心臓胸部外科

心臓胸部外科の競争率の高い外科教育・研修（SET）プログラムは6年間で、通常は医学部卒業後数年経ってから開始されます。研修は、オーストラリアとニュージーランドの二国間研修プログラムを通じて実施・監督されます。研修期間中には複数の試験が行われ、最終年度にはフェローシップ試験で締めくくられます。研修修了後、外科医にはオーストラリア王立外科医大学のフェローシップ（FRACS）が授与され、専門医としての資格が認められます。一般外科の研修プログラムを修了し、FRACSを取得した研修医は、大学の承認を条件として、4年間の心臓胸部外科のフェローシップ研修を受けることができます。心臓胸部外科医になるには、最低でも8年から10年の大学院（医学部卒業後）研修が必要です。現在、研修枠と公立（教育）病院の枠をめぐる競争は非常に激しく、オーストラリアの医療従事者計画に関する懸念が生じています。

歴史的に、カナダの心臓外科医は一般外科を修了した後、心血管外科/心臓血管外科/心臓血管外科のフェローシップを修了していました。1990年代には、カナダの心臓外科研修プログラムは、医学部卒業後の6年間の「直接入学」プログラムに変更されました。直接入学形式では、研修医は一般外科プログラムでは得られない心臓外科に関連する経験（心エコー検査、冠状動脈集中治療室、心臓カテーテル検査など）を得ることができます。このプログラムの研修医は、胸部および血管外科の研修にも時間を費やします。通常、その後、成人心臓外科、心不全/移植、低侵襲心臓外科、大動脈外科、胸部外科、小児心臓外科、または心臓集中治療室のいずれかのフェローシップに進みます。現在、一般外科を修了し、心臓外科を志すカナダの候補者は、米国で心臓胸部外科のフェローシップを修了することがよくあります。カナダ王立内科外科医師会は、資格を有する一般外科医を対象とした3年間の心臓外科フェローシップも提供しており、アルバータ大学、ブリティッシュコロンビア大学、トロント大学など、複数の研修施設で実施されている。

胸部外科は、カナダでは一般外科または心臓外科の2～3年間の独立した専門研修プログラムである。

カナダの心臓外科プログラム：

• アルバータ大学– 1名募集
• ブリティッシュコロンビア大学– 1名募集
• カルガリー大学– 1名募集
• ダルハウジー大学– 隔年で1名募集
• ラヴァル大学– 3年に1人の割合
• マニトバ大学– 1名募集
• マギル大学– 3年に1人の割合
• マクマスター大学– 隔年で1名募集
• モントリオール大学– 3年ごとに1位
• オタワ大学– 1名募集
• トロント大学– 1名募集
• ウェスタン大学– 1名

米国における心臓外科の研修は、一般胸部外科の研修と統合されており、心臓胸部外科または単に胸部外科と呼ばれています。米国の心臓胸部外科医は、まず一般外科のレジデンシー（通常5～7年）を修了し、その後心臓胸部外科のフェローシップ（通常2～3年）を修了した医師です。心臓胸部外科のフェローシップは通常2～3年ですが、認定はプログラムへの参加期間ではなく、執刀医として執刀した手術件数と、厳格な専門医認定試験の合格に基づいて行われます。研修期間を短縮するための他の 2 つの経路が開発されています。(1) 同じ施設で 4 年間の一般外科研修と 3 年間の心臓胸部外科研修からなる複合型一般胸部外科研修、および (2) 統合型 6 年間心臓胸部外科研修 (一般外科研修と心臓胸部外科研修の代替) であり、それぞれ多くのプログラム (20 以上) で確立されています。^{[ 3 ]} 応募者は医学部卒業後すぐに統合型 6 年間 (I-6) プログラムにマッチングしますが、これらのポジションへの応募プロセスは非常に競争が激しく、2010 年に米国では 10 枠に対して約 160 人の応募がありました。2013 年 5 月現在、承認されたプログラムは 20 あり、以下が含まれます。

米国における6年間の統合型心臓胸部外科プログラム：

• ウィスコンシン医科大学
• スタンフォード大学– 2つのポジション
• ノースカロライナ大学チャペルヒル校
• バージニア大学
• コロンビア大学– 2つのポジション
• ペンシルベニア大学
• ピッツバーグ大学– 2つのポジション
• ワシントン大学
• ノースウェスタン大学
• マウントサイナイ病院（ニューヨーク）
• メリーランド大学
• カリフォルニア大学ロサンゼルス校（UCLA） – レジデント2名、移植フェローシップ1名、先天性疾患レジデント1名
• テキサス大学サンアントニオ健康科学センター
• サウスカロライナ医科大学
• 南カリフォルニア大学– 2つのポジション
• ロチェスター大学
• カリフォルニア大学デービス校
• インディアナ大学
• ケンタッキー大学
• エモリー大学
• ミシガン大学
• イェール大学

米国胸部外科学会は、先天性心臓外科の専門医資格認定制度を設けており、通常はさらに1年間のフェローシップ研修が必要となります。この正式な資格認定は、他国の先天性心臓外科医には、免許機関による小児外科研修の正式な評価と認定制度がないため、非常に貴重なものです。

1925年当時、心臓弁の手術は知られていなかった。ヘンリー・サウターは僧帽弁狭窄症の若い女性に手術を成功させた。彼は左心房付属器に開口部を作り、指をこの腔に挿入して損傷した僧帽弁を触診し調べた。患者は数年間生存したが^{[ 10 ]}、当時のサウターの同僚医師たちはこの処置は正当化されないと判断し、彼は手術を続けることができなかった^{[ 11 ] [ 12 ] 。}

第二次世界大戦後、心臓外科は大きく変化した。1948年、4人の外科医がリウマチ熱による僧帽弁狭窄症の手術に成功した。ホレス・スミシー（1914～1948）は、ピーター・ベント・ブリガム病院のドワイト・ハーケン医師がパンチを使って僧帽弁の一部を切除した手術を復活させた。フィラデルフィアのハネマン病院のチャールズ・ベイリー（1910～1993）、ボストンのドワイト・ハーケン、ガイ病院のラッセル・ブロックは、いずれもサウターの方法を採用した。これらの医師は全員、数ヶ月以内にそれぞれ独立して研究を開始した。今回は、サウターの技術は修正が加えられたものの、広く採用された。^{[ 11 ] [ 12 ]}

1947年、ミドルセックス病院のトーマス・ホームズ・セラーズ（1902-1987）は、肺動脈狭窄を伴うファロー四徴症の患者を手術し、狭窄した肺動脈弁を切断することに成功した。1948年、ラッセル・ブロックは、おそらくセラーズの研究を知らずに、特別に設計された拡張器を3例の肺動脈狭窄に使用した。同年後半、彼はファロー四徴症によく見られる漏斗部筋狭窄を切除するためのパンチを設計した。心臓バイパスの導入により弁の直接手術が可能になるまで、何千ものこうした「盲目的な」手術が行われた。^{[ 11 ]}

開胸手術とは、患者の心臓を開いて心臓の内部構造を手術する手術のことです。トロント大学のウィルフレッド・G・ビゲローは、心臓内の病変の修復は無血で静止した環境で行うのが最適であることを発見しました。つまり、心臓を停止させて血液を排出する必要があるということです。低体温を用いた先天性心疾患の心臓内修復手術で初めて成功したのは、 1952年9月2日にミネソタ大学のC・ウォルトン・リレハイとF・ジョン・ルイスでした。翌年、ソ連の外科医アレクサンドル・アレクサンドロヴィチ・ヴィシュネフスキーが局所麻酔下での心臓手術を初めて行いました。

外科医たちは、低体温の限界に気づいた。複雑な心臓内修復には時間がかかり、患者は体、特に脳への血流を必要とする。患者は人工的な方法で提供される心臓と肺の機能を必要とするため、心肺バイパスという用語が使われるようになった。フィラデルフィアのジェファーソン医科大学のジョン・ヘイシャム・ギボンは、1953年に酸素供給装置による体外循環の最初の成功例を報告したが、その後の失敗に失望し、この方法を放棄した。1954年、リレハイは、患者の母親または父親を「心肺装置」として使用する制御された交差循環技術で一連の手術に成功した。ミネソタ州ロチェスターのメイヨークリニックのジョン・W・カークリンは、一連の手術でギボン型ポンプ酸素供給装置の使用を開始し、すぐに世界各地の外科医がこれに続いた。

ナジ・ズーディは、1960年2月25日、オクラホマ州オクラホマシティのマーシー病院で、7歳のテリー・ジーン・ニックスに、全意図的血液希釈法を用いた初の開胸手術を行った。手術は成功したが、ニックスは3年後の1963年に亡くなった。^{[ 13 ]} 1961年3月、ズーディ、キャリー、グリアは、全意図的血液希釈装置を用いて、 3歳半の子供に開胸手術を行った。1985年、ズーディはバプティスト病院で、オクラホマ州初の心臓移植手術をナンシー・ロジャースに成功させた。移植は成功したが、癌を患っていたロジャースは手術から54日後に感染症で亡くなった。^{[ 14 ]}

1990年代以降、外科医は「オフポンプバイパス手術」、つまり前述の心肺バイパスを用いない冠動脈バイパス手術を行うようになった。これらの手術では、手術中も心臓は拍動しているが、閉塞部を迂回する導管血管を接続するためのほぼ静止した作業領域を確保するために、心臓は安定化される。米国では、ほとんどの導管血管は内視鏡下血管採取（EVH）と呼ばれる技術を用いて内視鏡的に採取される。

一部の研究者は、オフポンプ手術は術後合併症（術後灌流症候群など）を減らし、全体的な予後を改善すると考えている。しかし、2007年時点では研究結果には議論があり、外科医の好みや病院の成績が依然として大きな役割を果たしている。

近年人気が高まっている新しい心臓手術の形態として、ロボット支援心臓手術があります。これは、心臓外科医が操作しながら機械を使って手術を行うものです。この手術の主な利点は、患者に施される切開の大きさです。従来の手術では、外科医が手を入れるのに十分な大きさの切開が必要でしたが、ロボットのはるかに小さな「手」が手術患者の体内に入るためには、「鉛筆サイズ」の穴よりも大きくする必要はありません。^{[ 15 ]}

2024 年 9 月、リヤドのキング ファイサル専門病院および研究センターで、同病院の心臓外科部長であり、ロボット手術および低侵襲手術プログラムのディレクターでもある外科医のFeras Khaliel氏が主導し、初の完全ロボットによる心臓移植が成功した。 ^{[ 16 ]} 2024 年 12 月、ウェスト バージニア大学で、WVU心臓血管研究所の執行会長であり、胸部外科学会の副会長でもある外科医のVinay Badhwar氏が主導し、1 つの小さな切開を通して、ロボットによる大動脈弁置換術(AVR) と冠動脈バイパス移植術(CABG) を組み合わせた初のロボット手術が成功した。^{[ 17 ] [ 18 ]}

小児心血管外科は、小児の心臓の手術です。小児の心血管^{[ 19 ]}欠損を修復する最初の手術は、スウェーデンのクラレンス・クラフォードが12歳の少年の大動脈縮窄を修復した際に行われました。 ^{[ 20 ]}先天性心疾患の緩和を試みたのは、1944年にジョンズ・ホプキンス病院でアルフレッド・ブラロックがウィリ​​アム・ロングマイヤー、デントン・クーリー、ブラロックの熟練技師ヴィヴィアン・トーマスの協力を得て行ったのが最初です。 ^{[ 21 ]} バイパス装置を使用せずに先天性心疾患を修復する技術は、1940年代後半から1950年代前半にかけて開発されました。その中には、1952年にルイスとリリヘイが5歳の小児に対して行った、低体温、流入遮断、直視を用いた心房中隔欠損の開胸修復術がありました。リリハイは1954年に4歳の子供の心室中隔欠損症の直接修復手術を行う際に、息子と父親の間で交差循環を利用して灌流を維持した。 ^{[ 22 ]}彼は交差循環を引き続き使用し、ファロー四徴症の最初の矯正手術を行い、1955年にアメリカ外科協会でその結果を発表した。長期的には、小児心血管外科は、前述のようにギボンとリリハイによって開発された心肺バイパス装置に依存することになる。

心臓手術と心肺バイパス技術の発展により、これらの手術の死亡率は比較的低い水準にまで低下しました。例えば、先天性心疾患の修復手術の死亡率は現在4～6%と推定されています。^{[ 23 ] [ 24 ]}心臓手術における大きな懸念事項は、神経学的損傷の発生です。脳卒中は心臓手術を受けた人の5%に発生し、脳卒中のリスクが高い患者ではさらに高くなります。^{[ 25 ]}心肺バイパスに起因する、より軽微な神経認知障害の集合体は、灌流後症候群として知られており、「ポンプヘッド」と呼ばれることもあります。灌流後症候群の症状は当初永続的であると考えられていましたが、^{[ 26 ]}永続的な神経学的障害はなく、一過性であることが示されました。^{[ 27 ]}

外科ユニットと個々の外科医のパフォーマンスを評価するために、EuroSCOREと呼ばれる一般的なリスク モデルが作成されました。これは、患者のいくつかの健康要因を取得し、事前に計算されたロジスティック回帰係数を使用して、退院までの生存確率をパーセントで示そうとします。英国では、この EuroSCORE を使用して、心臓胸部外科のすべてのセンターを分類し、ユニットとその個々の外科医が許容範囲内でパフォーマンスを発揮しているかどうかの指標を示しました。結果は CQC の Web サイトで入手できます。^{[ 28 ]} ただし、使用された正確な方法論は、結果の基となる生データと同様に、今日まで公表されていません。

心臓胸部外科手術における主な非心臓合併症は感染症である。感染症には、縦隔炎、感染性心筋炎または心膜炎、心内膜炎、心臓デバイス感染、肺炎、膿胸、血流感染症などがある。予防的または術後抗生物質の使用により、クロストリジウム・ディフィシル大腸炎を発症することがある。

心臓胸部外科手術後の患者は、吐き気、嘔吐、嚥下障害、誤嚥性肺炎のリスクがある。^{[ 29 ]}

肺容量減少手術（LVRS）は、他の治療法では不十分な場合、肺気腫型COPDの特定の患者の生活の質を改善することができます。肺気腫によって特に損傷を受けた肺の一部が切除され、残りの比較的良好な肺が拡張してより効率的に機能できるようになります。有益な効果は、達成された残気量の減少と相関しています。^{[ 31 ]} 従来のLVRSでは、肺気腫で嚢胞のない肺の最も重度に影響を受けた領域を切除します（目標は20～30%）。これは、基礎疾患として肺気腫がある末期COPDの患者に対する小開胸を伴う外科的選択肢であり、肺の弾性反跳と横隔膜機能を改善できます。

国立肺気腫治療試験（NETT）は、LVRSと非外科的治療を比較した大規模な多施設共同研究（N = 1218）でした。結果は、主に上葉肺気腫と運動能力の低下を除いて、LVRS群に全体的な生存上の利点はなく、LVRS群では運動能力の有意な改善が見られました。^{[ 32 ]}その後の研究では、より広い範囲の治療とより良い結果が示されています。^{[ 33 ]}

LVRSの合併症として、長期にわたる空気漏れ（手術後、すべての胸腔ドレーンが抜去されるまでの平均期間は10.9±8.0日）が挙げられます。^{[ 34 ]}

主に上葉肺気腫のある人では、肺容量減少手術によって健康状態や肺機能が改善される可能性があるが、早期死亡や有害事象のリスクも高まる。^{[ 35 ]}

LVRSはヨーロッパでは広く使用されているが、米国での適用はほとんど実験段階である。^{[ 36 ]}

より侵襲性の低い治療法として、気管支鏡による肺容量減少術がある。^{[ 37 ]}

すべての肺がんが手術に適しているわけではありません。病期、部位、細胞型は重要な制限因子です。さらに、全身状態が悪く重篤な患者や肺予備能が不十分な患者は生存する可能性が低いでしょう。慎重な選択を行ったとしても、手術全体の死亡率は約4.4%です。^{[ 38 ]}

非小細胞肺癌の病期分類では、ステージIA、IB、IIA、IIBは外科的切除に適している。^{[ 39 ]}

肺予備能はスパイロメトリーで測定されます。過度の息切れやびまん性肺実質疾患の兆候がなく、FEV1_{が2リットルまたは予測値の80%を超える場合、その人は}肺切除術に適しています。FEV1が_1.5リットルを超える場合、患者は肺葉切除術に適しています。^{[ 40 ]}

肺がん手術前に運動プログラムに参加すると、手術後の合併症のリスクが軽減される可能性があるという弱い証拠がある。^{[ 41 ]}