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肺動脈カテーテル（PAC ）は、スワン・ガンツカテーテル、熱希釈カテーテル[ 1 ] [ 2 ]、または右心カテーテルとも呼ばれ、肺動脈カテーテル挿入または右心カテーテル挿入と呼ばれる手順で肺動脈に挿入されるバルーン先端カテーテルです[ 3 ] [ 4 ]。肺動脈カテーテル挿入は、特に心不全、心臓発作、不整脈、または肺塞栓症の合併症がある人の心臓の全体的な機能の有用な測定法です。また、心臓手術後、ショック、重度の熱傷など、静脈内輸液療法が必要な人の測定法としても適しています[ 4 ] 。この手順は、心臓腔内の圧力を測定するためにも使用できます。
肺動脈カテーテルは、右心房、右心室、肺動脈の圧力と左心房の充満圧（肺動脈楔入圧）を直接同時に測定することを可能にする。肺動脈カテーテルは、シーダーズ・サイナイ医療センターの発明者であるジェレミー・スワンとウィリアム・ガンツにちなんで、スワン・ガンツカテーテルと呼ばれることが多い。[ 5 ]
一般的な兆候は以下のとおりです。
PAカテーテルで管理された重症患者の転帰が改善したことを明確に示した研究はありません。[ 6 ] [ 7 ] PAカテーテルはモニタリングツールであり、それ自体が治療法ではないことを考えると、これは全く驚くべきことではありません。その継続的な使用の正当性は、膨大な臨床経験、他の心拍出量モニタリングシステムの欠点、肺動脈圧を正確に測定する能力、およびカテーテルを肺動脈への薬剤投与の直接的な経路として使用できる可能性に基づいています。
カテーテルは、大きな静脈（多くの場合、内頸静脈、鎖骨下静脈、または大腿静脈）から挿入されます。肺動脈カテーテルの挿入の容易さは、容易な順から困難な順に、右内頸静脈 > 左鎖骨下静脈 > 左内頸静脈 > 右鎖骨下静脈です。[ 7 ]この挿入部位から、カテーテルは心臓の右心房、右心室を通過し、続いて肺動脈へと進められます。カテーテルの通過は、カテーテル先端からの動的圧力測定値、または透視検査の補助によって監視できます。
標準的な肺動脈カテーテルは2つのルーメン（スワン・ガンツカテーテル）を持ち、先端に膨張可能なバルーンが装備されており、血流を利用して肺動脈内に挿入しやすくなっています。バルーンを膨らませると、カテーテルは肺の細い血管に「くさび」のように固定されます。このように固定されたカテーテルは、心臓の左心房の圧力を間接的に測定することができ、平均圧力に加えて、左心房と僧帽弁の状態を示すa、x、v、y波も表示されます。 左心室拡張末期圧（LVedp ）は、大動脈弁を直接通過し、左心室内に適切に留置されたカテーテルを用いて、別の方法で測定されます。LVedpは、心臓の健康状態に加えて、個人の体液状態も反映します。肺動脈楔入圧と心室圧も参照してください。
ロナルド・ブラッドリーのシンプルなポーテックスチューブ方式の帆やバルーンの先端改良のアイデアは、スワンがカリフォルニア州ラグナビーチの海岸から比較的穏やかな日に水上のヨットを観察したことから生まれた。従来のスロットセイルを備えたボートは静止していたが、スピンネーカーを備えたボートはそれなりに前進することができた。熱希釈法を用いて心拍出量を測定するという概念は、元々はアルノスト・フロネクのアイデアであった。[ 2 ]フロネクの元同僚であるガンツは、スワンが最初にバルーンの設計を見せた後、サーミスタの改良を加えた。この設計は、以前スワンとコンサルタント契約を結んでいたエドワーズ研究所によって製造された。
スワンが最初のバルーンチップを開発した後、ガンツはフロネックのアイデアを採用し、チップの約3cm後ろに小型のサーミスタ（温度プローブ）を追加しました。10 ℃以下または室温（精度は劣る）の生理食塩水（0.9% NaCl）10mlを右心房の開口部に注入します。この冷たい液体がチップのサーミスタを通過すると、血液温度のごくわずかな低下が記録されます。最近の設計変更では、カテーテルに加熱コイル（チップから30cm離れた心房領域に配置）を組み込むことで、人間の手技のばらつきの主要因である冷たい液体の急速注入をなくしました。
注入部位と心室サーミスタの両方を小型コンピュータに接続することで、熱希釈曲線をプロットできます。患者の体格指数（BMI）、体温、収縮期血圧、拡張期血圧、中心静脈圧（CVP）（第3ルーメンで心房から同時に測定）、肺動脈圧に関する詳細情報を入力すれば、流量と圧力の関係を示す包括的なマップを計算できます。
大まかに言うと、この測定法は左右の心臓の活動を比較し、前負荷と後負荷の流量と圧力を計算します。理論的には、これらの流量と圧力は、血管を収縮または拡張させる薬（それぞれ肺に流れる血液の圧力を上げたり下げたりする薬）によって安定化または調整することができ、体組織への酸素供給を最大化します。
結果を記録できる能力は、患者の生存を保証するものではない。
現代のカテーテルは複数のルーメン（5つまたは6つが一般的）を備えており、心房に直接強心薬やその他の薬剤を投与できるように、全長に沿って開口部が設けられています。これらの変化をもたらす薬剤は、通常薬剤投与専用の第4ルーメンを介して心房に投与されます。一般的に使用される薬剤は、様々な強心薬、ノルエピネフリン、あるいはアトロピンなどです。さらに、動脈血と中心静脈血（第3ルーメンから）を測定し、これらの数値をスプレッドシートまたは心拍出量測定装置（搭載されている場合）に入力して、酸素供給プロファイルをプロットすることで、一連の計算を行うことができます。
近年のさらなる進歩として、光ファイバープローブを備えたカテーテルが開発されました。このカテーテルは心室壁に挿入され、SvO2（心室組織の酸素飽和度）を瞬時に測定できます。しかし、この技術には寿命があり、センサーにタンパク質が付着すると、接触面を介して心室を刺激する可能性があります。
リチウム希釈法、体外式生体抵抗モニター、脈波輪郭解析、あるいは非常にシンプルで信頼性の高い食道ドップラー法による下行大動脈測定など、他の様々な技術によってPAカテーテルはほぼ過去のものとなった。
この処置にはリスクが伴い、合併症は生命を脅かす可能性があります。不整脈、肺動脈の仮性動脈瘤形成または破裂、血栓症、感染症、気胸、出血、その他の問題を引き起こす可能性があります。[ 8 ]
このタイプのカテーテルの使用の利点については議論があり、そのため多くの臨床医はその使用を最小限に抑えている。
1980年代のいくつかの研究では、生理学的情報の増加による利点が示されたようでした。PAカテーテルの利点を示す報告の多くは、麻酔科や集中治療室（ICU）の環境からのものです。これらの環境では、患者の代謝要求が通常よりも高いと想定して、心血管機能が最適化されました。2005年に行われた多施設共同無作為化比較試験では、肺動脈カテーテルを装着したICU患者の死亡率や入院期間に差は見られませんでしたが、この処置に関連する合併症の発生率は10%であることがわかりました。[ 9 ]
以前の研究とは対照的に、PAカテーテル（PAC）の使用が必ずしも転帰の改善につながるわけではないという証拠が増えつつある。[ 10 ] 一つの説明としては、看護師や医師がPAカテーテルの測定値を適切に解釈するのに十分な知識を持っていないことが考えられる。また、PACの使用に伴う合併症によって利点が減少する可能性もある。さらに、PACからの情報を使用すると、より積極的な治療につながり、有害な影響を引き起こす可能性がある。あるいは、より有害な治療につながる可能性もある（例えば、正常値を超える値を達成すると死亡率の上昇につながる可能性がある）。
アドルフ・フィックスの心拍出量に関する時間／温度曲線に基づくこの解釈は、右心機能の簡便ではあるものの、限界があり侵襲的なモデルである。しかし、集中治療室において肺水腫につながる容量過負荷をモニタリングする上で、依然として優れた方法である。
臨床現場でほとんど無視されてきた肺動脈カテーテルの特徴は、混合静脈酸素飽和度を測定することによって全身の酸素抽出をモニタリングできることである。心拍出量の測定によって得られた値に関係なく、混合静脈酸素飽和度は全身の血流量、したがって心拍出量の正確なパラメータである。低い混合静脈酸素飽和度（正常値は60%だが、心筋の高い代謝率を反映して冠静脈洞では約40%になる）は酸素供給が不十分であることを示すという仮定は、生理学的および代謝的観察と一致している。[ 11 ]高い酸素抽出は、低い心拍出量および低い混合静脈酸素飽和度と関連している。低体温および重症敗血症の場合を除き、低い混合静脈酸素飽和度は不十分な血行動態の兆候である。肺動脈カテーテルが混合静脈血を採取できる能力は、低心拍出量状態の管理において非常に有用である。
非侵襲的な心エコー検査と脈波心拍出量モニタリングは、右心系と左心系の機能を評価する侵襲的な方法と同等以上の精度を持ち、安全性もはるかに高い。しかし、MRSAや同様の院内カテーテル感染症の出現により、この種の侵襲的な心臓集中治療室（ICU）介入の有用性は明らかに制限されている。