人工呼吸

特Jpn J Respir Care 2015；32：185-9

集呼吸管理における最近のモニタリング

陽圧換気による循環モニタリングへの影響とその応用：
PPV、SVV および PVI などの動的モニタリングを中心に
公文啓二
キーワード：陽圧換気，循環モニタリング，PPV，SVV，PVI，輸液反応性

Ⅰ．は じ め になど循環に対して様々な影響を及ぼす。すなわち、吸気時の胸腔内陽圧は肺血管抵抗を増し静脈還流は減少

陽圧換気による循環への影響は、主に胸腔内圧の変するが、胸腔内圧の上昇によって肺血管床から左房へ動によるものである。循環モニタリングの手法としての血流は増加する（左室前負荷の増加）とともに、左は、従来から用いられている中心静脈圧（CVP）、動室 transmural pressure の低下による左室後負荷軽減

脈圧（AP）、肺動脈圧（PAP）、肺動脈楔入圧（PAOP）、効果によって一回拍出量（stroke volume：SV）は増加、上（下）大静脈径などの静的モニタリングと、陽圧換血圧の上昇が起きる。呼気時には SV の減少および収気に伴う胸腔内圧の周期的変動を反映する動的モニタ縮期圧の低下が生じる（図 1）1 ～ 4）。これらの陽圧換リングがある。本稿では陽圧換気による循環モニタリ

気の血行動態への影響は、心・循環系あるいは肺の状ングへの影響と応用について、動的モニタリングを中態や病変によって異なってくる。

心に概説する。

Ⅱ．陽圧換気による循環への影響
1．静的モニタリング

3．低酸素性肺血管攣縮の解除
単に陽圧が加わるのみであれば肺胞血管を圧迫し肺血管抵抗は増加するが、低酸素状態の患者に呼気終末陽圧換気による静的モニタリングへの影響は、通常陽圧（positive end-expiratory pressure：PEEP）や陽肺胞圧の上昇に伴い PAOP、PAP は上昇し、胸腔内圧換気を開始した直後に、低酸素性肺血管攣縮（hy-圧の上昇によって CVP は上昇するが、静脈還流量のpoxic pulmonary vasoconstriction：HPV）が解除され減少によって血圧は低下すると考えられる。圧受容体

れば肺血管抵抗は低下し、右室後負荷の軽減・左室前の反応によって末梢血管抵抗が増し、血圧は低下しな負荷の増加に伴い SV が増加する 5, 6）。図 2 にはそのい場合もある。

ような事象と推定された自験例を示した。

Ⅲ．動的モニタリングについて

2．胸腔内圧周期変動
陽圧換気に伴う胸腔内圧の周期的変動は、静脈還流・動的モニタリングとは、陽圧換気に伴う循環変動を肺血管抵抗・肺血管床から左房への血液移動・左室モニタリングする手法である。観血的動脈圧モニタリ

transmural pressure の変動に伴う左室後負荷の変動

ングによる陽圧換気サイクルに伴う動脈圧の変化や、近畿大学医学部奈良病院救命救急科、救命救急センター

パルスオキシメータの振幅の呼吸性変動をモニタリングする方法がある（表 1）7 ～ 9）。

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Kumon K

25722070

Airway Pressure

66106456205SV6815600Arterial Pressure

10PEEP864
201000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
Expiration
Controlled Ventilation

図11214 41 40
14 41 20
14 41 00
14 40 40
14 40 20
14 40 00
14 39 40
14 39 20
14 39 00
14 38 40
14 38 20
14 38 00
14 37 40
14 37 20
14 37 00

70656055
50454035302558

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000

Inspiration
Controlled Ventilation

図2

陽圧換気に伴う動脈圧の変動（Edwards Lifesciences 社ホームページより4））吸気で上昇し呼気で低下する

1．脈圧変動（pulse pressure variation：PPV）
PPV は動脈ラインから得られた脈圧（pulse pressure：PP）の呼吸性変動でPPV（%）＝［（PPmax － PPmin）/PPmean］
×100の値をモニタリングしているものである（図 3 下）。
2．一回拍出量変動（stroke volume variation：SVV）
SVV は FloTrac（Edwards Lifescience 社製）のTM

動脈圧波形情報から求められた SV の 20 秒間の呼吸性変動を下記の式で算出しモニタリングしているものである（図 3 上）。

PEEP を上げた後に増加した SV

PEEP を上げた時点で SV が増加している。これはPEEP を上げることによって低酸素性肺血管攣縮が解除され肺血管抵抗は低下し左室前負荷が増大しSV が増加したと推定される（自験例）

表1

陽圧換気下の主な動的モニタリング

脈圧変動（pulse pressure variation：PPV）
一回拍出量変動（stroke volume variation：SVV）
脈波変動指標（pleth variability index：PVI）

PI‌ （%）＝［（拍動性信号 AC）（/ 無拍動性信号 DC）］
×100
灌流指標の呼吸性変動が数値化されたものである。

Ⅳ．動的モニタリングの応用

SVV
（％）
＝
［（SVmax－SVmin）/SVmean］
×100

陽圧換気下の動的循環モニタリングの応用として最測定精度に関しては調節呼吸であること、呼吸数はも注目されていることは、輸液への反応性の予測指標

一定、一回換気量は 8 ～ 12mL/kg、換気回数は 8 ～になるという点である。陽圧呼吸の呼吸周期に伴う12 回、PEEP は 10cmH2O 以下であることなどが前提

SVV、PPV あるいは PVI の値が大きい、すなわち一条件とされている。

回拍出量や脈圧の変動が大きい状態では輸液反応性が良いと考えられる。一方、その変動が少ない状態、す3．‌パルスオキシメータの脈波変動指標（pleth vari-なわち SVV、PPV あるいは PVI の値が小さい場合にability index：PVI）（図 4）は輸液による血行動態の改善は期待できない状態と考PVI はパルスオキシメータの振幅の呼吸性変動を示えられる（図 5）。

すもので、PVI（%）＝［（PImax－PImin）/PImax］
×100

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輸 液 反 応 性 に 関 し て、 各 種 病 態 に 関 す る 報告や
systemic review が数多く報告されており、そのカッ人工呼吸

Jpn J Respir Care Vol.32 No.2

SVV Stroke Volume Variation
SVmaxSVmin

PPV Pulse Pressure Variation

PPmeanPPmax

図3PPmin10）
Stroke Volume Variation（SVV）と Pulse Pressure Variation（PPV）

Normal ventricle②

Stroke volumePIMAXΔSVΔPPIMIN①

ΔSVΔP③

Failing ventricle

Preload

PVI ＝図4−PIMAX

PIMin

PIMAX

図5× 100

パルスオキシメータの脈波変動指標（pleth variability index：PVI）

Perfusion Index（PI）is the ratio of nonpulsatile to pulsatileblood flow through the peripheral capillary bed. PVI is an
automatic measure of the dynamic change in PI that occurs
during the respiratory cycle.The greater the PVI, the more
likely the patient will respond to fluid administration.
http://www.masimo.co.jp/pvi/clinical_evidence.htm

Frank-Starling 曲線（文献３）より引用）①カーブの急峻な部分に位置すれば前負荷の増加に対するΔSV（SVV）は大であり容量負荷に対する反応性は良好であるが、②あるいは③のカーブの緩やかな部分では前負荷の増加に対するΔSV（SVV）は小さく、容量負荷をしても SV の増加は期待できない。

SVV では優れており PPV の閾値を 12.5% とすると、感度 89%、特異度 88%、オッズ比 59.86 であり、SVV の閾値を 11.6% とすると、感度 82%、特異度 86%、オッズ比 27.34 で輸液への反応性を予測できる、などのトオフ値に関して議論がなされている 11 ～ 17）。

報告がなされている。

呼吸状態の安定している患者で SVV のカットオフ

Cannesson ら 16）による、膠質液 500mL を 10 ～ 20 分

値を 13% とすると、それ以上の場合には輸液を行うメで投与した容量負荷後に 15％以上 CO が増加した場

リットがあること

や、PPV のカットオフを 13% に合を responder と定義したグレーゾーンアプローチ

すると輸液への反応性の有無は陽性適中率 94%、陰性を用いた PPV の輸液反応性に関する多施設共同研究適中率 96% であったという review 、あるいは Marikの報告では、輸液反応性を予測する PPV の receiverら

operating characteristic（ROC）曲線下面積は 0.89 で12, 13）14）15）の systemic review では輸液後反応性は PPV や

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CVP（0.57）よりも有意に大きく、輸液反応性を予測の有用性が実証されているが、換気条件や病態に影響するうえで PPV が CVP より優れていることが明確されることにも留意して活用すべきである。に示された。一方、PPV が 9 ～ 13％の間（グレーゾ

本稿の著者には規定された COI はない。

ーン）では輸液反応性の予測精度が落ち、25% の患者がそれに相当したとの結果で、容量負荷に反応した

参考文献

ものは PPV がグレーゾーン下限以下の場合は 11% で1） Luce JM：The cardiovascular effects of mechanical

反応者の CO の増加量（中央値）は 19%、グレーゾー

ventilation and positive end-expiratory pressure. JAMA.

ンで反応したものは 50% で CO の増加量は 24%、グレーゾーン上限以上では 91% が反応し CO の増加量は 30% であったと報告している。
Michard ら 17）は、PPV は単に輸液反応性の指標に留まらず、急性呼吸不全患者における PEEP やリク
ルートメント手法に伴う血行動態の不安定性を予測する指標として、肺水腫患者に対して過度の輸液の制限あるいは枯渇を予防する点や、透析治療を行っている重症患者において過剰な限外濾過を予防することなどに有用であり、また手術室において PPV に基づく
goal-directed 輸液治療は高リスク手術患者の予後を改善する可能性があるとしている。
動的モニタリングは、肺保護戦略の低換気量の状態
では輸液反応性の指標として制限があるとされていたが、Freitas ら 18）は、重篤な septic shock の状態にあり、一回換気量 6mL/kg で機械換気を受けている 40

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人の患者を対象とした研究で、PPV の ROC 曲線下面

9） Cannesson M, Attof Y, Rosamel P, et al：Respiratory

積は 0.91 とかかる低換気量状態でも PPV は優れておVariations in pulse oximetry plethysmographic waveform

り最良のカットオフ値は 6.5% であったと報告している。
Suehiro ら 19） は気道圧開放換気（airway pressure

amplitude to predict fluid responsiveness in the operatingroom. Anesthesiology. 2007；106：1105-11.
10） Pulsion Medical Systems：Volume responsiveness－Stroke

release ventilation：APRV）下の 80 人を対象としたVolume Variation（SVV）, Pulse Pressure Variation（PPV）

容量負荷に関する検討で、SVV の ROC 曲線下面積は

http://www.pulsion.com/international-english/critical-care/0.793 で、反応者と非反応者のカットオフ値は 14% で感度 78.9%、特異度 64.3% で輸液反応性の指標として許容できるものであることを報告している。
また、肺高血圧の存在した状態ではこれらの動的モニタリングの変動は乏しいことが示されているが 20, 21）、この変動が乏しいことは逆に肺高血圧症や右心不全を疑い、さらなる精査を進める診断補助として応用できるのではないかという提言 22）もある。

Ⅴ．お わ り に
陽圧呼吸による循環モニタリングへの影響とその応用について、動的モニタリングを中心に概説した。これらのモニタリングは輸液反応性の予測指標としてそ188

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parameter/svv-ppv/11） Reuter DA, Kirchner A, Felbinger TW, et al：Usefulnessof left ventricular stroke volume variation to assess fluid
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Jpn J Respir Care Vol.32 No.2

15） Marik PE, Cavallazi R, Vasu T, et al：Dynamic changes

19） Suehiro K, Rinka H, Ishikawa J, et al：Stroke volume

in arterial waveform derived variables and fluid respon-variation as a predictor of fluid responsiveness in patientssiveness in mechanical ventilated patients：a systemic

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16） Cannesson M, Manach YL, Hofer CK, et al：Assessing20） Daudel F, Tűller D, Krähenbűhl S, et al：Pulse pressure

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the prediction of fluid responsiveness：a “gray zone”

pulmonary artery pressure：an experimental study. Crit

approach. Anesthesiology. 2011；115：231-41.

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17） Michard F, Lopes MR, Aulor JO Jr：Pulse pressure21） Wyler von Ballmoons M, Takala J, Roeck M, et al：Pulse-variation：beyond the fluid management of patients withpressure variation and hemodynamic response in patientsshock. Crit Care. 2007；11：131.

with elevated pulmonary artery pressure：a clinical18） Freitas FG, Bafi AT, Nascente AP, et al：Predictivestudy. Critical Care. 2010；14：R111.

value of pulse pressure variation for fluid responsiveness22） Michard F, Richards G, Biais M, et al：Using pulse

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strategies. Br J Anaesth. 2013；110：402-8.

right ventricular failure? Crit Care. 2010；14：451.

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