胸部大動脈置換術における循環停止法：原理、限界、および臨床的エビデンスに基づく戦略の包括的レビュー

1. 低体温循環停止法の生理学的・外科的根拠

胸部大動脈、特に弓部大動脈の外科的修復は、心臓血管外科領域において最も複雑で挑戦的な手技の一つである。この手術の成功は、術中の臓器、とりわけ脳を虚血による不可逆的な損傷からいかに保護するかにかかっている。その根幹をなす技術が、低体温循環停止（Hypothermic Circulatory Arrest: HCA）法である。このセクションでは、なぜこの非生理的な状態を意図的に作り出す必要があるのか、その外科的要請と生理学的原理について詳述する。

1.1. 外科的要請：無血・無拍動の術野確保

大動脈弓は、脳へ血液を供給する3本の主要な血管（腕頭動脈、左総頸動脈、左鎖骨下動脈）が分岐する極めて重要な部位である ¹。動脈瘤や解離によって病的変化をきたしたこの部位を人工血管に置換する際、単純に大動脈をクランプ（遮断）して血流を止めることはできない。なぜなら、クランプしただけでは脳への血流が完全に途絶し、短時間で深刻な脳障害を引き起こすからである。

したがって、大動脈弓部を切開し、人工血管を遠位および近位の大動脈、そして脳へ向かう分枝血管に正確かつ安全に吻合するためには、全身の血液循環を一時的に完全に停止させ、出血のない静的な術野（「無血視野」）を確保することが不可欠となる ²。この外科的な必要性が、循環停止という手段を要請する第一の理由である。この静的な環境がなければ、精密な吻合手技は不可能であり、手術の安全性と確実性は著しく損なわれる ⁵。

1.2. 臓器保護の基本原理：低体温による代謝抑制

常温（約37℃）下で血流が停止すると、人体で最も酸素消費量が多い脳は、わずか数分で不可逆的なダメージを受ける ⁵。この致死的な虚血状態を回避するために導入されたのが、低体温法である。

低体温の基本原理は、身体の温度を低下させることで、全身、特に脳の酸素代謝率（CMRO2）を劇的に抑制することにある ⁵。体温が1℃低下するごとに、脳の代謝は約6～7%低下するとされ、例えば体温を18℃まで下げると、代謝率は常温時の10～15%程度にまで抑制される ³。この代謝抑制状態により、脳細胞は酸素供給が途絶える虚血状態に対して、より長く耐えることが可能になる。

細胞レベルでは、低体温はATPの分解を抑制し、虚血時に蓄積する乳酸などの有害な代謝産物の産生を減少させる。さらに、グルタミン酸放出に端を発する興奮性神経毒性のカスケードや、細胞死を引き起こすカルシウムイオンの細胞内流入を抑制する効果も持つ ⁵。このように、低体温は脳を一種の「冬眠状態」に置くことで、循環停止という過酷な状況下での生存を可能にする、臓器保護の礎となる戦略である。

1.3. 手技を可能にする体外循環（CPB）の役割

低体温循環停止法は、人工心肺装置（Cardiopulmonary Bypass: CPB）という技術なくしては成り立たない ²。CPBは、患者の心臓と肺の機能を一時的に代行する装置である。

具体的な手順として、まず大静脈（通常は上大静脈と下大静脈）から脱血カニューレを介して静脈血を体外に導き出す ¹⁰。この血液は人工肺で酸素化され、熱交換器によって目標の温度まで冷却（または加温）される。その後、ポンプによって動脈系（大腿動脈や腋窩動脈など）に送血カニューレを介して戻される ²。

このプロセスを通じて、外科医は患者の体温を約30～40分かけて制御下に冷却することができる ²。そして、大動脈の修復が完了した後には、同様にCPBを用いてゆっくりと体温を常温に戻す（復温）。この復温プロセスは、急激な温度変化による臓器障害を避けるため、冷却よりもさらに時間を要し、60分以上かかることも少なくない ³。

このように、大動脈弓部手術は、外科的要請（無血視野）と生理学的危機（虚血）という根本的なトレードオフの上に成り立っている。循環停止という外科的必要性が虚血という危機を生み、それを低体温という生理学的介入で乗り越える。しかし、この低体温と体外循環自体が、後述する全身性の合併症（炎症反応や凝固異常など）という新たな問題を引き起こす。この内在する緊張関係こそが、過去数十年にわたる脳保護戦略の進化と議論を駆動してきた根源的な力なのである。

2. 脳保護法の分類

胸部大動脈手術における脳保護戦略は、単純な超低体温循環停止（DHCA）から、より生理的な脳灌流を併用する方法へと大きく進化してきた。ここでは、主要な脳保護法の種類、その原理、そして現代における位置づけを分類・解説する。

2.1. 古典的アプローチ：「単純」超低体温循環停止法（”Straight” DHCA）

定義:

単純DHCAは、患者の体温を深部体温（直腸温や膀胱温）で15℃から20℃の「超低体温」まで冷却した後、体外循環を完全に停止し、いかなる追加の灌流も行わずに大動脈弓の修復を行う、最も古典的な手法である 3。脳保護は、超低体温による代謝抑制効果のみに依存する。

利点:

この方法の最大の利点は、その技術的な単純さにある 12。脳灌流のための追加のカニューレ挿入や回路管理が不要であるため、術野は極めてシンプルで明瞭となり、外科医は吻合手技に集中できる 4。

欠点:

最大の欠点は、厳格な時間的制約である。脳保護が低体温のみに依存するため、安全な循環停止時間には限りがある（詳細はセクション3で後述）。また、超低体温に伴う全身性の合併症（凝固障害、炎症反応など）のリスクが高いことも大きな問題である。現在では、より複雑で長時間を要する手術において、この方法が単独で用いられることは少なくなり、より優れた脳保護法に取って代わられつつある 14。

2.2. 生理学的標準：順行性脳灌流法（Antegrade Cerebral Perfusion: ACP）

原理:

超低体温下であっても脳にはわずかな代謝活動が残存するという認識に基づき、全身の循環停止中にも脳へ向かう動脈（腕頭動脈や総頸動脈）に直接カニューレを挿入し、酸素化された血液を選択的に送り続ける方法がACPである 1。血液が脳へ向かう生理的な方向（順行性）に流れるため、最も理論的かつ効果的な脳保護法と見なされている 5。

2.2.1. 片側性（uACP） vs. 両側性（bACP）灌流

• 片側性順行性脳灌流（uACP）: 通常、右腋窩動脈や腕頭動脈からカニューレを1本挿入し、脳底動脈輪（ウィリス動脈輪）を介した対側（左半球）への血流供給に期待する方法 ¹⁷。手技が比較的簡便で、大動脈弓部血管への操作が少ないという利点がある ¹⁹。
• 両側性順行性脳灌流（bACP）: 腕頭動脈と左総頸動脈の両方にカニューレを挿入し、脳の両半球へ直接的に灌流を行う方法 ¹。技術的にはより複雑になるが、脳全体への血流をより確実に担保できる ¹⁹。

議論:

多くの臨床研究により、40～50分程度の比較的短い循環停止時間であれば、uACPとbACPの脳保護効果に有意な差はないことが示されている 18。しかし、より長時間の複雑な手術や、ウィリス動脈輪の機能不全が疑われる症例では、bACPの方がより安全である可能性が指摘されている 21。

2.2.2. 技術的要点：カニュレーション、灌流条件、体温管理

• カニュレーション: 送血部位の選択は極めて重要である。粥状硬化による塞栓のリスクを低減するため、大腿動脈からの送血は避けられ、右腋窩動脈や腕頭動脈、あるいは直接頸動脈にカニューレを挿入する方法が主流となっている ⁵。
• 灌流条件: 脳への血流が過剰でも過少でも脳障害のリスクとなるため、灌流圧（例：40～60 mmHg）と流量（例：6～12 mL/kg/min）を適切に管理することが求められる ¹³。
• 体温管理: ACPの確立は、大動脈外科におけるパラダイムシフトをもたらした。脳が持続的に灌流されるため、必ずしも超低体温（15～20℃）まで冷却する必要がなくなり、「中等度低体温」（20.1～28℃）や、さらには「軽度低体温」（28℃以上）での手術が可能となった ¹。これが現代の大動脈弓部手術における中心的なテーマである。

2.3. 逆行性脳灌流法（RCP）：歴史的背景と現代的応用

原理:

上大静脈（SVC）にカニューレを留置し、そこから酸素化血を逆流させることで、脳を灌流しようとする方法である 13。

歴史的背景と限界:

当初はDHCAの安全な時間を延長する補助手段として期待された。しかし、その後の研究で、静脈弁の存在により実際に脳実質に到達する血流量はごくわずかであり、栄養供給効果は限定的であることが明らかになった 13。そのため、主要な脳保護法としてはACPに劣ると結論付けられている 13。

現代的役割:

現在、RCPが主要な脳保護法として選択されることは稀である。その役割は、循環停止開始直後に短時間行い、大動脈弓部内の空気や粥腫（アテローマ）などの塞栓子を洗い流す（フラッシュアウト）ための補助的手段としての位置づけが主である 13。特に、粥腫が多発する「Shaggy Aorta」の症例で、ACP開始前のリスク低減策としてその有用性が見直されている 20。

---

表1. 大動脈手術における低体温の標準的分類

臨床研究の結果を正確に比較・解釈するためには、用語の標準化が不可欠である。特に「超低体温」「中等度低体温」といった用語は、研究ごとに定義が異なり、混乱の原因となってきた ²⁸。本稿では、専門家によるコンセンサスステートメントに基づき、以下の分類を用いる ⁶。この標準化された定義は、本稿で引用する多数の臨床研究を理解する上での基礎となる。

カテゴリー	鼻咽頭温
高度低体温 (Profound)	≤14.0°C
超低体温 (Deep)	14.1°C–20.0°C
中等度低体温 (Moderate)	20.1°C–28.0°C
軽度低体温 (Mild)	28.1°C–34.0°C

---

3. 虚血耐性と循環停止の限界時間

患者の安全を確保する上で最も重要な要素の一つが、「循環停止を安全に行える限界時間はどのくらいか」という問いである。しかし、この「限界時間」は固定された単一の数値ではなく、採用する脳保護戦略（体温と灌流法の組み合わせ）によって大きく変動する。本セクションでは、各戦略におけるエビデンスに基づいた安全な時間的閾値について詳述する。

3.1. 「単純」DHCAの安全な持続時間：確立されたベンチマーク

脳灌流を併用しない単純な超低体温循環停止（DHCA）では、脳保護は完全に低体温による代謝抑制に依存する。超低体温（15～20℃）下において、一般的に「安全」と見なされる循環停止時間は、約30分から40分とされている ³。

この時間を超えると、脳のわずかな残存代謝がエネルギー基質を枯渇させ、虚血性脳損傷のリスクが急激に増大する。40分を超える停止は脳障害の発生率を有意に高め、60分に及ぶ停止は多くの患者にとって耐容困難であると考えられている ³。この厳格な時間的制約が、単純DHCAの適用を比較的短時間で完了する単純な手術に限定してきた主な理由である。

3.2. 時間的猶予の拡大：脳灌流法のインパクト

順行性脳灌流（ACP）の導入は、この時間的制約を根本的に覆した。ACPは、循環停止中も脳の代謝要求を持続的に満たすため、脳虚血の「時計の針」を事実上止めることができる ¹³。

これにより、外科医は単純DHCAでは不可能であった、より複雑で時間を要する大動脈弓の再建（例：全弓部置換術）を行うための時間的猶予を得ることができた。ACPの存在下では、循環停止時間はもはや脳虚血の限界時間ではなく、下半身の臓器（脊髄、腎臓、腸管など）の虚血耐性によって規定されるようになる。

3.3. 各温度域におけるACPの限界時間：エビデンスに基づく閾値

ACPを用いることで安全な時間は大幅に延長されるが、それでも無限ではない。特に、より温かい温度で手術を行う場合や、片側性灌流（uACP）を用いる場合には、新たな時間的閾値が議論されている。

• 中等度・軽度低体温下でのACP: 複数の大規模研究が、ACPによる長時間の安全な循環停止を報告している。1002例を対象としたある研究では、平均36分のACP（最長135分）が安全に施行され、90分までのACP時間を持つサブグループにおいても安全性が示された ²⁵。また、急性大動脈解離というハイリスク群においても、軽度低体温（28℃以上）下で60分を超えるACPが安全に適用可能であったとの報告もある ³¹。
• uACPの時間的限界: uACPは簡便で有効な方法であるが、その持続時間には注意が必要である。急性大動脈解離患者を対象とした研究では、uACP時間が60分以上になると院内死亡率の独立した予測因子となることが示された ³²。同研究では、特に体温が比較的高い（25℃以上）場合には、安全なuACP時間の閾値は約52分であると推定している ³²。これは、時間と体温が相互に影響し合うことを示唆している。
• uACPからbACPへの移行: どの時点で両側性灌流（bACP）に切り替えるか、あるいは最初からbACPを選択するかの判断は、予測される循環停止時間に基づくことが多い。一般的に、循環停止時間が30分から50分を超えると予測される場合に、bACPが有利になると考えられている ²¹。

外科医は、手術の複雑性から予測される「時間」、患者の全身状態から選択する「体温」、そして脳保護の確実性を担保する「灌流法」という3つの要素を常に天秤にかけている。例えば、短時間で終わる見込みの半弓部置換術であれば、より温かい体温とuACPが理想的な選択肢となりうる。一方、70分以上の停止時間が見込まれる複雑な全弓部置換術では、確実な脳保護と許容範囲の全身的影響を両立させるため、より低い中等度低体温とbACPという組み合わせが選択されるかもしれない。このように、「限界時間」とは、この「時間・体温・灌流の三位一体」の力学の中で決定される動的な概念なのである。

---

表2. 各脳保護戦略における限界時間の目安

利用者から直接問われた「限界時間」について、単純な数値ではなく、臨床的文脈を付加した形でまとめる。この表は、安全な時間が単一の要因ではなく、戦略（DHCA対ACP）、手技（片側対両側）、体温の組み合わせによって決まることを示している。

戦略	体温域	一般的に安全とされる持続時間	主要なエビデンス・考慮事項
単純DHCA	超低体温 (15-20°C)	30～40分	40分を超えると神経学的合併症のリスクが有意に増加する 3。
uACP	中等度低体温 (≥25°C)	50～60分未満	急性大動脈解離において、60分以上は院内死亡率と関連する可能性 32。
uACP/bACP	中等度～軽度低体温 (25-30°C)	90分まで可能	大規模コホートで安全性が示されているが、時間と共にリスクは増大。長時間の場合はbACPが推奨される 21。
RCP	超低体温 (15-20°C)	60分未満（補助的に）	主に塞栓子の洗い出し目的。主要な脳保護法ではない。60分を超えるとリスク増大 13。

---

4. 臨床的エビデンスの統合：各手法の利点と欠点

このセクションでは、本レポートの分析の中核として、異なる脳保護戦略を比較した膨大な臨床エビデンスを統合し、「利点と欠点」という問いに直接的に答える。近年の大動脈外科における最も重要なパラダイムシフトは、このエビデンスの蓄積によってもたらされた。

4.1. 中心的論争：超低体温（≤20℃） vs. 中等度～軽度低体温（>20℃）＋ACP

順行性脳灌流（ACP）の普及は、外科医たちに「脳が持続的に灌流されているのであれば、超低体温に伴う全身性の副作用を避けるため、より温かい温度で手術を行えるのではないか」という根本的な問いを投げかけた ⁶。この問いに対する答えが、現代の大動脈外科の潮流を決定づけている。

4.1.1. 神経学的アウトカム（脳卒中、一過性神経障害、術後認知機能障害）

• 永続的神経障害（PND/脳卒中）: 複数のメタアナリシスが、驚くべき、しかし一貫した結果を示している。それは、ACPを併用した場合、より温かい温度（中等度低体温）で手術を行う方が、より冷たい温度（超低体温）で手術を行うよりも、術後脳卒中のリスクが低いということである ⁶。これは、超低体温に伴う何らかの全身的悪影響（例：微小循環障害や炎症反応）が、脳保護効果を相殺している可能性を示唆している。
• 一過性神経障害（TND/せん妄）: TNDに関しても、より温かい温度での手術が、その発生率を統計的に有意に減少させることが報告されている ⁶。
• 術後認知機能障害（POCD）: この領域のエビデンスはまだ確立していない部分もあるが、短期的な認知機能に関しては、やはり温かい温度の方が良好な結果をもたらす傾向がある ³⁵。

4.1.2. 全身性アウトカム（凝固障害、急性腎障害、炎症反応）

• 凝固障害と出血: 超低体温は、血小板機能の低下や凝固因子の活性阻害を引き起こし、術後の出血傾向（凝固障害）を助長することが古くから知られている ⁶。より温かい温度戦略は、このリスクを軽減し、再開胸止血術の頻度に差はなかったとする報告もある ⁶。
• 急性腎障害（AKI）: これは、温かい温度戦略の最も明確な利点の一つである。複数のメタアナリシスが、中等度低体温は超低体温と比較して、術後AKIの発生率と透析導入率をいずれも有意に低下させることを決定的に示している ²⁹。
• 炎症反応: 体外循環と超低体温は、サイトカインの放出などを介して、強力な全身性炎症反応症候群（SIRS）を惹起する ³³。ある研究では、重症SIRSの発生率自体に中等度と超低体温で有意差はなかったものの、超低体温群では術後の消化管出血や肺感染症の発生率が有意に高く、体外循環時間や入院期間も長かったと報告している ³³。
• 手術効率: 温かい温度戦略は、冷却と復温に必要な時間を大幅に短縮する。これにより、総体外循環時間と総手術時間が短縮され、それ自体が患者への侵襲を軽減する独立した利点となる ³³。

4.2. 順行性（ACP） vs. 逆行性（RCP）灌流：決定的な比較

26,000人以上の患者を対象としたネットワークメタアナリシスでは、ACPとRCPはいずれも単純DHCAと比較して脳卒中と死亡率を低下させることが示された ¹⁵。

しかし、ACPとRCPを直接比較した場合、生理学的合理性と臨床的エビデンスの多くはACPの優位性を示唆している。ACPはより生理的な血流を模倣し、脳への栄養供給効果も高い ⁵。いくつかのメタアナリシスでは、死亡率や永続的神経障害といった主要なアウトカムにおいて両者に統計的有意差を認めなかったものの ¹⁵、臨床現場のコンセンサスは、ACPを主要な脳保護法とし、RCPは塞栓子の洗い出しといった補助的な役割に限定する方向でほぼ固まっている ¹³。

このエビデンスの集積は、大動脈外科における明確なパラダイムシフトを示している。歴史的には「より冷たい方が脳にとって安全である」という直感的な論理が支配的であった ⁶。しかし、ACPの登場により、「脳が灌流されているならば、脳自体のための極端な低温は不要である」という新たな理解が生まれた ⁶。これにより体温を上げることが可能となり、超低体温が引き起こしていた全身性の問題（AKIや凝固障害）が解決された ²⁹。そして最終的に、この「より温かい」戦略が、全身だけでなく神経学的アウトカムにおいても優れていることが示されたのである ²⁶。これは、脳保護の焦点が「最大限の代謝抑制」から「脳と全身の保護の最適なバランス」へと移行したことを意味する。

---

表3. 主要な脳保護戦略の比較分析

これまでの議論を統合し、主要な戦略の利点と欠点を一覧で示す。この表は、数十の研究結果を実用的な比較表に凝縮したものであり、臨床家が各戦略のトレードオフを迅速に理解する助けとなる。

評価項目	単純DHCA (≤20°C)	中等度HCA (>20°C) + ACP	超低体温HCA + RCP
脳卒中リスク	最も高い	最も低い	中間（DHCA単独よりは低い）
急性腎障害(AKI)リスク	最も高い	最も低い	高い
凝固障害リスク	最も高い	最も低い	高い
技術的複雑性	最も低い	最も高い（カニューレ挿入・灌流管理が必要）	中間
安全な停止時間	最も短い (約30-40分)	最も長い (90分以上も可能)	中間 (約60分)
現在の役割	ごく短時間の単純な修復に限定。歴史的。	現在の標準治療	塞栓子洗い出しの補助的役割。主要な保護法ではない。

---

5. 個別化戦略：ハイリスクシナリオにおける臨床的意思決定

これまでの原理とエビデンスを基に、実際の臨床現場で直面する困難なシナリオにおいて、専門家がどのようにアプローチを個別化するかを解説する。現代の脳保護戦略は、画一的なプロトコルに従うのではなく、個々の患者に合わせてテーラーメイドされるべきものである。

5.1. 急性A型大動脈解離（ATAAD）における戦略選択

ATAADは、患者がショック状態や臓器の血流不全（マルパーフュージョン）を伴って搬送されることが多く、心臓血管外科における最も緊急性の高い疾患の一つである ²⁰。手術の目的は、可及的速やかに解離のエントリー（亀裂）を切除し、偽腔を閉鎖して真腔の血流を再建することにある ²⁰。

このような危機的状況にある患者に対しては、体外循環時間や手術侵襲を最小限に抑えることが極めて重要である。そのため、近年の傾向として、超低体温を避け、中等度低体温下でのACPが強く推奨される ¹⁹。これにより、冷却・復温時間が短縮され、超低体温に伴う炎症反応や凝固障害といった全身への打撃を軽減できる。

カニューレ挿入部位の選択も重要で、解離した大動脈からの逆行性塞栓を避けるため、大腿動脈ではなく腋窩動脈や腕頭動脈からの順行性送血が選択されることが多い ²⁰。手術範囲（半弓部置換か全弓部置換か）の決定は、解離の範囲、患者の安定度、そして外科医の経験に基づいて行われる、極めて重要な術中判断となる ²⁰。

5.2. 高塞栓リスク「Shaggy Aorta」の管理

大動脈弓に可動性のある粥腫（アテローマ）が多発している状態、いわゆる「Shaggy Aorta」は、脳保護戦略自体が脳梗塞の原因となりうるというパラドックスを提示する ¹³。送血やカニューレ操作によって粥腫が剥がれ、脳塞栓を引き起こすリスクが非常に高いからである。

ここでの意思決定は、大動脈および弓部分枝への操作をいかに最小化するかに集約される。カニューレ挿入部位として、大動脈や大腿動脈を避け、より末梢の腋窩動脈を選択することが推奨される ⁵。

さらに、このような症例は、前述の「Shaggy Aortaプロトコル」のような特殊な戦略を考慮する第一の適応となる。これは、ACPを開始する前に短時間のRCPを行い、血管内の遊離した塞栓子を洗い流すという、非常に高度に個別化された問題解決型アプローチである ²⁰。

5.3. 高齢者およびフレイル患者におけるリスク・ベネフィット分析

80歳以上の高齢者が大動脈弓手術を受ける場合、若年者と比較して術中死亡率が有意に高く（ある研究では8.6% vs 4.0%）、5年生存率も低い（約55%）ことが報告されている ⁴²。

しかし、多くの症例で外科治療は内科的治療よりも優れており、年齢だけを理由に手術を断念すべきではない ⁴⁴。手術適応の判断は、年齢に加え、フレイル（虚弱）の程度や併存疾患を総合的に評価し、慎重に行われなければならない ⁴⁵。侵襲の少ないハイブリッド手術や血管内治療も選択肢となるが、慎重に選択された高齢者に対しては、現代的な脳保護法（MHCA+ACP）を用いた開胸手術も許容可能な成績を収めることができる ⁴²。

5.4. 術中神経モニタリングの不可欠な役割

術中神経モニタリングは、単なる受動的な監視装置ではなく、治療方針を能動的に導くための羅針盤である。

• 近赤外線分光法（NIRS）: 額に貼付したセンサーから近赤外線を照射し、前頭葉の局所脳酸素飽和度（rScO2）を非侵襲的かつ連続的に監視する ³⁵。ベースラインからのrScO2の著しい低下（20～30%以上）は、カニューレの位置異常や灌流不全をいち早く知らせる警報となり、送血流量の増加やカニューレ位置の調整、uACPからbACPへの移行といった即時の介入を促す ¹⁹。NIRSが最終的な神経学的アウトカムを予測する能力については議論があり、エビデンスの質は低いとされるものの、リアルタイムの灌流異常を検出するその役割は広く認められている ¹³。
• 脳波（EEG）: 特にDHCAを用いる際に、脳波が平坦化（electrocerebral silence）したことを確認するために使用される。これは、脳の代謝が最大限に抑制されたことを示す指標であり、この確認後に循環停止を開始することが安全の担保となる ²⁰。

これらの事例が示すように、現代の専門的な脳保護戦略は、もはや単一のプロトコルではない。それは、患者個々の解剖学的特徴（解離、Shaggy Aorta）、臨床像（ショック、マルパーフュージョン）、生理学的予備能（年齢、フレイル）に応じて、カニューレ挿入部位、体温、灌流法、手術範囲を組み合わせ、術中モニタリングからのフィードバックに基づいて動的に調整される、高度に個別化された芸術なのである。

6. 将来の展望と未解決の課題

大動脈弓手術における脳保護戦略は飛躍的な進歩を遂げたが、依然として多くの課題と研究領域が残されている。本セクションでは、この分野の今後の方向性と、解決が待たれる問題について考察する。

6.1. 効果的な薬理学的補助療法の継続的探求

過去数十年にわたり、循環停止中の脳を保護する「魔法の弾丸」となるような薬物の開発が試みられてきたが、大規模な臨床試験で決定的な有効性が証明されたものはない ⁵¹。

ステロイド、マグネシウム、マンニトール、リドカイン、バルビツレートなど、多くの薬剤が研究されてきたが、そのエビデンスは相反するものであったり、質が低かったりするのが現状である ²¹。例えば、マンニトールは死亡率を低下させる可能性が示唆されたが、神経学的合併症の発生率には影響しなかった ²²。

現在も、フリーラジカルスカベンジャー（エダラボン）、P2X4受容体阻害薬、CaMKII阻害薬、あるいは水素ガス吸入療法など、新たな作用機序を持つ薬剤や治療法の研究が続けられているが、その多くはまだ前臨床段階または初期の臨床試験の段階にある ⁵³。虚血再灌流障害の複雑な病態を考えると、単一の薬剤で劇的な効果を得ることは困難であり、今後のブレークスルーが期待される。

6.2. 次なるフロンティア：内臓臓器保護と長期的な神経認知機能

脳保護技術の進歩により、術後脳卒中の発生率は著しく低下した。しかし、これからの課題はより微細な領域へと移行している。

第一のフロンティアは、内臓臓器（腎臓、腸管）および脊髄の保護である。特に、より温かい温度で長時間の循環停止を行う場合、これらの臓器の虚血耐性が新たな律速段階となる可能性がある ²⁶。中等度低体温がAKIのリスクを低減させたことは大きな前進であるが、各臓器が耐えうる虚血時間の限界はまだ完全には解明されていない。

第二のフロンティアは、長期的な神経認知機能の問題である。明らかな脳卒中（PND）を回避するだけでなく、記憶力や注意力の低下といった、より軽微だがQOL（生活の質）に大きな影響を与える術後認知機能障害（POCD）をいかに軽減するかが重要となっている ³⁵。これは、急性期の手術イベントと、その後のリハビリテーションや社会復帰という長期的な視点を結びつける課題である ⁵⁹。

これらの課題は、大動脈外科の成功がもはや単に「生存」や「麻痺がないこと」だけで測られる時代ではなくなったことを示している。今後の研究は、新たな手術手技の開発だけでなく、腎臓や脊髄の灌流をリアルタイムで監視するモニタリング技術の開発や、術前・術後の体系的な認知機能評価とリハビリテーションプログラムの確立など、より包括的な周術期管理へと向かうであろう。

結論

胸部大動脈置換術における循環停止法は、手術を可能にするための不可欠な手技であり、その歴史は脳をはじめとする重要臓器を虚血からいかに保護するかの探求の歴史であった。本レビューで詳述したように、その戦略は大きなパラダイムシフトを経験した。

かつて標準であった単純超低体温循環停止法（DHCA）は、その厳格な時間的制約と全身への高い侵襲性から、現在ではその役割を限定的なものとしている。それに代わり、中等度低体温（20.1～28℃）と順行性脳灌流（ACP）の組み合わせが、現在のゴールドスタンダードとしての地位を確立した。この戦略は、数多くの臨床研究とメタアナリシスによって、超低体温戦略と比較して、脳卒中や急性腎障害といった重篤な合併症のリスクを有意に低減させることが示されている。

しかし、最も重要な結論は、もはや「唯一最善のプロトコル」は存在しないということである。現代の専門的なアプローチは、高度に個別化されている。急性大動脈解離、粥腫の多いShaggy Aorta、高齢・フレイルといった患者一人ひとりの病態、解剖学的特徴、生理学的予備能を詳細に評価し、カニューレ挿入部位、体温、灌流法（片側性か両側性か）、そして手術範囲を最適に組み合わせる。この複雑な意思決定プロセスは、NIRSなどの術中神経モニタリングからのリアルタイムのフィードバックによって常に導かれ、調整される。

今後の課題は、薬理学的補助療法の確立、そして脊髄や内臓臓器の保護をさらに向上させること、さらには術後の長期的な認知機能と生活の質（QOL）を最大化することにある。大動脈外科は、単に生命を救うだけでなく、患者が質の高い生活を取り戻すことを目指す、より洗練された領域へと進化を続けている。