APRV for ARDS: the complexities of a mode and how it affects even the best trials

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APRV is a mechanical ventilation mode that has generated enough controversy to fuel a war.The APRV for ARDS. 主な課題は、ARDS患者におけるAPRVの適用に関する無作為化比較試験の欠如であった。 既存のデータはすべて、APRVが推進されている問題、すなわち、APRVをARDS患者の人工呼吸の初期モードとして使用すべきであるという問題に対処するものではありませんでした。 動物やヒトにおける複数の報告や研究は、この疑問に対する答えの助けにはなっていません。 7590>

最近、Zhouら(3)は、ARDS患者に対するAPRVの使用について、おそらく最良の（そして最初の）エビデンスを発表した。 彼らは、ARDSと診断された138人の患者を研究し、48時間以内に、低い呼気終末陽圧（PEEP）戦略を用いた従来の低タイドボリューム（LTV）換気と、明確に定義された実施プロトコルを用いたAPRVに無作為に割り付けました。 試験方法は透明性があり、明確に報告されている。 主要評価項目である無呼吸日数は、中央値でAPRV群19日（IQR8～22日）、LTV群2日（IQR0～15日）であり、APRV群に比べLTV群の方が優れていることが示された。 7590>

我々はZhou博士と同僚たち(3)の研究を賞賛します。 臨床医は、肯定的な研究を、治療の効果や効能を肯定するものと解釈することが多い。 しかし、この論説の役割は、現在入手可能な文献、生理学的な懸念、技術的な問題との関連において、この研究を分析することである。 7590>

外部妥当性

Zhouらの研究（3）は、単一施設で行われた有効性試験で、チームはAPRVの使用についてトレーニングを受け、詳細なプロトコルに従いました。 この試験は、主要アウトカムに到達するための十分な検出力を有していた。 その結果、人工呼吸を必要としない日数（中央値）に顕著な差があることが示された。 LTV群の人工呼吸器装着日数（15日）および人工呼吸器不要日数（2日）は、いくつかの大規模ARDS研究で報告されている値よりも悪かった（表1）。 なぜこのような結果になるのだろうか。 人工呼吸の長さに影響を与えたと思われる3つの重要な要因がある：

  • 研究対象者は、ARDSに関する他の最近の試験と比較して、肺外の原因（敗血症、膵炎、外傷、手術）によるARDSが高い割合（58～69％）だった(8,9)。 ARDSの肺起因と肺外起因は死亡率に影響しないことが示されているが（4,10）、陽圧および換気戦略への反応は原因によってかなり異なることがあり、この問題はまだ前向きに検討されていない（11）。 本研究では患者数が比較的少ないため、この点は重要である。 無作為化を行っても、主要および副次的転帰に影響を及ぼす可能性のあるいくつかのベースライン変数において、各群は不均衡であった。 例えば、LTV群ではARDSの原因である肺炎の発生率が高く、COPD、腎機能障害、悪性腫瘍などの併存疾患が多く、血管拡張剤を使用している患者の割合が高かった（68.7％対56.3％）。 既往症の有無、ショック、病因の違いは明らかに人工呼吸戦略の結果に影響する。
  • LTV群の抜管成功率は38.8%と低かった（つまり>60%の患者が再挿管された！）。 抜管失敗の定義は原稿に記載されていない。 抜管失敗の古典的な定義（抜管後48～72時間以内に再挿管が必要）と仮定すると、60％の抜管失敗は他の研究で報告されている平均（15％）に比べて非常に高いように思われる。 抜管失敗は、死亡率、人工呼吸器使用日数、ICU/病院滞在日数の増加と関連している(12)。 LTV群における気管切開の発生率（29.9％）は、Lung Safe study（8）で報告された13％より高く、APRV群の12.7％と同程度であった。 興味深いことに、研究チームが使用した気管切開の基準は、気道の開存性、精神状態、またはMVの延長に対する医師の期待に関連するものであった。 ARDSにおける気管切開の最も一般的な原因である離脱の失敗や機械換気の延長は記載されていません。
  • LTV群の鎮静は、APRV群のように呼吸療法士によって滴定されなかったため、治療バイアスが生じる可能性がありました。 LTV群はAPRV群に比べ有意に鎮静の必要性が高かったが，これはAPRVで治療した患者の鎮静必要性が高くなる傾向を示した以前の研究(13)に反するものであった。 鎮静は、もちろん、機械的換気の延長に関連するもう一つの重要な変数である。 鎮静の深さと鎮静のプロトコルは人工呼吸の成績と関連している。 どの程度かはまだ不明であるが、鎮静方法の違いにより、認識されていないバイアスが生じる可能性がある(14-16)。 さらに重要なことは、少なくとも米国では、呼吸療法士は鎮痛剤と鎮静剤の滴定を行わないことである。 我々はZhouら(3)の呼吸療法士の高度なトレーニングと特権を称賛する。
表1

表1 転帰の比較
全表

したがって、この試験の結果は我々の患者集団と臨床に一般化する前に注意しなければならない。 本試験は単一施設の有効性試験であり，研究対象者も少なく，研究プロトコルも非常に厳密である。 7590>

Ventilator performance

人工呼吸器の性能に関しては、APRV愛好家にとって大きな注意すべき点である。 Zhouら(3)はPB840を使用して、メドトロニック版のAPRVを実施した。 このベンチレータには、検討すべき特別な問題があります。 著者らは、静的コンプライアンスと抵抗を慎重かつ適切に測定し、これを時定数の算出に使いました。 彼らは当初、Tlow を時定数の 1-1.5 倍に設定しました。 そして、終末ピーク呼気流量が50%以上になるようにTlowを調整した。 技術的な課題としては (I) PB 840はBiLevel換気中のピーク終末呼気流量や終末（ターミナル）呼気流量を測定しないため、呼吸器画面上でピーク終末呼気流量を読み取ろうとして計算する必要があるが、これは困難であり、誤差を招きやすい。 (II) PB840には同期機能があり、PhighからPlowへの移行はThighの終わりに起こる自発呼吸の呼気相（ある場合）と同期している。 このため、Tlowがプリセットされている（つまり、同期機能が設定を上書きしている）にもかかわらず、Tlowが変動することになる。 この現象は、PB 84 呼吸器における BiLevel モードの研究で説明されました（17）。 この研究では、PB 840 呼吸器は、Thigh の終わりにある同期化ウィンドウで自然呼気が検出されると、強制呼気（すなわち、 Phigh、Thigh）を早期に循環させるように設計されていることが指摘されています。 その結果、実際の Tlow 値（自発的努力を伴う ARDS 患者の模擬換気時）はベンチレータの設定値とは異なるものとなった。 このことは、Tlowに非常に短い値を使用することで、全PEEPの発生が予測不可能になることを意味している。 潮容積は過剰であり（平均12.4 mL/kg）、このモデルではTlowを使用して総PEEPを制御することはできませんでした（図1）。 これらの結果は、Zhouらの研究の補足資料（図2）でも実際に確認されており、可変Tlowが実証されています

図1 PB 840ベンチレータのBiLevelモードでの強制呼吸に重畳する自発呼吸。 自然呼気と同期して Thigh がオフになると、実際の Tlow は設定 Tlow よりも長くなり、呼気終末肺活量と圧力が低下する。 Patm, 大気圧; TEF, 終末呼気流量; PEF, ピーク呼気流量

図2 Zhouらの論文の補足資料にも、まさにこの結果が示されています（図S1ケース1と書かれた補足資料のスクリーンショット）。 このスクリーンショットは、ARPV設定のBiLevelモードのPB 840のもので、図の凡例に示されているように、最初の呼吸はTlowが0.41秒に設定されていることが示されている。 しかし、2回目の呼吸の流量波形は、強制呼吸サイクルと自然呼気の同期により、Tlowがかなり長くなっていることがわかる。

生理学的前提

最後に生理学の問題だが、この研究の大きなポイントは、APRVによりガス交換と呼吸系特性が急速に改善されたことである。 これらの結果を記録するために用いた正確な方法について、著者らを賞賛する。 ここでいくつかの点を指摘したい。 第一は、「放出」圧と「膨張」圧の概念に関連するもので、これらは何らかの関連がないことを暗に示しています。 この考え方は誤解である。 APRVは他のモードと同じで、「リリース」は強制的な圧力制御呼吸の後半に過ぎないという事実が見えなくなってしまうからです。 再加圧」するたびに、肺は義務的な呼吸の前半を開始し、肺胞を容積増加とひずみによる損傷のリスクにさらすことになるのです。 APRVが肺を傷つけにくく、潮容積や圧力の変動が意味をなさない、そのような呼吸の呼気部分のみを強調すること。 それどころか、損傷のリスクは、肺の圧力-体積曲線のうち、潮容積が発生する部分に関連しており、これはAPRVにおけるベンチレータの設定だけでなく、患者の吸気努力、ひいては経肺圧の総変化に依存する（18）

第二は、Thigh中の自発呼吸の存在に対する懸念が強調されている点である。 Thigh中の呼吸筋圧の存在は、肺をより高い経肺圧にさらすことになる。 不均質な肺損傷の設定では、非常に高い局所肺経圧の可能性があるため、より多くの肺損傷の可能性が高まる（19）。 おそらく、これらのスイングは、いくつかの人工呼吸器戦略で改善することができるが（20,21）、その方法はまだ決定されていない。 もう一つの重要な問題は、自発呼吸によって支えられる微少換気の強度と量である。 Zhouらは、RTが特定のレベルの呼吸努力を維持するために鎮静レベルを制御するという、新しい戦略を発表した。 この戦略は、経肺圧の変動を最小限に抑えることができるかもしれない。 7590>

Zhouらの研究は、肺のリクルートメントと一致する画像、呼吸特性、およびガス交換を提供している。 これは、予想通り、平均気道圧がAPRVを使用した患者で高かったためと思われる。 LVT群では、低PEEPのARDSnetテーブルが使用され、これに加えI:E比が低いため、平均気道圧が低くなり、採用のマーカーも悪くなったのです。 もしLTV群の平均気道圧が同じであれば、結果は同じようになったのだろうか？ そして、このことは重要なのだろうか？ PEEPを高くして平均気道圧を高くした文献では、ガス交換が改善し、おそらく救助療法が減少することが示されていますが、ICUまたは病院での死亡率に差はありません(5,6,22)。 さらに重要なことは、すべての患者がPEEPに同じように反応するわけではなく、最適なレベルを定義することにまだ取り組んでいることです。 このことを念頭に置き、ガス交換の改善だけで全体的な成功を結論づけることは、読者に注意を促したい。 Zhouらの研究で述べられているように、「短い放出期（Tlow）は、放出期における部分的な肺体積損失のみを許容し、周期的な肺胞崩壊を避け、動的均質性を提供できる」のである。 この記述は、その後も文献に浸透しています。 近年、Tlowの設定がAPRVに及ぼす影響を調べた非常に詳細な研究（23,24）により、ARDSの動物肺モデルで脱肺が非常に急速に起こることが証明された。 実際、傷ついた肺胞の集団の採用を維持するためには、0.2 秒以下という非常に短い Tlow が必要です。 したがって、APRVは、肺を高い肺動脈圧、周期的な再募集停止、潜在的に高い潮容積にさらす可能性のあるモードであり、酸素化が改善したことに直面して過信する可能性も残っている(26)。 第一に、それは今日までARDSの患者に適用されたAPRVプロトコルを最もよく記述しているものである。 第二に、呼吸療法士が明確に定義された換気目標を達成するために鎮静レベルを調整するプロトコルを記述している。 最後に、APRVを用いた戦略をより大規模なグループで研究する可能性を提起しています。 同時に、今後の試験で考慮しなければならない、APRVとARDSに関する主要な懸念事項を強調します。 呼吸器の性能はプラットフォームやソフトウェアによって均質ではないこと、呼吸器ごとにAPRVの実装が異なること、APRV群とコントロール群の両方で呼吸器設定を最適化する方法について明確なデータがないこと、などである。 さらに、ガス交換の改善と罹患率や死亡率の改善は一致しないこと、今後の研究では実験群と対照群の鎮静方法を一致させること、APRVと自発呼吸における肺損傷についてもっと知る必要があることを強調する。

謝辞

なし

脚注

利益相反のあること。 Eduardo Mireles-Cabodevila氏とSiddharth Dugar氏は、申告すべき利益相反はない。 Robert L. ChatburnはIngMar MedicalとDrive Medicalのコンサルタントです。

  1. Jain SV, Kollisch-Singule M, Sadowitz B, et al. The 30-year evolution of airway pressure release ventilation (APRV). Intensive Care Med Exp 2016;4:11.
  2. Rose L, Hawkins M. Airway pressure release ventilation and biphasic positive airway pressure: a systematic review of definitional criteria.気道圧解放換気と二相性陽圧換気：定義基準の系統的レビュー. Intensive Care Med 2008;34:1766-73.
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この記事を引用しています。 Mireles-Cabodevila E、Dugar S、Chatburn RL. ARDSのためのAPRV：モードの複雑さと、それが最高の試験にさえ影響を与える方法。 J Thorac Dis 2018;10(Suppl 9):S1058-S1063. doi: 10.21037/jtd.2018.03.156

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