2022 Fiscal Year Research-status Report

Development of physiological monitoring method by NIRS to evaluate appropriate chest compression at cardiac arrest

Research Project

Project/Area Number	19K09400
Research Institution	Kagoshima University
Principal Investigator	垣花泰之鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (20264426)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	伊藤隆史鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 特任准教授 (20381171) 上國料千夏鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 特任助教 (50751278)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2024-03-31
Keywords	脳内酸素飽和度 / 近赤外線分光法 / 自己心拍再開 / 胸骨圧迫 / 時間分解分光法 / 空間分解分光法 / 心肺蘇生法
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は、(1)脳内酸素飽和度の絶対値が自己心拍再開(ROSC)の指標となるのか、(2)脳内酸素飽和度値の変化を指標とした胸骨圧迫は蘇生率の向上につながるのか、を検証することである。胸骨圧迫により逆行性脳血流が発生することがないのかを検証するため、透視下に造影剤をもちいて胸骨圧迫時の逆行性脳血流発生の有無を検証したが、胸骨圧迫部位を胸骨中心部、胸骨右側、胸骨左側、さらに腹部圧迫に変えても、逆行性脳血流が生じることはなかった。つまり、通常の胸骨圧迫を行えば、ブタモデルに関しては逆行性脳血流が生じることはないという結論に達した。心室細動による5分間の心停止を維持した後に、オートパルスを用いた胸骨圧迫、およびアドレナリン投与による蘇生を8-10分間行い、電気的除細動によりROSCするまでの脳内酸素化状態を、2つの異なった測定方法(1)近赤外線分光(NIRS)装置(NIRO/TRS装置)による脳内酸素飽和度と、(2)針電極による脳実質内酸素分圧で測定した。心停止時のNIRSによる脳内酸素飽和度値の低下よりも早いタイミングで脳実質内酸素分圧の急激な低下が認められた。蘇生処置（胸骨圧迫、アドレナリン投与）によっても脳内酸素飽和度と脳実質内酸素分圧どちらも改善することがなかった症例は、ROSCしなかった。一方、脳内酸素飽和度が上昇し50%以上を維持できた症例では、ROSCに成功することが確認できた。ただ、症例数が少ないため数を増やして確認する必要がある。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 令和3年度及び令和4年度は、胸骨圧迫時の脳内酸素飽和度と脳実質内酸素分圧測定値の相関性を実証し、脳内酸素飽和度値がROSCの指標となることを実証することであったが、COVID19の影響で実験がほとんど出来な状況に追い込まれた。特に、今回の研究内容は、数人の研究者が同時に多くの手技を行い密な環境となる実験であるため、施設からも実験を控えるような指導がなされ、このような経緯もあり目標が達成できなかった。
Strategy for Future Research Activity	本研究の目的は、(1)脳内酸素飽和度の絶対値が自己心拍再開(ROSC)の指標となる、(2)脳内酸素飽和度値の変化が順行性脳血流の指標となる、ことを証明した後、脳内酸素飽和度値を指標とする胸骨圧迫法が、蘇生率の向上につながることを検証することである。令和2年度の目標である(1)脳内酸素飽和度値の変化が順行性脳血流の指標となる、に関しては、透視下に右房に造影剤を注入し、胸骨を圧迫しながらその流れを確認することで、逆行性脳血流がないことは証明できたと考えている。しかし、「脳内酸素飽和度の絶対値が自己心拍再開(ROSC)の指標となる」ことを証明することに関しては、NIRS単独による脳内酸素飽和度の測定だけではなく、脳内酸素化状態を別の測定法をもちいることで、より説得力のある検証ができるものと考えている。そのため、今回新たに導入した針電極を用いた脳実質内酸素分圧測定を導入した。令和3年度、令和4年度は、COVID19の影響でほとんど実験ができなかった。そのため、令和5年度は、NIRSによる脳酸素飽和度と針電極による脳実質の酸素分圧の同時測定から、「脳内酸素飽和度の絶対値が自己心拍再開(ROSC)の指標となる」ことを証明することができると考えている。本研究の最終目標は、脳内酸素飽和度値を指標とする胸骨圧迫法が、蘇生率の向上につながることを検証することであり、現在の研究計画を進めることによって必ず達成できるものと考えている。
Causes of Carryover	中型の動物実験であり、数人のメンバーでの実験が必要である。狭い空間で密な実験を行うことに対して指導が入ったため、実験の継続が困難な状態になった。実験を一時的にストップすることで、実験動物や物品等の購入費が減ったことで次年度の使用額が生じた。今年度に入って、COVID19の状況もだいぶ変わり、マスクをすることである程度の実験に関しては許容できると判断されたため、動物実験を再開する予定である。