PCPS ECMO 補助循環

ECMO施行中の管理

投稿日:7月 2, 2019 更新日:

遠心ポンプ

血液流量:3L/m2/min
(乳児100ml/kg/min)
(小児80ml/kg/min)
(成人60ml/kg/min)
SvO2:70%以上
平均血圧:50~70mmHg

遠心ポンプの血液流量が3L/m2/minになるよう回転数と回路・カニューラ選択します。

回転数を上げれば血液流量は増加します。

あとカニューラのサイズでも流量が大きく変化します。

遠心ポンプの流量はポンプ前後の影響を受けます、なので血管状態や回路内血栓でも流量が変動します。

もし血液流量が低下した時に原因がわかるよう回路内圧を測定しておきます。

脱血不良だと血液流量が低下し、脱血圧が低下します(陰圧が強くなる)。

脱血圧が-300mmHgを超えると溶血が発生すると言われています。

脱血不良は脱血側回路がぶるぶると震えて見た目にも変化が現れます。

原因がカニューラであればサイズ変更・位置変更・交換を行います。回路内凝固であれば回路交換を行います。血管内脱水であれば輸液を行います。

ポンプ不全は遠心ポンプそのものの異常です。例えば遠心ポンプに血栓が生じると異音と流量低下が起こることがあります。

人工肺入口圧と送血圧(人工肺出口圧)はどちらも送血側回路の内圧です。400mmHgを超えないように管理します。

血液流量が低下し、人工肺入口圧が上がれば人工肺の目詰まりが疑われます。送血側の血液ガスを測定し、SpO2も問題がないか確認しましょう。必要であれば人工肺を交換します。

血液流量が低下し、人工肺入口圧と送血圧の両方が上がれば人工肺の出口側に問題があります。送血回路がキンク(折れ曲がる)していないか、送血カニューラを確認します。

血液流量が最適かどうかは静脈血酸素飽和度(SvO2)も指標になります。SvO2は70%以上が好ましいです。あと乳酸(Lac)も指標になります。

血圧は65mmHg以上が好ましいです。遠心ポンプの流量でも変化しますが、血管収縮薬などの昇圧剤も適宜調整します。





人工肺

送血側PaO2 100~300mmHg(回路内)
送血側PaCO2 35~45mmHg(回路内)
SpO2 VA ECMOは95%以上(体内)VV ECMOは80%以上(体内)
PaCO2 40mmHg(体内)

基本は血液流量と総ガス流量は1:1を初期目安にします。

そこから上の値になるよう人工肺の総ガス流量、FIO2を調節します。

送血側PaO2は300mmHg以上で神経学的転帰不良の報告があります。また、送血側PaCO2の過度な低下は脳血流の低下を招きます。

もちろん人工肺の性能でガス交換も変わるので、ガス交換能が悪ければその都度ガスと流量を調整するかガスフラッシュを行います。通常、送血側PaO2 100~300mmHgだと送血側酸素飽和度は100%になりますが、95%を下回ると人工肺が劣化しています。ガスフラッシュを行っても改善されなければ人工肺を交換します。

回路の色調(脱血側は暗い赤色、送血側は明るい赤色)を見ておくと人工肺で酸素化できているかわかります。

適宜、送血側の血液ガス検査を行い、人工肺でのガス交換を評価します。

ガス分析モニターを付けると数値化してリアルタイムでガス交換能が分かります。

ウェットラングはガスフラッシュもしくはベアハガーで予防・対処します。

セーラムリークや人工肺のガス交換能が悪くなった場合は人工肺交換を行います。





カニューラの管理

事故抜去目的で皮膚とカニューラは最低2か所固定が推奨されています。

カニューラが抜けてしまうと送血側では大量出血、脱血側は空気混入してしまいます。

事故抜去はECMOに依存しているほど致死的です。一瞬です。脱血管が抜けると瞬く間に回路が空気で満たされ、ポンプが回らなくなります。

体動でも抜けることがあるため適度に鎮静します。

抜去したら素早く遠心ポンプを止め、圧迫止血、カニューラを再挿入、ECMOプライミングをします。

カニューラは折れ曲がっていたり、先端の位置が悪いと、カニューラを入れ替えることがあります。





冷温水槽

冷温水温度 37℃
上限値 40℃
体温 36~37℃

患者体温を見ながら冷温水槽の温度を調節します。

体外循環では血液が外に出るので、血液温、体温が下がりやすいです。

高体温は代謝亢進してしまうため、できるだけ避けます。

ECMO導入前に低酸素で脳障害が疑われる時(ECPRなど)は24~72時間くらいは低体温で管理(32~34℃)することがあります。

DO2が上がらない場合など、VO2を下げる目的で体温を低下させることもあります。





IABPの設定

平均血圧 60mmHg以上
オーグメンテーション圧 90mmHg以上

IABPはできるだけ脈圧に同期した設定を行います。

左室内圧が上がるためインターナルモードは望ましくないと言われています。

IABP併用中は平均血圧60mmHg以上、オーグメンテーション圧90mmHg以上が望ましいです。

ACS症例に使用します。





人工呼吸器の設定

FIO2 30%以下
吸気プラトー圧 25mmHg以下
呼吸数↓
PEEP 5~15mmHg(虚脱予防)

VA ECMOでは自己心拍がない状態で人工呼吸器による換気の必要はないため、レストラング設定が望ましいです。

呼吸数は最低で4回/minで管理されている施設もあります。

自己心機能が回復したら、ミキシングゾーンの関係で自己肺での換気・酸素化ができるように設定を上げます。

VV ECMOでは肺機能が回復するまで、こちらもVA ECMO同様にレストラング設定が望ましいです。

炎症が治まれば、肺胞の開存を試みます。

最近では覚醒・抜管し、自発呼吸でECMOを管理する施設も増えてきています。





CHDFの設定

血液流量 50~200ml/min
透析液流量/補液流量 15~20L/日
除水流量 必要量

必要時に除水を行います。腎不全電解質・水分バランスのコントロールができない時にCHDFを使用します。

血液流量は確保できる範囲内で維持します。ECMOにCHDFを組み込む方法では高流量が確保できます。

透析液と補液の流量は保険の範囲内で治療します。都道府県で違います。当院では1日の上限は15Lです。電解質を早く補正したいときに透析液流量を上げたり、サイトカイン除去を目的に補液流量を上げたりすることがあります。保険の上限を上回った設定にすることがあります。

サブラッドやサブパックなどの透析液・補充液にはカリウムが2.0mEq/lの組成なので低カリウム血症に注意します。

カリウムのほかにマグネシウムも低くリンは入っていません。低リン血症は呼吸器離脱困難や気切リスクがあります。必要時はカリウム・リンの補充をします。

透析液・補充液にはアミノ酸も含まれてないため必要時に栄養補給を行います。

炎症反応が強かったり(WBC,CRP↑)急性心不全では高サイトカイン血症が疑われます。その際は吸着作用のあるヘモフィルターを使用した方が好ましいです。





抗凝固療法

ヘパリン 200~1000IU/h
メシル酸ナファモスタット 10~50mg/h
ACT 150~250秒
APTT 75~120秒

ECMO中は抗凝固剤にて回路内凝固を予防します。

ヘパリンを持続投与して抗凝固します。最近はメシル酸ナファモスタットを使用している施設もあります。

ヘパリンが効いているかどうかはACTAPTTを用います。ACTは正常値の1.5倍を推奨しています。個人的にはACTは150~250秒程度、APTTは基準値の2~3倍程度にします。(ヘパリンの場合)

ACT、APTTの値が高いと出血のリスクがあります。値が低いと回路内凝固のリスクがあります。病態によって調整が必要です。

ヘパリンはATIIIを介して抗凝固作用を起こすため、ヘパリンの投与量を上げてもACTが上がらない時があり、ATIIIのモニタリングします。必要に応じてATIII製剤FFPを補充します。

回路内に血栓があると線溶系も亢進し、DダイマーPT-INRも上昇するため凝固能は常に監視しておきます。

出血が多い場合はヘパリンを中止するか外科的な処置が必要になることがあります。

ヘパリン起因性血小板減少症(HIT)が出現すると別の抗凝固剤の使用を検討します。

ECMOでは出血や血液が回路に接触する影響で赤血球・血小板・凝固因子が不足になりがちです。出血に対しては赤血球輸血(Hct40%以上が望ましい)を行いますが、血小板が不足(8万/mm2以下)すれば血小板輸血、フィブリノゲンが不足(250mg/dl以下)すればFFPフィブリノゲン製剤を輸血します。





循環動態

血液流量 3L/m2/min(自己心拍出がないとき)
SvO2 70%以上
乳酸 正常範囲内
Hct 40%以上
SpO2 95%以上(VA ECMO)、80%以上(VV ECMO)
DO2 1000ml/分(目標)
VO2 3~5ml/kg/min(成人)
臓器灌流 血液検査、尿量など
末梢循環 四肢温度、rSO2

VA ECMOではDO2、VO2、乳酸、SvO2を見て遠心ポンプの流量が適切であるか評価します。エコーなどで心臓の拍出が多くなったと判断すれば徐々に遠心ポンプの流量を落としていき、そのつど循環動態を評価します。エコーで心臓の動きを確認する時は一時的に遠心ポンプの流量を1L/min程度に下げ、エコーが終わったら流量を元に戻します。

血圧は自己の心臓よりECMOの流量が多いほど脈圧が小さくなります。なので平均血圧も低くなります。VA ECMO初期は血管収縮薬(昇圧剤)が多めに持続投与されています。心臓が回復するとECMO離脱に向けてポンプ流量と昇圧剤を徐々に減量していかなければなりません。血管収縮薬を下げると血管抵抗が下がるため、血圧ももちろん下がります。少々血圧が低くてもSvO2が75%以上あれば体の灌流は十分と言われています。体の灌流(臓器灌流と末梢循環)は血圧やSvO2以外にも次が指標になります。

臓器灌流の指標
心臓:心筋逸脱酵素・心電図・心エコー
脳:神経学的所見・rSO2・上大静脈酸素飽和度
腎臓:生化学検査・Cr・BUN・尿量・CVP
消化器:生化学検査・代謝性アシドーシス

末梢循環の指標
代謝性アシドーシス(乳酸など)
四肢冷感・中枢温と末梢温の差
rSO2
ドップラー(特に下肢や脳血流)

灌流が不十分と判断したら昇圧剤や輸液/輸血遠心ポンプの流量を上げます。

これらの循環動態は十分な酸素化と十分なHb/Hctの状態であることが前提の話です。酸素運搬量(DO2)に関与する因子は心拍出量(自己心拍出量+遠心ポンプ流量)と動脈血酸素飽和度(SaO2/SpO2)とヘモグロビン(Hb/Hct)だからです。SaO2は95%以上、Hctは40%以上が望ましいです。人工呼吸器人工肺の設定、輸血で対応します。

灌流が良くてもVA ECMOではミキシングゾーンによって低酸素脳症になることがあります。右手にSpO2を測定しておき、低下時は人工呼吸器の設定を変えるかVV ECMO、VVA ECMOに切り替えることがあります。

下肢も虚血になることが良くあります。特にカニューラを入れている方の足です。ECMO送血回路の枝から足に向けて送血を追加して対処します。

VV ECMOでは動脈血の酸素化はあまり高くないため、十分な心拍出量とヘモグロビン(Hct 40%以上)が必要です。昇圧剤や輸液、輸血で対応します。

DO2、VO2、乳酸、SvO2、SaO2、PaO2、PaCO2、CVPと人工肺の設定から、酸素供給・ガス交換・血行動態が保たれているか評価します。





生体情報モニター

ECG(心電図)

不整脈には薬物療法・ペースメーカ除細動・原疾患治療で対処します。必要であれば12誘導心電計で精査します。カリウムの上昇に注意します。

BP(動脈圧)

VA ECMO時は平均血圧が65mmHg以上、IABP併用中はオーグメンテーション圧90mmHg以上が望ましいです。ECMO流量や昇圧剤で調整します。

SpO2

通常はVA ECMO時はSpO2 95~100%、VV ECMO時はSpO2 70~95%で管理します。ECMOと人工呼吸器で設定します。VA ECMOは右手でSpO2を測定します。

ETCO2

VA ECMOでは心機能の評価にETCO2が使われます。心収縮力が改善し肺血流が多くなるとETCO2が上昇します。改善すればPaCO2に近い値になります。

SvO2

SvO2は70%以上を目標にDO2VO2を評価します。
心拍出量CO(フロートラックセンサー:APCO、スワンガンツカテーテル:CCO)はECMO流量が高いときあまり当てになりません。(VA ECMOの場合)

CVP

CVPは5~10mmHgを目標にします。ECMOでは十分な脱血量を確保するためです。CVPの値はECMO流量が多い時はあまり正確ではないので、脱水の評価など本来の使い方はしません。

体温

通常は36~37℃で管理します。ECMO導入前に低酸素で脳障害が疑われる時(ECPRなど)は24~72時間くらいは低体温で管理(32~34℃)することがあります。





尿量

尿量 0.5ml/kg/h以上

尿量は目標とするドライウェイトになるまで利尿させます。

尿を出すことによって肺水腫や浮腫をなくし、心不全呼吸不全を回復を目指します。

腎不全で尿が出ない時は血液浄化で代用します。

ECMO中の尿量は腎機能だけでなく臓器還流の指標にもなります。なぜなら「尿が出る=腎臓に血流がある」ことになるからです。心停止状態のVA ECMOでは特に「ちゃんと臓器に血液が流れているかな?」と不安になることがあるので尿量が出ていれば腎臓はクリアですね。他の臓器は血液検査値やrSO2などが参考になります。細かい話をするとCO低値よりCVP高値の方がAKIのリスクが高い報告もあります。

基本的には多尿には輸液で対処します。 尿崩症にバゾプレシン(抗利尿ホルモン)を投与したことがあります。

尿がピンク色の時は溶血か膀胱内出血が考えられます。溶血では血漿Hb濃度が10mg/dl異常になることがあります。またECMOによる強い陰圧(脱血圧-300mmHgを超える)で溶血になることがあります。





血球

赤血球(RBC、Hb、Ht)

出血や遠心ポンプで発生するずり応力や過度の陰圧、陽圧による溶血によって減少傾向です。貧血に注意しながらSvO2DO2VO2のバランスをチェックします。(Hct>40%が望ましい)積極的に輸血します。

白血球(WBC)

体外循環(異物との接触)で治療開始時は上昇傾向です。カテーテル感染でも上昇するため、注意が必要です。感染源は積極的に取り除きます。ECMOのカニューラが疑われたらカニューラごと回路交換することがあります。

血小板(Plt)

出血等で減少傾向です。凝固因子も失われるため注意が必要です。(Plt>8万)積極的に輸血します。

血球の値は連日チェックします。





鎮静

鎮静薬の種類によってはECMOの回路に吸着するものがあるため、注意しながら使用します。
・プロポフォール
 人工肺に吸着しプラズマリークの原因になるため推奨されない。
・デクスメデトメジン
 回路に吸着するので薬効を得るために高用量が必要になることもある。
・フェンタニル
 回路に吸着する。モルヒネの方が安定して使用可能。

鎮静薬は導入のカニュレーション時に体動をなくす目的で鎮静します。その後も12~24時間は鎮静します。

ECMO施行中に病態が落ち着いたら鎮静を止め、神経学的検査を行います。神経学的検査は毎日行うことが推奨されています。

患者の不安や不快感に応じて、再び鎮静・鎮痛を行います。

VV ECMOでは気管挿管に耐えられるようにすることが鎮静の目的です。鎮静を減らすために早期気管切開も検討します。

覚醒

出血や臓器不全に問題がなければ積極的に覚醒を試みる施設もあります。

ECMO装置をつけたままリハビリをしたり、VAD目的の患者に多い印象です。

覚醒された患者は肉体的、精神的なストレスが強く、看護師や医療スタッフのサポートが重要になってきます。





感染

ECMO施行中の患者はECMOの他にも人工呼吸器IABP血液浄化CVPAラインなど、様々な管が入っており感染のリスクは高いです。

抗菌薬は広域スペクトラムのものが使用されることが多く、感染対策は徹底します。

カニューラからの菌血症が疑われる場合、基本的にはカニューラを交換しますが、ECMOの場合はカニューラの交換が困難なため、抗菌薬だけで対処することが多いです。

ECMO回路以外による菌血症が否定された場合は、ECMO回路の交換を行います。





水分バランス

IN-OUTのバランス、浮腫、体重変化、AlbCVP等でボリューム評価します。

原疾患とECMO(異物)による全身炎症から血管透過性が亢進し浮腫になりやすいです。

ECMO管理中の脱水状態は浮腫のリスクを避けるために輸液より輸血が理想的です。

ECMO導入前は輸液によって浮腫になりがちです。心不全呼吸不全を悪化させる要因にもなるので、ECMO導入後は正常な細胞外水分量(ドライウェイト)まで利尿薬によって利尿、もしくはCHDFによって除水を行います。その際、循環動態に影響が出ないよう注意します。





出血

VA ECMOでは一番多い合併症です。

ECMOは回路が凝固しないように抗凝固療法を行っています。そのため出血傾向です。

単純な尿道カテーテルの挿入も大量の出血源になることがあります。処置の際は慎重に行います。

カニュレーション部位での出血が多い。他にも粘膜や手術による切開部位が多いです。

基本はドレナージで対処し、輸血によって補充します。出血がひどい時は外科的に止血することもあります。抗凝固療法に用いるヘパリンを減量、もしくは一時的に投与を止め、出血が止まってから再開することもあります。

その際、ECMOの回路が凝固し、ポンプが止まってしまうリスクがあるので、注意して減量を行います。回路が凝固し、循環動態に影響が現れれば回路交換を行います。





栄養

他の危機的患者同様にカロリー、タンパクによる栄養補給が重要です。

ECMO導入後は腸管の酸素供給が上がり、蠕動運動が良くなり経胃・経腸栄養が行えることが多いです。

徐々に高カロリー輸液からのシフトを試みます。



ECMO施行中の様子  





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参考にした資料

[参考書]ECMO・PCPSバイブル(各学会,2021)

[参考書]呼吸ECMOマニュアル(2014)

[雑誌]ECMO(INTENSIVIST,2013)

[指針]ELSOガイドライン(各学会,2013)
↑無料で見れます。

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