今日の臨床サポート

低(無)酸素・虚血後脳症

著者: 木下浩作 日本大学医学部救急医学系救急集中治療医学分野

監修: 永山正雄 国際医療福祉大学大学院医学研究科 脳神経内科学

著者校正済:2022/11/24
現在監修レビュー中
参考ガイドライン:
  1. 日本蘇生協議会:JRC蘇生ガイドライン2020
患者向け説明資料

概要・推奨   

  1. (無)酸素虚血後脳症とは、脳の灌流低下や低酸素血症によって起こる脳の全体的な障害状態である。
  1. 診断は、病歴にて行う。心停止や気道異物による窒息、入浴中の溺水などにより、バイタルサインが回復しても意識障害が持続する場合は、低(無)酸素・虚血後脳症を疑い原因の評価と加療の検討を始める(推奨度1)
  1. 全身性の病態に引き続いて発生することが多く、特に心筋梗塞、致死性不整脈や重症肺炎、急性呼吸窮迫症候群や肺塞栓などの心肺疾患や急性中毒が重要である。臨床的には、極端な低血圧(収縮期血圧<60mmHg)、心停止や気道異物による窒息が原因となることが多い。
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薬剤監修について:
オーダー内の薬剤用量は日本医科大学付属病院 薬剤部 部長 伊勢雄也 以下、林太祐、渡邉裕次、井ノ口岳洋、梅田将光による疑義照会のプロセスを実施、疑義照会の対象については著者の方による再確認を実施しております。
※薬剤中分類、用法、同効薬、診療報酬は、エルゼビアが独自に作成した薬剤情報であり、 著者により作成された情報ではありません。
尚、用法は添付文書より、同効薬は、薬剤師監修のもとで作成しております。
※同効薬・小児・妊娠および授乳中の注意事項等は、海外の情報も掲載しており、日本の医療事情に適応しない場合があります。
※薬剤情報の(適外/適内/⽤量内/⽤量外/㊜)等の表記は、エルゼビアジャパン編集部によって記載日時にレセプトチェックソフトなどで確認し作成しております。ただし、これらの記載は、実際の保険適応の査定において保険適応及び保険適応外と判断されることを保証するものではありません。また、検査薬、輸液、血液製剤、全身麻酔薬、抗癌剤等の薬剤は保険適応の記載の一部を割愛させていただいています。
(詳細はこちらを参照)
著者のCOI(Conflicts of Interest)開示:
木下浩作 : 研究費・助成金など(旭化成メディカル),奨学(奨励)寄付など(旭化成ファーマ)[2022年]
監修:永山正雄 : 特に申告事項無し[2022年]

改訂のポイント
  1. 院外心停止で自己心拍再開後に反応のない低(無)酸素・虚血後脳症では、体温管理療法を行うことが提案されており、基本的な考え方はJRC蘇生ガイドライン2015から変更されていない。今後、体温管理療法の精度や呼吸・循環管理、感染対策などの全身管理が重要視されるであろう。

病態・疫学・診察

疾患情報(疫学・病態)  
  1. 低(無)酸素・虚血後脳症は、脳の灌流低下や低酸素血症によって起こる脳の全体的な障害状態である。全身性の病態に引き続いて発生することが多く、特に心筋梗塞、致死性不整脈や重症肺炎、急性呼吸窮迫症候群や肺塞栓などの心肺疾患や急性中毒が重要である。
  1. 心停止後症候群の基本病態は、不十分な再灌流や再灌流傷害、全身虚血後に発生するフリーラジカルに代表される副産物による脳傷害や全身の凝固障害からなる。特に、自己心拍再開後の心機能や循環系変動に伴い、ショック(低拍出性、心原性など)から全身性炎症反応症候群に進展する。全身性の低酸素状態は、微小循環障害から神経毒やフリーラジカルが大量に発生し、脳脊髄液や血液を通じて、脳や全身の微小循環障害が持続する。
  1. 心停止後症候群では、一過性の脳血流の増加がみられるが、微小循環障害の結果、脳血流は減少(no-reflow:虚血が長時間続くと血管内皮が損傷を受け、微小循環障害が発生する。毛細血管が閉塞して、血流が再開しても十分な血液が灌流しない現象をいう)し、低(無)酸素・虚血後脳症が発生する。この現象は、脳灌流圧がみかけ上正常でも認められ、再灌流傷害が意識障害の一因になる。自己心拍が再開しても意識障害が遷延する場合は、低(無)酸素・虚血後脳症と判断する。現在では心停止後症候群の脳傷害として位置づけられている。
  1. 臨床的には、極端な低血圧(収縮期血圧<60mmHg)、心停止や気道異物による窒息が原因となることが多い。
  1. 脳が低酸素状態に対して代償できる値はPaO2で40mmHgが限界で、それ以下では脳機能障害を来す。平均動脈圧も60mmHg以下では脳灌流圧を維持できず、脳血流は低下し意識障害が発生する。
  1. 心停止後の自己心拍再開患者(心停止後症候群:post cardiac arrest syndrome、PCAS)は最も重要で、かつ頻度の高い低(無)酸素・虚血後脳症の原因である。
  1. 一酸化炭素(CO)中毒は有毒ガス中毒のなかで最も多く、原因として火災、自動車排気ガス、産業事故や家庭用燃料の不完全燃焼などが挙げられる。COはヘモグロビン(Hb)との親和性が強く、酸素の220~250倍である。吸収されたCOは一酸化炭素ヘモグロビン(CO-Hb)となり、組織への酸素運搬と組織における酸素の取り込みを阻害するため、脳や全身の組織は低酸素状態になる。CO中毒の症候は、血中のCO濃度に相関する。10~20%の濃度で頭痛および悪心が現れる。20%以上の濃度では、めまいや脱力が出現する。30%以上の濃度では呼吸困難を来し、さらに高濃度では失神発作を来す。濃度が50~60%以上では昏睡、呼吸不全から致死的になる。しかし、臨床症候と血中CO-Hb濃度が相関しない場合がある。その理由には、火災現場でのCO 中毒の多くはシアン化水素、二酸化炭素や硫化水素などとの混合ガス中毒であることがある。火災の場合には、二酸化炭素、シアン化水素、窒素酸化物などの混合ガス中毒であるだけではなく、むしろシアン化水素による症状が強く出ている可能性がある。
  1. CO中毒は、頭痛・悪心、脱力感、呼吸困難、失神、昏睡などの急性症状を引き起こす。診断は、現病歴、症状とCO-Hb濃度などにより行う。
  1. 新型コロナウイルス感染症は、超急性期の代謝障害、敗血症、ウイルス血症等によるサイトカインストーム、低酸素による急性脳症やさまざまな機序による血栓症が合併しやすいことや、敗血症性ショック等による血圧低下も生じ、低(無)酸素・虚血後脳症の病態を呈する[1]
問診・診察のポイント  
  1. 心停止後の自己心拍再開患者の場合は、心停止に至った原因、初期心電図や心停止から自己心拍再開までの時間が転帰と関係しているため、病歴聴取と同時に救急隊からの詳細な情報収集が重要である。

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文献 

Niklas Nielsen, Jørn Wetterslev, Tobias Cronberg, David Erlinge, Yvan Gasche, Christian Hassager, Janneke Horn, Jan Hovdenes, Jesper Kjaergaard, Michael Kuiper, Tommaso Pellis, Pascal Stammet, Michael Wanscher, Matt P Wise, Anders Åneman, Nawaf Al-Subaie, Søren Boesgaard, John Bro-Jeppesen, Iole Brunetti, Jan Frederik Bugge, Christopher D Hingston, Nicole P Juffermans, Matty Koopmans, Lars Køber, Jørund Langørgen, Gisela Lilja, Jacob Eifer Møller, Malin Rundgren, Christian Rylander, Ondrej Smid, Christophe Werer, Per Winkel, Hans Friberg, TTM Trial Investigators
Targeted temperature management at 33°C versus 36°C after cardiac arrest.
N Engl J Med. 2013 Dec 5;369(23):2197-206. doi: 10.1056/NEJMoa1310519. Epub 2013 Nov 17.
Abstract/Text BACKGROUND: Unconscious survivors of out-of-hospital cardiac arrest have a high risk of death or poor neurologic function. Therapeutic hypothermia is recommended by international guidelines, but the supporting evidence is limited, and the target temperature associated with the best outcome is unknown. Our objective was to compare two target temperatures, both intended to prevent fever.
METHODS: In an international trial, we randomly assigned 950 unconscious adults after out-of-hospital cardiac arrest of presumed cardiac cause to targeted temperature management at either 33°C or 36°C. The primary outcome was all-cause mortality through the end of the trial. Secondary outcomes included a composite of poor neurologic function or death at 180 days, as evaluated with the Cerebral Performance Category (CPC) scale and the modified Rankin scale.
RESULTS: In total, 939 patients were included in the primary analysis. At the end of the trial, 50% of the patients in the 33°C group (235 of 473 patients) had died, as compared with 48% of the patients in the 36°C group (225 of 466 patients) (hazard ratio with a temperature of 33°C, 1.06; 95% confidence interval [CI], 0.89 to 1.28; P=0.51). At the 180-day follow-up, 54% of the patients in the 33°C group had died or had poor neurologic function according to the CPC, as compared with 52% of patients in the 36°C group (risk ratio, 1.02; 95% CI, 0.88 to 1.16; P=0.78). In the analysis using the modified Rankin scale, the comparable rate was 52% in both groups (risk ratio, 1.01; 95% CI, 0.89 to 1.14; P=0.87). The results of analyses adjusted for known prognostic factors were similar.
CONCLUSIONS: In unconscious survivors of out-of-hospital cardiac arrest of presumed cardiac cause, hypothermia at a targeted temperature of 33°C did not confer a benefit as compared with a targeted temperature of 36°C. (Funded by the Swedish Heart-Lung Foundation and others; TTM ClinicalTrials.gov number, NCT01020916.).

PMID 24237006
Laurie J Morrison, Charles D Deakin, Peter T Morley, Clifton W Callaway, Richard E Kerber, Steven L Kronick, Eric J Lavonas, Mark S Link, Robert W Neumar, Charles W Otto, Michael Parr, Michael Shuster, Kjetil Sunde, Mary Ann Peberdy, Wanchun Tang, Terry L Vanden Hoek, Bernd W Böttiger, Saul Drajer, Swee Han Lim, Jerry P Nolan, Advanced Life Support Chapter Collaborators
Part 8: Advanced life support: 2010 International Consensus on Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care Science With Treatment Recommendations.
Circulation. 2010 Oct 19;122(16 Suppl 2):S345-421. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.110.971051.
Abstract/Text
PMID 20956256
Mary Ann Peberdy, Clifton W Callaway, Robert W Neumar, Romergryko G Geocadin, Janice L Zimmerman, Michael Donnino, Andrea Gabrielli, Scott M Silvers, Arno L Zaritsky, Raina Merchant, Terry L Vanden Hoek, Steven L Kronick, American Heart Association
Part 9: post-cardiac arrest care: 2010 American Heart Association Guidelines for Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care.
Circulation. 2010 Nov 2;122(18 Suppl 3):S768-86. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.110.971002.
Abstract/Text The goal of immediate post-cardiac arrest care is to optimize systemic perfusion, restore metabolic homeostasis, and support organ system function to increase the likelihood of intact neurological survival. The post-cardiac arrest period is often marked by hemodynamic instability as well as metabolic abnormalities. Support and treatment of acute myocardial dysfunction and acute myocardial ischemia can increase the probability of survival. Interventions to reduce secondary brain injury, such as therapeutic hypothermia, can improve survival and neurological recovery. Every organ system is at risk during this period, and patients are at risk of developing multiorgan dysfunction. The comprehensive treatment of diverse problems after cardiac arrest involves multidisciplinary aspects of critical care, cardiology, and neurology. For this reason, it is important to admit patients to appropriate critical-care units with a prospective plan of care to anticipate, monitor, and treat each of these diverse problems. It is also important to appreciate the relative strengths and weaknesses of different tools for estimating the prognosis of patients after cardiac arrest.

PMID 20956225
Stephen Bernard
Hypothermia after cardiac arrest: expanding the therapeutic scope.
Crit Care Med. 2009 Jul;37(7 Suppl):S227-33. doi: 10.1097/CCM.0b013e3181aa5d0c.
Abstract/Text Therapeutic hypothermia for 12 to 24 hrs following resuscitation from out-of-hospital cardiac arrest is now recommended by the American Heart Association for the treatment of neurological injury when the initial cardiac rhythm is ventricular fibrillation. However, the role of therapeutic hypothermia is uncertain when the initial cardiac rhythm is asystole or pulseless electrical activity, or when the cardiac arrest is primarily due to a noncardiac cause, such as asphyxia or drug overdose. Given that survival rate in these latter conditions is very low, it is unlikely that clinical trials will be undertaken to test the efficacy of therapeutic hypothermia in this setting because of the very large sample size that would be required to detect a significant difference in outcomes. Therefore, in patients with anoxic brain injury after nonventricular fibrillation cardiac arrest, clinicians will need to balance the possible benefit of therapeutic hypothermia with the possible side effects of this therapy. Given that the side effects of therapeutic hypothermia are generally easily managed in the critical care setting, and there is benefit for anoxic brain injury demonstrated in laboratory studies, consideration may be given to treat comatose post-cardiac arrest patients with therapeutic hypothermia in this setting. Because the induction of therapeutic hypothermia has become more feasible with the development of simple intravenous cooling techniques and specialized equipment for improved temperature control in the critical care unit, it is expected that therapeutic hypothermia will become more widely used in the management of anoxic neurological injury whatever the presenting cardiac rhythm.

PMID 19535951
Mauro Oddo, Vincent Ribordy, François Feihl, Andrea O Rossetti, Marie-Denise Schaller, René Chioléro, Lucas Liaudet
Early predictors of outcome in comatose survivors of ventricular fibrillation and non-ventricular fibrillation cardiac arrest treated with hypothermia: a prospective study.
Crit Care Med. 2008 Aug;36(8):2296-301. doi: 10.1097/CCM.0b013e3181802599.
Abstract/Text OBJECTIVES: Current indications for therapeutic hypothermia (TH) are restricted to comatose patients with cardiac arrest (CA) due to ventricular fibrillation (VF) and without circulatory shock. Additional studies are needed to evaluate the benefit of this treatment in more heterogeneous groups of patients, including those with non-VF rhythms and/or shock and to identify early predictors of outcome in this setting.
DESIGN: Prospective study, from December 2004 to October 2006.
SETTING: 32-bed medico-surgical intensive care unit, university hospital.
PATIENTS: Comatose patients with out-of-hospital CA.
INTERVENTIONS: TH to 33 +/- 1 degrees C (external cooling, 24 hrs) was administered to patients resuscitated from CA due to VF and non-VF (including asystole or pulseless electrical activity), independently from the presence of shock.
MEASUREMENTS AND MAIN RESULTS: We hypothesized that simple clinical criteria available on hospital admission (initial arrest rhythm, duration of CA, and presence of shock) might help to identify patients who eventually survive and might most benefit from TH. For this purpose, outcome was related to these predefined variables. Seventy-four patients (VF 38, non-VF 36) were included; 46% had circulatory shock. Median duration of CA (time from collapse to return of spontaneous circulation [ROSC]) was 25 mins. Overall survival was 39.2%. However, only 3.1% of patients with time to ROSC > 25 mins survived, as compared to 65.7% with time to ROSC < or = 25 mins. Using a logistic regression analysis, time from collapse to ROSC, but not initial arrest rhythm or presence of shock, independently predicted survival at hospital discharge.
CONCLUSIONS: Time from collapse to ROSC is strongly associated with outcome following VF and non-VF cardiac arrest treated with therapeutic hypothermia and could therefore be helpful to identify patients who benefit most from active induced cooling.

PMID 18664785
Atsushi Sakurai, Kosaku Kinoshita, Takashi Moriya, Akira Utagawa, Takayuki Ebihara, Makoto Furukawa, Katsuhisa Tanjoh
Reduced effectiveness of hypothermia in patients lacking the wave V in auditory brainstem responses immediately following resuscitation from cardiac arrest.
Resuscitation. 2006 Jul;70(1):52-8. doi: 10.1016/j.resuscitation.2005.10.026.
Abstract/Text AIMS: Therapeutic hypothermia appears to improve the outcome of pre-hospital cardio-pulmonary arrest (CPA) in patients with an initial cardiac rhythm of ventricular fibrillation or nonperfusing ventricular tachycardia (VF/VT). Notwithstanding, the outcome of this procedure is certainly difficult to predict based solely on the initial rhythm. The aim of the present study was to predict the outcome using auditory brainstem responses (ABRs) in CPA patients treated with therapeutic hypothermia.
DESIGN AND SETTING: A prospective observational study in the intensive care unit of a university hospital.
PATIENTS: The study included 26 patients resuscitated from out-of-hospital CPA.
INTERVENTIONS: Basic and advanced cardiac life support, intensive care and post-resuscitative hypothermia.
MEASUREMENT AND RESULTS: ABRs were recorded immediately after the return of spontaneous circulation (ROSC). An ABR wave V was recorded in 16 patients. Among 8 patients with a favourable outcome, the initial rhythms were VF/VT in 6 patients and other rhythms in 2. All 10 patients without a detectable ABR wave V had an unfavourable outcome. The VF/VT as the initial arrest rhythm and the presence of wave V were significantly (p = 0.0095) correlated with a favourable outcome. The presence of wave V had a 100% sensitivity to a favourable outcome.
CONCLUSION: The absence of the ABR wave V in the early phase after ROSC wave indicated a reduced effect of therapeutic hypothermia, even in cases that underwent hypothermia promptly after out-of-hospital CPA. Measurement of ABRs appears to be useful as a predictor of effectiveness and as a criterion for determining the indication for therapeutic hypothermia.

PMID 16784997

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