ARDS人工呼吸中の肺胞虚脱・再開通～はじめに

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

ARDS患者についての研究が端緒についたときからというもの、ARDS治療における呼吸管理では、肺のリクルートメント（意図的に肺内外圧差を一過性に増大させて、含気が失われていたり少なかったりして虚脱しやすい肺胞を十分に開存させること。加圧再膨張。）が重要であることが指摘されてきた。ARDS肺の主な病像の一つが無気肺であることが、その理由である。そんなわけで、ARDSに対する人工呼吸法が模索されはじめた当初から、PEEPを付加し肺の虚脱を防ぐ方法が採られてきた。高いPEEPの効果、つまり、PEEPを付加することによって虚脱を免れる肺組織の量は、リクルートメント（加圧再膨張）可能な肺組織の量（全肺気量に達するぐらいに肺が膨らむように気道内圧を上げて測定される）と密接に関与し、だからこそ、高いPEEPを付加することによって得られる効果はARDS患者の中でも大きなばらつきがあるということを、我々はこれまでに明らかにしてきた。したがって、最適なPEEP値を設定するには、リクルートメント可能な肺組織の量の臨床的評価が不可欠である。

ALI/ARDS患者では、陽圧換気を行うと、そもそも呼吸不全を来す原因となった肺傷害を、さらに悪化させてしまうことがある。人工呼吸による肺傷害（VILI）の機械的原因として広く認識されている主要因が二つある。一つは肺胞の歪み（ひずみ）である。これは、一回の呼吸で送り込まれる気体の量と、それによって含気が得られた肺組織の量との比で表される。もう一つが、呼吸一周期中に発生する肺胞開存と虚脱である。これは、虚脱肺のうち吸気中には再開通し呼気中に再虚脱する部分の量として定量的に表される。ALI/ARDS肺に高いPEEPを付加すると、理論的には二つの相反する現象が起こる。一方では、開存と虚脱を周期的に繰り返す肺組織の量が減るが、他方では、すでに開存している部分の肺胞の歪みが増す。つまり、高いPEEPが有効か否かは、この二つの相反する作用のいずれが優勢かによって決まるのである。

今までのところ、ALI/ARDSの診断基準に合致することのみを条件として対象患者を設定して行った臨床研究では、高めPEEPの付加による生存率改善効果は証明されていない。ALVEOLI(Assessment of Low tidal Volume and elevated End-expiratory volume to Obviate Lung Injury)研究に続き、二編の多施設無作為化臨床試験が行われたが、低一回換気量による人工呼吸中に高めPEEPを付加しても、低めPEEPの場合に優る効果は得られないという明白な結果が示されて終わった。しかし、患者一人一人で異なるリクルートメント可能な肺組織量は患者一人一人で異なり、そしてそれがPEEP値の高低による作用の違いにつながり、さらにはその組合せ如何によってVILI発生が促進されるか、抑止されるかが左右されるということを考慮して行われた研究は皆無である。そこで我々は、ALI/ARDS患者にPEEP付加した場合、リクルートメント可能な肺組織量の多寡が、肺胞の歪みや周期的開閉による影響とどのような関わりを持つのかを明らかにすることを目指して研究を行った。

教訓　ALVEOLI試験(Assessment of Low Tidal Volume and Elevated End-Expiratory Volume to Obviate Lung Injury trial)では、各患者の酸素化に応じて設定された標準的PEEP値とそれより高いPEEPが比較されましたが、PEEPを高くすることによる有効性は認められませんでした。この研究では、リクルートメントできる肺組織量の多寡によってPEEPの作用がどのように異なるのかが検討されました。