症 例 報 告呼吸療法

Jpn J Respir Care 2024 ; 41 : 126-130
May 30, 2024

通常の人工呼吸器では換気困難のⅡ型呼吸不全に対して高頻度振動換気（HFOV）を使用した1例
菅沼拓也1）†・橋場英二2）・加藤尚嵩3）・後藤武 3）・廣田和美4）

HFOV，高頻度振動換気，Ⅱ型呼吸不全

要 旨

40歳代女性、慢性移植片対宿主病（graft-versus-host disease：GVHD）による胸膜肺実質線維弾性症（pleuroparenchymal fibroelastosis：PPFE）、慢性気胸が増悪しⅡ型呼吸不全となったが通常の人工呼吸器では換気困難であった。救命目的に高頻度振動換気（high frequency oscillatory ventilation：HFOV）を導入し、PaCO2は劇的に低下した。その後3週間にわたりHFOVでの管理を行い、離脱はできず永眠されたが、HFOVの換気能力の高いこと、大きな合併症を回避しつつ長期的管理が可能であることが示された。通常の人工呼吸器での換気戦略の限界と判断されるような呼吸性アシドーシスに対して、HFOVの導入は改めて有効な選択肢の1つになり得ると考えられた。

既往歴：X-4年に急性リンパ性白血病の診断。X-3年に骨Ⅰ はじめに髄移植を受けたが、急性移植片対宿主病（graft-versus-

日本呼吸療法学会の高頻度振動換気（high frequency

host disease：GVHD）を発症した。X-2年には慢性GVHD

oscillatory ventilation：HFOV）に関するプロトコルでによるPPFE、慢性気胸の状態となり、在宅酸素療法をはその適応として急性呼吸促迫症候群（acute respira-開始した。X-1年には肺移植に登録。X年Y-1月、新型コ

tory distress syndrome：ARDS）における重症の酸素ロナウイルス感染症（COVID-19）に罹患したが無症状化障害に加えて、pH＜7.25の換気不全、および非ARDSであった。

における肺出血に対する止血目的が挙げられている 1）。

現病歴：X年Y月Z日、呼吸困難感を主訴に2次医療機関

今回、胸膜肺実質線維弾性症（pleuroparenchymal fi-である前医に救急搬送された。

broelastosis：PPFE）、慢性気胸を背景とする、通常のICU入室までの経緯：SpO2 50％台の低酸素血症を認め、人工呼吸器では換気困難であった患者に対してHFOVを

X線写真・CT検査（図1）では両側気胸の診断となった。

使用し、有効な換気が可能であった症例を経験したので胸腔ドレナージと気管挿管が行われ、人工呼吸管理とな報告する。

った。SERVO-U（フクダ電子、日本）によるconventional mechanical ventilation（CMV）（設定：駆動圧

Ⅱ 症例

20cmH2O、PEEP 10cmH2O、呼吸回数20回/分、平均気患者：40歳代女性。身長162cm、体重43kg。

道内圧16～20cmH2O）では酸素化は保たれるものの、一回換気量120mL、PaCO2＞200mmHgと高炭酸ガス血症が改善せず、一時心停止となったがすぐに蘇生された。

1） むつ総合病院 麻酔科（現所属 弘前大学医学部附属病院麻酔科・集中治療科）
2） 弘前大学医学部附属病院 麻酔科・集中治療科
3） 同 臨床工学部
4） 弘前大学大学院医学研究科 麻酔科学講座†責任著者［受付日：2023 年 11 月 6 日 採択日：2024 年 3 月 12 日］

体外式膜型人工肺（extracorporeal membrane oxygenation：ECMO）の導入が考慮され、高次医療機関である当院へ転院搬送となった。当院救急部到着後、関係各科（呼吸器内科、呼吸器外科、心臓血管外科、救急科、麻126

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Suganuma T, et al酔科）で協議したが、ECMOは肺障害に可逆性がないため適応外という結論になった。
そのため、低一回換気量で換気可能とされるHFOV（3100B、CareFusion、米国）を救命目的に導入した。設定条件はFIO2 0.6、平均気道内圧（mean airway pressure：MAP）18cmH2O、回路内圧振幅（Amplitude）50
cmH2 O、Frequency 6Hz、回路内定常流（Bias flow）
50L/分で開始し、30分後にはPaCO2は240mmHgから137mmHgまで低下した。HFOVは効果的と判断し、ICUで継続しながら肺移植などの可能性を模索する方針となった。
ICU入室時現症：BP 140/80mmHg（ノルアドレナリン0.4μg/kg/分）、HR 90/分、SpO2 100％、体温35.3℃、呼吸数はHFOVに依存し判定不能。ミダゾラム5mg/時、Xp

フェンタニル0.6mg/日が持続静注、ロクロニウム20mgが単回投与されており、GCSはE1VTM4。ID 7.0mm気管チューブ挿管中、両側胸腔ドレーン挿入中。
動脈血ガス分析（ICU入室時）：pH 7.117、PaCO2 137.0mmHg、PaO2 460mmHg、HCO－3 42.3mmol/L、BE 10.5mmol/L、Na ＋ 140mmol/L、K ＋ 4.5mmol/L、Cl － 97.0mmol/L、Ca 2＋ 5.19mg/dL、Glu 117mg/dL、Lac 0.9mmol/L
血液検査：WBC 7,690/μL、Hb 8.5g/dL、Ht 28.6％、Plt

CT1

14.4万/μL、TP 5.7g/dL、Alb 2.6g/dL、BUN 16mg/dL、
Cr 0.63mg/dL、AST 38U/L、ALT 19U/L、CRP 1.96mg/dL、PT-INR 0.93、APTT 66.8秒、β-Dグルカン＜6.0pg/mL、プロカルシトニン0.10ng/mL。
血液培養：陰性（第一病日）
喀痰培養：肺炎桿菌、カンジダ・アルビカンス（第5、6、8、13病日に検出）
入室後経過：プロポフォール、デクスメデトミジン、フェンタニルによる鎮静を行いながらHFOV（設定：FIO2 0.4、MAP 18cmH2O、Amplitude 50cmH2O、Frequency 6Hz、Bias flow 50L/分）を継続した。ICU入室直後は自発呼吸とHFOVの非同調による肺障害の悪化が懸念されたためロクロニウム持続投与を開始した。翌日にはPaCO2 65mmHgまで低下した。血圧は上昇し、ノルアドレナリン

CT2は0.2μg/kg/分まで減量できた。ロクロニウムは第2病日

図1 第一病日の胸部X線写真・胸部CT検査（水平断、冠状断）にいったん中止したが非同調は認めず、その後は使用しなかった。
第3病日に関係各科によって肺移植が検討されたがfrailityが強く、長期予後が見込めないことから適応外と判断された。原疾患であるPPFEに対してステロイドの127

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通常の人工呼吸器では換気困難のⅡ型呼吸不全に対して高頻度振動換気（HFOV）を使用した1例

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Suganuma T, et al投与は行わず、喀痰培養で検出された微生物に対する抗レナリン0.25μg/kg/分に増量を行った。酸素化、循環動菌薬投与や体位変換（左右側臥位）による体位ドレナー

態は徐々に悪化していたが、PaCO2は著変がなかった。家ジを行いつつ換気を維持した。第3、6、7病日にHFOV族、主治医とも協議を重ね、現状のCMVへの耐用能を把からCMVへの離脱テストを行った。従圧式で最高気道握するため第18病日に離脱テストを行った。30分程度で内圧30cmH2O（駆動圧25cmH2O、PEEP 5cmH2O）としPaCO2＞150mmHg、pH＜7.1となり、循環動態の悪化にても一回換気量は120mL程度しか確保できなかった。30より中止としている。第19病日から徐々に循環動態が不回/分で換気を行ってもPaCO2は30分で75mmHgから100安定となり、家族にこれ以上の治療継続は困難であるこ

mmHgまで上昇し、pHは7.20まで低下した。体動、頻脈、とを説明し納得された。第22病日に家族の同意のもと、苦悶様表情を認め離脱テストは中止した。患者に長時間ICUでCMVに移行した。その16時間後に永眠された（図苦痛を与えることは倫理的に好ましくなく、高駆動圧で2）。

換気を続けることは肺障害増悪につながると考え、アルⅢ 考察

カリ製剤の持続投与でpHを維持しつつCMVの時間を延ばす管理は行わなかった。3回の離脱テストはいずれも我々は、慢性GVHDによるPPFEのため肺コンプライ同様の結果に終わりHFOVからの長期間の離脱は困難でアンスが著明に低下し、通常人工呼吸では換気困難でああることが明らかとなった。この時点で今後の方針を主った症例に対して、HFOVを用いることで有効な換気が治医、家族と協議した。ICUで緩和医療を行いつつ、高可能となった症例を経験した。PPFEはびまん性肺胞障

炭酸ガス血症に適応し、HFOVから数日間の離脱が可能

害に伴う線維形成、溶解の恒常性の破綻、閉塞性細気管となった時点で一般病棟に転棟、緩和医療を継続するこ支炎による末梢気管支の閉塞が引き起こした気胸の治癒とを目標に設定した。

過程と考えられている 2, 3）。一方、HFOVは、新鮮ガスに前述した設定でHFOVを継続している間はPa CO2 70

対してピストンポンプやダイアフラムで高頻度振動流をmmHg台で安定し、第9病日からはBE＞10mmol/L、pH作り出し、その振動流を肺内に伝えることで換気する方＞7.30で経過するようになった。しかし、第13病日から法である。ピストンやダイアフラムの動きは、吸気と呼酸素化が悪化しFIO2 0.5に変更、第14病日からはノルアド

気の両方向性であるため、HFOVでは、吸気も呼気も能Rb
DEX 0.4 ～ 0.6mg/kg/h
Morphine 25 ～ 40mg/dayFent 0.5mg/day

MDZ 0.15mg/kg/h

MDZ 0.15mg/kg/h

Prop 2mg/kg/h

Prop 2 ～ 3mg/kg/h

1810016901412801070866045040

21mmHg（病日）

234567

離脱テスト 30分/日
FIO2 0.4
NA 0.2（μg/kg/min）

0.03 0.15

0.180.25

8910111213PaCO2

BE0.450.2
0.15 0.20.5

図2 入室後経過14151617181920

離脱テスト 30分/日

0.25

21220 mmol/L

CMVへ移行
16h後に永眠

0.3

ICU入室後のPaCO 2、BE、FI O 2、ノルアドレナリンの推移と使用した鎮静薬、鎮痛薬、筋弛緩薬を示した。
Rb：ロクロニウム、DEX：デクスメデトミジン、Fent：フェンタニル、MDZ：ミダゾラム、Prop：プロポフォール、NA：ノルアドレナリン

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動的である 4）。HFOVの一回換気量は、解剖学的死腔とは換気不足をきたすことになり、最大換気能力は10Hzは同等かそれ以下（2～3mL/kg）と小さい。それでもガス5Hzの42％となるとされている。機種によって“ max f ”は交換が可能な原理は対流、Taylor分散、pendelluft現象異なるが、3100Bでは初期設定として5Hzを推奨しているなどの複合的効果によるものとされている 。末梢気道

文献もある 11）。ただし、肺保護の観点では、高い振動数、の閉塞が強く、CMVでは肺胞で有効なガス交換が困難で低いSVでの管理が好ましいとされ 12）、本症例でも目標のあった本症例でもそれらの原理が有効に作用し、PaCO2PaCO2を達成した後はSVを少なくする（Amplitude↓、の低下に寄与したと推察される。

Frequency↑）設定を模索すべきであった。

5）

HFOVの有用性は新生児領域では多数報告されている

残念ながら本症例では肺移植は適応外となったためが、 成 人 A R D S を 対 象 と し た 2 つ の R C T（O S C A R、

HFOVの役割は終末期医療への準備期間を創出すること

OSCILLATE）では、HFOVには従来の低一回換気量にに留まったが、肺移植が行われることになればそのブリよる肺保護換気戦略を上回る生命予後改善効果は確認さッジとして大きな役割を果たしたと考えられた。わが国れなかった。近年は成人ARDS患者に対して使用されでは小児例ではあるが、ECMO適応外とされた間質性肺る機会は減っているが、我々はその特徴的な換気能力に炎患児に24日間HFOVを継続し、肺移植につなげた報告

着目し、ECMO適応外となったⅡ型呼吸不全患者の救命がある 13）。肺移植へのブリッジにECMOを使用した報告目的に使用した。結果的に大きな合併症を回避しつつ22はわが国でも複数あるが 14, 15）、抗凝固薬使用による出血日間の長期的管理が可能であり、改めてその換気能力の性合併症が30～50％に発生するとされており 16, 17）、長期高さと特殊性が本症例に示されていたと思われた。しか的管理には注意を要する。一方、HFOVの合併症としてし、成人Ⅱ型呼吸不全患者にHFOVを用いて比較的長期は通常の換気様式と同様に、気胸、気道損傷、循環抑制、に呼吸管理を行った報告は限られておりエビデンスは確

臓器灌流障害、頭蓋内圧亢進などがある 18）。本症例では立されていない。わが国ではⅡ型呼吸不全患者に対して換気維持を優先して管理を行ったため肺保護的換気を追最長25日間の使用報告があるのみである 。

求しきれなかった。そのため気胸増悪による酸素化、循6, 7）

8）

HFOV中は呼気CO2モニターが使用できず、換気設定環動態の悪化が徐々に進行した可能性がある。本症例のの確認のために血液ガス分析を頻回に行う必要があり、ような重症Ⅱ型呼吸不全患者をHFOVで長期間管理した

本症例では経皮的CO2モニター（センテックデジタルモニ

報告は少なく、長期的管理においてHFOVの肺保護戦略

タリングシステム、Sentec、日本）を使用した。経皮的が有利に働くか否かはいまだ不明である。今後の症例のCO2モニターは、高頻度振動換気中の小児患者において、蓄積に期待したい。

臨床的に許容できるPaCO2推定値を提供するという報告 9）

Ⅳ 結語があるが、本症例においても血液ガス分析との測定誤差は5mmHg以下と非常に有用であった。経皮的モニター、通常の人工呼吸器では換気困難であった慢性GVHDに血液ガス分析を参考にPaCO2＜80mmHg、pH＞7.20を目よるPPFE患者の管理にHFOVは有用であった。通常の標に管理を行ったが、HFOV開始時の設定（MAP 18

人工呼吸器での換気戦略の限界と判断されるような呼吸cmH2O、Amplitude 50cmH2O、Frequency 6Hz、Bias性アシドーシスに対して、HFOVの導入は改めて有効なflow 50L/分）でおおむね達成できていたため設定を変選択肢の1つになり得ると考えられた。
なお、本症例報告の学術雑誌への掲載については、患更することはなかった。
「成人症例のための高頻度振動者家族より文書で同意を得ている。

換気療法（HFOV）プロトコル」 においては成人ARDS
1）

症例に対する初期設定として「f（振動数）10Hzで開始

COIに関し、廣田和美は文部科学省科学研究費基盤研究B、文部科学省科学研究費挑戦的研究（萌芽）の研究助成金、社会医療法人函館博栄会函館渡辺病院（2020～2023）、医療法人芙蓉会（2020～2022）、弘前記念病院（2020～2023）、一般財団法人双仁会（2020～2023）、八戸市立市民病院（2021～2023）、十和田市立中央病院（2022～2023）、近江整形外科（2023）からの奨学寄附金、八戸市立市民病院（2021～2023）、十和田市立中央病院（2022～2023）寄付講座からの寄付金収入がある。その他の全ての著者には規定されたCOIはない。

する」との記載があるが、本症例は高炭酸ガス血症の改善を最優先としてFrequencyを6Hzで開始した。HFOVの換気はSV（ストロークボリューム）2×f（振動数）にほぼ比例するとされている 10）。そして、振動数を増すとダイアフラムの振幅が小さくなりSVは減少する。したがって、一定の換気を得るうえで振動数に上限（“max f ”とする）が生じる。そのため“ max f ”を超える振動数で129

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