制御された機械換気から補助的な機械換気への移行中のリスクの緩和
患者の呼吸努力の強さのモニタリング、鎮静剤の滴定、適切な換気モード選択が、制御換気から補助換気への移行の際には重要です。
ここでは、パーソナライズされた肺と横隔膜保護換気を備えたモニタリング技術を使用して、患者を解放するために私たちを導いてくれる、Irene Telias 博士（呼吸生理学の世界有数の医療専門家）がいます。
この記事の主要事項
- 潜在的に有害な努力の回避
- 過度の鎮静、非同調性、横隔膜萎縮、過大/過小な呼吸努力、過補助などへの対処
- モニタリング技術とその利点と制限
- 移行中に有益な換気モード
救命には肺損傷のリスクが伴います
機械換気は、呼吸補助または気道保護を必要とする急性疾患の成人患者に頻繁に使用される介入です。人工呼吸器は、患者の臨床状態を改善するために他の治療が展開されるまでのガス交換を補助します。人工呼吸器は人命救助手段であるにもかかわらず、患者にとって有害である可能性があるため、人工呼吸器の設定と機械換気中に使用される薬剤を慎重に管理することが、有害事象を防ぐための鍵となります。
完全制御された換気から補助的換気への移行の評価
機械換気の主要な課題の一つは、完全に制御された機械換気から補助的な機械換気への移行であり、患者の転帰を向上させるためにできるだけ早く達成する必要があります。ただしこの移行は、患者の呼吸器系の問題を悪化させないような方法で行う必要があり、場合によっては、ICU チームは完全な強制換気を再開させなければならなくなる場合があります。
呼吸筋が活動していない呼吸（完全制御された換気）と呼吸筋が活動している呼吸（補助的換気）を区別するには、患者の呼吸努力をモニターする必要があります。Irene Telias 博士は、トロントで2015年から2017年まで、当初は臨床フェロー研究員として、次に研究と臨床フェローとして勤務しました。現在は、トロント大学で応用呼吸生理学での博士号を目指しています。
Irene は、呼吸器生理学における世界有数の医療専門家であり、特に集中治療室（ICU）における機械換気中の呼吸努力と、換気が誘発する肺損傷と横隔膜機能不全への影響に関する、医学界の第一人者に数えられます。完全制御の機械換気から補助的機械換気への移行を評価する際、Irene は常にモニタリング技術を使用して機械換気と鎮静を滴定し、潜在的に有害な呼吸努力を回避します。「中程度の吸気努力は、患者にとってより良い結果につながり、ほとんどの患者にとって合理的な目標となる可能性があります」と Irene 博士は述べます。
「中程度の吸気努力は、患者にとってより良い結果につながり、ほとんどの患者にとって合理的な目標となる可能性があります」と Irene 博士は述べます。
移行における課題の評価
彼女は、完全な鎮静状態の強制換気から自発呼吸への移行は、常に極めて困難ですと言います。「なぜでしょうか？」 まず患者は、何が起きているのかを部分的にしか意識しておらず、通常喉にチューブが挿入されていることに強い不快感を感じています」と Irene は言います。
次に、鎮静下では、強く呼吸するように脳に指示を送る多くの刺激が存在します。多くの場合、患者は依然として非常に重篤な状態です。たとえば、消散していない、または新たな感染による全身性炎症は、患者にとって、呼吸への強力な直接的刺激となります。「この重要な期間に、患者は呼吸をし、同時に人工呼吸器は補助を提供しているため、患者自身の呼吸パターンのタイミングと人工呼吸器の吸気と呼気のタイミングを一致させることが非常に重要です。これらのイベント間に同調性が欠如している場合、患者の死亡率増加に関連する現象である、患者-人工呼吸器非同調が発生します」と Irene は言います。
Irene は続けます：「この患者-人工呼吸器非同調は、患者にとって非常に不快であり、肺と患者の主呼吸筋である横隔膜に損傷を与える可能性があります。」 これらの課題にどのように対処していますか？完全な強制換気から補助換気への移行プロセスで、患者への危害を回避するために、臨床医はどのように機械換気を適応または調整することができますか？
完全制御の機械換気から補助的機械換気への移行を評価する際、Irene は常にモニタリング技術を使用して機械換気と鎮静を滴定し、潜在的に有害な呼吸努力を回避します。
機械換気と鎮静のパーソナライズ
Irene によれば、中程度の吸気努力（過剰ではなく浅くもない）を行う患者は、低死亡率を含む、より優れた ICU 転帰となることが研究で示されています。ただし、万能なわけではなく、治療をパーソナライズする必要があります。「中程度の吸気努力の増加の可能性が高まるように、患者ケアをパーソナライズするための重要な方法がいくつかあります」と Irene は言います。「まず、使用する機械換気のモードが重要です。人工呼吸器が提供する補助の量および呼吸パターンを患者の呼吸パターンに合わせていかに適応させ、人工呼吸器がサポートを提供している間、患者が人工呼吸器といかに同調して呼吸できるようにするかが重要です。それは、人工呼吸器の設定を管理する、肺と横隔膜の保護換気戦略の要素の一つです。」
患者パーソナライゼーションプロセスの 2 つ目の部分は、鎮静剤を用いて呼吸ドライブを調節することです。このために最も頻繁に使用される鎮静剤は、プロポフォールとベンゾジアゼピンです。「だだし、医師はこれらの薬品を慎重に滴定する必要があります」と Irene は言います。「これらの薬品を過剰に使用すると、副作用が生じる可能性があるからです。たとえば、患者が非常に多量の鎮静剤を長期間服用しているような場合、患者は数日間動かなかったために、呼吸筋や末梢筋の萎縮症に苦しむ可能性があります。」 過度に高いまたは低い呼吸努力の理由の理解や治療など、人工呼吸器の設定と鎮静の管理以外の要因も重要です。たとえば、患者は不快で不安であることが多く、これらの要因への対処が必要です。
移行の促進に役立つモニタリング技術
患者の呼吸努力の強さをどのように監視し、それによって、完全制御された機械換気から補助的な機械換気への移行を促進する中範囲の努力をどのように目標としますか？移行に役立つモニタリング技術がいくつかあります。
たとえば、食道内圧（Pes）は、患者の吸気努力と害のリスクを測定するためのゴールドスタンダードです。この測定技術には、胸腔内圧の代用として、局所圧力を記録するために、バルーン先端を備えた Pes カテーテルを中部食道に通すことが含まれます。私たちは、呼吸するとき、胸腔内圧を下げて、肺の中に空気を吸入します。Pes は、呼吸筋によって生じる胸腔内圧の変化を測定します。
Irene によると、カテーテルを挿入する必要がない Pocc と P0.1 というより単純で侵襲性の低い2つの技術があるとのことです。
「これらは人工呼吸器で測定されるので、非侵襲的モニタリング技術と呼んでいます」と Irene は言います。「どちらも同じ原則に基づき、呼気終末ホールドと呼ばれるものを生成します。これは、患者が息を吸いながら、息を止めるようなものです。患者が閉じた気道に対して呼吸する時、気道内圧の変化は、胸腔内圧力の変化に比例します。これは、食道カテーテルを挿入した場合に見えるものを模倣するために使うトリックです。胸郭に何も入れることなく、胸腔内圧力の変化を測定することができます。これらの技術は、患者の呼吸ドライブを測定して、呼吸努力が高過ぎる/低過ぎることを確認するために使用されます。患者のドライブ力と呼吸努力をより詳細に評価すると、Pes などのより侵襲的な技術を用いる必要があるかもしれませんが、Pocc と P0.1 の両手法は、何も挿入する必要がないため、換気されたすべての患者に使用できるスクリーニング技術です。」
患者の呼吸ドライブと呼吸努力をモニタリングするもう一つの利用可能な技術は、横隔膜活動電位（Edi）です。Pes と同様、経鼻または経口胃カテーテルの挿入が必要です。ただし、Edi カテーテルは、多くの状況で必要となる栄養チューブも備えています。Edi カテーテルが接続され、人工呼吸器が信号を処理します。Edi 信号は人工呼吸器の画面に直接表示され、患者のドライブ力と呼吸努力の規模とタイミングに関する情報を提供します。そのため、臨床医は人工呼吸器の設定や薬剤を変更して、患者が安全な範囲で呼吸努力を行い、患者と人工呼吸器の同調性を向上させることができます。
このモードの良いところは、患者の駆動力と努力に比例するので、私たちが「オーバーアシスト」と呼ぶ、人工呼吸器が過度な補助を提供する可能性が低いことです。
移行中に有益である可能性のある換気モード
各患者にとって最適な換気モードと設定の選択は、肺と横隔膜を保護する換気戦略の達成に向けた最も重要な介入の 1 つです。NAVA は多くの患者にとって重要なツールです。これは、患者の駆動力と努力に比例して換気補助を提供する、Edi を用いた比例換気モードです。
「このモードの良いところは、患者の駆動力と努力に比例するので、私たちが「オーバーアシスト」と呼ぶ、人工呼吸器による過度な補助の可能性が低いことです。」と Irene は言います。
プレッシャーサポートなどの他のモードは、患者への過剰な補助や補助不足を引き起こす可能性があります。プレッシャーサポートは、完全制御の機械換気から補助的機械換気への移行中に最も頻繁に使用されるモードです。
「プレッシャーサポートは、それぞれの呼吸努力に一定量のサポートを提供します」と Irene は言います。「人工呼吸器が各呼吸努力に対して一定量の補助を提供する場合、人工呼吸器の補助時に患者の呼吸努力が減少する可能性があります。補助が患者にとって大きすぎる場合、患者は呼吸開始の小さな吸気は行いますが、呼吸全体では受動的となります。この状況で患者が眠りにつくと、数秒間呼吸をしない、無呼吸状態になることさえあります。患者は、苦しそうに息を弾ませて目覚めることがありますが、これは明らかに睡眠を妨げています。これをプレッシャーサポート中の無呼吸と呼びます。睡眠障害は ICU における主要な問題です。ICU で回復のための適切な睡眠をとることは、非常に難しいだろうと想像できます。私たちは、睡眠が、特に治癒のために非常に重要な生理学的役割を果たしていると考えているので、睡眠の質と量を向上させる方法をとりたいと思っています。」
Irene によると、NAVA や比例補助換気などの比例モードで、この現象を回避できる可能性があり、ICU における睡眠の質や量の向上につながる可能性があります。
「補助の量は、患者の呼吸努力に比例します」と Irene は言います。「このため、患者はある程度の呼吸努力を続けるため、無呼吸になることがほとんどなく、睡眠障害や横隔膜萎縮のリスクが減少します。このモードの主な潜在的利点は、患者と人工呼吸器の同調性を改善し、オーバーアシストと呼吸筋萎縮を防止し、睡眠の中断を減少させることができることです。ほとんどの患者が NAVA から恩恵を受ける可能性がありますが、脳機能の異常によって呼吸駆動と呼吸努力が過度に高く、人工呼吸器の設定や鎮静剤による調整に反応しない患者は除外されます。このような状況では、NAVA を含む比例モードが、患者の肺損傷を悪化させる可能性のある過剰な補助となることがあります。」
結論として、完全に制御された機械換気モードから補助的機械換気モードへの移行は非常に困難ですが、現在利用可能なモニタリング技術は、換気の比例モードの安全な実装とともに、効果的でパーソナライズされた肺と横隔膜の保護換気の実現に役立ち、最終的には患者を解放へと導きます。
モニタリング技術
横隔膜（ピンク）の電気的活動は、患者が安全な範囲で呼吸努力を行うことで、患者と人工呼吸器の同調性を確保するために、臨床医が人工呼吸器の設定や薬剤の変更を行うのに役立ちます（黄色の圧力曲線への灰色のオーバーレイ）。