Cardiology · B-05
機械的循環補助による末期心不全の治療
Treatment of end-stage heart failure with mechanical circulatory support
- 前提:病態
- 心原性ショックの原因
- 前提:正常
- 心周期と心音心臓のポンプ機能と心拍出量の調節冠循環
🧠 全体像:機械的循環補助mechanical circulatory support機械的循環補助(mechanical circulatory support)mechanical circulatory support(機械的循環補助)は、回復・治療方針treatment strategy治療方針(treatment strategy)treatment strategy(治療方針)決定・移植までの橋渡し、または恒久治療として心臓のポンプ機能pump functionポンプ機能(pump function)pump function(ポンプ機能)を代替する。
末期慢性心不全chronic heart failure慢性心不全(chronic heart failure)chronic heart failure(慢性心不全)はNYHANew York Heart AssociationNYHA(New York Heart Association)New York Heart Association(NYHA) IV、すなわち安静時にも症状があり、身体活動physical activity身体活動(physical activity)physical activity(身体活動)ができない状態である。原因には虚血性拡張型心筋症dilated cardiomyopathy, DCM拡張型心筋症(dilated cardiomyopathy, DCM)dilated cardiomyopathy, DCM(拡張型心筋症)、肥大型心筋症hypertrophic cardiomyopathy, HCM肥大型心筋症(hypertrophic cardiomyopathy, HCM)hypertrophic cardiomyopathy, HCM(肥大型心筋症)、先天性心疾患congenital heart disease (CHD)先天性心疾患(congenital heart disease (CHD))congenital heart disease (CHD)(先天性心疾患)がある。
補助戦略
| 期間 | 戦略 | 代表的状況 |
|---|---|---|
| 短期 | 回復への橋渡し(bridge to recovery) | 急性MI、心筋炎、心臓手術後症候群postcardiotomy syndrome心臓手術後症候群(postcardiotomy syndrome)postcardiotomy syndrome(心臓手術後症候群)、初期グラフト不全primary graft failure初期グラフト不全(primary graft failure)primary graft failure(初期グラフト不全) |
| 短期 | 方針決定への橋渡し/次のデバイスへの橋渡し(bridge to decision / bridge to bridge) | 心原性ショックcardiogenic shock, CS心原性ショック(cardiogenic shock, CS)cardiogenic shock, CS(心原性ショック)、切迫する多臓器不全multiple organ failure (MOF)多臓器不全(multiple organ failure (MOF))multiple organ failure (MOF)(多臓器不全) |
| 長期 | 移植への橋渡し/移植適格性transplant eligibility (candidacy)移植適格性(transplant eligibility (candidacy))transplant eligibility (candidacy)(移植適格性)獲得への橋渡し(bridge to transplant / candidacy) | 移植待機elective待機(elective)elective(待機)、移植適格性transplant eligibility (candidacy)移植適格性(transplant eligibility (candidacy))transplant eligibility (candidacy)(移植適格性)獲得まで |
| 長期 | 最終治療destination therapy最終治療(destination therapy)destination therapy(最終治療) | 移植不適格ineligible不適格(ineligible)ineligible(不適格)患者の長期補助long-term support長期補助(long-term support)long-term support(長期補助) |
長期MCSへ進む前に、現代的なガイドライン推奨薬物治療(guideline-directed medical therapy;GDMT)を最大耐容tolerance (of a dose/treatment)耐容(tolerance (of a dose/treatment))tolerance (of a dose/treatment)(耐容)量まで導入し、適応があればCRTcardiac resynchronization therapyCRT(cardiac resynchronization therapy)cardiac resynchronization therapy(CRT)/ICDも検討する。それでも進行性の症状、反復入院、低灌流または臓器障害が続く進行性心不全で、移植適格性transplant eligibility (candidacy)移植適格性(transplant eligibility (candidacy))transplant eligibility (candidacy)(移植適格性)、右心機能、感染・出血リスク、患者の目標を含めてMCSを評価する。古いHFrEF治療アルゴリズムをそのまま適用せず、薬物・デバイス治療の更新を反映する。
短期補助
大動脈内バルーンパンピング
下行大動脈descending aorta下行大動脈(descending aorta)descending aorta(下行大動脈)内のカテーテル先端のバルーンを拡張期に膨張させ冠灌流coronary perfusion冠灌流(coronary perfusion)coronary perfusion(冠灌流)を増加し、収縮期直前に収縮させ後負荷afterload後負荷(afterload)afterload(後負荷)を軽減する。動脈圧波形では大動脈弁閉鎖を示すディクロティックノッチdicrotic notchディクロティックノッチ(dicrotic notch)dicrotic notch(ディクロティックノッチ)直後に膨張して拡張期増強diastolic augmentation拡張期増強(diastolic augmentation)diastolic augmentation(拡張期増強)を作り、次の収縮期直前に収縮して補助後の拡張末期圧assisted end-diastolic pressure拡張末期圧(assisted end-diastolic pressure)assisted end-diastolic pressure(拡張末期圧)と収縮期圧systolic pressure収縮期圧(systolic pressure)systolic pressure(収縮期圧)を低下させる。タイミング不良では補助効果が落ち、後負荷afterload後負荷(afterload)afterload(後負荷)をかえって増やし得る。選択された急性低心拍出量・心原性ショックcardiogenic shock, CS心原性ショック(cardiogenic shock, CS)cardiogenic shock, CS(心原性ショック)で、回復や根治治療curative therapy根治治療(curative therapy)curative therapy(根治治療)までの橋渡しに用いる。左室容量負荷volume overload容量負荷(volume overload)volume overload(容量負荷)を直接減らさず、下肢虚血・出血リスクがある。抗凝固は出血・血栓リスクthrombotic risk血栓リスク(thrombotic risk)thrombotic risk(血栓リスク)と使用期間に応じ個別化し、一律に完全抗凝固必須とはしない。高度ARと大動脈解離aortic dissection大動脈解離(aortic dissection)aortic dissection(大動脈解離)は原則禁忌である。
静脈動脈ECMO(VA-ECMO)
静脈血を太いカニューレcannulaカニューレ(cannula)cannula(カニューレ)から吸引し、人工膜でCO₂除去・酸素化した後、動脈系へ返血blood return (reinfusion to the patient)返血(blood return (reinfusion to the patient))blood return (reinfusion to the patient)(返血)する小型心肺装置である。心肺を迂回して心原性ショックcardiogenic shock, CS心原性ショック(cardiogenic shock, CS)cardiogenic shock, CS(心原性ショック)時に完全循環補助と酸素化を提供し、末梢の大腿動静脈から導入でき搬送も可能である。
⚠️ VA-ECMOは短期補助short-term support短期補助(short-term support)short-term support(短期補助)が基本だが、原資料の「最長約1週間」は固定上限ではない。回復可能性、橋渡し戦略、酸素化器oxygenator酸素化器(oxygenator)oxygenator(酸素化器)/回路機能と合併症を反復評価して期間を個別化する。下肢虚血予防に末梢灌流用カニューレdistal perfusion cannula末梢灌流用カニューレ(distal perfusion cannula)distal perfusion cannula(末梢灌流用カニューレ)を考慮し、出血・凝固異常、溶血、血栓塞栓症、感染症/敗血症を監視する。
VA-ECMOを含む一時的MCSは、デバイスを早期にルーチン導入すれば死亡率が必ず低下するとはいえない。ショックの原因、左室・右室障害、酸素化、回復可能性と合併症リスクrisk of complications合併症リスク(risk of complications)risk of complications(合併症リスク)をショックチームshock teamショックチーム(shock team)shock team(ショックチーム)で評価し、目標を明確にして選択する。1
CentriMag
ECMOと同じく体外ポンプを使うが、デバイス単体には酸素化器oxygenator酸素化器(oxygenator)oxygenator(酸素化器)がなくガス交換を行わない。大血管・心房へ外科的に接続し、LVAD、RVADまたはBiVADとして回復・方針決定・次のデバイス/移植まで短期補助short-term support短期補助(short-term support)short-term support(短期補助)する。実際の使用期間は承認条件approval conditions承認条件(approval conditions)approval conditions(承認条件)、回路構成、合併症で決まるため「必ず1〜2か月」とは限らない。
長期補助
| デバイス | ポンプ/流量 | 補助様式support補助様式(support)support(補助様式) | 特徴 |
|---|---|---|---|
| Berlin Heart EXCOR | 空気圧駆動の拍動流pneumatic pulsatile拍動流(pneumatic pulsatile)pneumatic pulsatile(拍動流)、5 L/min | LVAD・RVAD・BiVAD | 小児可;大表面積と機械弁mechanical valve機械弁(mechanical valve)mechanical valve(機械弁)により血栓・出血リスクが高く強力な抗凝固が必要 |
| HeartMate II | 第2世代 軸流型持続流axial continuous flow軸流型持続流(axial continuous flow)axial continuous flow(軸流型持続流)、5–10 L/min | LVADのみ | 小型胸腔内intrathoracic胸腔内(intrathoracic)intrathoracic(胸腔内)ポンプ、低い感染率、在宅退院可能 |
| HeartMate 3 | 完全磁気浮上型の遠心型持続流centrifugal continuous flow遠心型持続流(centrifugal continuous flow)centrifugal continuous flow(遠心型持続流) | LVAD | HeartMate IIよりポンプ血栓・非致死性脳卒中non-fatal stroke非致死性脳卒中(non-fatal stroke)non-fatal stroke(非致死性脳卒中)などが少ないが、出血、ドライブライン感染driveline infectionドライブライン感染(driveline infection)driveline infection(ドライブライン感染)、脳卒中、右心不全などのリスクは残る2 |
LVADでは左室心尖部cardiac apex (apex of the heart)心尖部(cardiac apex (apex of the heart))cardiac apex (apex of the heart)(心尖部)から脱血blood drainage (ECMO outflow from patient)脱血(blood drainage (ECMO outflow from patient))blood drainage (ECMO outflow from patient)(脱血)し、ポンプを介して上行大動脈ascending aorta上行大動脈(ascending aorta)ascending aorta(上行大動脈)へ送血blood return (ECMO inflow to patient)送血(blood return (ECMO inflow to patient))blood return (ECMO inflow to patient)(送血)する。体外コントローラーexternal controller体外コントローラー(external controller)external controller(体外コントローラー)とバッテリーbatteryバッテリー(battery)battery(バッテリー)により歩行可能となる。
画像から読むMCSの血流経路
| デバイス | 血液・圧の流れ | 画像で押さえる構造 |
|---|---|---|
| IABP | 血液を体外へ取り出さず、下行大動脈descending aorta下行大動脈(descending aorta)descending aorta(下行大動脈)内で拡張期に膨張・収縮期直前に収縮 | バルーン、ECG/動脈圧との同期 |
| VA-ECMO | 静脈 → 脱血カニューレdrainage cannula脱血カニューレ(drainage cannula)drainage cannula(脱血カニューレ) → ポンプ → 膜型人工肺membrane oxygenator膜型人工肺(membrane oxygenator)membrane oxygenator(膜型人工肺) → 動脈 | コンソールconsoleコンソール(console)console(コンソール)、ポンプ、酸素化器oxygenator酸素化器(oxygenator)oxygenator(酸素化器)、サーモスタットthermostatサーモスタット(thermostat)thermostat(サーモスタット)と太い送脱血カニューレdrainage cannula脱血カニューレ(drainage cannula)drainage cannula(脱血カニューレ) |
| CentriMag/体外設置型VAD(extracorporeal VAD) | 心房/心室 → 体外遠心ポンプextracorporeal centrifugal pump体外遠心ポンプ(extracorporeal centrifugal pump)extracorporeal centrifugal pump(体外遠心ポンプ) → 肺動脈/大動脈 | 酸素化器oxygenator酸素化器(oxygenator)oxygenator(酸素化器)なしの短期ポンプ回路 |
| 植込み型LVAD(implantable LVAD) | LV心尖部cardiac apex (apex of the heart)心尖部(cardiac apex (apex of the heart))cardiac apex (apex of the heart)(心尖部) → 植込み型ポンプ → 送血グラフトoutflow graft送血グラフト(outflow graft)outflow graft(送血グラフト) → 上行大動脈ascending aorta上行大動脈(ascending aorta)ascending aorta(上行大動脈) | ドライブラインdrivelineドライブライン(driveline)driveline(ドライブライン)、体外コントローラーexternal controller体外コントローラー(external controller)external controller(体外コントローラー)、バッテリーbatteryバッテリー(battery)battery(バッテリー) |
| Berlin Heart EXCOR | 心房/心室 → 体外血液チャンバーblood chamber体外血液チャンバー(blood chamber)blood chamber(体外血液チャンバー) → 大血管 | 空気圧チャンバーpneumatic chamber空気圧チャンバー(pneumatic chamber)pneumatic chamber(空気圧チャンバー)と一方向弁endobronchial one-way valve一方向弁(endobronchial one-way valve)endobronchial one-way valve(一方向弁)による拍動流pneumatic pulsatile拍動流(pneumatic pulsatile)pneumatic pulsatile(拍動流) |
この回路差から、VA-ECMOはガス交換と循環を同時に補助できる一方、単独VAD(isolated VAD)は主にポンプ機能pump functionポンプ機能(pump function)pump function(ポンプ機能)を補うことが分かる。
flowchart TD
A["末期HF/<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cardiogenic shock, CS'>心原性ショック</span>"] --> B["短期か長期かを判断"]
B --> C["短期:IABP/VA-ECMO/CentriMag"]
B --> D["長期:EXCOR/HeartMate"]
C --> E["回復・方針決定・次のデバイスへの橋渡し"]
D --> F["移植への橋渡し または <span class='jp-term jp-term-diagram' title='destination therapy'>最終治療</span>"]
退院後はバッテリーbatteryバッテリー(battery)battery(バッテリー)の充電・交換、ドライブラインdrivelineドライブライン(driveline)driveline(ドライブライン)出口部の無菌処置と固定、入浴時の保護、抗凝固とINR確認を行う。体重、INR、経口抗凝固薬量、体温、デバイスパラメーターdevice parameterデバイスパラメーター(device parameter)device parameter(デバイスパラメーター)を日誌に記録し、毎月フォローアップFollow-up Routinesフォローアップ(Follow-up Routines)Follow-up Routines(フォローアップ)する。
まとめ
- MCSは目的(回復、方針決定、移植、最終治療destination therapy最終治療(destination therapy)destination therapy(最終治療))からデバイスを選ぶ。
- IABPは冠灌流coronary perfusion冠灌流(coronary perfusion)coronary perfusion(冠灌流)増加と後負荷軽減afterload reduction後負荷軽減(afterload reduction)afterload reduction(後負荷軽減)、VA-ECMOは循環と酸素化、VADは片心室・両心室のポンプ補助を担う。
- 出血・血栓、感染、溶血、下肢虚血とデバイス管理が予後を左右する。
出典
- 1.Mechanical circulatory support for cardiogenic shock: a network meta-analysis of randomized controlled trials and propensity score-matched studies(Intensive Care Medicine・2024)難治性心原性ショックで機械的循環補助デバイスの死亡利益が一貫して確立していないこと閲覧 2026-08-09
- 2.A Fully Magnetically Levitated Left Ventricular Assist Device — Final Report(New England Journal of Medicine・2019)HeartMate 3が旧世代軸流型LVADよりポンプ血栓と非致死性脳卒中を減らしたこと閲覧 2026-08-09