低リスク患者の抜管後のHFNC

JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61. doi: 10.1001/jama.2016.2711. 慈恵 ICU 勉強会 2016 年 6 月 28 日 臨床工学部渡邊拓也

過去の HFNC 慈恵 ICU 勉強会 Nasal high flow 2012.10.23 奥田晃久 Nasal high flow の最新文献紹介 2014.9.2 池田潤平 HFNC を真剣に考える 2015.8.11 齋藤敬太

HFNC は 抜管後の再挿管予防が できるのか?

抜管後に HFNC を使用した文献 抜管後 高流量酸素マスクと HFNC の血液ガス分析でのガス交換能を比較した場合 両者に有意差はなかった Journal of Critical Care 2010 ; 25 : 463 468 抜管後 HFNC の使用は酸素マスクに比べ 呼吸困難スコア 呼吸数 心拍数において優位な改善が認められた Respir Care 2014 ; 59 : 485-90 BMI 30 の心臓外科術後の患者で 抜管後 HFNC の使用は通常酸素マスクに比べ 無気肺は改善しない Intensive Care Med(2015) 41:887 894 慈恵 ICU 勉強会 2015.8.11 HFNC を真剣に考える より引用

抜管後 HFNC を使用して再挿管率について Outcome をおいてる文献

Design: Randomized, controlled, open-label trial Setting: イタリア 2 つの ICU Patients: 105 症例人工呼吸器を 24 時間以上使用し 抜管直前で P/F 比 300mmHg 以下の患者 Methods : 抜管後 48 時間 HFNC またはベンチュリーマスクを使用する FiO2 は SaO 2 が 92% 98% の間で管理 HFNC の供給ガスは 50L/min とした Primary outcome: 抜管後 24 時間後の P/F 比 Am J Respir Crit Care Med. 2014 Aug 1;190(3):282-8. PMID:25003980

患者背景 肺炎 多発外傷による急性呼吸不全患者が多い Am J Respir Crit Care Med. 2014 Aug 1;190(3):282-8. PMID:25003980

結果 P/F 比 NHF vs Venturi mask 24 時間後 287.2 ± 74.3 mmhg vs. 247.4 ± 80.6mmHg;P=0.03 36 時間後 310.8 ± 87.7 mm Hg vs. 233.2 ± 75.8 mm Hg; P = 0.0003 48 時間後 313.3 ± 83.8 mm Hg vs. 250.2 ± 110.1 mm Hg; P = 0.01 PaCO2 SaO2 RR のいずれの比較でも NHF の方が有効であった Am J Respir Crit Care Med. 2014 Aug 1;190(3):282-8. PMID:25003980

結果 抜管後 48 時間以内に HFNC を使用した群は NPPV 気管挿管の施行が少なかった ベンチュリーマスクを使用した群で低酸素血症 分泌物の排泄ができなかった理由で気管挿管を受けている ICU 滞在期間 NHF vs Venturi 11.7±10.2 vs. 10.4±8.5 day P = 0.44 死亡率 NHF vs Venturi 11.3% vs. 9.6%; P = 0.77 Am J Respir Crit Care Med. 2014 Aug 1;190(3):282-8. PMID:25003980

HFNC は急性期の呼吸不全患者の酸素化や耐性 快適性 胸腹部の同調性 分泌物の排泄を改善させる文献が大部分である Maggiore らの計画的な抜管後の集団で HFNC が有益であることが示された 抜管後に HFNC 使用した人工呼吸器患者は再挿管リスクが高い患者と低い患者の両群が含まれている 抜管後の HFNC の使用について再挿管を Primary Outcome としている研究データは不足している

JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61. doi: 10.1001/jama.2016.2711. Objective: 人工呼吸器を使用している再挿管のリスクが低い患者に絞って抜管後に HFNC を使用し 酸素療法より 再挿管の予防が優れているかを検証する

Design: Randomized clinical trial Setting: 2012 年 9 月 2014 年 10 月スペイン7つのICU Patients: 12 時間以上挿管した患者で SBTに成功した再挿管のリスクが低い患者 Methods: 抜管後 HFNC(24 時間実施後 酸素療法に切り替える ) を実施または 通常の酸素療法を実施した JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

抜管における低リスク患者 1 65 歳未満 2 APACHEⅡスコア12 未満 3 BMI30kg/m 2 未満 4 分泌物のコントロールがついている 5 Simple Weaning(SBT) 6 併存疾患が0もしく1 7 心不全なし 8 中等 重症のCOPDなし 9 気道開存性の問題なし 10 人工呼吸器施行期間が長期ではない (7 日以内 ) JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

除外基準 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 18 歳未満妊娠をしている DNR do-not-resuscitate orders 気管切開受けている SBTにおいて高炭酸ガス血症があった自己抜管した再挿管リスクが高い患者 No informed consent Weaningが困難であった 2つ以上の共存疾患を持っている 7 日以上人工呼吸器を使用していた JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

人工呼吸器からの Weaning 基準 Respiratory criteria PaO2/FiO 2 ratio >150 with FiO 2 0.4 PEEP<8 cmh 2 O, and 動脈血 ph >7.35 Clinical criteria 虚血性の心電図所見がない 血管作動薬を使用していない 少量のドパミン使用のみ (<5 μg/kg/min) 心拍数 < 140 BPM Hb >8 g/dl, 体温 <38 C, 鎮静剤の必要がない, presence of respiratory stimulus appropriate spontaneous cough 上記を満たしたら spontaneous breathing trial を実施 JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

人工呼吸器からの Weaning Spontaneous breathing trial T ピースまたは PS7cmH 2 O で 30 分 120 分間実施 SBT 成功後 再度人工呼吸器に接続し 気道開存や分泌物 上気道閉塞の評価を行う JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

人工呼吸器からの Weaning Weaning のクラス分け Simple Weaning: 最初の Weaning で困難なく抜管に成功した Difficult Weaning: 最初の Weaning で失敗し SBT を 3 回まで必要とした場合 または 7 日間以内の場合 Prolonged Weaning: 最初の Weaning から 3 回以上 SBT に失敗するか 7 日間以上の期間を必要とする場合 Simple Weaning ができた患者を対象とした JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

SBT 失敗の定義 動揺 不安 うつ状態 発汗 チアノーゼ 呼吸努力 補助呼吸筋の使用 呼吸困難 FiO 2 が 0.5 以上でも PaO 2 が 60mmHg または SpO 2 が 90% 以下 PaCO 2 が 50mmHg 以上またはベースラインから 8mmHg より上がった場合 ph7.32 以下またはベースラインから 0.07 下がった場合 呼吸回数が 35 回 / 分以上またはベースラインより 50% 以上の回数となった場合 心拍数が 140 回 / 分以上またはベースラインより 20% 以上上がった場合 収縮期血圧が 180mmHg 以上またはベースラインより 20% 以上上がった場合 収縮期血圧が 90mmHg 以下または不整脈 JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

共存疾患の定義 共存疾患は Charlson Comorbidity Index に基づいて分類された 高血圧 心疾患 末梢血管疾患 神経疾患 呼吸器疾患 糖尿病 腎疾患 肝疾患 癌 その他 ( 消化器潰瘍 リウマチ HIV AIDS など ) JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

RANDOMIZATION SBT 成功後 コールセンターに電話 順序を変えたブロックにより HFNC または酸素療法に割り当てられる SBT が成功し 一時人工呼吸器に戻している後に電話にて割り付けられ 抜管となる JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

High-Flow Nasal Cannula Conditioned high-flow nasal cannula oxygen therapy is defined as a gas (air/oxygen) mixture at a flow rate of 30 liters/minute (L/min), delivered via heated, humidified, blended Fisher and Paykel (F&P) circuit and prongs. Conventional oxygen therapy Conventional oxygen therapy is defined as a blended air/oxygen that is not heated or humidified at a flow rate <15 liters/minute (L/min), applied though nasal cannula or non- rebreather face mask. JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

Intervention HFNC 群 Fisher&Paykel 社製 Optiflow を使用抜管後 HFNC を装着し Flow10L/min から開始患者の不快とならないところまで 5L/min ずつ上げていった SpO 2 >92% となるように酸素濃度を調整した 開始後 24 時間で HFNC を終了し 必要があれば酸素療法を施行した 抜管後 呼吸不全のための NIV 使用は行わないようにした JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

Intervention 酸素療法群 鼻カニューラか酸素マスクで SpO2>92% となるように酸素流量を調整した 抜管後 呼吸不全のための NIV 使用は行わないようした JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

Primary outcome 抜管後 72 時間の再挿管率 JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

Secondary outcome 1 抜管後の呼吸不全 2 呼吸器感染 (VAP VAT) 3 Sepsis or Multiorgan failure 4 ICUと病院滞在期間 5 ICUと病院死亡率 6 患者の快適性を含めた 治療の失敗理由 7 鼻粘膜や皮膚外傷 8 再挿管までの時間 JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

抜管後呼吸不全の定義 1 ph または二酸化炭素分圧の改善が見られない GCS が 2 以上落ちる 2 呼吸筋疲労 ( 呼息筋の使用 胸郭と腹部の非同調運動 胸鎖乳突筋の使用 ) の改善が見られない場合 3 30 分以上補液やカテコラミンを使用しても収縮期圧が 90mmHg を下回る 4 大量の分泌物による排出困難またはアシドーシス 低酸素血症と精神状態 呼吸筋疲労が持続するような状態 5 FiO2>50% でも SpO2<85% の場合 以上を満たした場合 再挿管がされた

呼吸器感染定義 VAP:Ventilator-associated pneumonia fever (temperature >38oC) or altered leukocyte count (>12,000/mL or <4,000/mL) plus new onset of purulent endotracheal secretions or change in sputum, with new and progressive or persistent infiltrate or consolidation or cavitation and a significant pathogen culture (>105 cfu/ml in semiquantitative endotracheal aspirate, >104 cfu/ml in bronchoalveolar lavage fluid, or >10 3 cfu/ml in protected brush specimens) VAT:Ventilator-associated tracheobronchitis Ventilator-associated tracheobronchitis (VAT) was defined by the same criteria but without new infiltrates JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

Statistical Analysis Sample Size サンプル : 各群 260 人 検出率 :80% αエラー :0.05% 再挿管率を13% 5% に見込まれて計算された 最高患者離脱率は15% で計算された JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

Statistical Analysis 全ては intention-to-treat 解析で行われた 再挿管率は Cochran-Mantel-Haenszel カイ二乗検定と比較されて 病院によって層化された P は 0.1 以下 結果は odds 比を使用した 再挿管の理由はカイ二乗検定再挿管時間はマンホイットニー U 検定抜管から再挿管までの時間で用いられた JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

Statistical Analysis Secondary outcome Post hoc 解析は Fisher の正確確率検定 スチューデント t 検定 マンホイットニー U 検定もしくは Cochran-Mantel-Haenszel 検定を用いた 有意差は p<0.05 とした 解析には SPSS version13.0 ソフトを使用した JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

HFNC 実施後 24 時間で終了 HFN C 酸素療法 JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

結果 年齢は中央値で 51 歳で若い 人工呼吸器期間の中央値が 1 2 日と短い 両群背景は類似していた JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

結果 呼吸器疾患を伴わない患者の割合が半分特に神経系疾患が多い 外科患者の割合が半分緊急手術患者の割合が多い JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

抜管後の再挿管について HFNC を受けた群が優位に結果少なかった JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

抜管後の呼吸不全について HFNC を受けた方が優位結果に少なかった JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

結果 再挿管になった理由では 分泌物の排泄ができなかった 呼吸不全の改善しなかったことが 酸素療法群で多かった JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

結果 挿管までの時間に有意差はなかった JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

呼吸が原因となった再挿管 抜管後の喘鳴 咽頭浮腫によって再挿管が必要となった群で HFNC 群の方が優位に低かった 施行した酸素濃度に有意差はあったが 血液ガスには有意差はなかった JAMA. 2016 Apr 5;315(13):1354-61.

Discussion 従来の酸素療法群の再挿管率 (12.2%) は先行研究でも同様の結果が得られている 再挿管リスクの高い患者が含まれない研究はわずかしかないため 本研究ではリスクの低い患者の再挿管率を 5 13% としたが 主にリスクの高い患者の基準に依存している NPPV 使用で抜管後呼吸不全を見逃して 再挿管を遅らせる心配があるが 今回の研究では再挿管を遅らせることはなかった 低リスク患者とプロトコールによるものが影響しているかもしれない

Discussion 抜管後 24 時間の HFNC 使用であったが 24 時間以上の使用でさらに効果があるかもしれない ( 先行研究では 48 時間の HFNC を使用して 再挿管率が 3.8% であった ) 再挿管は予防できたが ICU 病院滞在期間に違いはなかった 低リスクであるがゆえ 影響が少ないためかもしれない

Failure of high-flow nasal cannula therapy may delay intubation and increase mortality Intensive Care Med. 2015 Apr;41(4):623-32 PMID:25691263 PURPOSE: 呼吸不全患者における HFNC の使用は挿管を回避できる しかしながら HFNC の失敗は挿管のタイミングを遅らせる可能性があることは明確になっていない Design: Retrospective analysis Setting: ICU of Asan Medical Center, Korea Patients: 175 名 Methods : 2013 年 1 月 2014 年 3 月まで 18 歳以上で HFNC が失敗して挿管された患者 early 群 :HFNC 導入 48 時間以内に挿管になった群 (n=130) Late 群 :HFNC 導入 48 時間以上経過して挿管になった群 (n=45)

Early 群が多い HFNC 使用時間は Late 群で長い early 群で ICU 死亡率が優位に低かった 抜管の成功 人工呼吸器のウィーニングにおいても early 群で有意差を認めた Intensive Care Med. 2015 Apr;41(4):623-32 PMID:25691263

Primary outcome: HFNC を使用して 挿管が遅れた場合 ICU 死亡率を上げることが示唆された Intensive Care Med. 2015 Apr;41(4):623-32 PMID:25691263

Limitation 再挿管リスクが低い患者の基準が難しい ( 再挿管リスクが高い報告に基づいている ) 再挿管患者で外科系 神経系患者の割合が多かった さらに 呼吸器に関連しない場合の再挿管の割り合が多かった 再挿管の最終決定は臨床基準にのっとって決められ 最も大きく関わった再挿管の理由を記録した だが 再挿管は様々な原因に起因していることがあるため 結果の解釈を難しくする 参加者に対するブラインドができなかった 酸素療法群での酸素濃度が正確ではない 24 時間以降に使用した酸素療法器具の記載がない

Conclusions 再挿管リスクの低い患者に抜管後 HFNC を使用すると 従来の酸素療法に比べ 72 時間後の再挿管を減らした

Editorial 抜管後の低酸素血症には HFNC か?NPPV か? Flow vs Pressure?

Editorial 大きな手術や長期人工呼吸器使用の抜管後呼吸不全はしばしば再挿管を必要とする 再挿管により ICU 滞在期間 病院滞在期間を長期化し 死亡率を上げる 標準的な酸素療法に変わる 再挿管を減少させ 患者 Outcome を改善させる戦略が求められる

Editorial NIV は特に COPD 心原性肺水腫に推奨される 機能的残気量の増加によりガス交換能が改善する (Pressure による効果 ) しかしながら 患者はマスクの不快感や閉塞感に耐えらえない場合があり 使用時間に限界がある

Editorial HFNC の酸素は加湿され 体温に近い温度で患者に供給するため 酸素療法や NIV に比べ快適性が良い 呼吸困難感による高い吸気流速に合わせたガスを供給するため 室内気の吸い込みを減らし 信頼された酸素濃度を提供できる 上気道の解剖学的死腔を洗い流すことで換気効率を上げ 頻呼吸を減少させる 低い PEEP もかけられ 加湿は分泌物の排出を促す NIV とは違い 継続的な使用ができる

Editorial 2 つの文献を通して 呼吸不全を軽減し 抜管後の再挿管率を減らすという EBM がさらに蓄積された 多施設研究から比較的多数の患者を登録している 挿管の定義を事前に特定しており クロスオーバーを最小限にしている

Editorial 2 つの文献を通してた Weaknesses NIV の文献ではコントロール群よりも NIV 群で COPD 患者が多かった (19.6% vs 12.6%) これにより NIV 群の結果が良くなった可能性がある HFNC の文献では最初から分泌物の排泄が問題となる神経疾患を含んでいた これにより HFNC 群の結果が良くなった可能性がある

Editorial どちらの文献においても答えより 疑問を多く提供した 手術後 抜管後の最適なセッティングと期間はどれくらいであるのか? また どのように比較するのか? HFNC では持続的には続かず ( 吸気時に圧力は下がり 呼気時に上がる ) 高い PEEP が求められる COPD 患者では限界がある

Editorial 近いうちに術後または抜管後 mild から moderate の低酸素血症の患者で NIV と HFNC を比較した研究が出てくるだろう しかし 他の 1 つを推奨するのに十分ではない HFNC は患者の快適性に優れ ほぼ 24 時間の使用を可能にするということが 標準的酸素療法に代わるものとして HFNC を正当化する いずれにせよ 研究デザインは挿管が遅れないようにするべきである

批判的吟味 多施設 RCTであり 治療についてランダム化割り付けがされている 治療についての盲検はできないかった ( 無理か?) 呼吸不全などの定義を明確化している サンプルサイズは十分であった (Low-risk 患者の割には 13% 5% 計算されている?)

批判的吟味 抜管後 HFNCを24 時間の使用で終了している さらに長時間使用することによる効果は? 本文献では再挿管低リスクの割には再挿管率が高い気がする?(12.2%) 低流量システムの酸素療法では患者一回換気量に良い酸素濃度が変わるという点について 安定した酸素濃度が提供できなかったのではないか?

私見 HFNCのデメリットを挙げる文献はほとんどない NPPVに比べ患者の不快感 閉塞感は少なく 使用しやすい装置であると言える 再挿管について少しでも懸念があればHFNCの使用は有用なのかもしれない しかしながら 再挿管のタイミングを遅らせないように 注意が必要である (HFNC 失敗の基準が求められる )

治療における一つのデバイスとして 確固たる地位にまた一歩近づいた? 人工呼吸器 NPPV HFNC 酸素療法

まとめ 再挿管低リスク患者における HFNC は 酸素療法に比べ再挿管率を低下させる NIV 施行による不快感 閉塞感などのデメリットが HFNC にはなく 長時間の使用が可能である 再挿管を遅らせてしまう懸念を考慮して 使用すべきである