中程度の ARDS に対する体外 CO2 除去による超保護的肺換気 (SUPERNOVA)

急性呼吸窮迫症候群 (ARDS) は、炎症、肺血管透過性の増加、および通気された肺組織の喪失を特徴とする、さまざまな素因となる事象に反応して発生する肺損傷の一種です。 ARDS の診断は、既知の臨床的発作または呼吸器症状の悪化から 7 日以内に発生した重度の低酸素血症および両側 X 線写真の陰影に基づいています。 ARDS の病態生理学の中心は、凝固の活性化と線溶の阻害によるフィブリンに富む滲出液 (ヒアリン膜) の存在です。 ARDS は、すべての ICU 入院の 10% を占め、人工呼吸器 (MV) を必要とする患者の 23% を占めています。 ARDS 患者の院内死亡率は依然として高く、軽度の ARDS の 34% から重度の ARDS の最大 46% まで幅があります。 特に、新型コロナウイルス感染症 2019 (COVID-19) の重症型および重症型は、ほぼ常に ARDS と関連しています。

Ventilator Induced Lung Injury (VILI) MV は、呼吸の酸素消費を減らし、ガス交換を改善し、ARDS の根底にある病因を解決するための時間を提供するため、ARDS 患者の命を救うサポートです。 しかし、MV は、肺損傷の進行、肺炎症プロセスの悪化、肺胞毛細血管透過性の増加を特徴とする人工呼吸器誘発性肺損傷 (VILI) の一因となる可能性があることが一貫して示されています。肺が体循環に流入し、その結果、遠位臓器が機能不全に陥る（生体外傷）。 無作為化臨床試験では、一回換気量 (VT) 6 ml/kg (予測体重、PBW から計算)、および最大吸気終末プラトー圧 (PPLAT) 30 cmH2O で呼吸する ARDS 患者は、死亡率が 40 から減少したことが示されました。 % (12 ml/kg PBW の VT で治療された従来の腕で見られる) から 31% まで。 最近、Amato と共同研究者は、デルタ圧 (ΔP)、つまり PPLAT と呼気終末陽圧 (PEEP) の差 (ΔP = PPLAT -PEEP) ≤ 14 cmH2O が生存と強く関連していることを示しました。保護換気設定 (VT の減少または PEEP の増加) を得ることは、ΔP の減少に関連する場合にのみ有益でした。

体外 CO2 除去 (ECCO2-R) PaCO2 への影響を最小限に抑えて低容量/低圧換気を使用できるようにするために、二酸化炭素 (CO2) を除去するために体外サポートを使用することが 1977 年に提案されました。 低呼吸数で低 VT と低ピーク吸気圧 (「肺安静」) を適用すると、損なわれた肺への損傷を最小限に抑えることができることが示唆されました。 この技術では、酸素化と二酸化炭素の除去が分離されました。酸素化は主に肺を介して行われ、二酸化炭素の可変部分は人工肺を介して除去されました (体外 CO2 除去: ECCO2-R)。 体外膜酸素化法 (ECMO) に対するこのアプローチの主な潜在的な利点は、体外回路を通る血流が少なく、副作用が少ない可能性があることです。 低 VT 換気 (PBW の 3 ～ 4 ml/kg) は、標準的な低容量低圧換気と比較して、炎症マーカーの有意な減少と関連していました。 さらに、結果として生じる高炭酸ガス血症は、ECCO2-R によって容易に制御されました。 無作為化臨床試験では、PBW の 3 ml/kg の VT は、体外 CO2 除去により簡単かつ安全に実施できることが示されました。 PaO2/FiO2 の患者を分析した場合、28 日目まで人工呼吸器を使用しない日として評価された臨床転帰は、対照と比較して ECCO2R 患者で有意に改善されました。

ARDS における ECCO2R の安全性と実現可能性を評価するために設計された多施設研究では、中程度の ARDS 患者の 80% 以上が、ECCO2R を使用することで超保護換気目標を達成できることが示されました。 ECCO2R に関連する重篤な有害事象の発生率は低かった (~2%)。 ECCO2R A の有効性と安全性は、1000 ～ 1500 ml/分の範囲の血流速度を使用するデバイスでより高かった。 事後分析では、呼吸器系のコンプライアンスが 40 ml/cmH2O 以下で、ΔP が 5 cmH2O 以上の患者に登録を制限すると、VT が 3 ml/cmH2O の無作為化臨床試験における臨床転帰の観点から、予測される利益が増加することが示されました。 ECCO2R (濃縮戦略) を使用した PBW の kg。 さらに、最近のデータは、PPLAT または ΔP の安全な上限がないことを示しており、ΔP 値が 14 cmH2O 以下の ARDS 患者の死亡率は依然として 20% と高いという事実と一致しています。 したがって、CO2 を除去する ECCO2R デバイスによって促進されるように、VT、PPLAT、または ΔP などの換気変数を積極的に下げることによって、患者の転帰が改善される可能性があります。 さらに、ECCO2R は、肺を保護することが示されている低い呼吸数を可能にすることで、VILI をさらに低下させる可能性があります。

目的 この多施設、前向き、無作為化、比較オープン試験の目的は、早期の ECCO2R による超保護的機械換気 (VT 4 ml/kg) が ARDS 患者の転帰を改善するかどうかを判断することです。

手順

対照群

• 患者は、次の従来の人工呼吸器設定 (「標準化された換気」) で治療されます。 VT = 6 mL/kg (PBW);吸気フローは 50 ～ 70 L/min に設定され、0.2 ～ 0.5 秒の吸気停止が生じます。I:E 比は 1:1 ～ 1:3 です。 RR を 20 ～ 35 bpm に設定します。 PEEP は、「PEEP/FiO2 の下限」の表に従って設定されます。
• PBW は、次の式に従って計算されます。PBW (男性) = 50 + 0.91 [身長 (cm)-152.4]; PBW (女性) = 45.5 + 0.91 身長 (cm)-152.4]。
• 酸素化の目標: PaO2 55-80 mmHg または SpO2 88-95%;
• 動脈の pH 目標: 7.30-7.45。
• 毎日 2 回の肺リクルートメント操作を実行することをお勧めします (各センターの標準的な臨床診療に従って)。
• 患者は NMBA を受け、主治医の指示に従って継続することができます。
• ガス加湿には加温加湿器を使用し、器具のデッド スペースを最小限に抑えます。

治療グループ

• 患者は、次の従来の人工呼吸器設定 (「標準化された換気」) で治療されます。 VT = 6 mL/kg (PBW);吸気フローは 50 ～ 70 L/min に設定され、0.2 ～ 0.5 秒の吸気停止が生じます。I:E 比は 1:1 ～ 1:3 です。 RR を 20 ～ 35 bpm に設定します。 PEEP は、「PEEP/FiO2 の下限」の表に従って設定されます。
• PBW は、次の式に従って計算されます。PBW (男性) = 50 + 0.91 [身長 (cm)-152.4]; PBW (女性) = 45.5 + 0.91 身長 (cm)-152.4]。
• 酸素化の目標: PaO2 55-80 mmHg または SpO2 88-95%;
• 動脈の pH 目標: 7.30-7.45。
• 患者は NMBA を受け、主治医の指示に従って継続することができます。
• ガス加湿には加温加湿器を使用し、器具のデッド スペースを最小限に抑えます。
• ECCO2R は「標準換気」中に開始されます。
• ECCO2R のカテーテル挿入は、地域の施設内臨床診療に従って実施されます。 ECCO2R 回路をカテーテルに接続し、血流を 1000 ～ 1500 mL/min に設定します。 最初に、ECCO2R デバイスを通るスイープ ガス フローは、デバイスを通る CO2 の除去を開始しないように、ゼロ (0 LPM) に設定されます。 抗凝固は、未分画ヘパリンで 1.5 ～ 2.0x ベースラインのターゲット aPTT で維持されます。 カニューレ挿入時には、80 I.U./kg の未分画ヘパリンのボーラスが推奨されます。
• 目的は、pH が 7.30 以上のままであるという条件で、PaCO2 を VT = 6 mL/kg で得られたベースライン設定のベースライン値 ± 20% に維持することです。 呼気終末の CO2 (EtCO2) は、安全のために監視されます。
• VT の減少: 0 LPM のスイープ ガス フローでの慣らし時間 (最大 2 時間まで) の後、VT は 5 mL/kg まで徐々に減少します。 スウィープ ガスが開始され、VT が 4.5 に減少し、その後 4 mL/kg に減少し、標準化された換気中と同じ平均気道内圧を維持するように PEEP が調整されます。 Pplat > 25 cmH2O になると、PEEP は Pplat ≤ 25 cmH2O になるまで下げられます)。
• 毎日 2 回の肺リクルートメント操作を実行することをお勧めします (各センターの標準的な臨床診療に従って)。
• 呼吸数の減少: 呼吸数は、最小 8 bpm まで徐々に減少し、スウィープ ガス フローの増加によって促進されます。一定の I:E 比率が維持されます。
• PaCO2 > 75 mmHg および/または pH < 7.2 の場合、35/分の呼吸数および最適化された ECCO2R にもかかわらず、VT は以前に許容された最後の VT まで増加します。
• CO2 除去は、各サイトで臨床目的で日常的に使用される次のデバイスを使用して実行されます。
• HLS5.0 Cardiohelp® (Getinge Cardiopulmonary Care, Rastatt, Germany): 1.3 m² のポリメチルペンテン中空糸膜人工肺を HLS セット (BIOLINE ヘパリンコーティング) と組み合わせて使用​​します。 体外血流は 1000 ～ 1500 mL/min の範囲です。 スイープ ガス (空気または酸素) は、真空ポンプによって中空糸を通して引き込まれ、膜を横切るガス交換のための拡散勾配を作り出します。

治療の中断 グループの割り当てに従って、「標準化された換気」または「超保護換気 + ECCO2R」が少なくとも 72 時間維持されます。その後、人工呼吸器と ECCO2R から解放されるまで、プロトコールに従って中断試験を 24 時間ごとに実施します。 治療群では、患者は常に最初に ECCO2R から離脱し、その後人工呼吸器から離脱します。

中断試験は、次のすべての基準が満たされている場合、研究登録の少なくとも72時間後に実行されます。

コントロールグループでは、すべての基準 1 ～ 5 が存在する場合、人工呼吸から解放されるまで、24 時間ごとに自発呼吸の試行が行われます (以下の「離乳手順」を参照)。

治療グループでは、すべての基準 1 ～ 5 が存在する状態で、24 時間ごとにゼロ スイープ ガス試験が実施されます。まだすべて存在する場合は、ECCO2R を削除し、対照群と同様に人工呼吸器からのさらなる離脱を実施します。

レスキューセラピー

• 難治性低酸素血症は、PaO2 < 60 mm Hg で少なくとも 1 時間、FIO2 を 1.0 として定義されます。
• 難治性アシドーシスは、少なくとも 1 時間 pH ≤ 7.10 と定義されます。
• 難治性圧外傷は、関与する側に 2 つの胸部チューブを伴う持続性気胸、または 2 つの胸部チューブを伴う皮下または縦隔気腫の増加として定義されます。

難治性低酸素血症または難治性アシドーシスまたは難治性圧外傷が発生した場合、この事象に関連する事象が記録され、臨床医は独自の裁量で割り当てられた換気プロトコルから逸脱し、以下を含むいわゆる救助療法を開始する場合があります。一酸化窒素の吸入、腹臥位、体外膜酸素化（ECMO）。 これらの治療法の使用は、症例報告フォームに記録されます。

離乳手順

• 自発呼吸トライアル (SBT) 手順と無補助呼吸の評価が実行されます。次のアプローチのいずれかを使用して、FIO2 < 0.5 で 30 ～ 120 分間の自発呼吸: 圧力サポート (PS) < 5 cmH2O、PEEP < 5 cmH2O; CPAP < 5 cmH2O; Tピース;気管切開マスク
• SBT を「成功」と報告するために、SBT の最後の 30 分間に満たすべき基準: SpO2 ≥ 90% および/または PaO2 ≤ 60 mmHg;呼吸数≤35 /分; pH≧7.30;呼吸困難の欠如。
• 上記の基準のいずれかが満たされない場合、SBT は「不成功」として報告され、以前の人工呼吸器設定または PEEP を使用した 10 cm H2O 以上の PS および以前の設定での FIO2 が開始されます。 患者は、翌日、離乳について再評価される。
• SBT が「成功」の場合、換気サポートは削除されます。
• 患者は、2 日間連続して「無補助呼吸」を行った後、「人工呼吸器なし」と報告されます。 「自発呼吸」は、次のいずれかとして定義されます。フェイスマスク、鼻プロング酸素、または室内空気による自発呼吸。 T管呼吸;気管切開マスク呼吸; PSまたはIMVの支援なしでCPAP ≤ 5;睡眠時無呼吸管理のためだけに CPAP または BIPAP を使用する