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開腹膵頭十二指腸切除術における末梢循環が手術部位感染に与える影響

相原 孝典 東北大学

2021.03.25

概要

【背景】
開腹外科手術では他の手術と比較して手術部位感染 (surgical site infection: SSI)の発生率が高く、在院日数の増加や医療費の増加とも関連性が高いといわれるが、その多くは予防可能である。

ガイドラインでは SSI 予防のため、予防的抗菌薬の投与、皮膚消毒、手洗いおよび術中・術後における管理法が推奨されており、高濃度酸素投与もそのひとつである。高濃度酸素投与は動脈血酸素分圧を上昇させ、さらに組織酸素分圧の上昇を介して SSI を予防すると考えられている。しかし、組織酸素分圧と SSI の関係は解明されていない。そこで、我々は組織酸素分圧の高い症例では SSI 発生率が低いという仮説をたてた。

手術部位感染と組織酸素分圧の関係を評価するため、本研究では組織酸素分圧の指標として「経皮的酸素分圧（transcutaneous oxygen pressure : tcpO2）」を測定することで、その代替とした。tcpO2 の全身管理への利用や術中変化、さらに測定部位による違いの報告はない。したがって、本研究では SSI 発生と tcpO2の関係を検証するため、術中 tcpO2 の特性および血圧との関係を評価した。そして、tcpO2 が SSI の発生にどのように影響するかを検討した。

一方、tcpO2 が影響を受ける因子の一つとして組織血流があげられており、血圧だけで評価するのではなく、血管内皮から放出される endothelial microparticles (EMP) を測定することで、末梢循環を血管内皮の状態からも評価し、SSI 発生への影響を検討した。

【目的】
開腹膵頭十二指腸切除術において、
1. 術中 tcpO2 を測定し、tcpO2 の特性を捉え、測定部位による tcpO2 の違いを検証する。
2. 術中 tcpO2 と血圧の関係を評価・検証する。
3．1 および 2 と SSI 発生の関係を検討する。
4．血管内皮障害の程度を表す EMP と tcpO2 の関係、EMP と SSI 発生の関係を検証する。

【方法】
研究 1 の対象者は 20 歳以上で、ASA-PS 1-3 の待機的開腹膵頭十二指腸切除術を受ける患者。SSI の診断は日本外科学会専門医により診断された。全症例において気管挿管による全身麻酔を行った。tcpO2 は TCM4（Radiometer 社）を用いて測定した。tcpO2 の測定は手と胸で行い、キャリブレーション終了後 120 分間のデータを解析に使用し、血圧も同じ期間 1 分ごとに測定した。手術前後に採血した検体を遠心分離後、フローサイトメーター（BD FACSLyricTM）を用いて末梢血液中に循環する CD31、CD106、CD104、 CD62E、CD54 発現 EMP 数を測定した。症例を SSI 群と非 SSI 群に群分け し、tcpO2、血圧および EMP との関係を解析した。

研究 2 では平均血圧と tcpO2 の相関関係から、相関係数 0.65 未満を「血圧非依存群」、0.65 以上を「血圧依存群」と群分けを行い、後ろ向きコホートにてさらなる解析を行った。

【結果】
(研究 1) tcpO2 の特性と手術部位感染
本研究は 2018 年 4 月から 2020 年 3 月までの期間の計 40 例を対象とした。そのうち 4 例はデータの不備、1 例は麻酔方法の変更、4 例は手術方針の変更のため除外し、計 31 例（31/40, 77.5%）について解析した。

手と胸の測定部位の違いによる tcpO2 に有意差を認めなかった。血圧と tcpO2 の相関は収縮期血圧では相関係数が 0.1-0.9、拡張期血圧では 0.2-0.9、平均血圧では 0.3-0.9 と相関係数は様々であった。

SSI 群と非 SSI 群の間で tcpO2 に有意差は認められなかった。非 SSI 群において平均血圧と tcpO2 の相関が強い症例を有意に多く認めた (p=0.025)。SSI発生の有無に対する平均血圧と tcpO2 の相関係数の ROC 曲線を作成したところ、AUC が 0.861、カットオフ値が 0.62 であった。

SSI 群と非SSI 群との間で手術前後のEMP を比較したところ、CD106、CD31、 CD144、CD62E、CD54 それぞれにいて両群間での有意差を認めなかった。各群内における手術前後の EMP に有意差はなかった。

(研究 2) 末梢循環が SSI に与える影響
解析できた 31 例（31/40, 77.5%）のうち、血圧非依存群が 13 例、血圧依存群が 18 例であった。

両群間で、最大 tcpO2、最小 tcpO2、平均 tcpO2 に有意差は認めなかった。多変量解析を行った結果、血圧非依存群では血圧依存群と比べると SSI の発生率が 6.2 倍（p = 0.029）であった。術前 CD106 は血圧非依存群において多くなる傾向を認めたが、有意差はなかった。CD31、CD144、CD62E、CD54 の術前および術後の EMP 数に有意な群間差はなかった。

血圧非依存群では手術後の CD144 が有意に増加した。各群内で他の EMP に明らかな変化を認めなかった。血圧非依存群および血圧依存群の各群内で、SSI 発生と EMP 数に有意差を認めなかった。

【結論】
今回、周術期における組織酸素分圧について報告した。開腹膵頭十二指腸切除術の患者に対してtcpO2 を測定し、手と胸による違いは認められなかった。tcpO2の絶対値は SSI の発生と関連性はなかったが、SSI 群では tcpO2 が血圧の変動に応じて変化する症例数が非 SSI 群よりも有意に少なかった。

平均血圧と tcpO2 の相関係数が 0.65 未満の患者は 0.65 以上の患者よりも約 6倍 SSI の発生率が高かった。SSI の発生には tcpO2 の絶対値ではなく、血圧の変動に対応して tcpO2 が変化できないことが、大きく関与することが示された。また、その背景には術前から存在する血管内皮機能異常の関与が示唆された。

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