人工呼吸

特Jpn J Respir Care 2013；30：176-9

集

肺保護療法の最適化をめざす

気管挿管下人工呼吸と肺保護戦略：LTVの先にあるものは？
小谷透

キーワード：肺保護換気戦略，LTV，PEEP，recruitment，airway pressure release ventilation

1．人工呼吸器関連肺損傷と肺保護換気戦略

ヨーロッパ集中治療医学会（European Society of Inten­
sive Care Medicine：ESICM）は 2011 年に ARDS の急性呼吸促迫症候群（acute respiratory distress synd­

新たな定義を発表 5）するとともに、呼吸不全の重症度rome：ARDS）は様々な原因により血管透過性（非心により治療強度を変えることを提唱した 6）。この中で、原性）肺水腫が急性発症し重症低酸素血症をもたらす

LTV は ARDS 全般に適応する基本戦略と位置づけら疾患群である。ARDS に対する治療で気管挿管下人工れている。

呼吸療法は欠かせない治療法であるが、数多くの動物研究の結果から、不適切な人工呼吸により人工呼吸器

2．虚脱領域を再開通させる理由

関連肺損傷（ventilator-associated lung injury：VALI）

ARDS 肺の特徴は、横隔膜近傍の背側領域を中心とという ARDS と同様の病態を生じることが証明された。

した不均一な障害像や虚脱である。この部位は解剖学

VALI の発生機序は、肺胞の過伸展と虚脱再開通が的に肺血管が多く重力により血流が集中する領域であ人工呼吸により繰り返し行われることである。VALI をることから、換気の低下は血流と換気のミスマッチに回避するには、肺胞の過伸展や虚脱を起こしにくい換つながり低酸素血症の原因となる。周辺臓器である心気設定が重要であり、肺保護換気戦略という概念が提臓・腹部内臓器からの圧迫や肺水腫により増加した肺唱されている。米国 ARDS ネットワークが提案した一回自身の重量により虚脱しやすく、虚脱すれば肺内シャ換気量とプラトー圧の制限による低容量換気（lower

ント率が増加し吸入酸素濃度上昇では対応できない重症tidal ventilation：LTV）は肺保護換気戦略の 1 つであ低酸素血症をもたらす。虚脱再開通性 VALI も発生しやり、LTV により VALI が回避され ARDS の生命予後すい。荷重側虚脱領域の再開通は低酸素血症と VALIを改善したをともに回避する観点から欠かせない。

ことは記憶に新しい。

1）

その後、ARDS だけでなく、人工呼吸を行う患者へ

また、過伸展を防止するための一回換気量制限は、理の肺保護換気戦略の必要性が検討されている。
例えば、論的には（換気できない）虚脱領域を除いた肺容量に常に肺保護を行うべきという意見 2）、予定手術では不あわせ行うべきだが、理想体重により一律に行われる要という意見 3）、侵襲の大きな手術に限り肺保護を念頭（6 〜 8 mL/kg）。この結果、虚脱領域が広範な症例でに置くべき 4）、という 3 つに分かれ統一された見解は得は既開通領域の受け持つ換気量を十分に減少させるこられていない。しかし、医療者は人工呼吸療法が「両とができず肺局所の過伸展につながる可能性がある 7）。

刃の剣」となりうることをよく理解しなければならない。

無気肺ではもとの肺容量の 1/4 に減少するといわれ 8）、

東京女子医科大学麻酔科学教室・中央集中治療部

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広範囲の虚脱により残された（正常）肺領域がすでに代償性に過伸展している可能性もある。つまり、虚脱

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表1

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低容量換気戦略

1．一回換気量；6 〜 8 mL/kg（理想体重）
理想体重の計算
男性；50.0＋0.91×（身長 cm−152.4）
女性；45.5＋0.91×（身長 cm−152.4）
2．プラトー圧≦30cmH2O
3．FIO2 に応じた PEEP 設定表
Conservative approach
FIO20.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

PEEP（cmH2O）

55〜88 〜 101010 〜 14140.9

1.00.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.02020 〜 222222 〜 24

14 〜 18 18 〜 24

Aggressive approach
FIO20.3

PEEP（cmH2O） 12 〜 14 14 〜 16 16 〜 18 18 〜 20

領域の再開通は、虚脱再開通性 VALI だけでなく、既開通領域の過伸展による VALI 回避の点からも重要である。

を選択せざるをえない、ということになる。
LTV は肺保護換気戦略という概念を臨床現場で遂行する具体的な方法として登場した。しかし、前述した

しかし、現在の肺保護換気戦略では虚脱防止策について有効性の認められた方法は確立されていない。

とおり、虚脱再開通性肺傷害への十分な対策とはなっておらず、肺保護戦略の一部に対応するだけの不十分な方法である。その問題点と限界を再認識する時期に3．LTV の問題点と限界来ている。

一般に低酸素血症に対し陽圧換気を用いて介入する
場合、FIO2 か換気圧設定のうちいずれかあるいは両方4．虚脱領域の再開通のためには？

を上昇させることしかない。このうち、FIO2 は 0.6 以下

虚脱肺の再開通には、理論的には、肺保護換気戦略にが肺保護のための条件とされる。重症例では FIO2＞0.6

反する高圧（30 〜 50cmH2O）が必要となる。また、虚脱であることが多く、他の換気設定により肺保護を試み肺の再開通には時間の要素も重要である。簡易的な再開るしかない。換気圧設定については、現時点で LTV 戦通手法として知られるリクルートメント手技（recruitment略の有用性が示されている（表 1）。PEEP は 2 つのうmaneuver）では、気道内圧 30cmH2O を 30 秒（30/30ちどちらを選択してもよい。しかし、この表に示され法）や 40cmH2O で 40 秒（40/40 法）といった高圧とた数値はいわゆる expert opinion であり、動物研究や長時間の組み合わせが用いられている。循環動態や鎮臨床試験により実証されたものではない。

静状態に注意しながらリクルートメント手技を行うのはARDS の死亡率とプラトー圧（≒肺胞内圧）には正1 案である。再開通が得られた後に不十分な PEEP にの相関が認められる。ただし、プラトー圧が 25 からより再虚脱を起こすこともあり設定に留意する。ARDS9）30cmH2O の区間では死亡率は大きく変動しなかった 。

におけるリクルートメント手技の臨床的有効性は確認

PEEP は表 1 のとおり最大 24cmH2O まで設定可能でされていないが、腹部大手術での肺保護換気戦略の有あるが、Assist/Control など強制換気モードを使用す用性を示した研究 4） では、30/30 法が 30 分ごとに使る場合は、15cmH2O を超える PEEP は臨床現場で使用されており、肺保護戦略の有用性に寄与したと考え用されていない 10）。その理由は、プラトー圧に上限がられる。

ある以上、PEEP 上昇により PEEP に上乗せする換気リクルートメント手技が無効であった場合、代替の圧（＝最大吸気圧−PEEP）が小さくなり、一回換気量換気モードで虚脱領域の再開通を試みる場合にも同様が維持できなくなるからである。いいかえれば、LTVの工夫が必要となる。再開通のための高い換気圧と長では、プラトー圧 30cmH2O、PEEP 15cmH2O の範囲

い換気時間、再虚脱防止のための高い PEEP 設定であ内で PaO2≧55mmHg を達成できなければ、別の手段る。このような特殊な換気を行うには、人工呼吸器に

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Kotani T

あらかじめ備えられたさまざまな設定制限をクリアしは trigger window や pressure support などの換気補なければならず、しばしば特別な人工呼吸器が必要と助の適応基準など細かい点がメーカーにより異なり解なる。たとえば、2 秒の吸気時間を設定しようとした説が複雑となるため本稿では割愛する。

場合、通常換気モードでは逆比設定（吸気時間＞呼気APRV の詳細については本誌に掲載された特集（25時間）ができないので、呼気時間も 2 秒以上必要とな

巻 2 号）をご覧いただきたい。APRV は ATS が salvage

り換気回数が 15 回 / 分以下に制限される。

therapy として推奨した換気モードの一つであった。IRV再開通ができない場合には、肺保護のためのプラトについては 1980 年代後半に重症呼吸不全患者を対象にー圧などの制限を超えて換気するか、代替の換気モーしたコホート研究で、換気圧が低下でき循環器系に影ドを使用するか、人工呼吸そのものを断念し体外循環響の少ない酸素化改善の手段として報告された 11, 12）。

（ECMO）に移行するか、を選択することになる。虚臨床では多数使用されたようであるが、大規模研究 11）

脱肺を再開通できれば、再び A/C による LTV 戦略がやレビュー 13, 14）は少なく、特に 2000 年に肺保護換気使用できる。

戦略が発表されて以降はその侵襲的な数値設定のため5．LTV の先にあるものは？

かほとんど見られなくなった。APRV/IRV が盛んに研究された 1980 〜 90 年代と現在とを比較すると人工Assist/Control（A/C）など通常の強制換気モード呼吸器の性能は飛躍的に進歩したため、異なる結果がによる LTV に固執すれば、より侵襲性の高い換気設得られる可能性がある。ECMO という究極の治療手段定（高いプラトー圧）を行うしかない。2009 年のインが見直される中、A/C による LTV との間をつなぐ手

フルエンザ A-H1N1 の大流行時には、換気モードを変段として、これらの換気モードの重要性を今一度見直えず最大圧を上昇させた結果気胸を合併し、陽圧換気す時期に来ていると考える。

が継続できない状況に追い込まれた症例が多数発生した。米国胸部学会（American Thoracic Society：ATS）

6．APRV/IRV 使用上の注意点は急遽緊急避難的療法（salvage therapy）として複数今回紹介した 2 つの特殊な換気モードは危機的な状の換気モードを提唱した（後述）。インフルエンザ肺炎

態にある低酸素血症患者を対象に行う salvage therapyに限らず重症例に対し肺保護戦略を行うためには A/Cであり、生存率改善を示す臨床研究はない。慣れない以外のモードが必要となる可能性を示唆している。

モードであるので、重症例でいきなり使用しても安全

一般に、酸素化と平均気道内圧は正の相関を示す。に使いこなせないだろう。使用する場合は以下の点に

平均気道内圧には、最大吸気圧、PEEP、吸気時間、呼注意すべきである。

気時間、吸気 / 呼気比、換気回数が影響する。低酸素

1） これらのモードを使用する前に、通常換気モードの著しい重症例に新たな換気モードを用いるうえで、よに抵抗性であることを確認する 15）。

り低い換気圧で高い平均気道内圧が得られれば効果的で

2） 吸気（高圧）時間、呼気（低圧）時間を確実に設

肺保護的な設定と評価できる。APRV（airway pressure

定する（トリガにより変更されないこと）。

release ventilation）、2 相性気道内陽圧（biphasic positive3） IRV は気胸など合併症回避の観点から pressure

airway pressure：BIPAP）や逆比換気（inverse ratiocontrol（PC）を推奨する。

ventilation：IRV）は、吸気（高圧）時間の自由度が高4） 再開通を達成し、高圧管理を維持する必要がなくいことからより低い圧で平均気道内圧の上昇が期待でなれば、特に IRV では、直ちに安全域に向け設定きる点で共通している。例えば、プラトー圧 30cmH2O、を変更する。APRV は、A/C や SIMV に変更する

PEEP 15cmH2O の PC-A/C で得られる平均気道内圧はことなく、CPAP に移行し離脱が可能である 16）。

18 〜 19cmH2O であるが、同じ圧設定で I/E 比が 2：1

5） 開始当初は麻薬を中心とした鎮静を十分に行うの IRV にすれば 22 〜 24cmH2O の平均気道内圧が得ら（Richmond Agitation-Sedation Scale で−3 程度）。

れる。Phigh が 30cmH2O の APRV では平均気道内圧

ただし、（PC−IRV であれば）筋弛緩薬は必ずしは 28 〜 29cmH2O となる。逆にいえば、これらの換気も必要としない。APRV は自発呼吸を温存するこモードにより最大圧を下げることが可能となる。BIPAPとでさらなる酸素化改善が期待できる。

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人工呼吸6）内因性 PEEP が発生するため循環動態の変化に注意する。末梢気道閉塞が疑われる症例では適応につき十分に検討する。
筆者の施設の経験では、IRV 開始後 2、3 日のうちに酸素化改善が得られ肺保護換気戦略の圧設定範囲内に変更できる症例は救命率が高い。人工呼吸により肺傷害が改善することはなく、前述のとおりプラトー圧上昇と死亡率には正の相関があることから、ECMO の適応を検討しつつ、原疾患の治療に努めることが基本戦略となる。

Jpn J Respir Care Vol.30 No.24） Futier E, Constantin JM, Paugam-Burtz C, et al：A trialof intraoperative low-tidal-volume ventilation in abdominal
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7．最後にベルリン定義の普及により重症例が臨床現場で明確に区別されるようになれば、salvage therapy の有効性に目標をおいた質の高い臨床研究が行われ、その適応や限界が明らかにされるであろう。APRV も IRV もともに大規模臨床研究による再評価が必要である。その結果、重症度に応じた治療強度の選択が可能となり、生命予後の改善につながるのではないかと期待できる。
著者には規定された COI はない。
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