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方法論記事

成人患者におけるポイントオブケア超音波ガイド下末梢静脈・動脈体外式膜酸素供給（ECMO）カニュレーション

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DOI:

10.3791/72871

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2026年8月14日

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1Department of Emergency Medicine, Sir Run Run Shaw Hospital, 2Department of Ultrasound, Sir Run Run Shaw Hospital, 3Key Laboratory of Precision Medicine in Diagnosis and Monitoring Research of Zhejiang Province, Sir Run Run Shaw Hospital, 4School of Medicine, Shaoxing University, 5Key Laboratory of Emergency and Trauma of Ministry of Education, Engineering Research Center for Hainan Biological Sample Resources of Major Diseases

この記事について

サマリー

このプロトコールでは、術前評価、リアルタイムの術中ガイダンス、および穿刺後の確認を通じて、末梢静脈-動脈体外式膜酸素化（VA-ECMO）のカニュレーションを誘導するためのポイントオブケア超音波（POCUS）の使用方法を実演します。

要約

ポイントオブケア超音波（POCUS）は、末梢静脈-動脈体外式膜型酸素化（VA-ECMO）の挿管をガイドするための重要なイメージングモダリティとなっています。本プロトコルでは、術前評価、リアルタイムの術中ガイド、および挿管後の確認を含む、末梢VA-ECMO挿管ワークフロー全体におけるPOCUSの統合について記述します。術前評価において、POCUSは動脈と静脈の識別、適切なカニューレサイズを推定するための血管径の測定、ならびにプラーク、血栓症、狭窄などの血管病変の特定を容易にします。挿管中は、アウトオブプレーンおよびインプレーンの超音波技術を併用することで、ガイドワイヤーのリアルタイム可視化、標的血管内へのガイドワイヤー配置の確認、および後壁穿孔や隣接構造への損傷の回避が可能になります。挿管後、POCUSを用いて、脱血カニューレの下大静脈-右心房接合部への配置および送血カニューレの外腸骨動脈または総腸骨動脈レベルへの配置を確認し、心タンポナーデ、カニューレの誤配置、血栓症などの合併症を評価します。指標に基づく手法や透視ガイド下の手法と比較して、POCUSは電離放射線を使用せずにベッドサイドでのイメージングを提供し、蘇生処置を中断することなく継続的な術中ガイドをサポートします。本プロトコルは、超音波ガイド下末梢VA-ECMO挿管のための実用的でエビデンスに基づいたアプローチを提供し、広範なVA-ECMO管理ではなく、特に血管アクセスと挿管に焦点を当てています。

概要

静脈・動脈体外式膜酸素供給（VA-ECMO）は、重症心原性ショック、難治性心停止、および深刻な心肺不全を伴う患者に対する救済療法として用いられます1,2。VA-ECMOの利用が増加するにつれ、安全で迅速かつ信頼性の高いカニューレ挿入手技への需要も高まっています。セルディンガー法を用いた経皮的カニューレ挿入は、外科的な血管切開に伴う合併症を回避でき、ベッドサイドで実施可能であるため、末梢VA-ECMOで一般的に用いられています3,4。本手法は、特に超音波ガイド下での末梢VA-ECMOカニューレ挿入を目的としており、他のECMO構成における超音波のより広範な利用や、挿入後の包括的な血行動態管理については扱いません。

末梢VA-ECMOの導入は、従来、解剖学的指標または透視下で行われてきました。指標に基づいた手法には、カニューレの誤挿入や血管合併症のリスクが伴います5。透視法は正確な画像ガイダンスを提供しますが、カテーテル室への搬送が必要となる場合があり、患者とスタッフが電離放射線に曝露されるほか、腎症のリスクがある造影剤の使用を伴う可能性があります6。ポイントオブケア超音波（POCUS）は、非侵襲的で繰り返し実施可能かつポータブルな代替手段であり、進行中の蘇生処置を大幅に中断することなくベッドサイドで使用できます7。状況に応じてフェーズドアレイ、コンベックス、またはリニアプローブを使用することで、術者は標的血管を評価し、ガイドワイヤーとカニューレをリアルタイムで可視化し、下大静脈（IVC）と右心房の接合部または腸骨動脈系内での位置を確認し、カニューレの誤配置や血栓症などの合併症を評価することが可能です8。低流量状態や心肺蘇生が継続している間は、血管の判別に拍動性や圧迫性が信頼しにくくなる場合があるため、血管の形態、壁の特徴、解剖学的部位、およびガイドワイヤーの位置も考慮する必要があります。

本プロトコルの全般的な目的は、術前の血管評価、穿刺およびガイドワイヤ挿入時のリアルタイムガイダンス、カニュレーション後のカニューレ位置確認、および合併症評価を含む、末梢VA-ECMOカニュレーション全行程におけるPOCUSの使用について述べることです。本プロトコルは、ベッドサイドでの大腿動静脈VA-ECMOカニュレーションを実施または導入している施設を対象としており、透視装置が利用できない場合、不便な場合、あるいは蘇生を遅らせる可能性がある場合に最適です。本プロトコルの主な貢献は、術前の血管評価、術中のリアルタイムガイダンス、およびカニュレーション後の確認を網羅し、末梢VA-ECMOカニュレーションのワークフロー全体にポイントオブケア超音波を統合したことです6。すべての実務者は、処置を行う前に、浙江省における制限付き医療技術の標準トレーニングプログラムを完了し、必要な認定を取得しました。また、施設内のプロトコル遵守と処置の安全性を確保するため、上級主治医が処置を監督しました。

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プロトコル

本研究は、浙江大学医学院 Sir Run Run Shaw 病院の倫理委員会の承認を得ている（承認番号：2026-2186）。組み入れ基準は VA-ECMO 治療を受けているすべての患者とし、除外基準は超音波検査の拒否とした。症例報告および付随する画像の公開に関する書面によるインフォームドコンセントは、法的な権限を持つ代理人から得られた。本処置に伴う潜在的なリスクには、血管損傷、血管破裂、心タンポナーデ、心破裂、後腹膜血腫、およびその他の臨床的に関連する有害事象が含まれる。

1. 安全手順

  1. ニトリル手袋またはラテックスフリーの手袋を着用してください。
    注意：患者に治癒過程にある手術創がある場合は、個別に包装された滅菌超音波ジェルを使用してください。
  2. トランスデューサに非滅菌超音波ジェルを塗布し、処置中の無菌性を維持するためにトランスデューサを滅菌シースで覆います。穿刺部位には、音響結合剤として滅菌生理食塩水またはポビドンヨード溶液を塗布してください。

2. プローブの選択

  1. フェーズドアレイ形プローブ（1.0–5.0 MHz）を用いて、心臓および下大静脈（IVC）を評価します。
  2. 高周波リニアプローブ（5.0–10.0 MHz）を用いて、大腿動脈および大腿静脈を評価し、カニュレーション時の血管アクセスをガイドします。
  3. コンベックスプローブ（2.5–5.0 MHz）を用いて、腸骨動脈および下大静脈（IVC）を評価します。

3. 患者のポジショニング

  1. 患者を仰臥位にします。
    注：仰臥位が不可能な場合は、VA-ECMOカニューレの脱落や位置ずれを避けるために、最も好ましい体位を維持してください。

4. 超音波ガイド下VA-ECMOカニュレーションの手順

  1. カニューレーション前の超音波アセスメントを実施する。
    1. 動脈と静脈を識別する。
      1. 円形の短軸像、内膜線が視認できる厚い血管壁、心周期に伴う拍動、および拍動性ドップラー波形を確認して、動脈を識別する。
      2. 不規則な短軸像、静脈弁が視認できる薄い血管壁、非拍動性、および連続的な低流速ドップラー波形を確認して、静脈を識別する。
      3. プローブで軽く圧迫し、血管の圧迫性を評価する。静脈は徐々に潰れるが、動脈は変化しないことを確認する。
      4. 体外式心肺蘇生（ECPR）においては、血管の形態、壁の厚さ、および解剖学的位置に基づいて動脈と静脈を区別する。あるいは、ガイドワイヤー挿入後、ガイドワイヤーが下大静脈（IVC）または腹部大動脈内に位置していることを確認する。
    2. 適切なECMOカニューレサイズを選択する。2次元超音波を用いて、標的血管の短軸内径（D）を測定する。最大カニューレサイズを次のように推定する：French (Fr) = D (mm) × 3。
      注：動脈プラーク、静脈血栓症、管腔狭窄、解離性動脈瘤、動静脈瘻、およびその他の血管異常がないか評価する。重大な病変がある血管は、カニューレーションの標的から除外する。
  2. カニューレーション中にリアルタイムの超音波ガイドを行う。
    1. 超音波で標的血管を特定する。インプレーン法とアウトオブプレーン法を組み合わせて血管穿刺を行う。
    2. セルジンガー法を用いて血管穿刺を行い、ガイドワイヤーを進める。
    3. カニューレを進める前に、標的とするガイドワイヤーの挿入深度を測定し、印をつける（例：剣状突起から穿刺点までの距離を使用する）。ガイドワイヤー挿入後、カニューレを進める前にベッドサイド超音波を行い、ガイドワイヤーの先端が下大静脈と右心房の接合部に位置していることを確認する。
    4. メスで0.5-cmの皮膚切開を行う。ダイレーターを用いて皮下組織と血管を順次拡張させる。
    5. ガイドワイヤーに沿って動脈または静脈カニューレを進める。
    6. 穿刺およびカニューレーションの間、超音波ガイド下でガイドワイヤーとカニューレ先端を継続的に追跡する。
    7. カニューレが正しい位置にあることを確認した後、縫合糸でカニューレを固定し、挿入部位を滅菌ドレッシングで保護する。
      注：アウトオブプレーン法とインプレーン法を併用する。短軸像を用いて、針先が血管腔内にあることを確認し、隣接する血管への損傷を避ける。長軸像を用いて、針が標的血管に沿っていることを確認し、後壁穿通を避ける。血管の解剖学的構造および患者の体格に応じて、針の角度、方向、深度を調整する。動脈穿刺は下腹壁動脈の下方、かつ総大腿動脈分岐点の上方で実施する。静脈穿刺は総大腿静脈分岐点の上方で実施する。
  3. カニューレーション後のアセスメントを実施する。
    1. カニューレーション成功後、心エコーを行い、心タンポナーデなどの合併症がないか評価する。
    2. カニューレ先端の位置を確認する。
      1. 脱血カニューレの先端を下大静脈（IVC）と右心房の接合部に配置する。
      2. 大腿動脈返血カニューレの先端を外腸骨動脈のレベルに配置する。
    3. 末梢大腿動脈VA-ECMOカニューレーションに伴う下肢虚血のリスクを軽減するため、浅大腿動脈に遠位灌流カテーテルを留置する。
      注：大腿動脈にアテローム性動脈硬化、狭窄がある患者、または過去に心肺蘇生を受けたことがある患者では、遠位灌流カテーテルの予防的留置を検討する。カテーテルを浅大腿動脈に留置する。血管狭窄や血流低下により留置が困難な場合は、超音波ガイドを用いて血管走行に従い穿刺およびカニューレーションを行う。

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結果

当院は2,000床を備えた三次救急病院です。ベッドサイドでの末梢VA-ECMOカニュレーションは、救急医学および集中治療医学の指導医によって行われており、年間症例数は約30～40件です。当院では、超音波ガイド下ベッドサイドカニュレーションを標準的な第一選択アプローチとしています。代表的な超音波画像は、浙江大学医学院Sir Run Run Shaw病院の救急集中治療室（EICU）にて、集中治療医によって行われた末梢VA-ECMOカニュレーションの手技中に取得されました。超音波検査は、訓練を受けたソノグラファーが超音波診断装置を用いて実施しました。体表の解剖学的ランドマーク画像は標準化患者から取得し、手技中の超音波画像は末梢VA-ECMOカニュレーションを受ける患者から取得しました。

図1は、処置前の血管アセスメントにおける代表的な所見を示しています。図1Aは、体表の解剖学的指標および推奨される大腿穿刺部位を示しています。図1...

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ディスカッション

POCUSは、末梢VA-ECMOカニュレーションのワークフロー全体において不可欠な画像診断法となっています。本プロトコルでは、処置前の血管評価、処置中のリアルタイムガイダンス、およびカニュレーション後の確認を含む体系的なアプローチについて詳細に説明します。処置前の血管評価は、最適な穿刺部位の選択から始まり、次にPOCUSによる評価を行って動脈と静脈を識別します。血管径を測定して最大カニュラサイズを推定する（French [Fr] = D [mm] × 3）ことは、臨床研究で検証された実用的かつ根拠に基づいた戦略となります9。

手技中にアウトオブプレーン（面外）法とインプレーン（面内）法の超音波技術を組み合わせることは、従来のランドマーク法に比べて明確な利点があります。短軸像では、血管腔内における針先の位置を確認し、隣接構造への損傷を防ぐことができます。一方、長軸像では、針が標的血管と一直線に並んでいることを確認し、後壁穿破を回避するのに役立ちます。この二角的なアプローチは、胸骨圧迫によって血管が大幅に移動する可能性があり、また心機能（...

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開示事項

本記事では、言語校正に人工知能（AI）支援サービスを利用しました。

謝辞

Z.Z.は、新興および主要感染症の予防・制御に関する国家科学技術重大プロジェクト（No. 2025ZD01902500およびNo. 2025ZD01902501）、中国国家重点研究開発計画（No. 2023YFC3603104）、中国国家自然科学基金（No. 82472243およびNo. 82272180）、中央大学基礎研究基金（No. 226-2025-00024）、浙江省自然科学基金・華東医学共同基金（No. LHDMD24H150001）、浙江省重点研究開発プロジェクト（No. 2024C03240）、国家中医学管理局科学技術部と浙江省中医学管理局による共同科学プロジェクト（No. GZY-ZJ-KJ-24082）、浙江省総合健康科学技術プログラム（No. 2024KY1099）、浙江大学龍泉イノベーションセンタープロジェクト（No. ZJDXLQCXZCJBGS2024016）、北京自然科学基金（No. 7252298）、呉潔平医学基金特別研究助成金（No. 320.6750.2024-23-07）、および浙江省疾病制御・予防科学技術プログラム（No. 2026JKZ042）より資金提供を受けました。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
曲面型超音波トランスデューサ（2.5–5.0 MHz)Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd.120-018844-00仕様：C5-1s
曲面超音波トランスデューサ (2.5–5.0 MHz)Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd.120-018844-00仕様：C5-1s
ガイドワイヤーテルモ株式会社20153032566仕様：RF*GA35153M
ガイドワイヤーテルモ株式会社20153032566仕様：RF*GA35153M
高周波リニア超音波トランスデューサ（5.0–10.0 MHz)Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd.120-018844-00仕様：L12-4s
高周波リニア超音波トランスデューサ (5.0–10.0 MHz)Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd.120-018844-00仕様：L12-4s
ラテックスフリーの手袋ARMEDICOM (M) SDN. BHD.20190299安全手順におけるニトリル手袋の代替品
ラテックスフリー手袋ARMEDICOM (M) SDN. BHD.20190299安全手順におけるニトリル手袋の代替品
ニトリル手袋山東藍帆創新科技有限公司20160003安全手順に必要
ニトリル手袋Shandong Blue Sail Innovation Co., Ltd.20160003安全手順に必須
末梢体外式膜型人工肺（ECMO）カニューレおよび穿刺用アクセサリーMaquet Cardiopulmonary GmbH20183101652仕様：BE-PAL1723
末梢側体外式膜肺人工心肺カニューラおよび穿刺用アクセサリーMaquet Cardiopulmonary GmbH20183101652仕様：BE-PAL1723
フェーズドアレイ超音波トランスデューサ (1.0–5.0 MHz)Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd.120-018844-00仕様：SP5-1S
フェーズドアレイ超音波トランスデューサ (1.0–5.0 MHz)Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd.120-018844-00仕様：SP5-1S
メス杭州華威製薬有限公司201520207130.5 cmの皮膚切開を行うために使用する
メス杭州華為製薬有限公司201520207130.5 cmの皮膚切開を行うために使用する
滅菌ドレッシングShaoxing Fuqing Health Products Co., Ltd.20172140349カニューレ挿入部位の保護に使用
滅菌ドレッシング紹興福清健康製品有限公司20172140349カニューレ挿入部位の保護に使用されます。
縫合糸Ethicon, LLCXJ8720.O31カニューレの固定に使用する 
縫合糸Ethicon, LLCXJ8720.O31カニューレの固定に使用する 
超音波ゼリーHangzhou Kaipule Medical Devices Co., Ltd.20150031仕様：KL-250 タイプII
超音波ゼリー杭州凱普樂医療器械有限公司20150031仕様：KL-250 タイプII
超音波画像診断システムShenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd.20193061691仕様：M9
超音波診断装置Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd.20193061691仕様：M9
血管シーステルモ株式会社20193031784仕様：RS*A60K10SQ
血管シーステルモ株式会社20193031784仕様：RS*A60K10SQ
血管拡張器セットMaquet Cardiopulmonary GmbH20183101652組織および血管の段階的な拡張に使用される
血管拡張器セットMaquet Cardiopulmonary GmbH20183101652組織および血管の逐次的な拡張に使用

参考文献

  1. Guglin M, et al. Venoarterial ECMO for adults: JACC Scientific Expert Panel. J Am Coll Cardiol. 2019;73:698-716.
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  4. Rupprecht L, et al. Pitfalls in percutaneous ECMO cannulation. Heart Lung Vessels. 2015;7:320-6.
  5. Bonicolini E, et al. Limb ischemia in peripheral veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation: A narrative review of incidence, prevention, monitoring, and treatment. Crit Care. 2019;23:266.
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  7. Douflé G, Roscoe A, Billia F, Fan E. Echocardiography for adult patients supported with extracorporeal membrane oxygenation. Crit Care. 2015;19:326.
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  9. Chen Y, et al. Impact factors of POCUS-guided cannulation for peripheral venoarterial extracorporeal membrane oxygenation: One single-center retrospective clinical analysis. Medicine (Baltimore). 2022;101:e29489.
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  12. Oren-Grinberg A, Talmor D, Brown SM. Focused critical care echocardiography. Crit Care Med. 2013;41:2618-26.
  13. Adriaansen EJM, et al. Cardiac tamponade during venoarterial extracorporeal membrane oxygenation: A case report. J Med Case Rep. 2023;17:50.
  14. Napp LC, et al. Cannulation strategies for percutaneous extracorporeal membrane oxygenation in adults. Clin Res Cardiol. 2016;105:283-96.
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