人工呼吸器と植え込み式横隔神経ペーシングの違い

横隔神経ペーシングは、主に首の横隔神経に電極を植え込み、手元のコントローラー（送信機：トランスミッターと呼ばれている）から体内へ植え込んだ受信機（レシーバー）を介して横隔神経に刺激を送るシステムです。横隔神経へは反復的な刺激を行うことでリズミカルに横隔膜を収縮させ、肺へ空気を送り込みます。こちらのページを参考にしています（エイブリィ社）。

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人工呼吸器よりも横隔神経ペーシングがいい点

横隔神経ペーシングは、刺激パルスを横隔神経経由で横隔膜を収縮・弛緩させる方法です。植え込み式のメリットはこちらです。

横隔神経ペーシングの構成と仕組み

横隔神経ペーシングは、電極・外部送信機・アンテナ（外部送信機から伸びるケーブル）で構成されています。外部送信機とアンテナが電力（エネルギー）の補充と刺激パルスの情報を送信します。受信機は体内に植え込まれているので、電気エネルギーの補充と刺激パルスの情報伝送は無線的に行われます。

受信機は刺激パルスに変換し、電極から横隔神経を刺激します。横隔神経が受けた刺激は、横隔膜筋を収縮させ、吸気（息を吸うこと）が行われます。呼気（息を吐くこと）は、横隔膜が弛緩している間に自然と息を吐き出す動作になります。すなわち、送信機からの信号が停止され、電極から横隔神経への刺激が停止している2−3秒の間、横隔膜が弛緩し、呼気となります。送信機がこのオン・オフサイクルを自動的に繰り返します。

皮膚を直接通過する電極ワイヤーではなく、小型の埋め込み型無線周波数受信機を使用するシステムは、感染リスクと進行中の創傷ケア管理の問題を軽減します。

人工呼吸器に代わる横隔神経ペーシングの認可状況

この横隔神経ペーシングはFDA（米国医薬品局）の市販前承認を得ています。また、CEマーク（ＥＵ加盟国の法律に適合したことを証明するマークのこと）で「成人および小児の両方での使用について欧州のアクティブな埋め込み型医療機器指令に基づく」も取得しています。

アルゼンチンのテレビで横隔神経ペーシングが紹介された

2015年4月9日のHealthNetworkPublicTVでアルゼンチンで初めての横隔神経ペーシング症例についての放送がありました（You Tube動画をシェアします）。

主任小児神経外科医であるカルロス・アルベルト・シラオロ博士率いる専門家チームが実施した手術で7歳の女児に横隔神経ペーシングが植え込まれました。脳外傷があり人工呼吸器につながったままでしたが、この手術後人工呼吸器から離脱できています。家族は横隔神経ペーシングによってなしえた彼女の自立に感謝しています。

空港の保安検査で横隔神経ペーシングはどうなるか？

世界中の空港で使用されている強力な保安検査装置からの干渉は報告されていません。X線は高い周波数の電磁波です。理論的には横隔神経ペーシングへの有害作用はほぼゼロです。どのメーカも同じですが、保安検査装置と横隔神経ペーシングの相互作用のテストは実施されていません。異常があった場合はその場から離れることが推奨されています。

横隔神経ペーシングと脊髄損傷

四肢麻痺は四肢（両手両足）すべての運動機能と感覚の喪失です。脊髄損傷 (SCI) に起因します。その他、脳幹病変や脊髄髄膜炎などの他の状態も、四肢麻痺に陥ることがあります。

横隔神経はC3からC5（背骨の出口を頭から数えて3番目〜5番目）で始まります。 C4 より上で発生した脊髄損傷は、この経路を遮断し、患者を換気（呼吸）不全または呼吸停止にさせてしまいます。患者が人工呼吸器から離脱できない場合は横隔神経ペーシングを検討します。

横隔神経ペーシングは、慢性呼吸不全に対して呼吸サポートを提供するひとつの方法です。横隔神経ペーシングは、植え込み式で複雑な部品が不要です。植え込み位置と電極までの経路がなるべくストレスを受けないように配置してリード断線を防ぐ工夫もされています。横隔神経ペーシングと人工呼吸器の大きな違いは、肺に空気を引き込む (陰圧換気)方法と肺に空気を押し込む（陽圧換気）方式の違いです。小さな違いに見えるかもしれませんが、陰圧換気のほうが最適な呼吸です（下記）。

陽圧換気 (PPV)よいも陰圧換気（NPV）のいいところ

横隔神経ペーシングは、横隔膜によって陰圧で空気が肺へ引き込まれます。空気を押し込む人工呼吸器よりも生体に近い呼吸を行えます。それは、人工呼吸器関連肺炎 (VAP)など上気道感染症リスクの減少、吸引操作、外部加湿器・人工呼吸器回路が不要、気管切開の将来的な閉鎖も可能です。横隔神経ペーシングは小型なため、可動性が大幅に向上します。静かな動作音は、社会活動や教育現場で患者の能力をも向上させることでしょう。正常な呼吸、会話、飲食のしやすさ、嗅覚の改善などなど。さまざまな利点が得られます。

マーク4とスピリット送信機の違い｜横隔神経ペーシング

Mark IV送信機は、1995年にCEマーク、1998年にFDAを取得しています。その後継機のスピリット送信機は、2017年にCEマーク、2019年にFDAを取得しています。どちらの送信機は軽量です。スピリット送信機は、夜間の表示、鮮明なグラフィック表示、タッチ コントロール、およびデジタル用のバックライトを備えています。精度・安全を維持するため耐水機能も搭載され、キーパッドロック・可聴アラーム・視覚アラームを採用しています。

横隔神経ペーシングの体内受信機

植え込み式の受信機は、電子回路をエポキシ樹脂でモールドしシリコンゴムコーティングされたたディスク型です。体外のアンテナから送られる電力（エネルギー）補給と刺激司令を刺激パルスに変換し電極に送ります。

横隔神経ペーシングの体外アンテナ

体外のアンテナは、体内の受信機のある皮膚上に固定し、電力（エネルギー・高周波伝送方式による）と刺激情報を受信機に伝送する役目があります。皮膚を貫通するワイヤーやプラグはありません。体内に残る部品は半永久的に使用されます。アンテナは定期的な交換が必要（推奨は6か月ごと）です。アンテナはラテックス・フリーです（ラテックスは製品に一切使用されていないそうです）。

横隔神経ペーシングの電極

横隔神経に取り付けた電極から伸びるリード線はシリコンゴムで絶縁されています。絶縁内部は柔軟なステンレス電線になっています。電極部分はプラチナ神経接点、その反対側は受信機に取り付けるコネクタがあります。

横隔神経ペーシングを使った実生活

YouTube動画がありましたのでシェアいたします。スペイン語ですので、YouTubeの設定（ギアマーク）から字幕をONにして言語を日本語にしてご覧ください。

実際に使用されている医療現場で作成された動画で、使用上の注意点や日常生活を垣間見ることができます。

横隔神経ペーシング手術のアプローチ方法

電極を横隔神経の下に植え込み、受信機を皮膚のすぐ下に埋め込みます。この手順は、頸部 (首から) または胸部 (胸から) に行うことができます。両側刺激 (両方の横隔神経の刺激) には、2系統（2セット）の（アンテナ＋電極＋受信機）が必要です。片側性刺激 (1つの横隔神経のみの刺激する場合) には、1系統（1セット）の（アンテナ＋電極＋受信機）が必要です。手術時間は平均2～4時間で、通常1～2日後に退院できます。処置はの一部は外来で行うこともできます。どのようにアプローチするかは外科医が決定します。

胸部アプローチによる横隔神経ペーシング

胸部アプローチは、横隔神経を心臓に沿って分離できるように、一対の肋骨の間に小さな (5 ～ 7 cm) の切開し、露出した横隔神経の下または近くに電極を植え込みます。その後、同じ切開内から皮膚のすぐ下に受信機を植え込みます。胸部アプローチの場合はVATS (ビデオ支援胸部手術) 技術を使用し侵襲を小さく抑えます。これは小型カメラを使用して手術部位を確認する方法で、皮膚切開を小さくすることができます。

VATSでは複数の小さな (5～10mm) 切開から手術します。カメラや鉗子（カンシ）用のポートのことです。または手術用ロボットを使用して行うことも可能です。体格が十分に発達していない小児において行われることが多い方法です。また、神経損傷がある場合も選択されます（より低い刺激を与えることができるため）。

頸部アプローチによる横隔神経ペーシング

頸部アプローチも低侵襲手術です。局所または全身麻酔下で行います。首と胴体が接する部分を小さく (3～5 cm) 切開します。横隔神経は皮膚直下で剥離します。外科医は電極を横隔神経の下に置いて縫合固定します。受信機は、皮下ポケットを作成し、皮膚のすぐ下に植え込みます。このアプローチは、横隔神経伝導が良好であることがわかっている成人患者行われます。

横隔神経ペーシング手術中の横隔神経刺激検査

術中の刺激検査で横隔神経の刺激感度を確認します。手術中でも横隔膜機能は、胸壁の目視観察、肋骨縁の触診、麻酔装置で測定されるCO2変化、X線透視などさまざまな方法で確認できます。刺激した電流の閾値（いきち・しきいち）と振幅を測定し、実際に刺激する際の電流設定を評価できるようになります。

横隔神経ペーシングが横隔膜ペーシングよりもいい点

人工呼吸器不要のより自然な呼吸を通じて生活の質を向上させる技術ですが、この装置のアドバンテージはこちらです。

送信機は完全に自己完結型であり、設定に複雑な外部プログラマー操作は必要ありません。利用者による操作により、必要に応じてシステムを柔軟に調整できます。容易に入手可能なアルカリ電池を使用します。2重安全性というのは、左右横隔膜に対して1台ずつ合計2台の横隔神経ペーシングを使うという意味です（それによってシンプルな回路設計とバックアップ安全性を備えているという意味です）。

横隔神経ペーシングは経済的である

メディケアおよび世界中の多くの民間および政府の保険プランによって払い戻されます。保因者に承認 (または「事前承認」) を申請するときは、費用のかからない施設への転院を許可することで、横隔神経ペーシングが 1 か月以内に元が取れる可能性があることを説明することが重要です。横隔神経ペーシングは一般に、年間 1,000 ドル未満の使い捨て消耗品 (アンテナ、バッテリーなど) の費用がかかります。これは、人工呼吸器に関連するレンタル料金や使い捨て消耗品よりも大幅に安価です。平均して、横隔神経ペーシングは約 2 年で採算が取れ、その後は年間 20,000 ドル以上節約できます。

横隔神経ペーシング装置には耐用制限がある

横隔神経ペーシングは、心臓ペースメーカーやその他の埋め込み型医療機器を使用している患者には禁忌ではありません。

人工呼吸器とは異なり、横隔神経ペーシングは高価なメンテナンスや消耗品を必要としないため、月額 1,500 ドル以上節約できます。送信機と受信機の耐用年数は 10 年です。電極は患者の生涯を通して使用できます。

横隔神経ペーシングと横隔膜ペーシングの比較

横隔神経ペーシングを供給する会社には、現在の最新機種がありと半世紀もの過去データが蓄積されています。どちらの会社も呼吸困難を持つ人々を助け、生活の質を向上させることに取り組んでいます。電気刺激によって横隔膜を収縮させる点では同じです。類似点はここまでです。

（以上、エイブリィ社のホームページから抜粋）

横隔神経ペーシング患者の口コミを紹介します

最初に記載しました参考にしている会社のURLサイトに患者の口コミ情報がありましたので、グーグル翻訳してみました。どうぞ本家のサイトからもご確認ください。下記は翻訳された日本語をさらに日本語らしくするよう少しだけ加筆しています。ご了承ください。

ヨナサン 2016〜

今日、ヨナサンは快適に外出でき、最高の生活を送っています。彼は子供のキャンプのカウンセラーであり、映画を見るのが大好きで、運動のための高強度インターバル トレーニングを楽しんでいます。彼は現在高校3年生で、次のステップについて考えています。ヨナサンは次のように述べています。「はるかに簡単で、吸い込まれる必要はありません。ここ4～5年は看護師がいません。」

カミラ 2019〜

カミラは C1-C2 の新生児脊髄損傷を負い、人工呼吸器に依存するようになりました。 2019 年、ほぼ 2 歳になった彼女は、チリのロサンゼルスにあるロサンゼルス病院のレナート アクーニャ博士によって横隔神経ペーシングを植え込みされました。彼女の術後の回復は非常に順調で、母親は「彼女が手術を受けたとは思えないほどでした!」と言いました。今日、4 歳のカミラは 24 時間 365 日歩き回り、息抜きの生活を楽しんでいます。彼女は屋外で家族と過ごす時間を楽しんでおり、ペーシングする前ははるかに困難だった活動を行っています。

カミラの母親は次のように述べています。私たちは今とても快適です。私たちはよく海や公園に行きます。機械式通気口を使用していると、いつも電源を探すのが面倒で、外出するのが大変でした。ペースメーカーは電池で動くので、今はもっとリラックスしています。これは家族全体にとって大きな変化でした。」

キャッシュ 2013〜

キャッシュは先天性中枢性低換気症候群 (CCHS) と診断され、幼児期に気管切開を受けました。彼は人生の最初の数年間を病院の内外で過ごし、人工呼吸器関連の多くの感染症と闘いました。

5 歳のとき、キャッシュはフェニックス小児病院で横隔神経ペーシングを頸部に植え込みし、7か月経たないうちに抜管しました。今日キャッシュは横隔神経ペーシングによって可動性と改善された健康状態を享受しています。お母さんもより多くの時間と自由を与えられ、看護学校に戻ることができました。キャッシュは、フェニックス小児病院の「ポスター チャイルド」であり、ドジャー スタジアムでドジャースと一緒にホームを運営するよう招待されました。

キャッシュの母親は、「ペーシング以来、キャッシュは非常に健康です。彼は肉体的に健やかで、無駄のないことが大好きです。彼はビデオゲームを楽しんだり、兄弟たちと一緒に過ごしたりしています。」

ジェイミー 1999〜

1998 年、ジェイミーはヨークシャー カウンティ クリケット クラブのプロのクリケット選手でした。南アフリカのケープタウンでのトーナメントに参加しているときに、彼は自動車事故に巻き込まれ、人工呼吸器に依存する四肢麻痺になりました.英国に戻ると、ジェイミーはピンダーフィールズ病院のヨークシャー地域脊髄損傷センターで治療を受けました。1999年横隔神経ペーシングの植え込み以来、ペーシングを続けています。ジェイミーは次のように述べています。「横隔神経ペーシングがなければ、これらのことは何もできなかったでしょう…今までで最高のことです。」

エミリー 2001〜

エミリーは 3 歳の頃からAVERY社横隔神経ペーシングを使用しています。彼女は呼吸に影響を与える障害である CCHS を持って生まれ、特に睡眠中に浅い呼吸 (低換気) を引き起こします。横隔神経ペーシングの植え込み前は、常に人工呼吸器を携帯していなければなりませんでした。人工呼吸器のせいで、彼女は長時間話すことが困難になりました。彼女の身体活動は制限されており、特に階段を上るときに人工呼吸器を運ぶ人が必要でした。ネガのリストに加えて、彼女の気管はチューブで引き抜かれ続けました。

横隔神経ペーシングを使用するという人生を変える決断が下され、デバイスはブリストルの王立小児病院に埋め込まれました。横隔神経ペーシングの植え込み後、彼女の体は順応し始めました。彼女は、最大の調整の 1 つは横隔膜が突然機能したことを思い出します。彼女はその感覚を「腹筋をするような感覚」と表現しています。彼女は強くなるにつれて、同年代の健康な女の子なら誰でも楽しめる活動に参加できるようになりました。

横隔神経ペーシングがエミリーにもたらした最も重要な違いは、彼女の生活に混乱がなくなったことです。人工呼吸器を持ち歩かなくても、スポーツに参加し、アクティブな乗馬ライダーです。彼女は、ペーサーを他の人に「目立たなく」するためにうまく覆うことができることの重要性を強調しています.軽くて持ち運びが簡単で、生活に支障をきたすことはほとんどありません。彼女は何の問題も経験することなく、好きなだけ泳いだり話したりすることができます。

エミリーは、2014 年 9 月 13 日にイギリスのコベントリーで開催された CCHS 会議で、AVERY社　横隔神経ペーシングを使用した経験について話しました。彼女は自分の話を他の CCHS 患者とその家族と共有し、横隔神経ペーシングが彼女の人生にどのような違いをもたらしたかを説明しました。

ジョシュ 2009〜

ジョシュの母親は、ジョシュが起きているのに苦労していることに気づきました。完全な呼吸停止に苦しんだ後、原因を特定するために数多くの検査が行われ、最終的にROHHAD（視床下部機能障害を伴う急速発症型肥満）と診断されました。ジョシュは 9 歳の誕生日の 3 日前に、人工呼吸器に接続して呼吸できるように、気管切開チューブを挿入する手術を受けました。最初、医者は彼が眠っているときだけ必要かもしれないと思っていました。しかし、1年後のより詳細なテストでは、彼が1日24時間人工呼吸器に依存していることが示されました.

ジョシュはどこへ行くにも人工呼吸器を持ち歩かなければなりませんでした。彼は、彼が検査のために行ったシカゴの病院から飛行機で家に帰るときに、人工呼吸器を使用して呼吸しなければなりませんでした.数か月にわたるテストの後、医師は、ジョシュが 13 歳になる直前の 2009 年の夏に横隔神経ペーシングの植え込みを決定しました。約 1 か月後の手術から十分に治癒した後、ジョシュは、最初は毎日短時間だけ横隔神経ペーシングを使用し始め、ペース メーカーと人工呼吸器を使用せずに 1 日に何時間も費やすようになりました。ここ数年、ジョシュは起きている間ずっと横隔神経ペーシングを使用しています。

彼には非常に多くの趣味や興味があり、横隔神経ペーシングの助けを借りて楽しむのが非常に簡単になっています。彼の新しい夢の 1 つは、シェフになることです。ジョシュのお母さんは、「彼がまだ私たちと一緒にいることをとてもうれしく思います.私たちは毎日が贈り物であることを知っています。」

ジョシュのお母さんは、「ペーサーなしの生活は想像したくありません。ジョシュは彼らに対してより多くの自由を持っています。彼はボウリング、ミニゴルフ、魚釣り、オリンピックの特別イベントなどに参加しています。」

リョウ 2001〜

1999年、リョウはバイクでの交通事故により四肢麻痺になった.彼は人工呼吸器につながれた状態で15か月間入院しました。15か月の入院後、藤田医科大学で横隔神経ペーシングの植え込みを受けました。わずか5か月後、彼は1日24時間歩き回り、母親と一緒に家で暮らすことができるようになりました。

リョウさんは、横隔神経ペーシングのおかげで、「PC ショップやテーラーショップで買い物をする」など、自分の好きなことを自由に行うことができると言います。さらに、彼はリハビリテーションを実践するための可動性を備えるようになりました。

エヴァン 2010〜

生後まもなく、エヴァンは CCHS と診断されました。生後 5 週で気管切開と人工呼吸を行い、4 歳で横隔神経ペーシングの植え込みました。 7 歳のときエヴァンはついに抜管され、彼と彼の家族は過去を振り返る事がなくなりました!

エヴァンの母親は「12年前私たちは彼がこんなこともできると何百万年も考えたことはありませんでしたが、ここで彼は横隔神経ペーシングの植え込みのあとからスキーをしています!彼が持っている自由は、私たちが家族として活動を楽しむことを可能にします!」横隔神経ペーシングを植え込まれたエヴァンのビデオはこちらです。エヴァンはより自由に動き回れるようになっただけでなく、スキーも楽にできるようになりました。ベントに依存している人にとって、これは独立への記念碑的なステップです!

リチャード 2018〜

リチャードは、2018 年 8 月にジョージ ワシントン大学病院の Dr. Keith Mortman によって横隔神経ペーシングの植え込みをしました。横隔神経ペーシングを植え込みされる前は、彼の横隔膜麻痺が生活の質を妨げていました。リチャードは「どこに行ってもとても疲れていました。一生懸命で何もできませんでした。」今、彼は自分の好きなように人生を送ることができます。

タンパベイ出身のリチャードは、レイズの野球観戦や地元のコンサートに行くのが好きです。余暇には、サイクリング、ウォーキング、ゴルフを楽しんでいます。AVERY社横隔神経ペーシング使って、リチャードと彼の妻はエジプトに旅行し、ピラミッドを見たり、砂漠をラクダに乗ったりすることができました。

ブロディ 1980〜

1980 年、大学でのトランポリン事故により、ブロディは 19 歳で C2-C3 の四肢麻痺になりました。約 4 か月後、彼は横隔神経ペーシングを移植され、1983 年にブロンディは気管切開を閉じました。その後大学に戻り、教育学の修士号を取得しました。ブロディによると、横隔神経ペーシングのおかげで、人々は彼が人工呼吸器に依存していることに気づいていません。彼はヨセミテにキャンプに行ったことがあり、飛行機、ヘリコプター、クルーズ船、さらには熱気球を使って頻繁に旅行しています。

ブロディは今日、横隔神経ペーシングを使用しています。ブロディは次のように述べています。彼らのおかげで、私はより健康で安全になり、社会的、身体的、職業的にはるかに快適になり、活動的でやや普通の生活を送ることができます。

キース 1996〜

1996年、ダイビングと体操の愛好家である 18 歳のキースは、トランポリンで事故に遭い、四肢麻痺になり、人工呼吸器に依存するようになりました。彼は両側肋間神経移植を受け、横隔神経ペーシングを植え込みしました。1997年、約7か月間の神経再生の後、キースはペーシングを開始しました。キースは次のように述べています。「旅行はとても簡単です。私は川で時間を過ごします。好きなところに日帰り旅行ができます。ラスベガスに飛んだこともあります。」今日、キースは自分の人生を自分の条件で生きています。キースは、「過去 12 年間、私は地元の高校でダイビングのコーチをしてきました。大好きなスポーツを新たな形でできることは素晴らしいことです。」さすがキース！

アンナ 2014〜

アンナは1996年にデンマークで生まれ、生後11か月でCCHSと診断されました。これは、2014年に横隔神経ペーシングの植え込みを受けるまで、主な換気手段としてVPAPを使用しなければならなかったことを意味します。アンナは現在、大学でビジネスを学んでおり、卒業後はカナダでスキーのインストラクターになる予定です。「横隔神経ペーサーを手に入れて以来、私はより自信を持てるようになりました。それを手に入れる前は、睡眠を含むあらゆる状況を避けていたので、マスクや人工呼吸器を見せる必要はありませんでした。横隔神経ペーシングではそのような問題はありません」とアンナは言います。

まとめ｜人工呼吸器と植え込み式横隔神経ペーシングの違い

完全植え込み式の横隔神経ペーシング装置でした。神経を直接刺激するので消費電力が少なくていいのかもしれませんが、経皮的に充電したり刺激調整ができるようになっていて利便性が高いと思いました。装置が10年で交換しないといけないかもしれないようで、それが心配ではあります。そのあたりは体外式の方が便利なのかもしれません。