静脈性空気塞栓症(VAE)は周術期の危険な合併症の一つであり.無症状に発生するが.非常に侵襲的である。 VAEは古くから知られていたが.近年になって時々報告されるようになり.ほとんどすべての手術や麻酔操作で起こりうるため.予防することができなくなっている。 VAEに関する中国での研究・報告は少なく.中国生物医学抄録データベース（CBM）で「空気塞栓症」または「ガス塞栓症」のキーワードで検索した報告は6件のみであった。 したがって.VAEの病態生理と予防管理について紹介し.臨床上の認識と警戒を高める必要がある。
病因
VAEは主に静脈系への空気の侵入と.それに続く中心静脈を介した右心房.右心室.肺動脈への空気の侵入を指す。 第一に.空気が血流に入る通路があること.第二に.一定の圧力差があること.すなわち静脈圧が大気圧より相対的に低いこと.あるいは空気を血流に押し出す直接的または間接的な外圧があることである。
VAEはいくつかの手術でしばしば発生し.最もよく知られているのは座位での脳神経外科手術です。
主に.座位では手術切開部が右心房より高い位置にあり.静脈内の圧力が右心に対して負圧になること.頭蓋骨や硬膜の静脈洞は非潰瘍性静脈であるため.一旦切り開くと切り口から空気が静脈に吸い込まれて塞栓症を引き起こすことが原因である。 座位での後頭蓋窩の手術中のVAEの発生率は.成人で7～50％.小児で26～69％と報告されている。 報告に大きなばらつきがある理由は.VAEを判定またはモニタリングする手段の違い.あるいは前向きまたは後向きという調査方法に関連している可能性がある。 対照的に.座位での頸椎手術におけるVAEの発生率はやや低く.約10％である。
ガス塞栓症は.医療用ガスを使用する手術ではよく見られる。 例えば.腹腔鏡手術におけるガス塞栓症は静脈の穿孔によるものであり.気腹手術では.ガスは加圧下で直接循環に入る。 気液交換を用いた眼科手術中に重篤なVAEを発症した症例は.Anesth Analg ’05とCan J Anesth ’07にそれぞれ成人例と小児例で報告されている。
創傷の過酸化水素（H2O2）フラッシュによるガス塞栓症も繰り返し報告されている。 Hussain-Khanらは.H2O2で灌流した脛骨嚢胞を持つ小児における肺ガス塞栓症の症例を報告している。 同様の報告は.頸椎や腰椎の手術中にH2O2で創部を洗浄した際にも起こっている。 ガス塞栓症は.H2O2を未開創や半開創（副鼻腔など）の洗浄に使用した場合に発生しやすい。 主に.H2O2によって放出された酸素が外界と十分に連絡できず.局所的に一定の圧力が形成され.血液中に酸素が押し出され.塞栓症を引き起こすためである。
深部静脈穿刺.浮遊カテーテル留置などの麻酔操作でもVAEが起こりやすいものがある。 Veselyは中心静脈カテーテル留置患者11,583例を調査し.15例にVAEが起こっており.深部静脈カテーテル抜去でもVAEが報告されている。 Deceuninckらは.左内頸静脈カテーテル抜去後に咳が続き.呼吸が減少し.低酸素状態になった患者を報告している。 Deceuninckらは.左内頸静脈カテーテル抜去後に持続的な咳.呼吸低下.低酸素血症を呈し.心臓超音波検査で右心内に大きな空気塞栓を認めた患者を報告している。
このように.VAEは多くの手技や手術で起こりうるが.そのメカニズムはアクセスと圧力差に他ならない。
したがって.VAEは多くの手技や手術で起こりうるが.その機序はアクセスや圧力差に他ならない。
表1 VAEを起こしやすい臨床操作
ガス塞栓症の考えられる原因
ガス塞栓症の考えられる機序
すべての医療操作
誤って末梢静脈からガスが侵入
すべての外科手術
静脈や動脈の酸素塞栓につながる過酸化水素の適用
麻酔 麻酔
接続されていない静脈内カテーテルを通過するガス.または人体への偶発的な空気注入
心臓手術
体外循環中のガス摂取.または拍動再開前にガスを除去しなかった場合
心臓カテーテル検査
画像診断などの手術中の心臓カテーテルを介した空気混入
肺摘出術
体腔内気腹中の動脈または静脈への偶発的なガス混入
座位での開頭術で硬膜や頭蓋静脈洞からの進入
整形外科
人工股関節全置換術.腹臥位または座位での脊椎手術
産科・婦人科
子宮破裂.海綿体手術.帝王切開
泌尿器科
経尿道的前立腺電気切断術での静脈洞への空気の進入
（Muthより）。CM, Shank ES. Gas embolism. N Engl J Med, 2000;342:477)
病態生理
VAEが患者の予後に与える影響は.主に循環中への空気侵入の量と速度.およびガス侵入時の患者の体位に関係する。 循環への空気の急速な混入は.激しい血行動態の変動を引き起こす可能性がある。 体内に流入する気体の致死量に関する見解はまだ一致しておらず.一般に.100ml/秒の速度で流入する気体の致死量は約300～500mlと考えられている。 重篤な患者や循環が不安定な患者では.少量の空気でも重大な事故を引き起こすことがある。 一旦大量の空気が静脈に急速に入ると.右心房と右心室に達し.そこで右心室流出路を閉塞し.急性右心不全を引き起こし.即死する。 空気がゆっくり入ると.肺循環のレベルでのみ閉塞が起こり.肺血管収縮と肺高血圧.右室後負荷の増加.肺血流量の減少.左室前負荷の減少.心拍出量の減少.重篤な循環不全を引き起こす。 肺血管抵抗の増大と換気/血流比の機能障害は.肺の右-左シャントと肺胞デッドスペースの増大を招き.低酸素と高カプニアをもたらす。 身体は循環吸収によって少量の空気を許容することができる。 身体はCO2のような溶解度の高い気体には比較的耐性があるが.それでも短時間に大量の気体を注入すると深刻な障害を引き起こす可能性がある。 したがって.子宮鏡検査や腹腔鏡検査など.炭酸ガスを使用する検査や手術では.事故を避けるためにも安易に使用すべきではない。 微小塞栓は内皮破裂を引き起こし.血液脳関門を破壊し.頭蓋内圧を上昇させ.大きな塞栓では脳機能障害を引き起こす。 また.微小塞栓は血管内皮を刺激し.血管内皮の正常な機能を破壊する。
一方.逆説性塞栓症は.閉鎖していない可能性のある卵円孔開存または心房中隔欠損を介した右心からの左心への空気の通過を指し.その結果.身体循環における空気塞栓症が生じ.冠動脈または頭蓋内血管の塞栓症を引き起こしやすく.それに対応する症状が現れる。
症状と発現
覚醒している患者には.胸痛やめまいなどの不快な症状がしばしばある。 これらは主に循環器症状と呼吸器症状の2つに分けられます。
循環器症状：心臓の “mill-wheel murmur “は経食道聴診または前胸部聴診で発見できるが.その発症は遅い。 心電図は非特異的なST-T変化と右室緊張の変化を特徴とする。 VAEでは頻脈や徐脈.さらには心停止がみられることもある。 肺動脈圧（PAP）は大量空気塞栓症では低下するが.緩徐空気塞栓症では上昇する。 中心静脈圧（CVP）は通常.右心機能障害のために上昇する。
呼吸器症状：覚醒患者は主に呼吸困難と息切れを呈する。 呼気終末CO2分圧が急速に低下し.動脈血CO2分圧の上昇と酸素分圧の低下を伴う。 空気塞栓症は肺の好中球から炎症因子を放出させ.肺血管透過性を亢進させ.ARDS肺障害と類似した症状を呈する。 患者は肺のコンプライアンスが低下し.肺機能が低下する。
モニタリング
臨床におけるVAEのモニタリングには様々な方法があり.経食道超音波検査（TOE）は最も感度が高く直感的で.0.02mL/kgの小さな空気や5～10マイクロメートルの気泡を検出することができ.現在VAE判定のゴールドスタンダードとされている。 もう1つは.非侵襲的で使いやすく.心臓内空気塞栓症に非常に敏感なプレコーディアル・ドップラーで.少量（約0.25mL）の空気の侵入を感知し.音に変化が生じる。 一般に.海外では座位での手術中にルーチンで使用され.胸骨の右側の3番目と6番目の間に設置される。 二酸化炭素のトレーシングが最も広く使用されているが.感度は中程度である。 この検査は.超音波で検出された空気塞栓が血行動態に影響を及ぼすかどうかを鑑別することができる心前ドップラーの機能を補完するものである。 超音波で空気塞栓が検出されてもPETCO2が低下しない場合は.流入した空気量がまだ循環に影響を及ぼしていないことを示している。 肺動脈カテーテルはVAEをわずかな遅れで反映する。主に.空気塞栓症が肺動脈圧の二次的上昇を引き起こした後に示唆されるが.VAEの場合には治療的であるという利点がある。 臨床麻酔の第4版（Barashら編）では.座位での脳外科手術では肺動脈カニュレーションをルーチンに行うことを推奨している。
診断
VAEの臨床診断は.食道または胸部聴診での「mill-wheel murmur」.呼気終末CO2分圧（PETCO2）の低下.および超音波の低下の3つの主な要因に基づいている。 PETCO2）の低下；および超音波による心腔内空気塞栓の検出。 その他の診断補助としては.VAEの危険因子（座位での開頭術.開腔術など）.突然の低血圧.低酸素.徐脈の発現.中心静脈カテーテルを介した気泡の吸引などがある。
予防
座位での脳外科手術は.気管挿管と呼吸管理を行い.全身麻酔下で行わなければならない。 Suarezらは.座位で自発呼吸を維持したまま定位的淡蒼球摘出術を受けたパーキンソン病患者2例を報告しているが.2例ともVAEを発症している。座位に体位を変える前に下肢を弾性包帯で巻き.できるだけ早期に十分な体液を補給して中心静脈圧を上昇させることが重要であり.麻酔におけるN2Oの使用は避けるべきである。 空気塞栓症の予防には.呼気終末陽圧（PEEP）による間欠的な頸静脈圧迫と抗重力スーツが有効であると推奨されている。
現在.PEEPはほとんどの医療機関で座位手術時の呼吸管理に使用されており.ドイツでのアンケート調査によると.78％の病院が座位脳外科手術でPEEPを使用している。
従来.PEEPはPCWPやCVPを上昇させ.頭蓋内静脈圧を上昇させ.VAEを予防・緩和できると考えられてきた。
しかし.250pxH2OのPEEPでも頭蓋内静脈圧は上昇しないが.空気塞栓症の予防効果はないという研究もある。 しかし.250pxH2OのPEEPでも頭蓋内静脈圧を上昇させることはできず.PEEPはVAEの発生率を有意に減少させないことを示した研究もある。 それどころか.PEEPは心拍出量を減少させるため.潜在的に閉鎖されていない卵円孔開存症患者では.循環不安定や逆説的な空気塞栓症を引き起こす可能性がある。 また.Schmittらは.座位での脳外科手術終了時にPEEPを中止した場合と.その後座位を伏臥位に変更した場合のVAEの発生について検討し.いずれの手術でもVAEの発生につながる可能性があることを明らかにした。
その他の手術中のVAE予防については.ケースバイケースで対応する必要がある。 例えば.中心静脈穿刺の際には.患者は頭を下げた体位（トレンデレンブルグ体位）に保ち.カテーテルには常に生理食塩水を満たしておく必要がある。 中心静脈カテーテルを抜去する場合は.トレンデレンブルグ位を選択し.患者が深呼吸を終えて息を止めた後にカテーテルを抜去する。
リスクの高い手術では.早期発見と予防的治療のために.心前ドップラーモニターをルーチンに使用し.必要に応じてTOEを使用すべきである。
治療対策
VAEが疑われた場合.それ以上の空気の侵入を防ぐために早急な対策が必要である。 重要なのは空気の侵入を発見することである。 手術部位を直ちに生理食塩水で覆い.中心静脈アクセスにコネクタの緩みや偶発的な空気の混入の可能性がないかをチェックする必要がある。 動脈酸素飽和度と末梢組織の酸素化を改善するための純酸素（FIO2 100％）換気 100％酸素のもう一つの効果は.窒素含有量を減少させることで空気塞栓の容積を減少させることである。 急激な容積拡大は静脈系圧を上昇させ.さらなる空気の侵入を減少させる。 低血圧.高度の徐脈などの可能性のある循環異常を管理するために心臓血管活性化装置を手元に置いておき.必要であれば心肺蘇生（CPR）を行い.心拍出量（CO）を維持するのを助けるだけでなく.肺循環に入る大きな空気塞栓を小さな気泡に細分化するのを助け.右室流出路の閉塞を避け.したがってCOを増加させる。 カテーテルや肺動脈カテーテルでガスを送り返す。 しかし.実際に抽出される気泡は6％未満であることが示唆されている。 これは主にカテーテルの位置に関連しており.中心静脈カテーテルの先端は上大静脈と右心房の接合部の50px下に留置するのが最適と考えられている。 また.マルチポートカテーテル（multiportifice catheter）の使用がより効果的である可能性も示唆されている。 カテーテルの位置が適切であれば.心室内の空気の50％を排出できると言われている。 高気圧酸素は第一選択の治療法ではなく.一部の重症例で補助的に使用されるだけである。
治療中の患者の体位も重要である。 右室流出路が右室の最下部に位置し.ガスが右室流出路から出るように.頭を下に傾けた左側の半臥位で行う。 しかし.心肺蘇生が必要な場合は.仰臥位で頭を下げた姿勢にすることも必要である。 Geisslerは麻酔をかけた犬に空気を静脈注射した後.仰臥位から左側臥位.左側頭位と変化させ.食道超音波検査で空気塞栓の再分布は見られたが.血行動態は改善せず.右心機能にも変化は見られなかった。
麻酔では.N2Oが気泡内に拡散して気泡容積を増加させることがあるため.VAE発生時にはN2Oの使用を中止する必要がある。
治療が成功した後.いくつかの小さな気泡は10〜30分間循環中に残ることができますが.最終的には吸収されます。
結論として.VAEは実際にはよくある臨床合併症の一種であるが.時には顕在化しないこともある。 われわれはVAEに対する認識を高め.その予防を常に意識すべきである。 一旦重篤なVAEが発症すると.有効な治療手段は極めて限られるため.治療よりも予防という考え方が常に重要である。