人工呼吸◉解Jpn J Respir Care 2019；36：151-7説◉

食道内圧の測定方法

妙中浩紀・吉田健史・内山昭則・藤野裕士

キーワード：食道内圧，経肺圧，急性呼吸不全，自発呼吸

Ⅰ．は じ め に位の場合、背側がより高く、腹側がより低い）6）、Pesがどの肺領域の Ppl を表すのか不明である。周囲の食道内圧（esophageal pressure：Pes）測定は、胸膜臓器（例；心臓などの縦隔組織）が食道を直接圧迫圧（pleural pressure：Ppl）を低侵襲的にモニタリングすることによって、Pes は Ppl を過大評価しているする方法で、50 年以上の長きにわたり肺生理学・呼吸可能性も指摘されている 7）。

力学に関する研究で使用されてきた 1）。現在では、Pes③ Pes 測定には 2 つの方法が存在する測定を行うことによって、不均一な含気分布を呈する‌ Pes から経肺圧（transpulmonary pressure：PL）

傷害肺の肺メカニクスを患者ごとに評価できるようにを計算する際、2 つの異なる方法が存在する（測定なり、急性呼吸不全患者に対する人工呼吸管理法の個された Pes の絶対値にもとづく計算方法 8）と胸壁と別化治療が可能になってきた 2）。しかしながら、世界呼吸器系のエラスタンス比にもとづく方法 9, 10））
。し50 か国以上で行われた大規模観察研究－LUNG SAFE

かし、これら 2 つの計算方法はまったく異なる PL を

STUDY において、2014 年の時点で急性呼吸促迫症候算出することが示されており 11）、この計算値の矛盾群（acute respiratory distress syndrome：ARDS）患が Pes 測定の妥当性についても懸念を引き起こして者の 1％未満でしか Pes 測定が行われていないことがいる。

報告された 。

したがって、本稿ではベッドサイドにおける Pes 測3）

実臨床で Pes 測定が拡がらない理由を挙げる。

定の理解を深めるために、Pes 測定に関連する技術的、① Pes 測定の技術的要素生理学的および臨床的詳細を解説する。

‌ 本邦においては入手できる食道バルーン、Pes を表示できる人工呼吸器が限られているために、こうⅡ．実際の測定方法した人工呼吸器がない場合の Pes 測定方法が確立さ

Pes 測定値が正確に Ppl を反映するには、食道バルれていない。また Pes 測定の際、食道バルーンに注ーンを適切な位置に配置し、バルーンを適切な量の空入する適切な空気の量を認識する必要がある 4, 5）。こ気で膨らませる必要がある。以下にその技術的手法にうした測定技術に関する複雑さが導入の妨げになっ

ついて、最近の総説を参照して述べる 2, 12, 13）。ていると考えられる。
1．カテーテルの種類② Pes 値の信憑性‌ 重力方向に、Ppl の圧勾配が存在するため（仰臥大阪大学医学部附属病院

集中治療部

Pes を測定するための最も一般的な方法として、カテーテルに接続された、空気で充填される食道バルーンが使用される。第一世代の食道バルーンはカスタムメ

November 30, 2019151

Taenaka H, et al

イドで、主に研究目的に使用された。その後、この 10養チューブ類に加えて食道バルーンを使用することが年間で数種類の第 2 世代のバルーンが開発され、現在、可能である。

6 つの食道カテーテルが市販、臨床で使用されている（図 1）。ただし、日本で市販されているものは Smart

3．食道バルーンの空気量

Cath（Avea SmartCath；Carefusion、米国）と Smart

空気充填量が少ないバルーンは Pes を正しく伝達せCathG（Avea SmartCath nasogastric pressure；Carefu-ず、Ppl を過小評価する。空気充填量が多いバルーンはsion、米国）のみである。

食道壁の弾性による圧が上昇するため Pes は Ppl を過大評価する 1）。そのため、食道壁の弾性力を発生させ

2．挿入方法ない最小の容量、つまり Minimal non stress volume

すべての種類の食道バルーンは、まず三方活栓に接で膨らませることが重要である。適切な充填量は、食続して虚脱させた後、経鼻的に（約 55cm）または経口道バルーンの形状や材質によって異なり、市販の各カ的に（約 40cm）胃内まで挿入し、最小の推奨容量－テーテルにおける値は、Mojoli らの研究で評価されてminimal non-stress volume で膨らませる（後述）。食いる 4）。各食道バルーンにおける minimal non stress

道バルーンが胃内にあるかどうかは、腹壁を愛護的にvolume は表 1 の通りである。食道カテーテルを挿入す用手圧迫した際に、圧曲線が正に振れることによってる前に、適切な minimal non stress volume を確認する

確認できる。次に、圧曲線上に心臓のアーチファクトことが推奨される。

が現れるまでバルーンを引き抜く。これにより圧力測定部位（バルーン）が食道下部 3 分の 1－Pes の至適測4．位置とキャリブレーション定部位にあることが分かる 。なお、経鼻胃管が留置

食道バルーンの位置の検証方法は自発呼吸の有無にされている場合でも Pes の測定に大きな影響を与えなより 2 通りある。自発呼吸がある患者の場合には、呼いことが報告されており気終末に気道を閉塞させ、吸気努力中の気道内圧（air-1）、すでに挿入されている栄14）

way pressure：Paw）と Pes の変化の割合をみる（Baydur test）15）。自発呼吸がない患者の場合には、呼気ポーズ中に胸骨を圧迫し Paw と Pes の変化の割合をみる（positive pressure occlusion test）16）。気道閉塞時および呼気ポーズ時、肺容積が一定のため（ガスの流入・流出がない）、PL も一定である。したがって、Pes がPpl を正確には反映しているのであれば、Paw の変化（ΔPaw）と Pes の変化（ΔPes）は、ほぼ同じになる 15）。
すなわちΔPes/ΔPaw 比が 1.0±0.2 の範囲内であれば、
図1

Pes が Ppl を正確に反映していると考えられている。範

食道内圧カテーテル

本邦で使用可能な食道内圧カテーテル SmartCath（Carefusion、米国；許可を得て掲載）。

表1

囲外の場合、Pes は Ppl を正しく反映しないので、食道バルーンの位置を修正すべきであり、バルーンの容各食道バルーンにおける minimal non stress volume（文献 4 をもとに作成）
種類

Cooper（Cooper Surgical, Trumbull, CT, USA）

0.8

Marquat（Marquat Genie Biomedical, Boissy-Saint-Léger Cedex, France）

1.3

Microtek（Microtek, Zutphen, The Netherlands）

2.0

NutriVent（NutriVent, Sidam, San Giacomo Roncole, Mirandola, Modena, Italy）

1.3

SmartCath（Avea SmartCath, Carefusion, San Diego, CA, USA）※1.3

SmartCathG（Avea SmartCath nasogastric pressure, Carefusion, San Diego, CA, USA）※1.0※本邦で入手可能、アイ・エム・アイ社が代理店

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Volume（mL）

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人工呼吸Jpn J Respir Care Vol.36 No.2がある。人工呼吸器本体の専用ポートに食道カテーテ

積も再確認する必要がある 1, 17）。

ルを接続する。Pes、Paw とそれらから算出された PL
5．モニタリング方法を同時に画面表示することが可能である。

食道バルーンは、専用のモニター装置、人工呼吸器

2）圧トランスデューサーに接続する場合付属の圧力ポート、または生体情報モニターの圧力ト

上述の人工呼吸器がない場合、生体情報モニターのランスデューサーに接続しモニタリングできる。実際

圧力トランスデューサーを用いて、Pes を表示するこに（本邦の）臨床でどうやって画面に出すか、その方とができる。食道カテーテルのモニター接続部を切断法を以下に紹介する。

して（SmartCath の場合）静脈留置用カテーテルを挟1）人工呼吸器のポートに接続し画面に表示する場合

んで圧ラインに接続することで、生体情報モニター画本邦で使用でき、食道カテーテルを接続可能な人工面に Pes を表示できる。Pes 専用のパラメーターは存

呼吸器は AVEA TM ventilator（Vyaire Medical、米国）

在しないので、モジュールのパラメーターは実際に計と HAMILTON-G5（HAMILTON MEDICAL、スイス）

測していないものを選択する（図 2、図 3・4）。

経鼻的に（約 55 cm）または経口的に（約 40 cm）胃内まで挿入
圧ラインに接続し（図 3）、圧力トランスデューサーを用いて生体モニター画面に食道内圧を表示（図 4）
最小の推奨容量で膨らませる（表 1）
腹壁を愛護的に用手圧迫した際に、圧曲線が正に振れることによって確認
圧曲線上に心臓のアーチファクトが現れるまでバルーンを引き抜く

自発呼吸の有無有り

無し

Baydur test

positive pressure occlusion testΔPes/ΔPaw 比が 1.0±0.2

範囲外

位置再調節

範囲内
計測開始

図2

実際の手順

16G 静脈留置用カテーテル
もしくは 18G 針を挿入し糸で固定した上で接続する

圧ラインを接続する（水で満たす必要はない）

図3

食道内圧カテーテルと圧ラインの接続方法

SmartCathG（Avea SmartCath nasogastric pressure；Carefusion、米国）を使用

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Taenaka H, et alばならない。
したがって、ΔPpl＝ΔPaw×（ECW/ERS）は、Ppl＝Paw×（ECW/ERS）として計算できる結果、PL は次のように表される。
PL＝Paw－Paw×ECW/ERS
ERS＝ΔPaw/ΔVT、ECW＝ΔPes/ΔVT なので ECW/ERS＝ΔPes/ΔPaw となり、
図4

PL＝Paw－Paw×ΔPes/ΔPaw

食道内圧を生体モニターに表示

図中枠内（P4）に食道内圧を表示している。

で計算することができる。
最近の基礎研究（ブタ ARDS モデルと献体）により、Pes の絶対値は、心臓など縦隔の重さの影響を受けず、Ⅲ．Pes 測定の臨床的意義食道バルーンに隣接する肺局所の Ppl（中間肺～背側1．PL：肺に対するストレスの推定領域）を正確に反映することが明らかになった 14, 15）。

人工呼吸器が呼吸器系に作用する圧－気道内圧（Paw）

ARDS では、無気肺は中間肺～背側肺領域で優位に認は、肺を膨らませるための PL と胸壁を動かすためのめる。背側無気肺を防ぐために、呼気時の Pes 絶対値

Ppl の 2 つの要素に分けられる。PL は次のように計算から計算された呼気 PL を陽圧にするような呼気終末される。

陽圧（PEEP）を設定することは理にかなっている。
Talmor らは、肺胞の虚脱を防ぐためには、呼気 PL を

PL＝Paw－Ppl
Ppl すなわち PL の計算方法には 2 つの方法が提唱さ0 以上にするような PEEP が必要という仮説のもと、れており、直接測定された Pes の絶対値から求める方単一施設でのランダム化比較試験（randomized con-法 、または気道プラトー圧および胸壁の呼吸器系にtrolled trial：RCT）を行った。結果、呼気 PL を 0 以対するエラスタンス比を使用して求める方法 9, 10）があ上に保つよう PEEP を付加した群のほうが、酸素化能る。の改善、呼吸器系コンプライアンスの改善を認めた 8）。

8）さらに 2 群で死亡率や人工呼吸器不要日数をアウトカ

1）Pes の絶対値を使用する方法

Pes の絶対値は Ppl を正確に反映していると仮定しているため、PL は次のように直接計算される 。
8）

PL＝Paw－Pes

用いた群でレスキュー治療が少ない結果となった 18）。
また、エラスタンス比から計算された吸気の PL は、

2）胸壁の呼吸器系に対するエラスタンス比を使用する

腹側肺領域の PL を反映していることも明らかになった。これは、前述の想定を満たす肺領域が腹側領域で方法

2 つめの方法は、呼吸器系と胸壁のエラスタンス比にもとづいている

ムとした EPVENT2 では有意差がなかったが、Pes を。この方法には 2 つの仮定があ9, 10）あるためと考えられる（例；PEEP 0 の時［機能的肺容量］、腹側肺領域が Ppl 0 に最も近く、背側にいくにしたがい Ppl は 0 以上となる）。したがって、エラスタる。
①‌胸壁の呼吸器系に対するエラスタンス比（ECW/ERS）

ンス比から計算された吸気 PL は、人工呼吸器関連肺は、どの呼気肺容量から計算しても一定（例；PEEP傷害（ventilator-associated lung injury：VALI）を最0［機能的残気量］からプラトー圧で計算されるエも受けやすい、いわゆる baby lung の局所的な PL を

ラスタンス比は、PEEP 10［機能的肺容量以上の反映しているため、VALI を最小限にするための新た呼気肺容量］からプラトー圧で計算されるエラスなターゲットになる可能性がある 19）。

タンス比は等しい）。

まとめると、中間肺～背側肺領域の肺胞虚脱を防ぐ②‌機能的残気量で Ppl＝0 であること。機能的残気量ためには Pes の絶対値にもとづく呼気 PL、腹側肺領域

では、肺は拡張も虚脱もしていないので、PL＝0の吸気過膨張を防ぐためにはエラスタンス比にもとづでなければならない。Paw＝0（機能的残気量）でく吸気 PL を使用することがよいと思われる（図 5）。

ある時に、PL＝0 であるためには Ppl＝0 でなけれ

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人工呼吸

胸骨心臓

胸

腹側肺領域

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膜腹側肺領域
エラスタンス比から求める方法

圧気管食道

勾配

中間肺〜背側肺領域
絶対値から求める方法

背側肺領域肺図5

肺領域と経肺圧の計算方法（文献 19 をもとに作成）

2．自発呼吸関連肺傷害の早期発見ている 2）。

ARDS 患者では自発呼吸の温存が推奨されている 3, 20）。
これは、自発呼吸を温存したほうが、酸素化が良好で2）患者と人工呼吸器との相互作用、不同調は肺損傷を悪化させる可能性がある。
「Double。

triggering」とは、1 回目の吸気の後に非常に短い呼気

しかし、ARDS が重症な場合や自発呼吸努力が強く、に続いて 2 回目の吸気が起こる現象であり 29）、一回換

人工呼吸器と同調していない場合には、自発呼吸が肺気量（tidal volume：VT）が 2 倍近くに増加するため傷害をさらに悪化させる可能性がある。この肺傷害は有害であると考えられている。Double triggering は、自己傷害型－自発呼吸関連肺傷害（patient self-inflicted

より強い自発呼吸を有する患者で起こりやすいことがlung injury：P-SILI）と呼ばれている。自発呼吸努

知られている 30）。さらに人工呼吸器装着患者 50 人の力が強い患者はとくに予後が悪く 24）、Pes を用いて呼データによると、不同調が多く求められる患者の死亡

吸努力の程度を測定することで、P-SILI のリスクを最率はより高いことが示された 31）。通常の人工呼吸器グ小限にする可能性がある。

ラフィックからの情報－気道内圧（Paw）とフローだ横隔膜萎縮のリスクが軽減されているためである

20）

21, 22）23）

けでは、不同調の多くをマスクしてしまうが、Pes を

1）局所肺に対するストレスの増加

正常肺では、横隔膜収縮で発生した陰圧の Ppl は背側肺領域から胸膜表面全体に速やかに伝達される。対25）

用いることで不同調をより検出することができる可能性がある。

照的に、重度 ARDS では、横隔膜収縮で発生した陰圧

3）肺血管拡張圧の推定の Ppl は背側肺領域に存在する無気肺によって、その圧血管壁を伸展する力は経血管圧（transvascular pres-伝達が障害される結果、背側肺領域に局在化する。

26, 27）ゆえに背側肺領域に局在化したより大きな陰圧の Ppl
は他の肺領域、たとえば腹側肺領域から空気を吸い込むことにより、背側肺領域に局所的な過伸展を引き起こす（これはペンデルフト現象と呼ばれる）。

26 ～ 28）sure）と呼ばれ、血管の内側と外側の圧力の差によって決定される 32）。
経血管圧＝血管内圧－血管周囲圧
経血管圧の増加は血管内容積の増加を示唆し、胸腔内の経血管圧は肺血管の伸展圧の推定に使用することしたがって、自発呼吸努力は P-SILI を最小限にするができる。胸腔内の血管（たとえば中心静脈圧、肺動ために適度に維持されるべきであり、自発呼吸努力の脈楔入圧など）の周囲圧は、Ppl であるために、Pes である ARDS 患者の Pes をモニタリングすることが強く代用することができる 33, 34）。胸腔内の血行力学を解釈推奨される 2）。呼吸筋による圧力（inspiratory muscleする際には、Pes による Ppl の測定は肺血管伸展圧をpressure：Pmus）は、胸壁の静的弾性圧（recoil pres-より正確に反映できる可能性がある（表 2）。

sure of the chest wall：Pcw, rel）と Pes の振幅の差として計算され（Pmus＝Pcw, rel－Pes）、我々の最近のⅣ．結論

レビューでは、自発呼吸努力をしている ARDS 患者で

Pes 測定は複雑なテクニックではなく、その原理とは、Pmus を 5 ～ 10cmH2O に制限することが提案され測定手順を理解すれば、不均一な含気分布を呈する傷

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表2
臨床状況

食道内圧測定の臨床的意義

Pes による指標

意義

推奨値・対処法

ΔPL

肺実質へのストレスの評価

ARDS 患者で 10 ～ 12cmH2O 以下

吸気終末 PL

肺実質へのストレスの評価

ARDS 患者で 20 ～ 25cmH2O 以下

呼気終末 PL

0 以下では肺胞の虚脱を示唆 ARDS 患者で 0cmH2O 以上

PTPes

呼吸努力の評価

正常値：100cmH2O s min－1 前後

自発呼吸努力の評価 Pmus

呼吸努力の評価

正常値：5 ～ 10cmH2O

呼吸努力の評価

正常値：0.35 ～ 2.4J min－1

経肺圧の推定Work of breathing

不同調の検出経壁血管圧の推定

人工呼吸器による受動換気後に散在性リバーストリガーの検出に Pes が負に振れる

筋弛緩もしくは鎮静の調整

人工呼吸器の加圧を伴わずに Pes が負無効な吸気努力に振れる

PEEP や PS の調整、NAVA 考慮

人工呼吸器の吸気時間より長い Pes のダブルトリガーの検出
吸気時間吸気時間を増やす、NAVA や PAV 考慮、アシドーシスや脳症の除外

人工呼吸器の加圧の前に Pes が負に振オートトリガーの検出れない

リーク、トリガー設定、回路内の水分の確認、鎮静の減量考慮

CVP-Pes や PAOP-Pes

CVP や PAOP を算出し volume status を評価

経壁血管圧の推定

Pes：esophageal pressure、PL：transpulmonary pressure、PTP：pressure time products、Pmus：inspiratory muscle pressure、
CVP：central venous pressure、PAOP：pulmonary artery occlusion pressure、ARDS：acute respiratory distress syndrome

害肺をより正確にベッドサイドで評価できるモニタリングである。VALI や P-SILI のリスクを最小限にできる可能性があり、臨床的に有用なモニタリングと思われる。

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