高炭酸ガス呼吸不全に対する鼻カニューレ経由の高流量空気 vs 非侵襲的連続気道陽圧 (HIGHforHyper)

呼吸不全は、罹患率と死亡率の主要な原因であり、救急部門で最も頻繁に遭遇する問題の 1 つです。 高炭酸ガス性または高炭酸ガス性呼吸不全は、呼吸不全タイプ II とも呼ばれ、呼吸器系の 2 つのガス交換機能のうちの 1 つ、つまり二酸化炭素 (CO2) の除去の機能不全を特徴としています。 したがって、通常は動脈血ガス中の CO2 分圧 (PaCO2) によって定義され、50 mmHg を超える値が一般的に使用されるカットオフ値です。 高炭酸ガス性呼吸不全は、喘息や慢性閉塞性肺疾患 (COPD) などの重度の気道障害に関連することがよくありますが、中毒、神経筋疾患、胸壁の異常など、呼吸ドライブが制限されている他の状態でも見られる場合があります。 高炭酸ガス性呼吸不全、すなわちII型呼吸不全は、低酸素性呼吸不全、すなわちI型呼吸不全、酸素化の失敗に関連することが多い。 ただし、タイプ I の障害は、高炭酸ガス血症がなくても観察されることがよくあります。 I型とII型の両方の呼吸不全は、さらに急性または慢性のいずれかに分類されます。 両方の形態の区別はしばしば困難であり、動脈血ガス分析に加えて、赤血球増加症や肺性心疾患などの臨床マーカーを特定するための追加の検査が必要になる場合があります。 実際的な理由から、急性呼吸不全はしばしば、呼吸不全の進行が速すぎて腎代償と重炭酸塩 (HCO3-) レベルの上昇を許すことができず、アシドーシス (pH 7.3 未満) につながる状態として定義されることがよくあります。 高炭酸ガス性呼吸不全の治療戦略には、非侵襲的 CPAP 換気サポート、挿管および機械換気 (補助および制御型の両方) が含まれ、非常に重症の場合には、体外生命維持システムなどの体外法が含まれます。

ヘルメットまたはさまざまな種類のタイト マスクによる非侵襲的 CPAP 換気サポートは、集中治療室での急性呼吸不全患者の治療に現在選択されている方法です。 適格な患者には、気道が損なわれておらず、気道保護反射があり、指示に従うのに十分なほど警戒している患者が含まれますが、これらの基準を欠いている患者は、即時の気管内挿管が必要です。 非侵襲的 CPAP 換気サポートにより、酸素化 (単純なベンチュリ マスクでは不可能な 100% の吸入酸素分率 (FiO2) を提供することによる) と呼気終末陽圧 (PEEP) の可能性が改善され、虚脱が防止されます。肺胞の）、および脱炭酸（一回換気量の増加による）。 挿管の必要性と院内死亡率の両方を減少させることが示されています。 ただし、非侵襲的 CPAP 換気サポートには、プロバイダーの高度なスキルと、患者との集中的なコミュニケーションが必要であり、重度の呼吸困難が認識された状況で、顔面に密着したデバイスの有用性を説明する必要があります。 非侵襲的 CPAP 換気サポートによる深刻な悪影響は非常にまれですが、痛みや圧迫痕が生じることがあります。 ケア提供者のあらゆる努力にもかかわらず、きついマスクによる換気サポートにまったく耐えられない患者の割合があります。 約 15% の患者が治療に耐えられず、さらに 25% の患者が禁忌を示しています。 これらには、前述の気道保護反射の欠如などの非侵襲的技術に対する一般的な禁忌が含まれる可能性がありますが、顔の解剖学的異常などのタイトなマスクに固有のものも含まれます.

鼻カニューレによる高流量空気 (HFA) 療法は、通常、大口径の鼻カニューレを介して適用されます。 毎分最大 60 リットルの加熱および加湿されたガス混合物を提供します (調整可能な FiO2 を使用)。 この治療法は、患者にとって侵襲性がはるかに低いため、多くの場合、忍容性が高くなります。 HFA は、低酸素呼吸不全 (すなわち、 I 型障害) であり、集中治療室と緊急時の両方で、この適応症におけるその有効性が多数の研究で示されています。 最近のシステマティック レビューとメタ分析では、患者の快適性が向上し、呼吸困難スコアが減少したと結論付けられています。 低酸素呼吸不全におけるHFAのこの良い証拠にもかかわらず、HFAはしぶしぶ高炭酸ガス呼吸不全に使用されてきました. これは、慢性的な高炭酸ガス血症の患者が高酸素にさらされると呼吸ドライブが減少することが知られているという事実によって大部分説明されるかもしれません. しかし、最近、この適応症に関するエビデンスが変化し始めています。 HFA は、クローズド システムではありませんが、PEEP を生成し、解剖学的死腔を洗い流すことで CO2 クリアランスを改善することが示されています。 また、吸気抵抗を減らし、加湿ガスからの分泌物クリアランスを促進するのにも役立ちます. COPD 患者に関する研究では、pCO2 が減少する傾向にある呼吸圧振幅と平均圧、および一回換気量の増加が示されました。 これらの調査結果に基づいて、HFA の使用は臨床現場で増加しており、多くの症例報告とシリーズが使用の成功を示しています。 フレイザー等。高炭酸ガス血症患者と非高炭酸ガス血症患者の両方に対する ED での HFA の使用中の動脈血ガスの慢性 COPD 変化を有する患者における HFA の使用を首尾よく調査し、pCO2 の有意な減少を発見しました。

しかし、今日まで、急性高炭酸ガス性呼吸不全における HFA の効果を調べた無作為対照試験はありません。

この研究は、ランダム化比較非劣性試験として実施されます。 調査場所は、ウィーン総合病院の救急医療部門 (ED) です。これは、大規模な三次医療病院の救急医療の主要な学術研究センターです。 毎年約 90,000 人の患者がこの部門で治療を受けており、そのうち約 150 ～ 200 人が高炭酸ガス性呼吸不全に苦しんでおり、非侵襲的換気サポートを必要としています。 この部門には独自の ICU と中間ケア ユニットがあり、それぞれ 7 つのポジションがあり、合計 14 のポジションで CPAP 療法を提供できます。 HFA 装置も部門で定期的に使用されています。

高炭酸ガス血症のために一時的にインフォームドコンセントを提供できない患者は無作為化され、治療されます。 彼らは、インフォームドコンセントを与えることができ次第、事後的に通知され、データの使用に同意する可能性があります.

ランダムなシーケンスは、標準ソフトウェアを使用して患者の登録に関与していない人によって生成されます。 無作為化は、4 から 6 の可変ブロックで実行され、予測不可能な割り当てを生成しますが、バランスの取れたグループ サイズを保証します。 介入群または対照群への割り当てを含む、連続番号が付けられた密封された不透明な封筒 (SNOSE) が事前に作成されます。 封筒は、割り当ての隠蔽を可能にし、ランダム後の即時除外のリスクを軽減するために、介入の開始直前に同意後に開封されます。

介入は、部門の標準的な機器を使用した HFA で構成されます。 毎分 60 リットルのガス流量と、臨床的に実現可能な FiO2 が使用されます。 pCO2 レベルが 50 mmHg 以下になるまで治療を継続するか、患者の耐性がないため、または挿管の適応のために治療を中止する必要があります。

コントロールは、タイトなマスクを使用した非侵襲的 CPAP 換気サポートと、救急医療部門の標準的な人工呼吸器装置で構成されています。 3.67 mmHg の気道陽圧と、臨床的に実現可能な FiO2 が使用されます。 pCO2 レベルが 50 mmHg 以下になるまで治療を継続するか、患者の耐性がないため、または挿管の適応のために治療を中止する必要があります。

治療担当医師の裁量に基づいて、介入治療と対照治療の両方がいつでも中止される可能性があり、他の治療法 (単純なベンチュリマスク、HFA、非侵襲的 CPAP 換気サポート、挿管、体外法) が開始される可能性があります。

ベースラインの特性と人口統計学的変数には、年齢、性別、喫煙状況、以前の疾患、特にCOPDまたは喘息の病歴、およびそれらの治療期間、投薬、体の大きさ、入院前の治療が含まれます。 pCO2 レベルは、治療開始後 0 ～ 30 ～ 60 分 (およびその後 60 分ごと)、および治療終了時に血液ガス分析を使用して測定されます。 治療に対する患者の認識は、非常に不快なものから非常に快適なものまでの 10 ポイントのリッカート スケールを使用して、治療の終了後に評価されます。

サンプル サイズの考慮事項は、1 時間あたりの主要な結果の pCO2 削減に基づいています。 研究者は、ベースラインの pCO2 レベルを 50 ～ 100 mmHg と想定しています。 公開された文献に基づいて、研究者は、対照群の結果が 4±3mmHg/時間であると想定しています。 私たちの臨床的判断に基づいて、治験責任医師は非劣性の限界を 2 mmHg と想定しましたが、これは結果の 1 標準偏差内に収まっています。 したがって、研究者は、2 つのグループ間の真の差の両側 90% 信頼区間の下限が非劣性限界を超えるという帰無仮説を棄却できるように、28 人の実験被験者と 28 人の対照被験者を必要とします。 80％の力。 正式には、治験責任医師は 56 人の患者を登録する必要があります。 フォローアップの潜在的な損失、データの欠落、測定の問題、またはその他の設計要因を考慮して、調査員は実際のサンプル サイズを 62 に増やします。 実現可能性の観点から、治験責任医師は、1 年以内に約 150 から 200 人の適格な患者が得られると予想しており、その結果、約 6 か月の研究期間が予想されます。

サンプルサイズが比較的小さいため、事前に計画された中間分析はありません。

無作為化の成功を評価するために、介入群と​​対照群のベースラインデータと人口統計を表にまとめます。 1 時間あたりの pCO2 の減少は、介入群の個人と対照群の個人の間で比較されます。 研究者は、効果を 95% 信頼区間の差として計算します。 これは、結果として pCO2、因子変数として治療グループ、共変量としてベースライン pCO2 と治療時間を含む線形混合モデルを使用して行われます。 調査者は、両側 95% 信頼区間が事前定義された非劣性の限界内にある場合、非劣性であると想定します。 感度分析として、研究者はモデルの時間/治療相互作用についてもテストします。 別の感度分析として、研究者は最大で治療の最初の 6 時間の間にデータを分析します。 治療が失敗した場合、研究者は最後の観察を6時間繰り越す方法を使用します。 一次分析は、intention-to-treat の原則に従います。 分析単位は個人とする。

95% 信頼区間に基づいた正確な標準誤差を使用して相対リスクを計算することにより、カテゴリ別の副次結果が分析されます。 調査者は、両側 95% 信頼区間が事前定義された非劣性の限界内にある場合、非劣性であると想定します。 継続的な二次結果は、一次結果と同様に分析されます。 滞在期間のデータは対数正規分布であると予想されるため、研究者はさらに計算するために対数変換された値を使用する予定です。 データ分析のために、研究者は Stata 11 を使用します。 0.05 未満の両側 p 値は、一般に統計的に有意であると見なされます。 レポートは、非劣性試験および同等性試験の CONSORT 拡張の基準に従います。

プライバシーとデータの安全性 直接的および間接的な患者関連データは、物理的および論理的に分離して保存されます。 さらに、研究グループのメンバーのみが研究データにアクセスできます。 データは救急医療部門のセキュリティで保護されたコンピューターに保存され、研究グループのメンバーに対して制限されたアクセスを介してのみアクセスできます。