呼吸パターンと呼吸仕事量に対する高流量鼻カニューレの生理学的効果のパイロット研究

HFNC は、急性低酸素症患者の治療に多くの利点があり、臨床転帰を改善することが示されています。 この有益な効果の根底にある正確なメカニズムは、まだ完全には理解されていません。 換気パターンと呼吸仕事量に対する HFNC の影響を分析した研究はほとんどありません。 これらの研究の大部分は、健康なボランティアにおける効果に焦点を当てています. Braunlichらからの1つの研究のみ。は、COPD および間質性肺疾患 (ILD) 患者に対する HFNC の効果を研究し、高流量の鼻腔酸素がこれらの患者の呼吸数を減らし、一回換気量を増加させることを示しました。

成人では、5 ～ 10 L/min の低流量範囲は、標準的な酸素装置 (鼻カニューレまたはフェイシャル マスク) が受け取る流量に匹敵します。 私たちの研究集団のように、基礎となる肺疾患を持つ患者は、健康な被験者と比較して、より高い吸気流量要求範囲 (急性呼吸不全エピソード中に 30 から 120 L/分) を持っています。

Optiflow ™ の最小治療流量 30 L/分、中間流量 45 L/分、および最大流量 60 L/分という提案された設定で、結果の生理学的変化を観察できると期待しています。 これらの範囲で高流量を使用した広範な臨床経験があり、一般的に非常に良好に許容されます。 前述のように、HFNC は 4 ～ 8 cmH2O の CPAP 範囲 (HFNC によって生成される最小および最大 PEEP) に匹敵する呼気終末陽圧 (PEEP) を生成します。

このパイロット研究に基づく将来の研究は、以下の点で以前のものとは異なります。

1. 私たちは別の技術をテストしています。 Optiflow は、以前の Braunlich 研究よりも大幅に高い流量を提供します13。この研究では 24 L/min の単一流量を使用しましたが、我々はかなり高い範囲の流量 (30 ～ 60 L/min) を調べています。 より高い流量の効果がブラウンリッヒの研究で使用された範囲のものとどのように比較されるかを判断することに関心がありますが、後者のデバイスは米国では入手できないため、デバイスを直接比較することはできません. Optiflow で利用可能なより高い流量を使用することに有効性上の利点があるかどうかを理解することが重要です。

2. 今後の研究は、高流量鼻酸素の効果のメカニズムを理解することを目的としています。

   1. 予想される効果は、横隔膜横隔膜圧の測定と横隔膜の圧力時間積の計算によって決定される吸気筋の努力の変化に関連していますか?
   2. それとも、鼻咽頭の死腔を洗い流すことで換気効率が向上し、ガス交換が安定したままになるか、さらには改善されますか? これは、呼吸筋疲労を発症している COPD 増悪患者を治療するための HFNC の使用に影響を与えます。

1) HFNC の使用がこれまであまり研究されていない COPD 患者に焦点を当てます。 ほとんどの研究は、低酸素性呼吸不全の患者に焦点を当てています。 HFNC が COPD 患者の呼吸パターンとガス交換にどのように影響するかを理解することは重要です。これまでの報告では、CO2 を保持している COPD 患者に過剰な濃度の酸素を投与すると、実際には呼吸ドライブが鈍くなり、CO2 保持が悪化する可能性があることが示唆されています。 Braunlich らによって指摘された呼吸数と分時換気量の減少は、酸素が呼吸への衝動を鈍らせる効果を表している可能性があり、より大きな CO2 保持を促進する可能性があります。 ブラウンリッヒの研究では行われなかった PCO2 を監視することで、この可能性を評価できます。

2) COPD 患者の HFNC と同じ呼吸指数に対する CPAP の効果を評価したいと考えています。 文献のCPAP研究で説明されているように、人口が反応するかどうかを判断するために、CPAP反応を「ポジティブコントロール」として使用する予定です。 以前の研究では、重度の COPD 患者において、私たちが提案している範囲で CPAP を使用すると、呼吸の横隔膜仕事量が低下することが実証されており、私たちの集団が同様の効果を示すかどうかを判断したいと考えています.

したがって、このパイロット研究から得られたデータに基づく将来の研究では、米国で利用可能な別の技術を使用してより高い流量の影響を評価し、吸気筋の努力への影響を決定し、ガス交換を監視することにより、Braunlich らの研究を拡張します。メカニズムと安全性の両方の観点から重要です。 高い流量は、低い流量よりも呼吸パターンを鈍らせる効果があり、横隔膜の呼吸仕事の減少に関連する人工呼吸器の効率が向上すると仮定しています。