気道陽圧

気道陽圧
CPAP療法：フロージェネレータ、ホース、経口マスク
専門	肺の
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陽圧呼吸法（PAP ）は、睡眠時無呼吸の治療に用いられる呼吸換気法の一種である。PAP換気法は、呼吸不全で入院中の重篤患者、新生児、深呼吸が困難な患者の無気肺の予防と治療にも広く用いられている。これらの患者では、PAP換気法によって気管挿管の必要性を回避したり、早期抜管を可能にしたりすることができる。神経筋疾患の患者も、この換気法を用いることがある。CPAPは「持続陽圧呼吸法」の略称で、カリフォルニア大学サンフランシスコ校の新生児集中治療室でジョージ・グレゴリー博士らが開発した。^[1] PAPシステムのバリエーションは、1981年にオーストラリアのシドニーにあるロイヤル・プリンス・アルフレッド病院のコリン・サリバン 教授が開発した。 ^[2]

BPAP マシンと CPAP マシンの主な違いは、BPAP マシンには 2 つの圧力設定があることです。吸入用の規定圧力 (ipap) と、呼気用の低圧力 (epap) です。この 2 つの設定により、患者は肺に空気を多く出し入れできます。

陽圧呼吸療法の主な適応症は、うっ血性心不全と慢性閉塞性肺疾患である。低酸素症や市中肺炎の患者にも効果があるという証拠がある。^[3]

PAP 換気は、急性 1 型または 2 型呼吸不全の患者によく使用されます。通常、PAP 換気は、フェイスマスクによる酸素供給が不十分または健康に有害であると考えられる患者群にのみ使用されます ( CO2保持を参照)。通常、PAP 換気を受けている患者は_、集中治療室、高度治療室、冠状動脈疾患治療室、または専門呼吸器ユニットで厳重に監視されます。

病院で PAP 換気が使用される最も一般的な症状は、うっ血性心不全と閉塞性気道疾患の急性増悪、特にCOPDと喘息の増悪です。気道が危険にさらされている可能性がある場合や意識が損なわれている場合は使用されません。CPAP は、NICU 環境で未熟児の呼吸を補助するためにも使用されます。

CPAP を行うために必要なマスクは、効果的な密閉性を備え、しっかりと固定されている必要があります。「鼻ピロー」マスクは、鼻孔にわずかに挿入され、頭の周りのさまざまなストラップで所定の位置に固定されることによって密閉性を維持します。一部のフルフェイス マスクは、薄くて柔らかく、柔軟性のある「カーテン」で皮膚の擦れが少なくなり、咳やあくびの可能性が減るため、ホバークラフトのように顔の上で「浮かぶ」ようになっています。CPAP マスクの着用が不快または窮屈に感じる人もいます。眼鏡をかけている人やひげを生やしている男性は、鼻ピロー タイプのマスクを好むかもしれません。陽圧抵抗 (呼気気道陽圧成分、または EPAP) に逆らって息を吐くことも、一部の患者にとっては不快に感じる場合があります。これらの要因により、治療を開始した約 20% のケースで、患者の不耐性により治療を継続できなくなります。^[4]一部の機器には、呼気開始時に圧力を下げ、吸入直前に治療圧力に戻すことで睡眠療法をより快適にする圧力緩和技術が搭載されています。圧力緩和のレベルは患者の呼気流量に基づいて変化するため、圧力に逆らって息を吐くことがより困難になりません。^[5]不安障害や閉所恐怖症^[6]のある人はPAP治療に耐えられない可能性が高くなります。PAP換気によって引き起こされる不安を軽減するために、薬が投与されることもあります。

自宅で舌と咽頭を固定するために使用する PAP とは異なり、PAP は、肺の酸素と二酸化炭素の交換能力を改善し、呼吸仕事量 (肺胞に空気を出入りさせるのに費やされるエネルギー) を減らすために病院で使用されます。その理由は次のとおりです。

• 吸気時には、吸気陽圧（IPAP）によって空気が肺に送り込まれるため、呼吸筋にかかる負担が少なくなります。
• 細気管支と肺胞は、呼気の終わりに潰れるのを防いでいます。これらの小さな気道と肺胞が潰れると、再膨張するためにかなりの圧力が必要になります。これは、ヤング・ラプラス方程式を使用して説明できます(この方程式は、風船を膨らませるときに最も難しい部分が最初の呼吸である理由も説明しています)。
• 肺の潰れてしまう領域全体が強制的に開放されます。このプロセスはリクルートメントと呼ばれます。通常、肺の潰れた領域にはいくらかの血流があります (ただし、減少します)。肺のこれらの領域は換気されていないため、これらの領域を通過する血液は酸素と二酸化炭素を効率的に交換できません。これは換気・灌流 (または V/Q) ミスマッチと呼ばれます。リクルートメントにより換気・灌流ミスマッチが軽減されます。

• 

  呼吸の終わりに肺に残っている空気の量が多くなります（これは機能的残気量と呼ばれます）。そのため、胸部と肺はより拡張します。このより拡張した安静位置から、吸気に必要な作業は少なくなります。これは、肺のコンプライアンスと容積の曲線が非線形であるためです。

CPAPの主な問題は非遵守です。研究によると、一部のユーザーはCPAPの使用を中止したり、夜間のほんの一部だけCPAPを使用したりすることが分かっています。^{[7] [8]}

PAPの候補者は、鼻マスクと機械へのホースが不快で扱いにくいように見えるため、この治療法の使用を躊躇することがよくあります。 一部の患者に必要な空気の流れは激しい場合があります。 鼻づまりになる患者もいれば、鼻炎や鼻水を経験する患者もいます。^[9] 数週間以内に治療に適応する患者もいれば、より長い期間苦労する患者もおり、治療を完全に中止する患者もいます。 しかし、研究によると、治療開始時に認知行動療法を行うと、遵守が最大148％も大幅に向上することが示されています。 ^[10]一般的なPAPの副作用は単に迷惑なだけですが、耳管感染症や蝸牛後部の圧力上昇などの深刻な副作用は非常にまれです。 さらに、研究によると、PAPの副作用が患者がPAPの使用をやめる理由になることはめったにありません。^[11] CPAPの使用により、めまい、副鼻腔感染症、気管支炎、ドライアイ、乾燥した粘膜組織の炎症、耳の痛み、鼻づまりなどの症状が報告されています。^[12]

PAP メーカーはさまざまなモデルをさまざまな価格帯で頻繁に提供しており、PAP マスクにはさまざまなサイズと形状があるため、ユーザーによってはぴっ​​たり合うマスクを見つけるまでに複数のマスクを試す必要があります。これらのさまざまなマシンはすべてのユーザーにとって快適ではない可能性があるため、PAP モデルを適切に選択することが治療の遵守を促進する上で非常に重要になります。

ひげ、口ひげ、または顔の凹凸があると、気密シールがうまく機能しない場合があります。マスクが肌に触れる部分には、汚れや皮脂などの余分な化学物質が付着していない必要があります。場合によっては、マスクを装着する前にひげを剃る必要があります。ただし、顔の凹凸がこのような性質のものであっても、睡眠時無呼吸症の患者にとって、デバイスの操作や空気の流れのプラス効果を妨げることはあまりありません。多くの人にとって、不完全なシールによる唯一の問題は、顔の近くで空気が漏れて騒音レベルが高くなることです。

CPAPマスクは歯列矯正用ヘッドギアとして機能し、歯と上顎および/または下顎を後方に動かします。この効果は時間の経過とともに増大し、患者によってはTMJ障害を引き起こす場合と引き起こさない場合があります。これらの顔の変化は「スマッシュドフェイス症候群」と呼ばれています。^[13]

持続陽圧呼吸（CPAP）装置は、当初は主に自宅での睡眠時無呼吸症の治療に患者が使用していましたが、現在では換気の一形態として集中治療室で広く使用されています。閉塞性睡眠時無呼吸症は、睡眠中に筋肉が自然に弛緩することで上気道が狭くなることで発生します。これにより血液中の酸素が減少し、睡眠からの覚醒を引き起こします。CPAP装置は、ホースを介して圧縮空気の流れを鼻ピロー、鼻マスク、フルフェイスマスク、またはハイブリッドに送り、気道を固定して（空気圧下で気道を開いたままにして）妨げのない呼吸を可能にし、無呼吸および低呼吸を軽減および/または予防することでこの現象を止めます。^{[14] [15]}ただし、無呼吸を防ぐのは空気圧であり、空気の動きではないことを理解することが重要です。装置のスイッチがオンになってもマスクを頭に装着する前に、空気の流れがマスクを通過します。マスクを頭に装着すると、顔に密着し、空気の流れが止まります。この時点では、空気圧のみが目的の結果を達成します。これには、睡眠時無呼吸症に伴う非常に大きないびきを軽減または除去するという追加の利点があります。^[16]

CPAP 装置は、規定の圧力 (滴定圧とも呼ばれる) で空気を送り出します。必要な圧力は通常、睡眠検査室で睡眠技師の監督の下、一晩かけて検査 (睡眠ポリグラフ検査) を行い、睡眠専門医がその結果を検討した後、睡眠医が決定します。滴定圧とは、無呼吸や低呼吸のほとんど (すべてではないにしても) が防げる空気圧のことで、通常はセンチメートル水(cm H ₂ O ) で測定されます。睡眠時無呼吸症の患者のほとんどに必要な圧力は、6 ～ 14 cm H ₂ Oです。一般的な CPAP 装置は、4 ～ 20 cm H ₂ Oの圧力を出すことができます。より特殊な装置では、最大 25 または 30 cm H ₂ Oの圧力を出すことができます。

CPAP 治療は、閉塞性睡眠時無呼吸症の治療に非常に効果的です。患者によっては、CPAP 治療による睡眠の質と生活の質の向上が、一晩の使用でわかることもあります。患者の大きないびきが軽減されるため、患者と一緒に寝ている人も睡眠の質が著しく向上するメリットを得られることがよくあります。

睡眠時無呼吸症は一般的には治らない慢性的な健康問題であるため、CPAP 療法を継続するには通常、継続的なケアが必要です。認知行動療法(上記参照) の研究に基づくと、継続的な慢性ケア管理は、睡眠時無呼吸症の健康リスクについて患者に教育し、動機付けとサポートを提供することで、患者が治療を継続できるようにするための最善の方法です。

自動陽圧呼吸装置（APAP、AutoPAP、AutoCPAP）は、いびきや無呼吸などの気道閉塞の程度に基づいて患者の呼吸抵抗を測定することにより、患者に供給される圧力を、呼吸ごとに閉塞のない気道を維持するために必要な最小限に自動的に滴定または調整し、[ ^17]それにより、特定の瞬間に必要な正確な圧力を患者に与え、固定圧力による妥協を回避します。

VPAPまたはBPAP（可変/二相性陽圧呼吸）は、吸気陽圧呼吸（IPAP）と、より楽に呼気するための低めの呼気陽圧呼吸（EPAP）の2つのレベルの圧力を提供します。（APAPやCPAPと並んでBPAPという用語を使用する人もいます。）BPAPは誤ってBiPAPと呼ばれることがよくあります。しかし、BiPAPはRespironics Corporationが製造するBPAP機器の商標名であり、BPAPを提供できる多くの人工呼吸器の1つにすぎません。^[18]

• モード
  • S (自発) – 自発モードでは、フローセンサーが自発的な吸気努力を検出するとデバイスが IPAP をトリガーし、その後 EPAP に戻ります。センサーの応答レベルは必要に応じて調整できます。
  • T (時間指定) - 時間指定モードでは、IPAP/EPAP サイクルは設定された速度で完全に機械によってトリガーされ、通常は 1 分あたりの呼吸数 (BPM) で表されます。
  • S/T (自発/時間指定) – 自発モードと同様に、デバイスは患者の吸気努力に応じて IPAP をトリガーします。ただし、自発/時間指定モードでは、患者が自発呼吸できない場合でも 1 分あたりの最小呼吸回数を確保するために、「バックアップ」レートも設定されます。

鼻腔呼気陽圧呼吸（鼻EPAP）は閉塞性睡眠時無呼吸（OSA）といびきの治療法である。^{[19] [20]}

現代のEPAP装置には、2つの小さな弁があり、それぞれの鼻孔から空気を吸い込むことはできるが、吐き出すことはできない。弁は鼻の外側の粘着タブで固定されている。^[19] EPAPが機能するメカニズムは明らかではないが、鼻からの呼気に対する抵抗によってCO2が蓄積し、呼吸駆動力が増加するか、呼気に対する抵抗によって圧力が生じ、上気道がさらに広がる可能性_がある。 [ 19 ^]

• フロージェネレータ（PAPマシン）は空気の流れを提供します
• ホースはフロージェネレータ（場合によってはインライン加湿器経由）をインターフェースに接続します
• インターフェース（鼻マスクまたはフルフェイスマスク、鼻ピロー、またはあまり一般的ではないがリップシールマウスピース）は、ユーザーの気道への接続を提供します。

• 加湿器は湿度の低い空気に水分を補給します
  • 加熱式: 圧縮空気の乾燥をなくすことで患者の快適性を高めることができる加熱式水室。温度は通常、必要に応じて調整したり、オフにして受動加湿器として機能させたりすることができます。一般的に、加熱式加湿器はユニットに統合されているか、または別個の電源 (プラグなど) を備えています。
  • パッシブ: 空気は非加熱の水室に吹き込まれ、周囲の空気温度に依存します。上記の加熱式加湿器ほど効果的ではありませんが、圧縮空気の乾燥を排除することで患者の快適性を高めることができます。一般に、パッシブ加湿器は独立したユニットであり、電源はありません。
• マスクライナー: 布製のマスクライナーは、過剰な空気の漏れを防ぎ、皮膚の刺激や皮膚炎を軽減するために使用できます。
• ユーザーがすぐに眠らない場合、ランプを使用して一時的に圧力を下げることができます。圧力は、患者および/または DME プロバイダーによって調整可能な期間にわたって、規定のレベルまで徐々に上昇します。
• 呼気圧力緩和: 呼気中に圧力を短時間下げて、必要な労力を軽減します。この機能は、Respironics 社製の一部の CPAP では C-Flex または A-Flex、 ResMed 社製の機器では EPRという商標名で知られています。
• 柔軟なあごひもを使用すると、患者が口呼吸をしないようにすることができ (フルフェイスマスクならこの問題を回避できます)、それによって密閉された圧力システムを維持できます。ストラップは十分に伸縮性があるため、患者は必要に応じて簡単に口を開けることができます。最新のストラップは、クイッククリップですぐにフィットします。ベルクロタイプの調整により、マシンの電源を入れる前でも入れた後でも、素早くサイズを調整できます。
• データ ロギングでは、基本的なコンプライアンス情報や詳細なイベント ロギングが記録され、睡眠医師 (または患者) が機械によって記録されたデータをダウンロードして分析し、治療の有効性を確認することができます。
• 自動高度調整と手動高度調整。
• DC 電源と AC 電源。

このような特徴は、一般的にPAP耐性とコンプライアンスの可能性を高める。^[10]

すべての耐久性のある医療機器と同様に、適切な機能、長い機器寿命、患者の快適性には適切なメンテナンスが不可欠です。PAP 機器に必要なケアとメンテナンスは、使用の種類と条件によって異なり、通常はメーカーとモデルに固有の詳細な取扱説明書に記載されています。

ほとんどの製造元は、エンド ユーザーが毎日および毎週メンテナンスを行うことを推奨しています。ユニットは定期的に摩耗がないかチェックし、清潔に保つ必要があります。電気接続が不完全、摩耗または擦り切れていると、感電や火災の危険があります。また、摩耗したホースやマスクはユニットの有効性を下げる可能性があります。ほとんどのユニットには何らかのフィルターが採用されており、フィルターは定期的に清掃または交換する必要があります。喘息やその他のアレルギー患者のために、HEPA フィルターを購入または改造する場合もあります。ホースやマスクには角質や粒子状物質が蓄積し、カビが生えることもあります。加湿ユニットはカビや藻が生えないようにする必要があります。ユニットは大量の電力を使用するため、ハウジングは浸水させずに清掃する必要があります。

加湿器の場合、水容器の洗浄はいくつかの理由から必須です。第一に、容器には地元の水道水からミネラルが蓄積され、最終的には呼吸する空気の一部となる可能性があります。第二に、容器には最終的に、ほこりやその他の粒子から生じた「スラッジ」の兆候が現れる場合があります。この粒子は、汚れが蓄積すると交換する必要のあるエアフィルターを通過します。ユニットの洗浄を助けるために、一部の患者は、容器内の水にごく少量の過酸化水素を混ぜて使用しました。^[要出典]その後、数分間放置してから、空にしてすすぎます。この手順を使用する場合は、ユニットを機械に再設置して呼吸する前に、石鹸と水でユニットをすすぐことが不可欠です。販売者は抗菌石鹸を推奨していません。^[要出典]汚染のリスクを減らすために、蒸留水は水道水の良い代替品です。ミネラル含有量や水の純度が不明または疑わしい地域を旅行する場合は、Brita などの「浄水器」の水を使用するのが代替策です。^[要出典]寒冷な気候では、加湿された空気には断熱および/または加熱されたエアホースが必要になる場合があります。これらは既製品を購入するか、一般的に入手可能な材料から作成できます。

自動活性酸素（オゾン）クリーナーは、好ましいメンテナンス方法として人気が高まっています。しかし、PAP クリーニング方法としてオゾンを使用することによる生物学的効果は、PAP ユーザーにメリットをもたらすことが科学的に証明されていません。

継続的なコンプライアンスは治療の成功の重要な要素であるため、旅行する患者が携帯用機器を利用できることが重要です。PAP ユニットは次第に軽量化、コンパクト化が進み、キャリング ケースが付属することが多くなっています。デュアル電圧電源により、多くのユニットは海外でも使用できます。これらのユニットには、異なるコンセント用の 旅行用アダプターのみが必要です。

長距離旅行やキャンプには特別な配慮が必要です。ほとんどの空港の保安検査官はポータブル機器を目にしているので、検査で特別な問題が発生することはほとんどありません。機器は、ほとんどの商用航空機で使用されている400 Hz電源で動作できるようになり、手動または自動の高度調整機能も備えています。機器は、外部バッテリーを備えた電動車椅子の底部または背面のベンチレーター トレイに簡単に収まります。一部の機器は、パワー インバーターまたは自動車のバッテリーから電源を供給できます。

2016 年 1 月にアムステルダムで行われた限定的な研究では、人工睡眠患者を対象に、CPAP 使用中に起きているときに大胸筋前胸筋をストレッチして肩を後ろに引いて胸を拡張したところ、徒手療法中に血中酸素濃度が 6% 以上上昇し、その後 5% 上昇したことが確認されました。Palmer 氏の結論は、CPAP の最大膨張時に大胸筋の徒手ストレッチを組み合わせることで、血中酸素濃度が永続的に上昇し、虚脱した肺胞が再膨張するというものでした。さらなる研究が必要です。

PAP 療法を受けている患者の中には、酸素補給も使用している人もいます。ボンベガスとして提供される場合、火災の危険性が高まるため、制限があります。(民間航空会社は、乗客が自分の酸素を持ち込むことを一般的に禁止しています。) 2006 年 11 月現在、ほとんどの航空会社は酸素濃縮器の使用を許可しています。

多くの国では、PAP 装置は処方箋がないと入手できません。治療を開始する前に、認定睡眠検査室で睡眠検査を受けることが通常必要です。これは、PAP 装置の圧力設定を患者の治療ニーズに合わせて調整する必要があるためです。睡眠医学の医師は、呼吸器内科、精神科、神経科、小児科、家庭医療、耳鼻咽喉科の訓練も受けている可能性があり、最初の睡眠検査の結果を解釈して圧力テストを推奨します。これは 1 晩で行う場合 (夜間の前半に診断テストを行い、夜間の後半に CPAP テストを行う分割検査)、またはフォローアップの 2 回目の睡眠検査を行い、その間に CPAP の滴定を一晩中行う場合があります。CPAP の滴定 (分割夜または一晩中) では、患者は CPAP マスクを装着し、圧力を規定の設定から上下に調整して最適な設定を見つけます。研究では、スプリットナイトプロトコルはOSAの診断とCPAPの調整に効果的なプロトコルであることが示されています。CPAPコンプライアンス率は、スプリットナイトプロトコルと2泊プロトコルで違いはありませんでした。^[21]

• 米国では、PAP 機器はオンラインで大幅な割引価格で入手できることが多いですが、PAP を個人で購入する患者は、自分の保険またはメディケアから払い戻しを受ける責任を負わなければなりません。メディケアなどの保険を扱うインターネット プロバイダーの多くは、患者が基本的な PAP しか受けられない場合でも、アップグレードされた機器を提供します。一部の地域では、メディケアとは別の政府プログラムを使用して、PAP 機器の費用の全額または一部の払い戻しを請求できます。
• 英国では、睡眠時無呼吸症の診断後に国民保健サービスの処方箋で PAP 装置を入手したり、処方箋があればインターネットから個人的に入手したりすることができます。
• オーストラリアでは、PAP マシンはインターネットまたは実店舗で購入できます。医師の処方箋は一般的に必要ありませんが、多くのサプライヤーは紹介状を必要とします。連邦医療カードを所持している低所得者は、無料または低価格の PAP マシンを提供するプログラムについて、州の保健局に問い合わせてください。民間の医療保険に加入している人は、CPAP マシンとマスクの費用の一部払い戻しを受けられる場合があります。PAP マシンなどの必須医療機器の購入には、2 人の医師 (そのうち 1 人は専門医でなければなりません) からの推薦状と、オーストラリア健全性規制庁 (APRA) への申請書を提出すれば、退職年金が支給される場合があります。
• カナダでは、CPAP装置は全州で広く利用可能である。治療に対する資金は州によって異なる。オンタリオ州では、保健省長期ケア支援機器プログラムが、認可された睡眠検査室での睡眠検査で閉塞性睡眠時無呼吸症候群が示され、申請書に認可された医師の署名がある場合、CPAP装置の費用の一部を助成する。この資金は、有効な健康保険証を持つオンタリオ州居住者全員が利用できる。^[22]