酸素供給の増強
ヘモグロビン飽和：通常条件下でもヘモグロビンはほぼ完全に飽和しており、追加の酸素結合は限られる。
血漿溶解酸素の増加：高圧下（ヘンリーの法則）では血漿への酸素溶解量が著しく増加し、組織への酸素供給が促進される。
気泡の縮小：高圧下では気泡サイズが縮小し、細い血管へも酸素が到達しやすくなる。
高気圧酸素療法
ひとめでわかるポイント
Section titled “ひとめでわかるポイント”1. 高気圧酸素療法とは
Section titled “1. 高気圧酸素療法とは”高気圧酸素療法（hyperbaric oxygen therapy; HBOT）は、1.0 ATA（大気圧）を超える圧力環境下で100%酸素を投与する治療法である。米国高気圧医学会（Undersea and Hyperbaric Medical Society; UHMS）は、少なくとも1.4 ATA以上であることを定義要件とし、その効果は用量依存的である。
チャンバーの種類
Section titled “チャンバーの種類”使用するチャンバーは大きく2種類に分類される。
- 単人用チャンバー（モノプレイス）：1名のみ収容し、チャンバー全体を100%酸素で加圧する。
- 多人数用チャンバー（マルチプレイス）：2名以上が同時に入室できる。チャンバー自体は圧縮空気で加圧し、患者はマスク・ヘッドフード・気管内チューブを介して100%酸素を吸入する。
UHMSが承認する適応疾患
Section titled “UHMSが承認する適応疾患”UHMSは14の疾患・病態に対してHBOTを承認している。眼科領域に関連するのは「動脈不全」のカテゴリであり、CRAOと難治性潰瘍がこれに含まれる。その他の承認適応は以下の通りである。
- 空気・ガス塞栓症
- 一酸化炭素中毒
- クロストリジウム性筋壊死
- 挫滅損傷・コンパートメント症候群
- 治癒不全の皮弁・移植片
- 減圧症
- 放射線障害
- 突発性難聴
- 頭蓋内膿瘍
- 壊死性軟部組織感染症
- 難治性骨髄炎
- 重症貧血
- 急性熱傷
上記以外の眼疾患への使用は適応外（off-label）となる。
HBOTの歴史は長い。1662年にHenshawが「Domicilium」と呼ばれる最初の加圧室を考案した。1834年のJunod、1837年のPravazがこれを発展させ、1879年にはFontaineが加圧手術室を導入した。1921年にCunninghamが世界最大のチャンバーを建造したが1937年に解体された。1930年代に米海軍が減圧症治療にHBOTを採用し、Boeremaが動物実験でその有用性を実証した。UHMSの前身組織は1967年に設立された。
Q 高気圧酸素療法はどのような眼疾患に使われますか？
A
UHMSが公式に承認している眼科適応は網膜中心動脈閉塞症（CRAO）のみである。糖尿病網膜症・網膜静脈閉塞症・視神経症・強膜融解・眼感染症などへの使用も報告されているが、いずれも適応外であり、エビデンスの質は限定的である。
2. 生理学的基礎と作用機序
Section titled “2. 生理学的基礎と作用機序”HBOTの生理学的効果は、高圧下での血漿溶解酸素量の増加を中心とした複合的なメカニズムによる。
血管・細胞への作用
血管収縮：酸素レベル上昇によりNO産生が減少し、血管収縮が起こる。ただし高酸素状態のため組織酸素供給は維持される。HBOT終了後は急速な血管拡張が生じる。
白血球機能の増強：高酸素状態は白血球の酸化的殺菌能を向上させる。
抗菌作用：クロストリジウム毒素の産生を抑制する。フルオロキノロン系・アムホテリシンB・アミノグリコシド系抗菌薬との相乗効果も報告されている。
増加した酸化剤が細胞伝達物質として機能し、線維芽細胞増殖・治癒促進に寄与する可能性も示唆されている。詳細な機序は「6. 詳細な作用機序」の項を参照。
3. 眼科における適応と有効性
Section titled “3. 眼科における適応と有効性”CRAO（UHMS承認適応）
Section titled “CRAO（UHMS承認適応）”CRAOに対するHBOTの理論的根拠は、虚血網膜への酸素供給強化にある。HBOT中は眼球血管系に可逆的な血管収縮が生じるが、脈絡膜毛細血管板の血漿酸素が上昇することで、内層網膜は脈絡膜側からの酸素供給により十分な酸素化を維持できる。動物実験でも、網膜動脈閉塞があってもHBOT下では網膜が十分に酸素化されることが示されている。無傷の脈絡膜循環はHBOT成功の前提条件である。
CRAOに対するHBOTの臨床エビデンスを以下に示す。
| 研究デザイン | 症例数 | 主な結果 |
|---|---|---|
| レトロスペクティブ（2001年） | HBOT群35名 vs 対照群37名 | HBOT群82%で視力改善、対照群29.7% |
| 臨床試験（2000年） | 症状発現1日後に開始 | 有意差なし |
| コクランレビュー | 複数研究の統合 | エビデンス不確実・RCT必要 |
レトロスペクティブ症例集積においてHBOTはCRAOに軽度の利益をもたらすことが示唆されているが、コクランレビューはエビデンスの不確実性を指摘し、質の高いRCTの実施を求めている1)。Eye stroke protocolとして、救急外来に眼底カメラとOCTを設置し、HBOT開始までの時間を短縮する取り組みも進んでいる1)。
CRAOにおける予後予測因子:
- 症状発現からの時間：数時間以内の開始が最良。網膜虚血から1.5時間で不可逆的損傷が始まるとされる。
- cherry-red spot：経過時間よりも予後予測に有用な可能性がある。
- 黄斑厚の変化・DRIL（断層線維層破綻）：予後評価に使用される。
- 毛様網膜動脈の側副路：存在すれば正の予測因子となる。
Q CRAOに対するHBOTはいつまでに開始すべきですか？
A
症状発現から数時間以内が最良とされている。網膜虚血から1.5時間で不可逆的損傷が始まるとされ、症状発現1日後に開始した臨床試験では有意な有効性が示されなかった1)。cherry-red spotの有無が時間よりも予後予測に有用な可能性がある。
糖尿病網膜症（適応外）
Section titled “糖尿病網膜症（適応外）”高酸素状態がVEGF発現を低下させ、血液網膜関門（BRB）の破綻を改善するとの仮説に基づく。糖尿病黄斑浮腫の症例では、1ヶ月間14回のHBOTにより視力改善（右20/125→20/63、左20/320→20/160）が報告されている。2つの臨床試験では68%が2ライン以上改善し、平均3.5ラインの向上が得られた。プロスペクティブ・コホート研究ではHBOTが黄斑に菲薄化効果をもたらすことも報告されている。
その他の網膜血管疾患（適応外）
Section titled “その他の網膜血管疾患（適応外）”- 毛様網膜動脈閉塞：20回のHBOT（120分、2 ATA）で改善した症例がある。
- 非虚血性CRVO：11日間の2.5 ATA 2時間HBOTで改善した報告がある。
- 黄斑浮腫を伴うRVO：黄斑浮腫と視力の改善が報告されている。
- Purtscher網膜症：視機能と網膜所見の改善が報告されている。
- BRVO（2023年オーストラリア研究）：HBOT群で改善が認められなかったとの報告もある。
視神経症（適応外）
Section titled “視神経症（適応外）”- 放射線視神経症：発症72時間以内での治療開始例では改善が報告される一方、遅延例では改善が得られなかったとの矛盾する報告がある。
- NAION（非動脈炎性前部虚血性視神経症）：Arnoldらの対照試験では有効性が示されなかったが、有望な症例報告も存在する。HBOTはアポトーシス関連遺伝子を下方制御することで神経保護効果を発揮する可能性が示されている2)。
Q 非動脈炎性前部虚血性視神経症にHBOTは有効ですか？
A
対照試験では有効性が示されておらず、現時点では標準治療ではない。しかしHBOTがアポトーシス関連遺伝子を下方制御することで神経保護効果をもたらすとの仮説があり、有望な症例報告も存在する2)。エビデンスは矛盾しており、今後の研究が必要である。
その他の眼科疾患（適応外）
Section titled “その他の眼科疾患（適応外）”- 強膜融解・壊死：ベータ線やMMC（マイトマイシンC）による強膜壊死にHBOTが有望とされ、上強膜血流と強膜厚の増加が報告されている。
- 眼感染症（ムーコル症）：フリーラジカル産生増加による直接的な抗真菌活性を発揮し、アムホテリシンBの効果を増強する。
- 角膜浮腫・前眼部虚血：鎌状赤血球貧血に関連する前眼部虚血への使用が報告されている。
- 緑内障：眼圧変化なく視野改善した報告と、眼圧低下を示した別の報告がある。
- 網膜色素変性症：黄斑浮腫・視力・網膜電図反応の改善が報告されている。
- その他：黄斑円孔手術、中毒性弱視、ぶどう膜炎、傍中心毛細血管拡張症（PAMM）（14回HBOTで視力改善）などへの使用報告がある。
4. 治療プロトコルと実施方法
Section titled “4. 治療プロトコルと実施方法”HBOTの実施にあたり、以下の安全条件が定められている。
- 各セッションにおける純酸素への曝露は20分以内とする。
- 酸素分圧は3 ATA未満に保つ。
UHMSのCRAOプロトコル
Section titled “UHMSのCRAOプロトコル”UHMSはCRAOに対して以下の段階的プロトコルを推奨している。
| ステップ | 内容 |
|---|---|
| ① | 2 ATAまで加圧する |
| ② | 視力改善があれば90分間維持する |
| ③ | 30分以内に改善がなければ2.4 ATAへ上昇（US Navy表第6表） |
| ④ | それでも改善がなければ中止または常圧酸素を継続する |
HBOTは100%酸素を累計9時間超投与することができ、小規模研究においてCRAOへの有効性が示されている1)。
5. 合併症とリスク
Section titled “5. 合併症とリスク”全身性合併症
酸素痙攣：高酸素状態による中枢神経への影響。セッション時間の制限で予防する。
中耳異常：耳管機能不全による中耳気圧外傷。加圧・減圧時に生じる。
肺破裂：急速減圧時の肺過膨張による合併症。
閉所恐怖症：モノプレイスチャンバーで生じやすい。
一時的肺機能障害：長期・高頻度のセッションで起こりうる。
眼科的合併症
高酸素近視：最も頻度が高い。週約0.25Dずつ進行し、患者の60%で1ライン以上の視力変化をきたす。治療終了後3〜6週で回復することが多い。
白内障形成：活性酸素種（ROS）産生による水晶体タンパク質の酸化。長期治療で注意を要する。
眼瞼痙攣：酸素毒性の最も一般的な兆候とされる。
眼圧上昇（眼内ガス注入眼）：絶対禁忌。重度の眼圧上昇を来す。
- 絶対禁忌：未治療の緊張性気胸
- 相対禁忌：圧平衡障害（耳管機能不全など）、心疾患
- 妊娠：安全性が示唆されているが、慎重な判断が必要である
- 眼内ガス注入眼：重度の眼圧上昇を来すため禁忌
- 角膜屈折矯正手術（特にPRK）後：術後早期のHBOTは延期が推奨される
高酸素近視の特徴
Section titled “高酸素近視の特徴”高酸素近視はHBOT実施患者が経験する最も一般的な眼科的合併症である。
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 頻度 | 患者の約60%で1ライン以上の変化 |
| 進行速度 | 週約0.25D |
| 近視化の幅 | 2.5 ATAで0.5〜5.5D（1978年Lyne） |
| 回復期間 | 通常3〜6週（最長6〜12ヶ月） |
| 例外 | 偽水晶体眼では生じない |
| デバイス差 | 口鼻マスク群では近視化が少ない |
2.4 ATAで30セッション後の平均近視化は0.95Dと報告されている。水晶体の構造タンパク質と水分布の変化が機序として考えられている（「6. 詳細な作用機序」の項参照）。
Q 高気圧酸素療法で視力が低下することはありますか？
A
高酸素近視が生じることがあり、患者の約60%で1ライン以上の視力変化をきたす。治療終了後3〜6週で回復することが多い。ただし偽水晶体眼（人工水晶体眼）では近視化は生じない。また長期治療では白内障が形成されることがあり、こちらは不可逆的な変化である。
6. 詳細な作用機序
Section titled “6. 詳細な作用機序”血漿酸素と組織酸素化
Section titled “血漿酸素と組織酸素化”ヘンリーの法則に従い、圧力が高くなるほど血漿への酸素溶解量が増加する。通常条件下では血漿溶解酸素は最小限であり、組織への酸素輸送はほぼヘモグロビンに依存する。しかし、100%酸素を高圧下で吸入すると血漿溶解酸素が著しく増加し、ヘモグロビン非依存的な組織酸素供給が可能になる。
血管収縮と酸素供給の逆説的関係
Section titled “血管収縮と酸素供給の逆説的関係”酸素レベルの上昇はNO（一酸化窒素）産生を減少させ、血管収縮を引き起こす。通常、血管収縮は組織酸素供給の低下を意味するが、HBOT下では血漿溶解酸素が大幅に増加しているため、血管収縮にもかかわらず組織の酸素化は維持・増強される。HBOT終了後は急速な血管拡張が生じる。
網膜における酸素供給メカニズム
Section titled “網膜における酸素供給メカニズム”CRAOでは網膜中心動脈からの内層網膜への酸素供給が遮断される。HBOT下では脈絡膜毛細血管板の血漿酸素が増加し、外層から内層への酸素拡散が促進される。これにより、脈絡膜循環が保たれていれば網膜全層への酸素供給が可能となる。無傷の脈絡膜循環がHBOT成功の前提条件とされる所以である。
高酸素近視のメカニズム
Section titled “高酸素近視のメカニズム”水晶体内の構造タンパク質（クリスタリン）と水分布の変化が近視化の主因と考えられている。高酸素環境によりレンズタンパク質の酸化が進み、水晶体の屈折力が変化する。偽水晶体眼（人工水晶体）では水晶体が存在しないため、この変化は生じない。
神経保護効果
Section titled “神経保護効果”HBOT はアポトーシス関連遺伝子の発現を下方制御することで神経保護効果を発揮する可能性がある2)。この機序が視神経症（非動脈炎性前部虚血性視神経症など）への応用研究の理論的根拠となっている。
7. 最新の研究と今後の展望（研究段階の報告）
Section titled “7. 最新の研究と今後の展望（研究段階の報告）”CRAOに対するエビデンスの強化
Section titled “CRAOに対するエビデンスの強化”現時点でCRAOに対するHBOTのエビデンスはレトロスペクティブ研究・症例集積が中心であり、コクランレビューはその不確実性を指摘してRCTの実施を求めている1)。Eye stroke protocolの普及により、救急外来での眼底カメラ・OCT検査を迅速化し、HBOT開始までの時間を短縮する体制整備が進んでいる1)。
糖尿病網膜症・RVOへの適応拡大
Section titled “糖尿病網膜症・RVOへの適応拡大”糖尿病網膜症や網膜静脈閉塞症（RVO）への有効性を示す小規模研究が蓄積されつつある。特にVEGF発現抑制・BRB保護メカニズムが注目されており、既存の抗VEGF治療との組み合わせ効果についての研究が期待される。
神経保護としての研究
Section titled “神経保護としての研究”HBOTがアポトーシス関連遺伝子を下方制御して神経保護効果を発揮するとのメカニズム研究が進んでいる2)。NA-AION（非動脈炎性前部虚血性視神経症）を中心に、エビデンスの蓄積が期待される。
8. 参考文献
Section titled “8. 参考文献”- American Academy of Ophthalmology Preferred Practice Pattern Retina/Vitreous Committee. Retinal and Ophthalmic Artery Occlusions Preferred Practice Pattern. Ophthalmology. 2024.
- Salvetat ML, Pellegrini F, Spadea L, et al. Non-Arteritic Anterior Ischemic Optic Neuropathy (NA-AION): A Comprehensive Overview. Vision. 2023;7:72.