急性呼吸窮迫症候群（ARDS）は.ICUに入院中の重症患者において.特にSARS.重症鳥インフルエンザ.重症A（H1N1）などの急性呼吸不全を引き起こし.重要な死因となることが多い。 病態生理の変化に基づく肺保護換気は.10年以上前からARDSの人工呼吸の大きな進歩であり.特に2000年にはARDSnet研究の結果.小潮量（Vt）がARDSの死亡率を著しく低下させることが明らかになり.肺保護換気はARDSを救う「万能薬」になると思われた。 残念ながら.2000年から現在までの一連のRCTでは.高呼気終末圧（PEEP）.肺蘇生法（RM）ともに良好な結果を得ることはできず.実験デザイン的には完璧で.治療群に低潮量.高PEEP.反復RMの両方を用いたLOV試験ですら.ARDS患者の予後を改善することはできませんでした。 このようなエビデンスに基づく医学的根拠から.ARDSにおける肺保護的な人工呼吸は.これまで以上に疑問視され.困難なものとなっています。 ARDSの病態生理から見て合理的と思われる肺保護換気法と.エビデンスに基づく研究結果との間に鋭い矛盾があることから.ARDSにおける人工呼吸の臨床実践を導くために.現在の人工呼吸法を体系的に検討し.真剣に反省しているところです。
I. 個別の潮汐量の選択と実施
ARDS患者は.病因.病変の種類.病変の範囲の違いにより.肺胞崩壊領域の大きさや分布が異なるため.肺の不均一性が生じ.患者における正常換気された肺胞の数や容積に大きな差が生じています。 そのため.すべてのARDS患者が6ml/kgの潮量に適しているわけではありません。 どうすれば.潮量の個別選択を実現できるのでしょうか？
1.プラトー圧と合わせて潮量を設定することが合理的である。 2.気道プラトー圧は.肺胞内圧力を客観的に反映することができる。 多くのRCT研究により.肺胞の過膨張を防ぐためにARDSの人工呼吸中のプラトー圧を30cmH2O以下にすることが推奨されています。 しかし.さらなる研究により.プラトー圧が低下すると.ARDS患者の罹患率と死亡率がさらに低下することが分かっています。 現在の研究では.6ml/kgの潮汐量では.プラトー圧がまだ28～30cmH2O以上であれば.さらに潮汐量を減らす必要があるとされています。Terragniらの研究では.気道プラトー圧を25～28cmH2Oにコントロールすることを目標に.4ml/kg程度に潮汐量を減らすことにより.肺における炎症反応を大幅に抑え.さらに肺損傷を軽減させることができたそうです。 したがって.プラトー圧と連動して潮容積を設定する方が合理的かもしれません。
2.肺のコンプライアンスが潮量の設定を左右する 肺のコンプライアンスも潮量の選択に影響を与える重要な要因である。 ARDSnetで行われたDeansの少量換気に関する研究の結果をさらに分析したところ.肺のコンプライアンスが著しく低下していないARDS患者では.少量換気（6ml/kg）による換気は死亡率を上昇させるが.肺のコンプライアンスが悪い患者では.少量換気による換気は病的状態と死亡率を低下させることが明らかになった。 Branderらは.肺のコンプライアンスが良いほど必要な潮容積が大きくなり.肺のコンプライアンスが悪いほど必要な潮容積が小さくなることを見いだした。 したがって.肺のコンプライアンスは小潮量のレベルを決定する重要な要因となる。
もちろん.ARDS患者の胸部肺活量や胸壁コンプライアンスが異なるため.現時点では.潮量とコンプライアンスの間に明確な換算関係がなく.臨床での実施には限界がある。 胸壁の影響を排除した胸腔内圧と経肺圧のモニタリングは.PEEPの選択に臨床的な価値があることが示されており.潮量による選択の指針としてその価値をさらに検討する必要があります。
3.肺組織のストレスと歪みに基づいた潮量の選択がより科学的 肺保護換気戦略の中核は.人工呼吸器関連肺損傷（VILI）の予防である。 最近の研究では.VILIのイニシエーションファクターは肺組織の全体および局所的なストレスとひずみ（Stress/Strain）の異常であり.ARDS患者は異なるFRCに従って潮容を設定し.ストレスとひずみを安全範囲内にコントロールできることがわかっています（現在はストレスの上限は27cmH2O.ひずみの上限は2だと考えられています）。 つまり.FRCが低い患者には小さな潮容積が必要であり.FRCが比較的高い患者にはおそらく大きな潮容積を与えるべきである。 肺組織のストレスや歪みに基づいて.個別に潮量を設定することが容易であることがわかる。
肺組織のストレスは.プラットフォーム圧よりも肺組織のメカニックスの変化をより直接的に反映するものです。 胸壁のコンプライアンスの影響を排除することで.肺組織の応力は.肺組織の弾性抵抗に打ち勝つために必要な圧力を直接反映します。 肺組織の応力や歪みから潮容積を設定する方法は.台圧よりも合理的である。 ベッドサイドでFRCと経肺圧のモニタリングが可能になった現在.肺組織のストレスと歪みに基づいた潮容積の設定は.臨床医に新しい方法を提供するものです。
4.過呼吸はもはや少量換気の実施を制限する主な理由ではない 過呼吸は少量換気の最も一般的な合併症であり.少量換気の臨床使用を制限する重要な要因である。 ARDS患者はある程度のPaCO2上昇に耐えられるという研究もありますが.急性のCO2上昇は.脳や末梢血管の拡張.心拍数の増加.血圧の上昇.心拍出量の増加など.さまざまな病態生理学的変化を引き起こします。 呼吸数を増やし（40回/分）.炭酸水素ナトリウムを補充する（最大量20mEq/h）ことで.ある程度.高炭酸状態を緩和できると考えられる。 しかし.6ml/kgを基準として.さらに潮量を減らす必要がある場合.過炭酸が大きな障害となる。
最近の研究では.体外式膜肺（ECMO）を用いてCO2を除去することで.高炭酸ガス化を回避しつつ.さらに潮量を減らすという有望な結果が示されています。 もちろん.複雑な体外循環技術により.ARDSの救済にECMOを使用することは制限されている。 近年.体外循環ポンプを使用せず.ICUのベッドサイドで患者自身の動静脈圧差を利用してECMOを行い.効果的にCO2除去を行うminiECMOが登場しています。
II.肺の再緊張性と肺の蘇生法
肺活量は肺保護戦略の重要な要素である。 適切な圧力とタイミングでの肺活量は.低酸素血症を効果的に補正し.肺の不均一性を改善することができる。不適切な圧力とタイミングは.肺胞の過膨張.新しい不均一性.肺損傷の増加につながる.経肺圧を増加させる可能性がある。 したがって.すべてのARDS患者に対して一律の肺蘇生法を用いることは明らかに不適切であり.慎重さを欠き.有害な可能性がある。
1.様々な要因がARDSにおける肺の保温性に影響を与える ARDSにおいて使用すべき肺の保温条件は.肺の保温性によって決まります。 肺の拡張とは.肺の組織が再び開き.開いた状態を維持する能力のことです。 患者さんの肺の拡張には.以下のような様々な要因が影響します。
(1) ARDSの原因：肺炎などの肺内原因では肺胞が潰れて大量の炎症物質が充満していたり.固形病変でも肺の還元性が悪い場合など。
(2)固形肺組織の範囲：固形肺組織はリテンションしにくく.固形肺組織の範囲が大きいほどリテンション性は悪くなる。
(3)肺組織の形態：肺組織の形態変化により.リテンションに対する反応が異なる。 肺の傷害のパターンは.局所性と拡散性に分類されます。 びまん性肺損傷は肺蘇生術によく反応し.蘇生術を積極的に行うことができることが研究により明らかにされている。 一方.局所病変を有するARDS肺では.過膨張が増加し.再緊張性が低下する。
(4) ARDSの経過：ARDSの経過は.滲出期.増殖期.線維期に大別される。 滲出相は肺活量に比較的よく反応するが.線維相は肺組織の構造的リモデリングと間質性線維化により肺活量にあまり反応しない。
(5）胸壁要因：肥満や腹部疾患による腹腔内圧の上昇により.胸壁のコンプライアンスが低下し.そのような患者は肺蘇生術への反応が悪くなる。
(6) 患者の体位：仰臥位と比較して.伏臥位での換気は肺の蘇生に反応しにくいという研究結果もある。
2.肺還元性の判定
ARDS患者における肺の拡張の判定は.肺換気を適切に実施するための前提条件となる。 肺の拡張を判定する方法としては.以下のものが挙げられる。
(1) 画像診断 現在.肺の拡張を判定する方法としてはCTが一般的であり.肺の拡張を評価・測定するためのゴールドスタンダードとなっています。 また.電気インピーダンス・トモグラフィー（EIT）にも肺還元性を評価する機能があり.EITはX線を照射せずにベッドサイドでダイナミックにモニタリングできるため.利用価値が高いとされています。 P-V曲線の吸気枝パターンは肺組織の退縮を予測するものであり.ARDS患者ではP-V曲線の吸気枝のパターンが2種類存在する。 もう一方のグループの曲線は.吸気圧の上昇に伴いコンプライアンスが徐々に低下し.下降曲線を示す。 PEEPを増加させると.同じ吸気圧で曲線の上方湾曲部は肺活量が大きく増加し.保定性が高いことが示唆され.曲線の下方湾曲部は肺活量が大きく増加せず.保定性が悪いことが示唆された。 (3) 静的P-V曲線のヒステリシスは.肺の保温性を反映することもある。 ヒステリシスは.P-Vカーブの吸気枝と呼気枝の間の面積である。 P-V曲線のラグと肺胞のリテンションには有意な正の相関があり.肺組織のリテンション性を予測できることが研究により確認されています。 (4) ガス交換 酸素化は臨床的に利用しやすい指標であり.酸素化が改善されるかどうかは.リテンションの有効性を判断する重要な指標となる。 しかし.酸素化能の向上は様々な要因に影響され.酸素化能は肺の再緊張性を評価する上で限界となる。
3.肺蘇生法の実施に際して.肺の伸展性を利用する。
肺再活量は.肺蘇生を実施する際の指針となる。 ARDS患者は.肺蘇生を行うかどうかを決定する前に.まず肺の拡張を評価する必要がある。 減圧度の高い患者は.高レベルのPEEPで積極的に管理することができるが.減圧度の低い患者は.肺胞の過膨張と肺損傷の増加につながる可能性があるので.積極的な減圧に適さず.高レベルのPEEPに適さない可能性がある。
Gattinoniは.胸部CTスキャンを用いてALI/ARDS患者68人の肺の拡張を調査し.肺の延性組織の中央値9％を用いて患者を高拡張群と低拡張群に分けた。 肺損傷の重症度は高再現性群で低再現性群に比べ有意に高く.死亡率も有意に高いことがわかった。
PEEPレベルの選択
PEEPは.崩壊した多数の肺胞の再開通を促進し.有効換気量の多い肺胞の数を増やしてFRCを増加させますが.PEEPが高すぎると正常に換気されている肺組織の一部を過膨張させて肺損傷を悪化させ.逆にPEEPが低すぎると肺胞の開口維持に不十分で肺胞を崩壊させます。
PEEP高値と患者の予後の関係については議論があり.2004年のALVEOLI試験では.PEEP高値はARDS患者の予後を改善しないことが示され.2008年のLOV試験とExpress試験は.JAMAに同時に発表されたが.PEEP高値がARDSの予後を改善することは証明されていない。 しかし.最近のMataの分析では.ARDS患者における高いPEEP（14～16cmH2O）が死亡率を低下させ.必要なPEEPのレベルは患者が重症であればあるほど高くなることが示されました。 このことから.重症患者には高レベルのPEEPが必要であり.高レベルのPEEPは重症ARDS患者の予後を改善することが示唆された。 このように.PEEPがARDS患者の予後に与える影響については.いまだ議論の余地があります。
最適なPEEPの選択は.クリティカルケア医を悩ませ続けている。 酸素化改善とVILI予防の目的から.最適なPEEPは.非依存帯肺胞の過膨張を防ぎつつ.蘇生した肺胞の開口を維持できることであると考えられるようになっており.この観点から.以下の事項を考慮してPEEPを選択することが必要であるとされている。
(1) ARDSの罹病期間 EarlyでPEEPへの早期反応は良好.罹病期間が7日以上の患者はPEEPへの反応が悪い。
還元性が低い患者にとって.高いPEEPは正常に換気された肺胞の過膨張を引き起こし.肺損傷を悪化させる可能性があります。 一方.可逆性が高い患者に対しては.肺胞開放を維持するために高いPEEPが必要であり.患者にとって有益である。
(3) 肺組織病変の不均一性 びまん性ARDSの患者は高いPEEPで治療できるが.局所性ARDSの患者が高いPEEPで治療されると.かえって肺組織の過膨張が大きくなる。 これらの要因を十分に考慮しなければ.ARDS患者にとって最適なPEEPを見出すことはできない。
結論として.潮容積とPEEPレベルの選択も.肺の蘇生操作の実施も.ARDS患者それぞれの肺の病態生理特性に応じて.個別に機械換気設定を決定する必要がある。 RCT研究において肯定的な結果を得ることが困難な主な理由は.画一的な肺保護換気法の使用であると思われる。 より合理的なRCT研究プロトコルを設計するための基礎として.病態生理学的特徴に基づいたARDSの個別人工呼吸レジメンを決定することは.ARDSにおける肺保護換気戦略のエビデンスに基づく医療から臨床実践への唯一の方法である。