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| 高周波換気 | |
|---|---|
| 専門 | 呼吸器科 |
| メッシュ | D006612 |
高頻度換気（HFV）は、正常値の4倍を超える呼吸数[1]（> 150（Vf ）呼吸/分）と非常に小さな一回換気量[2]を利用する機械的換気の一種です。[3] 高頻度換気は、特に急性呼吸窮迫症候群（ARDS）および急性肺障害（ALI）の状況において、人工呼吸器関連肺障害（VALI）を軽減すると考えられています。 [2]これは一般に肺保護換気と呼ばれています。[4]高頻度換気にはさまざまなタイプがあります。[2]それぞれの種類には独自の利点と欠点があります。 HFVのタイプは、供給システムと呼気相のタイプによって特徴付けられます。
高周波換気は、単独で使用することも、従来の機械的換気と組み合わせて使用することもできます。一般に、従来の機械的換気を必要とするデバイスは、潮汐呼吸なしで動作できるデバイスと同じ肺保護効果を生み出しません。仕様と機能は、デバイスの製造元によって異なります。
生理
従来の換気では、一回換気量 (V T )が死腔(V DEAD ) を超えるため、ガス交換は肺胞へのガスのバルクフローに大きく関係します。高頻度換気では、使用される一回換気量は解剖学的および機器の死腔よりも小さいため、ガス交換の代替メカニズムが発生します。[引用が必要]
手順
- 声門上アプローチ - 声門上アプローチは、完全にチューブのない手術野を可能にするため有利です。
- 声門下アプローチ
- 経気管アプローチ
高周波ジェット換気（受動型）
高頻度ジェット換気（HFJV）は、胸部と腹部の動きを最小限に抑え、自発的または断続的な陽圧換気によるわずかな動きでも手術の持続時間と成功に大きく影響する可能性がある外科手術（心房細動アブレーションなど）を容易にします。HFJVでは、特定の一回換気量の設定、 ETCO2のサンプリング（このため、 PaCO2を測定するために頻繁なABGが必要です）はできません。HFJVでは、設定された駆動圧力でジェットが適用され、次のジェットが送達される前に非常に短い期間の受動的な呼気が続き、「自動PEEP」（ジェット換気装置では休止圧と呼ばれます）が生成されます。[3]気圧外傷や気胸につながる過度の呼吸スタッキングのリスクは低いですが、ゼロではありません。
HFJV では呼気は受動的（受動的な肺と胸壁の反動に依存）ですが、HFOV ではガスの動きは「スピーカー」振動膜の内外運動によって引き起こされます。したがって、HFOV では吸気と呼気の両方が振動子によって能動的に引き起こされ、受動的な呼気は許可されません。
英国では、ミストラルまたはモンスーン ジェット人工呼吸器 (Acutronic Medical Systems) が最も一般的に使用されています。米国では、Bunnell LifePulse ジェット人工呼吸器が最も一般的に使用されています。
バネル ライフパルス ジェット人工呼吸器
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HFJV は、 Bunnell Life Pulse 高周波人工呼吸器によって行われます。HFJV では、通常の 15 mm ET チューブ アダプターの代わりに気管内チューブ アダプターを使用します。高圧のガス「ジェット」がアダプターから気道に流れ出ます。このガス ジェットは、約 0.02 秒という非常に短い時間、4 ～ 11 ヘルツの高周波で発生します。HFJV 中は、1 ml/kg 以下の一回換気量が使用されます。この非常に短い時間で供給される少量の一回換気量の組み合わせにより、機械式人工呼吸器によって生成される末梢気道および肺胞圧が可能な限り低くなります。呼気は受動的です。ジェット式人工呼吸器は、1:1.1 ～ 1:12 のさまざまな I:E 比を使用して、最適な呼気を実現します。従来の機械式呼吸は、肺の再膨張を助けるために使用されることがあります。最適なPEEPは肺胞の膨張を維持し、換気と灌流のマッチングを促進するために使用されます。ジェット換気は人工呼吸器による肺損傷を最大20％軽減することが示されています。重度の肺損傷のある新生児および成人には、高頻度ジェット換気の使用が推奨されます。[5]
使用上の注意
Bunnell Life Pulse 高周波人工呼吸器は、肺間質性気腫(PIE) を患う重篤な乳児の人工呼吸に使用されます。研究対象となった乳児の出生体重は 750 ～ 3529 グラム、妊娠週数は 24 ～ 41 週でした。
Bunnell Life Pulse 高周波人工呼吸器は、医師の意見では従来の人工呼吸器では効果がない、肺の空気漏れを伴う呼吸窮迫症候群(RDS) を患う重篤な乳児の人工呼吸にも適応があります。研究対象となったこの乳児の出生体重は 600 ～ 3660 グラム、妊娠週数は24 ～ 38 週でした。
副作用
高頻度換気の使用中に見られる副作用には、従来の陽圧人工呼吸器の使用中によく見られる副作用も含まれます。これらの副作用には次のものがあります。
禁忌
内径 2.5 mm 未満の気管チューブを必要とする患者には、高頻度ジェット換気は禁忌です。
設定とパラメータ
HFJV で調整できる設定には、1) 吸気時間、2) 駆動圧、3) 周波数、4) FiO2、5) 湿度があります。FiO2、吸気時間、周波数の増加は酸素供給を改善し (「自動 PEEP」または一時停止圧の増加により)、駆動圧の増加と周波数の低下は換気を改善します。
最大吸気圧（PIP）
最大吸気圧力 (P IP ) ウィンドウには平均 P IPが表示されます。起動中は、吸入サイクルごとに P IPサンプルが採取され、直近 10 秒間に採取された他のすべてのサンプルと平均化されます。通常の操作が開始されると、サンプルは直近 20 秒間にわたって平均化されます。
ΔP (デルタP)
Δ P (圧力差) ウィンドウに表示される値は、 P IP値と PEEP 値 の差を表します。
サーボ圧力
サーボ圧力ディスプレイは、サーボディスプレイに表示されるP IP を達成するために、機械が内部で生成しなければならない圧力の量を示します。その値の範囲は 0 ～ 20 psi (0 ～ 137.9 kPa ) です。気管チューブの遠位端で感知または近似されたP IP が目的の P IPから外れると、機械は自動的に内部圧力を増減して変化を補正しようとします。サーボ圧力ディスプレイは、オペレーターに情報を提供します。
サーボ表示は、患者の肺のコンプライアンスまたは抵抗の変化、および緊張性気胸による肺容量の減少を示す一般的な臨床指標です。
高周波振動換気
高頻度振動換気 (HFOV) では、調節可能な呼気弁を通して気道が設定された平均気道圧 (持続的肺拡張圧と呼ばれる) まで加圧されます。非常に高速で送られる小さな圧力振動が、「拡声器」振動膜の作用によって重ね合わされます。HFOV は、従来の換気の肺保護設定では適切に酸素化できない呼吸窮迫症候群の未熟児によく使用されます。成人の ARDS にも使用されていますが、2 つの研究 (OSCAR 試験と OSCILLATE 試験) ではこの適応症に対して否定的な結果が示されました。
HFOV で設定できるパラメータには、持続肺膨張圧、振動振幅および周波数、I:E 比 (正振動/負振動比)、新鮮ガス流量 (バイアス流量と呼ばれる)、および FiO2 が含まれます。持続肺膨張圧および FiO2 が増加すると、酸素化が改善されます。振幅または新鮮ガス流量が増加し、周波数が低下すると、換気が改善されます。
高周波パーカッション換気
HFPV — 高頻度パーカッション換気は、HFV と時間サイクルの圧力制限制御機械的換気 (つまり、圧力制御換気、PCV) を組み合わせたものです。
高周波陽圧換気
HFPPV — 高頻度陽圧換気は、高頻度ジェット、振動、パーカッションタイプの換気に取って代わられ、現在ではほとんど使用されていません。HFPPV は、周波数が上限近くに設定された従来の人工呼吸器を使用して気管内チューブを介して供給されます。HFPV は、1980 年代に特定のセンターで使用され始めました。これは、従来の機械的換気と高頻度振動換気のハイブリッドです。従来の機械的換気中に持続性低酸素症の患者を救うために使用され、場合によっては最初から換気補助の主な手段として使用されています。[6] [7]
高頻度のフロー中断
HFFI (高周波フロー遮断) は高周波ジェット換気に似ていますが、ガス制御メカニズムが異なります。多くの場合、小さな開口部のある回転バーまたはボールが高圧ガスの経路に配置されます。バーまたはボールが回転し、開口部がガスの流れと一直線になると、小さく短いガスのパルスが気道に入ります。HFFI の周波数は通常、最大約 15 ヘルツに制限されます。
高周波換気（アクティブ）
高頻度換気 (アクティブ) — HFV-A は、アクティブな呼気機構が組み込まれていることが特徴です。アクティブな呼気とは、負圧が加えられて肺から容積が押し出されることを意味します。CareFusion 3100A と 3100B は、対象患者のサイズを除いて、すべての点で類似しています。3100A は最大 35 キログラムの患者向けに設計されており、3100B は 35 キログラムを超える患者向けに設計されています。
ケアフュージョン 3100A および 3100B
高頻度振動換気は 1972 年に初めて説明され[8]、新生児および成人の患者集団において肺損傷を軽減するため、またはさらなる肺損傷を防ぐために使用されています。[9] HFOV は、3.5 ～ 15ヘルツ(1 分間に 210 ～ 900 回の呼吸) の高い呼吸数と、能動圧力によって維持される吸入と呼気の両方が特徴です。使用される呼吸数は、患者の体格、年齢、および病気の経過によって大きく異なります。HFOV では、圧力は一定の膨張圧 (平均気道圧 [MAP] に相当) の周りで振動します。これは、実質的には呼気終末陽圧(PEEP) と同じです。したがって、ガスは吸気中に肺に押し込まれ、呼気中に引き出されます。HFOV で生成される一回換気量は、一般に肺の死腔よりも少なくなります。一回換気量は、気管内チューブのサイズ、電力、および頻度によって異なります。通常の機械的人工呼吸器と比較して、HFOV ではガス移動のさまざまなメカニズム (直接バルクフロー対流、テイラー分散、ペンデルフト効果、非対称速度プロファイル、心原性混合、分子拡散) が作用すると考えられています。HFOV は、重度の ARDS、ALI、その他の酸素化拡散の問題などの疾患プロセスで、通常の機械的人工呼吸器では修正できない難治性低酸素症の患者に使用されることがよくあります。一部の新生児患者では、未熟児が従来の人工呼吸器による肺損傷に非常に感受性が高いため、HFOV が第一選択の人工呼吸器として使用されることがあります。
呼吸の伝達
振動は、ピストンを制御する電磁弁によって生成されます。その結果生じる振動は、ステレオ スピーカーによって生成される振動に似ています。振動波の高さが振幅です。振幅が大きいほど圧力変動が大きくなり、振動ごとに移動するガスの量が増えます。1 分間の振動数が周波数です。1 ヘルツは 1 分間に 60 サイクルに相当します。低い周波数で振幅が大きいほど、圧力変動が最大になり、移動するガスの量も最大になります。
% 吸気時間 (T %i ) を変更すると、振動または音波がベースラインより上にある時間と下にある時間の割合が変わります。% 吸気時間を増やすと、移動するガスの量または一回換気量も増加します。周波数を下げ、振幅を大きくし、% 吸気時間を増やすと、一回換気量が増加し、CO 2が除去されます。一回換気量を増やすと、平均気道圧も増加する傾向があります。
設定と測定
バイアスフロー
バイアス フローは、患者回路を通る加湿混合ガスの連続流量を制御および表示します。コントロール ノブは 15 回転の空気圧バルブで、回すと流量が増加します。
平均圧力調整
平均圧調整設定は、気道圧制御バルブの抵抗を制御することで平均気道圧 (P AW ) を調整します。次の設定を変更すると平均気道圧が変化するため、平均圧調整を調整する必要があります。
- 周波数（ヘルツ）
- % 吸気時間
- 電力とΔ pの変化
- ピストンのセンタリング
高頻度振動換気（HFOV）中、P AW は酸素化に影響を与える主要な変数であり、振動子の他の変数とは独立して設定されます。HFOV中の遠位気道圧の変化は最小限であるため、[10] [11] HFOV中のP AWは、従来の換気におけるPEEPレベルと同様の方法で見ることができます。[12]最適なP AWは、最大の肺リクルートメントと最小限の過膨張の間の妥協点と考えることができます。
平均圧力限界
平均圧力制限は、圧力制限バルブの制御圧力を設定することで、近位 P AW をこれ以上増加できない制限を制御します。平均圧力制限の範囲は 10 ～ 45 cmH 2 O です。
ΔPと振幅
パワー設定は、測定された圧力変化 (ΔP) を確立するための振幅として設定されます。振幅/パワーは、振動ピストンを前後に駆動して空気量 (一回換気量) の変位をもたらすパワーの量を決定する設定です。振幅が ΔP に与える影響は、振動ピストンの変位によって変化し、したがって振動圧力 (ΔP) も変化します。パワー設定は、患者回路内に存在する P AW条件と相互作用して、結果として生じる ΔP を生成します。
% 吸気時間
吸気時間のパーセントは、ピストンが移動するサイクル時間の割合（または最終吸気位置）を決定する設定です。吸気パーセントの範囲は 30 ～ 50% です。
頻度
周波数設定はヘルツ (hz) で測定されます。コントロール ノブは時計回りに 10 回転するポテンショメータで、3 Hz から 15 Hz の範囲をカバーします。設定された周波数は、人工呼吸器の表面にあるデジタル メーターに表示されます。1 ヘルツは (-/+5%) 1 秒あたり 1 回の呼吸、または 1 分あたり 60 回の呼吸に相当します (例: 10 Hz = 1 分あたり 600 回の呼吸)。周波数の変化は振幅に反比例し、したがって送出される一回換気量にも反比例します。
- 1分間の呼吸数（f）
振動谷圧
振動トラフ圧力は、振動ピストンが完全に負の偏向に達した後の HFOV 回路内の瞬間圧力です。
経気管ジェット換気
経気管ジェット換気とは、通常は手術室または集中治療室でのみ使用可能な特殊な人工呼吸器によって喉頭カテーテルを介して提供される高頻度換気、低潮流量換気の一種を指します。この手順は、気道確保が困難であると予想される場合に手術室で時々使用されます。トリーチャーコリンズ症候群、ロビン症候群、声門上または声門閉塞を伴う頭頸部手術など。[13] [14] [15] [16]
副作用
高頻度換気の使用中に見られる副作用には、従来の陽圧人工呼吸器の使用中によく見られる副作用も含まれます。これらの副作用には次のものがあります。
参照
参考文献
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