院外心停止における緊急蘇生血管内バルーン閉塞の大動脈閉塞 (ERICA-ARREST)

この研究では、非外傷性院外心停止（OHCA）に苦しむ患者に対し、従来の高度救命処置（ALS）の補助として、病院前蘇生的大動脈血管内バルーン閉塞術（REBOA）を実施する実現可能性を評価する。 この研究は、蘇生の試みの一環としてこの手順を実行する技術的な実現可能性について貴重な洞察を提供するだけでなく、この患者グループにおける REBOA の生理学的利点も評価します。この研究には 20 人の患者が登録されます。 このプロトコルは、外科的介入を評価するための IDEAL フレームワーク ステージ 2a1 に従って設計されており、小規模な前向き症例シリーズを使用して介入をテストし、安定させます。 この研究は、この技術が前向き多施設ランダム化研究で評価できるかどうかを確立するのに役立ちます。

背景

英国では、救急医療サービス (EMS) による OHCA 治療による退院までの平均全生存率は 8.6% です。 これは、生存率が 14 ～ 21% の範囲にある他のヨーロッパ、スカンジナビア、北米の環境に比べて大幅に低いです。

OHCA による生存率の改善は、蘇生評議会 (英国)、英国心臓財団、英国国民保健サービス (NHS) にとって主要な優先事項であり、保健省によって改善の重要分野として特定されています。 突然の OHCA の最も一般的な原因は冠状動脈疾患です。

OHCA の入院前管理の現在の目標は、脳と心臓の血流を確保するために効果的な CPR を早期に提供し、心臓を再起動するために早期の除細動を行い、利用可能になったら高度な生命維持装置で循環をサポートすることです。 「流量なし」または「流量不足」の期間を最小限に抑えることが、蘇生を成功させるための条件を設定し、重要な臓器、特に脳への不可逆的な損傷を回避する鍵となります。

Advanced Life Support のその他の付属品

経皮的冠動脈インターベンション (PCI) や血栓溶解療法などの他の治療法は、現在の ALS ガイドラインに含まれている十分に文書化された治療法ですが、これらは患者が自発循環を安定して回復する必要があり、現実的には患者が回復した後にのみ提供できます。完全に蘇生し、病院に搬送されました。 たとえそれが可能な場合でも、継続的な心肺蘇生中にこれらの治療が提供される場合、通常は無駄です。 体外膜型人工肺 (ECMO) CPR (ECPR - 緊急心肺バイパス回路の提供) は、いくつかの観察研究からの有望なデータにより、難治性心停止の患者に対する推奨される介入です。 ただし、ECPR は、かなりのリソースとトレーニングを必要とする複雑な介入です。 現在、英国の大部分の病院では利用できません。 現在 ECPR を提供できる病院前サービスはなく、この状況は今後も続く可能性があります。 能力のギャップが存在しており、この研究はこれに対処することを目的としています。

病院前 REBOA: 予想される臨床上の利点と課題

REBOA は、大動脈内バルーンを膨張させて大動脈を一時的に閉塞するために使用される技術です。 REBOA は、出血を制御し、患者の生理機能を安定させることにより、出血性ショックや外傷性心停止を管理するために使用されてきました。

REBOA は、非外傷性心停止患者の管理における補助治療として提案されています。 バルーンによる胸部大動脈閉塞は、閉塞に近い臓器への心拍出量の再分配を提供します。 その結果、冠灌流圧 (CPP) が増加します。冠状動脈を通る血液の推進力。 CPP は、大動脈拡張期血圧から右心房圧を引いたものとして計算されます。大動脈拡張期血圧が高いほど、冠動脈灌流圧も高くなります。 蘇生中の REBOA は、頸動脈、脳動脈への血流および脳灌流圧も増加させます。 これにより脳への血流が改善され、損傷から保護される可能性があります。

心停止中、脳組織は特に低酸素血症の影響を受けやすくなります。蘇生周囲の血圧が改善すると、脳の灌流が改善される可能性があります。 近赤外分光法によって局所的な脳酸素飽和度（rSO2）を測定する脳酸素濃度計は、CPR中の脳虚血の潜在的に役立つマーカーとして浮上しています。 前臨床および臨床研究では、CPR中のrSO2値が高いほど、心停止生存率と神経学的転帰の改善に関連しています。 rSO2 は脳灌流の代替マーカーとして使用できる可能性があります。

REBOA は CPR 中の脳と心臓の灌流を改善できることが期待されています。 さらに、大動脈血圧の改善には、ROSC 率の改善という潜在的な臨床上の利点があります。 REBOA は、従来の CPR に抵抗性の患者に対して、ECPR を提供できる病棟に移送されるまでの橋渡し療法も提供できます。 したがって、REBOA は、適切な患者に対して「ROSC への橋」または「ECPR への橋」を同等に提供できる可能性があります。

前臨床データ

動物データにより、心肺蘇生中の大動脈バルーン閉塞に対する複数の血行力学的および電気生理学的利点が確認されています。 1993年、Tangらはブタの心停止モデルを使用して、麻酔をかけ、換気した20頭のブタの蘇生中の大動脈バルーン閉塞の影響を調査した。 心室細動を誘発した後、胸骨圧迫を開始し、動物を、左大腿動脈を介して挿入された10フレンチ(F)装置による大動脈バルーン閉塞を含む様々な介入アームにランダムに割り当てた。 この研究は、バルーン閉塞によって CPR の有効性が増強され、その結果冠動脈灌流圧が向上し、対照群と比較して蘇生成功の可能性と 48 時間生存率の両方が著しく改善されたことを実証しました。

血管内蘇生技術に関連した冠動脈灌流圧の改善を示した以前の動物研究に基づいて、1996年にマニング率いる米国のグループは、心停止のイヌモデルにおいて大動脈バルーン閉塞と逆行性大動脈灌流を組み合わせた。 8匹の犬（4匹の対照動物を含む）に鎮静、挿管、カテーテルを挿入し、心室細動（VF）による心停止後の蘇生中にECG、右心房圧、大動脈圧を記録するための機器を装着した。 VF による停止の 10 分後、機械的 CPR が開始されました。 2 分後、4 匹の研究動物に選択的大動脈弓灌流 (SAAP - 大動脈閉塞と逆行性大動脈灌流の組み合わせ) を受けさせました。 除細動は、CPR の 3 分後とその後 1 分ごとに試みられました。 動物には、大動脈内カテーテルを使用して標準用量のエピネフリンを 3 分ごとに投与しました。 SAAP 注入により、対照群と比較して SAAP 群の VF の中央値周波数とピーク振幅が大幅に増加し、冠動脈灌流圧も改善されました。 この蘇生方法は、除細動後の安定した灌流リズムの回復を可能にする信頼性の高いものでした。 著者らは、蘇生中の冠動脈灌流の改善によって引き起こされる、基礎となる心臓リズムのピーク振幅と中央周波数の変化が、除細動成功の可能性の増加に関与している可能性が高いとコメントしている。

Gedeborgらは、血行動態と自発循環の回復頻度に対するこの介入の効果を評価するために、大動脈バルーン閉塞の役割をさらに調査した。 39 匹の麻酔をかけた子豚に心室細動を誘発し、その後 8 分間の非介入期間を設けました。 血行力学研究 (n = 10) では、大動脈内バルーンを膨張させる前に、閉胸式 CPR が 7 分間実施されました。 この介入により、平均動脈血圧が 20% 増加し、冠動脈血流が 86% 増加しました。 総頸動脈の血流も 62% 増加しました。 これらすべての変化は統計的に有意でした。 興味深いことに、エピネフリンの投与により平均動脈血圧と冠動脈血流がさらに増加し​​ましたが、総頸動脈血には逆説的な減少が見られました。 短期生存率の研究では、バルーン群では 13 匹中 9 匹 (69%)、対照群では 13 匹中 3 匹 (23%) で自発循環が回復しました。

2002年にSesmaらは、14頭のブタを対象としたクロスオーバー研究で、正常温誘発性VF停止におけるカプノグラフィー、冠動脈および脳灌流圧（CePP）をモニタリングし、バルーン大動脈閉塞バルーンを使用した場合と使用しない場合のCPRの有効性を比較した。 大動脈バルーンの展開により循環が大幅に改善されました。呼気終末二酸化炭素 (ETCO2) は 38% 上昇し、冠動脈灌流圧は当初 10 mm Hg から 29 mm Hg に上昇し、150% 増加しました。 バルーンを膨張させた後、CePP は 12 mm Hg から 39 mm Hg に改善し、200% の増加に相当します。 すべての場合において、差異は統計的に有意でした (P < .0001)。 ただし、時間の経過とともに蘇生が進むにつれて減少しました。

つい最近、パリのフーティン氏の蘇生研究グループは、非外傷性心停止の管理におけるエピネフリンの潜在的な代替品としてのREBOAの使用について報告し、ブタのROSC、血行動態、脳循環に対するエピネフリンとREBOAの比較効果を評価した。心停止のモデル。 4分間の心停止と機械的CPR装置を使用した18分間の基本的救命処置（BLS）の後、動物は除細動を試みる前にREBOAまたはエピネフリンの投与を受けるように無作為に割り付けられた。 各実験群には 6 匹の動物が含まれていました。 BLS中の血行力学パラメーターは両グループで同様でした。 エピネフリン投与または REBOA 後、平均動脈圧、冠動脈および脳灌流圧は両グループで同様に増加しました。 しかし、頸動脈血流（CBF）と脳局所酸素飽和度は、エピネフリン投与と比較してREBOAの方が有意に高かった（それぞれ+125％と+40％）。 ROSC は両グループの 5 匹の動物で得られました。 蘇生後、CBF は REBOA と比較してエピネフリン群で低いままでした。 この研究は、心停止中の大動脈バルーン閉塞の有益な血行力学的効果を確認し、脳循環に対するボーラスエピネフリンの悪影響を軽減する潜在的な役割を示唆しています。 これは、エピネフリン後の頸動脈の流れに関するGedeborgの発見と一致しています。

臨床データ

大動脈バルーン閉塞の潜在的な役割に関するヒトのデータには、心臓カテーテル検査室または心臓手術室の設定における難治性心停止中の一過性大動脈閉塞の使用に関する多数の症例報告が含まれます。 Deakin と Barron は、大動脈バルーン閉塞が使用された重度の血行力学的不安定性と断続的な心停止の 2 つの症例について説明しています。最初の症例では、平均橈骨動脈圧が 71/14 mmHg (平均 = 33 mmHg) から 92/24 mmHg (平均 = 47mmHg）。 2 番目のケースでは、平均橈骨動脈圧は 48/21 mmHg (平均 = 25 mmHg) から 62/26 mmHg (平均 = 36 mmHg) に上昇しました。 計算された冠動脈灌流圧は、ケース 1 では -2 から 8 mmHg に増加し、ケース 2 では 15 mmHg から 18 mmHg に増加しました。これは、心臓マッサージ中の下行大動脈の閉塞が冠動脈および脳の灌流圧を改善する可能性があることを示唆しています。

Aslangerらは、心筋梗塞と重度の多枝冠動脈疾患を患い、冠動脈造影検査を受けた患者が、その処置中に重度の低血圧を患ったことを報告している。 変力薬のサポートにもかかわらず、心停止が続いた。 心肺蘇生が開始され、ガイドラインに従って高度救命処置（ALS）が実施されました。 胸骨圧迫中に約 100 mmHg のピーク血圧が観察されました。 この期間中、胸骨圧迫の間にモニターに動脈波形は表示されず、心停止が発生しました。 継続的な CPR 中に、7F 大腿骨アクセス シースを 8F 大腿骨大動脈内カテーテル シースと交換しました。 40 ml 大動脈内バルーン カテーテルが送達され、膨張されました。 下行大動脈の完全な閉塞は、胸骨圧迫中の大腿骨シースのサイドポートからの動脈波形の損失によって確認されました。 バルーン閉塞の 30 秒後、自発あえぎが出現しました。 バルーン閉塞から 45 秒後に、35 bpm の心拍が観察されました。 このリズムは徐々に加速し、1 分後には洞調律が回復しました。 脈拍検査により、強い頸動脈脈拍が確認されました。 この時点で、バルーンを収縮させて大動脈閉塞を終了させ、大腿骨鞘から監視される血圧は 80/50 mmHg まで上昇しました。 大動脈内バルーン カテーテルを大動脈内ポンプ コンソールに取り付け、ドーパミン注入とともに標準的なカウンターパルセーションを開始しました。 12時間の追跡調査中、収縮期動脈血圧は約110mmHgで、ドーパミンの投与量は減少した。 患者が意識を取り戻した後、抜管され、すべての機械的および変力性の補助が停止された。 翌日、患者の臨床状態は良好で、総合パフォーマンスカテゴリー (OPC) スコアと脳パフォーマンスカテゴリー (CPC) スコアは両方とも 1 でした。 著者らは、冠灌流圧を記録できないことがこの症例報告の限界であるとコメントしている。 しかし、この研究は、呼吸の再開とROSCがそれぞれ脳灌流と冠動脈灌流を改善するための有効な代替手段であることを示唆しており、この改善はもっぱら、ガイドラインに従った蘇生にもかかわらず、難治性心停止の状況下で適時に大動脈バルーンを展開したことによるものである可能性が高いと思われる。

同様の症例が Barts Heart Center のグループ (Kalogeropoulos ら) によって報告されています。急性心筋梗塞に対する緊急経皮的冠動脈インターベンション中に卓上心停止に陥った49歳の男性に対し、機械的CPRと間欠的大動脈バルーンカウンターパルセーション（IABP）が併用された。 この症例は、大動脈内バルーン装置により大動脈バルーンの急速かつ同期した膨張と収縮が可能になったため異なりますが（これにより、下流臓器虚血が防止され、追加の左心室の除荷が可能になります）、著者らは、IABPが機械的CPR（mCPR）の補助的介入とみなされる可能性があると示唆しています。 ）心筋灌流を強化し、ROSCを促進および促進します。 さらに、より高度な機械的サポート（Impella や ECMO デバイスなど）を利用できないセンターでは、mCPR の救済補助療法として IABP が心筋灌流および中枢血行動態パラメーターの改善に貢献し、ROSC までの時間を短縮し、正常な状態への橋渡しを可能にする可能性があります。より高度な機械的循環補助 (MCS) モダリティ、PCI 対応施設への転送、および血管再生の成功。 この症例では、ROSC が達成され、長期入院の後、患者は完全に回復し、神経学的には無傷でした。

イタリアでは、外傷性心停止と非外傷性心停止の混合コホートにおいて、患者の蘇生の補助として REBOA 装置を使用することが Gamberini らによって報告されている。 この手術は、病院内で活動する救命救急医、または現場で救急医療サービスチームと並行して活動する救命救急医によって、2 つの異なる大動脈バルーン システムのうちの 1 つを使用して実行されました。 成功したと報告された18件のREBOA処置のうち、11件は非外傷性OHCA患者（7件が院内、4件が病院前）で、年齢中央値は52歳であった。最も一般的に疑われる病因は心疾患 (5/11) であり、その他の原因としては、大規模な肺塞栓症、高カリウム血症、神経症候群、心タンポナーデなどが挙げられました。 8/11 の症例では、バルーンの膨張により閉塞後 1 分で 10 mmHg 以上の ETCO2 が測定可能なほど増加し、etCO2 の中央値は 15 mmHg から 24 mmHg に増加しました (p = 0.016)。 閉塞後 1 分で 10 mmHg 以上の etCO2 の増加を経験した患者の大多数も、一過性 ROSC を経験しました。 しかし、持続的な ROSC (20 分以上持続) を達成したのは 11 人の患者のうち 4 人だけでした。 測定された血行力学的変数が存在しない場合、ETCO2 の増加は、ベースラインと比較して進行中の CPR 中の循環の強化の代用となる可能性があります。

非外傷性心停止におけるREBOAの最も包括的な実現可能性研究は、ノルウェーのヘリコプター救急医療サービス（HEMS）によって実施され、2019年にBredeらによって報告された。 介入処置自体が高度な心臓救命処置の質に悪影響を及ぼさないことを保証するために、この前向き観察的実現可能性研究と並行して安全監視プログラムが実行されました。 平均年齢63歳（範囲50～74歳）の患者コホートの10人の患者が、HEMS医師によって現場で投与されたREBOAを受けた。 REBOA手順はすべてのケースで成功し、最初の試行での成功率は80％でした。 これは、効果的かつ集中的なチームベースのトレーニング プログラムの設計によるものと考えられます。 平均手術時間は 11.7 分 (SD 3.2、範囲 8 ～ 16) でした。 平均呼気終末 CO2 は、ベースラインと比較して 60 秒後に 1.75 キロパスカル (kPa) 増加しました (P<0.001)。 6 人の患者が自然循環の回復 (60%) を達成し、3 人の患者は入院まで生存し、1 人の患者は 30 日以上生存しました。 安全監視プログラムでは、高度な心臓救命処置の質に悪影響が及ばないことが確認されました。 閉塞後の呼気終末 CO2 の大幅な増加は、心肺蘇生中の臓器循環の改善を示唆しています。 注目すべきことに、この患者コホートは、HEMS チームが事件発生場所に到達するのがかなり遅れており、これはおそらく地理的距離による長い移動時間を反映していると考えられます。 短い手順にもかかわらず (現場到着から REBOA 配備までの平均時間は 11.7±3.2 時間でした) 分、現場への緊急通報時間は 45.6±6.3 分でした。 これは、心停止開始から 75.3 分後に REBOA が適用されたことを意味します。 確かに、心停止の早い段階で REBOA を適用すると、REBOA に対する陽性反応がより顕著になる (したがって、ROSC につながる可能性が高くなる) 可能性があります。おそらく 20 分を過ぎると、従来の ALS の優先順位が下がり、利用可能な ECMO-CPR などの新しい治療法が優先されるべき転換点として示唆されています。

理論的根拠

非外傷性心停止における ALS の補助治療として REBOA を使用することは、現在悲惨な死亡率と神経障害を経験している患者グループの転帰を改善する可能性を秘めた新しい治療法です。 この研究では、英国の病院前救命救急チームに REBOA を導入する実現可能性をテストします。 これは、医療機器をテストしたり、異なる治療法の結果を比較したりするための試験ではありません。

現在、OHCA の設定に REBOA を導入できる英国の病院前ケア サービスはありません。 ただし、前のセクションで概説したように、ROSC への橋渡しとしての潜在的な使用を裏付ける優れた生理学的データがあります。 この状況では、REBOA は大動脈拡張期血圧を上昇させ、冠動脈灌流を増加させ、脳灌流を強化することが期待できます。 潜在的に、これらの生理学的改善により、ROSC を達成する可能性が高まり、脳への血流が維持され、脳機能が維持されて生存する可能性が向上します。

以前の単一施設の観察研究では、ノルウェーの非外傷性OHCAにおけるREBOAの実現可能性が実証されていたが、これは英国でOHCAに対してHEMSチームが実施した最初の研究となる。 さらに、この研究は、継続的な蘇生の状況における REBOA に対する生理学的反応を記録する予定であり、これは将来の有用性を支える可能性があります。 この研究は、より迅速なタイムスケールで介入を提供することも目的としています。 公開されたデータセットでは、主に地理的な制約により、緊急通報の発生から REBOA 確立の開始までに 45 ～ 50 分の遅延がありました。 これは一刻を争う介入となる可能性が高く、研究対象集団の地理的な集水域が狭いため、十分に確立され臨床的に管理された既存の動脈アクセスプログラムと並行して、より迅速な送達が促進されるはずである。

EAAA患者グループからのフィードバックでは、この研究への強い支持が示されており、同グループは心停止後の生存率を改善する可能性のあるイノベーションを支持し、EAAAが研究を実施する上で優れた立場にあることを認めた。

この研究は、外科的介入の評価のためのIDEALフレームワークに従い、ステージ2aの前向きシリーズの新しい技術を使用して、現場での技術の実現可能性を評価します。これは、多施設ランダム化対照試験の開発の可能性を知らせるのに役立ちます。

リスク/メリット

これは、心停止状態にあり、標準的な ALS に反応していない重症患者に対する侵襲的で要求の厳しい介入です。 リスクと緩和計画についてはセクション 10 で詳しく説明します。これには次のものが含まれます。

• ALSへの中断
• REBOA カテーテルの不注意による置き間違い
• 穿刺部位の出血、打撲傷、軽度の動脈解離などのアクセス部位の合併症
• 下肢および臓器の虚血
• 頸動脈の閉塞
• 出血量の増加
• 感染の危険性
• 人材を研究するリスク

次の手順により、これらのリスクを制御または軽減できます。

• この手順は、進行中の蘇生中の超音波ガイド下の大腿骨アクセスの専門家であるEAAAの少数の経験豊富な医師によって実行されます（すでに100例以上が成功し、安全に達成されています）。
• 参加者全員が体系化されたトレーニング プログラムに参加し、手順を実行する前に認定を受けます。
• この機器はよく知られており、すでにさまざまな適応症や患者に使用されています。
• この機器はゲージが小さいため、局所的な合併症のリスクが制限されます。
• 各処置の後、実施する医師は安全上の懸念について話し合うために面談されます。

この研究は、上で概説した予想される臨床的利点に基づいて正当化され、リスクを最小限に抑えるための強力な手順が導入されています。