Evaluation of cerebral and central venous oxygen saturations as clinical surrogates for regional renal oxygenation during off-pump coronary artery bypass grafting: a prospective observational study

あなたの体を、活気あふれるハイテク都市だと想像してみてください。そこでは心臓が中央発電所として、電気（血液）をあらゆる近隣地域へと送り出しています。時には、この発電所に大規模なチューニングが必要になることがあります。例えば、医師が詰まったパイプを掃除するためにバイパス手術を行う場合です。かつて、外科医は作業中に心臓の役割を代行する機械を使用していましたが、これによってしばしば都市全体に「電力サージ」が発生し、腎臓のようなデリケートな領域にダメージを与えることがありました。現在、外科医は心臓が自律して鼓動を続けている間にパイプを修理しようとすることがよくあります。これは、メインスイッチを切ることなく、稼働中の電気系統を修理するようなものです。

問題は、パイプを修理するために心臓が押しつぶされたり動かされたりしている間、都市の電力供給が不安定になる可能性があることです。私たちは、腎臓に十分な酸素が行き渡らないと、腎臓が病気になり、後に深刻なトラブルにつながることを知っています。医師たちは「サチュレーション・モニター」と呼ばれる特別なツールを持っており、それは気象観測所の役割を果たします。彼らは患者の額にセンサーを貼り付けて脳の酸素状態をチェックしたり、首の静脈に特殊なチューブを挿入して全身から戻ってくる血液をチェックしたりすることができます。長い間、多くの人々は、これら2つのモニターがあれば腎臓の状態を推測するのに十分であり、腎臓専用の3つ目の高価なセンサーを導入する必要はないと考えてきました。それは、リビングルームと廊下の温度をチェックすることで、地下にある冷凍庫が正常に機能しているかどうかを知ることができると期待するようなものです。

しかし、ここにひねりがあります。嶺南大学医療センターの研究者たちによって行われたこの新しい研究は、まさにそのアイデアを検証することに決めたのです。彼らは、この特定の種類の心臓手術を受けている成人42人を観察し、脳、全身の還流血、そして腎臓のスナップショットを、手術中の16の異なる時点で撮影しました。彼らは、脳や「全身の還流ライン」が、本当に腎臓の代わりを務められるのかどうかを調べたかったのです。その答えは、明確な「ノー」でした。脳と腎臓は、まるで同じ嵐に対して全く異なる反応を示す2人の隣人のようでした。外科医が心臓を動かしたとき、脳の酸素レベルは急降下した後すぐに回復しましたが、腎臓はしばらくの間落ち着いており、その後、かなり遅れてゆっくりと酸素レベルが低下し始めたのです。彼らの反応があまりにも異なるため、脳や中心静脈ラインをチェックしても、腎臓がトラブルに陥っているかどうかを知ることはできないのです。この研究は、もし腎臓に十分な空気が送られているか確実に知りたいのであれば、腎臓に直接センサーを置かなければならず、他の部位から推測することはできないと結論付けています。

3つのモニターの物語

手術を、心臓（発電所）が揺さぶられている間に「明かりを灯し続ける」という極めて緊張感のあるゲームだと考えてください。研究者たちは、近道を探していました。腎臓にセンサーを設置すること（これを「腎臓ウォッチ」と呼びましょう）は困難であることを彼らは知っていました。それは高価であり、患者に余計なワイヤーを増やし、さらに腎臓は皮膚や脂肪の層の下深くにあるため、信号が不明瞭になることもあります。そこで彼らは、「脳ウォッチ（額のセンサー）やボディウォッチ（首のライン）を使えないだろうか？」と考えました。「もし脳ウォッチが下がったら、それは腎臓ウォッチも下がっていることを意味するのだろうか？」

このことを確かめるために、チームは大規模なデータ収集を実施しました。彼らは46人の患者の額と脇腹にセンサーを取り付け（最終的な分析には42人が含まれました）、首の静脈に特殊なチューブを挿元して、全身から戻ってくる酸素を測定しました。彼らは単に一度だけ測定したのではなく、麻酔で眠りについてから胸を閉じるまでの手術全体をカバーするように、数分おきにスナップショットを撮りました。彼らは3つの特定の瞬間を観察しました。すなわち、心臓のパイプの修理を開始する前、パイプを修理するために心臓を圧迫している間、そして終了した後です。

大きな乖離：隣人が異なる反応を示すとき

結果は非常に興味深いものでしたが、研究者が期待していた方向ではありませんでした。もし脳ウォッチと腎臓ウォッチが、常に同期して動く親友であれば、データはそれらが共に上昇・下降することを示すはずでした。しかし、研究の結果、彼らはまるで人混みの中で突然離ればなれになった2人の歩行者のようであることが分かりました。

外科医が閉塞した動脈に到達するために心臓を動かさなければならないとき（これを「アナストモーシス」と呼びます）、心臓は物理的に位置を変えられます。これが血圧の急激な低下を引き起こしました。

• 脳の反応: 脳ウォッチはこの変化を即座に察知しました。脳は圧力の変化に非常に敏感であるため、脳の酸素レベルは急激に低下しました。しかし、外科医が心臓を元の位置に戻すと、脳の酸素レベルはすぐに跳ね上がりました。それは素早い低下と、素早い回復でした。
• 腎臓の反応: しかし、腎臓ウォッチはその初期の低下にはほとんど反応しませんでした。心臓が動かされている間、腎臓の酸素レベルは驚くほど安定していました。ところが、奇妙なことが起こりました。外科医がパイプの修理を終えて心臓が元の位置に戻った後、脳は正常でしたが、腎臓の酸素レベルはゆっくりと着実に低下し始めたのです。

それはまるで、脳が「うわっ、怖かった！」と言ってすぐに「ふう、もう大丈夫だ」と言っている一方で、腎臓が「今は大丈夫だ」と言いながら、1時間後に「ああ、実は大変なことになっている」と言っているかのようでした。

数字は嘘をつかない

研究者たちは、一つのモニターを別のモニターと交換できるかどうかを判断するために計算を行いました。彼らは「ブランド・アルトマン分析」と呼ばれる特別なテストを用いました。これは、2つの異なる定規が同じテーブルを寸分違わず測れているかを確認するようなものです。あるモニターが代用として優れているためには、誤差範囲が30%未満である必要があります。

結果は明白でした。

• 脳ウォッチの誤差範囲は 37.0% でした。
• ボディウォッチの誤差範囲は 38.3% でした。

どちらの数値も30%の制限を大幅に上回っていました。実際、変化の方向（同時に上がったか下がったか）に注目すると、一致度は極めて低いものでした。脳ウォッチと腎臓ウォッチが変化の方向で一致したのは、わずか 37.5% の時だけでした。ボディウォッチと腎臓ウォッチの一致度は、わずか 35.3% でした。信頼できる代用品であるためには、90%以上の確率で一致する必要があります。

なぜこれが重要なのか

この研究は、誰が腎臓のトラブル（急性腎障害、またはAKI）に見舞われるのかについても調査しました。彼らは、腎臓ウォッチの絶対的な数値が最も低かった患者が必ずしも病状になったわけではないことを発見しました。むしろ、術後に自身の開始時点から腎臓の酸素レベルが最も大きく低下した患者が、病状を呈していました。

これは、腎臓が手術のストレスに対して独特で遅延した反応を示すことを示唆しています。脳は揺さぶりに対して即座に反応しますが、腎臓は独自の内部安全メカニズムのおかげか、しばらくの間持ちこたえた後に、故障し始めるようです。このタイムラグがあるため、脳の酸素レベルをチェックすることは誤った安心感を与えてしまいます。脳が回復しているのを見て「よし、すべて順調だ」と思うかもしれませんが、その裏で腎臓は静かに危機に陥っている可能性があるのです。

結論

研究者たちは、この種の手術において、脳や中心静脈ラインを腎臓の「サロゲート（身代わり）」として使用することはできないと結論付けました。それらはあまりにも異なっているからです。脳と腎臓は、手術のストレスに対してそれぞれ独自のやり方で反応し、一方が他方を予測することはありません。

したがって、オフポンプ心臓手術中に患者の腎臓に十分な酸素が行き渡っているかを知りたいのであれば、額や首を見るだけでは不十分です。腎臓に直接センサーを置かなければなりません。それは少しコストがかかり、手間も増えるかもしれませんが、この研究によれば、それが腎臓で起きていることを正確に把握し、損傷を防ぐための唯一の方法なのです。「脳をプロキシ（代理）として使う」という近道は、通用しないのです。