侵襲的換気中の湿潤粘液量に対する最適化された設定による機械的吸気・排気の影響

気道分泌物の滞留は、侵襲的機械換気 (MV) を必要とする重症患者によく見られる合併症です。 この合併症は、多くの場合、過剰な分泌生成と無効な分泌除去が原因で発生します。 主な原因の 1 つは、気管内チューブ (ETT) の存在であり、これが粘液線毛クリアランスを減少させ、咳をする際の適切なピーク呼気流量の生成を妨げることが示されています。 最適ではない気道の加湿、吸気流の偏り、半横臥位、長時間の固定状態、呼吸筋の衰弱などの他の要因も、喀痰の除去をさらに悪化させます。 粘液の滞留は最適なガス交換を妨げ、無気肺、呼吸仕事量の増加、細菌の定着および肺感染症の発症を引き起こし、MV の必要性を長引かせる可能性があります。 これらの状態が初期要因に加わると、重症患者の罹患率と死亡率が増加し、分泌物のクリアランスが患者の予後にとって不可欠な要因となります。

吸引前の手動または機械による過膨張、胸部振動、呼気胸郭圧迫などの分泌物除去技術は、集中治療室 (ICU) の理学療法士によって一般的に使用されています。 しかし、重症患者における呼吸理学療法技術を評価する証拠は乏しく、一貫性がない場合もあり、結果を推定して臨床実践を標準化することが困難になっています。 さらに、これらのテクニックの実行は、専門家の経験、トレーニング、利用可能なリソースに基づいて専門家によって異なることがよくあります。

機械的吸気・排気装置 (MI-E) は、電気機械式の専用装置を使用して通常の咳を補助またはシミュレートすることを目的とした呼吸理学療法技術です。 肺を過膨張させるために気道陽圧が気道に送られ、その後、陰圧に急速に変化して急速な呼気を促進し、最大呼気流量を高めます。 MI-Eは、主に呼吸ポンプの不全により効果のない咳をしている患者（つまり、神経筋疾患の患者）に一般的に使用されており、重症患者の分泌物を非侵襲的に除去する大きな可能性を秘めた技術として近年提案されています。 実際、最近の研究では、挿管された重症患者におけるMI-Eの安全性と有効性が評価され、有望な結果が得られ、関連する有害事象は見られませんでした。 しかし、これらの患者の分泌物除去を促進するための最適な MI-E 設定についてはコンセンサスがありません。 吸気圧と呼気圧は±40 cmH2O、吸気-呼気時間はそれぞれ 3 秒と 2 秒が、日常診療における MI-E プログラミングの標準としてよく使用されますが、最近の実験室研究では、MI-E を実行する場合に大きな利点があることが示されています。設定は呼気流の偏りを促進するように最適化されています。 たとえば、Volpe et al.は、吸気流量を低下させ、吸気時間を 4 秒に延長し、呼気圧力を吸気圧よりも増加させることによって呼気流バイアスを強化した場合に、人工粘液変位に有意な差を達成しました。 より最近では、ブタモデルからの証拠により、呼気圧力を高めて吸気圧力と呼気圧力の差を増加させたとき（つまり、+40/-70cmH2O）、粘液の移動速度が向上することが確認されました。 重要なのは、肺への粘液の移動や、それに伴う肺胞損傷や血行動態障害などの潜在的な有害な影響を防ぐために、吸気圧の上昇を避ける必要があることです。

研究者らは、48時間以上侵襲的MVを挿管された重症患者の吸引喀痰の湿潤容積に対する最適化設定と標準設定のMI-Eの効果を比較するためにこの研究を計画した。