人工呼吸

特Jpn J Respir Care 2020；37：132-145

集

神経筋疾患の呼吸療法に関する近年の問題点

ALS・筋ジストロフィーをめぐって：NPPV・機械的咳介助使用条件・その至適使用時期など

ALS の呼吸管理～呼吸不全のメカニズム
坪井知正
キーワード：ALS，換気不全，球麻痺，NIV

Ⅰ．は じ め に
筋萎縮性側索硬化症（amyotrophic lateral sclero-肢となる。

Ⅱ．生命予後に関連する因子

sis：ALS）は、運動皮質、下部脳幹核、および脊髄のALS 患者の半数は症状の発現から 30 カ月以内に死前角における上部および下部運動ニューロンの軸索変亡するが、患者の 20％は 5 ～ 10 年間生存する 3）。ALS性と神経膠症によって定義される神経変性疾患である。

の呼吸不全は、通常、疾患の進行期に顕在化する。呼

現在の医療では ALS は不治であり、予後不良で、通常、吸器合併症、とくに換気低下、気管支クリアランスの発症から 3 ～ 5 年後に死亡する 1）。この疾患は、急速低下による肺感染症が ALS の死亡原因の大部分を占に進行する筋機能低下を特徴とし、麻痺、線維束性筋

めている 4）。

収縮、球症状（構音障害および嚥下障害を含む）、呼吸

多変量モデルによる予後指標により、疾患の発症部

器合併症を生じる。上気道（咽頭および喉頭）筋およ位が球症状や呼吸症状であることが重要と考えられて

び呼吸筋（横隔膜、補助呼吸筋）の筋力低下の結果といる。誤嚥性肺炎は ALS の死亡原因の 1 つで、そのして呼吸器合併症を発生し、嚥下障害からの誤嚥性肺結果生じる栄養失調も予後不良因子となっている 5）。

炎および呼吸筋力低下による呼吸不全（換気不全）に

ALS における栄養失調の発生には嚥下障害に続発する至る。ALS においては、睡眠呼吸障害（sleep disor-

食物摂取の減少と代謝亢進が二大要因と考えられていdered breathing：SDB）が高頻度で発生する。SDB はる。ALS 患者の約 50 ～ 60％は代謝亢進状態にあるが、通常、日中の呼吸器症状と慢性呼吸不全状態に先行しこの代謝亢進が生存率の低下に関連している 5）。ALSて出現し、患者の生活の質（quality of life：QOL）とが代謝亢進状態となっている機序は不明であるが、筋予後に大きな影響を与える。ALS における SDB を非ミトコンドリア機能不全の関与が想定されている 6）。

侵襲的人工換気（non-invasive ventilation：NIV）で経皮的胃瘻チューブの挿入は、十分なカロリーと水分管理すると、QOL と生存率が向上する。したがって、の摂取を保証し、嚥下障害がない場合でも、実質的なALS 患者の SDB を早期に検出し管理することが重要

体重減少がある患者に提供されるべきである 7）。肺活である 2）。さらに呼吸不全が進行した場合には、気管量が 50％未満になると栄養失調が増加するため、胃瘻

切開下陽圧人工呼吸（tracheostomy positive pressure

造設術の実施については、疾患経過の早い段階で話し

ventilation：TPPV）が生存期間を延長するための選択合う必要がある 7）。

NHO 南京都病院

132

呼吸器センター

November 30, 2020

人工呼吸

Jpn J Respir Care Vol.37 No.2

ALS における呼吸不全の主たる要因は横隔膜機能低Ⅲ．ALS の呼吸筋機能障害

下といえる。筋萎縮と代償性（再神経支配による）リ

横隔膜の運動神経支配は横隔神経（C3-5）からのもモデリングによって示される、横隔膜の重度の組織学

ので、横隔神経は分岐して横隔膜の筋性部分を神経支

的変化は、呼吸機能低下が軽度の ALS 患者にもすで配している。横隔膜の収縮により、筋肉のドームが尾に存在していることが多い（図 1）10）。

側に下降し、胸腔内圧が低下し、肺への空気の流入をALS 患者の呼吸状態を評価するために今日まで用い引き起こす。横隔膜は非常に可動性のよい筋肉で、最られてきた呼吸機能検査（肺活量や最大吸気圧など）

大吸気位では下降し平坦になり、最大呼気位では第 4-5

が、横隔膜筋萎縮の診断には不十分であることが示さ

肋間のレベルまで上昇する。ヒトの横隔膜はほぼ同数れている。座位での機能的残気量位（functional resid-のタイプⅠとタイプⅡの線維で構成されており、豊富

ual capacity：FRC）、座位での最大吸気量（inspiratory

な毛細管供給を有し、老化に耐性がある 8）。筋紡錘はcapacity：IC）、および sniff nasal inspiratory pressure

横隔膜には少数しか存在しないため、筋肉の伸張は横（SNIP）の組み合わせは、遅発性横隔膜筋線維萎縮の隔神経の興奮性をあまり抑制しない 。横隔膜は強いマーカーとして、努力肺活量（forced vital capacity：

収縮が可能で、深呼吸のようなゆっくりとした吸気と、FVC）よりも適切とされる（表 1）10）。

9）

咳の直前の速い吸気をつくりだす機能を有している。

ALS の呼吸困難は横隔膜機能障害と密接に関連して吸気筋としては横隔膜が主たるものであるが、胸鎖おり、横隔膜の筋力低下は低換気の発生と生命予後に

乳突筋、僧帽筋、肋間筋、傍脊柱筋などの補助吸気筋も関連している。したがって、ALS 患者の横隔膜の生も横隔膜に障害がある場合には呼吸筋としての重要性

理機能を正確に評価することは重要である。

が増す。ただし、これらの補助吸気筋のキャパシティ

体位と睡眠による FRC レベルと一回換気量の変化

は横隔膜機能を完全に補償するほどは強くないため、を知っておくことも、ALS の進行に合わせた呼吸管理

重度の横隔膜筋力低下時は換気が低下し、低酸素血症を選択するうえで重要となる（図 2）11）。

と高 CO2 血症を招くことになる。

図1

生命予後ではなく NIV の開始時を判定する指標とし

ALS の進行に伴う筋線維の割合の変化（文献 10 より改変作図）

赤い筋線維（Type-1）：遅筋、有酸素運動で収縮力はそれほどないが持続力がある。緑と青い筋
線維（Type-2）：速筋、無酸素運動で収縮力は強いがすぐ疲労する。ALS の進行にともない、筋線維が萎縮し、Denervation と Reinnervation を繰り返す結果、Type-1 の割合が増加してくる。

表1

呼吸機能パラメータとタイプⅠ筋線維の比率との多変量解析（文献 10 より引用改変）
Regression coefficientp-value

Sitting FRC ％ predicted

Independent variable

0.00410.00046

Sitting IC ％ predicted－0.00078

SNIP ％ predicted－0.00310.0031－0.000043

All versus constant model

0.01

FRC：機能的残気量位，IC：最大吸気量，SNIP：鼻嗅ぎ吸気圧

November 30, 2020133

Tsuboi T

8

IRV
TV
ERV
RV

7
6
5

FRC

FRC

4

FRC

FRC

3
2
1
0

図2

NormalNMD

Supine NMD

Sleep Supine NMD‌健常人（Normal）と神経筋疾患（NMD）における体位と睡眠による FRC レベルと一回換気量の変化（文献 11 より引用改変）
NMD 患者では、FRC レベルが仰臥位で低下し、眠るとさらに低下する。

Forced vital capacity % predicted

8075

Non-adherent

70

Adherent
Overall

65
60
55
50
45
40
35

30
−30 −25 −20 −15 −10 −5
0
5
10
15
Time relative to initiation of noninvasive ventilation months

図3

20

NIV 開始前後の努力肺活量（FVC）の変化（文献 12 より引用改変）

ALS 患者の FVC は長期 NIV 導入 1 年前から急速に低下する。長期 NIV のアドヒアランス良好群の低下速度のほうがより急峻である。長期 NIV 開始後数年は、FVC はほぼ一定の値をとる。

て、FVC の変化が注目されている。NIV が必要となる筋力低下は誤嚥のリスクを高め、気道異物の喀出力の1 年ほど前から急速に FVC が低下する（75％から 40

脆弱さが加われば下気道感染症を高率に引き起こすこ％へ）ことが報告されている（図 3）12）。

とになる。

ALS は、吸気筋と呼気筋および上気道筋に影響を与

健常者の咳嗽時最大呼気流量（PCF）は 360 ～ 400L/える。気道の保護とクリアランスに不可欠な咳反射は、分を超える。有効な粘液喀出には、PCF 値＞160 ～ 200L/

効果的な声門閉鎖と効率的な呼気筋機能に依存する。

分が必要であり 13）、神経筋障害患者の誤嚥性肺炎を予球障害（bulbar dysfunction）は前者を損なうため、防するには、250 ～ 270L/ 分以上が必要とされる 14）。

有効な咳ができない原因は、吸気・呼気筋力低下だけ

軽度の呼吸機能障害は、軽労作での疲労と睡眠の中ではないことに注意が必要である。咽頭筋と喉頭筋の断を引き起こし、QOL に悪影響を及ぼす。低酸素血134

November 30, 2020

人工呼吸

また、健常者では REM 睡眠期にはほぼすべての骨症は認知機能を損なう可能性があり 15）、とくに認知予格筋が弛緩する。補助吸気筋も同様に筋活動が消失す

備力の低い集団では重要である。

ることが知られている（図 5）18）。

Ⅳ．ALS の夜間 SDB
1．概Jpn J Respir Care Vol.37 No.2

健常人では横隔膜だけで十分な換気が維持でき REM

論

睡眠でも高 CO2 血症を惹起することはほぼないが、換ALS に限らず一般に、「高炭酸ガス血症は、夜つく気不全患者が REM 睡眠中に横隔膜だけで呼吸するこられ、夢の中でそだつ」といわれるが、夜間 SDB のとは低換気を招き、高 CO2 血症を助長することになる。

中で “REM related hypoventilation”（夢を見る REM

なぜなら、昼間の血液ガスで高 CO2 血症を伴う換気不睡眠での浅い呼吸）が重要となる 16）。

全患者は、昼間の目が覚めているときにも、横隔膜＋上気道の開存性に対する姿勢と睡眠の影響について

補助呼吸筋を総動員しても呼吸が浅く PaCO2 が高い状説明する。REM 睡眠が上気道の筋肉の活動に及ぼす態にあり、当該患者が REM 睡眠中に補助呼吸筋の援影響はより明確で、とくに一時的な急速な眼球運動の助がなくなり横隔膜だけで呼吸することになると、呼期間（phasic REM）では、重力に抗する筋活動が減

吸は小さくなり PaCO2 はさらに上昇するためである。

少し、オトガイ舌筋などの相性活動も大幅に減衰する

呼吸器疾患（慢性閉塞性肺疾患〈chronic obstructive

ことが示されている。REM 睡眠状態は、ほぼすべて

pulmonary disease：COPD〉＋脊椎後側弯症）によるの骨格筋が弛緩するため、上気道拡張筋の活動低下がⅡ型慢性呼吸不全患者の夜間の経皮炭酸ガスモニター

顕著になる（図 4）の結果を図 6 に示す 19）。

。

17, 18）

図4

体位と睡眠がオトガイ舌筋の筋活動に及ぼす影響（文献 17 より引用）

仰臥位では持続的および吸気中の相性筋活動が認められるが、入眠により筋活動全般が顕著に低下する。
WAKE

EEG

NREM

REM

CHIN EMGEOG
SM EMG

RC
ABD
FLOW

図5

覚醒、NREM 睡眠期、REM 睡眠期の骨格筋筋電図の比較（文献 18 より引用）
REM 睡眠期に補助呼吸筋を含む骨格筋の筋活動がほぼ消失する。

November 30, 2020

135

100

85.00

80

75.00

60

65.00

40

55.00

20

45.00

SaO2（％）

A

0
0.00

図6

1.00

2.00

3.00

4.00
時

5.00
刻

6.00

7.00

8.00

経皮 PCO2（torr）

Tsuboi T

35.00
9.00

Ⅱ型慢性呼吸不全患者の夜間の SpO2＋PtcCO2 モニターの様子（文献 19 より引用改変）

数時間おきに REM 睡眠中に低換気による低酸素血症と高 CO2 血症が生じていることがわかる。
25

2．神経筋疾患の physiologic respiratory vulnerabilities during sleep
REM 睡眠中の睡眠時無呼吸、肺容量の減少、化学感受性の低下（高炭酸ガスと低酸素に対する換気応答
は睡眠中に大幅に減少し、REM 睡眠中には覚醒値の1/3 未満に減少する）、および上気道拡張機能の障害
は、神経筋疾患において重大な脆弱性になる。前述のように神経筋疾患における肺容量の減少は、睡眠および仰臥位によってさらに損なわれ、上気道の虚脱による低呼吸や無呼吸も加わり、低酸素血症が悪化する。
夜間低換気（nocturnal hypoventilation）は 30 分間
程度の REM 睡眠期を通して低換気となり、連続して% REM sleep

20
15
10
5
0

Group 1

Group 2

図7 横
‌ 隔膜機能障害を有する神経筋疾患における REM 睡眠時間の減少（文献 20 より引用改変）
横隔膜機能障害を生じていない神経筋疾患（Group 2）は全睡眠時間における REM 睡眠時間の割合が健常者と同等であるが、横隔膜機能障害を生じると（Group 1）その割合は著しく減少する。

SpO2 が低下し、PtcCO2 が上昇する現象である。成人の夜間換気量には、①動脈 PaCO2 が 10 分を超えて 55

る。ただし、ALS の初期には閉塞性および中枢性の無mmHg を超える値に増加する、あるいは、②覚醒仰臥

呼吸もよく観察される呼吸イベントではある（図 9）21）。

位の値に比べて動脈 PaCO2 が 10mmHg を超えて 10 分

Pseudo-central hypopnea は、閉塞性でも中枢性でもを超えて 50mmHg を超える値に増加するとの 2 つのない、むしろ横隔膜の weakness による呼吸低下に起定義がある。ALS は進行するにつれて REM 睡眠が減因しており、一般に、REM 睡眠中の一過性の眼球運動

少することが知られている（図 7） 。

のバースト中に生じる。REM アトニアが横隔膜機能障

20）

また、神経筋疾患では健常者と異なり、REM 睡眠害によって悪化すると、PSG（polysomnography）検期にも胸鎖乳突筋などの補助呼吸筋の活動が維持され査で胸部と腹部の両方の信号の可動域が完全に失われ、る場合もあることが報告されている（図 8）20）。

pseudo-central イベントとして表示される。Pseudo-

REM 睡眠の中でもまさに急速な眼球運動を生じていcentral hypopnea は、神経筋疾患における最も一般的る時期（phasic REM）には、胸郭運動の低下を伴う一な SDB を表す可能性があり、閉塞性または中枢性と過性の一回換気量の低下と低酸素血症が出現する。こ誤診される可能性が最も高い。横隔膜筋電図検査、食の呼吸イベントの大半は呼吸筋の weakness に起因す

道モニタリング、声門上圧モニタリングを用いることる pseudo-central hypopnea であることが知られていにより、神経筋疾患における睡眠障害呼吸イベントの136

November 30, 2020

人工呼吸

Jpn J Respir Care Vol.37 No.2

phasic REM

EEG
EOG
SM EMGRC
ABD

ANTERIOR TIBIALIS EMG
CHIN EMG
GG EMGFLOW

図8

神経筋疾患の REM 睡眠期の呼吸筋活動（文献 20 より引用改変）

神経筋疾患では REM 睡眠期にも胸鎖乳突筋（SM）の筋活動が継続していることがわかる。横隔膜筋力の低下に対する適応の 1 つと考えられている。なお、phasic REM では pseudo-central hypopnea を生じている。

100
95
90
85

SaO2

80
75
70
65
60
55

OSA のこともあれば pseudocentral events のこともある

STAGE

50
A
r
1
2
3
4
0：00 0：30 1：00 1：30 2：00 2：30 3：00 3：30 4：00 4：30 5：00 5：30 6：00 6：30 7:00
TIME（H：M）

図9

神経筋疾患の夜間 SpO2 モニターと睡眠ステージ（文献 21 より引用改変）

REM 睡眠に相当する期間に夜間低換気（nocturnal hypoventilation）と考えられる 30 分間以上続く持続性の SpO2 の低下が観察される。それに重畳するように一過性の SpO2 の低下が多発している。睡眠ポリグラフ（PSG）検査を行わなければ、閉塞性睡眠時無呼吸（OSA）によるものか pseudo-central hypopnea によるものかは鑑別ができない。この症例では、ほぼ pseudo-central hypopnea によるものと考えられた。

タイプを、閉塞性ではなく横隔膜性としてより正確にベントに寄与すると予想されるかもしれないが、真の分類できる（図 10） 。

閉塞性イベントはまれである。ALS では進行すると吸22）

球障害は、ALS、重症筋無力症、ポリオを含む多様

気筋力の低下に伴い吸気中の上気道にかかる陰圧の程な神経筋障害に認められる。球障害の存在は閉塞性イ

度が小さくなり、気道狭窄や閉塞をきたすだけの陰圧

November 30, 2020

137

Tsuboi TApseudocentral
hypopnea

図 10

pseudocentral
hypopnea‌REM 睡眠中の神経筋疾患（横隔神経麻痺）の呼吸イベント（pseudo-central hypopnea）（文献 22 より引用改変）

phasic REM に一致して胸部の動きが低下し、hypopnea を生じている。この症例のように胸部の動きが低下するケースが多いが、自験例の ALS などでは胸部・腹部ともに動きが低下する症例をよくみかける。

が発生しなくなることが知られている。ALS に関する研究では、球症状のある患者の 44％に低呼吸が見られたが、そのほとんどは閉塞性ではなく横隔膜筋力低下によるものとされた 22）。
睡眠中の呼吸管理に NIV が用いられることが多く、生命予後と睡眠の質を改善することが知られている。
ただし、拡張型心筋症などの心機能障害または重度の

表2

ALS の夜間睡眠時の呼吸イベント

・ALS 患者はさまざまなタイプの SDB を有する。全睡眠時間が低下し、睡眠の分断が多くなり、REM 睡眠が減少（消失）する。
・夜間の低換気と閉塞性睡眠時無呼吸（OSA）がよく観察される。なお、REM 睡眠期にも補助呼吸筋活動を保持する。
・SDB は、昼間の呼吸筋機能が正常な段階で、主として横隔膜の weakness に伴い、病期の早い段階で出現する。

球麻痺の存在下では NIV は注意して用いる必要がある 23）。NIV は、効果のないトリガー、オートトリガー、

さらなる低下による SpO2 低下（pseudo-central イベ

中枢性睡眠時無呼吸、声門閉鎖など、危険な呼吸イベント）が増えてくると考えられている。これらの鑑別

ントを引き起こすこともよくある。PSG 検査は、睡眠には PSG が必須となる 22）。

障害のイベントを正しく分類し、NIV によって引き起こされる呼吸イベントを特定し、NIV の設定を改善することにより、重要な診断および治療上の役割を果た
すⅤ．ALS での NIV などの換気補助
神経筋疾患の生存率はさまざまな支持療法により改善するが、中でも NIV などの換気補助が重要な役割を。

22）果たしている。この生存の改善は、デュシェンヌ型筋
3．ALS の夜間 SDB のまとめ
ALS の夜間睡眠時の呼吸イベントは表 2 のようにまとめられる。
ALS の夜間 SDB の病状の進行に伴う経時的変化も重要となる。病期の進行で注意することは、病初期はジストロフィーなどのゆっくりと進行する疾患と同様に、ALS などの急速に進行する神経筋疾患でも認められる 22）。
ALS において、NIV 導入による血液ガスの改善が報告されている（図 11）24）。

吸気筋力があるため、閉塞性睡眠時無呼吸（obstruc-

また、昼間の血液ガスで高 CO2 血症を呈していない

tive sleep apnea：OSA）による SpO2 低下の割合が多が夜間のみ低換気が観察されるレベルの軽症の ALS

いが、進行に伴い上気道の陰圧が弱まり OSA を生じ換気不全症例で、夜間の予防的な NIV が有効であるこなくなると、phasic REM に生じる補助呼吸筋活動のとも示唆されている（図 12）25）。

138

November 30, 2020

a）8

10
PaCO2 kPaa）11

Mean noctumal PaCO2 kPa

人工呼吸

9
8
7
6
5

Jpn J Respir Care Vol.37 No.2

7

6

5

b）14

b）8

13
Diumal PaCO2 kPa

12
PaO2 kPa

11
10
9
8
7

7

6

6
5

Pre-NIV

3-7 days

図 11

9-12
months525.3±12.7
months

Pre-NIV

On NIV

3 nights oﬀ

On NIVALS における NIV 導入による血液ガスの改善（文献 24 より引用改変）

長期 NIV により、約 2 年後まで PaO2 が上昇し、PaCO2 が低下した値を維持する。一時的に NIV を中断すると血液ガス所見は悪化し、再開で改善する。
B

Group 1 control
Group 2 NIV

1

TcCO2 kPa

0
−1
−2
−3
0

6

p＝NS
12
Months

18

24

20
0
−20
−40
−60
−80
−100

C

D

5
4
3
2
1
0
−1
−2
−3

16
14
12
10
8
6
4
2
0
−2
−4

Min SaO2 %SaO2 %−4

p＝NS

Percent time TcCO2 ＞6.5kPaA

p＝0.00506

p＝0.024
12
Months

図 12

18

24

p＝0.049p＝0.0310

612Months

18

p＝NS
0

6

24

p＝NS
12
Months1824

夜間睡眠時に低換気を有する ALS の長期 NIV の効果（文献 25 より引用改変）

夜間睡眠時に低換気を有し、昼間は CO2 が正常な神経筋疾患では、2 年以内に昼間の高 CO2 血症と随伴症状が出現してくる。昼間の高CO2 血症が出現する前に予防的に夜間の NIV を開始することは有益と考えられる。

November 30, 2020139

Tsuboi T

初期の研究では長期 NIV は球障害のある患者ではあまり有効ではないとされた

23）

が、最近の研究では球症状の有無にかかわらず睡眠と予後を有意に改善させした進行した ALS では、希望する症例では、TPPV が導入されることになる。生命予後の観点では、TPPV
は NIV より明らかに有効な換気方法といえる 28）。

ることが報告されている 26, 27）。

長期 NIV から TPPV への移行率は、国家により頻ALS が進行すると嚥下障害から誤嚥を生じやすくな度が異なる。日本 27％、仏国 5％、米国 3％と報告さ

り、NIV では有効な換気補助が困難となってくる。まれている 29）。また、著者の経験では、ある時点で NIV

た、呼吸筋力の低下がさらに進行すると NIV で可能を継続するより TPPV のほうが患者にとって楽になるなサポート圧では十分な換気が見込めなくなる。こうため、TPPV を希望する症例の場合には、TPPV への（A）（A）100

NIV

100
80

NIV
Standard
care

生存生
率存率

80
60

Standardcare
p＝0.0062
p＝0.0062

60
40
40
20
20
0
0 0
0

375

750

1125

1500（日）

375

750

1125

1500（日）（B）（B）100

NIV

100
80

NIV
StandardcareStandard care
p＝0.0059

生存生
率存率

生存生
率存率

80
60

（C）
100
（C）
100
80

p＝0.0059

60
40

NIV
NIV
Standard
care

80
60

Standard care
p＝0.92p＝0.92

60
40

40
20

40
20

20
0

20
0
375

750
1125
1500（日）
375
750
1125
0 0
375 図 13750
1125
1500
（日）
0
375
750
ALS における球症状の有無別の長期 NIV の有効性の差（文献 23 より引用改変） 1125

0 001500（日）1500（日）

1.0

1.0

0.8

0.8

0.6

Non-pulmonary diseases

0.4
0.2
0.0

Pulmonary diseases

020

Neuromuscular diseases

40 60 80 100 120 140 160
Time（months）from TIPPV

図 14

Cumulative survival

Cumulative survival

長期 NIV は ALS の生命予後を改善する（A）。球症状の有無でそれぞれ予後改善効果をみると、球症状のない ALS は長期 NIV で有意に予後が改善する（B）が、球症状のある ALS は予後の改善が得られていない（C）。

other diagnosis

0.6
0.4
ALS patients

0.2
0.0

COPD patients

020

40 60 80 100 120 140 160
Time（months）from TIPPVTPPV の効果―ALS、肺疾患、胸郭疾患の比較（文献 28 より引用改変）

神経筋疾患は肺疾患と比較し、長期 TPPV による生命予後の改善が望める。

140

November 30, 2020

人工呼吸

移行時期を逸さないよう注意する必要がある。

Ⅵ．NIV で生じる SDB―PSG の有用性 30, 31）
NIV は、主観的な睡眠の質とさまざまな睡眠構築な

Jpn J Respir Care Vol.37 No.2

1．中枢性無呼吸（central apnea）
NIV のモードを S-mode で用いるときなどに、一時的に過換気になり PaCO2 が低下すると、中枢性無呼吸（central apnea）を生じることがある（図 15）22）。

どの客観的な睡眠の質を改善することが知られている。
ただし、長期 NIV が有効な患者を選択することが重要

2．閉塞性無呼吸（obstructive apnea）

であることは勿論であるが、NIV 中に非同期・呼吸低

NIV 中に上気道の狭窄や閉塞を生じると閉塞性無呼下・閉塞性イベント・中枢性イベント・pseudo-central

吸（obstructive apnea）や低呼吸を生じることがある

hypopnea などが生じないような設定がなされている（図 16）32）。EPAP を増やすと上気道が開くことが多い。

かどうかも重要となる。これらの評価に NIV 機器ログ
データ、PtcCO2 モニターを併用する PSG を用いる必要がある。こうしたデータをもとに、より適切な NIVの設定を探っていくことになる。

30, 31）

PSG で判明する NIV 下の呼吸イベントをいくつか提示する。

3．Hypocapnia による声帯の閉鎖（狭窄）また、筋ジストロフィーの症例で最初に報告されたことであるが、NIV 下の過換気で PaCO2 が低下し、著しい呼吸性アルカローシスになると、生体防御反応として、声帯が閉じる現象が発生する。健常者でも同様の現象が観察される 33）。また、NIV 下の声帯閉塞す

図 15

NIV 中に生じた中枢性無呼吸（central apnea）（文献 22 より引用改変）

一時的にオートトリガーによる過換気で PaCO2 が低下すると、中枢性無呼吸（central apnea）を生じる。

Pressure

Flow

Thoracic belt
Abdominal
belt
SpO2

図 16

NIV 中に生じた閉塞性無呼吸（obstructive apnea）（文献 32 より引用改変）

NIV 中に上気道が閉塞するとマスク内圧が周期的に上昇していても閉塞性無呼吸（obstructive apnea）を生じる。胸部と腹部の動きが逆位相になっているのが上気道閉塞の証拠になる。

November 30, 2020

141

Tsuboi Tる現象は、CO2 付加で解除されることも報告されていも増悪する結果となる。そこで、フェイスマスクを鼻る

マスクに変更し、リップシールで口を塞ぐと、OSA が。

33）

ほぼ消失する。球症状のある ALS 症例ではフェイスマ
4．フロッピーエピグロティス（floppy epiglottis）

スクによる OSA の誘発を生じやすいと考えられるの

持続気道陽圧（continuous positive airway pressure：CPAP）あるいは NIV 中の呼気気道陽圧（expiratory
positive airway pressure：EPAP） や 吸 気 気 道 陽 圧で、とくに注意が必要である。

Ⅶ．PSG にもとづいた NIV 設定（inspiratory positive airway pressure：IPAP）で、軟

呼吸管理上、① OSA による SpO2 の低下と、② pha-

弱な喉頭蓋が尾側に押されて声帯を閉塞するイベント

sic REM に補助呼吸筋活動のさらなる低下で生じるが出現する。ALS や多系統萎縮症でよく観察される。

SpO2 の低下（pseudo-central hypopnea）を区別する

CPAP や NIV で気道内圧をかければかけるほど喉頭蓋必要がある。なぜなら、ALS の REM 睡眠期の低換気は声帯側に押し付けられ閉塞がより重度となるに重畳する短期間の SpO2 低下の原因により NIV 設定。

34）

変更が異なるためである。Phasic REM よる低呼吸5．フェイスマスク換気による舌の後方変位による上気道閉塞（pseudo-central hypopnea）が原因であれば、対策として IPAP↑ or backup 呼吸数↑が行われ、OSA が原

35）

神経筋疾患では鼻マスクによる NIV では開口してリークが大きくなるため有効な換気補助ができないこと因であれば EPAP↑で対応することになる 11）。PSG で判明する NIV 下の SDB の種類を表 3 に示す。

がよくある。近年では材質のよいフェイスマスクが作

また、ALS に対する NIV の設定に関して、通常のられるようになり、NIV 中の口を閉じられない症例を設定（US）と吸気筋努力を参考にした設定（PHYS）

対象に、神経筋疾患のみならず呼吸器疾患でも、フェを比較する研究がある 36）。2 つの方法で設定された、イスマスクが多用されるようになってきている。フェサポート圧（PSV）と EPAP（PEEPe）の比較を図 17

イスマスクでの NIV では、下顎を後方に押すと同時にに示す。

口腔にかかる IPAP などの圧力で、舌が後方に変位しまた、2 つの設定の睡眠データの比較から、低いて上気道を閉塞し、NIV 中に OSA を頻発する症例がEPAP を用いた、吸気筋努力を考慮した設定（PHYS）

少なからずある。このような症例では、NIV で上気道のほうがよい睡眠をもたらすことも判明した（表 4）。

の閉塞部位を開放するため、さらに高い EPAP や IPAP

神経筋疾患では、NIV の開始時の設定として EPAP をが選択されることが多いが、逆に、OSA の程度も頻度低めにすることが推奨される。その後、OSA 成分を有

表3

ALS を含む神経筋疾患に対する NIV 中の呼吸イベントと PSG 上の特徴的所見およびその対応方法（文献 11 より引用改変）

Sleep Disorder

CausesPolysomnographic Features

Resolution Options

Pseudo-central
eventsDiaphragm weakness, REM- Reduced chest relative to abdomen signal.
Back-up rate, increase IPAPrelated atonia
Positional variability：best sleep on the weaker EPAP gradient（pressure
side. Occurs in phasic REM.
support）

Hypoventilation

Low lung volumes, decreased PaCO2＞55mmHg for ＞10min, or a＞10-mmHg
increase in PaCO2 to ＞50mmHg for 10min.
ventilatory response to
Hypoxemia but no saw-tooth. Worse in REM.
hypercarbia from weakness
and/or hypercapnia

Increase IPAP-EPAP gradient（pressure support）

Obstructive sleep
apnea

Neurologic：pharyngeal
hypotonia or neuropathy,
bulbar symptoms
Anatomic/structural：macroglossia, low volumes

Increase the EPAP for
obstructive apneas
Increase IPAP for obstructive
hypopneas

Cheyne-Stokes/
High loop gain, heart failure
periodic breathing

142

November 30, 2020

Chest/abdomen signals in phase opposition,
snoring, flow limitation, arousals terminate
events.
Saw-tooth desaturations. Worse in the supine
position or in REM.

Proportional decrease in chest/abdomen signals. Treat heart failure.
Arousals at peak ventilation. Usually absent in Acclimation. Automatic
REM. Cycle≧40s in heart failure.
servoventilation.

人工呼吸

Jpn J Respir Care Vol.37 No.2

B 5.5
A 24
4.5

22

PEEPe（cmH2O）

PSV（cmH2O）

20
18
16
14
12
10

3.5

2.5

1.5

0.5

8
6

図 17

US

−0.5

PHYS

US

PHYS

‌ 常の設定（US）と吸気筋努力を参考にした設定（PHYS）における、サポート圧（PSV）と EPAP（PEEPe）の
通比較（文献 36 より引用改変）

吸気筋努力を参考にした設定（PHYS）では、神経筋疾患の EPAP（PEEPe）は 1.0cmH2O 以下となっている。神経筋疾患では高い
EPAP に抗して呼気を行うことの困難さが窺える。

表4‌通常の設定（US）と吸気筋努力を参考にした設定（PHYS）における PSG による
夜間睡眠状態の比較（文献 36 より引用改変）
US

PHYS

p Value

TST, min281.1±41.6

346.4±99.9n.s.

SE, % of TST

66.5±22.4

80.7±9.6

0.01

SWS, % of TST

17.7±9.81

25.1±10.8

n.s.

REM, % of TST

8.9±7.417.3±5.4＜0.05

Arousal index, events/h

29.9±17.2  16±12.6

0.01
＜0.05

ODI, events/h

27.5±25.2

8.2±8.5

SaO2, nadir, %67.8±14.3

85.5±4.5

TST90 , %31.3±29.8

7.2±9  

＜0.05

NREM ineffective efforts, events/h

62.5±75.1

15±20

＜0.05

0.0009吸気筋努力を参考にした設定（PHYS）のほうが、夜間の覚醒指数、SpO2 低下イベント数（ODI）、
最低 SpO2 値、低酸素下での睡眠時間などで有意に安全でよい睡眠が得られていた。

する症例では EPAP を増加させればよいと思う。

Ⅷ．さ い ご にない症例を多く経験してきた。何度も痛い目に遭い、神経筋疾患について初心に戻って勉強した。文献にあたると同時に、これまでに経験したさまざまな神経筋

ALS を中心に神経筋疾患の呼吸管理に関して解説し疾患患者の NIV 下の PSG データなどを読みかえした。

た。一般の呼吸器疾患（肺結核後遺症や COPD など）

今回、発表の機会をいただけたので、上記の経験を神と異なる解剖学的・生理学的特徴があるため、呼吸器

経筋疾患の呼吸管理としてまとめてみた。呼吸管理に科医や ICU などの救命救急医は、神経筋疾患の呼吸管かかわる医療者の方々に、少しでもお役立ていただけ理にあたっては細心の注意が必要と思われる。著者自れば幸いである。

身も、神経筋疾患の換気不全症例に対して、呼吸器疾患で培った呼吸管理手法を用いても、全く歯が立たた

本稿の著者には規定された COI はない。

November 30, 2020

143

Tsuboi T

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