人工呼吸器を装着した早産児における自動圧力制御の有無による自動酸素制御の比較。 (CLIO-VG)

酸素補給は、新生児集中治療室で最も一般的に使用される「薬物」であり続けています。 酸素療法の目標は、高酸素血症と低酸素血症を最小限に抑えながら、正常な酸素化を維持することです。 早産児は、未熟児網膜症 (ROP)、気管支肺異形成 (BPD)、および脳室周囲白質軟化症 (PVL) につながる酸素毒性および酸化ストレスに対して特に脆弱です [1]。 同様に、低酸素エピソードへの曝露は、死亡率の増加につながる可能性があります [2、3]。 従来、酸素飽和度 (SpO2) の目標設定は、介護者が吸気酸素分画 (FiO2) を手動で調整することによって行われていました。 ただし、実際には、これは定期的なケア中に部分的にしか達成されません [4]。 Hagadorn らは 14 の施設で研究を実施し、酸素投与を受けている在胎 28 週未満の早産児は、SpO2 が所定の目標範囲内に収まる時間は平均で 48%、それを超える時間は約 36%、目標範囲を超える時間は約 16% であることを示しました。 SpO2 が目標範囲を下回る時間 参加施設間で、SpO2 目標範囲の順守に広く有意なばらつきがありました [5]。

早産児は呼吸が不安定なため、SpO2 が頻繁に変動し、FiO2 を頻繁に調整する必要があります [6]。 その結果、これらの特に脆弱な乳児は、意図した範囲外の SpO2 でかなりの時間を過ごし、極端な低酸素血症や高酸素血症にさらされることがよくあります。 この目的のために、Avea® 人工呼吸器に組み込まれたデバイス (CLiO2™) を使用して、吸気酸素の自動制御が可能になりました。 このデバイスの安全性、実現可能性、有効性はすでに確立されています [7-12]。 Avea® 人工呼吸器に組み込まれているパルスオキシメータのアルゴリズムがさらに改善され、SpO2 値の中央値付近のより良い標準分布が達成されました [13]。 FiO2 の自動制御により、酸素飽和度の目標設定のコンプライアンスが大幅に向上し、低酸素血症や高酸素血症への曝露が大幅に減少します [7-12、14]。

呼吸の不安定性と低酸素血症の別のメカニズムは、換気された早産児の一回換気量の大幅な変動です。 量を目標とした換気モードは、換気された乳児に供給される一回換気量をより正確に制御することを目的として、数年間使用されてきました。 Jain らは、従圧式換気と比較して、従量式換気を使用すると低酸素血症の持続時間が減少することを示しました[15]。 Avea 人工呼吸器は、Volume Guarantee® (VG) や従量式換気 (VCV) など、いくつかのタイプの従量式換気を提供できます。 VCV は、肺コンプライアンスに関係なく一定量のガスを送達することを目的としていますが、VG® はサーボ制御フィードバック ループを使用して吸気圧を自動的に調整し、一回換気量の送達を制御することを目的としています。

吸気酸素と一回換気量の自動制御アルゴリズム調整が SpO2 プロファイルを所定の目標範囲内に維持することのさらなる改善につながるかどうか、さらに重要なことには、人工呼吸された早産児の低酸素血症と高酸素血症の長期化のエピソードを減らすかどうかについて、現在利用可能なデータはありません。 したがって、研究者はこの研究を提案します。

この研究の目的は、吸気酸素と一回換気量の自動制御が、早産で人工呼吸された乳児の SpO2 プロファイルを規定の目標範囲内に維持することをさらに改善するかどうかを調べることです。

目的は、人工呼吸器で酸素レベルを安全な目標範囲 (90 ～ 95%) に維持する際に、VG® (設定された量を送達するための人工呼吸器圧力の自動制御) モードの換気の有無にかかわらず、自動酸素制御機能の有効性を評価することです。酸素療法を必要とする早産児。

この研究は、地域研究倫理委員会および治験審査委員会の承認を得た後、英国ミドルスブラのジェームズ クック大学病院の三次新生児集中治療室で実施されます。

この研究は、VG® を使用した自動 FiO2 コントロール (CLiO2™) と VG® を使用しない自動 FiO2 コントロールのランダムに割り当てられたシーケンスで、12 時間の 2 つの連続した期間にわたって完了します。

自動 FiO2 システム CLiO2™ は、Avea® 乳児用人工呼吸器 (CareFusion、Yorba Linda、CA) に不可欠であり、Radical 新生児パルスオキシメータ (Masimo、Irvine、CA) を使用して、割り当てられた目標範囲内に SpO2 を維持することを目的とした自動 FiO2 調整を可能にします。 最初に起動すると、初期の「ベースライン FiO2」レベルとして臨床医によって以前に設定された FiO2 が採用されます。 その後、FiO2 の変化とその頻度は、SpO2 が目標範囲を下回っているか、上回っているか、目標範囲内にあるかによって異なります。SpO2 の傾向とすべての変化は、「ベースライン FiO2」レベルに比例します。 SpO2 が目標範囲を超えると、FiO2 は段階的に減少します。 FiO2 を段階的に減少させると、FiO2 が徐々に減少します。 SpO2 が目標範囲を下回ると、FiO2 の増分は一般に大きくなり、より頻繁になります。 これらは、SpO2 と目標範囲の差、および SpO2 の減少傾向または増加傾向に比例します。 FiO2 の変化は、一般に 0.01 から 0.05 の範囲です。 それらの頻度は、FiO2 のより速い変化率を達成するために増加し、1 秒あたり 1 回の頻度で発生する可能性があります。 ベースライン FiO2 レベルは、SpO2 を範囲内に維持するための FiO2 に対する乳児のニーズの変化に合わせて徐々に調整されます。 パルスオキシメータのデフォルト設定は、通常の感度、8 秒の平均時間、20 秒のアラーム遅延、および 90% と 95% の SpO2 の厳しいアラーム制限です。 マシモ新生児用プローブ (LNOP Neo-L) は、可能な限り右手首に装着します。 SpO2 信号損失 (飽和「ドロップアウト」) が発生した場合、フェイルセーフ メカニズムはバックアップ FiO2 を直前の 15 秒間の中央値レベルに、またはそれより高い場合はベースラインに調整します。

容量保証換気 (VG)® は、呼吸ごとに最大吸気圧 (PIP) を自動的に調整することにより、ガスの設定 1 回換気量を供給することを目的とした換気の容量目標モードです。 理論的には、これにより、肺のコンプライアンスと乳児の状態の変化に伴う一回換気量の変動が最小限に抑えられます。 この機能は、自動化されたサーボ制御メカニズムによって実現されます。 PIP の上限は、安全メカニズムとして臨床医が設定できます。 VG® に関するデータは不足していますが、より低い平均 PIP レベルで同等のガス交換を達成すると考えられています [15]。

従量式換気 (VCV) は、「従量式」モードの一種です。 根底にある肺の力学に関係なく、（臨床医が選択した）設定された量を提供することにより、目的の一回換気量をサポートすることを目的としています。 人工呼吸器は、この量を提供するために必要な最大吸気圧を生成します。 一定の吸気フロー パターン (方形のフロー波形) があり、ピーク ボリュームと吸気圧は吸気の終わりに達成されます。 VG を使用しない 12 時間の「制御期間」の間、乳児は現在の臨床基準である VCV A/C (補助制御) を使用します。

VG® と VCV の両方は、現在私たちのユニットで使用されている人工呼吸器である AVEA® 人工呼吸器 (Carefusion、Yorba Linda、CA) を使用して乳児に送達できます。 試験のいずれかのアームで乳児に使用されるすべてのデバイスと機器は、ユニットで現在使用されているものと同じです。 これらは、Carefusion AVEA®人工呼吸器システムの操作マニュアル、L2786、リビジョン M、2011 年 7 月に沿って使用されます。

試験に関する口頭および書面による情報 (参加者情報シートの形式) は、乳児が挿管された後、できるだけ早い機会に保護者に提供されます。 それは、乳児の医療ケアに関する他のすべての情報と進行状況について話し合った後にのみ提供され、その時点で試験情報を受け取りたい場合にのみ提供されます. 乳児が生まれる前に同意は得られません。

乳児が挿管され、換気された後、乳児の医療と経過に関する関連情報が議論された後にのみ、両親に参加の同意を求めます。 保護者には、試験に関する書面および口頭の情報が提供されます。 赤ちゃんが治験に参加することに同意する親は、書面による同意書に署名するよう求められます。 乳児は、保護者から書面による同意を得た後、Volume Guarantee® または Volume-Controlled 換気クロスオーバー期間のいずれかに無作為に割り付けられます。

乳児の呼吸ケアが臨床上の理由で非従来型の換気モードにエスカレートされた場合、12 時間のクロスオーバーに費やされた時間が決定されます。 乳児が少なくとも 50% の時間を交差に費やした場合、これは許容可能であると見なされ、データが分析に使用されます。 乳児が 50% 未満しか使用していない場合は、乳児が従来の換気の準備ができたときに、研究への同意を再確認するために両親に再度アプローチします。

Volume Guarantee® モードを開始すると、5ml/kg の設定が最初の開始設定になり、臨床状態に応じて 4ml/kg に減らすか、6ml/kg に増やすかを選択できます。 これは標準的な新生児の慣行です。 看護の割り当ては、研究期間中の標準的な臨床診療と同様に、1:1 (1 人の看護師が 1 人の集中治療児を世話する) のままです。 現在の臨床診療と同様に、90〜95％の目標SpO2範囲が両方の研究期間に適用されます。 すべての選択的/計画的な手順は、研究を開始する前に実行されます。 気管内チューブ吸引、胸部理学療法、口腔ケア、体位変換、カンガルーケア、ライン/カニューレとカテーテルの挿入、採血などのすべての「日常的な患者ケアと手順」は、研究期間中に記録されます。 すべての赤ちゃんは、標準的な慣行に従って、1 日 1 回 5mg/kg に続いてクエン酸カフェイン (20mg/kg 静脈内投与) の負荷量を受け取ります。

統計分析：

治療意図分析は、両方の 12 時間に適用されます。 統計分析は、正規分布データの対応のある t 検定またはノンパラメトリック Wilcoxon 符号順位検定を使用した患者内比較で構成されます。 正規性のシャピロ・ウィルク検定が使用されます。 結果は、平均 ± 標準偏差 (SD) または中央値と四分位範囲として表示されます。 0.05 未満の P 値は、統計的に有意と見なされます。 記述統計は、アンケートの回答を要約するために使用されます。 すべての統計には、米国テキサス州の Stata Corp LP の Stata® データ分析および統計ソフトウェア バージョン 11 を使用します。