人工呼吸

第 29 巻第2号

193 〜 197 頁（2012 年）

特集

成人型高頻度振動換気法の適応・方法・効果

HFOV の設定変更と併用療法、離脱方法
関口幸男
キーワード：HFOV の基本戦略，安全な肺胞開存，設定変更，weaning，離脱，併用療法

はじめにHFOV の知見は、“ 何が目標 ” なのかを考えながら設定することにつながり、CMV にも活かすことができる。

人工呼吸管理では、初期設定により酸素化改善が得られた後に設定変更が行われる。この設定変更はその1．プロトコルから見た設定変更

時々の状態に合わせた調節の他に、生命維持装置からHFOVの代表的な機種としては、Metran R-100（Met­­ran,自力の生命維持に移行する離脱（weaning）が含まれJapan）と Sensormedics 3100B（Sensormedics, USA）る。生命維持装置は “ 装着した時点が離脱の開始であがある。これまでは 3100B の設定に関する報告がほとる ” と言われるが、高頻度振動換気法（high frequencyんどであったが、R-100 に関しての最初の報告が丹羽

oscillatory ventilation：HFOV）などを必要とするよら 1）によりなされた。2012 年中に結果が示される予定

うな極限の病態では、設定変更を焦ることにより振りの OSCAR trial では R-100 が使用機種となっており、出しに戻ってしまう可能性がある。選択した治療法がR-100 による管理の最初のプロトコル 2）となっている。

“ 何を狙っているのか ” を明確にし、揺るがない戦略を

3100B に関しては、Derdak による初期のプロトコル 3）もって治療にあたらなければならない。HFOV の基本の後、2007 年に掲載された Roundtable discussion と戦略は、できる限りの “ 安全な肺胞開存 ” を得ることして知られているプロトコル 4）が示されている。日本である。酸素化は、この “ 安全な肺胞開存 ” により得においては各施設の経験的なプロトコルにより運営さられる結果の一つであり、肺胞開存の指標でなければれ、細かい点の標準化に至っていないのが現状である。

ならない。

表 1 および表 2 に、各プロトコルにおける設定変更のⅠ．設定変更
HFOV では酸素化と CO2 排泄のパラメーターが独立していることが特徴である。通常人工換気（conven­詳細を抜粋した。丹羽らの報告 1）に見える HFOV の設定調節は、日本で行われている HFOV 運用の代表と考えられ、併記した信州大学のプロトコル 5）と比較して頂きたい。

tional mechanical ventilation：CMV）における平均気道内圧（mPaw）は、終末呼気陽圧（positive end-expira­2．各プロトコルの特徴

tory pressure：PEEP）、Tidal Volume（TV）もしく

OSCAR trial 2）では、これまで日本で行われてきたは Peak Airway Pressure（PAP）により変動するため、管理法に近いプロトコルが用いられている。このプロ酸素化と CO2 排泄は連関していると混同しがちである。

トコルでは、気道チューブの径や長さを重要視しておJA 長野厚生連篠ノ井総合病院 救急科・救命センターり、換気効率に注意が払われている。2007 年に発表された Fessler らのプロトコル 4）では肺胞リクルートメ（193）13

2012 年 11 月 30 日ントを基本にした管理法が示されている。このプロトとしていることが特徴である。いずれのプロトコルでコルでは肺胞開存を得るために、最初に肺胞を拡げても、HFOV 開始時には FIO2 1.0 での管理を前提としなしまおうとする Recruitment maneuver（RM）を前提がら、酸素化が得られても充分な肺胞の開存が得られ

表1
出典

R-100 に関するプロトコルからの抜粋

OSCAR trial. Abbreviated Manual
Version6, 2008 2）

公立陶生病院設定変更 1）

信州大学医学部高度救命救急センター
院内使用手順 5）

使用機種

R-100（Vision α）

R-100

R-100

酸素化目標PaO2 ＞60mmHg

Spo2：88 〜 95％

Spo2：88 〜 92％

酸素化不良時 mPaw を 5 cmH2O ずつ増加、mPaw≧
50 なら 8 時間は設定を維持（slow recruit­ment）し、その後に漸減を開始する。

mPaw を 4 程度ずつ増加。
mPaw＞30 となる場合には、一酸化窒
素吸入療法の併用を考慮。

酸素化改善後 15 〜 30 分後の PaO2 ＞60 なら FIO2 の漸 目標に達したら 15 〜 30 分毎に FIO2 0.05 FIO2 を 0.6 まで低下。
ずつ低下し 0.6 まで漸減。
FIO2 ＜0.6 で管理可能なら、mPaw を 6（weaning） 減を開始。
FIO2 を 0.05 ずつ低下。
その後に mPaw を 6 〜 12 時間毎に 2 ず 時間以上かけて 2 cmH2O ずつ、18 〜 22
FIO2 ＞0.6 ならば PaO2 ＞75 となるまで つ、18 〜 22cmH2O まで低下。
cmH2O まで低下。
mPaw の調整と slow recruitment の維持に戻る。
PaO2＞60 かつ FIO2＜0.4 となったら mPawを 2 ずつ漸減する。3 〜 6 時間後（毎）の血液ガスを評価し、mPaw＜24 まで行う。
炭酸ガス排泄 pH＞7.4 なら frequency の増加 and/or PaCO2 40 〜 70 かつ pH＞7.2 は放置
上記を満たせない場合には SV とSV の低下を検討する。
pH＜7.25 なら SV を 10mL ずつ増加。 frequency を調節。
SV が最大値となっても pH＜7.25 ならfrequecy を 1 Hz ずつ漸減する。
PaCO2 ＞30mmHg 以上増加する場合には SV を最大値まで引き上げる。
f＝5 でも管理できない場合には CO2 産生をコントロールする追加治療 / アルカリ化他を検討する。

15 分以内に血液ガスを測定。
安定するまで 30 〜 60 分毎に再検。
PaCO2 ＞80mmHg の場合には、SV を増加。
SV が上限となっても PaCO2 が低下しない場合、f を 2 Hz ずつ下げ、SV を増加（f×SV≒1,600）。
（低PaCO2 ＞100 となる場合には循環不全血圧、徐脈）が高率に発生。
CMV モードもしくは用手換気に戻し、HFOV の設定を変更して、再施行を行う。
PaCO2 ＜50mmHg：f≧8 とした後、SVを 10 ずつ低下させる。
カフリークを検討。

Recruitment
maneuvers（RM）（susutainedinflation）

slow recruitment：mPaw≧50 の場合には、8 時間まで設定を維持することにより、緩徐な recruitment（slow recruit­ment）を目指す。
OSCAR trial では Recruitment をプロトコルに組み込んでいない。

大量の吸引や回路の開放により、酸素開始時や肺胞虚脱がある場合に40cmH2O over 30 to 40 seconds の RM 化の改善不良が出現した時に短時間のを施行。
sustained inflation を行う。
ルーティンでは行わない。

循環障害

開始時の血圧低下の原因は循環血液量の不足であることが多い。
血圧や PaO2 の低下が起きたとき1．mPaw を 5 ずつ下げる。
2．気胸・AirTrap・循環血液量を評価しながら昇圧薬を投与する。

低血圧の出現時には、輸液負荷、強心薬の投与を行う。
徐脈出現時には、CMV モードに戻し、原因検索を行う。

CMV へ移行

FIO2 ＜0.4 の前提の下、mPaw＜24 で 12 FIO2 ≦0.5、mPaw 18 〜 22cmH2O
時間維持可能なら CMV への移行を検討する。

FIO2 ≦0.5、mPaw 18 〜 22cmH2O で 24
時間以上維持可能ならば CMV への移行を検討する。
1 日 1 回以上のモード切り替えによりCMV への移行が可能かどうかを試す。
Pplat＜30、PEEP≦12 を条件とし、PCVか VCV かを問わない。

14（194）

人工呼吸

表2
出典

第 29 巻第2号

3100B に関するプロトコルからの抜粋

A protocol for high-frequency oscillatory ventilation in adults：Results froma roundtable discussion.
Approach A

Approach B

HFOV；Clinical Management
Strategies for Adult Patients. 2002,
RevA

使用機種

3100B

3100B

3100B

酸素化目標

SpO2 88〜95％

SpO2 88〜95％か PaO2 ＞55

SpO2 ＞88％の維持

酸素化不良時 初期設定と初期 RM による設定の後酸素化悪化：
初期 RM で同定された FIO2 に設定。
最初の 4 時間は SpO2 ＜ 88％が 5 分以 SpO2 ＜ 88％が 5 分以上持続なら RM を mPaw を 30 分おきに 3〜5 cmH2O 増加
上持続すれば FIO2 と mPaw を表 2 に 再施行後、RM 施行前の mPaw＋2 cmH2O し、45〜55cmH2O まで増加。
従い増加。に設定。
4 時間目以後は、酸素化が低下すれば SpO2 ＜ 88 が 5 分以上持続するなら RM5 分毎に、改善していたら 2 時間毎に FIO2 を 再 施 行 後、RM 施 行 前 の mPaw＋2と mPaw を表 3 の一番近い組み合わせ cmH2O に設定。に調整。
HFOV 開始 5 日目以後の RM は、RM
で SpO2 で 5％以上の改善が 5 分以内に現れる患者のみに施行する。
RM で反応しない患者では FIO2 を 0.05〜0.1 ずつ増加、FIO2 ＝1.0 になったらmPaw を 2 ずつ増加。
酸素化改善後 5 分毎に FIO2 を 0.05 ずつ目標値まで低 FIO2を 0.05〜0.1 ずつ FIO2＝0.4 まで低下。 FIO2を 40％まで漸減し、ゆっくりと mPaw
FIO2 ＝0.4 なら mPaw を 4〜6 時間毎に を 4〜6 時間毎に 2〜3 cmH2O ずつ下げ、（weaning） 下。
2 cmH2O ずつ mPaw22 まで低下。
22〜24cmH2O にする。
炭酸ガス排泄 pH7.25〜7.35 を目標。
20 分以内に血液ガス測定。
pH＞7.35
安定するまで 30〜60 分毎に再検。
pH が目標値になるか f＝15 になるまで f を 2 時間毎に 1Hz ずつ低下。
PaCO2 が悪化（pH＞7.2）→ΔP を 30 分
おきに 10cmH2O ずつ最高値まで増加。
f＝15 になったらΔ P を 5〜10cmH2O ずつ 1〜2 時間毎に低下。
pH ＜ 7.25
最高値のΔP に設定しても効果が不十ΔP を 5〜10cmH2O ずつ 1〜2 時間毎に最高値 90cmH2O まで増加。
分なら、Hz を最小値の 3 に設定する。
→蘇生バ
ΔP ＝ 90 となったら周波数を 1Hz ずつ 2 時間毎に 3 Hz まで低下。
著しい高 PCO2 血症（pH＜7.2）
ッグで用手換気する。ΔP を設定最大f≧7 が 4 時間以内に達成できない時。
値とし、Hz を 3 に低下。
5 cmH2O のカフリークを作成。
pH＜7.25 が f＝4 Hz で持続する時は気管支鏡施行。
カフリーク：カフ圧をピーク圧より5 cmH2O
pH＜7.10 が f＝3 Hz で持続する時は閉鎖式吸引チューブを外し 1 時間以内に動 低く設定。
気管支鏡で気道閉塞がないことを確認
脈血ガスを再測定 pH7.10 が持続していれば HCO3 投与。
する。
Recruitmentmaneuvers（RM）（susutainedinflation）

初期 RM：最初の設定後 mPaw を 45cmH2O に 10 秒間以上上昇。
問題がなければ 35 秒間 mPaw 45cmH2O に維持。
ΔP 90cmH2O で振動を再開し 10 分間観察。
酸素化が目標値以下なら、mPaw 50 で RM を再度行う。
その後は mPaw 36cmH2O で HFOV を再開。
酸素化が目標値なら FIO2 を 0.05 ずつ 5 分毎に減少。

大量の吸引や回路の開放により、酸素化の改善不良が出現した時に短時間のRecruitment maneuver を行う。

RM の追加
a．1〜5 日目 FIO2 & mPawM を増加した時。
b．HFOV 施工中いつでも吸引・回路開放など肺胞虚脱の可能性がある操作後に酸素化が低下した時。
Recruitment maneuver の注意
1．低血圧、気胸、活動性の ari leak の患者には施行しない。
2．低血圧の出現（平均血圧＜60mmHg や 20mmHg 以上の低下）。
酸素化悪化（SpO2 ＜85％や 5％以上の低下）があれば直ちに中止。
3．上記の項目に当てはまり RM が中止された患者には少なくとも 24 時間は施行しない。
循環障害

CMV へ移行HFOV への移行直後や mPaw を上げた時の血圧低下には、急速輸液あるいは赤血球輸血。
輸液で対応できない場合には、昇圧薬を併用し、低血圧の原因を検索する。
HFOV が開始されたら 12 時間は継続。
mPaw 22cmH2O かつ FIO2 0.4 が 12 時間以上維持できたら CMV に移行。
TV＝6 mL/kg、FIO2 ＝0.5、PEEP＝16、換気回数 25
30〜60 分以内に動脈血ガスを測定。
HFOV 施行基準を満たせば HFOV を再開。

目標の設定条件に達すれば以下の PCVに移行。
TV 6 mL/kg、Pplat＜30〜35cmH2O、I：E＝1：1、PEEP 12cmH2O、換気回数 20〜25/ 分、mPaw 20±2 cmH2O に設定する。

（195）152012 年 11 月 30 日

表3Fessler ら 4）らのプロトコルにおける FIO2/mPaw の対応表

Step123456789101112131415161718

FIO20.4

0.4

0.5

0.5

0.5

0.5

0.6

0.6

0.7

0.7

0.8

0.8

0.8

0.9

1.01.01.01.0mPaw222424262830303232343436383838404245

るように mPaw を維持することを重要としている。

は、腎障害の出現が高いと示されているが、20ppm 以上での投与が行われている。その後の報告で、20ppmⅡ．HFOV の離脱（weaning）以下の低容量投与においては大きな危険性はないと考HFOV の weaning は、肺胞開存が得られた上で、開えられ、自施設でも問題となるような合併症は経験さ存を維持しながら行うのが重要と考えられる。表 1 とれていない。HFOV での iNO は、自発呼吸による気表 2 に各プロトコルにおける weaning 方法を記載した。

道の流速変化が少なく、CMV よりも安定した NO 濃

いずれのプロトコルでも、mPaw を維持したまま FIO2度を達成できるが、回路内流量が多いため NO の消費の漸減を最初に行っている。これは、高濃度酸素使用が大きいという問題がある。

時には、酸素吸収により肺胞虚脱が発生するため、FIO2を低値としてから mPaw を減らすことが重要と考えら

2．肺胞開放手技（recruitment maneuvers：RM）れているためである。新生児領域と異なり、自発呼吸肺胞開放手技（RM）が有益かどうかは、CMV におが充分に行える時には CMV に移行するのが、成人型いても議論の途中であり、危険性の報告もされている 9）。

HFOV の基本方針となっている。これは、HFOV では新生児領域の HFOV では sustained inflation（SI）とMAP（mPaw）を維持するための bias flow が固定されして開始時や吸引の後に推奨されてきた歴史があり、ており、成人では自発呼吸の吸気流速を満たせないた

HFOV と RM を組み合わせた Ferguson らの報告 10）にめと考えられる。mPaw＝18 〜 24cmH2O、FIO2 ＝0.4 〜

おいて RM は安全かつ迅速な酸素化の改善を得られる0.5 を満たし、12 時間以上は呼吸条件が安定している方法とされている。この手技に一線をおいた OSCARことを確認できた所が、HFOV から離脱し CMV に移trial の結果と、RM を基本におく OSCILLATE trial の行する標準的なタイミングである。

結果の比較が待ち遠しい現在である。

Ⅲ．HFOV の併用療法

3．腹臥位療法（prone positioning）

HFOV 単独で呼吸維持が困難な時には幾つかの併用

CMV における 2004 年の prospective study の後、最療法が臨床的に用いられている。CMV における併用療重症な群への効果を見た報告が 2009 年に Taccone 11）

法は HFOV でも用いられ、一酸化窒素吸入療法（inhaledにより示されたが、いずれも生命予後への有用性は示

nitric oxide：iNO）、肺 胞開放 手 技（recruitment man­

さなかった。Demory 12） らの報告は HFOV と腹臥位euvers：RM）、腹臥位療法（prone positioning）など療法の併用としているが、内容を見ると腹臥位療法はが報告されている。しかし、急性呼吸促迫症候群（acuteCMV 中に行われており、背臥位の HFOV により腹臥respiratory distress syndrome：ARDS）において、CMV位の効果が長く続くとの結論が得られているのみであと同様に HFOV でも “ 酸素化の改善 ” は得られるが、る。HFOV 中の腹臥位療法により酸素化がより改善す生命予後には効果を示さないことが、これらの併用療ることが経験されるが、管理面での障壁が成人では大法における執筆時点での結論である。

きい。しかし、安全な肺胞開存を目標とする HFOV に腹臥位療法は最も適した併用療法と考えられる。HFOV

1．一酸化窒素吸入療法（inhaled nitric oxide：iNO）中に腹臥位療法を行う研究を期待したい。

iNO が生命予後へ関与しないことは Taylor らの報
告 6）により結論づけられた感があるが、Mehta ら 7）は

4．体外式肺補助（interventional lung assist：iLA）

HFOV と併用した iNO は、rescue therapy として有iLA に関する報告は、CMV において TV や気道内用であり、安全と示している。初期の iNO の報告

16（196）で8）圧の低下が得られたとの pilot study の段階にある 13, 14）。

人工呼吸

HFOV と iLA の併用は症例報告が散見される段階であるが、HFOV で悩まされることが多い高 CO2 血症の改善が予後に寄与するかどうかは、今後の研究課題と考えられる。体外腹型肺（extra corporeal membranousoxygenation：ECMO） に 関 し て は ECMO が 主 体 でHFOV が併用療法となるため、この項では論じるべきではないだろう。

第 29 巻第2号

Guidelines for HFOV 3100B in Adults（3100B quick referenceCard）．Sensor medics Corporation 2002（L1856 Rev.A）．
4） Fessler HE, Derdak S, Ferguson ND, et al：A protocol forhigh-frequency oscillatory ventilation in adults：resultsfrom a roundtable discussion. Crit Care Med. 2007；35：1649-1654.
5） 関口幸男：高頻度振動換気療法（HFOV）．エキスパートの呼吸管理．岡元和文編．東京，中外医学社，2008，pp139148.
6） Taylor RW, Zimmerman JL, Dellinger RP, et al：Low-dose
inhaled nitric oxide in patients with acute lung injury a5．吸入療法
慢性閉塞性肺疾患（chronic obstructive pulmonary
disease：COPD）や気管支喘息などで重要なβ刺激薬やステロイドの吸入は、エアロゾルとして肺胞に到達する必要がある。しかし、HFOV ではエアロゾルは気道に入らず bias flow により wash out されてしまう。気道閉塞性疾患に対して HFOV は禁忌であり、これらの併用療法が必須なことはないと考えられるが、吸入療法が必要な場合には、HFOV を中断し用手的な換気による吸入を行う必要がある。

おわりにHFOV の目標は、安全な肺胞開存を得ることにより、酸素化の改善と肺障害の減少を達成することである。
人工呼吸療法では装着時の酸素化改善に注目しがちだが、開始することが重要なことではない。用いた治療法により何が達成されどこが未解決なのかに留意しながら患者さんに向き合い、設定変更や併用療法を行うことが最重要な戦術である。
本稿の著者には規定された COI はない。

randomized controlled trial. JAMA. 2004；291：1603-1609.
7） Mehta S, MacDonald R, Stewart TE, et al：Acute oxygenation
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high-frequency oscillatory ventilation and recruitment
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Lung Strategy（TOOLS）Trial pilot study. Crit Care Med.
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参考文献
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Management Strategies for Adult Patients and Initial Clinical（197）17