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特 集 進化した呼吸管理

Topics 3
Adaptive servoventilation

加藤隆生a/ 成井浩司b,c/ 葛西隆敏a～c

要旨：Adaptive servoventilation（ASV）は，慢性心不全に合併するCheyne-Stokes 呼吸（CSR）を特異的に治療する非侵襲的陽圧換気療法として開発されたものである．慢性心不全患者において ASV はCSR のみならず閉塞性睡眠時無呼吸を含む睡眠呼吸障害を抑制し，心機能障害を改善することが報告されている．現在，ASV は重要な心不全治療のひとつのオプションとして循環器領域で世界的に普及している．さらに最近では，ASV は慢性心不全の睡眠呼吸障害以外の病態やさまざまな状況下でも使用されるようになってきた．ここでは，ASV の詳細，報告された数々の効果，さらには今後のポテンシャルについて述べる．
キーワード：心不全，睡眠呼吸障害，チェーンストークス呼吸，閉塞性睡眠時無呼吸，複合型睡眠時無呼吸症候群
Heart failure, Sleep-disordered breathing,
Cheyne-Stokes respiration, Obstructive sleep apnea,
Complex sleep apnea syndrome

連絡先：葛西 隆敏〒113‑8421 東京都文京区本郷 2‑1‑1ａ

順天堂大学大学院医学研究科循環器内科学ｂ

同ｃ

循環呼吸睡眠医学講座

国家公務員共済組合連合会虎の門病院睡眠センター（E-mail: tkasai@juntendo.ac.jp）

特集

進化した呼吸管理759

bi-level PAP）などに比べ有意に効果的であることが報はじめに告されている1）．その後ヨーロッパを中心に，ASV による CSR の抑制に基づく心不全自体の改善効果を検証す

睡眠呼吸障害（sleep disordered breathing：SDB），特る無作為化比較試験が散発的に行われ，その可能性が示に上気道閉塞に起因する閉塞性睡眠時無呼吸（obstruc-されてきたが，我が国では 2006 年から ASV が臨床の現tive sleep apnea：OSA）に対しては経鼻マスクを介した場に導入された．その後，海外だけでなく我が国でも持続気道陽圧（continuous positive airway pressure：

ASV に関してのさまざまな臨床研究が報告され，心不全CPAP）の高い有用性が知られており，我が国でも広くに合併した CSR の治療としてだけでなく，さまざまな病普及してきている．SDB に関しては，近年，慢性心不全態や局面で応用されるようになってきている．ここで患者で高頻度に合併し，予後悪化因子となりうることがは，ASV についての基本的な解説とこれまで報告されたたびたび話題となっており，SDB への治療が慢性心不全慢性心不全に合併した CSR に対する有用性とともに，その状態や予後が改善する可能性が示されていることかのほかの病態，局面での応用などを述べることとする．

ら，心不全治療の一つになるのではと循環器領域において注目を集めている1）．慢性心不全に合併する SDB には，OSA に加えて，心不全そのものが原因で起こると考えら

ASV とはれているチェーンストークス呼吸（Cheyne-Stokes respiration：CSR）がある．これは一般的に，中枢性無呼吸

ASV は前述のように慢性心不全に伴う CSR に対する

低呼吸と換気量が漸増漸減するパターンの過呼吸を周期専用の NPPV として開発され，2001 年に初めて論文とし的に繰り返す周期性異常呼吸であり，慢性心不全では中て報告された1）．現在のところ在宅用の NPPV 専用機種

枢性睡眠時無呼吸（central sleep apnea：CSA）がこのでのみ使用可能なモードであり，これまでの NPPV のよ

CSR パターンで認められることがほとんどであること

うに鼻マスク，鼻口マスクなどのインターフェイスを介から，心不全では CSA と CSR は同義で扱われることがして，bi-level PAP と同様に吸気時気道陽圧（inspiratory多い．この CSR に対して，上気道閉塞が主な原因ではな

positive airway pressure：IPAP）と呼気時気道陽圧

いもののおそらく胸腔内圧を上げることで心負荷を軽減（expiratory positive airway pressure：EPAP）を供給し，するという機序を介して，CPAP が有効（呼吸状態の正無呼吸時には必要に応じてバックアップ換気を行うもの

常化に関して）であることが古くから知られている．2005

である．直近のフローもしくは換気量をモニタリングし年に報告された Canadian Continuous Positive Airwayて患者の呼吸状態を評価し，それに応じて IPAP を変化

Pressure for Patients with Central Sleep Apnea andさせ，IPAP と EPAP の差である pressure support が 1

Heart Failure（CANPAP）試験では，このような慢性心呼吸ごとに自動調節される（図 1）．CSR における CSA不全患者の CSR への CPAP 予後に対する有効性が検討の際には，バックアップ換気を行うがこのタイミングなされたが，結果として予後改善効果は認められなかっども自動調節される．さらには呼吸のフローパターンをた1）．後の追加解析で，CPAP では CSR が抑制しきれな学習して患者の呼吸に同調し，自然呼吸に近いなめらかい症例（non-responder）が約 50％認められ，CPAP 治な波形のサポート圧を供給する機種もある．慢性心不全療群の中で non-responder の予後は悪く，抑制された症患者では CSR のみならず，OSA が同時に合併すること例（responder）では予後がよいという違いが出ており，もまれではないが，OSA の主因である上気道閉塞が解除

このことが結果に影響したことが報告された ．CPAP でされていることが ASV で自動調節される pressure sup-抑制されない CSR に関しては以前から報告されており，port を有効に機能させるうえで重要であり，上気道を開この CANPAP 試験の結果が報告される以前から，CSR存しうる EPAP の設定が鍵となる．したがって，最近での呼吸パターンを正常化するための非侵襲的陽圧呼吸療

は OSA の治療として用いられ，上気道の状態を検知し法（non-invasive positive airway pressure：NPPV）とて供給する圧を可変させるオート CPAP のアルゴリズ

して adaptive servo ventilation（ASV）の開発が行われムが応用され，オート EPAP の機能が備わっている機種ており，2001 年には，CSR の抑制に関して，CPAP や従が主流になっている．

1）

来の二層性気道陽圧（bi-level positive airway pressure：760

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日呼吸誌

3（6），2014

図 1 ASV の PS 調節のアルゴリズム．直近のフローもしくは換気量をモニタリングして患者の呼吸状態を評価し，それに応じて吸気時気道陽圧（inspiratory positive airway pressure：IPAP）レベルは最大（IPAP max）から最小（IPAP min）まで可変で，IPAP と呼気時気道陽圧（expiratory positive airway pressure：EPAP）の差である pressure support（PS）が1 呼吸ごとに自動調節される．

ASV による治療が考慮される病態・局面が，今後の改定で ASV 独自の診療報酬が定められることが期待されている．慢性心不全の CSR や SDB に対す
る ASV の有効性，Comp SAS に対する有効性，心不全や呼吸不全における可能性については後述する．

ASV による治療が考慮される病態・局面としては，第これら以外で効果が報告されている病態・局面とし一に慢性心不全に合併した CSR があげられるが，最近はて，海外から特発性 CSR やオピオイドによる CSA などOSA も含む SDB 全体でも有用である可能性が報告されでも ASV が有効であることを示す報告がなされているており，我が国とアメリカ合衆国以外では慢性心不全患が2）3），我が国ではこれらに対して ASV を使用すること者における CSR もしくは SDB 全体の治療として使用さは，前述の保険適応の問題や患者数が少ないこともありれている．アメリカ合衆国では心不全の SDB に対してほとんどない．我が国の循環器領域では，小型で携帯型は基本的に使用が認められておらず，後述する複合型睡の電源を使用して使用しながら持ち運びもできるため救眠時無呼吸症候群（complex sleep apnea syndrome：急外来やそこから集中治療室への移動などでの使用4），Comp SAS）が主な適応となっている．我が国において患者の呼吸状態に同期しやすい可能性もあるということ

は，適応基準が明確でなかったため，NPPV として従来で NPPV の代わりに急性心不全に使用している施設もの在宅 bi-level PAP と同じように呼吸不全で使用されたあるようだが，エビデンスが確立しておらず急性期専用り，これまでのデータに基づき心不全の CSR に対し使用の NPPV デバイスのほうが患者の呼吸状態のモニターされたり，心不全の治療として，気道陽圧を加え心臓負などに優れていることから，急性期専用の NPPV デバイ

荷減少を目的として SDB の存在の有無を問わず使用さスが使用できない場合での使用にとどまっている．まれてきた．2014 年の診療報酬改定やそれに対する疑義解

た，心房細動に対するカテーテル焼灼術の際に，静脈麻釈などで保険適応として条件がつけられ，SDB のうち無酔に関連して呼吸状態が乱れるケースがあり，乱れた呼呼吸低呼吸指数（apnea-hypopnea index：AHI）≧20 で，吸運動（特に OSA がある症例での無呼吸直後の大きなNYHA クラス III 以上の CSR を合併した心不全に対し呼吸時など）に関連して焼灼用のカテーテルの先端の位て，CPAP の指導管理料＋在宅人工呼吸器機器加算とい置がずれることもあり，これによる焼灼の不成功が起こう診療報酬のカテゴリーを暫定的に用いることになったることが懸念される．そのため，換気量が一定になるよ特集

進化した呼吸管理

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うに自動調節する ASV を用いて，胸郭運動の振幅をあは CANPAP 試験までの間に慢性心不全に合併する CSRる程度一定に保ち，焼灼用のカテーテルの安定性を向上を軽減し，数ヶ月間の使用にて神経体液性因子の低下やさせ，手技の安全性，確実性などを向上させようという左室駆出率の改善をもたらしたことなどが報告されておデータが我が国から報告されている5）．これも一般化すり1），最近の我が国からの小規模の無作為化比較試験のるには今後のデータの蓄積が必要である．

結果では，non-responder を対象に CPAP モードの ASVで継続するか，ASV モードで使用するかの 2 群に割り付

チェーンストークス呼吸（CSR）および中枢性睡眠時無呼吸（CSA）

け 3ヶ月後の左室駆出率の変化を比較したところ，ASVモードで使用した群でのみ左室駆出率の改善や神経体液性因子の改善などを認めている6）．2010 年ころからは，慢性心不全に合併する SDB 全体（OSA と CSR を混在する症例）を対象にして，ASV の効果を調べた研究が報告さ慢性心不全患者の 50％程度に SDB が存在するといわれ，左室駆出率の増加や神経体液性因子の改善などが報れている．一般的には自覚症状の有無に関わらず AHI

告されている1）．このような小規模の心機能自体に対す≧5 であれば SDB と定義され，閉塞型呼吸イベントが優る短期的ベネフィットの再現性と，より長期での予後の位であれば OSA，中枢型呼吸イベントが優位であれば改善に寄与するか否かを検証するために，現在，慢性心CSA と分類される．前述のように心不全では CSA は不全に合併した SDB への ASV による長期予後改善効果

CSR パターンをとることがほとんどであり，同義としてを検証する複数の大規模臨床試験が海外の施設で進行中扱う．

であり，その結果によっては慢性心不全の SDB に対して

OSA では，非心不全と同様に CPAP による治療が主は ASV が標準的治療となる可能性がある．

流であるが，CSA 特に CSR への治療においても CPAP
は胸腔内圧を陽圧化し静脈還流量を減少させ，心臓前後負荷を軽減させて肺うっ血の軽減をきたし，CSR 自体の治療となりうることが知られている1）．ただしこの効果

複合型睡眠時無呼吸症候群（Comp SAS）が得られるのは CSR を呈する慢性心不全患者の約半数であり（responder），残りの半数では中等度以上の CSR

OSA が主体と診断された患者の CPAP 治療時に CSAが残存する（non-responder）1）．しかしながら，これまでが生じてくる現象を Comp SAS という．CPAP タイトのいくつかの小規模の研究において，CSR を伴う慢性心レーション時や耳鼻科領域の術後に生じることは知られ不全患者に対し数ヶ月間 CPAP 治療を行うと，AHI の低ていたが，海外の OSA 患者の 15〜25％程度，日本の下に加え，左室駆出率が改善し，さらに長期間フォローOSA 患者の 5％程度にみられることが報告されている．

を行った単施設での小規模無作為化比較試験では，CPAPAHI，覚醒指数，最適 CPAP が高いことなどが発生リスを適切に使用した場合予後も改善すると報告されていクにあげられ，循環器疾患患者に多いという報告もある1）．他方，CSR 合併の慢性心不全患者に対する CPAPる7）．

による予後改善効果を検証した無作為化比較試験であるComp SAS の発生機序については明らかになってはい

CANPAP 試験では，前述のような CPAP による有効性ないが，CPAP 開始後数ヶ月で睡眠検査などにより再検を示すことはできずに終わった1）．その後の CANPAP 試

査すると，多くの患者で CSA が軽減または消失し Comp

験の追加解析にて効果が得られなかった理由として，SAS の状態ではなくなることが指摘されており，CPAP

CPAP 介入群における約半数の症例での CSR の残存が開始に伴う急激な肺の伸展に対する神経反射による中枢あげられている．つまり，CPAP 介入群のうち respond-性の呼吸抑制などが一因である可能性が考えられていer では，対照群と比べて有意に予後がよかったものの，る．また心不全など，もともと CSR のような周期性異常

non-responder では対照群と同様かさらに悪いという結呼吸があり，上気道の狭小化も同時に存在する場合，現果であった ．このことから，より多くの症例で残存す状の睡眠検査の解析に基づくと周期性のある OSA と判る呼吸イベントをさらに抑制しうる ASV が今後の可能断され，CPAP で上気道が開存し保たれるため，OSA の性を秘める治療として脚光を浴びるようになった．ASV

コンポーネントは激減し CSA コンポーネントが顕在化

1）

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日呼吸誌

し Comp SAS の状態になることもある．

3（6），2014の SDB 症例でも左室駆出率の改善などが得られることComp SAS の治療としては，前述のようにアメリカ合が報告されている．それと同時に行われた，慢性心不全

衆国では ASV が適応とされ，それを支持するデータが患者全体に対する ASV 介入による左室駆出率への効果報告されているが8），我が国では保険適応として使用すを検証する多施設無作為化比較試験である Randomizedることは困難であること，多くの症例で CPAP のみの治

Controlled Study of Adaptive-servo Ventilator in Pa-

療により，数ヶ月の間に CSA が消失することから，

tients with Congestive Heart Failure; Comfirmatory

CPAP 治療のみで経過をみていくことが一般的である．

Trial of Eﬃcacy on Cardiac Function（SAVIOR-C）試験

しかしながら，長期間観察しても Comp SAS が改善しなの結果が 2015 年春ころに発表予定であり，その結果にい症例で，特に Comp SAS に関連する自覚症状があるよ

よっては心不全自体の治療としての ASV の位置づけがうな症例では ASV を考慮することも必要である．どの高まる可能性がある．

ようなタイプの患者で CPAP のみで改善するのか，またまた，我が国では呼吸不全に対しても ASV が使用さどれくらいの期間経過観察すると治療効果判断できるのれていることがしばしばある．基本的に ASV は，無呼かは現時点では不明である．

吸，過換気という相反する呼吸状態をその間の一定の換気量になるように調節するものであり，直近の患者の呼心不全，呼吸不全への応用

吸状態からターゲットとなる換気量を定めて一定になるように pressure support などを調整する．したがって，
もともと呼吸が弱く換気不十分で（呼吸不全）高炭酸ガSDB の合併がない慢性心不全患者において，ASV やス血症を呈している症例では，換気量が思ったほど増加

CPAP を行うことが有効かどうかについはさらなる検討しないということがあり注意が必要である．一方で急激が必要であるが，小規模の単一施設内で行われた無作為な換気の亢進による炭酸ガスレベルの急激な低下も問題

化比較試験のサブ解析では CSR のない（もしくは非常にとなることがあり，そのような場合で ASV のほうがよ軽症な）慢性心不全に対する CPAP 治療による長期予後り有効である可能性もある．また，現在のところ bi-levelの改善は認めておらず，これまではこのような症例で慢PAP でバックアップ換気を負荷できる装置で EPAP が性期に在宅で気道陽圧療法が検討されることはなかっ

オート調節されるものは ASV のみであり，上気道の狭た ．しかしながら，在宅管理できるレベルではあるが小化・閉塞などの解除に重きをおきオート調節をしたい

肺うっ血が慢性的に存在し肺動脈楔入圧が比較的高い状症例などで使用されることもある．

9）態で推移している慢性心不全患者や，急激なうっ血の悪化に伴い再入院を繰り返す症例などでは，気道陽圧療法によって利益が得られると考えられるケースをしばしばおわりに経験する．過去の研究で CPAP による効果が得られなかったこと，我が国の ASV の適応基準が明確でなかっ慢性心不全に合併する SDB の治療，特に CSR の治療たことなどから，このような症例で ASV を入院中からに対しては ASV の効果が確立しているといっても過言在宅まで継続的に使用するという試みがなされた．これではない．しかしながら，CPAP でも 50％程度の症例では，CSR の基準を満たさないような不規則な呼吸状態がは AHI を十分に軽減し，予後もよい可能性があること

心不全症例では認められることもあり，CPAP では困難

（CANPAP 試験の結果から），機器自体のコストが CPAPであるが ASV ではこのような不規則な呼吸を一定に保よりかなりかかることから，現状では，CPAP を第一選ち，換気量を一定化することで，交感神経活性の過度な択にして，non-responder では ASV にするという形が望活性化を抑えることにつながる可能性が示されたことにましい．また，それ以外の使用方法に関してもエビデンも起因する ．これに関しては，我が国で行われた ASVスレベルの高いデータがまだまだ少ないため，よい装置使用患者の多施設後ろ向き調査 Retrospective Cohort

であることは理解されているが，使用はまだ限定的であStudy on Effects of Adaptive-Servo Ventilator in Pa-

る．今後のデータの蓄積，特に慢性心不全の SDB の治療

tients with Congestive Heart Failure―Real Worldに関しては大規模無作為化比較試験の結果によって適正Study―（SAVIOR-R）などで非 SDB もしくはごく軽症使用が確立し，ベネフィットに見合うようなコストにな10）

特集ることが今後の使用拡大にとって必要である．

進化した呼吸管理763

during pulmonary vein isolation. Europace 2013; 15:951‑6.

隆敏；寄付

6）Kasai T, et al. Adaptive servo-ventilation in cardiac

講座（帝人ファーマ，フクダ電子，フィリップス・レスピロ

function and neurohormonal status in patients withニクス）．他は本論文発表内容に関して特に申告なし．

heart failure and central sleep apnea nonresponsive

著者の COI（conﬂicts of interest）開示：葛西

引用文献
1）Kasai T. Sleep apnea and heart failure. J Cardiol
2012; 60: 78‑85.

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2）Banno K, et al. Adaptive servo-ventilation in pa-8）Morgenthaler TI, et al. The complex sleep apnea

tients with idiopathic Cheyne-Stokes breathing. J

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bined with deep sedation is an eﬀective strategy

161: 95‑102.

Abstract
Adaptive servo ventilation
Takao Kato a, Koji Narui b,c and Takatoshi Kasai a~c
Department of Cardiology, Juntendo University Graduate School of MedicinebCardiorespiratory Sleep Medicine, Juntendo University Graduate School of Medicine
cSleep Center, Toranomon HospitalaAdaptive servo ventilation（ASV）has been developed as one form of the noninvasive positive pressure ventilation
specifically for treating Cheyne-Stokes respiration（CSR）in patients with chronic heart failure. It was reported that insuch patients, ASV suppressed sleep-disordered breathing, including both CSR and obstructive sleep apnea, and improved
underlying cardiac dysfunction. Therefore ASV is now globally used as an important option of heart-failure therapy in thecardiology field. Recently, ASV is also applied to treatments of patients under various conditions and situations. We describe herein the details of ASV, reported beneficial effects, and potentials of ASV.