Monitoring the autonomic nervous activities to evaluate the mental workload of surgical operations

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K08875
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 山之内 孝彰 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (10448508)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 林田 直美 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 教授 (00420638) ; 江口 晋 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (80404218)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 心拍間隔変動パワースペクトル / 自律神経 / 手術

Outline of Annual Research Achievements

背景：心拍は交感神経系（SNS）と副交感神経系（PSNS）活動のバランスにより調節される。心拍変動解析（heart rate variability；HRV）は心拍一拍ごとの変動を測定し、SNS・PSNSレベルを客観的に評価可能。教育やトレーニングの分野では、フライト訓練の難易度やストレス予測、大学生での知識・経験の有無、再教育の効果予測等における有用性が報告されているが、外科医での手術中の評価の報告はほとんど無い。今回、超小型心電・加速度・皮膚温度測定装置（M-BIT）を用い、経験20年以上の外科医（専門医）と外科レジデントそれぞれの、手術前、中、後SNS・PSNSの変動を評価。
方法：術者はM-BITを前胸部に装着（専門医；肝移植、レジデント；中心静脈リザーバー留置）。高周波成分(HF)、低周波成分(LF)、LF/HF比を算出、このうち、LF/HFがSNS、HF がPSNSの指標。
結果：①専門医；術中は、SNS↑・PSNS↓、すなわち精神的ストレス状態。さらに、各手技間（全肝摘出、門脈・静脈再建、胆管再建、等）で変動が見られた。術中 “自律神経活動マップ”では、集中している指標である比較的大きなSNSと小さなPSNSを示した。②レジデント；初期はSNS↓・PSNS↑であり集中出来ていないが、症例経験と共に次第にSNS↑・PSNS↓へ変化。
考察：同一手術内においても各手技間での精神的ストレスに差が見られた。レジデントでの検討では、HRVにより手術の経験や習熟度を客観的に評価可能であることが示唆された。HRVは、ストレスを感じ、あるいは困難である手技を客観的に明らかにし共有することが可能であり、重点的トレーニング等、外科トレーニングでの応用が可能と考えられる。