ターゲット温度管理

標的体温管理（TTM）は、以前は治療的低体温療法または保護的低体温療法と呼ばれていましたが、脳への血流が一定期間停止した後の回復期の健康状態を改善する目的で、特定の体温を一定時間維持しようとする積極的な治療法です。 ^{[1]これは、}血流不足に伴う組織損傷のリスクを軽減する目的で行われます。^[2]血流が悪くなる期間は、心停止や、脳卒中の場合のように血栓による動脈閉塞が原因である可能性があります。^[3]

標的温度管理は、心停止からの蘇生後の生存率と脳機能を改善します。^[4]意識が回復しない特定の種類の心停止後に使用することを裏付ける証拠があります。^[1]標的温度は、多くの場合、32〜34℃です。^[4]外傷性脳損傷後の標的温度管理のメリットは不明です。^[5]合併症はありますが、通常は軽度です。^[6]

標的温度管理は、脳の酸素需要の減少、グルタミン酸などの神経伝達物質の生成の減少、脳に損傷を与える可能性のあるフリーラジカルの減少など、いくつかの方法で脳損傷を予防すると考えられています。体温は、冷却ブランケット、冷却ヘルメット、冷却カテーテル、アイスパック、氷水洗浄など、多くの方法で下げることができます。

ターゲット温度管理は、次の状況で使用できます。

2013年のILCORと2010年のアメリカ心臓協会のガイドラインは、心停止からの蘇生後の冷却の使用を支持している。^{[1] [7]}これらの推奨事項は、主に2002年の2つの試験に基づいており、心停止後に32〜34℃（90〜93℉）に冷却すると生存率と脳機能が改善することが示された。^{[2] [8]}

しかし、最近の研究では、33℃（91℉）までの冷却は、正常温度に近い36℃（97℉）までのそれほど強力でない冷却と比較して利点がないことが示唆されています。冷却が効果的なのは、心停止後によく見られる合併症である発熱を防ぐためと思われます。^{[9]軽度の冷却とより重度の冷却を比較した場合、長期的な}生活の質 に違いはありません。^[10]

2018年現在、心停止後の小児では冷却は有用ではないようです。^[11]

最近のコクランレビューでは、この問題に関する入手可能な証拠をまとめ、33℃前後の目標温度管理により、心停止後の脳損傷を予防できる可能性が40％高まる可能性があることが判明しました。^[12]

新生児脳症に対する低体温療法は、周産期低酸素虚血、低酸素性虚血性脳症、または出生時仮死に罹患した新生児の転帰を改善することが証明されている。2013年のコクランレビューでは、脳症を患う正期産児に有効であることが判明した。^[13]出生後6時間以内に開始し72時間継続する全身または選択的頭部冷却33～34℃（91～93°F）は、死亡率を低下させ、生存者の脳性麻痺および神経学的欠損を軽減する。^[要出典]

開胸手術では、脳、心臓、その他の臓器の代謝の必要性を減らし、それらの損傷リスクを軽減するために、標的温度管理が行われます。患者には震えを防ぐための薬が投与されます。その後、体温は 25～32 °C (77～90 °F) に冷却されます。心臓は停止し、体外式心肺ポンプが患者の体への循環を維持します。心臓はさらに冷却され、手術中は 15 °C (59 °F) 未満の温度に維持されます。この非常に低い温度により、心筋は手術中の血液供給不足に耐えることができます。^{[14] [15]}

起こりうる合併症としては、感染症、出血、不整脈、高血糖などがある。^{[16]あるレビューでは、}肺炎と敗血症のリスクが上昇したが、感染症の全体的なリスクは上昇しなかった。^[17]別のレビューでは、出血が増加する傾向が見られたが、重度の出血は増加しなかった。^[18] 低体温は「寒冷利尿」を引き起こし、電解質異常、具体的には低カリウム血症、低マグネシウム血症、低リン血症、および血液量減少症を引き起こす可能性がある。^[19]

低体温が神経保護剤として効果を発揮する最も初期の理論的根拠は、体温の低下による細胞代謝の遅延に焦点が当てられていた。体温が1℃低下するごとに、細胞代謝は5～7%遅くなる。 ^[20]したがって、初期の仮説のほとんどは、低体温が体の酸素需要を減らすことで虚血の有害な影響を軽減することを示唆していた。^[21]細胞代謝に最初に重点が置かれたことは、初期の研究がほとんど超低体温の適用に焦点を絞った理由を説明しています。これらの研究者は、低体温の治療効果は体温低下の程度と直接相関していると信じていたからです。^[22]

周産期仮死の乳児の特殊なケースでは、アポトーシスが細胞死の顕著な原因であり、新生児脳症に対する低体温療法がアポトーシス経路を遮断するようです。一般的に、細胞死は酸素欠乏によって直接引き起こされるのではなく、その後の一連のイベントの結果として間接的に発生します。細胞は、細胞がエネルギーを蓄えるために使用する分子であるATPを生成するために酸素を必要とし、細胞は細胞内イオン濃度を調節するためにATPを必要とします。ATPは、細胞機能に必要なイオンの輸入と細胞機能に有害なイオンの除去の両方に使用されます。酸素がなければ、細胞はイオン濃度を調節するために必要なATPを製造できず、したがって細胞内環境が外部環境のイオン濃度に近づくのを防ぐことができません。細胞死を促進するのは酸素欠乏自体ではなく、酸素がなければ細胞はイオン濃度を調節し恒常性を維持するために必要なATPを生成できません。^[21]

注目すべきは、酸素欠乏期間中、体温が少しでも下がると細胞膜の安定性が促進されることです。このため、体温の低下は虚血性障害時に不要なイオンの流入を防ぐのに役立ちます。細胞膜の不浸透性を高めることで、低体温は酸素欠乏によって引き起こされる一連の反応を防ぐのに役立ちます。適度な温度低下でも細胞膜が強化され、細胞環境の混乱を最小限に抑えるのに役立ちます。現在多くの人が仮定しているように、血流の遮断によって引き起こされる恒常性の混乱を和らげることで、低体温は虚血性傷害による外傷を最小限に抑えることができます。^[21]

標的温度管理は、虚血期間後に組織への血液供給が回復したときに酸化ストレスによって引き起こされる損傷である再灌流障害を軽減するのにも役立つ可能性があります。再灌流中にはさまざまな炎症性免疫反応が発生します。これらの炎症反応により頭蓋内圧が上昇し、細胞損傷や場合によっては細胞死につながります。低体温は頭蓋内圧を和らげ、したがって再灌流中の患者の炎症性免疫反応の有害な影響を最小限に抑えることが示されている。再灌流中に発生する酸化はフリーラジカルの生成も増加させます。低体温は頭蓋内圧とフリーラジカルの生成の両方を低下させるため、これは低体温の治療効果のもう1つの作用機序である可能性があります。^[21]脳損傷後のN-メチル-D-アスパラギン酸（NMDA）受容体の明白な活性化は、興奮毒性のメカニズムを介して神経細胞死を引き起こすカルシウム流入につながる可能性があります。^[23]

低体温症を誘発する方法はいくつかある。^[16]これらには、冷却カテーテル、冷却ブランケット、体の周りに氷を当てることなどが含まれる。^{[16] [24]} 2013年現在、どの方法が他の方法よりも優れているかは不明である。^[24]プロセスを開始するために冷たい点滴液を投与することはできるが、人を冷たく保つためにはさらなる方法が必要である。^[16]

体温を測り、冷却の指針とする必要があります（食道、直腸、排尿中の人の膀胱、または肺動脈内のいずれか）。^[16] 30℃（86℉）未満の温度は、有害事象が大幅に増加するため避けてください。^[24]患者は、目標温度プラスマイナス0.5℃で24時間維持する必要があります。^[24]復温は、1時間あたり0.1～0.5℃（0.18～0.90℉）の速度でゆっくりと行う必要があります。^[24]

目標体温管理はできるだけ早く開始する必要があります。^[25]目標温度は8時間以内に達成する必要があります。^[24]目標体温管理は、倒れてから6時間経過してから開始しても部分的には効果があります。^[26]

標的体温管理の導入前に、震えを抑える薬理学的薬剤を投与する必要がある。体温が特定の閾値（通常は約36℃（97℉））を下回ると、人は震え始める可能性がある。^[27]低体温を誘発するために使用される技術に関係なく、体温がこの閾値を下回ると人は震え始めるようだ。^[27]標的体温管理で震えを予防および治療するために一般的に使用される薬剤には、アセトアミノフェン、ブスピロン、ペチジン（メペリジン）、デクスメデトミジン、フェンタニル、および/またはプロポフォールなどのオピオイドがある。^[28] これらの薬剤で震えを制御できない場合、患者は全身麻酔下に置かれ、および/またはベクロニウムなどの麻痺薬が投与されることが多い。頭蓋内圧の有害な急上昇を避けるために、人はゆっくりと着実に復温されるべきである。^[26]

冷却カテーテルは大腿静脈に挿入されます。冷却された生理食塩水は、カテーテル内の金属コーティングされたチューブまたはバルーンを介して循環します。生理食塩水は、人の血液の温度を下げることで、人の全身を冷却します。カテーテルは、1時間あたり1.5〜2℃（2.7〜3.6℉）の速度で体温を下げます。コントロールユニットを使用することで、カテーテルは体温を目標レベルの0.1℃（0.18℉）以内に下げることができます。さらに、カテーテルは一定の速度で体温を上げることができるため、頭蓋内圧の有害な上昇を防ぐのに役立ちます。多くの研究により、カテーテルによる標的温度管理は安全で効果的であることが実証されています。^{[29] [30] [31] [32] [33]}

この侵襲的技術に伴う有害事象には、出血、感染、血管穿刺、深部静脈血栓症（DVT）などがある。^[34]冷却カテーテルによる感染は特に有害であり、蘇生した人は感染に伴う合併症に非常に脆弱である。^[35]低体温により凝固閾値が低下するため、出血は重大な危険を伴う。深部静脈血栓症のリスクは、最も差し迫った医学的合併症である可能性がある。^[要出典]

深部静脈血栓症は、深部静脈、通常は大腿静脈に血栓が形成される医学的事象として特徴付けられる。血栓が肺に移動して肺塞栓症を引き起こすと、この状態は潜在的に致命的となる可能性がある。冷却カテーテルのもう 1 つの潜在的な問題は、大腿静脈へのアクセスをブロックする可能性があることである。大腿静脈は通常、静脈系や心臓の右側の血管造影など、さまざまな他の医療処置に使用される部位である。しかし、ほとんどの冷却カテーテルは 3 腔カテーテルであり、心停止後の大多数の人は中心静脈アクセスを必要とする。看護師が施行できる非侵襲的方法とは異なり、冷却カテーテルの挿入は、十分に訓練され、手順に精通した医師が行う必要がある。手順の恩恵を受ける可能性のある人を特定してから、挿入を行う介入放射線科医または他の医師が到着するまでの時間差により、侵襲的方法のより迅速な冷却の利点がいくらか損なわれる可能性がある。^{[引用が必要]}

経鼻蒸発冷却は、低体温症のプロセスを誘発する方法であり、目標体温管理の初期段階から病院内を移動している間まで、患者を継続的に冷却する手段を提供します。この技術では、患者の鼻腔に挿入された 2 つのカニューレを使用して冷却剤の霧を噴霧し、脳と頭蓋底の真下で蒸発させます。血液が冷却領域を通過すると、体の残りの部分全体の温度が下がります。^{[引用が必要]}

この方法は、心停止の現場、救急搬送中、または病院内で使用できるほどコンパクトである。冷却の第一段階として脳をターゲットにしながら、人の体温を34℃（93℉）以下に急速に下げる。この装置の研究では、脳（赤外線鼓膜測定による）の冷却率は1時間あたり2.6℃（4.7℉）、体幹温度の低下率は1時間あたり1.6℃（2.9℉）であることがわかっている。^{[36] [37]}

これらの技術では、冷水が毛布、または胴体を覆うベストや脚のラップを通して循環します。最適な速度で体温を下げるには、人の表面積の 70% をウォーター ブランケットで覆う必要があります。この治療法は、体温を制御する最もよく研​​究された方法です。ウォーター ブランケットは、人の皮膚を冷やすことによってのみ体温を下げるため、侵襲的な処置は必要ありません。^{[引用が必要]}

ウォーターブランケットには、いくつかの望ましくない性質があります。ウォーターブランケットは漏れやすく、電気で動く医療機器の近くで操作されるため、電気的な危険を伴う可能性があります。^[38]食品医薬品局はまた、外部冷却ブランケットが人の皮膚に重大な火傷を引き起こしたいくつかの事例を報告しています。外部冷却のその他の問題には、温度のオーバーシュート（20％の人がオーバーシュートする）、内部冷却に比べて誘導時間が遅い、代償反応の増加、患者へのアクセスの減少、心臓カテーテル挿入などの侵襲的処置での冷却の中断などがあります。^[39]

ウォーターブランケットによる治療を2リットルの冷たい静脈内生理食塩水とともに行えば、65分で体温を33℃（91℉）まで冷却できる。^[要出典]現在、ほとんどの機械には深部体温プローブが付属している。直腸に挿入すると、深部体温が監視され、機械へのフィードバックによってウォーターブランケットが変化し、目的の設定温度に達する。過去には、冷却機械の一部のモデルで目標温度を超えてしまい、患者を32℃（90℉）未満のレベルまで冷却し、有害事象が増加した。また、患者を再加温する速度が速すぎて、頭蓋内圧の急上昇を招いた。新しいモデルの一部には、目標温度に近いときに温かい水を利用してオーバーシュートを防ぐソフトウェアがさらに搭載されている。 ^[要出典]これらの機械の1つを使用した復温速度では、「自動モード」で患者を1時間あたりわずか0.17℃（0.31℉）という非常に遅い速度で復温することができ、24時間かけて33℃（91℉）から37℃（99℉）まで復温することができます。^[要出典]

脳を冷却することを目的とした、非侵襲性の頭部冷却キャップやヘルメットが多数ある。^[40]低体温キャップは通常、ネオプレン、シリコン、ポリウレタンなどの合成材料で作られ、氷やジェルなどの冷却剤が充填されている。冷却剤は、装着前に非常に低い温度、−25～−30 °C (−13～−22 °F) に冷却されるか、補助制御ユニットによって継続的に冷却される。最も注目すべき用途は、化学療法中の脱毛症の予防または軽減、^{[41]および}低酸素性虚血性脳症で生まれた乳児の脳性麻痺の予防である。^[42]継続的に冷却する反復では、冷却剤はコンプレッサーの助けを借りて冷却され、冷却キャップを通して送り込まれる。循環は、キャップ内のバルブと温度センサーによって調整される。温度が逸脱したり、その他のエラーが検出されたりすると、警報システムが作動する。凍結療法では、静脈内化学療法の前、最中、後に、−30 °C (−22 °F) に冷却した Crylon ジェルを充填したキャップを頭皮に継続的に装着します。キャップは頭部で温かくなるため、複数の冷却キャップを手元に置いて、20 ～ 30 分ごとに装着する必要があります。

低体温療法は古代から治療に応用されてきた。ヒポクラテスの誓いの由来となったギリシャの医師ヒポクラテスは、負傷した兵士を雪や氷で包むことを提唱した。^[21]ナポレオンの外科医ドミニク・ジャン・ラレー男爵は、火の近くにいた士官は最低限の保護を受けた歩兵よりも生存率が低かったと記録している。^[21]現代では、低体温症に関する最初の医学論文は1945年に発表された。^[21]この研究は、重度の頭部外傷を負った患者に対する低体温症の影響に焦点を当てたものである。1950年代に、低体温症は初めて医療に応用され、脳動脈瘤手術で無血場を作り出すために使用された。^[21]初期の研究のほとんどは、体温20～25℃（68～77℉）と定義された超低体温症の応用に焦点を当てていた。体温がこのように極端に低下すると、さまざまな副作用が伴うため、ほとんどの臨床状況では超低体温療法の使用は非現実的です。

この時期には、より軽度の低体温症の研究も散発的に行われ、軽度の低体温症は体温32〜34℃（90〜93℉）と定義されていました。1950年代に、ロソモフ博士は、脳虚血および外傷性脳損傷後の軽度低体温症の好ましい効果を犬で実証しました。^[21] 1980年代には、さらなる動物実験で、脳への血流遮断後に軽度低体温症が一般的な神経保護剤として機能することが示されました。この動物のデータは、2002年にニューイングランド医学ジャーナルに同時に発表された2つの画期的なヒト研究によって裏付けられました。^[43]ヨーロッパとオーストラリアで行われた両方の研究は、心停止後に適用された軽度低体温症の好ましい効果を実証しました。^[8]この研究に応えて、2003年にアメリカ心臓協会（AHA）と国際蘇生連絡委員会（ILCOR）は、心停止後の標的体温管理の使用を承認しました。^[44]現在、世界中でますます多くの病院がAHA/ILCORガイドラインを取り入れ、心停止患者の標準的な治療パッケージに低体温療法を含めています。^[43]研究者の中には、脳への血液遮断後の神経保護剤として、既知のどの薬剤よりも低体温療法が優れていると主張する人もいます。^{[27]この同じ時期に、特に成功した研究努力により、}出生時仮死後の新生児に適用すると、低体温療法は非常に効果的な治療法であることが示されました。いくつかの大規模なランダム化比較試験のメタ分析では、出生後6時間以内に72時間の低体温療法を開始すると、脳損傷なしで生存する可能性が大幅に増加することが示されました。^[45]

TTMはいくつかの使用シナリオで研究されてきましたが、その有用性には理論的な根拠があるにもかかわらず、通常は有用であるとは見出されておらず、まだ調査中です。^[46]

現時点では、ヒトの脳卒中に対する標的温度管理の使用を支持する証拠はなく、臨床試験は完了していない。^[47]脳卒中治療における低体温の有効性に関するデータのほとんどは、動物実験に限られている。これらの研究は、低体温がより低い凝固閾値と関連していることから、出血性脳卒中ではなく虚血性脳卒中に主に焦点を当てている。これらの動物実験では、低体温は効果的な神経保護剤であることが示された。^{[48]虚血性脳卒中後の}頭蓋内圧（ICP）を制御するために低体温を使用することは、安全かつ実用的であることが判明した。^[49]

動物実験では、外傷性中枢神経系（CNS）損傷における標的温度管理のメリットが示されています。臨床試験では、最適な温度と冷却の遅延に関してさまざまな結果が示されています。33℃（91℉）の治療温度を達成すると、重度のCNS外傷後の二次的な神経損傷を予防できると考えられています。^[50]外傷性脳損傷（TBI） のランダム化比較試験の系統的レビューでは、低体温が有益であるという証拠はないと示唆されています。^[51]

心停止患者を対象とした臨床試験では、低体温療法が神経学的転帰を改善し、死亡率を低下させたことが示された。^{[8]心停止患者に対する低体温療法の使用に関する}回顧的研究 では、良好な神経学的転帰と生存が示された。 ^[52] 心停止後のTTM中、特に33℃で治療された患者では、心電図（ECG ）上のオズボーン波が頻繁にみられる。 ^[53]オズボーン波は心室性不整脈のリスク増加とは関連がなく、単変量解析では死亡率の低下と関連する良性の生理学的現象とみなされる可能性がある。^[53]

2015年時点では、低体温療法は神経学的転帰や脳神経外科手術における死亡率の改善を示さなかった。^[54]

TTMはネグレリア症のいくつかの症例に使用されている。^[55]

• 極度の低体温による循環停止

• アメリカ低体温医学会 2011-07-23ウェイバックマシンにアーカイブ
• 低体温療法と体温管理

 この記事には、フリーコンテンツ作品からのテキストが組み込まれています。CC BY 4.0 ライセンス。テキストは Anatomy and Physiology​、J. Gordon Betts他、Openstax から引用しました。