Summary
機械的循環補助装置である大動脈内バルーンポンプ(IABP)の経皮的移植の手順について説明します。それは反脈動によって作用し、拡張期の開始時に膨張し、拡張期大動脈圧を増強し、冠状動脈血流および全身灌流を改善し、収縮期前に収縮し、左心室後負荷を軽減する。
Abstract
心原性ショックは、現代医学において最も困難な臨床症候群の1つです。機械的サポートは、心原性ショックの管理にますます使用されています。大動脈内バルーンポンプ(IABP)は、最も早く、最も広く使用されているタイプの機械的循環サポートの1つです。この装置は、外部の反脈動によって作用し、収縮期除荷および大動脈圧の拡張期増強を使用して血行動態を改善する。IABPは、新しい機械的循環サポートデバイスと比較して血行力学的サポートが少ないですが、挿入と取り外しが比較的簡単で、より小さなサイズの血管アクセスが必要であり、安全性プロファイルが優れているため、適切な状況で選択される機械的サポートデバイスになる可能性があります。このレビューでは、心原性ショックにおけるIABPの使用における機器、手順および技術的側面、血行力学的効果、適応症、証拠、現状、および最近の進歩について説明します。
Introduction
心原性ショックは、重度の心機能障害による末端臓器灌流の減少を特徴とする臨床状態です。心原性ショックの最も広く受け入れられている定義は、心原性ショック試験(SHOCK)1 および心原性ショックを伴う心筋梗塞のための大動脈内バルーンサポート(IABP-SHOCK-II)試験2 に基づいており、次のパラメーターが含まれています。
1.収縮期血圧<90mmHg≥30分間、または昇圧剤および/またはSBPを維持するための機械的サポート≥90mmHg
2.終末臓器低灌流の証拠(尿量<30 mL / hまたは冷たい四肢)
3.血行動態基準:心臓指数≤2.2 L / min / m2 および肺毛細血管ウェッジ圧≥15mmHg
急性心筋梗塞(AMI)は心原性ショックの最も一般的な原因であり、症例の約30%を占めています3。早期侵襲的血行再建術を伴うAMI患者の治療の進歩にもかかわらず、心原性ショックの死亡率は依然として高いままです4。冠動脈灌流の改善と左心室作業の減少を示す拡張期増強のメカニズムは、1958年に最初に実証されました5。その後、1962年にIABPの最初の実験プロトタイプが開発されました6。6年後、Kantrowitzら7 は、内科的治療に反応しないAMIおよび心原性ショックの4人の患者におけるIABP使用の最初の臨床経験を発表しました。
IABPの作用機序には、拡張期中のバルーンの膨張と収縮期中のデフレが含まれます。これは2つの重要な血行動態の結果をもたらします:バルーンが拡張期で膨張すると、大動脈内の血液は大動脈根に向かって近位に移動し、それによって冠状動脈血流が増加します。バルーンが収縮期に収縮すると、真空または吸引効果を引き起こし、後負荷を減らし、心拍出量を増大させます8。IABPによって引き起こされる血行力学的変化を以下に示します9(表1):
1.大動脈拡張期血圧の上昇
2.収縮期血圧の低下
3.平均動脈圧の上昇
4.肺毛細血管ウェッジ圧の低下
5.心拍出量を~20%増加させる
6.冠動脈血流の増加10
IABPの主な適応症は、心原性ショック(AMIおよび虚血性および非虚血性心筋症、心筋炎などの他の原因による)、心室中隔欠損症または重度の僧帽弁閉鎖不全症などのAMIの機械的合併症、高リスク経皮的冠動脈インターベンション中の機械的サポート11、重要なCAD患者の冠状動脈バイパス手術への架け橋として、心肺バイパスから離乳できないこと、および決定または次のような高度な治療法への架け橋として 左心室補助装置(LVAD)または末期心不全における心臓移植12,13,14,15。IABPの使用に対する禁忌には、反脈動で悪化する可能性のある中等度または重度の大動脈閉鎖不全症、デバイスの最適な動脈アクセスと配置を妨げる重度の末梢血管疾患、および解離12,15などの大動脈病変が含まれます。
IABPデバイスは、ユニットを制御するためのコンソールとバルーンを備えた血管カテーテルで構成されています。
コンソールには、次の 4 つのコンポーネントが含まれています。
a)バルーンのトリガー信号を処理および決定するのに役立つモニターユニット。信号は、心電図(ECG)トリガーまたは圧力信号トリガーのいずれかです。
b)コントロールユニット:トリガー信号を処理し、ガスバルブを作動させてインフレまたはデフレを支援します。
c)ヘリウムを含むガスボンベ。二酸化炭素は代替手段ですが、ヘリウムよりも好ましくありません。ヘリウムは密度が低く、より急速な膨張とデフレでより良いバルーン膨張特性を提供します16。
d)ガス供給を支援するバルブユニット。
IABP(バルーン)カテーテルは、距離マーキング付きの7-8.5F血管カテーテルです。カテーテルは先端にポリエチレンバルーンが取り付けられています。バルーンサイズは20〜50mLの範囲で変化し得る。理想的なバルーンは、左鎖骨下動脈から腹腔動脈の離陸までをカバーする長さを持ち、膨張した直径は下行大動脈の直径の90〜95%です。成人患者で最も一般的に使用されるバルーンサイズ(高さ5'4 "/ 162 cmから6'/ 182 cm)は40mLです。50 mLバルーンは、身長5'/152 cmから5'4"/162 cmの患者12,17の患者>6'/182cmおよび34cmのバルーンに使用されます(表2)。
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Protocol
このプロトコルは、機関の人間の研究倫理委員会のガイドラインに従います。
1.挿入前の準備
注:IABPは、透視ガイダンスの下で心臓カテーテル検査室に挿入することが好ましい。ベッドサイドの配置は、非常に重要な臨床状況で検討できます。
- 手順のためにカテーテル検査室を準備することから始めます。滅菌ドレープとクロルヘキシジンまたはポビドンヨード、IABPコントロールユニット、IABPカテーテル、動脈アクセス用超音波、局所麻酔用の1%リドカイン、マイクロパンクチャー針とワイヤー、マイクロパンクチャーシース、バルーンサイズまたはIABPメーカーに応じてIABP用の7-8.5F動脈アクセスシース、縫合糸および滅菌包帯を準備します。
- 大腿動脈にアクセスする計画を立てて、通常の無菌方法で患者を準備し、ドレープします。
注:IABPは腋窩動脈から挿入することもできますが、これには多くの場合、外科的切除が必要です。 - 患者を仰向けに寝かせます。臨床シナリオが許せば、1%リドカインで鼠径部アクセス部位に自由に浸潤することにより、中程度の意識的鎮静を投与する。
- IABPカテーテルを準備します。50 mLシリンジを使用して真空を適用し、カテーテルハブの一方向弁を使用してバルーンを完全に収縮させます。
- カテーテルのスタイレットを取り外し、3〜5mLの生理食塩水で内腔を手動で洗い流します。
2. IABPの挿入
- セルディンガー技術18を使用して動脈アクセスを取得します。超音波ガイド下血管アクセスを使用して、初回通過の成功を改善し、血管合併症を最小限に抑えます。
- マイクロパンクチャーニードルを45°の角度で挿入し、血液が戻ったらイントロデューサーワイヤーを挿入します。
- マイクロパンクチャーシースを挿入します。
- マイクロパンクチャーシースをより大きなIABPシースと交換します。シースのサイズはメーカーやバルーンのサイズによって異なりますが、通常は7〜8.5Fです。
注:IABPカテーテルを導入および前進させるには2つの方法があります。カテーテルは、ワイヤーでバックロードすることも、ワイヤー上で進めることもできます。 - 正しい配置が達成されるまで、短いストロークを使用してIABPカテーテルをシースに通します。最適なバルーン位置は、先端が左鎖骨下動脈の遠位に位置する場所です。これはしばしば識別が容易ではないため、気管のカリーナをランドマークとして使用し、近位端が腎動脈より上にあることを確認します。
- 透視法で位置を確認します。縫合糸またはメーカー提供のロッキングプレートを使用してカテーテルを所定の位置に固定し、滅菌ドレッシングを適用します。
注意: バルーンの位置が正しくないと、直接的な血管内損傷による拡張期増強または血管合併症が減少します。
3. IABP のオンとセットアップ
- ガイドワイヤーを取り外し、内腔から3mLの血液を吸引します。内腔を3〜5mLの生理食塩水で洗い流します。
- 標準の動脈圧モニタリングチューブをカテーテルハブに取り付けます。カテーテルから一方向弁を取り外し、付属の延長カテーテルを使用してカテーテルハブをコンソールに取り付けます。
- IABPを オンにしてから、ガスタンクを開きます。ECGケーブルをコンソールに接続します。光ファイバーケーブルまたは圧力ケーブルを本体に接続します(製造元によって異なります)。
- 本体の スタート キーを押します。これにより、バルーンが自動的にパージされて充填され、キャリブレーションが行われ、適切なECGリードとトリガーが選択され、インフレとデフレのタイミングが自動的に設定されます。
- 臨床シナリオに応じて、自動、半自動、手動の適切な操作モードを選択します。
- トリガーソースを選択します。IABPは、トリガーを使用して次の心周期の始まりを特定します。トリガーイベントを認識すると、バルーンを収縮させます。トリガーは、ECG(R波)または圧力(収縮期アップストローク)のいずれかです。
- IABP コンソールの圧力変化を 1:2 の周波数に設定して観察します。補助収縮期血圧が補助なしの収縮期圧よりも低いこと、補助拡張期末期圧の低下、拡張期増強が収縮期血圧を上回っていることを確認する - これらはすべて最適なIABPサポートに関連しています(図1)。
- 適切な IABP 周波数を 1:1、1:2、または 1:3 に設定します。これは、各トリガーでのバルーンインフレーションの頻度を表します。
- IABP のタイミングが適切であることを確認します。
注:理想的なIABPタイミングは、次のもので構成されます:a)鋭い「V」として現れるダイクロティックノッチで発生するインフレーション。理想的には、拡張期増強期が収縮期より上に上昇し、b)次の収縮期直前にデフレが起こる(図1)。
- 内腔を連続的にフラッシュします(通常3 mL / h)。.
注:これで、患者とIABPコンソールを輸送する準備が整いました。 - 動脈血栓塞栓症のリスクを減らすために全身抗凝固療法を使用してください。
注:これは施設に依存しており、一部の施設ではIABP頻度が1:1の場合に全身抗凝固療法を使用していません19。
4.IABPの配置後の患者の評価
- 遠位パルスを確認してください。左橈骨脈拍が弱い場合は、バルーンの位置を確認して、左鎖骨下動脈を閉塞していないことを確認します。下肢に遠位パルスが検出されない場合は、IABPを削除し、場合によっては代替アクセスすることを検討してください。
- 挿入部位に出血や血腫がないか確認してください。
- 尿量を監視します。尿量の低下や血尿の懸念がある場合は、バルーンの位置を再確認して、バルーンが腎動脈のレベルより上にあることを確認してください。
- IABPチューブに血液がある場合は、バルーンの破裂が疑われます。すぐにIABPを停止し(これは通常自動的に行われます)、カテーテルを取り外します。
- 胸部X線を毎日取得して、デバイスの最適な位置を確認します。また、感染の可能性を減らすために、滅菌包帯を毎日交換してください。
5. IABPの削除
- 全身抗凝固療法を停止し、IABPを1:1に設定します。
- 大腿骨脈拍を触診し、ペダルパルスのドップラーを取得してベースライン遠位灌流を確認します。
- 活性化凝固時間を確認してください。理想的には150〜160秒未満である必要があります。
- 縫合糸を取り外します。
- プルする準備ができたら、IABP コンソール画面の [停止 ] ボタンを押します。
- シースに対する抵抗に達するまでIABPを引きます。
- シースとIABPをユニットとして引きます。
- 大腿動脈に手動で圧力をかけ、20〜30分間、または出血が止まるまで保持します。
- ドップラーで遠位パルスを再評価します。
注:手動圧力は普遍的であるため、プロトコルでここに記載されています。ただし、大腿動脈止血を達成するのに役立つ手動圧力以外にも多くの方法があります。これらは施設に依存し、FemoStopなどの外部圧縮装置、AngiosealやPercloseProGlide縫合糸媒介閉鎖システムなどの血管閉鎖装置が含まれますが、これらに限定されません。上記のプロトコルは、IABPのさまざまなメーカーの公式デバイス情報ガイドとマニュアルを使用して部分的に開発されました。
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Representative Results
何十年にもわたって使用されているにもかかわらず、IABPの使用に関する証拠は物議を醸しています。AMIおよび心原性ショックの患者におけるIABPの日常的な使用は推奨されません。.米国心臓協会/米国心臓病学会(AHA / ACC)および欧州心臓病学会(ESC)の以前のガイドラインでは、病態生理学的考慮事項、非ランダム化試験、およびレジストリデータに基づいて、AMI関連心原性ショック(クラスI BおよびクラスI C)の患者にIABPを使用することを強く推奨していました。しかし、2013年のAHA/ACCは、主にIABPショックII試験の結果に基づいて、IABPの使用をクラスII Aに格下げしました13。ESC STEMIガイドライン2017は、定期的なIABPカウンターパルシジョンを推奨していませんが、ガイドラインでは、IABPは、重度の僧帽弁機能不全または心室中隔欠損症の患者として選択された患者の血行力学的サポートに考慮される可能性があると述べています14。ESC NSTE-ACS 2020ガイドラインは、CS(クラスIIIB)の患者におけるIABPの日常的な使用を推奨していませんが、ACS関連の機械的合併症(クラスIIA)20ではIABPを推奨しています。
IABPショックII試験2では、心原性ショックを合併した急性MI患者600人をIABPまたはIABPなしのいずれかに無作為に割り付けた。30日時点で、集中治療室での滞在期間、腎機能、大出血率、末梢虚血性合併症、敗血症、脳卒中などのアウトカムに差はなかった。12カ月および6.2年21年の長期追跡時点で死亡率に差はなかった。試験の主な制限は、IABPの挿入タイミングが制御されていなかったことであった(86.6%がPCI後に挿入された)。他の研究と比較して死亡率が低いため、この研究を重度の心原性ショックに適用することはできません。その後のメタアナリシスでは、AMI関連の心原性ショックにおけるIABPの日常的な使用を支持する説得力のあるランダム化データがないことが示されています22。
ただし、最近のいくつかの研究では、IABPの使用にはまだいくつかの有用性があることが示されています。9212人の患者のメタアナリシスは、冠状動脈バイパス移植手術を受けている患者に術前に移植された場合のIABPの有用性を調査しました。結果は、この臨床現場でのIABPの使用を支持しており、死亡率の相対リスクが4%低下した。また、IABP23により、MI、腎不全、集中治療、入院期間のリスクが低下しました。興味深いことに、高度な心不全治療の使用が増えるにつれ、IABPは体外式膜型酸素供給と組み合わせてますます使用されており、最近のメタアナリシスでは生存率の向上と関連していました24。
| 構造 | 血行動態効果 |
| 大動脈 | ↓収縮期血圧, ↑拡張期血圧 |
| 左心室 | ↓収縮期血圧, ↓拡張末期血圧, ↓体積, ↓壁張力 |
| 心 | ↓後負荷, ↓前負荷, ↑心拍出量 |
| 冠状動脈 | ↑/変化しない冠動脈血流 |
表1:IABPの血行力学的影響
| 会社 | 積 | カテーテルサイズ(F) | 外装サイズ(F) | バルーンサイズ(ml) |
| バルトン | IABC バルーン | 7.5, 8 | 7.5, 8 | 20, 25, 30, 34, 40, 50 |
| ゲティンゲ | カーディオセーブIABP | 7, 7.5, 8 | 7.5,8 | 25, 30, 34, 40, 50 |
| ゲティンゲ | CS300 IABP | 7, 7.5, 8 | 7.5,8 | 25, 30, 34, 40, 50 |
| ゲティンゲ | リニア | 7.5 | 7.5 | 25, 34, 40 |
| ゲティンゲ | メガ | 7.5, 8 | 7.5, 8 | 30, 40, 50 |
| ゲティンゲ | 感覚 | 7 | 7 | 34,40 |
| ゲティンゲ | センセーションプラス | 7.5, 8 | 7.5,8 | 40,50 |
| テレフレックス | アローAC3オプティマス大動脈内バルーンポンプ | 7, 7.5, 8 | 8,8.5 | 30,40,50 |
| テレフレックス | アローレディガードIABカテーテル | 7,8 | 8,8.5 | 30,40,50 |
| テレフレックス | アローウルトラ8光ファイバーIABカテーテル | 8,8.5 | 8,8.5 | 30,40,50 |
| テレフレックス | アローウルトラ8液充填IABカテーテル | 8 | 8 | 30,40 |
| テレフレックス | アローウルトラフレックス7.5 IABカテーテル | 7.5, 8 | 8,8.5 | 30,40,50 |
表2:異なるIABPメーカー間のカテーテルとシースのサイズの比較33
| 問題 | 考えられる原因 | 解決 |
| コンソールアラーム-「IABPカテーテルを確認してください」 | チューブのねじれ | キンクを和らげる |
| バルーン膜の不完全な展開 | 手動でバルーンを膨らませたり収縮させたりする | |
| バルーンの一部がシースにあります | バルーンの位置を確認する | |
| IABP回路の急速なガス損失または漏れ | 破裂の可能性 | チューブの血液を確認してください |
| チューブに血液がない場合は、接続を再確認してください | ||
| 弱い左橈骨脈拍または左腕虚血。 | 左鎖骨下動脈閉塞 | IABPの位置を確認する |
| 低尿量または血尿 | 腎動脈閉塞 | IABPの位置を確認する |
| 挿入部位からの過剰な出血 | 動脈へのアクセスが難しい、複数のスティック | 遠位流を確保しながらしっかりと圧力をかける |
| 四肢虚血 | 動脈アクセス部位の問題、末梢血管疾患 | IABP を削除することを検討してください。代替アクセスを検討する |
| カテーテルチューブに記録された血液 | バルーン破裂 | IABPを停止し、すぐにカテーテルを取り外します |
| 動脈解離 | ガイドワイヤーの不適切な前進と、その後のIABPの偽の内腔への挿入 | IABP を削除する |
表3:IABPによる潜在的なデバイスの誤動作および主要な患者の合併症のトラブルシューティング
図1:IABPによる血行動態波形とIABP増強の適切なタイミング この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
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Discussion
機械的循環サポートは急速に進化している分野です。新しいサポートデバイスの到着にもかかわらず、IABPは、現在利用可能な機械的循環サポートデバイスを展開するのが最も広く使用され、最も簡単な展開であり続けています25。この記事では、IABPの経皮的挿入の手順、適応症、証拠、トラブルシューティング、合併症について詳しく説明します。AMI関連の心原性ショックにおけるIABPの使用に関する相反する証拠にもかかわらず、IABPは依然として最も広く使用されている機械的サポートの形態です。AMI関連の心原性ショックでの使用に加えて、IABPは冠状動脈バイパス手術やLVADや心臓移植などの高度な心不全治療への架け橋としても使用されます。
IABPの挿入は簡単で、この技術はベッドサイドで、またはできれば透視ガイダンスを使用して位置を確認できる心臓カテーテル検査室で迅速に展開できます。超音波ガイダンスを使用して動脈アクセスを取得し、初回パスの成功と安全性プロファイルを改善することをお勧めします26。IABPワイヤは、バックロード(バルーンとワイヤをユニットとして一緒に進める)または上記のようにワイヤ上にロードすることができます。ただし、既知の末梢血管疾患の患者では、「オーバーザワイヤー」法をお勧めします。これは、狭いまたは曲がりくねった血管系を通してIABPカテーテルをナビゲートすることが可能かどうかを確認するのに役立ちます。四肢虚血の危険因子を有する患者では、血管鞘に続発する虚血性合併症のリスクを低減するシードレス挿入技術を考慮することができる27。
IABPは現在、LVADや心臓移植などの意思決定または高度な心不全治療への架け橋として、末期心不全の患者にますます使用されています。1342人の患者におけるIABPの使用を調べた大規模な研究では、IABPの利用が2018年の心臓移植割り当て変更以来3倍以上増加したことが示されました28。これらの患者は長期間にわたって機械的サポートを必要とすることが多いため、腋窩動脈を介したIABP挿入を検討することができます。腋窩アプローチは忍容性が高く、歩行を可能にし、長時間の機械的サポートを必要とする人の感染リスクを軽減します。これは、歩行を制限し、それによってこの希薄な患者集団における脱コンディショニングを促進する大腿骨アプローチの主要な制限を克服します29。血管内補助人工心臓(iVAS)のようなIABPと同じ原理で動作する新しいデバイスが現在研究されており、一時的な機械的支援装置30を用いて患者を退院させることができる。
IABPによる合併症は、最も一般的には、動脈へのアクセスの困難、位置異常、および末梢血管疾患などの患者の危険因子に起因します。装置の血管内性質のために、最も一般的な合併症は主に血管損傷に関連している。他の合併症には、脳血管障害、血小板減少症、挿入部位出血、大動脈解離、脊髄虚血、血流感染症、バルーン破裂およびガス塞栓症が含まれる11、27、31、32。デバイスのトラブルシューティングと一般的な合併症を表3にまとめます。
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Disclosures
ガネーシュガジャナンMDには、宣言する利益相反はありません
Emmanouil S. Brilakis、MD、PhDは以下の開示を持っています:アボットバスキュラー、アメリカ心臓協会(副編集者サーキュレーション)、アムジェン、バイオトロニック、ボストンサイエンティフィック、心臓血管イノベーション財団(取締役会)、ControlRad、CSI、Ebix、エルゼビア、GEヘルスケア、インフラレッドックス、メドトロニック、シーメンス、テレフレックスからのコンサルティング/スピーカーの謝礼。リジェネロンとシーメンスからの研究支援。株主:三菱重工ベンチャーズ
Jolanta M. Siller-Matula, MD, PhDは、アストラゼネカ、第一三共、イーライリリー、バイエルからの講義またはコンサルタント料、およびロシュ・ダイアグノスティックスからの研究助成金を開示しています。
Ronald L. Zolty, MD, PhDは以下の開示を行っています:Actelion、Bayer、United Therapeutics、Alnhylamのコンサルタント
プーナムヴェラガプディMDには、宣言する利益相反はありません。
Acknowledgments
何一つ
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| IABP catheter and console | Getinge | Sensation Plus | |
| Micropuncture Introducer Set | Cook Medical | G48006 | |
| Sterile drapes | Haylard | ||
| Ultrasound | GE | ||
| Lidocaine | Pfizer |
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