CO2規制と心拍数変動に対するサーボ換気の影響

閉塞性睡眠時無呼吸低呼吸症候群 (OSAHS) は、断続的な部分的な虚脱と上気道 (UA) の閉鎖を特徴とする状態です。 これは、睡眠の断片化、酸素飽和度の低下、過炭酸症、および交感神経系の活性化につながります。 OSAHS はまた、過度の日中の眠気、およびその他の行動、機能、心血管および認知機能障害と関連しています。

持続的気道陽圧 (CPAP) は、OSAHS の最も効果的な治療法です。 CPAP は気道を安定させ、不安定性や虚脱を防ぎます。 気道が安定していれば、呼吸は正常に継続し、ガス交換が改善され、呼吸の乱れに関連する睡眠の中断はありません。

CPAPは、鼻または鼻と口を覆うマスクを介して上気道に適用され、睡眠呼吸障害を軽減/排除します。 気道虚脱の最大の感受性の期間は、呼気の終わりと初期の吸入の間です。 吸入中、通常の換気プロセス (胸郭容積の増加と胸腔内圧の低下) によって気道内に負圧が発生します。 CPAP の一定の圧力は、換気サイクル全体を通して気道をサポートします。

睡眠研究所では、効果的な CPAP 圧を決定するために気道陽圧の滴定が行われます。 処置中、患者は完全な睡眠ポリグラフ (PSG) 用に計装されます。 上気道と呼吸パターンを安定させるために、治療が適用され、夜間に圧力が調整されます。 従来の CPAP では、単一の圧力レベルが気道に適用されます。 大多数の閉塞性睡眠時無呼吸患者には十分ですが、この静的な処方は、特定の患者や状態では課題となります。

OSAHS の治療に承認されているその他の形態の気道陽圧には、CPAP の自動調整 (自動 CPAP)、バイレベル気道陽圧 (BiPAP)、および BiPAP の自動調整が含まれます。 Auto CPAP は気流パターンを評価し、圧力を調整して気流を最適化します。 Auto CPAP は、非常に変動する圧力要件 (睡眠段階や体位に依存する睡眠時無呼吸など) を呈する患者に対応します。 自動調整は、検査室での治療滴定が遅れているか不可能な患者に使用できます。

REMStar Auto アルゴリズムは、プロアクティブでフローベースです。 吸気フローを評価し、差し迫ったまたは実際のフロー制限を決定します。 これは、気道が潰れやすい圧力を評価し、臨界圧力よりわずかに高い圧力を維持するように設計された圧力調整プログラムと連携して行われます。 患者は、気流イベントやいびきに対するインテリジェントな応答を完全に補完することで、「ブレークスルー」イベントから保護されます。

BiPAP 療法は別の選択肢です。 BiPAP 療法では、患者の呼吸パターンを監視して、吸気相と呼気相を識別します。 息を吸うときに圧力が上がり、吐くときに圧力が下がります。 呼気圧 (EPAP) は、気道の虚脱を防ぐために調整され、吸気圧 (IPAP) は、完全な気道閉塞に関連しない気流制限、低呼吸、いびき、または動脈の飽和度低下を防ぐために調整されます。 BiPAP 療法は CPAP 療法とは異なり、気道を安定させることに加えて、吸気圧と呼気圧の差によって吸気努力が補助されます。

OSAHS の患者は、CPAP 療法が許容されない場合、BiPAP 療法を処方されることがあります。 BiPAP 療法は、他の呼吸器疾患の患者、または睡眠と呼吸に関連する機能不全の患者にも処方されることがあります。

肺疾患、神経筋障害、または呼吸制御の問題による換気の低下を経験している患者は、覚醒時よりも睡眠時に悪化する夜間低換気を経験する可能性があります. これらの患者は通常、より複雑であり、OSAHS のみに苦しんでいる患者よりも広範な評価とフォローアップが必要です。 患者はまた、治療の喪失や中断の影響を受けやすく、多くの場合、アラームや時間指定のバックアップ呼吸など、より高度なモードや機能を必要とします。

OSAHS 患者は、閉塞性から中枢性への無呼吸の性質の変化を示すことにより、CPAP または BiPAP 療法の増加に反応する可能性があります。 このような場合、圧力レベルが低いと気道の不安定性が管理されず、気道閉塞が残るため、患者は CPAP による適切な治療を受けられない可能性があります。 この状態は、CPAP Emergent Complex Apnea と呼ばれます。

Auto SV (Auto Servo Ventilation) は、閉塞性で複雑な中枢性睡眠時無呼吸の治療に使用される気道陽圧モードです。 その主な機能は次のとおりです。

• 目標換気を達成するために IPAP 圧力を自動的に調整することによる換気の正常化。
• 中枢性無呼吸中の時間指定されたバックアップ呼吸の提供。 最適なバックアップ速度は、患者の呼吸に基づいてデバイスによって自動的に決定されます。
• 閉塞性イベントを治療するための EPAP 圧力の自動制御。

複数のメーカーがこれらのタイプのデバイスを製造しています。 IPAP、EPAP、および最小呼吸数を決定するために使用されるアルゴリズムは異なります。 現在使用されているこれらのデバイスの最大数は、BiPAP AutoSV Advanced System One (Philips Respironics、Murrysville PA)、Dreamstation BiPAP AutoSV、および VPAP (可変気道陽圧) Adapt S7 (ResMed Corp.、San Diego CA) です。

Adaptive Servo Ventilation (ASV) は、中枢性睡眠時無呼吸および複雑性睡眠時無呼吸の治療に使用される気道陽圧モードです。 Auto SV モードの主な機能は次のとおりです。 IPAP を自動的に調整して目標換気を達成し、安定させることによる換気の正常化。中枢性無呼吸中の時間指定されたバックアップ呼吸の提供。最適なバックアップ速度は、患者の呼吸に基づいてデバイスによって自動的に決定されます。閉塞性イベントを治療するためのEPAPの自動制御。

VPAP アダプト (S7) の古いバージョンは、最近の研究で、駆出率が低下し、主に中枢性睡眠時無呼吸を伴う心不全患者の医学的管理を含む対照群と比較して、全死因死亡のリスクが増加することが判明しました (サーブ-HF)。 Magalang と Pack による付随の論説は、デバイスのアルゴリズムが役割を果たした可能性があることを示唆しています。 これは、他のサーボ換気装置よりも大きいことが判明した試験で S7 デバイスによって提供される分換気量の測定値によってサポートされていました。 このような換気レベルの上昇は、呼吸性アルカローシスを引き起こす可能性があり、QT 間隔の延長や心不整脈につながる可能性があります。 研究者らは最近、分時換気量や無呼吸などの呼吸パラメータに対するさまざまな ASV デバイスの性能を判断するために、複雑な睡眠時無呼吸と保存された心収縮 (左心室駆出率 > 45%) を有する患者における患者と人工呼吸器の相互作用の研究を実施しました。 -低呼吸指数。 実現可能性を促進し、安全性を促進するために、研究者は SERVE-HF 試験の対象集団、つまり中枢性睡眠時無呼吸が優勢で、駆出率が低下した心不全 (HFreF) の患者での研究の実施を避けました。 治験責任医師は、駆出率が保持されている患者 (LVEF > 45%) に対してのみ研究を実施しました。 現在の提案では、研究者は、主に閉塞性睡眠時無呼吸と HFreF を患っており、PAP による中枢性無呼吸のために ASV 治療が必要な患者に対して研究を実施することを提案しています。

以前の研究では、デバイス療法への不耐性を避けるために、研究者は、自宅でのサーボ換気療法の使用をすでに順守している研究患者を優先しました。 研究者は、現在提案されている研究でも同じことを行います。 以前の研究では、研究者は、S7 デバイスが他のデバイスよりも優れた分時換気量をもたらし、そのような分時換気量のレベルが高いのは、一回換気量の増加、呼吸数の増加、圧力アシストの増加に起因することを発見しました。 興味深いことに、QTc 間隔の延長と、S7 デバイスにさらされた夜に、同じ患者の早期心室収縮が大きくなる傾向がありました。 この所見の機構的根拠は、過度の換気とそれに関連する低炭酸ガス血症の不整脈促進効果に起因する可能性がありますが、研究者はこの以前の研究で CO2 分圧 (PaCO2) の測定を行っていませんでした。 具体的には、S7 デバイスによる治療が他のデバイスよりも低い PaCO2 レベルにつながるかどうか、およびそのような効果が高ループゲイン (HFreF 設定での複雑な睡眠時無呼吸) を持つ個人で増強されるかどうかは不明です。

覚醒中の分時換気量 (Ve) の増加は、低炭酸ガス血症 (呼吸性アルカローシス) を引き起こし、低カリウム血症を引き起こす可能性があります。 カリウムイオンの夜間の細胞内シフトによる低カリウム血症は、QT間隔を延長する可能性があります。 おそらく、過度の換気による夜間のアルカローシスは、日中の低カリウム血症と夜間のカリウムの腎喪失によるQTc延長につながり、その結果、日中のQTc延長に影響を与える可能性があります. S7 療法中に観察された QTc 延長は、大きさが小さかった (~ 20 ミリ秒) が、そのような効果は、ループ利尿薬による代謝性アルカローシスを発症した心不全患者で拡大される可能性がある.研究の制限。 現在の提案では、研究者は夜間の ASV 療法が血清カリウム値に及ぼす影響を確認する予定です。 最後に、研究者は、測定された Ve または QTc 間隔における感受性の個人差を調査します。