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ARDS人工呼吸中の肺胞虚脱・再開通~方法 [critical care]

Lung Opening and Closing during Ventilation of Acute Respiratory Distress Syndrome

American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 2010年3月15日号より

方法

ALI/ARDS肺のリクルートメントについての多施設研究で構築されたデータベースのデータを解析した。以下にその研究の概要を記す。

対象患者

4ヶ所の大学病院で総勢68名の患者が対象となった。ALI/ARDSの標準的な診断基準に合致する患者を研究対象とし、除外条件は16歳未満、妊娠およびCOPDとした。

研究設計

鎮静および筋弛緩下に、三つの異なる気道内圧における全肺のCTを撮影した。吸気終末圧45cmH2Oの吸気プラトー圧をかけた吸気終末ポーズ中に全肺CT撮影を行い、次に無作為な順番で、PEEP 5cmH2O、PEEP 15cmH2Oとしそれぞれ呼気終末ポーズ中に全肺CT撮影を行った。基準時点における人工呼吸器設定は、治療経過におけるその日の設定と同じにした。各回のCT撮影に先立ち、リクルートメント手技を行った(方法の詳細はオンライン付録に掲載)。

CTの画像解析

各横断像を処理し、この研究のために誂えたソフトウェアを用いて解析を行った。各ボクセルの「CT値(Hounsfield単位)」を基に全肺重量を算出し、含気の程度に応じたそれぞれの部分の肺組織重量を計算した。胸骨-脊椎軸および頭尾軸における肺の形態を知るため、全肺CT画像を胸骨から脊椎まで4等分し、次に肺尖から肺底部へと10等分した。

CT画像から得た変数

1. 加圧再膨張(リクルートメント)可能な肺組織量は全肺重量に対する割合として表し、無含気肺組織のうち気道内圧を5cmH2Oから45cmH2Oへと上昇させることによって含気が回復する肺組織重量の全肺重量に対する比率と定義した。対象患者を、加圧再膨張可能な肺組織割合が中央値である9%以下の群と、9%を超える群の二群に分けた。以上は、先行研究の論文で発表した通りである。

2. ALI/ARDS患者における圧-容量曲線と圧-リクルートメント曲線は、ほぼ一定であるという知見に基づき、各患者において得られた容量と圧に関する4つの値から呼吸器系全体の圧-容量曲線を表すシグモイド関数式を作成した。容量は、全肺気量に対する割合として表した。全肺気量は、気道内圧45cmH2Oのときの含気量と定義した。得られたそれぞれの式を用い、各プラトー圧における吸気終末無含気肺組織量を算出し、各患者のいろいろなプラトー圧における加圧再膨張(リクルートメント)可能な肺組織量全体に対する割合として表した(気道内圧5cmH2Oのときはリクルートメントされている肺組織量は皆無で0%、45cmH2Oのときはリクルートメントされている肺組織量は全肺組織量と等しい100%と仮定)。

3. 呼気終末および吸気終末に無含気である肺組織量の差から、PEEP 5cmH2Oおよび15cmH2Oにおける呼吸周期中に開閉する肺組織の量を算出した。つまり、呼吸ごとに一回換気量が送り込まれることによって周期的に増減する無含気肺組織量の差を求めたということである。

4. PEEP 5cmH2Oおよび15cmH2Oにおける肺胞の歪みを算出した。つまり、吸気終末肺容量から気道内圧ゼロにおける肺容量を引いた容量(一回換気量とPEEPによってこの容量差が生ずる)と、気道内圧ゼロにおける肺容量(FRC)との比を求めた。求めた値は、PEEPによるリクルートメント肺組織量と一回換気量によるリクルートメント肺組織量を用いて補正した。

5. 下側肺に、それより上位にある肺重量によって余分に加わる静水圧を上乗せ圧と定義した。

教訓 本研究は、Lung Recruitment in Patients with the Acute Respiratory Distress Syndromeのデータを用いて行われました。この研究ではSAPSⅡスコアが同等であっても、リクルートメント可能な肺組織量が全肺組織に占める割合が高い患者ほど死亡率が高いという結果が得られています。著者らは、リクルートメント可能な肺組織量が少ない症例ではPEEPを10cmH2O未満とし、15cmH2O以上のPEEPをかけるのはリクルートメント可能な肺組織量が多い症例に限っているとのことです。その妥当性を検証したのが今回の研究です。


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