冠動脈バイパス手術

冠動脈疾患は、心臓の冠動脈にアテローム性プラークが蓄積し、 1本または複数の動脈が狭窄（狭まり）を起こし、心臓への血液供給が途絶える心筋梗塞のリスクが高まることで発症します。CADは、左主幹動脈、左上行枝、回旋枝、右冠動脈、およびそれらの分枝といった、冠循環の主要血管のいずれにも発生する可能性があります。CADの症状は、無症状から、運動時のみ胸痛がある（安定狭心症）、安静時にも胸痛がある（不安定狭心症）まで様々です。場合によっては心筋梗塞として発症することもあり、数時間以内に心臓への血流が自然に、あるいは医療介入によって回復しない場合、血液供給が途絶えた心臓の部分は壊死（死滅）し、瘢痕化します。不整脈、心臓の乳頭筋の破裂、突然死などの他の合併症を引き起こす可能性があります。 ^{[ 4 ]}

CAD の検出と評価にはさまざまな方法があります。病歴と臨床検査の他に、非侵襲的な方法として、安静時または運動時の心電図(ECG) や胸部 X 線などがあります。心エコー検査では、例えば左心室の拡大、駆出率、心臓弁の状態などを測定することで心臓の機能を定量化できます。CAD を検出する最も正確な方法は、冠動脈造影と冠動脈 CT 造影です。^{[ 4 ]}造影では、冠動脈循環と病変の詳細な解剖学的情報が得られます。各病変の重要性は、直径の減少によって決まります。直径の減少が 50% の場合、断面積の減少が 75% となり、ほとんどのグループでは中等度とみなされます。重度の狭窄は、直径の減少が 2/3 以上、つまり断面積の 90% を超える減少を意味します。^{[ 5 ]}狭窄の重症度をより正確に判定するために、インターベンショナル心臓専門医は血管内超音波検査を用いることもあり、これにより重症度を判定し、アテローム性プラークの組成に関する情報を得ることができます。分画血流予備量法では、狭窄後の圧力を平均大動脈圧と比較します。比率が0.80未満であれば、狭窄は有意であるとみなされます。^{[ 5 ]}

冠動脈バイパス手術（CABG）と経皮的冠動脈インターベンション（PCI）は、冠動脈の狭窄病変による血流を回復させる2つの方法です。どちらの方法を選択するかはまだ議論の余地がありますが、複雑な病変、重度の左主幹部病変、または糖尿病が存在する場合、CABGの方が長期生存率と転帰が優れていることは明らかです。^{[ 11 ] [ 10 ]}また、症状のある患者や左心室機能障害のある患者もCABGの強い適応症です。^{[ 10 ]}左主幹部病変や複数の血管に影響を与えるCADでは、血管拡張因子を産生しプラークの進行を防ぐことで動脈導管が心臓の固有動脈を保護するため、CABGはPCIよりも優れた結果をもたらします。2023年に発表された研究では、左主幹部病変の患者におけるCABGは、PCIと比較して死亡率が低く、有害事象が少ないことが示されています。^{[ 12 ] [ 13 ]}

左主幹動脈の血流が以前のCABG手術以来開存グラフトによって保護されていない、保護されていない左主幹疾患の患者は、グループとして研究されてきた。2016年のヨーロッパの研究では、これらの患者では、CABGが長期（5年）でPCIよりも優れていることがわかった。別の2016年の研究では、PCIは3年時点ではCABGと同様の結果を示すが、4年後にはCABGがPCIよりも優れていることがわかった。^{[ 14 ] [ 15 ]}

2012年に実施された糖尿病患者を対象とした試験と追跡調査では、CABGがPCIよりも有意に優れていることが示されました。相対的な優位性は3.8年後と7.5年後の追跡調査でも明らかであり、喫煙者と若年患者に特にメリットがあることがわかりました。^{[ 16 ]} 2015年の試験では、CABGとPCIの最新技術である第2世代薬剤溶出ステントを多枝病変で比較しました。その結果、CABGはCAD患者にとってより良い選択肢であることが示されました。^{[ 17 ]} 2021年に発表された、1年後の結果を比較した試験でも、CABGはPCIよりも安全な選択肢であると結論付けられました。^{[ 18 ]} 2023年に発表された大規模な研究では、左主冠動脈疾患の患者では、PCI患者の方がCABG患者よりも死亡率が高いことが示されました。^{[ 19 ]}

術前のルーチン検査では、心臓以外のシステムや臓器の状態を確認することを目的としています。検査には通常、肺の状態を確認するための胸部X線検査、全血球計算、腎機能検査、肝機能検査が含まれます。移植片の品質や除去の安全性を判断するための身体検査、例えば脚の静脈瘤や腕のアレンテストなどが行われ、腕への血流が著しく阻害されないことを確認します。^{[ 20 ]}

抗凝固薬（アスピリン、クロピドグレル、チカグレロールなど）を服用している患者は、手術中および手術後の過剰な出血を防ぐため、手術の数日前から服用を中止します。ワルファリンも同様の理由で中止され、 INRが2.0を下回った後にヘパリン製剤の服用を開始します。 ^{[ 20 ] [ 21 ]}

血管造影が外科チームによって検討された後、標的（つまり、どの固有動脈をバイパスし、吻合をどこに配置すべきか）が選択されます。理想的には、重要な血管のすべての主要な病変に対処する必要があります。最も一般的には、左内胸動脈（LITA、以前は左内胸動脈、LIMA）が左前下行枝（LAD）に吻合されます。これは、LADが心臓で最も重要な動脈であり、他の動脈よりも広い範囲の心筋に血液を供給しているためです。^{[ 21 ]}

導管は、1本または複数の固有動脈を移植するために使用できます。後者の場合、端側吻合が行われます。前者の場合、連続吻合を使用することで、移植片は心臓の2本以上の固有血管に血液を供給できます。^{[ 21 ]}また、導管の近位部を別の導管の側面に吻合することもできます。再手術が必要になる可能性があるため、導管を採取しすぎないことが望ましいです。^{[ 21 ]}

挿管された患者は手術室に運ばれる。薬剤投与とモニタリングのために、ライン（末梢静脈カニューレ、内頸静脈カニューレなどの中心静脈ラインなど）が挿入される。従来のCABGの説明は以下に示す。^{[ 21 ]}

収穫

胸骨に切開を加え、腕や胸、あるいは脚から血管を採取する。通常は内胸動脈または伏在静脈から採取する。LITAは胸骨切開を通して採取される。LITAを可動化させる一般的な方法は2つある。有茎法（動脈と周囲の脂肪および静脈からなる有茎）と骨格化法（他の組織を取り除いたもの）である。LITAの遠位部を切断する前に、血栓を防ぐために抗凝固剤ヘパリンを末梢ラインを通して患者に投与する。^{[ 21 ]}

カテーテル挿入および心肺バイパスの確立

採取後、心臓を包む心膜を開き、開いた状態を保つために縫合糸をかけます。大動脈に巾着縫合を施し、大動脈へのカニューレ挿入と、高カリウム溶液を用いて一時的に心臓を停止させるカテーテル挿入に備えます。右心房にも別の巾着縫合を施し、静脈カニューレを挿入します。カニューレとカテーテルが挿入されたら、心肺バイパス（CPB）を開始します。静脈から心臓に送られてきた脱酸素化血液は、CPB装置に送られて酸素化され、その後大動脈に送られて体全体の酸素飽和状態を維持します。血液は代謝を遅らせ、酸素需要を最小限に抑えるため、 32～34 ℃（90～93 °F）に冷却されることがよくあります。心筋保護カテーテルと大動脈カニューレの間に大動脈にクランプを装着し、クランプを調整することで心筋保護液の流れを制御できるようにする。数分以内に心臓は拍動を停止する。^{[ 21 ] [ 22 ]}  

吻合（移植）

心臓が静止した状態で、心臓の先端を心膜から取り出し、心臓の後方に位置する固有の動脈にアクセスできるようにします。通常、最初に遠位吻合（最初に右冠動脈系、次に回旋枝）を構築し、必要に応じて連続吻合を行います。外科医は吻合部の開存性（十分に開いているかどうか）または漏れがないかを確認します。次に、心膜内にグラフトを挿入し、場合によっては心筋保護カテーテルに接続します。LIMAとLADの吻合は通常、最後に構築される遠位吻合です。吻合の構築中に、血液の再加温プロセスが開始されます（CPBによって）。^{[ 21 ]}吻合が完了し、漏れがないか確認されたら、導管の近位吻合（ある場合）が次に行われます。これらは、クランプを付けたまま行うか、大動脈クランプを外して部分クランプを付けて大動脈の小さな部分を隔離してから行うことができます。ただし、プラークが付着した大動脈は、過度に操作すると損傷したり、アテローム性破片が放出されたりする可能性があります。^{[ 21 ] [ 23 ]}

心肺バイパスからの離脱と閉鎖

近位吻合が完了したら、クランプを外し、大動脈と導管の空気を抜きます。心拍を補助する電流を供給するペースメーカーリードを留置することがあります。心臓やその他のシステムが機能している場合は、CPBを中止し、カニューレを外します。抗凝固剤ヘパリンの効果を打ち消すためにプロタミンを投与します。出血の可能性のある部位を確認した後、胸腔ドレーンを留置し、胸骨を閉じます。^{[ 21 ] [ 23 ]}

オフポンプ冠動脈バイパス（OPCAB）手術では、心臓の小さな部分を一度に安定させることで、人工心肺装置の使用を回避します。手術チームと麻酔科医は連携を取り、血流の安定性を損なわないように心臓を過度に操作しないように細心の注意を払う必要があります。血流の安定性が損なわれた場合は、直ちに発見し、適切な処置を講じる必要があります。^{[ 24 ]}

健康な心拍を維持するためには、徐脈を防ぐために心房ワイヤーを配置したり、視野を確保するために心膜に縫合や切開を入れたりするなどの処置が必要になる場合があります。視野を確保するためにスネアやテープが使用されます。目的は、左心室の遠位部に血液を供給する血管の閉塞によって引き起こされる遠位虚血を避けることなので、通常はLITAからLADへの吻合が最初に行われ、その後他の吻合が行われます。吻合には、加湿されたCO2を吹き付ける細いチューブを_使用して、手術野を血液から清潔に保ちます。また、血液が吻合部位を通過できるように、シャントが使用される場合もあります。遠位吻合が完了したら、部分的に閉じた大動脈クランプを使用して、大動脈への近位吻合が行われます。残りの手順は、オンポンプCABGと同様です。^{[ 24 ]}

心筋梗塞のために緊急でCABGを行う場合、最優先事項は、機能不全に陥った心筋を救うことです。手術前に、大動脈内バルーンポンプ（IABP）を挿入して血液のポンプ負荷を軽減し、心筋が必要とする酸素量を効果的に減らすことがあります。手術中は、できるだけ早く患者をCPBに接続し、3本の伏在静脈で心臓を再血管化するのが標準的な手順です。石灰化した大動脈も、クランプするのが非常に危険なため問題となります。この場合、手術は、下腸間膜動脈（IMA）またはY、T、および連続グラフトを使用してオフポンプCABとして行うことができます。深部停止は、体温を20 ℃（68 °F）よりわずかに高い温度まで下げる低体温によって誘発されることがあります。^{[ 25 ]}重要な動脈が完全に閉塞している場合、プラークを除去し、動脈の同じ穴を使用して吻合を行うことができる場合があります。この技術は内膜剥離術と呼ばれ、通常は右冠動脈系で行われます。^{[ 26 ]}  

CABGの再手術（以前の手術後の別のCABG手術）は困難を伴う。心臓が胸骨に近すぎる位置にある場合、胸骨を再び切開する際に危険が生じるため、振動鋸が使用される。心臓は調整構造に強い癒着で覆われている可能性がある。医師は、老朽化し​​たグラフトを交換する必要があるかどうかを判断しなければならない。静脈グラフトの操作は、プラークの剥離のリスクがあるため避けられる。^{[ 27 ]}

低侵襲直接冠動脈バイパス術（MIDCAB）は、胸骨の大きな切開を避けるように努めています。オフポンプ技術を使用して、通常は左内胸動脈（LIMA）のグラフトを左前下行枝（LAD）に配置します。LIMAは、左肋骨間の切開（開胸術）または左胸に挿入した内視鏡を使用して解放されます。^{[ 28 ]}まだ広く使用されていないロボット支援冠動脈血行再建術は、感染や出血を防ぐために胸骨の切開を避けます。コンジットの採取と吻合の両方は、開胸術を介してロボットの助けを借りて行われます。通常、この手順は、 CABGとPCIの両方の方法を使用するハイブリッド冠動脈血行再建術と組み合わせて行われます。LIMAとLADの吻合は手術室で行われ、他の病変は、吻合直後に手術室で、または数日後にPCIで治療されます。^{[ 29 ]}

• 
  冠動脈バイパス移植
• 
  冠動脈バイパス移植、単一バイパス
• 
  冠動脈バイパス移植術、二重バイパス。
• 
  冠動脈バイパス移植、三重バイパス
• 
  冠動脈バイパス移植、四重バイパス

CABGに使用できる導管は、動脈または静脈である。動脈は長期的な開存性（拡張性）に優れているが、静脈は実用性からより一般的に使用されている。^{[ 40 ]}

動脈グラフトは、胸骨縁付近を走る内胸動脈（ITA）の一部から採取され、容易に移動させて心臓の本来の標的血管に吻合することができます。左動脈は心臓に近いため最もよく使用されますが、患者と外科医の好みによっては右動脈が使用されることもあります。ITAの利点は、内皮細胞が内皮由来弛緩因子とプロスタサイクリンを産生し、動脈をアテローム性動脈硬化症、ひいては狭窄や閉塞から保護することです。欠点としては、一部の患者群（主に肥満患者と糖尿病患者）において、胸骨深部創感染などの合併症発生率が高いことが挙げられます。左橈骨動脈と左胃大網動脈も使用できます。長期開存率は、使用する動脈の種類と心臓動脈循環の固有の要因によって左右されます。^{[ 41 ]}

使用される静脈は主に大伏在静脈であり、場合によっては小伏在静脈である。その開存率は動脈よりも低い。アスピリンは移植片の閉塞を防ぐが、クロピドグレルを追加しても開存率は改善しない。^{[ 41 ]}

CABGとPCIは、心臓動脈の狭窄病変を血行再建する2つの方法です。各患者に対するどちらを選択するかはまだ議論の余地がありますが、複雑な病変や重度の左主幹部病変、糖尿病患者の場合、CABGはPCIよりも患者にとってより良い結果をもたらすようです。^{[ 11 ] [ 10 ]}また、CABGの強い適応症には、症候性患者や左室機能障害のある患者も含まれます。^{[ 10 ]}

20 世紀初頭、狭心症を緩和し死亡を防ぐことを目的とした外科的介入は、心臓に血液を供給する交感神経鎖を切断する交感神経切除術か、癒着によって有意な側副血行路が形成されることを期待する心膜擦過術のいずれかであった。交感神経切除術は期待外れで一貫性のない結果をもたらした。 ^{[ 50 ]}フランスの外科医アレクシス・カレルは、犬の心臓の固有動脈に頸動脈の枝である血管を吻合した最初の人物であったが、この実験は再現できなかった。 ^{[ 51 ]} 20 世紀半ば、血行再建の試みは続いた。ベック CS は頸動脈導管を使用して下行大動脈を心臓最大の静脈である冠状静脈洞に接続した。アーサー・ヴァインバーグは「ヴァインバーグ法」で骨格化した LITA を使用し、それを LAD の隣に作成した小さなトンネルに配置し、自発的な側副血行路が形成されることを期待した。これはイヌの実験では起こったが、ヒトでは起こらなかった。Goetz RHは1960年代に縫合不要の手法を用いてITAとLADの吻合を初めて行った。^{[ 50 ]}

1962年にメイソン・ソーンズによって開発された冠動脈造影法は、医師が手術が必要な患者を特定し、どの心臓血管をバイパスすべきかを判断するのに役立った。^{[ 52 ]} 1964年、ソ連の心臓外科医ヴァシリー・コレスフが初めて内胸動脈と冠動脈の吻合を成功させ、その後、米国でマイケル・デベイキーが続いた。アルゼンチンの外科医ルネ・ファヴァロロがこの手術を標準化した。彼らの進歩により、CABGはCAD患者の標準治療となった。^{[ 53 ]}

現代のCABGは、1964年にソ連の心臓外科医ヴァシリー・コレスフが初めて内胸動脈と冠動脈の吻合を成功させたことから始まった。同年、アメリカの外科医マイケル・デベイキーは伏在静脈を用いて大動脈冠動脈バイパスを作成した。アルゼンチンの外科医レネ・ファヴァロロは、患者の伏在静脈を用いたCABG技術を進歩させ、標準化した。^{[ 53 ]}

手術中に心臓を停止させる（心筋保護液）方法の導入により、CABGのリスクが大幅に軽減されました。CABGの大きな障害は、外科医が遠位吻合を構築できるように心臓を停止している間に発生する虚血と梗塞でした。1970年代には、カリウムベースの心筋保護液が使用されました。心筋保護液は心臓の酸素需要を最小限に抑え、虚血の影響を軽減しました。1980年代の心筋保護液の改良により、CABGのリスクが軽減され、手術中の死亡率が低下しました。^{[ 54 ]}

1960年代後半、ルネ・ファヴァロロの研究後、この手術はごく少数の施設でしか行われていなかったが、冠動脈疾患の予後を大きく改善することが期待されていた。1979年までに、米国では年間11万4000件の手術が行われた。経皮的冠動脈インターベンション（PCI）の導入によってCABGが時代遅れになることはなく、両方の手術件数は増加し続けたが、PCIの方が急速に増加した。その後数十年間、CABGはPCIと比較検討され、広範な研究が行われた。CABGがPCIに対して明確な優位性を持たないことから、2000年までに一部の国（米国など）ではCABGの件数がわずかに減少した。ヨーロッパ、特にドイツでは、CABGの実施件数が増加した。2023年現在2つの技術を比較する研究は継続中である。^{[ 55 ]} 2023年に発表されたメタ分析では、CABGは薬剤溶出ステント（DES）を用いたPCIよりも一貫して生存率の向上をもたらすことが示唆されている。^{[ 56 ]}

ファバロロの研究は、移植片選択の歴史において基礎となるものです。彼は、両側内胸動脈（ITA）の使用が静脈移植片よりも優れていることを確立しました。外科医は、脾動脈、胃大網動脈、腸間膜動脈、肩甲下動脈など、他の動脈移植片の使用を検討しましたが、ITAの開存率に匹敵するものはありませんでした。1971年、カルパンティエは橈骨動脈の使用を導入しましたが、当初は失敗しやすかったものの、その後の20年間の採取技術の発展により開存率が大幅に向上しました。^{[ 57 ]}