1. 看護roo!>
  2. 看護・ケア>
  3. 循環器ナーシング>
  4. IABP(大動脈内バルーンパンピング)の仕組み

2015年09月09日

イラストで理解!IABPの仕組み

『循環器ナーシング』2015年6月号<ICU・CCUのME機器を理解する!>より抜粋。
IABPの仕組みについて解説します。

 

Point

  • 心臓の拡張期にバルーンが膨らむことで,冠動脈の血流が増加する!
  • 心臓の収縮期にバルーンが縮むことで,心拍出量が10~20%増加する!
  • IABPは適切なタイミングで駆動しないと,心負荷となって逆効果!

辻本雄大
(奈良県立医科大学附属病院 看護部 C棟3階ICU,急性・重症患者看護専門看護師)

松葉晃平
(奈良県立医科大学附属病院 看護部 C棟3階ICU)

 

〈目次〉

 

はじめに

大動脈内バルーンパンピング(intra-aortic balloon pumping;IABP)とは,30~40mLの大動脈内バルーン(以下,バルーン)を胸部下行大動脈に留置し,心電図または動脈圧に同期させて膨張・収縮させることにより心機能を補助する圧補助循環装置です。

IABPの心拍出量増加効果は,10~20%程度とそれほど多くはありません。しかし,心臓の拡張期には冠動脈の血流を増やし,収縮期には後負荷を軽減することによって,心機能を補助することが可能です。

本コラムは,IABPの一般的な原理から効果,適応,合併症などの基礎的な知識について,イラストを用いることで視覚的に学習でき,さらにあらためて基礎を見直すことで,新たな気づきや復習にも役立つように構成しています。

 

IABPの原理

IABPは機械的補助循環の1つです。薬物治療が奏功しないような心不全などに対し,経皮的に胸部下行大動脈内に挿入したバルーンを駆動装置に接続し,心拍動に同期させて膨張・収縮を行います。このようなバルーンの動きによって生み出される圧補助効果で不全心を回復させます。

PCPS(メモ1)やVAD(メモ2)のように流量補助ではないので,自己心拍出量が著しく低下している場合,効果は低いです。バルーンの膨張・収縮は,駆動装置からのヘリウムガス(メモ3)で制御されています。

メモ1PCPS

経皮的心肺補助装置(percutaneous cardiopulmonary support)のこと。IABPとは違い,遠心ポンプと人工肺により流量補助効果があります。心拍出量増加効果は50〜70%程度です。

メモ2VAD

心室補助装置(ventricular assist device)のこと。体外式や植込み型のものが開発されており,流量補助効果があります。心拍出量増加効果は90〜100%です。

メモ3ヘリウムガスが利用される理由

ヘリウムガスは気体のなかで水素ガスに次いで軽い気体であり,ガス移動時の抵抗が少なく応答性がよいため使用されています。また,引火による爆発の危険性がありません。

 

各部の名称

各部の名称とその特徴を以下に示します。

IABPは,主に駆動装置とバルーンから構成されています(図1)。

図1IABP装着中の全体像

IABP装着中の全体像

 

液晶画面には,主に心電図波形,動脈圧波形,バルーン内圧波形などが表示されており,モニタリングが容易になっています(図2図3)。

図2液晶画面の名称

液晶画面の名称

 

図3操作パネルの名称

操作パネルの名称

 

IABPの効果

バルーンの膨張・収縮による効果

IABPは,バルーンの拡張期と収縮期それぞれに効果があります。

拡張期の昇圧効果

拡張期の昇圧効果のことを「ダイアストリック・オーグメンテーション」(diastolic augmentation,図4)といいます。

図4ダイアストリック・オーグメンテーション

ダイアストリック・オーグメンテーション

 

冠動脈血流量(酸素供給量)の増加

冠動脈の血流は,心臓の拡張期に多く流れます。IABP装置は,心臓の拡張初期(大動脈弁閉鎖直後:ディクロティックノッチ〔重複切痕〕)にバルーンが膨張(inflate)することで,冠動脈血流量が増加し,虚血に陥った心筋への酸素供給量を増加します。

平均大動脈圧の維持

拡張期圧上昇によって平均大動脈圧が維持される結果,脳や腎臓などの重要臓器への血流も維持されます。

 

収縮期の後負荷軽減効果

収縮期の後負荷軽減効果のことを「シストリック・アンローディング」(systolic unloading,図5
といいます。

図5シストリック・アンローディング

シストリック・アンローディング

 

心仕事量の減少

心臓の拡張後期(大動脈弁開放直前)にバルーンが収縮(deflate)することで,バルーンの容積分の血液を引き込み,心臓が血液を駆出する際の負荷(後負荷)を軽減します。後負荷の軽減により,心拍出量は10~20%程度の増加が期待され,心筋酸素消費量も減少します。

 

IABPの駆動タイミング(図6

IABPのトリガー(信号,メモ4)として,主に心電図や大動脈圧が使用されます(ペーシングに合わせるものや,一定のリズムで駆動するモードもあります)。

メモ4トリガー

トリガーとは「引き金」の意味で,物事や動作を開始するきっかけとなるものを指します。IABPの場合,バルーンの膨張を開始するために用いられます。

バルーンのタイミングがずれると効果が得られるどころか,反対に心負荷を増加させる危険性があります。よって,バルーンの膨張・収縮のタイミングを調整し,連続的に表示された大動脈圧で注意深くモニターする必要があります。

最近では,心電図と動脈圧の両方を解析してタイミングの微調整を自動的に行える駆動装置も販売されています。

図6バルーン駆動のタイミング

バルーン駆動のタイミング

 

心電図トリガーで行うタイミングの設定

バルーンの膨張はT波頂点よりやや遅れた時点に,収縮はQRS波の直前にそれぞれ設定します。

動脈圧トリガー

バルーンの収縮・膨張のタイミングは,アシスト比(メモ5)を1:2として調節するとわかりやすいです。この方法によって,自己心拍出の圧波形とIABPによる圧波形を比較することができます(IABP使用時の動脈圧波形は2峰性となります)。

メモ5アシスト比

心拍に対するIABP補助の比率のことです。毎心拍に補助を行う場合は1:1,3拍に1回補助を行う場合は1:3という表記となります。IABP抜去前は,徐々にその比率を下げていき,心機能を評価します。

バルーンの膨張

心周期の拡張期,つまり大動脈弁が閉鎖する際に生じるディクロティックノッチで開始されるように設定します。バルーン拡張による2つ目の波形は,「オーグメンテーション圧」(メモ6)と呼ばれます。

メモ6オーグメンテーション圧

バルーンの膨張時の圧のことです。バルーンの容積を最大まで膨らませると効果が得られ,膨張の度合いを下げていくと補助効果も減少していきます。

バルーンの収縮

動脈圧が立ち上がる直前となるように設定します。収縮に伴う吸引効果により心臓収縮直前の動脈圧が最も低下するように調整します。

 

バルーンの膨張・収縮のずれ(図7

バルーンの膨張・収縮がずれてしまうと,前述した拡張期の昇圧効果や収縮期の後負荷軽減効果が得られません。

それどころかバルーンの膨張が早い,つまり心臓が収縮しているときにバルーンが膨らんでしまうと,大動脈が閉塞して心負荷が増大し,心不全を悪化させてしまう危険性があります。

適切なタイミングでバルーンが駆動しているかグラフィックに注意してモニタリングするよう心がけましょう。

図7バルーンの膨張・収縮のずれ

バルーンの膨張・収縮のずれ

 

 

必要物品

必要物品

  1. IABP本体とIABPカテーテルセット(イントロデューサー含む)
  2. トランスデューサー(圧モニターキット含む)
  3. 加圧バッグ(ヘパリン加生理食塩液500mL)
  4. ワゴン類
  5. 皮膚消毒液
  6. 滅菌ガウン
  7. 滅菌覆布(穴あき布・四角布)
  8. 滅菌ガーゼ
  9. 注射器(5cc・10cc)
  10. 注射針(18G・22G・23G)
  11. カテラン針(22G)
  12. サーフロー針(18G)
  13. 1%キシロカイン
  14. ヘパリン加生理食塩液50~100mL
  15. 縫合セット(持針器・剪刀・ピンセット・薬杯など)
  16. 縫合糸,縫合針
  17. 消毒キット
  18. 固定具(テープ類)

※一般的な準備物品(2)を掲載していますので,院内のマニュアルと若干違うものもあるかもしれません。

 

ファイバー機能付きバルーンカテーテル

近年,カテーテルの先端に光ファイバーセンサーを組み込んだバルーンカテーテルが開発されました。

このカテーテルは,従来の水封式圧トランスデューサーよりも正確にディクロティックノッチを認識することが可能で,より至適なタイミングの調整ができるようになっています。このカテーテルを使用する際は,③加圧ラインバッグのヘパリン加生理食塩液は不要です。

 

バルーンカテーテルの開発

初期のバルーンカテーテルはカテサイズが大きく,外科的に挿入されていました。

しかし,経皮的挿入法の開発や膜素材・加工技術の向上により細径化が進み,8Fr.カテーテルが標準化し,7Fr.以下のカテーテルも市販されるようになってきています。

また,日本人の体格に合わせた太くて短いショートバルーンや,前述したリアルタイムに正確な圧波形を得ることのできる圧力センサー内蔵のバルーンカテーテルの開発などにより,安全性と治療精度の高いカテーテルに進歩しています。

太く短いバルーンは,今までよりも心臓に近い位置でパンピングすることが可能であり,IABPのさらなる効果が期待できます。

 

バルーンサイズの選択と位置(図8

バルーンは先端が鎖骨下動脈の分岐部から2cmのところにくるように留置し,なるべく腹部の主要血管を閉塞させないことが肝要です。

腹部の主要血管には,上から腹腔動脈,上腸間膜動脈,腎動脈があります。鎖骨下動脈分岐部から腹部主要動脈までの大動脈の長さは身長によって個人差があるので,容量と長さに応じたバルーンの選択を行います。

例えば,身長160cmの人であれば,155cm以上165cm未満なので,35ccのバルーンを選択することになります(バルーンの長さはメーカーによって異なるため施設で使用されている物品を確認しましょう)。

腹部の主要血管を閉塞させないためにも,適切なサイズのバルーンを選択し,適切に留置されているか,毎日X線検査で確認することが重要です。

図8バルーンサイズの選択と適正位置

バルーンサイズの選択と適正位置

 

適応・除外患者

適応と禁忌

IABPの適応(表1)は,心原性ショックを代表とした重症心不全です。

循環器領域では,急性心筋梗塞などの急性冠症候群のなかでも,とくに心筋虚血により心機能が低下している症例に使用することが多いです。また,低い心機能症例に対する心臓外科手術などにも使用されています。その他,院外心停止症例に対してECPR(体外循環を用いた心肺蘇生法)を施行する際にも用いられます(4)

表1IABPの適応と禁忌

IABPの適応と禁忌

 

禁忌として,バルーン挿入およびバルーン自体の膨張・拡張に伴う機械的刺激による血管損傷や,バルーンの膨張によって心負荷が増加してしまう大動脈弁閉鎖不全症などがあります。

 

合併症

IABPの合併症は「血管性」と「非血管性」に分類されます。バルーンの径が細くなったことにより,合併症は減少してきていますが,合併症の予防と早期対応が肝要です(5)

 

血管性の合併症

下肢の虚血

最も頻度の高い合併症は,バルーン挿入側の下肢に生じる虚血です。原因として,カテーテルによる血流の途絶や血栓形成,動脈損傷が挙げられます。最悪の場合,下肢の壊死に至ることがあります。

動脈損傷(動脈解離を含む)

カテーテル挿入時には,シースやガイドワイヤー,バルーン先端などによる機械的刺激によって動脈壁の穿破や解離を生じることがあります。動脈瘤などの病変がある場合だけでなく,高度の動脈硬化,蛇行狭窄した血管,脆弱な動脈壁など,損傷を起こしやすい患者も存在するため,挿入時には細心の注意が必要です。

重篤な出血

ヘパリンなどの抗凝固療法を施行している患者でしばしばみられます。また,バルーンの収縮と拡張が原因で生じる血小板減少による出血傾向も1つの要因となります。経皮的にバルーンカテーテルを挿入する場合,正しい穿刺部位を選択し,挿入部を確実に圧迫止血することで予防できますが,まれに血腫や仮性動脈瘤を生じることがあります。

血栓塞栓症と臓器虚血

バルーン挿入部およびその血管末梢にみられることが多いですが,バルーン先端に付着した血栓が遊離し,腸間膜動脈や腎動脈,脾動脈,上肢下肢に塞栓症を起こすことも報告されています。

感染

糖尿病の合併,免疫能の低下によって感染を併発し,敗血症に至ることがあります。予防には,IABP挿入時の無菌操作や感染管理が重要です。感染時はバルーンカテーテルを抜去し,入れ替えを行うことが望ましいでしょう。

 

非血管性の合併症

神経障害

一過性の知覚異常や知覚鈍麻などの軽症なものから,尖足・対麻痺などの重篤なものまで報告されています。原因は不明なことが多いですが,動脈の解離,前脊椎動脈の虚血が原因ともいわれています。同一体位を強いられることによる腓骨神経麻痺にも注意する必要があります。

バルーンの破裂

血管内でバルーンが破裂しヘリウムガスが一度に漏れると,重症な空気塞栓(gas embolism)を生じてしまいます。バルーンの損傷はシースに無理やり挿入するような乱暴な操作や,動脈の石灰化プラークなどによって起こります。

 

その他

血小板減少や溶血,内臓の乏血などが知られています。血小板減少は比較的頻度が高いですが,バルーン抜去後は自然回復することが多いです。

 

おわりに

最近では,ドクターヘリやドクターカーへの搬入を目的に,IABP自体の小型化や軽量化,長時間の充電駆動の開発が行われています。

今後,急性期病院の特殊なICUだけでなく,市中病院から専門病院への搬送時の利用など,その適応が広がることが予想されます。1人でも多くの看護師がIABP管理を学ぶことは,迅速かつ効果的な医療を提供するための一助となることは間違いないでしょう。

その反面,臨床では時折,「IABPをみれる」と,あたかも機械のみをみて管理を行っているような表現を耳にすることがあります。

しかし,私たちは機械をみているのではありません。IABPを装着せざるを得なくなった「患者」自身の反応を中心にケアすることを心がけましょう。

 

 


[引用・参考文献]

  • (1)澤 芳樹:研修医,コメディカルのためのプラクティカル補助循環ガイド.メディカ出版,2007.
  • (2)デブラ・J・リン–マッカーレ・ウィガンほか(著)・卯野木 健(監訳):AACNクリティカルケア看護マニュアル 原著第5版.エルゼビア・ジャパン,pp341-360,2007.
  • (3)大動脈内バルーンカテーテルセット(YAMATO 7.5Fr.).マッケ・ジャパン株式会社.
  • (4)日本循環器学会ほか:循環器病の診断と治療に関するガイドライン(2010年度合同研究班報告).急性心不全治療ガイドライン(2011年改訂版).http://www.j-circ.or.jp/guideline/pdf/JCS2011_izumi_h.pdf(2015年3月閲覧)
  • (5)三木隆宏:IABP(大動脈内バルーンパンピング)を理解せよ.Emergency Care,26(5):4-11,2013.

[Profile]

辻本雄大(つじもと たかひろ)
奈良県立医科大学附属病院 看護部 C棟3階ICU,急性・重症患者看護専門看護師
2005年 三重大学医学部看護学科卒業後,国立循環器病研究センター心臓血管外科病棟/ICU勤務。2013年 大阪府立大学看護学研究科博士前期課程修了後,現職。AHABLSインストラクター,呼吸療法認定士。

松葉晃平(まつば こうへい)
奈良県立医科大学附属病院 看護部 C棟3階ICU
2010年 星ヶ丘厚生年金保健看護専門学校卒業後,現職。

*略歴は掲載時のものです。


本記事は株式会社医学出版の提供により掲載しています。/著作権所有 (C) 2015 医学出版
[出典]循環器ナーシング 2015年6月号

循環器ナーシング2015年6月号

P.4~「イラストで理解!IABPの仕組み」

この連載

  • CHDF施行患者の看護 [02/07up]

    『循環器ナーシング』2015年6月号<安全・安心なケアを目指して!ICU・CCUのME機器を理解する! >より抜粋。 CHDF施行患者の看護について解説します。   Point CHDFは持続的かつ緩徐... [ 記事を読む ]

  • IABP挿入中の患者の看護 [12/23up]

    『循環器ナーシング』2015年6月号<ICU・CCUのME機器を理解する! >より抜粋。 IABP挿入中の患者の看護について解説します。 Point IABP駆動状態の観察を適切に行い,循環動態を維持できるよ... [ 記事を読む ]

  • イラストで理解!IABPの仕組み [09/09up]

    『循環器ナーシング』2015年6月号<ICU・CCUのME機器を理解する!>より抜粋。 IABPの仕組みについて解説します。   Point 心臓の拡張期にバルーンが膨らむことで,冠動脈の血流が増加する...

  • PCPS(経皮的心肺補助法)挿入中の患者の看護 [09/01up]

    『循環器ナーシング』2015年6月号<ICU・CCUのME機器を理解する!>より抜粋。 PCPS挿入中の患者の看護について解説します。   Point PCPS装着患者は循環・呼吸ともに不安定な状態であ... [ 記事を読む ]

  • イラストで理解!PCPSの仕組み [09/23up]

    『循環器ナーシング』2015年6月号<ICU・CCUのME機器を理解する!>より抜粋。 PCPSの仕組みについて解説します。   Point PCPSは循環補助だけでなく,呼吸補助も可能な補助循環装置の... [ 記事を読む ]

関連記事

  • 経皮的心肺補助装置:PCPS [10/22up]

    『ドレーン・カテーテル・チューブ管理完全ガイド』より転載。 今回は経皮的心肺補助装置(PCPS)について説明します。   《経皮的心肺補助装置(PCPS)について》 主な適応 ... [ 記事を読む ]

  • 心臓はどこから酸素や栄養を得ているの? [05/30up]

    看護師のための解剖生理の解説書『からだの正常・異常ガイドブック』より転載。 〈前回〉 心臓の血液が逆流しないのはなぜ? 今回は「冠状動脈」に関するQ&Aです。   心臓はどこから酸素や栄養を得ているの?... [ 記事を読む ]

  • 心臓の血液が逆流しないのはなぜ? [05/27up]

    看護師のための解剖生理の解説書『からだの正常・異常ガイドブック』より転載。 〈前回〉 興奮すると胸がドキドキするのはなぜ? 今回は「血液が逆流しない仕組み」に関するQ&Aです。   心臓の血液が逆流しな... [ 記事を読む ]

  • 心臓の構造と血液との関係|血液の流れから理解する(2) [10/20up]

    ナースのための解剖生理の解説書『身体のしくみとはたらき―楽しく学ぶ解剖生理』より 今回は、血液の流れから解剖生理を理解するお話の2回目です。 〈前回の内容〉 全身の血管|血液の流れから理解する(1) 前回は、体内... [ 記事を読む ]

  • 大動脈バルーンパンピング: IABP [10/08up]

    『ドレーン・カテーテル・チューブ管理完全ガイド』より転載。 今回は大動脈バルーンパンピング(IABP)について説明します。   《大動脈バルーンパンピング(IABP)について》 主な適... [ 記事を読む ]

いちおし記事

「ぼくねぇ、もうすぐ死ぬんだ…」にどう答える?

マンガ『おうちで死にたい~訪問看護の現場から~』の続編です。 [ 記事を読む ]

褥瘡の悪化を防ぐのに最適なポジショニングは?

褥瘡発生原因のアセスメントから「動きの過程」と「座位の保持」を評価した上でどのようなポジショニングがベストかを解説します。 [ 記事を読む ]

人気トピック

もっと見る

看護師みんなのアンケート

上司に怒りを感じるのはどんなとき?

投票数:
1484
実施期間:
2017年10月31日 2017年11月21日

なかなか寝られないとき、どうしてる?

投票数:
603
実施期間:
2017年11月03日 2017年11月24日

看護師国家試験、苦手科目は?

投票数:
765
実施期間:
2017年11月07日 2017年11月28日

一番好きな医療ドラマはどれ?

投票数:
525
実施期間:
2017年11月10日 2017年12月01日

J-アラート作動(弾道ミサイル発射)!どうする?

投票数:
387
実施期間:
2017年11月14日 2017年12月05日

「こんなドクターいたらいいな…」一緒に働いてみたい俳優は?

投票数:
193
実施期間:
2017年11月17日 2017年12月08日
もっと見る

今日の看護クイズ 挑戦者269

78歳女性、持続する発熱と下腹部から臀部回りの痛みを訴え、老健施設より救急搬送にて来院しました。肋骨脊柱角叩打痛もあり、尿路感染症の診断で入院となりました。尿の培養は104CFU/mLであり、検鏡にてブドウ球菌様のGPCが認められ、3日後にブドウ球菌と確定しました。当初から抗菌薬としてVCMが開始とされていました。1週間以上抗菌薬を投与してもなかなか発熱も痛みも治まらず、腹部CTを撮影したところ、腸腰筋膿瘍であることが判明し、血液培養からはMRSAが検出され、臓器移行性も考えて抗菌薬をLZDに変更されました。解熱と炎症所見の改善がありましたが、投与2週間目に白血球と血小板が減少、また貧血傾向になりました。次のうち最も考えられることと行うべきことはどれでしょうか?

  • 1.白血球や血小板減少は、抗菌薬による骨髄抑制が原因と考えられるため、再度、VCMに変更するなど、他剤へ変更することを検討する。
  • 2.貧血傾向は、抗菌薬投与による腎機能障害から来る、腎性貧血であるため、医師と相談し、腎性貧血の治療を実施してもらう。
  • 3.LZDは臓器移行性が最も良いため、白血球減少や血小板減少、貧血に対し治療を行いながら使い続ける。
  • 4.解熱と炎症所見も改善していることから、抗菌薬を中止とし経過を見る。
今日のクイズに挑戦!