ARDS における舌下微小循環と近赤外分光法の両方による微小循環変化の評価

微小循環は、細動脈、毛細血管、細静脈を含む小さな血管 (直径 100 μm 未満) の分岐ネットワークで構成され、組織細胞への酸素の送達において極めて重要な役割を果たします。 微小循環の変化は、重症患者、特に重度の敗血症患者で頻繁に観察されます。 これらの変化は、組織への酸素の拡散距離の増加と灌流の不均一性の増加を決定する毛細管密度の減少によって特徴付けられます。 この微小循環障害には、十分に灌流されている毛細血管のすぐ近くに、灌流が不十分な毛細血管または灌流されていない毛細血管が結果的に存在することが関係します。 したがって、これらの機能的に脆弱な微小循環領域は低酸素状態になり、酸素抽出不足を引き起こす可能性があります。 この現象は「微小循環シャント」と呼ばれており、敗血症および多臓器不全の病態生理学において主要な役割を果たしている。

微小循環および局所低酸素症の持続的かつ不完全な回復は、多臓器不全の発症と維持に寄与する主要な要因であると考えられています。 残念ながら、微小血管灌流の変化は全身血行力学的異常の矯正後も持続することが多く、その重症度は不良転帰と関連しています。 このような大循環と微小循環の間の血行力学的一貫性の喪失は、いくつかの臨床研究および実験研究で報告されており、有害な転帰と臓器機能不全の独立した予測因子であることがわかっています。 微小循環は敗血症のモーターであることが示唆されています。

概念的には、微小循環のモニタリングを可能にする現在の技術は、次の 2 つの主要なグループに分類できます: (1) 微小循環血流の代用として局所組織の酸素化の評価を可能にする方法。 (2) 微小血管網や微小循環血流を直接可視化する方法。

近赤外分光法 (NIRS) は、急性疾患患者の組織酸素飽和度 (StO2) をモニタリングするツールとして使用されており、敗血症患者の微小血管機能不全を定量化するツールとして提案されています。 ベールの法則によれば、NIRS 信号は直径 1 mm 未満の血管 (細動脈、毛細血管、細静脈) に限定されますが、骨格筋内の血液の 75% は静脈であるため、NIRS StO2 測定値は主に局所的な値を表します。静脈ヘモグロビンO2飽和度。 NIRS は、重度の外傷、出血性ショック、敗血症性ショック、心原性ショックや重度の心不全などのさまざまな臨床状態で使用されています。 集中治療における NIRS の有用性と応用には、主に 3 つの主要な NIRS 測定が含まれます。(1) 継続的な組織酸素飽和度 (StO2) 測定。 ２）血管閉塞試験（ＶＯＴ試験）に応じたＳｔＯ２脱酸素勾配（ＤｅｃＳｔＯ２勾配）。 ３）ＶＯＴに応じたＳｔＯ２回復勾配（ＲｉｎｃＳｔＯ２勾配）。

組織酸素飽和度 (StO2) は、使用するデバイスと測定場所に応じて、組織灌流のマーカーとして提案されています。 全身レビューと平均分析により、重度の敗血症または敗血症性ショックの患者ではStO2レベルが低く、RincStO2勾配が低いことが示されています。 さらに、重度の敗血症または敗血症性ショックからの生存者は、非生存者と比較して、より高いレベルの StO2 および RincStO2 を示します。 VOT は、血圧計を使用して、定義された時間間隔 (たとえば、3 分間) で一時的な急速な血管閉塞を実行しながら、遠位部位 (母指球隆起または前腕など) で StO2 を測定する誘発的検査です。または、StO2 が定義された最小閾値まで減少するまで。 次に、虚血組織は周囲の細動脈、中細動脈、および前毛細血管括約筋の血管拡張を誘導して、局所的な血管抵抗を減少させ、血流を回復します。 この閾値に達すると、止血帯が解放され、血流が回復します。 血流と酸素供給を自動調節する組織の能力を表す反応性充血反応があります。 この技術からは、次のようないくつかのパラメーターが生じます: 1. 局所の代謝率を反映すると考えられる脱酸素速度 (RdecStO2)、2. 停滞した血液を洗い流すのに必要な時間を反映すると考えられる再酸素化速度 (RincStO2)局所的な心血管予備力と微小循環の流れ、および閉塞後の充血反応によって決定されると考えられています。

StO2 増加率 (RincStO2)、または StO2 回復勾配と呼ばれる値については、StO2 回復勾配が低下すると、低酸素刺激に応答して微小血管を補充する能力が低下すると想定されます。 敗血症患者ではRincStO2が低下していることが多くの論文で実証されています。 StO2 回復勾配は敗血症患者の方が低いことが示されており、敗血症の最初の 24 時間におけるこの変化の存在とその持続は、より悪い転帰と関連していることが示されています。 敗血症患者の中で、RincStO2 は非生存者よりも生存者の方が高く、臓器の機能不全や死亡と最も強く関連していました。

ただし、StO2 は微小血管血流の直接測定値ではなく、O2 送達 (DO2) と酸素消費 (VO2) のバランスに依存する組織酸素化の指標です。 StO2 の変化は、同じ方向の血流の変化および/または反対方向の代謝の変化を反映している可能性があります。 さらに重要なことは、血流と代謝の比例的な変化が StO2 の変化に関連している可能性があることです。 血管反応性試験では、実際の微小血管灌流よりも微小血管予備力を評価します。 実際、健常ボランティアと比較して敗血症患者のStO2はわずかに低いにもかかわらず、グループ間には大きな重複があります。 敗血症性ショック患者、術後患者、および健康な被験者の間では、負傷した患者と健康なボランティアの間で StO2 に有意差は見られませんでした。敗血症性ショックと正常なボランティアの間。外傷患者と健常者の間、または敗血症患者の組織酸素分圧がさらに高いことが報告されています。

その結果、弁別力を高め、敗血症性ショックにおける組織の微量酸素化をより適切に評価するために、StO2 測定と組み合わせた血管閉塞検査 (VOT) が提案されています。 VOT の使用により、外傷、重度の敗血症、敗血症性ショックなどのシナリオに対する StO2 の予測能力が向上し、拡張されることが示されています。

顕微鏡ビデオ技術は、微小血管灌流の直接視覚化とその変化の特徴付けを可能にするため、微小循環研究のゴールドスタンダードであると考えられています。 最近、入射暗視野イメージングに基づいて、第 3 世代の軽量ハンドヘルド生体顕微鏡 (CytoCam) が開発されました。 舌下微小循環を直接視覚化することで、毛細血管密度、微小血管の形態、微小循環血流の動態を定量的に測定できます。

微小血管流量指数 (MFI) と灌流血管の割合 (PPV) を含む流量の変数、総血管密度 (TVD) と灌流血管密度 (PVD) を含む毛細血管密度、および流量分布不均一性指数 (HI) が次のように計算されました。国際基準に合わせて。 敗血症で見られる変化は、細胞が流れる血管の隣に流れが止まった毛細管が存在する、非常に不均一な灌流を特徴とすることがよくあります。

微小血管の変化は、機能的毛細血管密度の低下、灌流の不均一性の増加、停止および断続的に灌流される毛細血管の割合の増加を特徴としており、敗血症で観察される酸素抽出の欠陥の一因となり、臓器不全の発症に関与している可能性があります。 微小循環の変化は、生存者よりも非生存者の方が深刻です。 生存率は、微小循環の変化の重症度の四分位に応じて徐々に低下しました。 さらに、微小血管灌流の変化は転帰の最も強力な予測因子の 1 つであり、多変量解析では依然として転帰と独立に関連していました。 微小血管変化の時間経過も、生存者と非生存者の間で異なります。 微小血管の変化は、生存者では治療に反応して時間の経過とともに改善されましたが、非生存者では改善されませんでした。 逆に、最初の 24 時間後のこれらの微小循環変化の持続は、初期段階の循環不全および後期段階の多臓器不全に続発する死亡率と強くかつ独立して相関していました。 血流パラメータに関しては、2009年に、世界中の36のICUが参加し、501人の患者が登録されたICU患者の国際多施設観察有病率研究で、頻脈（心拍数＞90）と組み合わされた微小循環系の変化MFI＜2.6が、病院死亡率増加の独立した危険因子であることが特定された。

微小循環変数の中で、どの微小循環灌流パラメータが最も重要であるかについて明確なコンセンサスはありません。 PPV、PVD、および MFI によって測定される微小循環灌流の減少は、死亡率と関連していました。 彼らは、PPVパラメータが死亡率の最も強力な予測因子であり、この関連性が初期（24時間未満）と後期（24時間以上）の両方の時点の多重ロジスティック回帰モデルで維持されたと報告した。 同様の研究では、生存者と比較して、非生存者の微小循環の特徴として、血流の障害と流れの不均一性の増加が顕著に乱れていることがわかりました。 さらに、敗血症性ショックの ICU 患者 49 名を対象とした研究では、ショック発症時の微小循環灌流パラメータに差はありませんでしたが、PPV の有意な差が示すように、生存者は微小循環灌流を回復することができました。 ただし、ProCESS 試験では、密度の尺度、つまり TVD、PVD、および De Backer スコア (総密度の推定値) は、単一モデルのすべての時点および 72 時間時点での死亡率と関連しています。期間。 したがって、どの微小循環パラメータが最も重大な病態生理学的影響を与えるかについては、さらなる研究が明らかにされるのを待っています。

急性呼吸窮迫症候群 (ARDS) は、ICU における急性肺損傷の中で最も重篤な形態です。 ARDS の病因の特徴は、内皮および上皮損傷による顕著な透過性の増加です [58]。 持続的かつ顕著な組織低酸素症と多臓器不全が主な死因です。 ARDS による死亡率は、過去 10 年間に成果が見られないまま、依然として高いままです。 最近、重症急性呼吸不全の世界的な影響を理解するための大規模観察研究 (LUNG SAFE) 研究では、参加している ICU に入院した 29,144 人の患者のうち、院内死亡率が軽症患者で 34.9%、中等度患者で 40.3%、および重症患者で 40.3% であったことが明らかになりました。重度のARDSでは46.1%。

したがって、NIRS と舌下微小循環の 2 つの主要な評価に関する前述の議論から、我々の研究の目的は次のとおりです。

1. ARDS の予後について NIRS と舌下微小循環の予測力を比較する。 さらに、研究者がNIRSと舌下微小循環による微小循環の変化を同時に評価すれば、ARDSの予後をより正確に予測できるかどうか？
2. 微小循環変化のどのパラメーター、流量または密度の変数が ARDS の予後に最も重要な病態生理学的影響を与えるかを説明するには?