空気塞栓症

空気塞栓症
その他の名前	ガス塞栓症
薬物注射は空気塞栓症の原因となる可能性があります。
専門	集中治療医学
症状	低血圧、頭痛、めまい、ふらつき
合併症	コマ
間隔	急速な
リスク要因	ダイバー、薬物乱用、不適切な針の使用、減圧症

空気塞栓症はガス塞栓症とも呼ばれ 、循環器系内の1つまたは複数の空気またはその他のガスの泡によって引き起こされる血管 閉塞です。^{[1]空気は、外科手術、}肺の過膨張損傷、減圧、およびその他のいくつかの原因で循環器系に侵入する可能性があります。植物相では、空気塞栓症は維管束植物の木部でも発生する可能性があり、特に水ストレスを受けている場合に多く発生します。^[2]

ダイバーは、肺の過膨張による傷害の結果として動脈ガス塞栓症を発症する可能性があります。肺の圧外傷により肺の静脈系に導入された呼吸ガスは、肺胞毛細血管に閉じ込められず、結果として全身動脈を通じて体の他の部分に循環し、塞栓症の危険性が高くなります。減圧によって生じる不活性ガスの泡は、通常、不活性ガスの濃度が最も高い全身循環の静脈側で形成され、これらの泡は一般に肺の毛細血管に閉じ込められ、通常は症状を引き起こすことなくそこで排除されます。卵円孔開存によって全身循環にシャントされると、脳に移動して脳卒中を引き起こしたり、冠状動脈毛細血管に移動して心筋虚血やその他の組織を引き起こしたりする可能性がありますが、その結果は通常それほど重大ではありません。応急処置としては、実行可能な最高濃度の酸素を投与し、ショックを治療し、治療的再圧および高圧酸素療法が最終的な治療と なる病院に搬送することです。

症状には以下のものがある: ^[3]

• 低血圧（異常に低い血圧）
• 息切れ

動脈ガス塞栓症の症状には以下のものがある：^{[4] [5]}

• 意識喪失
• 呼吸停止
• めまい
• 痙攣
• 震え
• 協調運動能力の喪失
• 身体機能の制御の喪失
• しびれ
• 麻痺
• 極度の疲労
• 四肢の筋力低下
• 異常な感覚の領域
• 視覚異常
• 聴覚異常
• 性格の変化
• 認知障害
• 吐き気または嘔吐
• 血痰
• 気胸、皮下気腫、縦隔気腫など、肺の過膨張によるその他の症状も現れることがあります。

介入放射線学、心臓外科、脳神経外科手術は空気塞栓症を起こしやすい。^[1]さらに、造影剤投与用のポンプインジェクターの使用増加や肺への経皮介入も空気塞栓症のリスクを高める。^[6]

ガス塞栓症は、大気圧でガスを呼吸する水中ダイバーが経験するダイビング障害であり、2つの異なる方法で発生する可能性があります。

• 肺気圧外傷:息を止めて急浮上すると肺の内膜にひどい外傷が起こり、気泡が血流に入ることがあります。肺に溜まった空気が膨張して組織が裂けます (肺気圧外傷)。肺は破裂するまで痛みによる前兆がほとんどないため、破裂は起こりやすいです。ダイバーは通常、痛みと苦痛を抱えながら水面に浮上し、泡を吹いたり血を吐いたりすることがあります。肺気圧外傷は通常は明らかで、減圧症とはまったく異なる症状が現れることがあります。 ^[7]
• 減圧症:潜水中に圧力を受けて血液中に溶解したガスが、浮上時に溶液中に排出される時間が十分にない場合、血流中に不活性ガスの泡が発生します。症状は微妙ですぐには気づかない場合があり、浮上後しばらくしてから発症する場合があります。

肺の外傷も空気塞栓症を引き起こす可能性があります。これは、患者が人工呼吸器を装着され、損傷した静脈や動脈に空気が強制的に送り込まれ、突然死を引き起こす可能性があります。^[要出典]スキューバダイビングから浮上する際に息を止めると、圧力差により、同様に肺の空気が肺動脈や静脈に強制的に送り込まれる可能性があります。^[8]

臨床処置中に、静脈や動脈に誤って空気が直接注入されることがあります。 ^{[9] [10]血液}透析回路の血管チューブから空気を慎重に除去するために注射器を誤って使用すると、血管系に空気が入り込む可能性があります。^[11]静脈空気塞栓症は、静脈または動脈のカテーテル挿入を必要とする診断および治療処置のまれな合併症です。 ^[12]重大な塞栓症が発生すると、心血管系、肺、または中枢神経系が影響を受ける可能性があります。^{[9] [12]}塞栓症を除去または軽減するための介入には、気泡のサイズを小さくする手順や、右心房から空気を抜く手順が含まれます。^[12]

人間の致死量は理論的には1kgあたり3～5mlと考えられている。1秒あたり100mlの速度で300～500mlのガスを注入すると致命的となると推定されている。^[13]

空気塞栓症は、血管が開いていて、ガスが入りやすい圧力勾配がある場合にいつでも発生する可能性があります。ほとんどの動脈と静脈の循環圧は大気圧よりも高いため、血管が損傷しても空気塞栓症は発生しません。頭頸部などの心臓より上の静脈では、静脈圧が大気圧よりも低い場合があり、損傷により空気が入り込む可能性があります。^{[14]これが、}外科医が脳の手術時に特に注意しなければならない理由の1つであり、頸静脈または鎖骨下静脈から中心静脈カテーテルを挿入または除去するときにベッドの頭側を下に傾ける理由です。^[要出典]

空気が静脈に入ると、空気は心臓の右側に移動し、次に肺に移動します。^[15]これにより肺の血管が収縮し、心臓の右側の圧力が上昇します^{[要出典] 。人口の20％から30％を}占める卵円孔開存症の患者の場合、圧力が十分に高くなると、ガス泡が心臓の左側に移動し、脳または冠動脈に到達する可能性があります^[要出典]。このような泡は、最も重篤なガス塞栓症の症状の原因です。

静脈または肺の空気塞栓症は、空気が全身の静脈に入り、心臓の右側に運ばれ、そこから肺動脈に運ばれ、そこで詰まって血流を遮断または減少させることで発生します。^[16]静脈循環内のガスは、肺循環を妨げたり、中心静脈圧を上昇させて肺動脈圧と全身動脈圧を低下させるエアロックを形成したりして、心臓の問題を引き起こす可能性があります。^{[16] [17]}動物実験では、これが起こるのに必要なガスの量は非常に多様であることが示されています。^[10]人間の症例報告では、100 mL/sを超える速度で100 mLを超える空気を静脈系に注入すると致命的になる可能性があることが示唆されています。^[18]重度の潜水や減圧事故による急速な減圧では、非常に大量で症状のある静脈空気塞栓が発生する可能性があり、肺の循環を妨げ、呼吸困難や低酸素症を引き起こす可能性があります。^[8]

全身動脈のガス塞栓症は動脈ガス塞栓症（AGE）と呼ばれ、静脈の場合よりも深刻な問題です。動脈内のガス泡が動脈から血液が流れている領域への血流を直接止める可能性があるためです。AGEの症状は血流領域によって異なり、脳動脈ガス塞栓症（CAGE）の場合は脳卒中の症状、心臓が影響を受ける場合は心臓発作の症状となる可能性があります。^[8]症状を引き起こす動脈ガス塞栓症の量は場所によって異なります。脳循環に2mLの空気が入ると致命的になる可能性があり、冠動脈に0.5mLの空気が入ると心停止を引き起こす可能性があります。^{[19] [20]}

卵円孔開存症（PFO）が疑われる場合は、心エコー検査を行って欠損部を診断することがあります。この検査では、注射器で生理食塩水をかき混ぜて気泡を発生させ、腕の静脈に注入することで、患者の静脈に非常に細かい気泡を導入します。数秒後、これらの気泡が患者の右心房と右心室を通過する様子が超音波画像ではっきりと確認できます。このとき、気泡が直接心室中隔欠損部を横切るのが観察されるか、または、気泡が右心室を通過している間に患者にバルサルバ法を行ってもらうことで、一時的に卵円孔開存症が開くことがあります。この動作により、孔のフラップが開き、気泡が左心室に通過する様子が確認できます。このような気泡は小さすぎて検査では害を及ぼさないが、このような診断によって、水中ダイビングなどの活動中に形成されるより大きな気泡によって生じる可能性のある問題に患者が気づく可能性がある。水中ダイビングでは、減圧中に気泡が成長する可能性がある。^{[21] [22]}深いテクニカルダイビングで比較的高い減圧ストレスにさらされることを意図しているダイバーには、PFO検査が推奨される場合がある。

原則として、いかなる深度でも圧力のかかったガスを呼吸したダイバーが意識不明で浮上した場合、浮上後すぐに意識を失った場合、または浮上後約10分以内に神経症状を呈した場合は、動脈ガス塞栓症を起こしていると考えられる。^[5]

動脈ガス塞栓症の症状は存在するが、低体温などの環境的影響や他の明らかな原因による痛みに隠れている可能性がある。肺過膨張障害が疑われる場合は神経学的検査が推奨される。減圧症の症状は動脈ガス塞栓症の症状と非常に類似しており、混同されることがあるが、治療は基本的に同じである。負傷したダイバーにとってガス塞栓症と減圧症の区別は難しい場合があり、両方が同時に発生することもある。潜水歴から減圧症の可能性を排除できる場合が多く、他の肺過膨張障害の症状の存在はガス塞栓症の可能性を高める。^[5]

心臓内の大きな空気の泡（空気が大きな静脈に自由に侵入する特定の外傷の後に起こることがある）は、一定の「機械的な」雑音を伴って現れます。患者を速やかにトレンデレンブルグ体位（頭を下にした状態）^{[疑わしい–議論が必要]}にし、左側を下にして（左側臥位）おくことが重要です。トレンデレンブルグ体位は、左心室の空気の泡を冠動脈口（大動脈弁の近くにある）から遠ざけるので、空気の泡が冠動脈に入り込んで閉塞する（心臓発作を引き起こす）のを防ぎます。左側臥位は、右心室の非依存部分に空気を閉じ込めるのに役立ちます（空気が肺動脈に進んで閉塞するのではなく、そこにとどまる可能性が高くなります）。また、左側臥位では、空気が潜在的に開存している卵円孔（成人の最大30%に存在）を通過して左心室に入り、そこから遠位動脈に塞栓する（脳卒中などの閉塞症状を引き起こす可能性がある）のを防ぐことができる。^{[16] [23]}

静脈塞栓症と動脈塞栓症の両方に対して高濃度酸素の投与が推奨されています。これは虚血を打ち消し、気泡サイズの縮小を促進することを目的としています。^[11]

静脈空気塞栓症の場合、右心室のエアロック閉塞を伴う患者をトレンデレンブルグ体位または左側臥位にすると、心室内の気泡が移動し、気泡の下に血液が流れるようになる可能性がある。^[24]

100%酸素による高圧療法は、動脈塞栓症の臨床的特徴を示す患者に推奨されます。これは、溶解による気泡からの窒素の除去を促進し、組織の酸素化を改善するためです。これは、特に心肺または神経系の関与がある場合に推奨されます。早期治療は最大の効果をもたらしますが、損傷後30時間まで効果が持続する場合があります。^[11]

酸素による応急処置は、ガス塞栓症の疑いのある負傷者や、急浮上したダイバー、減圧停止を怠ったダイバーに有効です。^[25]ほとんどの完全閉鎖回路式リブリーザーは、高濃度の酸素を豊富に含む呼吸ガスを持続的に供給できるため、純粋な開放回路式酸素蘇生器の代替として使用できます。ただし、減圧症患者に酸素を供給する最適な方法は、酸素ボンベから非再呼吸マスクを通して純酸素を供給することです。^[8]

再圧は、ダイバーのガス塞栓症の最も効果的な治療法ですが、時間はかかります。^{[17]通常、これは}再圧チャンバーで行われます。圧力が上昇すると、ガスの溶解度が上昇し、周囲の血液や組織へのガスの吸収が促進されて気泡のサイズが小さくなります。さらに、ボイルの法則で説明されているように、ガス気泡の容積は周囲圧力に反比例して減少します。高圧チャンバーでは、患者は水深18 mswに相当する周囲圧力で、100%の酸素を吸入できます。高圧状態では、酸素が気泡に拡散し、気泡から窒素が血液に溶け込みます。^[要出典] 酸素気泡は耐容性が高くなっています。^[16] 高圧状態での血液と組織への酸素の拡散は、動脈がガス気泡によって塞がれたときに血流が奪われた体の部分を補助します。これは虚血性障害の軽減に役立ちます。^{[引用が必要]} 高圧酸素の効果は、以前に虚血した領域の再灌流によって発生する可能性のある損傷にも対抗します。この損傷は白血球(白血球の一種) によって媒介されます。^{[引用が必要]}

高圧酸素療法後の再発率は、遅発性脳浮腫により高くなる。^[26]

空気塞栓症の疫学的観点からは、手術中に最も高い発生率を示すことが分かっています。例えば、神経学的症例におけるVAE（血管空気塞栓症）は80%にまで達し、産婦人科手術ではVAEの発生率は97%にまで上昇することがあります。ダイバーの場合、発生率は1回のダイビングにつき7/100,000です。^[27]

直接注入空気塞栓術は、ベルギーの殺人犯イヴォ・ポッペが犠牲者を殺害するために使用した方法の1つである（もう1つの方法はバリウムであった）。^[28]

テキサス州の元看護師ウィリアム・デイビスは、心臓手術後に患者の動脈に空気を注入して4人を殺害し、2人を負傷させた罪で2021年10月に有罪判決を受けた。^[29]量刑の冒頭陳述で、検察側は法廷に対し、さらに3件の殺人と3件の殺人未遂の証拠を提示すると述べた。^[30]

ドロシー・L・セイヤーズは1927年のピーター・ウィムジー卿の推理小説『不自然な死』（米国では1928年に『ドーソン家系』として出版）の中で、直接注入による空気塞栓を殺人の方法として利用したが、彼女の描写は後に注射部位と量の観点から信じがたいと批判された。^[31]

空気塞栓術は、テレビシリーズ「シャドウ・チェイサーズ」のエピソード「アメイジング・グレイス」で、精神異常の看護師が末期患者7人を安楽死させるために使用した方法である。^[32]

ヤングアダルト小説『キャッチング・ファイア』とその映画版の終盤で、主人公のカットニス・エヴァディーンは注射器を手に取り、空気を注入して、空気塞栓症でピータ・メラークを素早く殺そうとする。^[33]

空気塞栓は一般に維管束植物の木部で発生します。水圧の低下によりキャビテーションが発生するためです。水圧の低下は水ストレスまたは物理的損傷の結果として発生します。

キャビテーションを防止し、回復するために、多くの生理的適応が役立っています。キャビテーションは、道管要素間の壁にある狭い孔によって広がるのを防げます。植物の道管液は、相互接続によってキャビテーションを迂回することができます。葉の気孔を閉じて蒸散を減らすことで水分損失を減らすことができます。また、一部の植物は根から道管に正圧をかけます。道管圧が上昇すると、キャビテーションガスが再溶解することがあります。

• エブルリズム – 環境圧力の低下により体液中に蒸気泡が形成される

• 動脈ガス塞栓症