新生児脳症の低体温療法を受けている新生児における経皮的二酸化炭素モニタリング

新生児脳症 (NE) は、毎年 1000 人の出生あたり 3 人の乳児に影響を及ぼし、死亡または恒久的な神経障害につながる可能性があります。 低体温療法 (33.5 oC) (TH) は、中等度から重度の NE 患者の死亡率と有害な神経発達転帰を減少させることが明確に証明されています。 ただし、低体温症であっても、NE の乳児のほぼ半数が死亡または重度の障害の危険にさらされています。 これらの新生児の集中治療を最適化することで、損傷の進行を防ぎ、神経発達の転帰をさらに改善する可能性があります。

複数の分析で、おそらく代謝性アシドーシスと代謝率の 20-30% の低下を引き起こす低体温治療による強い呼吸努力が原因で、出生後最初の数時間の低炭酸症の発生率が高い (6 -89%) ことが指摘されました。 さらに、いくつかの研究では、低炭酸症とNEの乳児における有害な神経発達転帰のリスク増加との関連が示されています。 低炭酸症は、複数のメカニズムを介して脳損傷を悪化させる可能性があります。 低炭酸症は、大脳皮質における核 DNA の断片化、膜脂質の過酸化、および動物モデルにおけるニューロンの興奮性の増加と関連していました。

二酸化炭素が脳血流 (CBF) の最も強力な調節因子の 1 つであることは十分に確立されており、高炭酸ガス血症は脳血管拡張を引き起こし、PaCO2 では 1 mmHg あたり 1 ～ 2 ml/100g/分の脳血流の増加を引き起こしますが、低炭酸ガス血症は脳血管収縮を引き起こします。 PaCO2 を 20 ～ 25 mmHg に下げると、CBF が 40 ～ 50% 減少します。

低炭酸症は、脳血管収縮およびオキシヘモグロビン曲線の左シフトにより、酸素供給をさらに減少させる可能性があります。

低炭酸症が脳室周囲の白質軟化症や早産児の脳性麻痺に関連することは、何十年も前からよく知られています。 用語では、窒息した新生児は、画期的なCoolCapおよびNICHD低体温試験の二次分析により、低炭酸症が長期的な神経発達転帰に用量依存的な影響を与えることが確立されました。 生後 12 時間以内に 35 mmHg 未満の PCO2 への最小曝露と累積曝露の両方が、NICHD 試験の二次分析で死亡のリスクと有害な神経発達転帰を増加させました。 これと一致して、CoolCap研究の事後分析は、中等度および重度のNEの乳児のPCO2の減少に伴い、好ましくない結果の確率が用量依存的に上昇することを示しました。 さらに、最近の回顧的研究では、生後 4 日間の低炭酸ガス血症と MRI での脳損傷との関連も報告されています。 低炭酸ガス血症と有害転帰との関連に関する一貫した調査結果は、二酸化炭素交換の綿密なモニタリングと低炭酸ガス血症の回避が、この脆弱な患者集団において非常に重要であることを示唆しています。

酸塩基恒常性の呼吸成分を監視するためのゴールド スタンダードである動脈血ガス分析には、動的に変化する PCO2 レベルを追跡するための継続的な使用を妨げる明らかな制限があります。 さらに、動脈サンプリングを繰り返すと、大量の失血や菌血症のリスクが高まる可能性があります。

PCO2 の傾向を継続的に測定するために、代替の非侵襲的モニタリング技術が開発されました。 CO2 圧の経皮測定は、新生児集中治療で最も一般的に使用される非侵襲的 CO2 モニタリング システムであり、いくつかの研究では、血液サンプルの PCO2 と未熟児の tcPCO2 との間の良好な一致が実証されています。

臨床現場では、tcPCO2 測定値は多くの要因の影響を受けるため、絶対数ではなく傾向として使用されます。 ショックまたはアシドーシスによる低灌流、皮下組織の浮腫、血管作用薬による血管収縮、または体温の低下などの臨床的状態は、tcPCO2 測定値を変更する可能性があります。

tcPCO2 測定値の極端に高い範囲と低い範囲では、過大評価と過小評価が発生する可能性があります。

デバイスのセンサーが一定温度まで加熱されると、毛細血管の過灌流が起こり、皮膚の代謝率が摂氏 1 度ごとに約 4 ～ 5% 増加し、その結果、ガスの溶解度と拡散が改善されます。 センサーは、電解質溶液の pH の変化によって、電気化学的に PCO2 を計算します。 温度を 37 oC に補正した後、デバイスは皮膚表面の CO2 の推定値を提供します。 センサーの温度が高いほど、相関が向上する可能性がありますが、熱傷のリスクも高くなる可能性があります。

さらに、患者が呼吸補助を受けている場合、低体温療法を受けているすべての患者に tcPCO2 が推奨されます。 現在の研究では、私たちの目的は、冷却された乳児での実現可能性を評価するために、呼吸補助の有無にかかわらずTHを受けている乳児のPCO2を継続的に測定することです。

上で詳述したように、pCO2 の変化は脳灌流に影響を与えます。 したがって、脳の酸素化と代謝をPCO2の傾向と関連付けて分析することが重要です。 近赤外分光法 (NIRS) を使用した継続的な大脳局所酸素飽和度 (CrSO2) モニタリングは、NE の乳児の集中治療ですでに日常的に使用されています。 NIRS は、脳組織の酸素化、脱酸素化、および総ヘモグロビンの変化を測定するために使用できる非侵襲的なツールであり、そこから脳の局所酸素飽和度を脳の酸素消費量の代理として導き出すことができます。 早産児の経皮的 PCO2 レベルと組織酸素化指数との間に有意な正の相関が見られました。 これに沿って、呼気終末 CO2 (etCO2) の急激な増加は脳酸素化の増加と関連していたが、急激な減少は脳酸素化の減少と関連していた。 tcPCO2 と etCO2 は、PCO2 の代理マーカーとして使用されました。

この患者集団では継続的な CO2 モニタリングが望ましいと考えられますが、これまでのところ、tcPCO2 技術は体系的に評価されておらず、TH を受けている新生児脳症の乳児の集中治療で日常的に使用されていません。 継続的なモニタリングにより、PCO2 の極端なレベルと変動を回避できる可能性があり、NE の乳児の集中治療と長期転帰が改善される可能性があります。 NIRS を tcPCO2 測定と併用して脳酸素化をモニタリングすることは、NE の乳児にとって有益であり、この特定の患者集団における自己調節の病態生理学を理解するのに役立ちます。