Extra-corporeal membrane oxygenation（ECMO）は主に心肺補助に使用されます。
体外式膜酸素化法（ECMO）は、急性腎障害（AKI）や体液過剰（FO）を発症するリスクの高い、急性心機能障害および/または肺機能障害を呈する重症患者に用いられる救命技術である。 ECMOは以下のような状況で一般的に使用されます：
- 心臓および/または肺の回復を目的とした通常の内科的治療にもかかわらず、心臓および/または肺が不全である場合。
- 心臓補助装置または左心室補助装置（LVAD）などのさらなる治療へのブリッジオプションとして
- 心臓または肺移植へのブリッジとして
静脈ECMO
Venous-Venous ECMO（VVECMO）は血液酸素化と炭酸ガス（二酸化炭素）除去による純呼吸サポートを提供します。 5896>
Veno-Arterial ECMO
Veno-arterial ECMO(VA ECMO)は人工心肺に似ており、心原性ショック患者の心臓および肺のサポートを行う。
ECMO
- 機械的心肺サポートは心臓手術（すなわち心肺バイパス）を容易にするために術中最も多く適用されている。
- 長期的な心肺補助は、体外膜酸素化（ECMO）、体外生命維持、または体外肺活量補助と呼ばれる。 ECMOには、静脈動脈式（VA）と静脈式（VV）の2種類がある。 ECMOを受けた患者の生存率は、ECMOの適応である重症急性呼吸不全または心不全によって分類できる
急性呼吸不全-複数の研究が、重症急性呼吸不全患者の死亡率に対するECMOの効果を評価している。 ECMOから得られる可能性のある利益は、常に移送のリスクと比較検討されるべきである。 経験豊富なECMOセンターでは、患者の約25％はECMOなしで改善・回復するが、患者の75％はECMOを必要とする。 ECMOを必要とする患者のうち、60～70％は生存する。
心不全-静脈動脈（VA）ECMOは、成人の心原性ショックまたは心停止において急性期の支援を提供することができる。 脳機能が正常であるか、あるいは最小限の障害であると仮定すると、ECMOは患者が回復するまで、あるいは心臓移植への橋渡しとして長期の補助人工心臓の投与を受けるまで行われる。
観察研究とケースシリーズでは、心停止、重症心原性ショック、または心臓手術後の心肺バイパスから離脱できない場合にECMOを受けた患者の生存率は20～50％であり、高齢者も含まれていると報告されている。
ECMOには静脈性（VV）と静脈動脈性（VA）がある。
- VVECMOでは、血液は大静脈または右心房から抽出され右心房に戻される。 VV ECMOは呼吸をサポートするが、患者は自身の血行動態に依存する。
- VA ECMOでは、血液は右心房から抽出され、心臓と肺をバイパスして動脈系に返される。 VA ECMOは呼吸と血行動態の両方をサポートする。
開始-ECMOが開始されることが決定されると、患者は抗凝固（通常はヘパリン静注）され、その後カニューレが挿入される。 カニューレがECMO回路の適切な枝に接続されると、ECMOサポートが開始される。
カニューレ挿入-カニューレは通常、セルディンガー法で経皮的に挿入される。 VV ECMOでは、静脈カニューレは通常、右または左の総大腿静脈（ドレナージ用）および右内頸静脈（注入用）に留置される。 大腿静脈カニューレの先端は下大静脈と右心房の接合部付近、内頸静脈カニューレの先端は上大静脈と右心房の接合部付近を維持することが必要である。 あるいは、4～5L/minの血流に対応できる大きさのダブルルーメンカニューレを使用することも可能である。 様々なサイズがあり、31フレンチが最も大きく、成人男性に最も適しています。 VA ECMOでは、静脈カニューレを下大静脈または右心房に留置し（ドレナージ用）、動脈カニューレを右大腿動脈に留置する（輸液用）
VA ECMOでは挿入が比較的容易な大腿アクセス法が好まれる。 大腿動脈アクセスの主な欠点は、同側下肢の虚血である。 この合併症の可能性は、大腿動脈カニューレの遠位に追加の動脈カニューレを挿入し、四肢の「再灌流」のために輸液の一部を追加のカニューレにリダイレクトすることで減少させることができる。 あるいは、カニューレを後脛骨動脈に挿入して四肢への逆行流を行うこともできる。
時折、大腿血管がVA ECMOのカニュレーションに適さないことがある（たとえば、重度の閉塞性末梢動脈疾患または大腿動脈再建術の経験のある患者など）。 このような状況では、右総頸動脈または鎖骨下動脈を使用することができる。 我々の経験では、右総頸動脈を使用した場合、大流域脳梗塞のリスクは5～10％である。 開心術後のECMOでは、心肺バイパスに使用したカニューレを人工心肺装置からECMO回路に移し、右心房から血液を排出して上行大動脈に再灌流することが可能である。
滴定-カニュレーション後、患者をECMO回路に接続し、呼吸および血行動態のパラメータが満足できるまで血流量を増加させる。 妥当な目標値は以下のとおりである。
- 動脈オキシヘモグロビン飽和度は、VA ECMOでは>90%、VV ECMOでは>75%
- 静脈オキシヘモグロビン飽和度は、静脈ライン上で測定して動脈飽和度の20～25%低い
- 十分な組織の灌流。 動脈血圧、静脈酸素飽和度、血中乳酸値で判定
維持-初期の呼吸および血行動態の目標が達成されると、その速度で血流が維持されます。 ECMO回路の静脈辺縁の血液のオキシヘモグロビン飽和度を直接測定する連続静脈オキシメトリーにより、頻繁な評価と調整が容易になります。 静脈オキシヘモグロビン飽和度が目標値より低い場合は、血流、血管内容量、ヘモグロビン濃度のいずれか1つ以上を上げるなどの介入が有効な場合がある。
抗凝固療法は、未分画ヘパリンまたは直接トロンビン阻害剤を活性化凝固時間（ACT）が180～210秒になるように滴定して、ECMO中に持続投与される。 出血があれば、ACTの目標値は減少する。 ACTは医療現場で容易に測定できるが、血漿PTT（正常値の1.5倍）を用いることもできる。 トロンボエラストグラフィーは有用な補助手段である。 ヘパリンを使用する場合、抗凝固作用は内因性アンチトロンビン（AT3）の量に依存する。 AT3不足が疑われる場合は、その値を測定することができます。 正常値の50％以下であれば、AT3を新鮮凍結血漿で補充します。 あまり一般的ではないが、一部の専門施設では第Xa因子の濃度を測定している。 16件の研究のレビューでは、最適な目標値が施設によって異なるため、出血および血栓塞栓症の発生率にばらつきがあることが示唆されている。 血小板数は50,000/μl以上を維持する必要があり、血小板輸血が必要となる場合がある。
ECMO回路は、完全心不全または肺不全の患者の唯一の酸素供給源となることが多い。 酸素供給量はヘモグロビンの量と血流に依存する。 高血流のリスクは輸血のリスクを上回るため、ECMO患者ではヘモグロビンを12g/dL以上に維持する。
気圧外傷、体積外傷（すなわち人工呼吸器誘発性肺損傷）および酸素毒性を避けるため、ECMO中は換気装置の設定を低下させる。 プラトー気道圧は20cmH2O未満、FiO2は0.5未満に維持されるべきである。 人工呼吸器支持の低減は、通常、静脈還流の増加を伴い、心拍出量を改善します。 ECMO中は通常軽い鎮静が必要であるが、患者が覚醒し、抜管され、自発的に呼吸する状態を維持することが望ましい。
特別な考慮事項 – VV ECMOは通常呼吸不全に使用され、VA ECMOは心不全に使用される。
- 血流 – VV ECMOでは通常、酸素供給を最適化するために最大に近い血流速度が望まれる。 これに対して、VA ECMOで使用する流速は、十分な灌流圧と静脈オキシヘモグロビン飽和度（排血で測定）を得るには十分であるが、左心室出力を維持するのに十分な前負荷を与えるには十分低くなければならない
- 利尿 – ECMOを開始するとほとんどの患者は水分過多となるので、患者がECMOで安定すると積極的に利尿することが保証されている。 患者が利尿のために十分な尿を作ることができない場合は、限外ろ過をECMO回路に簡単に追加できる。
- 左室モニタリング-左室出力が悪化することがあるので、VA ECMO中は左室出力を厳密にモニタリングする必要がある。 その原因は通常、基礎にある左室機能障害や、気管支循環と右室から左室への血流が続いているために膨張した左室への負荷が不十分であることなど、多因子性である。 左心室出力は、動脈線の波形に脈動があることを確認し、頻繁に心エコー検査を行うことで綿密にモニターすることができる。 左室出力を改善する介入としては、収縮力を高める強心剤（例：ドブタミン、ミルリノン）、後負荷を軽減し左室出力を促進する大動脈内バルーン逆拍出術などがある。 大動脈内バルーンや強心剤の投与にもかかわらず左室駆出が維持できない場合は、肺出血を防ぐために早急に左室減圧を行うことが重要である。 これは外科的または経皮的に行うことができる。 経皮的左室減圧術の方法としては、経心房バルーンセプタストミーや左房・左室ドレナージカテーテルの挿入などがある。
ECMOと腎臓
AKI は成人のECMO患者によく見られる合併症である。 リスク、損傷、失敗、損失、末期、またはAKIネットワークの基準を使用すると、2つの単一施設の研究では、80％以上のAKI発生率が示され、罹患患者の約半数が腎代替療法（RRT）を必要とすることが示された。 一般的なICU患者におけるAKIの体液過多は、死亡率の上昇と独立して関連しています。 そのため、現在のガイドラインでは、血行動態が安定した時点で、輸液を行い、その状態を維持することを推奨しています。 国際的な調査では、体外循環の治療と予防は、ECMOと併用してRRTを使用するための極めて重要な適応であると報告されている
ECMOからの離脱-呼吸不全の患者については、X線写真の外観、肺のコンプライアンス、動脈の酸素ヘモグロビン飽和度が改善すると、ECMOから解放する準備ができる可能性を示す。 心不全の患者では、大動脈脈拍動の増大は左心室出力の改善と相関しており、ECMOからの解放の準備が整っている可能性があることを示す。 体外血流は一定であるが、ガス移動は生じない。 患者は数時間観察され、その間にECMOを停止して十分な酸素化および換気を維持するために必要な人工呼吸器の設定が決定される。 これにより、ECMO回路内の滞留血の血栓症を防ぐことができる。 さらに、動脈側および静脈側のラインは、ヘパリン加生理食塩水で連続的に、または回路からヘパリン加血液で断続的にフラッシュする必要があります。 VA ECMO試験は、血栓形成のリスクが高いため、VV ECMO試験よりも一般に期間が短い。
NOTE TO REMEMBER-THE DIFFERENCE AND BENEFITS: 体外式膜酸素供給法（ECMO）は、急性心機能不全および/または肺機能不全を呈し、急性腎障害および体液過剰を発症するリスクの高い重症患者に使用されています。 連続腎代替療法（CRRT）は、集中治療室（ICU）において腎代替と体液管理のために一般的に使用されています。 ECMOとCRRTの併用は、体液バランスを改善し、電解質障害を改善する安全かつ効果的な手法である可能性があります。 ECMO中にCRRTを行う方法としては、大きく分けて「単独CRRTアクセス」、「ECMO回路への血液濾過フィルター導入（インラインヘモフィルター）」、「ECMO回路へのCRRTデバイス導入」の3つがある。 ECMOとCRRTの併用は、体液バランスを改善し、電解質障害を改善する安全で効果的な手法である可能性がある。 ECMOとCRRTの併用方法は様々な方法が選択可能である。 この技術が重症患者の転帰を改善する可能性を判断するには、多施設による前向き研究が有益であろう。