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成育科ブログ

PEEP再考~適切なPEEPは酸素を最小限にすると見えてくる

2019.01.01

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新年あけましておめでとうございます。
新年早々ですが、昨年の日本新生児成育学会でのランチョンセミナー「PEEP再考」
の内容をあらためてまとめてみました。
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まず、新生児蘇生法のアルゴリズムでは、心拍が100以上で自発呼吸があるけれども、努力呼吸とチアノーゼを認めるときには「CPAPまたは酸素投与」となっています。NCPR上では、このような場合どちらでもいいことになっていますが、この両者の持つ意味は同じなのでしょうか?
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今回の「PEEP再考」では、ともに酸素化に寄与する「圧と酸素」は、実はこれは表裏一体で、最適なPEEP設定を知ることは酸素の使い方を知ることでもあると考えています。ではどうしたら至適PEEPが分かるか?それは酸素投与を最小限にしようと試みればPEEP設定は自ずと決まってくると言うのが今回のお話の中心となります。
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まず酸素化は、肺胞中と肺動脈中の酸素分圧較差に加えて、酸素化には拡散面積も必要となることから、平均肺容量の維持もまた重要な因子となります。平均肺容量とは、例えば肺活量の図で言えば、大きく吸ったり吐いたり、または通常の呼吸をしている間の肺容量の時間での平均値を意味します。
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ここで、NICUでは赤ちゃんが無呼吸になるとSpO2は一気に低下してアラームを鳴らしてご家族を驚かせますが、しかし大人が息を止めていてもSpO2で90%以下にするとなるとかなり苦しいことになってしまいます。
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この違いは機能的残気量で説明が可能です。健康な成人ですと機能的残気量は息を止めてもそれなりに維持されますが、未熟児新生児の場合にはまだ肺容量は不安定なため、機能的残気量は文字通り「機能的」なので、その値は(実測は不可能ですが)大きく変動すると考えられます。
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また少し話が飛んで、今度は肺に優しい呼吸管理に関して考えてみます。肺に優しい呼吸管理のためには、なるべく少ない1回換気量として肺の過膨脹による肺障害(Volutrauma)を防ぐ必要がありますが、それに加えて肺の虚脱を抑えて、過膨張と虚脱で生じるずり応力(Shear stress)による障害(Atelectrauma)も抑える必要があります。
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人工呼吸管理中にPEEPが不十分だと、肺は虚脱と拡張を繰り返す度に痛んでしまいます。
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こうした肺障害は適切なPEEPによって最小限にとどめることが可能となります。
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これは感染予防のガウンですが、ここに袖を通そうとしたときに、こうした操作を何万回も行えばこのガウンがボロボロになっていくことは直感的に想像できるのではないかと思います。これこそがShear stressに相当します。
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ここで、仮に十分なPEEPがかけれられて、下のように袖を通す前から十分に拡張していれば、それほど痛まないのではないでしょうか?
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先ほどの機能的残気量(FRC)のお話と併せると、未熟児新生児ではFRCは一定ではなく、かなりの幅でその容量が上下しており、FRC低下時、つまりSpO2低下時には肺は虚脱しており、その時のPEEPは仮にそれまでと同じ値でかけられていたとしても相対的には不十分になっているものと考えられます。
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PEEPの目的は呼吸管理上の主目的は機能的残気量(FRC)の維持による酸素化の維持となりますが、それはマクロ的な側面であって、ミクロ的には肺胞虚脱の予防によって肺保護の目的も有していると言えると考えられます。
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それでは適切なPEEPを設定するにはどうしたらいいのでしょうか?と言う最初の問いに戻ります。その鍵は冒頭に述べたように酸素の使い方にあります。
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人工呼吸管理中、酸素投与を最小限に絞ろうとすることで至適PEEP設定は見えてきます。よく酸素毒性で肺障害が起こると言われますが、その中で特に30%以下の低濃度でのかなり部分は酸素そのものによる毒性よりもAtelectraumaによる肺障害がかなりの割合を占めるように思います。PEEPが不十分でも酸素濃度を上げれば酸素化は得られてしまいます。その状態では密かにミクロ的にAtelectraumaが進行していたとしても、それはマスクされてしまいます。
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実際の臨床場面で分かりやすいのは抜管後にnasalCPAPになった場合ではないかと思います。
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抜管後のnasalCPAPの設定で、例えば以下の設定ならどちらがいいでしょうか?この考え方から言えば、PEEPを6cmH2Oまで上げることで酸素を切ることができるなら、肺にとってはその方が必要なPEEPがかかっている状態と考えています。
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ただし、高めのPEEPは循環動態にも影響します。HFOの時も同じですが、高めの圧をかけようとするときには腎血流や脳血流などの循環動態の評価も併せて行っていく必要があります。
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繰り返しになりますが、呼吸管理において酸素投与とPEEP設定は表裏一体です。PEEPを知ることは酸素の使い方を知ることでもあります。是非、これまでの酸素投与法とPEEPの設定を見直してみていただければと思います。
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(文責 成育科 網塚 貴介)

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