目標制御注入（TCI）とは？

麻酔科専門医および学生のための学習ガイド

目標制御注入（Target-Controlled Infusion、TCI）は、薬物動態モデルを用いて、患者体内の薬物濃度を目標値に到達・維持するために必要な注入速度を自動計算する静脈内薬物投与法です。

従来の方法では、麻酔科医がmL/hで注入速度を手動設定し、薬物が治療濃度に達するタイミングを推測する必要がありました。TCIでは、目標濃度を設定するだけで、TCIポンプが注入速度を1秒ごとにリアルタイムで自動調整します。

3コンパートメントモデル

TCIシステムは、コンパートメント薬物動態学に基づいて構築されています。最も一般的なアプローチは3コンパートメントマミラリーモデルで、人体を以下の3つに分けます。

各コンパートメントには、コンパートメント間の薬物移動速度と消失速度を記述する速度定数（k値）があります。これらの定数は、患者群の血中薬物濃度を経時的に測定した集団研究から得られたものです。

TCIポンプには2つのターゲティングモードがあります。

血液（中心コンパートメント）中の特定の薬物濃度を目標とします。予測が容易で安定していますが、脳内濃度は血漿中濃度に遅れて変化するため、ディスプレイに表示される値と臨床効果の間にタイムラグが生じます。

効果部位（麻酔薬の場合は脳）における特定の薬物濃度を目標とします。目標Ceに素早く到達するため、ポンプは一時的に血漿中濃度を高めに設定し、血液脳関門を越える薬物移行を促進します。その結果、臨床効果の発現が速くなりますが、短時間の血漿中濃度上昇が生じます。

効果部位ターゲティングでは、血漿と効果部位間の平衡を記述する追加の速度定数ke0を使用します。モデルによってke0値は異なるため、同じCe目標でもモデルの選択によって臨床結果が異なる場合があります。

TCIアルゴリズムは、コンパートメント間の薬物移動を記述する微分方程式を解くことで動作します。計算サイクル（通常は数秒ごと）のたびに、ポンプは以下の処理を行います。

TCIが「モデル駆動型」注入と呼ばれるのはこのためです。ポンプは患者の薬物動態シミュレーションを継続的に実行し、それに応じてハードウェアの出力を調整しています。

TCIは手動の注入速度制御と比較して、以下のような利点があります。

TCIで最も広く使用されているPKモデルには以下のものがあります。

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TCIモデルは集団ベースの推定値です。研究対象集団における「平均的な」患者の薬物動態を予測するものであり、個々の患者は臓器機能、遺伝的変異、併用薬、疾患状態などの要因により大きく異なる場合があります。

TCIは臨床判断を補助するツールであり、臨床判断に代わるものではありません。麻酔科医は常に患者の臨床反応を観察し、必要に応じて目標値を調整する必要があります。

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