる中大脳動脈血流量、血流パタ

安全性の問題も指摘される。体血流量そのものーンの測定を行い、脳循環に於いて組織酸素供は増加しても体動脈酸素含有量は減少しており、給は改善を認めるか否かを判定した。脳 rSO2 は、最終的に両者の積である組織への酸素供給が増

同症例の対照として肝臓に一致した部位で肝加するのか減少するのかということが重要なポrSO2 を測定しその値と脳 rSO2 の値を比較した。

イントとなる。今回 N2 療法による酸素運搬能の

NIRS は近赤外線を用いて組織内の酸素飽和度変動を検討し、酸素供給の面から本治療法の効を計測するものであるが、脳組織においては、

果と安全性を明らかにする。

動脈血 25％、静脈血 75％の割合で分布しておりこの混合酸素飽和度が rSO2 として計測される。

２．方法

成人の正常値は幅がひろく rSO2=45－85％と報N2 療法については本研究班のプロトコールに告されている（小児もほぼそれに準じた値と考沿って行った。また、FiO2 の計測については挿えられる）。そのため、脳 rSO2 の絶対値では虚血管・人工呼吸器管理の患児については人工呼吸等の判断は難しい。臨床的には治療前の脳 rSO2器回路の出口で直接 FiO2 を計測し、自発呼吸・を計測しその値をベースラインとして、それに鼻カニューラの患児の場合、大気と N2 gas の混

対する変化でもって脳組織への酸素の受給の変合割合から算出した値を FiO2 とした。主要 vital化を判断する。具体的には、ベースライン値のsign（体血圧、時間尿量、SpO2）、心エコーによ

20％以上の低下もしくは絶対値で 40％以下に低る推定心拍出量、採血（pH、B.E.、乳酸、SaO2

下した場合に酸素受給が低下した可能性が高い（動脈ライン確保時）、SvO2（中心静脈カテーテと言われている。また、動物実験や in vitro のル確保時）、を計測、組織酸素供給量（左心低形

実験では、組織の rSO2 が 40%以下に低下した場
106

合、嫌気性代謝が開始されるとの報告もあるのなどの合併症なく手術に到達した。

で、今回の研究でも下限値は 40%に設定した。
症例② 左心低形成症候群
３．結果

図２に示すように、HLHS では脳 rSO2、肝 rSO2 と今回の研究は 2005 年 4 月から 2007 年 1 月までもに安定し大きな変動は認めなかった。時間尿の間に当院に入院してきた肺血流増加型先天性量は 0.42ml/kg/h から 2.13ml/kg/h に増加した。

心疾患児 8 例に対して N2 療法を行った。
疾患は、

乳酸値は 5.6mmol/l から 1.8mmol/l に低下した。

① TA(Ⅱ-c),hypo arch,PDA

収縮期体血圧は変動を認めなった。本症例も脳② HLHS(AS,MA),PDA,PFO

内出血や他の合併症を認めず、手術に到達でき③ IAA(type B),SAS,AS,VSD,PDA,ASD

た。また、N2 療法中の脳 rSO2 は 40%以下になる④ TA(Ⅱ-c),IAA(type A),ASD,PDA

ことはなく、安全に N2 療法を施行できた。

⑤ CoA,PDA,VSD,ASD

症例2 HLHS⑥ CoA,PDA,PFO,MVP,MR,TVP,TR

100⑦ HLHS(MA,AA),PDA,ASD

脳内酸素モニター

80⑧ IAA(type B),PDA,PFO,VSD

60であった。在胎 37 週 5 日から 42 週 1 日（平均40

39 週 2 日）、出生体重 3129±235g、男女比=5:3

Edwards Lifesciences INBOS 5100型
20

であった。
症例①

開 30
始 分
前 後

三尖弁閉鎖

症例１ TA 1-c
脳内酸素モニター

80

brain
liver

6h

8h

12h

91

92

91

brain
liver
24h

94

SpO2(%) 90

94

FiO2(%) 2118

図２

左心低形成症候群における N2 療法中の脳17

15

内酸素モニター70
60

症例③ 大動脈弓離断複合50

本症例は、IAA の type B であった。グラフに示

Edwards Lifesciences INBOS 5100型
40

開 30
始 分
前 後
SpO2(%)95 92
FiO2(%) 21

6h

12h

24h

93

96

85

18 . 5

すように肝 rSO2 は変動を認めたものの、脳 rSO2
は大きくは変動しなかった。入院時より尿量は保たれていたが（3-4ml/kg/h）、腎動脈の血流パ

17 . 5ターンから予防的に N2 療法を開始した。N2 療法
図１

三尖弁閉鎖に対する N2 療法管理中の脳内開始後、やはり尿量の増加を認め、3.59ml/kg/h

酸素モニター計測結果

から 4.98ml/kg/h に増えた。乳酸、収縮期体血圧は特に変化を認めなかった。

図１に示すように、症例①は N2 療法を開始した
３時間後より、およそ３時間の間、肝 rSO2 に比べ、脳 rSO2 が高値を示した。対照として、哺乳時一過性の SpO2 低下を示す対象症例では、一過性低酸素時の肝 rSO2 および脳 rSO2 はほぼ同等であった（図１）。時間尿量、乳酸値、収縮期体血圧のそれぞれの開始前、開始後は以下の通りである。尿量は 2.8 ml/kg/h→4.2 ml/kg/h に増加した。乳酸値は 1.3 mmol/l→1.6 mmol/l、収縮期体血圧は 48 mmHg→50 mmHg であった。脳出血
107

症例5 CoA complex

症例3 IAA type B, SAS, VSD, PDA
100

100

脳内酸素モニター

脳内酸素モニター

80

80

60

60
40

40

brain
liver

Edwards Lifesciences INBOS 5100型

開 30
始分
前後

6h

SpO2(%) 94 93

94

FiO2(%)

brain
liver

Edwards Lifesciences INBOS 5100型

20

12h

93

21

図３

20

24h

18h

95

開 30
始 分
前 後
SpO2(%) 95 97
FiO2(%) 21

96

18.5

6h

8h

12h

88
19

94

93

18h

24h

96

95

18

大動脈弓離断複合での N2 療法中の脳 rSO2

ならびに肝 rSO2 の変化。

症例⑥

大動脈縮窄複合、僧帽弁閉鎖不全、三尖弁閉鎖不全
本症例も、安定した状態で手術に望むことがで

症例6 CoA complex, MR, TR

きた。

100

脳内酸素モニター80

症例④

三尖弁閉鎖(Ⅱ-c)+大動脈弓離断60

本症例は、三尖弁閉鎖に大動脈弓離断が合併し40た症例であった。日令 3 日目に入院したが、日
令 4 日目に尿量が 1.40ml/kg/h に低下したため、

開 30
始 分
前 後
SpO2(%) 97 91

N2 療法を開始した。翌日からは尿量は 3ml/kg/h以上を安定して維持できるようになった。本症

FiO2(%) 21

例も脳 rSO2 は 40％以下に低下することなく N2

brain
liver

Edwards Lifesciences INBOS 5100型

20

6h

8h

12h

85

85

83

19

18h

24h

83

90

19

療法を継続することができた。
症例⑦ 左心低形成症候群

症例4 TA(Ⅰ-C), IAA
100

症例7 HLHS (MA,AA)

脳内酸素モニター

100

80

脳内酸素モニター

80

60

60
40

Edwards Lifesciences INBOS 5100型

20

開 30
始 分
前 後
SpO2(%) 85 83
FiO2(%) 21

図４

brain
liver

6h

8h

12h

18h

24h

85

84

86
19

84

85

40

20

開 30
始 分
前 後
SpO2(%) 94 88
FiO2(%) 21

三尖弁閉鎖(Ⅱ-c)+大動脈弓離断の N2 療

brain
liver

Edwards Lifesciences INBOS 5100型

6h

8h

12h

18h

24h

93

93

93
19

93

92

法。
症例⑧ 大動脈弓離断複合
本症例は日齢 5 日に尿量の低下が認められ、日
齢 6 日に N2 療法を開始した。開始後、尿量は1.38ml/kg/h から 3.69ml/kg/h に増加した。安定
した状態で手術をむかえることができた。
症例⑤

大動脈縮窄複合108

たことになる。これは N2 療法開始によって全身症例8 IAA typeB, VSD,に対する Cardiac Output が増加したためと考え100

脳内酸素モニター

られる。

80

60

症例①三尖弁閉鎖、動脈管開存の中大脳動脈の
40

brain
liver

Edwards Lifesciences INBOS 5100型
20

血流パターンの変化
頭部エコーによる血流評価

6h

8h

12h

85

84

86

18h

24h

84

85

N2開始後30分後

N2開始前
→

18

→

開 30
始 分
前 後
SpO2(%) 85 83
FiO2(%) 21
19

まとめとして、今回の 8 例は全例、安定した状N2開始後12時間後

N2開始後24時間後

態で一回目の手術に臨むことができた。また、術後経過も良好で 1－2 ヶ月の経過で退院し外来→フォローを行っている。
全8例のまとめ
N.S.

100

症例⑦HLHS の中大脳動脈の血流パターンの変化

N.S.

90

頭部エコーによる血流評価

brain rSO2 (%)

N.S.

N2開始後30分後

N2開始前

80

70

→
60

50
1時間後

12時監護

→

前

24時間後

N2開始後24時間後

N2開始後12時間後

全 8 例に対して統計学的な考察も行ったが、脳→rSO2 の有意な変化は認められなかった（わずかであるが脳 rSO2 は増加傾向にあった）。

・中大脳動脈の血流パターン

４．考察

N2 療法開始前後で改善を認めた症例が３例みら

今回、我々の経験した８症例では全例 N2 療法をれた。これらの疾患は脳循環も PDA に依存して行うことで安定した術前管理をすることができ、いた症例であった。症例①、症例②、症例⑦でさらに安定した状態で手術に臨むことができた。

は N2 療法開始前の拡張期血流が低下していたも脳の rSO2 も FiO2 の低下に対してもおおむね安定のが、N2 療法開始後に拡張期血流が認められ著した値を推移し、各々の症例においても最低値

明に改善した。その他の症例については、大動が嫌気性代謝の始まる 40%以下 3)に持続して低下

脈弓離断もしくは大動脈縮窄を伴うことから血することはなかった。一方、中大脳動脈の血流

行動態的に脳血流が肺動脈に引かれて拡張期にパターンも N2 療法開始後は安定したことを併せ低下する可能は少なく N2 療法開始前から血流パて考えると、N2 療法によって FiO2 を人為的に低ターンに異常は認められなかった。しかしなが下させても脳に対する酸素供給は低下していなら N2 療法開始後に拡張期血流の増加がみられ、いものと推測できた。これは低酸素によって肺全体として N2 療法開始後に脳血流は増加してい血管床が収縮し肺血流増加(肺うっ血)が改善さ109

れ肺での換気が改善したことと、全身への血流考えられた。

が増加したためであると思われる。
N2 療法中の脳 rSO2 は嫌気性代謝の起こるとさ６．研究協力者れる 40%以下になることなく、低酸素下でも脳へ

岡の酸素供給は十分量維持されていた。これは N2

科小児循環器・腎臓病学

療法の安全性を裏付ける一つの根拠と考えられ

問山健太郎

る。

科小児循環器・腎臓病学

５．結論

７．参考文献N2 療法により安定した全身状態で術前管理が達二郎

京都府立医科大学大学院医学研究京都府立医科大学大学院医学研究

１）Barnea O, Circulation 1998; 1407

行え、さらに良好な全身状態で手術に臨むこと

２）Riordan, J Thorac Cardiovasc Surg 1996;ができた。N2 療法中の脳 rSO2 は嫌気性代謝の起644こるとされる 40%以下になることなく、低酸素下３）Kurth, J Cereb blood flow metab 2002, 22,

でも脳への酸素供給は十分量維持されており、

335

中大脳動脈の血流パターンも N2 療法開始後改善していた。N2 療法は脳への血流パターン、酸素供給、の両方の面から安全に施行できるものと

110b) 低酸素濃度ガス吸入療法の成長・発達に及ぼす影響に関する研究
嘉川
畠井忠博（榊原記念病院）
芳穂（東京北社会保険病院）（要約）低酸素濃度ガス吸入療法の遠隔期の中枢神経系への影響を明らかにするため、新生児・乳児を対象として諸検査を施行した。中期遠隔期（３才まで）２３例での身体発育、神経学的異常所見、発達指数を対照群と比較し有意な差は認めなかった。低酸素濃度ガス吸入療法の発育及び発達への影響は少ないものと考えられる。

1. 目的

頭囲）(2)神経学的所見(3)乳幼児精神発達質問紙

低酸素濃度ガス吸入療法は、低酸素血症によ（津森・稲毛式）とした。また対照群として低り肺血管抵抗を上昇させることで、肺血流増加

酸素濃度ガス吸入療法を施行しなかった大血管型先天性心疾患の血行動態を改善させる治療法

転位、左右短絡疾患群に同様な検査を行い比較である。これまで臨床的有効性については報告検討した。

されているが、安全性に関する研究はほとんど
3. 結果施行されていない。特に小児において、脳神経

遠隔期の対象は 2003 年から 2006 年に低酸素系の発達に対する影響についてこれまで報告がない。今年度の研究目的は、昨年度からの継続

濃度ガス吸入療法を施行した２３例である。二で、低酸素濃度ガス吸入療法の中枢神経系への心室修復群は１３例で、大血管転位９例（4~17

影響を、発達の見地から明らかにすることであヶ月）、左右短絡疾患４例（大動脈縮窄複合、総る。

動脈幹、7~24 ヶ月）、一心室修復群は１０例で、左心低形成症候群 4 例（6~36 ヶ月）、ノーウッ

2.

ド型手術を施行した単心室 6 例（4~29 ヶ月）で方法
対象は肺血流増加型心疾患で重症心不全のたある。対照群は大血管転位３例（7~22 ヶ月）、

め入院治療を要し、心不全が従来の方法だけで左右短絡疾患３例（12~18 ヶ月）である。

は改善が困難である新生児・乳児とした。

二心室修復群１３例と対象群６例はいずれも急性期の方法として一期的手術を施行している。手術時年令、手術(1)合成空気に窒素ガスを混合し、流量調節によ時間、麻酔時間、心肺時間、大動脈遮断時間、り混合ガスの酸素濃度を１３～２０％とした。

ＩＣＵ滞在時間、挿管時間、入院期間について

自発呼吸の児はヘッドボックスから、人工呼吸

両群間に有意差はなかった。

器（定常流型）下では呼吸器回路の吸気側から(ｲ)身体計測

混合ガスを投与した。ヘッドボックス内の酸素

頭囲は低酸素濃度ガス吸入群では平均－0.77

濃度測定は、oxygen monitor EO-150G(中村医ＳＤ (－4.8~+1.8)で、頭囲が－2ＳＤ以下は４例

科工業製)を使用した。呼吸器例では流量から計であった。対照群では平均－0.12ＳＤ (－1.3~0)、

算した理論値を用いた。(2)酸素濃度は２１％か

頭囲－2ＳＤ以下はいなかった。頭囲－2ＳＤ以

ら１５％程度まで１％ずつ低下させた。

下の４例は、３例が一心室修復群で二心室修復(3)経皮的酸素飽和度の目標値を疾患群別に設定

群の１例は大血管転位例であった。４例とも出した。機能的単心室群は、７５～８０％、左右生時の頭囲は正常範囲であり、出生時の仮死は

短絡疾患群では９０～９３％、大血管転位ではなかった。４例の発達指数はいずれも低かった。

７０～８０％を目標値とした。

(ﾛ)神経学的所見

遠隔期の検査項目は(1)身体計測（体重、身長、周術期異常、神経学的異常所見、痙攣につい111

て検討したところ、低酸素濃度ガス吸入群では、周術期異常は見られなかったが、神経学的異常

低酸素療法 N=23

相関係数

a

１３６±９９０．０４７

b１５．２ ±１．２６

０．１３

c

-０．１５ ±５．１１

０．０３８

d

２６７ ±１１８- ０．５０

乳幼児精神発達質問紙による発達年令と暦年e１００± ４６- ０．１９令から発達指数を算出した（発達指数は平均１f

６０ ±３２- ０．１４g

１６ ±１４- ０．５６h１３±１２- ０．４５i

５１ ±３８- ０．５６所見を２例に認めた。いずれも筋緊張低下例であった。また手術後に痙攣をきたした例が１例(ﾊ))発達あったが、脳波異常はなかった。
指数００、標準偏差は乳児１７，幼児１３）。低酸素
濃度ガス吸入群では、２３例中１６例は発達指数が８０以上で８０未満は７例であった。対照
群では８０以上は５例、８０未満は１例であっ

表 1 低酸素療法の発達指数に影響する因子

た。低酸素濃度ガス吸入群で発達指数８０未満
７症例のうち６例は一心室修復例であった。残りの１例は大動脈縮窄複合の症例であった。
（図a 低酸素療法時間 b 最低酸素濃度 c BE d 麻

1）

酔 時間

e 心 肺時 間

ICU 滞在日数
150
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20

f 大 動脈 遮断 時間

h 挿管日数g

i 入院日数発達指数と、低酸素吸入療法を行った時間、吸入した最低酸素濃度との間に、相関は認められなかった。麻酔時間や集中治療、入院期間の長さとの相関がより大きいと考えられた。
(表 1)
4. 考察
本研究からは、身体発育や精神発達について
低酸素ガス吸入療法の影響はないと考えられた。
a

b

c

d

e

f

特に二心室修復群では対照群と比較しても差はなく、健常児のレベルにある。ところが、一心図 1 発達指数

室修復群のなかには、発達の遅れや頭囲の小さい例があった。一心室修復群のほとんどがノーa 大血管転位 b 左右短絡疾患 c 左心低形成

ウッド型手術症例であり、長期入院、複数回手

d 単心室 e 大血管転位 ｆ左右短絡疾患術となるため発達への影響があると予想される。

（a~d 低酸素濃度療法群、e~f 対照群）

更に、左心低形成症候群では、術前から脳の構造異常が指摘されており、microcephaly の頻度
もその他の先天性心疾患より高いといわれている。本研究でも、左心低形成症候群の半数で発達指数が低値であることは、低酸素療法の影響というよりも疾患の特異性によるものかもしれない。
今後、症例数を増やして詳細な検討が必要で
ある。

112

5.

結論

(1)低酸素濃度ガス吸入療法の３年までの遠隔期
では、二心室修疾患群において身体発育や発達検査は対照群と差がなかった。本法の発育及び発達への影響は少ないものと考えられる。
(2)ノーウッド型手術群では、頭囲が小さく、発達指数の低い症例が多く認められた。低酸素濃度ガス吸入の影響よりも、原疾患や複数回手術など多因子の関与が大きいと思われた。
(3) 発達指数と、低酸素吸入療法時間、最低吸入
酸素濃度との間に、相関は認められなかった。
6.

参考文献
1)Oferetal:EstimmationofOxygenDelivery in Newborn with a Univentricular
Circulation, Circulation:98:1407-1413,1998
2)Clancy:The Neurology of Hypoplastic Left
Heart Syndrome, Hypoplastic Left Heart
Syndrome:2510-272,2005

113

[9] 肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法を、有効かつ安全に施行するための提言伊藤 裕司（国立成育医療センター）
はじめにー検査などによる十分な診断が可能である。

本研究班での研究成果（臨床試験、およ2. 本療法を施行するための、ICU、NICU、び分担研究の成果）を踏まえ、研究班員内またはそれに準ずる病棟を有し、モニタリでの討議の結果、以下のような「肺血流量ングなどの集中管理が可能である。

増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガ

3.

ス吸入療法を、有効かつ安全に施行するたプシステムが備わっていること。あるいは、めの提言」をまとめた。

緊急心臓外科手術が不可能な施設では、可

緊急心臓外科手術を含めたバックアッ

能な施設への緊急搬送体制を整えておくこ
本療法を有効かつ安全に施行するための提

と。

言

4.

患児のフォローアップアップが実施でき、この治療に関する臨床データを収集、[1] 施設基準に関して保存できること。
5.

本療法は、その臨床的な有効性に関して

施設の倫理委員会が整備されていること。

は本研究班による多施設共同臨床試験によ[2] 施行システムに関してて証明されたが、長期的な肺血管床への影
響や神経学的な影響に関しては、今後も厳重な経過観察を必要である。従った、本療

将来的には、薬事法の承認を得た、低酸法を、有効にかつ安全に施行する上で、現素濃度ガスを安定して供給できるような、段階では、施行する施設は下記のような基専用のブレンダーや流量計、呼吸器への専準を満たす施設に限定して慎重に施行すべ

用ガス供給のシステムの開発が必須である。

きと考える。

しかしながら、そのような機器の認可がな
い現段階では、既存の呼吸回路への純窒素[表 1] 低酸素濃度ガス吸入療法施行可能なガス混合による低酸素濃度ガスの作成をせ施設の基準ざるを得ない状況である。その際に、以下（成育医療委託研究

石澤班

Japan,の点に留意して、その安全性には厳重であ2006.）

ることが必要である。

1.

(1) 純窒素供給源の安全な管理

小児循環器の専門の医師による心エコ114

現段階では、医療用、或いは工業用の純i) では、以下の点に注意が必要である。

窒素ガスが供給されている。供給のされ方- 人工呼吸器のタイプ（デマンドフロー型

は、専用配管を施設にあらかじめ装備してあるいは定常流型）によって、混合割合がいる場合（壁配管）や、純窒素ボンベによ変化する危険性がある点る場合などであろ。壁配管、ボンベいずれ- 混合するガス源の供給圧や呼吸器の設定の場合においても、特殊なガスである旨を、圧の影響を受ける危険性のある点周知徹底するような表示および現場での広報が重要である。
（目立ちやすい赤や黄色のii) では、以下の点に注意が必要である。

ような表示をし、かつ、他の医療用ガスと- ヘッドボックス内や保育器内への、純窒は異なった外観としておくことが望ましい。

素ガス単独の直接の流入は、濃度の不均衡

その分配パイプとの接続に関しても、本が起こり、危険な低酸素濃度を局所的に起来他の医療ガスとは異なる固有の形状に統こす危険性がある点（直接にヘッドボック

一されるべきものであるが、現段階ではそスや保育器内に純窒素ガスを流すことは避の統一はされていないため、他の医療ガス

けて、あらかじめ、他のガス（空気）回路

分配パイプとの誤接続がないように厳重に

純窒素ガスを混入させて低酸素濃度ガスと注意する必要がある。例えば、配管口と分したものをヘッドボックス内や保育器内に配パイプとを目立つ赤や黄色などの同じ色供給する。）

表示として誤接続の防止につとめる。
）
iii) では、以下の点に注意が必要である。
- 鼻カニューラへの供給回路内への純窒素(2) 投与回路に関してガスの混入はできるだけ患者から離れた回

現在、臨床現場で使用されている低酸素路でおこない、不均等な混合が起こらない

濃度ガス供給システムは、ように配慮する。
- 純窒素ガスと混合する他のガス（空気）i) 人工呼吸器の呼吸回路への準窒素ガスの混入によるものの供給圧と純窒素ガスの供給圧の極端なアii) ヘッドボックス内や保育器内への供給

ンバランスに注意する。

ガス回路に純窒素ガスを混入させて低酸素濃度ガスを供給する場合

iv) では、以下の点に注意が必要である。

iii) 鼻カニューラへの、低酸素濃度ガスを- 純窒素の流量は、必ず微量流量計を用い供給する場合て投与し、その供給量は、0.5 L/min 以下にiv) 鼻カニューラへの純窒素ガスの微流量する。

単独投与する場合- 鼻腔の閉塞などがないかどうか注意が必要である。

などがある。それぞれの供給システムにつ- 患児の SpO2、HR などを必ず常時モニタいてその留意点を述べる。

リングして、厳重な監視下で行う。

115

7)

ヘッドボックスの大きさに見合った流量を維持する（酸素療法と同じ）
8)
定期的に口元の酸素濃度をモニターする。

詳細に関しては、前章（山村、杉山）を参照していただきたい。
それぞれの供給回路に於ける注意点に十分配慮して、投与回路を作成する。

[C] 鼻カヌラを用いた低酸素ガス吸入療法
4) 純窒素ガスと圧縮空気（または合成空気）を混合させたガスを用いる。あるいは、15％などに最初から合成されたガスを用いる
5) 流量は新生児投与可能な量までとする。
正常新生児で最大でも 4L/分まで。低体
重児には相応に減量する。
6) 純窒素を単独で用いる場合には、微量流量計は必須であり、それでもその他の方法に比べて安全性は確保されているとはいいがたく、きわめて厳重な監視下で行なわれるべきであろう。その他の方法が困難な場合に選択されうる。

（できれば毎回、）患者に投与する前にあらかじめ、その回路から供給される酸素濃度の測定をおこない、その安定化を確認してから患者に投与を開始することが望ましい。
将来的には、低酸素濃度ガス供給用の専用の流量計やブレンダーや供給システムの開発及び認可が必要と思われる。
[表 2] 投与システムに関しての提言(2008 年 石澤・磯田班)[A] 人工呼吸器を用いた低酸素ガス吸入療
法
人工呼吸器に関しては安定供給をするための理想的な方法は、窒素を酸素配管と同様に呼吸器に直接流入させることであるが、現実的ではない。
通常の人工呼吸器の管理として十分な監視体制の下で使用することを原則とし、
5)
純窒素ガスを呼吸器回路の吸入側の途中から流入させる。
6)
純窒素ガスの流入部位は加湿器の前でも入、後でもよい。加湿ならびに酸素濃度に大きな差はない。
7)
陽圧換気のみと自発呼吸のある状
態では、吸入される酸素濃度の違い発生しうるので、酸素飽和度など酸素状態を十分監視する
8)
可能ならば定期的または持続的に吸入酸素濃度をモニターする。

[D] その他の投与方法
3) 保育器内に投与する場合。ヘッドボック
スと同様で混合気を流入することで投与可能であろうが、効果と安定性は実証されていない。
4) 専用ブレンダーは開発されているが、現在呼吸器へ直接の流入は不可能である。
(3) 投与酸素濃度のモニタリングに関して
本来、低濃度の酸素ガス（21%未満）に関して測定が補償されている測定機器を使用して、投与酸素濃度を測定することが望ましと考える。さらに、投与酸素濃度の安定性と安全性を確保する上で、測定酸素濃度に対してのアラーム機能を有する濃度測定システムが望ましい。残念ながらまだ薬事法の認可を得ている測定機器はないので、
臨床あるいは工業用などの特殊な用途での[B] ヘッドボックスを用いた低酸素ガス吸入療法
5)
純窒素ガスと圧縮空気（または合成空気）を混合させてからヘッドボックスに挿入する
6)
混合された低酸素ガスの流入部位は上方、後方、側方いずれでもよい

酸素濃度計をその補償性を確認した上で併用するのが事前の策と思われる。
上記の iv)の方法では、最終的な投与酸素濃度を測定することは不可能であるので、次項に述べる患者モニタリングによって最116

終的な患者の安全性を確保するようにする[3] 適応疾患に関してことが必須である。

今回の臨床試験では、肺血流量の制限が(4) 患者モニタリングに関して必要と判断される肺血流量増加型先天性心患者の安全性を保証する上で、最終の砦

疾患を広く本療法の適応疾患と考え試験をとなるべきものであり、低酸素濃度ガス吸行った。その疾患内訳としては、左心低形入療法に於いては最も重要で必須の事項で成症候群、大動脈縮窄症、大動脈弓離断症、ある。その real time 性、正確性、迅速性、両大血管右室起始症、心室中隔欠損症、房信頼性などの点より、パルスオキシメータ

室中隔欠損症、肺動脈閉鎖兼心室中隔欠損の装着によるモニタリングは必須である。

症、などであった。また、全国の実態調査

動脈管の血流が関与している病態に於いての結果からは、その他の疾患として、完全は、pre-ductal SpO2, post-ductal SpO2 の大血管転位症、総動脈幹症、肺動脈閉鎖症/

両方を同時にモニタリングすることも有用

重症肺動脈狭窄症などが、本療法の適応とであろう。その他、呼吸心拍モニター、尿なると思われた。

量のモニタリング、心エコー検査による肺[4] 適応状態の基準に関して

血流量など血行動態の評価などは、本療法

今回の臨床試験では、適応年齢に関しての効果を判定する上で重要と思われる。

は、広く小児（新生児から小児）としたが、本療法の施行、および、患者管理は、ICU、

実際には、本療法開始年齢は中央値 5 日で

NICU、あるいはそれに準ずる集中管理があり、新生児期（しかも早期新生児期）が可能な設備の整った病棟で行うことが必須

ほとんどであった。また、早産・低出生体である。

重児に関しても、特定の施設で本療法を施行されていたが、体重 2000g 未満の症例に(5) 環境への配慮

関しての予後はあまり良くない傾向を示し

本療法を施行する病棟、病室は、空調シており、かつ、早産の超低出生体重児にでステムが十分完備されている必要があり、の施行も可能ではあったが、肺血管の反応

窒素ガスの速やかな室外への排出が可能な性が特異であるためその管理には十分注意

吸引・排気システムを完備している必要がが必要と思われる。
また、臨床試験では、その除外基準としある。
空調システムが完備されていれば、患者て、低酸素濃度ガス吸入療法開始前にすで周囲の環境の酸素濃度の低下を招くことはに低酸素血症が著明な場合(SpO2 が 75%以

現実的にはほぼないと言えるが、環境の酸下の場合)をもうけた。

素濃度測定を定期的に施行して、その環境の安全性に関しても留意する必要がある。

本療法施行の適応を考慮すべき臨床所見

また、働く医療スタッフの健康状態に関として、呼吸数の増加（原則として呼吸数
60 回 / 分 以上 ）、 経皮 的 酸 素濃 度飽 和度しても留意していくことが必要である。

117

(SpO2)の上昇（原則として 85%以上）とし

血圧、尿量などの指標から総合的に判断した。

て、吸入ガスの酸素濃度を随時調節する。

「血流量増加型先天性心疾患をその原因と病態によっては、低酸素濃度ガス吸入療法

して、呼吸数の増加（原則として呼吸数 60を中止や、再開を行なう。

回/分以上）、経皮的酸素濃度飽和度(SpO2)[6] 効果判定と調整目標に関しての上昇（原則として 85%以上）など、患児臨床試験で証明されたこととして、本療がショックになる可能性がある場合」に、法による効果の判定には、臨床所見として

本療法を開始することとした。
臨床試験の結果からは、本療法開始前のは、尿量の増加、呼吸数の低下を認めた場

呼吸数が、80 回/分以上の群、60-80 回/分の合に本療法の効果があったと判断できる。

群の両群において本療法の施行により有意SpO2の値を見ながら FiO2を調節していくに呼吸数の低下を認めており、少なくともことになるが、個々の疾患の病態により、呼吸数 60 回/分以上という条件は本療法に目標とすべき SpO2 の値は異なると思われより状態も改善や安定化を得ることが可能る。今回の検討では、疾患別の詳細に関しな状況と考えられる。SpO2 に関しては、ては検討していない。尿量の増加に関してその開始基準や効果判定に関しては、疾患

は、本療法が有効な場合には、1ml/kg/hrの病態毎に異なると考えられるので、それ以上の尿量の確保が可能となっており、こぞれの疾患の病態を考慮した上で、本療法

れが 48 時間以上維持できることが、期待さの適応基準や効果判定基準を調整すべきｔれる。また、呼吸数に関しては、少なくと思われた。

も、本療法開始前の呼吸数 60 回/分以上の場合、本療法によって、60 回/分以下に低下[5] 施行手技

することが期待される。
安定した状態で手術に到達できることが、挿管前の場合はヘッドボックスまたはカ
ニューラに、挿管中の場合は人工呼吸器の本療法の最終目的となるが、本療法の施行

吸気側に、窒素と空気を混合した低酸素濃により、尿量が 1ml/kg/hr 以上確保された度ガスをながす。低酸素ガスの酸素濃度は状態で手術に到達できることが期待される。

約 14～18%とする。ただし気管内挿管をし[7] バックアップ体制に関してていない状態では、低酸素濃度ガスのほか空気が混入した状態で吸入するため、吸入

本療法は、あくまでも、肺血流量増加型

ガスの酸素濃度は供給する低酸素濃度ガス

先天性心疾患に患者に於ける術前の状態のよりやや高めになることを認識しておく必安定化を図るために施行するものであり、要がある。

もし本療法でも十分な効果が得られない場

本療法開始後、患児の経皮的酸素飽和度

合には速やかに外科手術による肺血流量増をモニターしながら、徐々に吸入ガスの酸加に対する対処が必須である。従って、こ素濃度を下げる。経皮的酸素飽和度の目標のような場合も想定して、速やかに外科手値は 80%前後であるが、呼吸数、心拍数、術を施行できるようなバックアップ体制を118

書、承諾書を掲載しておく。

備えていることは必須である。もし、手術が自施設で不可能な場合には、速やかに外[9] 危機管理に関して科手術可能な施設への緊急搬送のシステム

危機管理マニュアルの作成など、施設にを整備しておくことが必要である。
今回の臨床試験においても、本療法によ

状況に応じた、緊急時の対処法をマニュアっても術前の状態の安定化を得られず、緊ル化してまとめておくことが必要である。

急手術に症例が、41 例中 4 例（9.8%）存在

参考として、国立成育医療センターNICU

しており、本療法施行に当たっては、緊急での本療法施行に関する危機管理マニュアの外科手術を受けられる体制、あるいはそルを掲載しておく。

のような施設への緊急搬送のシステムを備おわりにえておくことは必須と思われる。

本研究班での現段階での、本療法を有効[8] 倫理申請とインフォームドコンセント

かつ安全に施行する上での提言を提示した。

本療法は、将来的には、保険診療として

本療法については、その効果（長期的な効認可をめざすものであるが、現段階で保険

果も含めて）および安全性に関しては、今診療外の治療につき、各施設での倫理委員

後も検討を続けていかなければならず、本会などによる承認が必要であり、かつ、施稿で示した内容に関しても、今後改訂され行に際しては、患者あるいは家族よりインていくことが期待される。

フォームドコンセントを得る必要がある。
倫理申請における、患者への説明に関しては、以下のような要点を含む説明を行うことが望ましい。
参考として、東京女子医科大学、国立循環器病センター、および、国立成育医療セン
ターにおける、患者および家族への説明文

119

資料３
（東京女子医科大学）「肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入
療法の効果と安全性に関する多施設共同研究」の説明文書【研究への協力の任意性と撤回の自由】
この研究への協力の同意はあなたの自由意志で決めてください。強制いたしません。同意しなくてもあなた（またはあなたのお子様）の不利益になるようなことはありません。
また、一旦同意した場合でも、あなた（またはあなたのお子様）が不利益を受けることなく、いつでも同意を撤回することができ、その場合は採取した血液や研究目的のみの結果などは廃棄され、診療記録などもそれ以降は研究目的に用いられることはありません。
ただし、同意を取り消した時すでに研究結果が論文などで公表されていた場合などのように、調査結果などを廃棄することができない場合があります。さらに、診療記録に記載されている臨床上必要な検査結果などは、破棄できません。

【研究目的及び内容】
研究目的：
先天性心疾患は肺へ流れる血液量（肺血流量と言います）が増加している場合があります。肺血流量が増加しますと、肺に血液が溜まり呼吸障害（呼吸困難）があらわれ、また、心臓からの送り出される血液量も増加しますので、心臓の負担にもなります。肺血流量が更に一層増加しますと、体に送られる血液量（体血流量）の一部が肺の方へ取られてしまい、全身に十分な血液が送られなくなります。このため、血圧が下り、尿量が減って、最終的にはより重症なショックとなる場合があります。ショックになりますと、そのまま死亡する場合もありますし、その後手術ができたとしても全身状態が不良であるために、手術がうまくいかなかったり、重篤な後遺症が残ることがあります。
このため最近では、国内外の主な子どもの心臓病を専門とする施設において、窒素と空気を混ぜた混合ガス（酸素濃度が空気より低くなり、低酸素濃度ガスとよばれています）を吸入させる治療が行われています。吸っているガスの酸素濃度が低いと、肺の血管が収縮し、肺血流量が増えるのを抑えます。そうすると、体へ流れる血液が維持できます。これによって全身の状態が改善し、よい状態を維持したまま手術にいたることが報告されています。国内外で有効であるという論文が発表されています。当科においても、肺血流増加型先天性心疾患の患者様に対する低酸素濃度ガス治療を、通常の治療として実施しています。その結果、手術の死亡率は減少し、手術後の経過も改善しました。しかしながら、十分な数のいろいろな肺血流増加型先天性心疾患の患者様に対し120

て、綿密な検討がなされたとは言えない状態です。
今回の研究の目的は、このようないろいろな肺血流増加型先天性心疾患の患者様に対する低酸素濃度ガス吸入を用いて、肺血流量の増加をおさえ、体血流量を維持するという効果を綿密に調べることにあります。これらの肺血流増加型先天性心疾患の全身状態を良好に保つためには極めて重要な研究で、多くの患者様の今後の内科的管理と手術成績の向上、手術後の状態の改善に役に立つと考えます。
研究方法：
心臓病棟で通常の内科的治療の一環として、低酸素ガス吸入療法を行います。
吸入療法前の患者様の状態（尿量、血圧、心拍数、呼吸数、経皮的酸素飽和度（体を流れる酸素の分量）、動脈血液ガス（動脈の血液の状態）など）を調べ、吸入療法後の変化を調べます。酸
素飽和度は持続的に観察します。またエコー検査で、吸入療法開始前および後の血液の流れ方
や体の組織の血流の量（脳の血流量や腎臓の血流量）を計測します。頭部エコー検査で脳への血流の状態を治療開始前と治療後に行います。また手術治療を受けた後にも、疾患により心臓カテーテル検査が施行される場合は、そのデータ（特に肺血管への影響）を調べます。
また、低酸素濃度ガス吸入療法以外の必要な内科的治療は同時に行います。
以上は、通常の治療や検査でもおこないます。ただし、今回の研究では、治療開始前後の検査の時間を統一して、個々の患者様の検査データを比較し易くしています。

【研究計画書等の開示】
あなたが希望される場合、この研究の研究計画の内容を見ることができます。また、
低酸素濃度ガス吸入療法に関する資料が必要な場合もご用意いたします。

【予測される心身に及ぼす危険性及びその対応】
低酸素濃度ガス吸入療法は国内外の高度な専門施設では現時点でも施行されています。窒素と空気を混合して低酸素ガスを作りますが、窒素自体はもともと大気中に約 8 割存在する安定したガスであり、窒素自体を使用することには問題はないと考えます。しかし、治療には低酸素濃度のガスを吸入することにより、体を流れる酸素濃度が低下します。ただ、体を流れる血流量は増えますので、体への酸素の供給量には大きな変化はないと考えられます。しかし、当然、酸素濃度が極端に低い状態にならないように十分に監視しながら吸入治療を行い、慎重に施行します。仮に患者様に不都合と考えられる事態が生じましたら、同療法を中止し、適切な対処をいたします。

【研究協力者にもたらされる利益及び不利益】
低酸素濃度ガスの吸入により、肺血流が減少し、体血流が改善することができれば、あなた（また121

はあなたのお子様）の病気の状態が改善します。手術前のショックを回避するとともに、手術前の状態を安定させ、ひいては手術の結果がよくなることが期待されます。また、今後の管理、指導に
大きく役立つ場合もあります。不利益としては、低酸素血症を伴うことです。低酸素血症の程度は他の体の酸素が低くなる心臓病で許される範囲内までであり、かつ酸素が低下したことによる体の酸アルカリのバランスの乱れが生じないように十分監視して行います。また何らかの不都合と考えられる事態が生じましたら、同療法を中止し、適切な対処をいたします。

【費用負担に関すること】
研究以外のあなたの病気に対する通常の診療費については、これまで通りあなたに負担していただきます。それ以外に特にこの研究に必要な費用が生じた場合は、
厚生労働省の科学研究費から支出されます。なお、この研究による交通費、謝金等の支給は行いません。

【知的所有権に関すること】
この研究の結果として特許権等が生じる可能性がありますが、その権利は国、研究機関、民間企業を含む共同研究機関及び研究遂行者などに属し、あなたには属しません。また、その特許権等に関して経済的利益が生じる可能性がありますが、あなたはこれらについても権利はありません。

【倫理的配慮】この研究は、本学倫理委員会で研究計画書の内容及び実施の適否等について、倫理的な観点からの妥当性が審議され承認されています。また、研究計画の変更、実施方法の変更が生じる場合には適宜審査を受け、安全性と人権に最大の配慮をいたします。

【個人情報の保護に関すること】
この研究で利用される個人情報は、行政機関個人情報保護法に基づき適正に管理し、研究に利用させて頂くあなたの個人情報も厳重に管理致します。

平成17年12月26日
東京女子医科大学
循環器小児科 診療部長
教授

122

資料４
（国立循環器病センター）「肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の効果と安全性に関する多施設共同研究」の説明文書【研究への協力の任意性と撤回の自由】
この研究への協力の同意はあなたの自由意思で決めてください。強制いたしません。同意しなくてもあなたの不利益になるようなことはありません。
また、一旦同意した場合でも、あなたが不利益を受けることなく、いつでも同意を撤回することができ、その場合は採取した血液や研究目的のみの結果などは廃棄され、診療記録などもそれ以降は研究目的に用いられることはありません。ただし、同意を取り消した
時すでに研究結果が論文などで公表されていた場合などのように、調査結果などを廃棄することができない場合があります。さらに、診療記録に記載されている臨床上必要な検査
結果などは、破棄できません。

【研究目的及び内容】
研究目的：
先天性心疾患は肺へ流れる血液量（肺血流量と言います）が増加している場合があります。肺血流量が増加しますと肺に血液が溜まり呼吸障害が出現し、心臓からの送り出される血液が増加することから、心臓で使われるエネルギーが増えます。さらに肺血流量が増加しますと、全身に送られていた血液（体血流量）の一部が肺へ流れるようになり、全身に十分な血液が送られなくなります。このため、低血圧となり、尿量が減少し、最終的にはショックとなる場合があります。このような状況に至りますと、死亡する可能性もありますし、その後外科手術ができたとしても全身状態が不良であれば手術成績も期待できません。このため最近では、国内外の主要な循環器を専門とする施設において、窒素と空気の混合ガス（低酸素濃度ガス）を吸入させることにより、肺の血管抵抗を上昇させ、肺血流量を抑え、体血流量を維持する治療が行われるようになりました。当科においても、肺血流増加型先天性心疾患患者様に対する低酸素濃度ガス治療を、通常の治療として実施
しています。しかしながら、十分な数の種々の肺血流増加型先天性心疾患の患者様に対して、綿密な検討がなされたとは言えない状態です。
今回の研究の目的は、このような種々の肺血流増加型先天性心疾患の患者様に対する低酸素濃度ガス吸入による肺血流量の抑制つまり体血流量の維持についての効果を綿密に調べることにあります。これら種々の肺血流増加型先天性心疾患の全身状態を良好に保つた123

めには極めて重要な研究で、多くの患者様の今後の内科的管理と手術成績の向上、手術後の状態の改善に役に立つと考えます
研究方法：
乳幼児病棟で通常の内科的治療の一環として、低酸素ガス吸入療法を行います。
吸入療法前の状態（尿量、血圧、心拍数、呼吸数、経皮的酸素飽和度、動脈血ガスなど）を把握し、吸入療法後の変化を調べます（モニタリングを継続します）。またエコー検査で、吸入療法開始前および後の心血行動態の把握と組織血流量（脳血流量、腎血流量）を計測します。頭部エコー検査を吸入療法前と手術前に行います。また術後にもともとの疾患により心臓カテーテル検査が施行される場合は、そのデータ（特に肺血管抵抗）を調べます。
また、低酸素濃度ガス吸入療法以外の必要な内科的治療は同時に行います。
以上は、通常の治療や検査でもおこないます。ただし、今回の研究では、治療開始後の検査の時間を統一して、個々の患者様の検査データを比較し易くしています。

【研究計画書等の開示】
あなたが希望される場合、この研究の研究計画の内容を見ることができます。
また、低酸素濃度ガス吸入療法に関する資料が必要な場合もご用意いたします。
【予測される心身に及ぼす危険性及びその対応】
低酸素濃度ガス吸入療法は国内外の高度な専門施設では現時点でも施行されています。
窒素自体は大気中に約 8 割存在する安定したガスであることから、窒素自体を使用することには問題はないと考えます。しかし、治療には低酸素血症を伴うため，極端な低酸素血症にならないように十分に監視しながら低濃度ガス吸入を行い慎重に施行します。仮に患者様に不都合と考えられる事態が生じましたら、同療法を中止し、適切な対処をいたします。
【研究協力者にもたらされる利益及び不利益】
低酸素濃度ガスが肺血流を制限し体血流を維持することができれば、あなたの病気の状
態や問題点に対する理解が深まるのに加えて、初回手術前のショックを回避するとともに、術前状態を安定化し、ひいては手術の予後の改善が期待できます。また、今後の管理、指導に大きく役立つ場合もあります。不利益としては、低酸素血症を伴うことですが、低酸素血症は他のチアノーゼ型先天性心疾患患者で許される範囲内で、かつ低酸素血症による体のバランスの乱れ（代謝性アシドーシス）が生じないように十分モニタリングして行います。また何らかの不都合と考えられる事態が生じましたら、同療法を中止し、適切な対124処をいたします。

【費用負担に関すること】
研究以外のあなたの病気に対する通常の診療費については、これまで通りあなたに負担していただきます。それ以外に特にこの研究に必要な費用が生じた
場合は、厚生労働省の科学研究費から支出されます。なお、この研究による交通費、謝金等の支給は一切行いません。
【知的所有権に関すること】
この研究の結果として特許権等が生じる可能性がありますが、その権利は国、研究機関、民間企業を含む共同研究機関及び研究遂行者などに属し、あなたには属しません。また、その特許権等に関して経済的利益が生じる可能性がありますが、あなたはこれらについても権利はありません。
【倫理的配慮】この研究は、倫理委員会で研究計画書の内容及び実施の適否等について、科学的及び倫理的な側面が審議され承認されています。また、研究計画の変更、実施方法の変更が生じる場合には適宜審査を受け、安全性と人権に最大の配慮をいたします。
【個人情報の保護に関すること】
この研究で利用される個人情報は、行政機関個人情報保護法に基づき適正に管理し、研究に利用させて頂くあなたの個人情報も厳重に管理致します。

年

月

日

（説明者）
所 属
氏 名
（署名または記名・押印）
お問い合わせ先：国立循環器病センター
吹田市藤白台5-7-1 TEL(06)6833-5012
小児科部長 越後 茂之（内線2327）

125

「肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の効果と安全性に関する
多施設共同研究」への協力に関する同意書
国立循環器病センター

病院長 殿

私は、当該研究の目的、内容、安全性及び危険性等について、説明文書に基づき説明しました。
年

月

日

（説明者）
所 属
氏 名
（署名または記名・押印）
私は、「肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の効
果と安全性に関する基礎的・臨床的研究」（主任研究者 越後茂之）に関して、
その目的、内容、利益及び不利益を含む下記の事項について担当者から説明文
書を用いて説明を受け、理解しました。
また、同意した後であっても、いつでも同意を撤回できること、そのことによって何ら不利益を生じないこと、疑問があればいつでも質問できることについても説明を受け納得しました。
つきましては、私自身の自由意思により研究への協力に同意します。
・ 研究への協力の任意性と撤回の自由
・ 研究目的及び内容
・ 研究計画書等の開示・ 予測される心身に及ぼす危険性及びその対応
・ 研究協力者にもたらされる利益及び不利益
・ 費用負担に関すること
・ 知的所有権に関すること
・ 倫理的配慮・ 個人情報の保護に関すること
年

氏

月

日

名
（署名または記名・押印）（代諾者の場合）
氏
名（協力者との関係（署名または記名・押印）
住所
電話番号 （
）
－

126

）

資料５
（国立成育医療センター）「肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の効果と安全性に関する多施設共同研究」の説明文書【研究への協力の任意性と撤回の自由】
この研究への協力の同意はあなたの自由意思で決めてください。強制いたしません。同意しなくてもあなたが親権者である患者様の不利益になるようなことはありません。
また、一旦同意した場合でも、あなたが親権者である患者様が不利益を受けることなく、いつでも同意を撤回することができ、その場合は採取した血液や研究目的のみの結果などは廃棄され、診療記録などもそれ以降は研究目的に用いられることはありません。ただし、同意を取り消した時すでに研究結果が論文などで公表されていた場合などのように、調査結果などを廃棄することができない場合があります。さらに、診療記録に記載されている内容については、破棄できません。

【研究目的及び内容】
研究目的：
先天性心疾患は肺へ流れる血液量（肺血流量と言います）が増加している場合があります。肺血流量が増加しますと肺に血液が溜まり呼吸障害が出現し、心臓から肺へ送り出される血液が増加することから、心臓で使われるエネルギーが増えます。さらに肺血流量が増加しますと、全身に送られていた血液（体血流量）の一部が肺へ流れるようになり、全身に十分な血液が送られなくなります。このため、低血圧となり、尿量が減少し、最終的にはショックとなる場合があります。このような状況に至りますと、死亡する可能性もありますし、その後外科手術ができたとしても全身状態が不良であれば手術成績も期待できません。このため最近では、国内外の主要な循環器を専門とする施設において、窒素と空気の混合ガス（低酸素濃度ガス）を吸入させることにより、肺の血管抵抗を上昇させ、肺血流量を抑え、体血流量を維持する治療が行われるようになりました。当科においても、肺血流増加型先天性心疾患患者様に対する低酸

127

素濃度ガス治療を、通常の治療として実施しています。しかしながら、全国的にみても十分な数の種々の肺血流増加型先天性心疾患の患者様に対して、綿密な検討がなされたとは言えない状態です。
今回の研究の目的は、このような種々の肺血流増加型先天性心疾患の患者様に対する低酸素濃度ガス吸入による肺血流量の抑制つまり体血流量の維持についての効果を綿密に調べることにあります。これら種々の肺血流増加型先天性心疾患の全身状態を良好に保つためには極めて重要な研究で、多くの患者さまの今後の内科的管理と手術成績の向上、手術後の状態の改善に役に立つと考え
ます

研究方法：
乳幼児病棟で通常の内科的治療の一環として、低酸素ガス吸入療法を行います。
吸入療法前の状態（尿量、血圧、心拍数、呼吸数、経皮的酸素飽和度、動脈血ガスなど）を把握し、吸入療法後の変化を調べます（モニタリングを継続します）。またエコー検査で、吸入療法開始前および後の心血行動態の把握と組織血流量（脳血流量、腎血流量）を計測します。頭部エコー検査を吸入療法前と手術前に行います。また術後にもともとの疾患により心臓カテーテル検査が施行される場合は、そのデータ（特に肺血管抵抗）を調べます。
また、低酸素濃度ガス吸入療法以外の必要な内科的治療は同時に行います。
以上は、通常の治療や検査でもおこないます。ただし、今回の研究では、治療開始後の検査の時間を統一して、個々の患者様の検査データを比較し易くしています。
期待される低酸素濃度ガス吸入療法の機序と効果：
あなたが親権者である患者様は、肺血流量が増加するタイプの先天性心疾患です。このため、肺へ流れる血液量が増加し、その分全身に送られる血液量の減少が予想されるか、すでに減少した状態です。増加した肺血流量を減少させるためには、肺の血管に血液が流れ難い状態にする必要があります。酸素を吸入しますと肺の血管抵抗が低くなって肺への血流量が増加しますが、逆に低酸
素濃度ガスを吸入しますと肺の血管抵抗が高くなって肺への血流量が減少し、この結果全身に送られる血液量は増加し、その血液に適切な量の酸素（適切な酸素含有量、酸素飽和度）があれば、全身に送られる酸素の量は増加します。
低酸素濃度ガス吸入療法では、以上のような機序によって、肺血流量増加型先天性心疾患の患者様が低血圧となり、尿量が減少し、最終的にはショックとな128

ることを防止し、症状の改善と安定した状態での手術待機ができるような効果を期待しています。
低酸素濃度ガス吸入療法の実際：
呼吸数の増加（原則として 60 回/分以上）、経皮的酸素飽和度の上昇（原則として 85%以上）など、患児がショックとなる可能性がある場合に、低酸素濃度ガス吸入療法を開始します。挿管前の場合はヘッドボックスまたはカニューラに、挿管中の場合は人工呼吸器の吸気側に、窒素と空気を混合した低酸素濃度ガス
をながします。空気の酸素濃度は約 21%ですが、このとき最初に吸入する低酸素
ガスは約 16～18%の酸素飽和度です。ただし気管内挿管をしていない状態では、低酸素濃度ガスのほか空気が混入した状態で吸入するため、吸入ガスの酸素濃度は供給する低酸素濃度ガスよりやや高めになります。これまでの経験では、初期設定の低酸素ガス（酸素濃度約 16～18%）で患児の低酸素血症が目標値を下回ることはありません。その後に、患児の経皮的酸素飽和度をモニターしながら、徐々に吸入ガスの酸素濃度を下げていきます。目標となるのは、経皮的酸
素飽和度で 80%前後です。この目標値は、左心低形成症候群で最も体への酸素供給量が多くなるとされる 75%より高く設定しています。安全域を考えての配慮です。また、目標となるのはあくまで経皮的酸素飽和度ですから、低酸素血症が目標より低下すれば、低酸素ガスの吸入をむやみに続けることはありません。
目標の経皮的酸素飽和度をなるべく維持するように、低酸素濃度ガスの酸素濃度は随時増減され中止、再開されることになります。
なお、この低酸素濃度ガス吸入療法に必要な窒素ガスは、現在、保険医療としては認められていません。窒素ガスの正確で適切な混入方法に関しては、二重三重の安全対策を行っております。しかしながら、万が一の窒素ガスが原因による合併症や事故に対しては、保険医療上の救済は受けらませんが、無論、病院側として責任をもって対処いたします。低酸素濃度ガス吸入療法を希望されない場合は、従来の方法で最善を尽くします。
【研究計画書等の開示】
あなたが希望される場合、この研究の研究計画の内容を見ることができます。
また、低酸素濃度ガス吸入療法に関する資料が必要な場合もご用意いたします。
【予測される心身に及ぼす危険性及びその対応】
低酸素濃度ガス吸入療法は国内外の高度な専門施設では現時点でも施行されています。窒素自体は大気中に約 8 割存在する安定したガスであることから、

129

窒素自体を使用することには問題はないと考えます。しかし、治療には低酸素血症を伴うため，極端な低酸素血症にならないように十分に監視しながら低濃度ガス吸入を行い慎重に施行します．仮に患者様に不都合と考えられる事態が生じましたら、同療法を中止し、適切な対処をいたします。低濃度酸素濃度吸入療法の長期的な合併症として、中枢神経系の障害や肺高血圧などが考えられますが、現在までに、当院での低酸素ガス治療施行数は 10 例前後ですが、明らかに低酸素濃度ガス治療によると考えられる合併症の経験はありません。

【研究協力者にもたらされる利益及び不利益】
低酸素濃度ガスが肺血流を制限し体血流を維持することができれば、あなたが親権者である患者様の病気の状態が改善し、初回手術前のショックを回避するとともに、術前状態を安定化し、ひいては手術の予後の改善が期待できます。
また、今後の管理、指導に大きく役立つと考えられます。不利益としては、低酸素血症を伴うことですが、低酸素血症は他のチアノーゼ型先天性心疾患患者で許される範囲内で、かつ低酸素血症による体のバランスの乱れ（代謝性アシドーシス）が生じないように十分モニタリングして行います。また何らかの不都合と考えられる事態が生じましたら、同療法を中止し、適切な対処をいたします。
【費用負担に関すること】
研究以外のあなたが親権者である患者様の病気に対する通常の診療費については、これまで通りあなたに負担していただきます。それ以外に特にこの研究に必要な費用が生じた場合は、厚生労働省の科学研究費から支出されます。
なお、この研究による交通費、謝金等の支給は行いません。

【知的所有権に関すること】
この研究の結果として特許権等が生じる可能性がありますが、その権利は国、研究機関、民間企業を含む共同研究機関及び研究遂行者などに属し、あなたが親権者である患者様には属しません。また、その特許権等に関して経済的利益が生じる可能性がありますが、あなたが親権者である患者様はこれらについて
も権利はありません。

130

【倫理的配慮】
この研究は、倫理委員会で研究計画書の内容及び実施の適否等について、科学的及び倫理的な側面が審議され承認されています。また、研究計画の変更、実施方法の変更が生じる場合には適宜審査を受け、安全性と人権に最大の配慮をいたします。

【個人情報の保護に関すること】
この研究で利用される個人情報は、行政機関個人情報保護法に基づき適正に管理し、研究に利用させて頂くあなたの個人情報も厳重に管理致します。

年

月

日

（説明者）
所 属
氏 名
（署名または記名・押印）
お問い合わせ先：国立成育医療センター
東京都世田谷区大蔵2-10-1
TEL(03)3416-0181
第一専門診療部長 石澤 瞭
（内線5302）131

「肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の効果と安全性に関する多施設共同研究」への協力に関する同意書
国立成育医療センター

総長 殿

私は、「肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の効
果と安全性に関する多施設共同研究」（主任研究者 石澤 瞭）に関して、下記の事項について担当者から説明文書を用いて説明を受け、理解しました。
また、同意した後であっても、いつでも同意を撤回できること、そのことによって何ら不利益を生じないこと、疑問があればいつでも質問できることについても説明を受け納得しました。
つきましては、私自身の自由意思により研究への協力に同意します。
下記の項目の中で理解できたものにチェックをしてください。
□
□
□
□
□
□

研究の目的および研究方法
治療により予測される利益
治療により起こりうる合併症
個人情報が保護されていること
費用負担について
研究結果の取り扱い

患児本人にかわり、患児（氏名）が本治療に参加することに同意します。また、本研究への参加の同意はいつでも撤回でき、撤回した
場合でも何ら不利益は扱いを受けないことを確認しています。
平成

年

月

患児のお氏名： ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
保護者（代諾者）のご署名 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（患児との続柄：
説明医師 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
－

132

日

）

資料６
低酸素濃度ガス吸入による低酸素性肺血管収縮療法について
患者氏名（） 生年月日

年

月

日

患者ＩＤ
様

はじめに
お子様の心臓の病気は、という病気です。この病気では、心臓から肺や身体へ向かうの血管の形やつながり方に異常があるために、肺へ行く血液の量が極端に増加してしまい、肺がうっ血を起こし、呼吸が苦しくなります。さらに、必要以上に肺へ血液がとられてしまうために身体へ流れる血液の量が減少してしまい、身体の各臓器（腎臓や肝臓など）に流れる血液の量が極端に減ってして、これらの臓器で、血液の運ぶ酸素や栄養分が不足した状態となってしまいます。
最終的には心臓外科手術をして、異常な血管の形やつながり方を正常に近い形にもどす必要があります。しかし、お子様の状態によっては、例えば、お子様の全身状態が非
常に悪い時や、生まれてからの日数が短すぎたり、身体の大きさ（体重）が小さいために、すぐに心臓外科手術を受けることが難しい場合があります。このような場合には、内科的治療（お薬や人工呼吸器を使用するなど）によって、しばらくの間（手術までの間）良い状態を維持することが必要となります。現在、いくつかの内科的治療方法がありますが、その中のひとつの方法で、非常に効果が期待される治療法が、この「低酸素濃度ガス吸入による低酸素性肺血管収縮療法」です。
低酸素濃度ガス吸入による低酸素性肺血管収縮療法について
この治療法では、普通の空気（酸素の濃度は 21%）よりも、低い酸素濃度のガス(酸素濃度が 16-20％)を吸入させることで、肺の血管が収縮し、これにより肺へ血液が流れにくくなり、多く流れすぎていた肺への血液量が減少して正常化され、逆に減少していた身体へ行く血液の量が増加して正常化することが期待されます。息を吸うときに吸入するガスの酸素濃度を空気よりも下げるために、空気に純窒素ガスを混入させ、こうして作った低酸素濃度のガスを人工呼吸器の回路を通してお子様に吸ってもらうようにします。
この治療法によって予想される利益と不利益
この治療法の効果がある場合は、お子様の血圧の上昇、尿量の増加などがおこります。
手術までの間このように良い状態を維持することによって、手術の予後成績も良くなる133

ことが期待されています。
一方、空気よりも酸素濃度が低いガスですので、その取り扱いには十分な注意が必要です。お子様が極度の低酸素にならないように、ガスの供給システムに二重三重の工夫が施されており、かつ、お子様の血液中の酸素の量をさまざまなモニターを常時使いな
がら、監視し、適正な酸素濃度に調節できるように実施していきます。
この治療法は、既に国内外で実施されておりますが、当センターでは始まったばかりの治療方法です。この治療法の効果につきましては、国内外で、この治療法の効果を示した報告が数多くあり、逆に、副作用に関する報告はほとんどありません。したがって、きちんとした管理の下で使用するであれば、非常に効果があり、副作用の少ない治療法と考えています。当センターでは、先に述べましたように、安全に本療法を行なうために新しいガス供給システムを開発し、検討を続けてまいりました。これまでの事故例では純窒素ボンベガスを使用していますが、ボンベを使用した場合、接続の誤りや他のガスとの取り違えをまねく危険性があり、当センターでは、壁に専用に配管されている窒素供給源を使用して他の医療ガスの取り扱いシステムとは別にして管理したほうがより安全と考えました。現在、当センターで本療法に用いる壁配管の純窒素は、医療用に特別な滅菌などを施したものではありません。しかし、理論的には純窒素の中で雑菌が繁殖する可能性はなく、また万全を期するために除菌フィルターを用いるなど対策を講じておりますので、問題はないと考えております。
さらに、将来的なお子様の発育発達などへの影響についてですが、残念ながら現段階
では長期的なデータはありません。しかし、この治療法は短期間の一時的なものですので、将来的な影響はほとんどないと考えております。また、この治療中に、もし万が一、目的の酸素濃度よりも極端に低い酸素濃度のガスが呼吸回路に流れ、これをお子様が吸入した場合には、脳や心臓、その他の臓器が低酸素による障害を受ける恐れはあります
が、充分に管理し二重三重に安全機構を備えたシステムで施行してそのような事を最大限に予防していきます。
この治療法を選択しない場合の治療法について
この治療法を選択しなかった場合には、現在行なっている治療を継続し、できるだけ良い状態を手術まで維持できるように努力いたします。
自由意思によってご判断ください
この治療法は、既に国内外において数多くの専門病院で実施されている治療法ですが、
当センターではまだ一般的な治療法となっておりません。したがいまして、この療法を選択するかどうかは、強制するものではありませんので、十分にご検討ください。もしこの説明でご不明な点がありましたら、いつでも主治医に聞いてください。
また、一旦、この療法を選択され同意書に署名をされた後に、もしお気持ちが変わら134

れた場合は、いつでもその同意を撤回することができます。いつでも主治医にご相談く
ださい。
成果の公表について
当センターの新しいガス供給システムを用いた低酸素濃度ガス吸入による低酸素性
肺血管収縮療法の成績などは、同じ疾患の患者様の治療成績の向上などの目的のために、将来公表させていただく可能性があります。この際、個人を特定できる情報はすべて削除されますので、個人情報漏えいのリスクがないようにいたします。
お問合せ先
以上が「低酸素濃度ガス吸入による低酸素性肺血管収縮療法」についての説明です。
もしご不明な点、ならびにご不安な点などございましたら、いつでも下記の担当医師にお問い合わせください。また、この療法は、肺血管の縮み具合を調節して肺血流量を調節し、心臓外科手術を行なうまでの期間、患者様を良い状態に維持するための療法ですので、この療法は心臓外科手術を受けられることを前提としています。したがって、心臓外科手術についてのご質問などがあります場合も、いつでもご相談ください。
説明医師
病院名：

国立成育医療センター

診療科：

担当医師

印

医長

135

周産期診療部 新生児科印

（国立成育医療センター）
危機管理マニュアル
純窒素ガス混合による低酸素濃度ガス吸入療法
緊急時対応マニュアル[はじめに]
純窒素ガス混合による低酸素濃度ガス吸入療法について
この治療法は、呼吸器で使用する吸気側から流れるガス（Air, 空気：酸素濃度は、21%）に、少量の純窒素ガスを混入させることで、その酸素濃度を 21%未満（16-20%）に下げ、
この低酸素濃度ガスを吸入（このガスで、人工呼吸）させる治療法である。
これにより、肺血流量が増加している先天性心疾患（左心低形成症候群、大動脈縮窄複合、
総動脈幹症、大動脈肺動脈窓、完全大血管転位症、両大血管右室起始症、など）において、肺血管が収縮して肺血流量を下げることが出来る。従って、これらに疾患に対して、新生児期に、心臓外科的手術までの期間を肺血流量を増加させることなく全身状態を良好に維持する目的で施行する。
純窒素を使用するため、患児が極端な低酸素状態とならぬように、その投与方法や運用方法に関して、下記のような方策を講じるとともに、その施行にあたっては、厳重な注意が必要である。さらに、純窒素による周囲の環境状態が悪化しないように注意が必要である。
[方法と装置]投与装置
１．NICU－１の部屋の NICU-101 ベッドの裏の壁にある窒素ガス供給配管
２．窒素ガス流量計（最大流量を制限されている、流量計のつまみが容易に回せないようになっている）３．流量計からの配管チューブ（吸気側への回路―レスピレーターからでて、加湿器に行
くまでの間に合流させる）
４．吸気ガス酸素濃度の持続測定とアラーム発生の為の酸素濃度計の接続（吸気回路の ETTに接続する前―温度センサープローブよりも患者側に接続）[実施手順]
１．両親説明し、文書で承諾を頂く。
２．患児を、窒素配管の近くのベッド（NICU-101 or NICU-102）へ移動させる
３．患者から、呼吸器回路を外し、テストラングをつけた状態として、窒素供給回路及び、

136

酸素濃度測定器を接続する。この間は、患者はマニュアルバッギングする。
４．呼吸器の設定をする（必ず、基本流量は 5L/Min 以上とする。最初は、10L/Min より開始し、呼吸器の FiO2 は、0.21 とする。）
５．窒素流量計が完全に閉鎖した状態（最も右側につまみが回っている）にあることを確認した上で、壁の窒素配管の弁を開き、圧力を 0.45 に設定し、その後、窒素流量計のつまみを徐々に開き（左向きに回す）、流量を 0.5 L/min（FiO2 は、0.19-0.20 に相当する） に設定する。
６．回路中の酸素濃度が安定したら、患児を呼吸器に継ぐ。
７．患児の SpO2 をみながら、SpO2 は、＞70％を保つ。
８．状態の安定化を見て、必要であれば、呼吸器の基本流量を 0.5-1.0L/Min ずつ下げていき、目的の FiO2 にまで、調節する（下限は、5L/min、このときは、FiO2 0.18 前後）。
更に低濃度の酸素が必要な場合には、窒素流量を 0.5L/Min から、1.0L/Min まで、増加させる（窒素１L/Min,

呼吸器の基本流量が 5L/Min で、FiO2 は 0.17 前後）

0.17-0.18％前後が最終目標で、FiO2 を、0.16 未満には決してしないようにする。
尚、吸気中の酸素濃度を上げるには、
１．窒素の流量を減らす、あるいは、窒素を止める、回路からはずす。
２．呼吸器の基本流量を増やす。
３．呼吸器の酸素濃度を増やす。
４．患者を呼吸器回路からはずし、別のシステム（ジャクソンリース）を用いて、換気する。
などの方法がある。

[実施時のチェック事項]
１．モニタリング：PR モニター、SpO2 モニター（必要なら pre-ductal と post-ductal の２つ）
２．血圧、尿量測定、呼吸器回路の持続酸素濃度モニタリング（1 時間ごとに測定値を DISに記録する）
３．環境の酸素濃度モニタリング：患児から、１ｍ離れた場所で、隣のベッドとの間で、FiO2 を測定。3 時間ごとに測定記録。
４．児の周囲と呼吸器の周囲の吸引を常時 ON にしておく。（場合によっては、呼吸器の排ガス部に持続吸引を設置）[緊急時の対応]
何らかの原因により、患児のＳｐＯ２が急激な低下を見せたり、徐脈になったりした場合、137

窒素の比率が増加した可能性があるので、その場合には、以下のような処置を行う。
極端な FiO2 の低下、SpO2 の低下、徐脈の出現の場合
１．患者を呼吸器回路から、はずし、空気あるいは、酸素を用いて、マニュアルバギングする。呼吸器の回路には、テストラングをつけ、患者周辺への呼吸器回路からのガスの流出を防ぐ。
２．他の医師や、他の看護師を呼び、窒素配管の弁のレバーを「閉」にする。
３．周囲の酸素濃度を確認して、下がっていれば、シーリングペンダントから酸素を流し、かつ、吸引を ON とする。
徐々に呼吸器回路の FiO2 が低下(SpO2 が徐々に低下)傾向を示したとき
１．窒素の流量を確認し、これが変化している場合には、これを調節。
２．呼吸器の基本流量を確認して、これを増量する。 5-10 L/min の範囲で増量する。
３．呼吸器の酸素濃度を上げる。（必要なら、１００％へ）
環境の酸素濃度が低下したとき
１．周囲の酸素配管より、酸素を流す、
２．周囲の配管から吸引を開始する。
３．窒素配管の供給弁を閉じる、窒素の流量をゼロにする。
４．酸素濃度の下がっている領域に近づく場合には、酸素を口元に流しながら、作業を行う。
上記のような事態が起こったときは、NICU 当直の医師に連絡し、当直医師は、新生児科医長（伊藤、中村のいずれか）へ報告する。医長は、事態の把握に向かい適切な処置と、必要であれば、病院幹部への報告を行う。

2004/06/30

138

資料７
学会発表抄録１）人工呼吸器装着中の窒素による低酸素療法
東京女子医科大学循環器小児科
石井徹子

山村英司

中西敏雄

中澤誠

【背景、目的】肺血流量をコントロールする目的で窒素を用いた低酸素換気療法の有用性の報告は多くあり、標準的な治療になりつつある。窒素を用いる方法は施設によりさまざまで人工呼吸器との併用もなされている。窒素の投与量は尿量や血圧、動脈血酸素分圧をみながら決定されるが、その際にどの程度の酸素濃度で児が換気されているかの報告はない。呼吸器使用患者で窒素を用いた場合に、呼吸器設定条件による吸気中の酸素濃度の変化を調べる。
【方法】呼吸器は BearCb750vs を用いた。吸気回路内で窒素ボンベから一定の流量で窒素を混合させ、窒素流量、持続陽圧換起圧、呼吸器内空気流量を変化させその時の吸気酸素濃度を調べた。また強制喚起気時の吸気内酸素濃度を調べた。窒素は加湿器より患者側に取り付けた。換気酸素濃度は吸気回路の最も患者側に酸素濃度計を取り付け計測した。
【結果】（１）PEEP0mmHg の場合、空気と窒素の流量から予測された酸素濃度に比較し吸気中の酸素濃度は高かった。
（２）PEEP3mmHg にした場合は PEEP0mmHg の場合に比較しさらに吸気中の酸素濃度は高かった。
（３）酸素と窒素の流量を一定にし PEEP 圧を変化させた場合、PEEP 圧が高いほど酸素濃度は上昇した。４強制換気を行ったところ呼吸サイクルに合わせて酸素濃度の変化が認められた。BearCb750vs では定常流に加え強制喚気時の流量が設定できる。このため定常流 101/分に対し、強制換気時の流量を 10、15、201/分と変化させたが吸気酸素濃度には大きな変化はみられなかった。
【結語】空気と窒素の流量から計算上予想される酸素濃度より、高濃度で低酸素換起療法は行われていた。呼吸器の条件によっては予想されるより低酸素療法が十分に行われていない可能性があり、これらの結果を踏まえた管理が必要である。

139

２）人工呼吸器使用例での低酸素換気療法の注意点２
東京女子医科大学循環器小児科
山村英司

石井徹子

工藤恵道

藤田修平

中西敏雄

中澤

誠

【目的】肺血流量をコントロールする目的で窒素を用いた低酸素換気療法の有効性の報告は多く、標準的な治療になりつつある。しかし、窒素を混入する方法は施設によりさまざまであり、人工呼吸器を用いた投与法は一定ではない。人工呼吸器を用いた低酸素換気療法の問題点、特に投与酸素濃度に関して検討した。
【方法】人工呼吸器（ＩＭＩ、BEARcub2000 ならびに BearCb750vs）を用いて、回路への接続部分による温度ならびに湿度と酸素濃度への影響を検討した。人工呼吸器回路に窒素（99.9％以上）をアダプタを接続して投与した。加湿器の前と後で口元での温度並びに湿度の変化を調べ、酸素分圧に対する影響を理論値と比較検討した。
【成績】BEARcub2000 で定常流 101/分に対して加湿器の後に窒素 0～101/分を混合させた
場合の湿度変化はほぼ 100％で変わらず、それによる酸素の濃度の変化は無視できるものであった。一方、口元での温度は 0～101/分で 1～2 度低下した。温度変化による吸気酸素濃度の変化は 1mmHg であった。BearCb750psv では吸気側回路内で窒素を混合しベースフ
ロー101/分で IMV10 回分、吸気時間 0.6 秒、吸気圧 15cmH2O で換気した。PEEP を 0、3、5 と変動させると口元温度は 5～2.5℃変動した。
これによる酸素分圧の変動は約 2mmHgであった。吸気流量を 0、10、201/分とすると約 3℃低下した。これによる酸素分圧の変動は約 2mmHg であった。
【結論】温度低下は起こるが、吸入酸素分圧への影響は無視し得る。

140

３）本邦における肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の現状
国立成育医療センター

周産期診療部 新生児科

伊藤裕司 塚本桂子 高橋重裕

大石芳久

伊藤直樹

藤永英志

難波由喜子

中村知夫
国立成育医療センター

第一専門診療部

循環器科

金子正英 磯田貴義＜目的＞重症肺血流量増加型先天性心疾患に対して、低酸素濃度ガス吸入療法が報告され、本邦でも小児循環器専門施設を中心に普及してきている。低酸素濃度ガスの作成に純窒素ガスを使用するため、本療法の施行にあたっては、その安全性に十分な配慮が必要と思われる。現在の本療法の本邦での施行実態を調査する目的で、アンケート調査を行ったので報告する。
＜方法＞本療法の施行実態と安全性に関する配慮について、全国小児専門施設、大学病院
小児科、新生児医療連絡会登録施設、計 250 施設を対象に、郵送によるアンケート調査を行った。
＜結果＞250 施設中 129 施設(52%)より回答があった。うち、本療法の施行の経験のある施設が 35 施設(27%)であった。倫理委員会の承諾ものと施行している施設は 51%であった。
施行に当たっては慎重な説明が全体の半数以上の施設で行われていた。純窒素供給源として純窒素ガスボンベを使用している施設が全体の 77%を占め、人工呼吸器(94%)、経鼻カニューラ(40%)、ヘッドボックス(37%)で行われており、空気ガス流に純窒素ガス流を混入する方法が 77%の施設でとられていた。回路内酸素濃度測定の施行は、約 70%の施設で行われており、49%の施設では通常の酸素濃度計が使用されていた。対象疾患は左心低形成症候群、大動脈縮窄症複合、大動脈弓離断症、総動脈幹症などが多く、SpO2、尿量、呼吸数をモニタリングしながら効果を判定している施設が大半であった。合併症の発症を 2 施設で経験しており、インシデンスを 11 施設(31%)で経験していた。
＜考察＞本療法は本邦でも比較的多くの施設で行われていたが、その安全管理に関しては、
インシデントを 31%の施設で経験しており、低酸素濃度専用の酸素濃度計・ブレンダーの開発や、純窒素ガス配管接続の固有規格設定の必要性など、今後の検討が必要と思われた。

141４）肺血流増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の効果と安全性に関する検討
国立循環器病センター

小児循環器診療部

平田拓也

吉敷香奈子 黒嵜健一北野病院 小児科循環器部門 渡辺 健
えちごクリニック 越後茂之
【背景】低酸素濃度ガス吸入療法（N2 療法）は、肺血流増加型先天性心疾患に対して多施設で施行されているが、その効果と安全性について本邦における多施設共同研究はない。
【目的】N2 療法の効果と安全性を、多施設前方視的観察研究で検討すること。
【対象】2005/11/11～2007/12/31 に成育医療研究委託事業「肺血流増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の効果と安全性に関する基礎的・臨床的研究」班の共同研
究参加 7 施設から登録された、N2 療法を施行した新生児および乳児 34 例。
【方法】尿量、呼吸数、心拍数、血圧について、N2 療法前後の推移を調査、検討した。またその有効性について、病態の改善、病態の安定、中枢神経の合併症、到達度で評価した。
病態の改善は N2 療法開始前尿量が 0.5ml/kg/h 未満の症例について、開始後 24 時間以内に尿量が 0.5～1ml/kg/h に増加したものを有効とし、1ml/kg/h 以上のものを著効と定義した。
病態の安定は 1ml/kg/h 以上の尿量を 48～96 時間未満で維持できたものを有効とし、96 時
間以上維持できたものを著効と定義した。到達度は術前死亡、術前挿管の有無、術前尿量が 1ml/kg/h 以上保たれているかで判断した。
【結果】N2 療法により、尿量の増加、呼吸数の減少を認めたが、心拍数、血圧については変動を認めなかった。病態の改善は 3/3 例(100%)で著効であった。病態の安定は 30 例中 12
例(40%)で有効、11 例(37%)で著効であった。7 例(23%)が無効であった。術前死亡は認めず、吸入方法を変更した症例が 4 例あった。21 例(75%)で術前尿量は保たれていた。全症例で中枢神経の合併症を認めなかった。
【まとめ】肺血流増加型先天性心疾患に対して N2 療法は有効であり、中枢神経の合併症を認めず安全に施行できると考えられた。

142５）本邦における肺血流増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の実態－構成労働省成育医療研究委託事業アンケート調査
国立循環器病センター

小児循環器診療部

吉敷香奈子

黒嵜健一 平田拓也

北野病院 小児科循環器部門 渡辺 健
えちごクリニック 越後茂之
【目的】近年、肺血流増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法(N2 療法)が臨床導入されてきているが、本邦での施行実態に関する調査検討はない。今回、成育医療研究委託事業「肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の効果と安全性に関する基礎的・臨床的研究」班で、施行実態を調査検討したので報告する。
【方法】小児循環器学会評議員の所属する各施設および大学病院２３２施設にアンケート
を郵送、回答が得られた１５８施設のうち、Ｎ２療法施行経験のある５５施設のデータを分析検討した。
【結果】経験数は１０症例以上が２３施設（４２％）であった。低酸素濃度ガスの作成は、３３施設（６０％）で空気流回路の途中に純窒素ガスを接続し混合、専用ブレンダー使用
は７施設（１２％）であった。窒素供給源は、窒素ガスボンベが３８施設（６９％）
、壁配管は３施設（５％）
。投与方法は人工呼吸器が５１施設（９３％）、このうち調節呼吸は３
５施設、自発呼吸容認は２７施設。ヘッドボックスは３２施設（５８％）
、鼻カニューラは２０施設（３６％）であった。酸素濃度測定には４７施設（８５％）で医療用濃度計を使用。吸入酸素濃度調節の最重視基準はＳｐO２が最も多く４１（７５％）施設であった。
N2 療法について施設の倫理委員会承諾を得ていたのは 24 施設（４４％）、患者からの承諾書を得ている施設は３６施設（６５％）であった。インシデントは１０施設で経験、窒素ボンベや呼吸器などの医療機器故障、N2 療法に起因する低酸素血症などであった。
【まとめ】N2 療法は本邦においても多施設で効果的に施行されているが、その方法は各施設の経験に基づきさまざまであり、インシデントの発生も認められた。より安全確実な施行方法の検討、施行基準作成の必要性が示唆された。

143６）肺血流増加型の単心室循環における肺循環と体循環の血流量関係。低濃度酸素吸入療法の効果に関する考察
福井県立大学看護福祉学部 福井大学医学部小児科 齋藤正一 田村知史
福井循環器病院小児科

西田公一

国立循環器病センター

小児循環器診療部

黒嵜健一

吉敷香奈子

平田拓也

北野病院 小児科循環器部門 渡辺 健
えちごクリニック 越後茂之
【目的】左心低形成症候群のように単一の心室が肺と全身へ血液を送る循環器形態（単心室肺体並列循環）は特異な短絡特性を有する。このような患者への肺血流減少療法、特に低濃度酸素吸入療法の意義と効果を理論面から分析する。
【方法】Barnea らが 1994 年に提唱し、わらわれが本会（第４２回）で紹介した Fick の原理を用いた短絡分析法に肺血管抵抗変動時の束縛条件を仮定して数値解析した。分時酸素消費・供給量、動脈（＝肺動脈）・体還流・肺還流の各血中酸素含有度（飽和度）と肺/体血流の関係式から動脈血酸素飽和度から肺体血流比（Qｐ/Ｑｓ）、またはその逆を推定する式が得られる。左心低形成症候群患者の術前カテーテル血液酸素データをもとに定数値を定め、低濃度酸素吸入療法、すなわち吸入気酸素濃度低下と肺血流量減少が同時に起こる状況のシミュレーションを行い、酸素飽和度、酸素運搬量の挙動を観察した。
【結果】（１）単心室肺体並列循環の心拍出量は単一心室の拍出ゆえに最少でも無短絡心室の 4 倍である（Ｑｐ/Ｑｓ＝１のとき 2 倍とした Barnea らの推算は誤り）。Qｐ/Qｓ≠１ならさらに多い。左心低形成症候群の肺性ショック時などは Qｐ/Qｓも大きく、心室は過大
な量負荷状態にあると推測される。（２）肺血流が減れば動脈酸素飽和度は低下するが、おもに減るのは酸素運搬に与らない短絡である。肺の換気とガス交換が健常であれば、動脈
酸素飽和度の低下は必ずしも全身の低酸素を意味しない。逆に高い動脈酸素飽和度は心肺負荷が大きいことを意味する。（３）「過大な負荷に晒されて心室は余剰エネルギーを発生できない」という仮説を肺/体血流の束縛条件とする。心室の仕事量が一定のとき、肺血管抵抗増加は Qｐ/Qｓ減、心拍出量減、体血流増、対血圧増をもたらし、肺静脈血酸素飽和度低下に伴う利用可能酸素量の減少を補う効果が認められる。

144７）肺血流増加型先天性心疾患に対する低酸素ガス吸入療法（Ｎ２療法）中の脳内酸素飽和度に関する検討京都府立医科大学大学院医学研究科小児循環器・腎臓病学
問山健太郎
糸井利幸

小林奈歩

加藤竜一

河井容子

佐藤恒

小澤誠一郎

白石

公

濵岡建城

【はじめに】肺血流増加型先天性心疾患においては、出生後の肺血流をコントロールする
ことが術前管理をするうえで一番重要なポイントである。現在では、低酸素ガス吸入療法（N２療法）が行われるようになり、より安定した状態で手術に臨めるようになってきた。
しかしながら、人為的に低酸素状態にすることによる人体への影響はまだ不明な点が多い。
今回、低酸素状態の脳に対する影響を検討するため脳組織内酸素飽和度（rSO２）の連続モ
ニターを行った。
【対象】2005 年 4 月から 2007 年 12 月までの間で、当院に入院してきた動脈管依存性先天性心疾患児のうち、新生児・乳児期に N２療法を必要とした患児 8 名。日齢 0～120 日（中央値 6.5 日）、男女比＝５：３。
【方法】N２療法については厚生労働省成育医療研究班のプロトコルに沿って行った。主要
vitalsign（体血圧、時間尿量、SpO２）、採血（pH、B.E.、乳酸、SaO２）、近赤外線分光法（niar infrared

spectroscopy、NIRS）による rSO２測定、頭部エコーによる中大脳動脈血流量、血流パターンの測定を行い、脳循環において組織酸素供給は改善を認めるか否かを確認した（なお、同症例の対照として肝臓に一致した部位でも rSO２を測定した）。
【結果】NIRS については、N2 療法開始前：rSO２＝67.3±11.1％、1 時間後：69.4±6.2％、
24 時間後：70.7±6.7％で有意な低下は認められなかった。また、組織内嫌気性代謝の始まる rSO２＝40％以下に低下することもなかった。中大脳動脈血流パターンは N２療法により正常化する症例が３例認められた。
【考察】N2 療法では rSO２の低下は認めず、さらに脳内の血流パターンが正常化することも併せて考えると、脳への酸素供給の変化は問題のない範囲であると考えられる。

145８）肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の効果と安全性に関する検討（成育医療研究委託事業：石澤・磯田班）
国立成育医療センター

周産期診療部 新生児科

伊藤裕司 高橋重裕 塚本桂子

難波由喜子 垣内五月

大石芳久

中村知夫

肺血流量増加型先天性心疾患に対しての、肺血管抵抗を増加させる目的での低酸素濃度ガス吸入療法に関して、本邦での多施設共同臨床試験を施行し本療法の有効性と安全性を検討した。
[目的]非盲検・非対照臨床試験による前方視的観察研究を行い、本療法の有効性の検討と、安全性の確認を行なう。
[方法] 対象は 2005/11/11 から 2008/03/31 に研究班に参加した７施設から登録された肺血流量増加型先天性心疾患 41 症例で、術前の状態安定化の目的により低酸素濃度ガス吸入療法を施行し、その前後での尿量の変化や、安定した状態での手術到達率により本療法の臨床的な有効性を評価した。
[結果] 41 症例の中央値での出生体重 2900g、在胎週数 38 週、本療法施行開始時期生後 5日、本療法施行期間 4 日、吸入方法は気管内挿管によるもの 16 例、ヘッドボックスによるもの 7 例、鼻カニューラによるもの 18 例であった。本療法の開始により、尿量は開始前に比して開始後 24 時間、48 時間の時点で有意に増加していた(2.6±1.9 vs. 4.3±2.6, 4.4±2.3
ml/kg/h)。有効性は、病態の改善（開始前尿量が 0.5ml/kg/hr 未満であったのが、開始後0.5ml/kg/hr 以上になった場合）、あるいは、病態の安定化（開始前尿量が 1ml/kg/hr 以上であった症例で、開始後尿量が 1ml/kg/hr 以上の持続期間が 48 時間以上であった場合）を認めた場合を有効と定義したところ、41 症例中 32 例（78%）で有効であった。術前尿量が0.5ml/kg/hr 以上に維持できた手術到達例は、41 例中 35 例（85%）であった。
短期的に IVH、PVL などの神経学的有害事象を認めた症例はなかった。
[考察] 肺血流量増加型先天性心疾患に対する術前の状態の改善・安定化を目標とした本療法は、有効と思われた。

146

資料８ 低酸素濃度ガス吸入療法に関する文献リスト
低酸素濃度ガス吸入療法

に関する 国内

総動脈幹遺残に対し窒素ガスを用い低酸素療法を行った 1 例の文献

稲澤奈津子(札幌医科大学 小児科), 山本
肺血流増加型先天性心疾患に対する窒素ガ

大, 堀田智仙, 高室基樹, 布施茂登, 堤浩スによる低酸素換気療法の経験

幸, 佐藤俊哉, 早田航

福田豊(福島県立医科大学), 武田いづみ,

日本小児科学会雑誌(0001-6543)107 巻 3 号

鈴木英樹, 小林智幸, 桃井伸緒, 鈴木仁

Page590(2003.03)

日本小児科学会雑誌(0001-6543)107 巻 12
左心低形成症候群術前管理におけるヘッド

号 Page1682(2003.12)

ボックスを使用した窒素ガスによる低濃度
窒素ガスを用いた低酸素換気療法中の脳循

酸素療法

環モニタリング

増谷聡(埼玉医科大学 小児心臓科), 先崎

高見剛(東京医科大学 小児科), 山村英司,

秀明, 星礼一, 石戸博隆, 朝野晴彦, 許俊

稲井慶, 中澤誠, 武井章人, 西川康, 宮島

鋭, 横手祐二, 佐々木望, 小林俊樹

祐, 星加明徳

日本未熟児新生児学会雑誌(1347-8540)15

日本未熟児新生児学会雑誌(1347-8540)15

巻 1 号 Page35-40(2003.02)

巻 3 号 Page457(2003.11)

Abstract：左心低形成症候群術前管理として,生後早期の全身状態が安定している時

低濃度酸素療法用の窒素ガス供給装置の作期からヘッドボックス内に窒素ガスを流入製することにより,非人工呼吸管理下低濃度

肺血流増加体血流低下型心疾患の安全な呼吸循環管理のために酸素療法を施行し,術前の安定した血行動

由茅直子(福岡市立こども病院 循環器科),

態の維持に成功した 2 症例(症例 1:在胎 38

石川司朗, 中村真, 牛ノ濱大也, 佐川浩一

週 6 日,男児,出生体重 2541g,症例 2:在胎日本小児循環器学会雑誌(0911-1794)19 巻

41 週 3 日,男児,出生体重 2541g))について

3 号 Page244(2003.05)

報告し,その有用性と問題点を検討した.症例はそれぞれ日齢 2 と日齢 0 から経皮的酸

高肺血流型心疾患の窒素ガスを用いた術前

素飽和度が 75～85%になるのを目標に吸入管理における脳循環モニタリング

気酸素濃度を調節した結果,手術直前まで

高見剛(東京女子医科大学附属日本心臓血呼吸管理を行わず,良好な利尿と経管栄養

圧研究所 循環器小児科), 山村英司, 稲井の増量が可能であった.ヘッドボックスに慶, 中澤誠よる窒素ガスを用いた低濃度酸素療法は,

日本小児循環器学会雑誌(0911-1794)19 巻

肺血流量の増加・心不全の進展を抑制し,

3 号 Page244(2003.05)

術前の良好な栄養状態,呼吸状態の確保に有用と考えられた.以上より本法は生後早147

期の心不全が高度となる前から,積極的に出生直後からヘッドボックスによる窒素ガ

導入してよい治療法と考えられた

ス吸入による低濃度酸素投与を施行し,良好な術前管理を施行し得た左心低形成症候

左心低形成症候群に対する窒素ガス混合低群の 2 症例

酸素換気療法 組織への酸素供給変化の検増谷聡(埼玉医科大学 小児心臓科), 石戸討博隆, 竹田津未生, 松永保, 先崎秀明, 小岡達二郎(京都府立医科大学附属小児疾患

林俊樹

研究施設 内科 部門), 糸井利幸, 川北あ

日本未熟児新生児学会雑誌(1347-8540)14

ゆみ, 問山健太郎, 佐藤恒, 小澤誠一郎,

巻 3 号 Page449(2002.11)

山元康敏, 坂田耕一, 白石公, 早野尚志,
浜岡建城

高肺血流症例の緊急手術前管理における窒日本小児循環器学会雑誌(0911-1794)19 巻

素ガス吸入療法の有用性

1 号 Page2-7(2003.01)

鈴木章司(山梨医科大学 医学部 第 2 外科),

Abstract：左心低形成症候群 2 例に対し,

吉井新平, 保坂茂, 大澤宏,

窒素ガス混合低酸素換気による組織への酸SamuelAbraham, 高橋渉, 岡本祐樹, 三森

素供給量の変化を検討した.使用前後で血義崇, 多田祐輔

圧,および pH には変動は見られなかった.

The Japanese Journal of THORACIC AND

しかし,経皮的動脈血酸素飽和度(SpO2)はCARDIOVASCULAR SURGERY(1344-4964)50 巻有意に低下を示した.尿量と組織への酸素

増刊 Page252(2002.09)

供給量については,正比例関係を認めた.酸
素供給は,低酸素換気療法前が 2.97,2.65

心臓外科周術期における窒素ガス混合低酸であったのが,開始 12 時間後には素換気療法の検討

3.79,4.96 と増加した.時間尿量は,換気療

村田明(千葉県こども病院 心臓血管外科),

法前が 0.4ml・kg-1・h-1 であったのが,開藤原直, 佐藤一樹, 渡辺学, 青墳裕之, 中

始 12 時間後には 5.8ml・kg-1・h-1 に増加

島弘道, 池田弘之

した.また,時間尿量と組織への酸素供給のThe Japanese Journal of THORACIC AND

間に強い相関関係を認めた.窒素ガス混合

CARDIOVASCULAR SURGERY(1344-4964)50 巻

低酸素療法は,肺血管抵抗を上昇させるこ

増刊 Page214(2002.09)とで肺動脈血流量を低下させ,体血流量を上昇させる.そのため,SpO2 が低下しても体左心低形成術前管理における経鼻的窒素ガ

血流量が増加し,その結果,pH が変化するこス吸入療法となく組織酸素供給が上昇すると考えられ増谷聡(埼玉医科大学附属病院 小児心臓た.この療法は左心低形成症候群の術前管科), 先崎秀明, 石戸博隆, 星礼一, 小林

理において,安全,かつ効果的な手段である

順, 小林俊樹, 朝野晴彦と考えられた日本小児循環器学会雑誌(0911-1794)18 巻
3 号 Page397(2002.06)148

肺血流減少性心疾患に対する吸入窒素ガス

高肺血流による心不全に対して窒素吸入をを用いた低酸素換気療法

使用した低濃度酸素療法が有効であった乳武田紹(聖隷浜松病院), 金子幸栄, 西尾公

児例男, 水上愛弓, 瀬口正史

岡村達(長野県立こども病院), 原田順和,

日本小児循環器学会雑誌(0911-1794)18 巻

竹内敬昌, 井上秀範, 大矢知昇

2 号 Page243(2002.04)

胸部外科(0021-5252)53 巻 12 号
Page997-1000(2000.11)

窒素ガスを用いた低酸素換気療法の検討

Abstract：窒素ガスを用いた低濃度酸素療

横澤雅人(北海道立小児総合保健センター),

法を施行し,肺体血流比を適正に維持でき沖田リサ, 藤田正樹, 阿部なお美, 渡辺一

た 1 ヵ月男児例を経験した.血液ガス分析

人, 浅沼秀臣, 新井田裕一, 佐藤真司, 伊をアシドーシスに傾けることなく,人工呼藤真義, 菊地誠哉, 他

吸器による PaCO2 のコントロールを試み

日本小児循環器学会雑誌(0911-1794)18 巻

PaCO2 を 50mmHg 台に保ち,かつ,ドパミン

1 号 Page75(2002.02)

10γの投与を行った.しかし,心不全状態が改善しなかったために Fio 2 を低く維持す新生児期,乳児期肺血流増加型心疾患に対る方法(窒素ガス投与による低濃度酸素療する低酸素換気療法の効果法)を施行することになった.本症例では,

朴仁三(東京女子医科大学 循環器小児科),

窒素ガス投与を開始した 6 時間後から尿量山村英司, 佐々木康, 横山詩子, 中西敏雄,の増加を認め心不全の改善を認めた

中澤誠, 門間和夫, 今井康晴
日本小児循環器学会雑誌(0911-1794)16 巻

左心低形成症候群に対する窒素ガス投与に

6 号 Page869-876(2000.12)

よる血行動態の変化

Abstract：窒素ガスと空気の混合ガスで換

松岡孝(千葉県こども病院), 井上真理, 松

気させる低酸素換気療法の,新生児期,乳児

本道祐, 水野克巳, 古谷貴子, 安田和志,

期の肺血流増加に起因する心不全に対する

岡嶋良知, 青墳裕之, 岩崎順弥, 竹内敏雄,

治療効果を検討した.左心低形成を含む機他

能的単心室 14 例と二心室心 17 例を対象と日本新生児学会雑誌(0029-0386)36 巻 2 号した.その結果,低酸素換気療法は新生児期,

Page197(2000.06)

乳児期早期の肺血流増加による心不全やショックに有効であること,機能的単心室の左心低形成症候群に対する窒素ガス混合低

みならず二心室心にも有用であること,ま酸素換気療法の有用性

た,肺血流増加による心不全に合併する病

岡達二郎(京都府立医科大学附属小児疾患

態の治療にも有効であることがわかった

研究施設), 糸井利幸, 問山健太郎, 山元
康敏, 岩崎直哉, 小澤誠一郎, 坂田耕一,
白石公, 早野尚志, 浜岡建城

149

日本小児循環器学会雑誌(0911-1794)16 巻

Ramamoorthy C, Tabbutt S, Kurth CD, et

3 号 Page529(2000.05)

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150

あとがき
伊藤

裕司（国立成育医療センター）
肺血流増加により肺うっ血による呼吸障害や、肺血流増加に伴う体血流減少による体循環不全は、肺血流増加性先天性心疾患の治療においては、非常に深刻な問題である。これらの疾患に対しては、最終的には心臓外科治療による血行動態の外科的修復が必要となるが、疾患・症例によっては、外科手術までに循環動態を安定化させたり、極端な低体重児の場合には長期間にわたって内科的治療のみで体重増加を図る必要があり、この肺血流量増加状態を是正する内科的方策の確立が急務となってきていた。それまでに行われてきた内科的治療としては、水分制限や強心昇圧剤による心機能補助や、陽圧人工呼吸管理による肺鬱血への治療、あるいは、肺血管抵抗を増加させる目的での、低換気療法による高炭酸ガス血症による呼吸性アシドーシスの導入などがあった。低換気療法では、生理的範
囲以上に血中炭酸ガスを貯留させて呼吸性アシドーシスに移行させるが、効果は顕著ではなく、有効な効果を挙げるためには、生理的範囲を極端に逸脱した高度の血中高炭酸ガス血症にまでする必要があり、血中 pH も生理的範囲を逸脱したものとするため、その神経学的な悪影響も懸念されていた。また、低換気療法では、非生理的な範囲までの高炭酸ガス血症を要するため、その管理には筋弛緩療法の併用が必要であり、これも、患者の浮腫を助長する要因となっていた。一方、低酸素濃度ガス吸入による低酸素性肺血管収縮療法では、血中 pH や炭酸ガスは正常範囲で維持可能であり、筋弛緩薬の併用も必要なく、かつ、
その効果は著明とされた。
低酸素濃度ガス吸入療法は、歴史的には、左心低形成症候群の症例に対して臨床応用され、吸入酸素濃度を、FiO2 0.21-0.15 の範囲での低酸素濃度ガス吸入が行ったところ、その効果は著明で、有意な血圧上昇、尿量の増加、代謝性アシドーシスの改善を認めた。かつ、特に副作用もなく、浮腫の増加なく尿量を増加させることが可能で、低出生体重児（極低出生体重児）に対してのこの療法の長期間の使用により、体重増加をはかる事も可能であったと、報告がなされた。その後も、低酸素濃度ガス吸入療法の有効性が、国内外の多くの施設で認識され、本療法についての実践とその効果についての報告が多数行われるようになった。
上記のように、本療法は、臨床的にその効果・有用性が非常に期待される治療法であり、国内外の多数の施設で施行されてきたが、本邦では、残念ながら、大規模な多施設共同による臨床試験はこれまで行われておらず、その有用性についてのエビデンスは十分とは言えない状況であった。また、純窒素ガスを混合して低酸素濃度ガスを作成するという本療法の施行の実際に於いては、その危険性についての検討も十分おこなわれないまま、各施設で施行されているという状況であった。従って、多施設共同の臨床試験による本療法の有効性・安全性に関するエビデンスの確立、および、本療法を安全に施行するための指針の作成が急務となっていた。

151

今回、成育医療委託研究費により、「肺血流量増加型先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法の効果と安全性に関する基礎的・臨床的研究」のための研究班（主任研究者：
石澤瞭、磯田貴義）が結成され、本療法の有効性と安全性に関するエビデンスの確立と本療法を安全に施行するための指針作成を目標に研究事業が開始された。
研究班では、[1] 本療法の実態調査、[2] 多施設共同による臨床試験（前方視的観察研究）、[3] 本療法の個別の諸問題に対する研究と安全に施行するための提言を行った。

実態調査では、より安全で確実な施行方法の検討、及び施行基準作成の必要性が示唆された。多施設共同臨床試験では、肺血流量増加型先天性心疾患に対する術前の状態の改善・安定化を目標とした本療法の有効性と安全性が証明された。そして、本療法について、その投与回路・方法の検討や、遠隔期の肺高血圧症への影響、神経学的影響などについての研究を総括して、本療法を有効かつ安全に施行する上での提言をまとめた。
本研究班を終えるに当たり、今回、本研究の研究結果をもとに、この「肺血流量増加型
先天性心疾患に対する低酸素濃度ガス吸入療法のてびき」を作成した。
「てびき」の内容については、研究班内で検討し作成した。しかしながら、本療法の適応、施行の際の適正酸素濃度や目標 SpO2 値、疾患による個別性の検討、さらに、有効で安全な施行方法の検討や、遠隔期の肺高血圧症への影響、神経学的影響など、まだまだ今後も検討を続けていかなければならない点も多く残されている。従って、今後も現場の先生方からのご意見・ご批判を頂きながら、改訂してゆくべきものと考えている。また、本療法の保険適応の申請や、窒素ガス固有規格の設定などをすすめていく必要があろう。
最後に、この「てびき」が、先天性心疾患のこどもたちの予後の改善に少しでも寄与できることを祈念する。

152