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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2015/02/16 01:58:13」(JST)

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人工心肺装置（じんこうしんぱいそうち）は、心臓外科における手術などの際、一時的に心臓と肺の機能を代行する医療機器である。人工心肺を用いた最初の成功例は、1953年にアメリカ合衆国の外科医ジョン・ヘイシャム・ギボンによってジェファーソン大学病院にて執刀されたものである。ギボンは[IBMの協力を得て]人工心肺装置の開発を行った。ギボンの成功後、Mayo-Clinicの医師たちがギボンの装置を改良し、 Mayo-Gibbon型と呼ばれた。日本における最初の成功例（1956年）は大阪大学医学部助手の曲直部寿夫による。

人工心肺装置の外観

適用

人工心肺装置は虚血性心疾患、弁膜症、大血管疾患、先天性心疾患などの心疾患の手術の際に短時間だけ使用されるものである。

構造

おもに、血液循環、血液ガス交換（二酸化炭素除去、酸素添加）、体温調節がある。心臓手術では心臓を停止させ、心臓への血流を遮断して行うため、血液ポンプ（人工心）により全身への血液循環を代行する。また、人工肺により、血流のなくなる肺のガス交換機能を代行する。さらに、体温調節のための熱交換器がある。血液は右心房から脱血され、人工心肺装置を経由して上行大動脈・大腿動脈へ送血される。

生体は人工心肺装置使用時、低体温、非拍動流、抗凝固剤の大量使用、循環血液量が一定であるなど非生理的な状態におかれるためダメージを受ける。それは短時間であれば問題はないが、長時間となるとその影響は極めて大きい。また、血栓ができやすく、心原性脳梗塞などの危険性も高まる^[1]。人工心肺装置によって生命を長期間維持することができないことを考えれば、それは明らかである。

人工心肺（体外循環）の歴史はこうした非生理学的環境によって生じる生体に対するダメージを如何に克服するかといった研究である。体外循環条件を出来る限り生体の循環条件に近づけるために拍動流体外循環を行ったり、あるいは常温体外循環が試みられているのもその1つの努力である。一方、無輸血手術を獲得するために最近ではヘマトクリット値15%程度まで同種血輸血を行わない高度希釈を伴う体外循環や手術手技上の容易さを獲得する目的で行われる心臓や脳に対する逆行灌流など新しい非生理学的環境が導入されてきている。いずれにしても体外循環が短時間であれば生体はかなりの非生理学的環境を受け入れることが可能であるが、長時間に及んだり或いは重症例など生体側の条件が悪い場合は非生理学的環境そのものが術後合併症と直結する。体外循環のもたらす非生理学的環境は開心術に伴ったサイトカイン増加と密接に関連していると考えられているが、その機序の解明は今日的研究課題である。より安全かつ有効な体外循環を行うために体外循環の病態生理を更に研究し、解明してゆく必要がある。

また、小児用の補助人工心臓は日本では未認可であるため、やむを得ず人工心肺装置で代用することがある。長期使用に耐えるものではないため、死亡の危険性は高い^[1]^[2]^[3]。

経皮的心肺補助装置（PCPS）

経皮的心肺補助装置（けいひてきしんぱいほじょそうち）は、主に急性期の心肺補助に使用される人工心肺装置である。大腿動静脈で送脱血を行う。PCPS（percutaneous cardiopulmonary support）と呼ばれる。PCPSは、その名のとおり注射針のように皮膚を貫いて血管にカニューレ（送血管と脱血管）を挿入するのが特徴である。また、血液回路も非常に単純であるため数分間で準備し装着することができ、心原性ショックの蘇生手段として用いる場合もある。重症冠動脈疾患症例のPTCA施行時の循環補助や、呼吸不全における呼吸補助、重症心不全症例に対して適用される。PCPS装着の遅延により心肺機能が回復しても多臓器に影響を残すこととなる。そのため、適用基準を設けている。

適用病態

体外循環離脱困難症
術後低心拍出量症候群（LOS）難治性不整脈を含む
急性心筋梗塞後心源性ショック
心筋炎による低心拍出量症候群
重症冠動脈疾患症例のPTCAの施行時
呼吸不全に対するECMO

判断基準

主徴：左心不全心係数（成人）＜2.0ℓ/min/m2（小児）＜2.3ℓ/min/m2、収縮期動脈圧＜80～90mmHg、左心房圧＞18mmHg、

右心不全心係数（成人）＜2.0ℓ/min/m2（小児）＜2.3ℓ/min/m2、収縮期動脈圧＜80～90mmHg、中心静脈圧＞18mmHg、左心房圧＞5mmHg

副徴：尿量＜0.5mℓ/kg/h、混合静脈血酸素飽和度＜65％、動脈血酸素含量較差＞7.0Vol%

脚注

^ ^a ^b 脳死の女児緊急時の人工心臓やむなく長期使用　1月14日 18時53分 - 日本放送協会（ウェブ魚拓による保存）
^ ６歳未満脳死:移植ネット、両親のコメント一部削除　毎日新聞　2015年01月14日　21時08分（最終更新　01月14日　22時34分） - 『毎日新聞』　吉田卓矢、斎藤広子
^ リスク高い機器使うしか…　脳死女児の両親、改善願う　2015年1月15日02時48分 - 『朝日新聞』　今直也、野中良祐

外部リンク

体外循環カニューレデータベース

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UpToDate Contents

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1. 人工心肺（CPB）からの離脱 weaning from cardiopulmonary bypass cpb
2. 心臓手術施行患者の術後合併症 postoperative complications among patients undergoing cardiac surgery
3. 成人における体外式膜型人工肺（ECMO） extracorporeal membrane oxygenation ecmo in adults
4. Overview of intestinal ischemia in adults
5. 低侵襲冠動脈バイパス術：定義および技術的な問題 minimally invasive coronary artery bypass graft surgery definitions and technical issues

Japanese Journal

シミュレータによる人工心肺装置操作時、重複操作における危険性の検討

宮本聡史,二宮伸治,岡原重幸,高橋秀暢,松本和希,岡村直哉,黒崎達也,末田泰二郎
体外循環技術 = The journal of extra-corporeal technology 38(4), 552-555, 2011-12-01
NAID 10030358660

実践的な人工心肺装置操作の教育における支援について

橘克典,政清利文
電子情報通信学会技術研究報告. MBE, MEとバイオサイバネティックス 111(234), 19-22, 2011-10-06
… 心臓および大血管の手術においては,患者の肺及び体の血液循環を代行する人工心肺装置(CPB)が使用される.CPBは訓練された臨床工学技士が操作を行い,CPBの操作ミスは大きな医療事故へつながる危険性がある.医療業界でも高度な技能を有する臨床工学技士の育成にはシミュレーションシステムの導入が有効とされている.しかし,シミュレーションシステムの導入には多大なコストがかかり,これを用いた教育指導方法が課題 …
NAID 110008900131