呼吸障害の治療

母子保健情報　第 62 号（2010 年 11 月）
Ｂ：治療の進歩
呼吸障害の治療
なか
むら
とも
ひこ
長野県立こども病院総合周産期母子医療センター長　中　村　友　彦
キーワード
肺サーファクタント、n-CPAP、高頻度振動換気法、ECMO
たサーファクテンに、23G カテラン針を用いて表
呼吸障害治療の目的
面全体に泡を立てないように生食 3 ～ 4 mℓを静
新生児期は様々な疾患で呼吸障害を起こしやす
かに振りかけ、瓶の頭を持って泡立てないように
く、全出生児のおよそ 1％の新生児は人工呼吸管
静かに回転し均一に溶解する。
理による呼吸管理が必要である。このため NICU
サーファクタント補充前に気管チューブの位
では迅速に呼吸不全の診断をし、適切な人工呼吸
置を X 線にて確認することが片肺投与を防止す
管理方法を選択する必要がある。
る。投与前に気管内吸引をしておくことも必要で
新生児の人工換気療法は、肺胞の過進展が血
ある。サーファクタント注入者、用手換気者、児
管内皮細胞、肺胞上皮細胞の透過性を亢進して
の体位変換者の役割分担を行い、注入者は 26G
起こる損傷（volutrauma）を最低限にするため
注射針を用いてサーファクタントをバイアルより
に、肺の容量をしっかり確保しながら、小さい一
泡立てないようにシリンジへ吸引する。そこから
回換気量で換気をし、肺の過伸展を避ける Lung
清潔操作で 4 ～ 5Fr の栄養チューブを介して気
protective strategy（肺損傷予防戦略）が望まれ
管チューブ内へ体位変換しながら 4 ～ 5 分割で投
る。具体的には低めの最大吸気圧、比較的高めの
与する。用手換気はマノメーターで換気圧をモニ
呼気終末陽圧が肺損傷予防戦略に基づいた人工換
ターしながら、十分な呼気終末圧（PEEP）をかけ、
気法である。
補充前の最大吸気圧（PIP）よりも 5 ㎝ H2O 高
い圧を目安に 100％酸素を用いて用手換気する。
1．肺サーファクタント補充療法
効果があれば必要酸素濃度は速やかに低下する。
肺サーファクタントの構造は、石鹸に似ていて
酸素濃度をまず下げ、次に換気回数、換気圧を下
疎水基と親水基から成り、サーファクタントには
げるが、肺コンプライアンスの改善には投与後 3
表面張力低下作用がある。肺サーファクタントが
～ 6 時間かかるので、換気圧を急激に下げすぎる
欠乏している肺胞は、表面張力が高く・表面積を
と肺虚脱をきたす恐れがあるので注意する。
縮めようとする力が働いて虚脱する。肺サーファ
クタント補充療法は呼吸窮迫症候群（respiratory
distress syndrome：RDS）が絶対的適応であり、
2．持続陽圧呼吸（continuous positive
airway pressure：CPAP）
RDS の診断がつき次第できるだけ早期にサー
呼吸障害のある児では呻吟がみられることがあ
ファクテンの補充を行うことが望ましい。二次的
る。これは児が呼気時に声帯を狭め、肺胞が虚脱
にサーファクタント不活性化をきたす疾患（肺浮
するのを防ぎ、機能的残気量を増やそうとする働
腫、肺出血、肺炎など）にも有効なことがある。
きによるものである。
〈投与方法〉バイアル中のケーキを砕いておい
この働きを人工的に可能にしたのが nasal
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CPAP である。CPAP は、呼気終末に陽圧をかけ
開放を維持でき、機能的残気量が増加することが
肺胞の虚脱を防ぎ、吸気時にすべての肺胞が拡が
期待できる。高めの CPAP では大きめの肺胞が
るようにする補助換気法である。虚脱した末梢気
「膨らみと縮み」を繰り返し、低めの CPAP では
道が拡張すると、機能的残気量が増大、ガス交換
小さめの肺胞が「膨らみと縮み」を繰り返す。つ
のための肺胞表面が増加し、肺内シャントが減少
まり、高めの CPAP から低めの CPAP に変わる
するため、酸素化、換気ともに改善する。また胸
時に肺容量が変化して、その低下分が自発呼吸以
郭のゆがみを防ぎ、横隔膜がより有効な動きとな
外の呼気量になり、反対に低めの CPAP から高
ることにより、呼吸仕事量も減少する。
めの CPAP に変わる時には、肺容量が大きくな
CO2 を低下させる効果は期待できないため、
り、自発呼吸以外の吸気量にもなり、換気効果が
CO2 の上昇するような病態では他の換気法の選択
上がることも期待できる。
が必要となる。
3．間欠的陽圧換気（intermittent
mandatory ventilation：IMV）
〈CPAP の適応〉
⑴ 呼吸障害の治療
出生後早期から陽圧をかけることにより、肺胞
持続的な吸入ガスが流れて、児が吸いたい時に
内が肺胞水（一過性多呼吸）
、
浸出液（肺炎）
、
サー
呼吸できる人工呼吸器回路内で、指定した回数だ
ファクタント欠乏による無気肺の場合に、CPAP
け呼気弁が閉じて強制的に陽圧を気道に送って肺
は、呼気終末に肺胞虚脱を防ぎ、呼吸障害の進行
を機械的に拡張させる方式である。新生児ではカ
を予防し、気管挿管による人工換気療法を回避で
フなしの気管チューブが用いられるので気道か
きる。
らの漏れがあり、一回換気量（tidal volume TV）
⑵ 早産児の無呼吸発作の管理
の相当する吸気を送気する従量式換気ではなく、
気道開通保持効果によって閉塞性無呼吸を予防
吸気・呼気時間と気道内圧を設定するタイムサ
し、機能的残気量の増加のため仕事量が減少する
イクルの従圧式換気（pressure-limit time cycle
ため早産児の無呼吸発作を予防できる。
ventilation）である。この方式は肺に過剰な圧が
CPAP は新生児の気道に常に陽圧がかかるた
め、気道内圧が過度に高くなり気胸を合併する危
かからないというメリットがある。
〈人工換気条件の設定〉
険があり、呼吸仕事量も多くなるという欠点があ
⑴ 吸入酸素濃度：未熟児網膜症や慢性肺障害を
る。Nasal CPAP はこの欠点を補うもので、患児
防止するために、動脈血酸素飽和度（PaO2）が
の鼻に接続する部分が折れ曲がった構造になって
50 ～ 80 ㎜ Hg を保つ範囲で、最低の FiO2 を使用
いる。これにより呼気時には気流の一部の流れが
する。
変わり、患児の呼気を補助する方向に流れる。こ
⑵ 最大吸気圧：他の条件が同じならば PIP が高
のため吸気だけでなく、呼気の仕事量も軽減させ
いほど 1 回換気量が増す。肺損傷（気胸や慢性肺
る特徴を持っている。nasal CPAP は prong によ
障害）を防止するためには、PCO2 は 60 ㎜ Hg く
る鼻中隔前庭部の圧迫壊死を引き起こすことがあ
らいまでを許容範囲として、PIP をできるだけ低
り、注意を要する。使用中は空気嚥下が増えるた
く設定する（permissive hypercapnea）。
め、胃チューブを経口挿入し、嚥下した空気を排
⑶ 吸気時間：時定数（肺コンプライアンス × 気
出する。
道抵抗）の 3 倍程度が必要。一般に肺コンプライ
二相性の CPAP は、二相性の持続呼気終末陽
アンスの低下した疾患（RDS、肺炎等）では吸気
圧が可能な機種である。個々の肺胞の時定数、コ
時間を長めに設定し、閉塞性呼吸疾患（MAS 等）
ンプライアンスは一様ではないので異なる持続呼
では呼気時間を長めに設定する。吸気 / 呼気時間
気終末陽圧によって、より多くの肺胞が呼気時に
比（I/E 比）は 1.0 以下とする。
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⑷ 呼気終末圧：PEEP が高すぎると胸腔内への
酸素化を改善したい場合は、FiO2 を上げるか、
静脈血還流が阻害されて血圧が下がる可能性があ
平均気道内圧（MAP）を上昇させる。過度な
る。一般には RDS や肺炎のように肺コンプライ
MAP の上昇は気胸・縦隔気腫、血圧低下、鬱血
アンスが低下した疾患では 5 ～ 10 ㎝ H2O と高め
による頭蓋内出血などの危険性が高まるので注意
に設定し、閉塞性呼吸疾患では 1 ～ 3 ㎝ H2O と
が必要である。
低めに設定する。気管支軟化症や気管軟化症では
PaCO2 を低下させたい場合は、ストロークボ
PEEP を高めに設定したほうが呼吸障害が軽減す
リューム（SV）またはアンプリチュード（Amp）
ることもある。
を上げる。SV を上げると、胸壁の振動が大きく
⑸ 換気回数：以上の条件のもとで PCO2 が 40 ～
なる。それでも PaCO2 が低下しない場合は、振
60 ㎜Hg に維持されるように換気回数を設定する。
動数を下げる。振動数を下げると同じ SV、Amp
でも一回換気量が大きくなる。左右胸壁、腹壁の
4．高頻度振動換気（high frequency
oscillation：HFO）
震えの程度をよく観察して、急に震えが悪くなっ
た場合には、分泌物などで気管内チューブが閉塞
通常の人工換気法とは異なり、生理的な換気回
していないかのチェックが必要である。
数を著しく超えた換気回数、少ない一回換気量で
⑵ MAP の設定
人工換気を行う換気法である。肺を膨らませた状
具体的には CMV による換気時の MAP より通
態で少ない一回換気量で振動させて換気を行うた
常 2 ～ 3 ㎝ H2O 高めの MAP に維持する。しか
め、換気条件の厳しい児や超低出生体重児など
し MAP を高くしすぎると胸腔内圧が上昇して低
で、より肺損傷の少ない人工換気が可能である。
血圧、頭蓋内の鬱血のリスクが高まるので注意が
HFO は適切な肺容量を保ち無気肺の発症が少な
必要である。過剰な高い MAP を使用していない
く、死腔以下の小さな換気量で換気できるので圧・
か否かのチェックには胸部レントゲンによる横隔
容量損傷も防げ、肺損傷予防に最適な換気法と考
膜の位置と形態が参考になる。一般的には右横隔
えられる。
膜頂部が第 8 肋間下端と第 9・10 肋間中間の間に
1）HFO の適応は以下の場合である
位置するのが良い。胸部レントゲン撮影時には
⑴ 長期間の人工換気療法が必要な児で肺損傷予
HFO 換気を中断する必要はなく、適切な MAP
防目的
か否かの判定のためにも HFO 換気のまま撮影す
慢性肺障害のハイリスク児（早産児、呼吸窮
ることが望ましい。
迫症候群、子宮内感染症）
⑶ サイ（Sustained inflation：SI）
⑵ 通常の人工呼吸管理では救命が困難な場合に
圧容量曲線に沿った人工換気を施行すると、肺
レスキューの目的
胞の虚脱と開放を繰り返すこととなり、肺損傷が
気胸・縦隔気腫、先天性横隔膜ヘルニア、肺
引き起こされる。HFO の利点は、呼気相の b 点
低形成、胎児水腫、重篤な RDS、肺炎など
で換気を行うことができる点で、b 点は肺胞が十
逆に HFO の効果が期待しがたい、もしくは
分に開いており酸素化の点から有利である。b 点
慎重使用が望まれる疾患
での換気をするには、まず一度 lung recruitment
⑶ 閉塞性気道病変を伴った疾患：具体的には胎
が必要で、その時に適切なサイが必要となる。満
便吸引症候群、肺出血、非常に細い挿管チュー
足する酸素化が得られないとき、気管内吸引や回
ブ使用時、大量もしくは粘調な気道内分泌物
路を外した後に酸素化が悪化した場合などには、
時など
a 点で換気が行われている可能性があるのでサイ
2）実際の方法と注意点
の適応となる。サイとは HFO 換気中に一時的に
⑴ 換気のパラメーター
肺の気道内圧を上昇させて肺を膨らませる手技の
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ことであり、サイには二通りの方法があり、
⑶ 気管内吸引
①HFO 換気を一時的に停止させ、一般的には管理
気道内に分泌物貯留があると、HFO の振動（エ
中の MAP より 5 ㎝ H2O 高い気道内圧で 15 ～
ネルギー）が肺胞まで伝達しづらくなるので充分
30 秒間施して肺を膨らませる手技（static SI）
。
な気管内吸引が必要である。開放式気管内吸引を
②HFO 換気を施行したまま、一時的に MAP を
行っていた時代は、気管内吸引で、呼吸器回路と
徐々に数 cmH2O 上昇させて、その後通常の
気管内チューブを外すたび、呼吸器回路の再装着
MAP に下げていく手技（pulsatile SI）がある。
の前に、用手換気をするか、再装着後に Sigh を
過剰なサイは、血圧の低下や頭蓋内の血流の大
かけなければならなかった。しかし、閉鎖式気管
きな変動を引き起こす可能性があり注意が必要で
内吸引法を用いるようになってからは、そのよう
ある。また自発呼吸がある際にはサイの手技が
な必要がなくなった。最近、Hoellerin らは、新
ファイティングを誘発して気胸を起こす可能性が
生児において SIMV と HFO で、それぞれの呼吸
ある。気胸がある場合にはサイが気胸を増悪させ
器モードで開放式と閉鎖式気管内吸引を行う前
る可能性がある。
後の肺容量変化と、吸引前の肺容量に回復する
3）問題点、プロの技
時間を検討した報告をしている。その結果から、
⑴ 換気条件の下げ方
SIMV では、開放式と閉鎖式気管内吸引を行う前
まず酸素濃度を下げていき、FiO2 が 0.4 以下に
後で肺容量の変化と、吸引前の肺容量に回復する
なってから MAP を 1 ～ 2 ㎝ H2O ずつゆっくり
時間には有意差は見られなかったが、HFO では、
少しずつ下げていく。急に MAP を下げる、もし
開放式気管内吸引の方が、吸引後に肺容量が低下
くは低すぎる MAP に設定すると、肺が虚脱し酸
する傾向があり、前の肺容量に回復するのに有意
素化が突然増悪する場合があるので MAP を 6 ～
に長時間を要した。このデータは、正に HFO の
8 ㎝ H2O 以下には下げないようする。
圧容量曲線の特徴を示した臨床データである。小
⑵ 体位
児・成人領域では筋弛緩をして HFO を使用する
HFO 施行中、特に高めの MAP を使用時は、
機会が多く、自発呼吸のない状態での HFO では、
胸腔内圧が高めとなり脳からの心臓への静脈血の
前述するような回路を外すたびに肺容量の低下が
環流が悪くなり、脳鬱血を起こす可能性があり、
より著明で、用手換気または Sigh を必要とする
HFO 施行中は基本的に上体挙上位をとらせる。
ので、是非 HFO 中の気管内吸引では、閉鎖式気
特にサイ施行中は必ず上体挙上とする。
管内吸引をお薦めする。
圧容量曲線
CMV
HFO
容量
b
Volume recruitment
Sustained Inﬂation
a
MAP
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圧
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⑷ HFO 中の診察
HFO 施行中は頸部・左右胸壁・腹壁・大腿部
の振動の変動に注意する。上体の振動が目立ち胸
壁の振動が少ない場合には上気道閉塞病変、特に
5．吸気同期性間欠的強制換気
（synchronized intermittent
mandatory ventilation）
分泌物による挿管チューブの閉塞を疑い、気管内
前述の A/C の欠点を補うための補助換気療法
吸引を施行する。胸壁の振動に左右差が顕著な場
である。あらかじめ設定した呼吸回数に基づいて
合には気胸や片肺挿管を疑う。また HFO 施行中
trigger window を設定し、window 中最初の自
は心音、心雑音の聴診は困難で、診察の際には通
発呼吸のみをトリガーし、強制換気を行う方法。
常 CMV に切り替えるか、stastic SI を施行しな
それ以外の自発呼吸に関してはトリガーがかから
がら聴診する（サイの MAP 設定を現行の MAP
ない。
と同レベルにして施行する）
。
⑸ 筋弛緩剤を使用するか？
新生児では、HFO 中に無呼吸になりやすい
6．体外式膜型人工肺（Extracorporeal
Membrane Oxygenation：ECMO）
こともあり、必ずしも筋弛緩を使用しない。
ポンプで静脈系から体外へ循環血液を導いて人
適度な自発呼吸は、前述の sigh と同じ lung
工肺へ通し、酸素化と脱二酸化炭素化を行い再び
recruitment 効果がある。しかし、MAP が高い
体内へ血液を戻すことにより肺を休ませることが
場合には、自発呼吸が気胸を誘発する可能性もあ
できる。しかし、出血傾向、感染、空気塞栓など
るので、鎮静剤・筋弛緩剤を使用することもある。
の重篤な合併症の危険もあるので、長時間は行え
ない。動脈系に戻すか、静脈系に戻すかにより 2
4．患者同調換気（patient triggered
ventilation：PTV）
種類（V-A 法、V-V 法）に分けられる。
ECMO の適応疾患は、従来の呼吸管理方法で
新生児の人工呼吸管理は、自発呼吸を無視した
は、管理できない呼吸不全が主な適応になる。こ
間欠的な強制換気から、児の自発呼吸に合わせた
の際 OI（oxygenation index：酸素化指数＝平均
人工換気方式へと変化している。
× FIO2（％）
÷ PaO2（㎜ Hg））
気道内圧（㎝ H2O）
A/C（assist/control）
：自発呼吸を呼吸器が感
≧ 40 が参考になる。
知して吸気が開始される。自発呼吸がなくとも
以下の場合は、適応基準にあっても、ECMO
強制換気する回数を前もって呼吸器に設定でき、
を導入しない。
IMV としても働く。すべての自発呼吸を補助す
①頭蓋内出血
るため、患児が多呼吸であったり、啼泣中には補
②全身的出血傾向
助換気が過剰になってしまうという欠点がある。
③痙攣など明らかな神経症状
トリガーについて：自発呼吸はフローあるいは
④非可逆性脳障害、重症染色体異常
気道内圧によってトリガーされるが、新生児は一
⑤慢性呼吸不全（呼吸管理が 10 日以上続けられ
回換気量が少ないため、いずれにしても吸気時の
変動が少なく、高い感度が要求される。感度を上
げすぎると、回路内の水滴や体動によってもモニ
ているような時）
⑥肺の低形成が著しく、回復が見込まれない場
合：（ポッター症候群など）
タが誤作動してしまう。
＊　＊＊
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