臨床工学技士問題表示
臨床工学技士国家試験
解説
補助循環デバイスの基本を整理すると、IABPのバルーンは弓部ではなく左鎖骨下動脈分岐直下の胸部下行大動脈に留置する。PCPS(V-A ECMO)は経皮的に大腿動静脈から導入でき、通常は局所麻酔で可能で全身麻酔は必須でない。V-A ECMOは大動脈へ逆行性送血を行うため左室後負荷をむしろ増大させ得る。補助人工心臓(VAD)は臨床的には左心補助(LVAD)が圧倒的に多く、右心補助は限られる。現在主流の植込み型LVADでは左室心尖部からの脱血(吸入)方式が一般的で、左房脱血よりも左室脱血タイプが多い。以上より正しい記述は5である。
選択肢別解説
誤り。IABPのバルーン先端は左鎖骨下動脈分岐直下の胸部下行大動脈に位置させる(下端は腎動脈分岐より近位)。弓部大動脈に留置するわけではない。
誤り。PCPS(経皮的心肺補助、V-A ECMO)は大腿動静脈の穿刺によりベッドサイドで導入可能で、通常は局所麻酔で実施できる。全身麻酔は必須ではない。
誤り。PCPS(V-A ECMO)は動脈側へ逆行性に送血するため、左室の拍出に対する後負荷を増加させうる。左室拡張や肺うっ血を来す場合があり、必要に応じてIABPやImpella等でアンローディングを併用する。
誤り。補助人工心臓の臨床使用は左心補助(LVAD)が主流である。右心補助(RVAD)は特定状況で用いられるが頻度は少ない。
正しい。現行主流の植込み型LVADでは左室心尖部からの脱血(吸入)方式が一般的で、高流量が得やすい。左房脱血よりも左室脱血タイプが多い。
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解説
$人工心肺では、動脈血酸素分圧(PaO2)は人工肺への吹送ガス中の酸素濃度(FiO2)で調整し、二酸化炭素分圧(PaCO2)は吹送ガス流量(スウィープ流量)で調整するのが基本である。体外循環の開始は、脱血が安定していることと血圧 \cdot 回路内圧 \cdot 気泡の有無を確認しながら低流量で立ち上げ、部分体外循環を経て目標灌流量(成人では灌流指数およそ2.2〜2.4 L/min/m^2を目安)に段階的に到達する。したがって「至適灌流量で体外循環を開始する」は不適切で誤り。上行大動脈遮断時は、一時的に送血流量(ひいては灌流圧)を下げることで遮断鉗子の適用を安全にし、大動脈壁への負荷や塞栓リスクを抑える。心停止中の左心腔の過伸展防止にはベント吸引で減圧する。離脱時はまず脱血(静脈側)を絞って生体側へ容量を戻し、自己拍出 \cdot 血圧を確認しながらポンプ流量を段階的に下げる。$
選択肢別解説
正しい。PaO2は人工肺に送る吹送ガス中の酸素濃度(FiO2)の増減で調整する。なおPaCO2は主に吹送ガス流量(スウィープ流量)で調整する点を併せて理解する。
$誤り。体外循環は低流量で立ち上げ、脱血の安定 \cdot 圧モニタ \cdot 回路内の安全を確認しつつ、部分体外循環を経て目標灌流量(成人での目安は灌流指数2.2〜2.4 L/min/m^2程度)へ段階的に増加させる。開始直後から至適灌流量とするのは急激な循環変動や回路トラブル時の危険を高めるため不適切。$
正しい。上行大動脈遮断時には一時的に送血流量を下げ、灌流圧を低めにして遮断鉗子の挿入・適用を容易かつ安全にする。高圧のまま遮断すると大動脈損傷や塞栓のリスクが増す。
正しい。心停止中に左心系へ還流する血液や気泡で過伸展・肺うっ血を来さないよう、左房や左室のベント吸引で心腔内を減圧する。吸引過多による空気誤吸引や組織損傷に注意する。
正しい。離脱開始時はまず脱血量(静脈側)を減らして心臓へ容量を戻し、自己拍出・血圧・充満圧を確認しながら送血流量を段階的に下げていく。これにより循環をスムーズに生体側へ移行できる。
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解説
医療用具の生物学的安全性評価は ISO 10993 に準拠して、接触部位(皮膚、粘膜、血液、組織内など)と接触時間(短期・中期・長期)に応じて必要な試験が定められる。一般に患者接触がある材料はスクリーニングとして細胞毒性試験が求められ、血液と直接接触するデバイスには血液適合性試験が必須となる。一方、埋植試験は体内に埋め込まれる材料の局所組織反応評価に用いられ、体外循環機器には通常求められない。発癌性試験は長期埋植や発癌懸念がある場合に限られ、短時間使用の器具では原則不要である。以上より、気管チューブ—細胞毒性試験と、IABPカテーテル—血液適合性試験が適切な組合せである。
選択肢別解説
正しい。気管チューブは気道粘膜に接触する医療機器であり、患者接触材料として細胞毒性試験が基本的なスクリーニングとして求められる(ISO 10993-1)。粘膜接触デバイスでは感作性・刺激性(粘膜刺激性)なども評価対象となるが、細胞毒性試験の実施は妥当である。
誤り。血液透析器は体外循環で血液と接触する外部導通型デバイスであり、体内に埋め込まないため埋植試験は通常要求されない。むしろ血液適合性(溶血、凝固、補体系活性化など)評価が重要となる。
誤り。電気メスのメス先電極は短時間の一時的接触が主体で、長期埋植材料ではないため、発癌性試験は通常不要である。発癌性の評価は長期埋植や特定の材料に発癌懸念がある場合に限って検討される。
誤り。慢性腹膜透析カテーテルは腹壁から腹腔内へ留置する埋植性デバイスだが、主たる接触は腹膜・皮下組織・腹腔内であり、血液とは直接接触しないため血液適合性試験は一次的な要求には当たらない。代わりに細胞毒性、感作性、刺激性、埋植試験などが重要となる。
正しい。IABPカテーテルは大動脈内で血液と直接接触するため、溶血や凝固活性化などを含む血液適合性試験が必須である(ISO 10993-4 に相当する評価)。
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解説
体外循環中のトラブルでは、原因に対してリスクを速やかに除去できる対処が求められる。膜型肺の血栓形成はガス交換能低下や圧損上昇、塞栓リスクを伴うため、ACT低下があればヘパリン追加は行うが、基本は人工肺(必要に応じて回路)交換が第一選択であり「ヘパリン投与」を対応とするのは不適切。膜型肺ガス出口の血漿漏出は膜障害・プラズマリークで人工肺交換が適切。血液ポンプ停止時は手動ハンドルで循環を維持しつつ復旧・交換する。送血側への大量空気混入は直ちに送血停止し、除泡・回路再充填などを行う。熱交換器の温水側への血液混入は熱交換器破損(非滅菌水側への血液漏出・逆流汚染リスク)を示し、直ちに人工肺(熱交換器一体型)や熱交換器の交換・隔離が必要で温度調節では解決しない。従って誤っている組合せは1と5である。
選択肢別解説
誤りの組合せ。膜型肺で血栓形成が生じるとガス交換能低下、トランスメンブレン圧上昇、塞栓リスクが高まる。ACT低下が原因ならヘパリン追加は必要だが、既に血栓が形成された人工肺は速やかな人工肺交換が原則であり、「ヘパリン投与」を主たる対応とするのは不適切。
適切な組合せ。膜型肺ガス出口からの血漿漏出は膜障害(プラズマリーク)を示し、ガス交換不良やさらなる破綻につながるため、人工肺の交換が必要となる。
適切な組合せ。血液ポンプが停止した場合は直ちに手動式ハンドルで灌流を維持し、同時に電源復旧や代替ポンプへの切替を行う。循環維持の初期対応として妥当。
適切な組合せ。送血回路内に大量の空気が入った場合は即時に送血を停止し、回路除泡・再充填などで空気排除を行う。患者への空気塞栓回避が最優先で、送血停止は正しい初期対応。
誤りの組合せ。熱交換器の温水側への血液混入は熱交換器の破損・リークを示し、水側(非滅菌)からの汚染や逆流リスクがある。直ちに人工肺(熱交換器一体型)や熱交換器の交換・隔離が必要で、温水の温度調節では根本的対処にならない。
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解説
遠心ポンプは回転体の遠心力で血液を送る非閉塞(非オクルーシブ)型ポンプで、回転数だけでは流量が一意に決まらず、前負荷・後負荷や回路抵抗により流量が大きく変動する。そのため回転数表示だけでは安全管理が不十分で、動脈側に超音波や電磁式の流量計を装着して流量を直接監視することが必須である。非閉塞型ゆえに下流閉塞時でも圧力上昇は限定的で回路破裂の危険性が低く、また接触圧迫で送液するローラポンプに比べ溶血・血小板障害が少ない。一方、吸引(カーディオトミーサクション)には空気混入が多く、遠心ポンプは大量の空気を扱えず失プライミングや微小気泡の送出を招くため不適である。空気混入時には微小化された気泡が体内へ送られる可能性があるため、気泡検出器や空気除去デバイスと併用しても“空気を送り込む心配がない”とは言えない。
選択肢別解説
誤り。遠心ポンプは前負荷・後負荷に流量が依存し、同一回転数でも流量が変動するため、流量計による直接計測・監視が必要である。回転数表示のみでは安全管理ができない。
誤り。吸引回路は空気混入が多く、遠心ポンプは大量の空気で失プライミングや微小気泡の送出を招くため不適。一般に吸引にはローラポンプを用いる。
正しい。遠心ポンプは非接触・非閉塞で剪断ストレスが比較的低く、接触圧迫で送液するローラポンプより溶血や血小板障害が少ないとされる。
正しい。遠心ポンプは非閉塞型で、下流閉塞時はヘッド内でスリップや再循環が生じ圧力上昇が限定されるため、ローラポンプのように危険な高圧を発生して回路破裂に至るリスクは極めて低い(実務上、破裂の心配はないと扱う)。
誤り。遠心ポンプでも空気が混入すれば微小化されて送出されうるため、空気塞栓のリスクは残る。気泡検出・遮断などの安全対策が不可欠で、“心配がない”とは言えない。
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解説
人工心肺回路では、体外循環中の回路内血液量(貯血槽レベル)を安定させるために、送血流量は脱血(静脈還流)に術野吸引血の戻りを加えた総流入量に整合させるのが基本である。落差脱血の落差は一般に50〜60cm程度が目安で、過大な落差は陰圧過大や血管・カニューレの虚脱、溶血を招く。脱血不良時はカニューレ位置・屈曲・陰圧条件・充満(ボリューム)など原因評価と是正が優先で、利尿剤投与は低容量を悪化させるため不適切。大動脈解離が疑われた場合は送血圧・流量をむしろ抑制し、送血中止や送血部位変更の検討が必要である。したがって、吸引戻りが多い場合に送血流量を(脱血量よりも)増やして総流入に合わせるという選択肢が正しい。
選択肢別解説
誤り。落差脱血で必要な落差は通常50〜60cm程度が目安であり、「少なくとも1m以上」は過大で、過度の陰圧により静脈・カニューレの虚脱や溶血、脱血不安定化のリスクが高まる。
正しい。術野吸引(サクション)からの戻りが増えると、貯血槽への流入は「脱血量+吸引戻り量」となる。貯血槽レベルを維持するには送血流量をこの総流入量に合わせて増やす(短時間の調整)。必要に応じて吸引の適正化や無駄な吸引の削減も併せて行う。
誤り。「できるだけ深くする」と一律に深く挿入するのは不適切。深くし過ぎると心房壁やSVC/IVC壁への吸着、開口部の閉塞を招き脱血不良を悪化させる。適切なのは原因に応じた再位置決め(浅く/深く/角度調整)、屈曲の是正、落差・陰圧条件の調整、カニューレ径の再検討などである。
誤り。脱血不良の背景に循環血液量不足がある場合、利尿剤はさらにボリュームを減らし脱血を悪化させる。まずは輸液による充満改善、カニューレ位置・屈曲の確認、落差やVAVDの最適化、送血流量の調整(還流に合わせて低減)などを行う。
誤り。大動脈解離を認めた場合に送血流量を上げると、送血圧上昇により解離の進展や偽腔灌流の増悪を招く。適切なのは送血を一時的に停止または流量を低下させて血圧をコントロールし、真腔送血の確認や送血部位(腋窩・大腿など)の変更を検討することである。
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