人工呼吸◉特別寄稿

Jpn J Respir Care 2020；37：124-129

解説◉

COVID-19 急性呼吸不全への人工呼吸管理と ECMO 管理
基本的考え方厚生労働科学研究費補助金（新興・再興感染症及び予防接種政策推進研究事業）「新興・再興感染症のリスク評価と危機管理機能の実装のための研究」分担研究班 ＊日本 COVID-19 対策 ECMOnet（日本集中治療医学会、日本呼吸療法医学会、日本救急医学会）
キーワード：ECMO，人工呼吸，適応，コロナウイルス，資源制約

要旨

2019 年新型コロナウイルス疾患（COVID-19）により急性呼吸不全を呈する重症患者管理の根幹は、呼吸機能低下に対する支持療法としての人工呼吸と体外式膜型肺（extracorporeal membrane oxygenation：ECMO）である。
COVID-19 患者数が増加していることをふまえ、臨床現場での参考となりうる ECMO に関する標準的なケアの概要を専門家のコンセンサスステートメントとして提案した。ECMO 管理のための適応、管理方法、および注意点を、資源制約のある場合を含めて記載した。

Ⅰ．は じ め に練施設における通常診療では、呼吸 ECMO に特徴的な長期管理に耐えうるデバイスの選択や特別なスキル

2019 年新型コロナウイルス疾患（COVID-19）診療を含め、適切な管理を行うことで、呼吸 ECMO 患者のにおいて、急性呼吸不全を併発する重症患者管理の中予後を改善しうる 2）。COVID-19 感染拡大に伴う患者数心となるのは、呼吸機能の代替療法としての人工呼吸の増加に応じて、非熟練施設にもこの治療法を普及さ管理と体外式膜型肺（extracorporeal membrane oxy-せる必要があり、参照可能な標準的方法についてまと

genation：ECMO）である。とりわけ呼吸 ECMO（静める意義がある。

脈脱血 - 静脈送血〈V-V〉ECMO）は、本来これに習熟一方、爆発的な患者増大が生じた場合には、平時のした専門医が専門施設において提供することが理想で運用と異なる考えを導入する必要が生じうる。すなわ

あるが、需要の増大時においては必ずしも習熟していち、限定された医療資源を背景に、個人のみならず国ない施設でも治療を実施せざるを得ない状況も発生し民全体としての幸福の最大化という観点から、いかにうる。

資源を分配するかを考慮せざるを得ない場合も想定さわが国では 2009 年にインフルエンザ・パンデミックれる。このような場合でも、医療機関、医療従事者は、を経験したが、その際には呼吸 ECMO 管理にかかる医判断の倫理的妥当性と透明性を保つ限りにおいて、社学的知見が少なく、習熟度が全国的に低く、このこと会的非難から保護される必要がある。

が国際間比較において比較的不良な転帰に関連した可これらの観点から、本研究班では、COVID-19 診療能性が指摘された 1）。しかし、現時点の日本では、熟における呼吸 ECMO の適応や実施上の注意点をまと＊‌研究班員（†）
・協力員：児玉 聡（京都大学大学院文学研究科）、嶋津岳士（大阪大学大学院医学研究科救急医学）、志馬伸朗 †（広†、島大学大学院医系科学研究科救急集中治療医学）、高橋 毅（国立病院機構熊本医療センター）、竹内一郎 （横浜市立大学救急医学）
竹田晋浩 †（かわぐち心臓呼吸器病院）、西田 修（藤田医科大学麻酔・侵襲制御医学）、福田 敬（国立保健医療科学院医療・福祉サービス研究部）、前田正一（慶應義塾大学大学院健康マネジメント研究科）†‌日本 COVID-19 対策 ECMOnet（https://www.ecmonet.jp/）：一般社団法人日本集中治療医学会（理事長 西田 修）、一般社団法人日本呼吸療法医学会（理事長 藤野裕士）、一般社団法人日本救急医学会（代表理事 嶋津岳士）

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人工呼吸

Jpn J Respir Care Vol.37 No.2⃝‌ECMO 開始前の人工呼吸管理を適切に行い、導入め、提案することとした。
なお、本報告書は、2020 年 7 月時点の情報をまとめのタイミングを逃さないたものであり、その内容は今後の知見に応じて修正が人工呼吸管理は、ARDS の呼吸管理に準じた肺保護必要となる可能性がある。また、新型コロナウイルス戦略を用いる。過剰な換気量、換気圧は避ける。高圧

感染症（COVID-19）診療の手引き・第 2 版

での人工呼吸を長期間（概ね 7 日間）行った後に ECMO3）も合わを導入した患者では非常に予後が悪い。人工呼吸器にせて参照されたい。

よる肺傷害（ventilator-induced lung injury：VILI）は、

Ⅱ．ECMO の適応人工呼吸患者の予後を悪くすることが知られており、

1．基本的考え2009 年 CESAR trial 4）では、“ 高濃度酸素もしくは高⃝慎重かつ総合的に判断する気道内圧で人工呼吸管理を 7 日以上行った患者 ” を⃝経験が豊富とはいえない施設においては、専門家

Exclusion criteria としていた。また近年では、2018 年の助言を取り入れる

EOLIA trial 5）およびその Post hoc 解析 6）で、早期の2009 年のインフルエンザ・パンデミック後、重症呼ECMO 導入が予後を改善する可能性が示されている。

吸不全患者に対する ECMO が予後を改善することが示⃝‌ PEEP 10cmH2O、P/F 比＜100 で進行性に悪化されてきたが、一方でこの治療は合併症も多く、呼4 ～ 6）する場合を目安とする

吸 ECMO の経験が豊富な施設での治療が死亡率の低さ

COVID-19 の臨床経過では、発症から 8 ～ 10 日目あと相関していたという報告がある 。死亡率改善の背景たりで呼吸不全が発症し、短時間で ARDS に進行するには、適切な ECMO の適応判断や管理方法の標準化、のが特徴的な経過である 12）。COVID-19 肺炎は比較的および経験の蓄積などがあると考えられており、ECMO軽症の L 型（肺内含気は正常で肺コンプライアンスは導入に際しては、日本 COVID-19 対策 ECMOnet へ保たれるが肺循環障害のために低酸素症を呈するタイコンサルトし、助言を求めることが望ましい。

プ）と、重症の H 型（肺水腫が進行し肺内含気が低下、7）†⃝‌患者や家族へ治療効果の限界や撤退について導入前に十分に説明しておくコンプライアンスが低下するタイプ）に分けられる 13）。
H 型であれば、人工呼吸のみによる管理には抵抗性でECMO は病状回復までの生命維持代替手段であり、あるために ECMO の適応となりうる。ただし、L 型か経過中に高度な肺線維化が生じた場合や、臓器不全がら H 型への移行の判定は難しい。また、酸素化が増悪進行した場合などにおいては、治療の撤退をしなけれし始めると数時間で重篤な低酸素状態に陥ることが多ばならない可能性がある。ECMO を導入する前に患者い。目安として、PEEP 10cmH2O、P/F＜100 で進行性や家族が理解できる形で十分に説明し、同意を得ておに悪化する場合は ECMO を考慮する。ELSO guide-く。

line 14）では、FIO2＞0.9 で PaO2/FIO2＜150mmHg で Mur-

⃝施設の人員や設備を含めた対応能力を勘案する

ray score 2 ～ 3、も し く は FIO2＞0.9 で PaO2/FIO2＜COVID-19 への ECMO 治療はかなりの人員と労力が100mmHg の酸素化障害に加え、Murray score 3 ～ 4、必要である。心臓 ECMO を対象とした報告では、密なP plat＞30cmH2O でもなお持続する高二酸化炭素血症

集中治療管理が死亡率を 50％低下させ 、適切な看護を一般的な ECMO の適応としている。2018 年の EOLIA師配置により、死亡率が 14 ～ 36％低下した。欧米trial 5）では、腹臥位療法や筋弛緩薬投与、一酸化窒素吸では、ECMO を集中して管理する ECMO センターの入などの適切な支持療法を行ったうえで、PaO2/FIO2＜60％が 24 時間体制の 1：1 看護を実現している 11）。こ

50mmHg が 3 時間以上もしくは PaO2/FIO2＜80mmHg

れらの知見は呼吸 ECMO においても外挿可能と考えらが 6 時間以上持続する低酸素血症、適切な人工呼吸管れる。加えて、COVID-19 では感染対策などが必要で理を行っても pH＜7.25 かつ PaCO2≧60mmHg の状態があり、それに関連した負担は通常よりも増加すると予6 時間以上持続する換気障害を ECMO の適応としてい想され、施設の人員や設備を含めた対応能力を勘案しる。実際の見極めは難しく急激な変化もあり得ることたうえで適応を検討する。

から、人工呼吸管理開始の段階から日本 COVID-19 対8）

9, 10）

策 ECMOnet にコンサルトし、助言や転院の調整を行

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Japan ECMOnet for COVID-19

うことも重要である。

表1⃝患者背景を勘案する
COVID-19 患者では、comorbidity として心血管疾患、体表面積（m2）脱血管径（Fr）
大腿静脈 50cm

送血管径（Fr）
内頸静脈

1.0 ～ 1.32317

1.3 ～ 1.62317

1.6 ～ 1.82519

1.8 ～ 2.12719

2.1 ～ 2.42921

慢性呼吸不全の合併例は死亡率が高い傾向にある。非COVID-19 における呼吸 ECMO において、年齢は重要な予後予測因子であり、とくに 65 歳以上の予後は不良との海外報告がある
療のデータ。また日本での COVID-19 診15, 16）を解析すると、年齢が上がるほど人工呼17）吸や ECMO を要する患者の死亡率が高かった（現時点で未公表データ）。COVID-19 に対する ECMO 導入にカニューラ径の選択

内径を反映した「M ナンバー 19）」を参考に、適切なサイズのカニューラを留置する。
成人では体表面積、小児では体重を指標 20, 21）に適切なカニューラサイズを選択する。

際しては、暦年齢だけではなく併存基礎疾患や日常生活動作などの身体機能、さらには個々の施設の医療資提供の考えを提案している（参考文献 18 内 figure 2）。

源や遂行能力も考慮して総合的に判断する。
2．適応外について

Ⅲ．ECMO 管理の実際
1．カニューラの選択

日本 COVID-19 対策 ECMOnet では、ELSO による

呼吸 ECMO では、いわゆる PCPS（V-A ECMO）とCOVID-19 における ECMO の禁忌に関する記述もふま異なり、長期管理が必要になる。長期間、安定した管え理を行うためには適切なカニューラ選択が必須である。

、一般に以下の病態は適応外と考えている。

18）⃝不可逆性の基礎疾患⃝末期癌

表 1 を参考に、できるだけ太いカニューラの使用を検14）討する。太いカニューラ在庫がない、挿入できる医師

14）⃝‌慢性心不全、慢性呼吸不全、その他重度の慢性臓器不全の合併 10）（呼吸 ECMO 使用に習熟した集中治療医、救急医、心臓血管外科医など）がいない、小児の場合などは、挿入前に「日本 COVID-19 対策 ECMOnet † 」まで相談

3．COVID-19 の流行フェーズに基づく適応、とくにする。

資源に制約が生じる場合の考え方について
COVID-19 診療においては、その流行フェーズと、こ2．人工肺・ポンプれに呼応する医療資源の使用状況に基づき、ECMO の⃝人工肺・ポンプも長期耐久型の機種を使用する適応や資源分配について平時の運用とは異なる考え方

1990 年代の旧式の V-V ECMO 装置を使った臨床試をとる必要性に迫られる。すなわち、爆発的な患者数験では有効性を示せなかった 22 ～ 24）。しかし、1990 年増大が生じた場合には、限定された医療資源を背景に、後半に耐久性の高い ECMO 装置が開発されると呼吸個人のみならず国民全体としての幸福の最大化というECMO の転帰は改善し始め、H1N1 パンデミックにお観点から、資源を如何に分配するかを考慮せざるを得

ける RCT では、ECMO の生存率改善が示された 4）。こない場合が想定しうる。たとえば医学的には適応と考のような歴史を背景に、長期型 ECMO 装置を使用してえられる患者が複数いる場合でも、資源の制約があるの呼吸 ECMO 管理の有効性が唱えられるようになっ場合には、より良い結果（健康状態の回復と生存年）がた。

得られると期待される患者を優先的に治療することや、全体としての提供量を制限し、より効果の得られる対象に限定した適応とすることなども考慮される。その判断に際しては倫理的妥当性と透明性が保持されなければならない。ELSO ガイドライン

では、COVID-1917）

流行のフェーズと患者増大に伴い ECMO の適応が変化・制限されうる点に着目した、流行フェーズ毎の ECMO

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3．回路内圧モニタリング⃝‌安定した呼吸 ECMO の長期管理のためには、回路内の圧モニタリングが必須である⃝‌少なくとも脱血および送血カニューラの 2 ヵ所での圧モニターを推奨する
回路内圧をモニタリングする最大の理由は合併症の人工呼吸予防である。ECMO 患者の約 40％に何らかの合併症が生じるといわれており、出血などの合併症は時に致Jpn J Respir Care Vol.37 No.2

選択することが考慮される⃝‌厚生労働省による「人生の最終段階における医療・。そのため、患者の状態に問題があるのケアの決定プロセスに関するガイドライン」30）やか、ポンプに問題があるのか、人工肺かなど、どこに日本集中治療医学会の「Do Not Attempt Resus-

異常が起きているかをモニタリングするために回路内citation（DNAR）指示のあり方についての勧告」

圧の測定は必須となるなどを参考に対応する 32）

死的となる25）。

14）

4．人工呼吸管理⃝‌呼吸 ECMO 中は可能な限り肺を休ませる（肺保護戦略）

7．その他
安定した長期管理を行うためには、水分管理、回路交換、鎮静・鎮痛、観血的処置（ドレナージ、気管切開⃝‌開始初期には自発呼吸温存、オープンラング、早など）にも注意する。とくに COVID-19 では、出血・凝期離床・早期リハビリ等は原則として不要である

固障害を来たす頻度が高い可能性があり注意する 33, 34）。

⃝‌通常の強制換気（PCV、FIO2 0.4 以下、PEEP 10
cmH2O 以下、上限圧 20cmH2O 以下、換気回数 10回 / 分以下）以外の設定は基本的に使用しない
重症呼吸不全診療における臨床経過の悪循環は、肺病変の進行に際して①過剰な自発呼吸により経肺圧が上昇し自己肺傷害を来すこと（patient self-inflicted lunginjury：P-SILI）、②呼吸器の設定の強化を要しそれによって VILI が発生すること、による 26, 27）。悪循環が進行すると肺が線維化し、不可逆性の肺傷害が完成する。この悪循環を断ち切るのが ECMO である 28）。す

本稿の著者のうち、竹田晋浩はゲティンゲグループ・ジャパン
社から 100 万円以上の顧問料収入がある。その他の全ての著者には規定された COI はない。
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リスクを最小限にしながらの呼吸管理が実現できる。
5．Withdrawal（撤退）⃝‌呼吸 ECMO における治療限界の判断は非常に難しい。肺傷害の進行により肺の線維化が抑えきれない場合や、不可逆的な多臓器障害、脳出血等を来した際には治療撤退について検討する 29）⃝‌厚生労働省による「人生の最終段階における医療・ケアの決定プロセスに関するガイドライン」30）や、

令和 2 年度厚生労働行政推進調査事業費補助金
興感染症及び予防接種政策推進研究事業

新興・再一類感染症等の患者発生時に備えた臨床的対応に関する研究．
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real membrane oxygenation for severe acute respiratory

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人工呼吸

この特別寄稿Jpn J Respir Care Vol.37 No.2

解説記事は『日本集中治療医学会誌』第 27 巻第 6 号、『日本救急医学会雑誌』第 31 巻第 10 号にも同一内容のものが掲載される予定です。

Mechanical ventilation and extracorporeal membrane oxygenation for acuterespiratory failure owing to COVID-19：basic concept
Shared research group in Ministry of Health, Labor and Welfare Scientific Research Grant for a research for risk
assessment of emerging and re-emerging infectious disease and implementation of risk management function
Japan ECMOnet for COVID-19（Japanese Society of Intensive Care Medicine, Japanese Society of Respiratory
Care Medicine, Japanese Association of Acute Medicine）
Key words：ECMO，mechanical ventilation，indication，Coronavirus，resource constraints
Abstract
The pillars of managing critically ill patients with acute respiratory failure owing to coronavirus disease 2019
（COVID-19）are mechanical ventilation and extracorporeal membrane lung oxygenation（ECMO）as
supportive therapies for impaired respiratory function. Given the increasing number of patients with COVID-19,
a summary of standardized care regarding ECMO that can serve as a reference in clinical practice is proposed
as an expert consensus statement. Indications, management practices, and caveats for ECMO management aredescribed, including those in the presence of resource constraints.

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