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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
体外循環中に大動脈解離が発生した際の原則は、解離の進展を抑えつつ真腔灌流を速やかに確保し、臓器保護を図ることである。具体的には、送血流量を減量または一時停止して灌流圧を下げ、上行大動脈の色調・膨隆・拍動の変化を観察する。経食道心エコー(TEE)で真偽腔、エントリー、カニューレ先端位置を評価し、偽腔送血が疑われる場合は真腔へカニューレを入れ直すか、送血部位(大腿・腋窩など)を変更する。循環停止や追加修復に備えて送血温を下げ低体温化し、代謝と酸素消費を低減して安全域を確保する。一方、送血圧を上げる対応は偽腔への灌流を助長し解離拡大、破裂、臓器虚血を悪化させ得るため不適切である。
選択肢別解説
適切。低体温化は代謝率と酸素消費量を低下させ、循環停止や低流量灌流への移行時の臓器保護に有利である。解離の追加修復(人工血管置換など)を見据えて送血温を下げる判断は妥当。
不適切(誤り)。送血圧を上げると偽腔への灌流が増え、解離が進展・拡大し破裂や臓器虚血を助長する危険がある。対応は送血流量の減量/停止で灌流圧を低下させ、カニューレ位置の再評価と真腔送血の確立である。
適切。偽腔送血は解離を悪化させるため、送血カニューレが真腔に位置するよう再挿入する。必要に応じて送血部位を大腿動脈や腋窩動脈などへ変更し、確実な真腔灌流を確保する。
適切。上行大動脈の色調(赤黒い変化など)、膨隆、拍動性の変化は偽腔灌流や解離進展の重要な手掛かりであり、直視下の確認は早期発見に有用である。
適切。TEEは術中に迅速に実施でき、真偽腔の判別、エントリー部位、カニューレ先端位置、心機能・弁機能評価に有用で、対応方針の決定に不可欠である。
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解説
体外循環(人工心肺)中は、全身灌流が機械的に管理され非拍動流となることが多く、限られた灌流量は脳や心臓などの重要臓器を優先して配分される傾向がある。したがって骨格筋や腹部臓器(腎・肝・消化管など)の血流は相対的に低下しやすい。一方、脳血流は通常、平均動脈圧がおおむね $50\sim 150\,\mathrm{mmHg}$ の範囲で自動調節(autoregulation)により一定に維持される(体温、麻酔薬、PaCO2 などの影響で範囲は変動し得る)。腎循環の自動調節の下限は一般に $50\sim 60\,\mathrm{mmHg}$ 程度とされ、これを下回ると自己調節は破綻し腎虚血の危険が増す。急性腎障害(AKI)の発症リスクは体外循環時間が長いほど高まることが知られており、「体外循環時間に依存しない」という記載は不正確である。以上より、正しい選択肢は脳血流の自動調節に関する記述である。
選択肢別解説
誤り。体外循環では限られた灌流量が脳・心臓へ優先配分され、交感神経緊張や血管収縮も相まって骨格筋への血流はむしろ低下しやすい。したがって「増加する」は不適切。
誤り。体外循環中は腎・肝・消化管などの腹部臓器の血流は相対的に減少しやすく、腸管虚血や肝機能障害のリスクが問題となる。よって「増加する」は不正確。
誤り。急性腎障害(AKI)の発症リスクは体外循環時間の延長で上昇することが多数報告されており、溶血・炎症・低灌流・血行動態変動などの累積影響を受ける。「体外循環時間に依存しない」は不正確。
正しい。脳血流は自動調節(autoregulation)により、通常は平均動脈圧がおおむね $50\sim 150\,\mathrm{mmHg}$ の範囲で比較的一定に保たれる。体外循環中でも、低体温や麻酔深度、PaCO2 変化などの影響を受けうるが、一般論としては維持されると考えられる。
誤り。腎循環の自動調節が保たれる灌流圧の下限は一般に $50\sim 60\,\mathrm{mmHg}$ 程度であり、$30\,\mathrm{mmHg}$ は明らかに低すぎて腎の自動調節は期待できない。
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解説
遠心ポンプはインペラの回転により遠心力で連続流を生むポンプで、流量は回転数だけでなく前後の圧力差(後負荷)や血液粘性などの条件で大きく変動する。したがって同じ回転数でも後負荷が増えると流量は低下する。回路が閉塞しても発生圧力はシャットオフヘッド(流量ゼロ時の最大圧)に抑えられ、容積脈動型(ローラポンプ)に比べ回路破裂リスクは低い。空気が混入すると遠心力が十分働かず吐出が止まりやすく、吸引回路用途には適さない。低回転域では特に流量—圧力特性が不安定で逆流や脈動が生じやすく、単純な回転数調節のみでの微小流量制御は困難である。
選択肢別解説
誤り。吸引回路では空気混入が避けられないが、遠心ポンプは空気を含むと遠心力が働かず吐出が停止しやすい(プライミング喪失)。この特性は安全側ではあるが、吸引用途には不適で、通常はローラポンプが用いられる。
誤り。流量は回転数のみに比例せず、ポンプ前後の圧力差(後負荷)、前負荷、血液の粘性や回路抵抗に依存する。回転数を一定にしても条件により流量は変動するため「正比例」は成り立たない。
誤り。回路閉塞時でも遠心ポンプの発生圧はシャットオフヘッドに制限され、容積脈動型ポンプのように圧力が無制限に上昇しにくい。したがって回路破裂の危険性は相対的に小さい。
正しい。遠心ポンプは後負荷依存性が高く、同一回転数でも末梢抵抗や血液粘性が増すとポンプ曲線と系統曲線の交点が変わり、流量は減少する。
誤り。低流量・低回転域では流量—圧力特性が不安定で、患者側圧が上回ると逆流が起こり得る。微小流量の安定制御には鉗子での抵抗調整等を併用することが多く、回転数だけでは容易でない。
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解説
体外循環では全身ヘパリン化により活性化凝固時間(ACT)を十分に延長してから開始し、体外循環中もACTを定期的に測定して目標(一般に400秒以上)を維持する。プロタミンはヘパリンの中和薬であり、体外循環離脱時に用いる。送血(動脈)フィルタの閉塞は圧上昇・破損や血栓・デブリの患者送り込みを招くため、循環を維持したまま押し通すことは危険であり、安全を確保して停止・交換等の対応を行う。ヘパリンコーティング回路は抗血栓性を高めるが、ヘパリン投与を不要にはしない。フィルタ下流(患者側)回路の血栓は患者へ直接到達しうるため、常時の観察が必要である。
選択肢別解説
正しい。体外循環開始前に全身ヘパリン化を行い、ACTが十分に延長(一般に400秒以上)していることを確認してからカニュレーション・循環開始とする。これにより回路内および患者内での血栓形成を予防する。
誤り。プロタミンはヘパリンの中和薬であり、体外循環離脱時に用いる。循環中に定期的に投与すると抗凝固が失われ、回路内血栓形成の危険が高まる。循環中はACTを定期測定し、低下すればヘパリンを追加投与して管理する。
誤り。送血(動脈)フィルタが詰まった状態で血液循環を維持すると、過大な圧力上昇やフィルタ破損、凝血塊・微小栓子の患者側への移送リスクがある。安全確保のうえで循環を止め、フィルタ交換など適切な是正措置を行う。
誤り。ヘパリンコーティング回路は生体適合性・抗血栓性を向上させるが、全身ヘパリン投与を不要にはしない。通常どおりヘパリンでACT目標(一般に400秒以上)を維持する。
正しい。フィルタ下流(患者側)回路で血栓が形成されると、そのまま患者に送られる危険がある。透明回路部の観察や差圧・圧モニタ値の監視などにより、下流側を含めた血栓形成の有無を常時確認する必要がある。
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