低周波HFO/HFO-TGIと高周波HFOの生理学的研究

研究の理論的根拠 急性呼吸窮迫症候群 (ARDS) は、低酸素血症、無気肺、肺うっ血、および肺コンプライアンスの低下を引き起こす肺実質の急性炎症状態です。 人工呼吸器は実際には命を救いますが、肺に損傷を与える可能性があります (例: volutrauma、barotrauma、atelectrauma、および biotrauma)。 低い一回換気量と高い呼気終末陽圧 (PEEP) の使用は、人工呼吸器関連の肺損傷を軽減することを目的としています。 しかし、ARDS の死亡率は依然として高いままです。 高周波振動 (HFO) は、高周波 (3 ～ 15 Hz) で投与される非常に低い一回換気量 (1 ～ 4 ml/kg) を採用する代替換気技術です。 以前の観察研究では、酸素化の改善が報告されていますが、重度の ARDS に関する最近の 2 施設のデータは、低周波 HFO とカフ リーク、リクルートメント マヌーバ (RM)、および気管ガス吸入 (TGI ）。 TGI を追加すると、酸素化と CO2 排出が改善されます。ただし、それが生存に影響するかどうかはまだ不明です。 最近発表された 2 つの多施設研究では、早期 ARDS の治療にカフ リークのない高周波 HFO を使用した場合、生存に関してニュートラル (10) またはネガティブ (11) の結果が示されました。 しかし、これらの否定的な結果は、部分的には、高い胸腔内圧と高炭酸ガス血症の組み合わせによって引き起こされる右室過負荷/機能不全/不全によるものであり、結果として血行動態が不安定になり、強心薬/昇圧剤のサポートの必要性が高まります。 したがって、研究者は、異なる HFO 戦略 [低周波とカフ リークの組み合わせを採用する - CO2 排出を増強し、比較的低い平均気管圧に関連する] が異なる結果につながる可能性があるという仮説を立てています。

胸腔内圧が高いと、静脈還流が妨げられ、肺血管抵抗が増加する可能性があります。 この同時の右心室の前負荷の減少と後負荷の増加は、右心室の機能不全/障害を引き起こす可能性があります。 一方、カフ リークを配置すると、（約 設定された HFO 人工呼吸器の平均気道内圧 (mPaw) に対して平均気管内圧が 5 ～ 6 cmH2O) 上昇し、結果として右心室の負荷が低下します。 さらに、カフ リーク、TGI、および高 HFO バイアス フローを組み合わせて使用​​することにより、右心室のさらなる除荷が期待できます。これらの対策により、PaCO2 の制御が改善され、高炭酸ガス血症による肺血管抵抗の過剰な増加を防ぐことができます。 右室機能は、前述の経食道心エコー検査 (TEE) によって評価できます。 右心室の機能不全および関連する拡張は、心拍出量の減少および冠状動脈の低灌流を引き起こす可能性があります。後者は、右心室のパフォーマンスをさらに低下させ、右心室不全の一因となる可能性があります。

本研究の主な目的は、肺を保護する従来の人工呼吸器 (CMV) とさまざまな HFO 戦略 (相反する結果を伴う試験ですでに臨床的にテストされている) が、TEE によって決定される右心室のパフォーマンスに及ぼす影響を文書化し、比較することです。 より具体的には、高 PEEP、肺保護 CMV を、「高」mPaw/カフ リークなし、高頻度 HFO 戦略、および「高」mPaw カフ リークあり、「低」頻度 HFO あり/なしと比較するつもりです。 TGI。

方法 早期および重度の ARDS を有する適格な患者 (以下に示す関連基準) は、インフォームド、書面、近親者の同意、および主治医の書面による同意がない場合に登録されます。

患者のモニタリングには、心電図リード II、動脈内圧 (PICCO プラスによる +/- 心臓指数、Pulsion Medical Systems、ミュンヘン、ドイツ)]、および末梢酸素飽和度 (SaO2) が含まれます。 麻酔は、ミダゾラムおよび/またはプロポフォール、およびフェンタニルまたはレミフェンタニルで維持されます。 Nrutomuscular 遮断は cisatracurium で達成されます。これは、現在の推奨に従って、主治医が処方した治療の一部として使用されます。 研究期間中、すべての患者はシスアトラクリウムの持続注入を受けます。

CMV 戦略 適格な研究参加者は、FiO2/PEEP の次の組み合わせで少なくとも 60 分間の肺保護 CMV を受けている: 0.5/10-12 cm H2O、0.6/14-16 cm H2O、0.7/14-16 cm H2O、0.8 /14-16 cm H2O、0.9/16-18 cm H2O、1.0/20-24 cmH2O。 これらの組み合わせは「一般的な」推奨事項を構成し、患者のガス交換と血行動態の「最良の」組み合わせに対する主治医による 4 cm H2O 未満のさらなる PEEP 滴定は、許容できるものと見なされます。 高 PEEP に関連する生存率の向上が最近報告されました。 酸素化が悪化すると、前述の FiO2/PEEP の組み合わせとの「一致」を目標にしながら、最初に PEEP が増加し、続いて FiO2 が増加します。

一回換気量は 5.5 ～ 7.5 mL/Kg 予測体重の範囲内になります。 最大プラトー圧限界は 40 cmH2O で、目標プラトー圧は ≤32 cmH2O です。理論的根拠: Meade らの研究のように、より高い PEEP レベルの使用を可能にするために、より高いプラトー圧が許容されます。 プラトー圧が 15 分を超えて 32 cmH2O を超えた場合、次の調整が行われます: 推定体重 1 kg 当たり 4.0 mL までの一回換気量の減少、35/分までの呼吸数の増加、および 2 cmH2O 以上の PEEP の減少。 これらの調整は、以下に示すガス交換目標の達成を同時にもたらす必要があります。

呼吸数は、7.20-7.45 の pHa に滴定されます。 吸気対呼気時間 (I:E) の比率は ≤1/2 になります。 酸素化の目標は、SaO2=90-95%、および/または PaO2=60-80 mmHg です。 pHa<7.20では、 呼吸回路のデッドスペースは、通常使用されるカテーテル マウントを短くて容量の少ない角型コネクタに置き換えることで最小限に抑えられ、一回換気量は予測体重 1 kg あたり最大 8.0 mL まで増加し、呼吸数は最大 35 回/分まで増加します。 . これらの措置が失敗した場合、「pHa/PaCO2 の制御不良」という基準と重炭酸塩注入の使用が許可されます。 追加のオプションは、体外 CO2 除去です。

RMとPEEP/FiO2のアルゴリズム

1. RM - FiO2 1.0 で 40 ～ 45 cmH2O の気道陽圧を 40 秒間維持し、SaO2=90 ～ 95% または PaO2 = 60 ～ 80 mmHg になるように PEEP と FiO2 を滴定する (RM は 1 日 2 回繰り返してもよい) 、5時間に1回）
2. FiO2 の低下は、常に PEEP の低下よりも優先されます。
3. FiO2=0.5 および PEEP<8 cmH2O で - 離乳試験。
4. RM は、ARDS の発症後 5 日間まで投与することができます。

HFO-RM戦略

HFO の使用に関する以前に公開された推奨事項 (Sensormedics 3100B 人工呼吸器、Sensormedics、Yorba Linda、CA、USA) には、次の手順が含まれます。

1. 患者と人工呼吸器の同期不全が回避されるように、神経筋遮断の有無にかかわらず、呼吸筋活動の廃止に十分なレベルの深い鎮静/麻酔。
2. 気管内チューブの開通性を確認し、気管分岐部から 3 ～ 4 cm の位置にチューブを配置します。
3. RM: 患者とオシレーターを接続した直後に、RM を実行します (オシレーターのピストンをオフにして、回路圧力を 45 cmH2O に 40 秒間上昇させます)。 ＲＭは、ＨＦＯ頻度の変化の直前、またはＴＧＩの開始／終了の直前／直後に繰り返される。
4. FiO2 は、最初は 1.0 に設定され、SaO2 が >90% に維持されている場合、前の CMV の FiO2 まで (10 ～ 15 分かけて) 下げられます。
5. バイアスフローは、呼吸回路からの CO2 クリアランスを改善するために 60 L/min に設定されます。
6. I:E 比率は 1:2 に維持されます。
7. 研究者の先行研究の方法と結果によると、TGI は先行する CMV の分時換気量の 50% に等しくなります。
8. 最初の HFO mPaw は、前の CΜV の mPaw を 8 ～ 10 cm H2O 超え、最適な酸素化応答 (>= 95% の「目標」SaO2 に対応すると予測される) まで (±3 cmH2O ずつ) 滴定されます。カフリークを伴う標準的な低周波 HFO の 60 分間。 前述の期間は、HFO 戦略テストの下記の 180 分の期間に先行します。
9. 初期発振周波数は、3.5 ～ 4 Hz または 7 Hz のいずれかにランダムに設定されます。 低頻度設定は、3 ～ 5 cmH2O カフ リークと TGI を 60 分間組み合わせた後、ランダムな順序でさらに 60 分間「TGI なし」を行います。 高周波設定は、カフ リークまたは TGI と組み合わされず、さらに 60 分間維持されます。 振動圧振幅 (ΔP) は 90 cmH2O に設定されます。

TEE測定

次のパラメーターは、ベースライン CMV 中に決定されます。

右心室拡張期面積、左心室拡張期面積、偏心指数。 右主冠動脈と左主冠動脈の左前下枝の冠血流の評価 (注: 冠動脈血流測定は技術的に困難で時間がかかることが判明したため、研究プロトコルから削除されました)。 同じ測定は、HFO 開始後 120、180、240 分、および CMV への復帰後 60 分で繰り返されます。 同時に、ガス交換、心拍出量を含む血行動態を PICCO plus で測定します。 最後に、呼吸力学は、CMV 中の急速な呼気終末/吸気終末気道閉塞で評価されます。

レスキュー酸素化 レスキュー酸素化方法には、カフリークを伴う低周波 HFO-TGI、腹臥位、吸入一酸化窒素、および体外膜型酸素化が含まれる場合があります。 PaO2<60 mmHg の場合、レスキュー酸素化セッションの期間は少なくとも 10 時間で、無制限の延長が可能です。 レスキュー開始基準：可逆的な心肺疾患および/または人工呼吸器の機能不全がない状態で、高 PEEP、肺保護 CMV 中の FiO2=1.0 で 30 分以上 PaO2<60 mmHg。

患者のフォローアップ 生理学的変数（血行動態、ガス交換、および呼吸力学）および投薬は、研究登録前の2時間以内および研究登録後1〜10日目の午前9時に記録されます。 Sequential Organ Dysfunction Assessment スコアによる臓器機能不全および臨床経過の合併症は、登録後 60 日目まで記録されます。 最後に、最終結果 (つまり、 退院までの生存または院内死亡）も記録されます。

調査介入の潜在的なリスクとその防止。 潜在的なリスク: 圧外傷。 予防措置: この潜在的なリスクは、CMV または HFO 中も同様に高くなります。 また、使用期間がプロトコルで事前に指定された制限時間の 60 分を超えないため、カフ リークのない高周波、高 mPaw HFO の使用による顕著な臨床的合併症は予想されません。

考えられる利点 参加患者の場合: HFO-TGI をレスキュー酸素化法として使用し、心機能の詳細な TEE 評価を行うと、生存退院の確率が増加する可能性があります。 医科学の場合: 換気戦略、心臓、および肺の間の相互作用の理解における改善の可能性。