背景
PEEP（陽圧呼吸終末圧）は、自己負荷肺損傷の主要な決定因子である吸気努力（ΔPes）を調節する可能性があります。

研究の問い
中等度から重度のARDS（急性呼吸窮迫症候群）患者において、補助換気中の高PEEPはΔPesを減少させるか？

研究デザインと方法
PaO2/FiO2≤200 mmHgおよびΔPes≥10 cmH2Oの16人の患者が、4つの異なる換気設定のランダムな順序で治療を受けました：PEEP=5 cmH2OまたはPEEP=15 cmH2O + 同期（圧力サポート換気、PSV）または非同期（圧力制御間欠強制換気、PC-IMV）の吸気補助。ΔPes、呼吸器系、肺および胸壁の力学は、食道マノメトリーと閉塞によって評価されました。PEEPによる肺胞のリクルートメントと過膨張、肺の動的ストレイン、および潮量の分布は、電気インピーダンス断層撮影によって評価されました。

結果
高PEEPと低PEEPでのΔPesは系統的に異なるわけではありませんでした（PSV：中央値 20 [15-24] cmH2O 対 15 [13-23], p=0.24; PC-IMV：20 [18-23] 対 19 [17-25], p=0.67）。同様に、呼吸器系と横隔膜圧、潮量、肺/胸壁力学、およびペンデルフトの範囲は、研究の各段階で異なりませんでした。
高PEEPは、呼吸器系のコンプライアンスがそれぞれ増加または減少したかに応じて、ΔPes、呼吸器系および横隔膜圧を低下または増加させました（それぞれr=-0.85, p<0.001; r=-0.75, p<0.001; r=-0.80, p<0.001）。
呼吸器系のコンプライアンスにおけるPEEPによる変化は、その肺成分によって駆動され、PEEPによる肺胞の過膨張の範囲に依存していました（r=-0.66, p=0.006）。
高PEEPは、可変的なリクルートメントを引き起こし、潮量を背側の肺領域に系統的に再分配し、これにより腹側領域の動的ストレインを減少させました（PSV：0.49 [0.37-0.83] 対 0.96 [0.62-1.56], p=0.003; PC-IMV：0.65 [0.42-1.31] 対 1.14 [0.79-1.52], p=0.002）。
すべての結果は、同期および非同期の吸気補助中に一貫していました。

解釈
高PEEPの影響は、肺胞の過膨張による呼吸器系および肺のコンプライアンスへの異なる影響により、個々に変動します。高PEEPは、肺/呼吸器系のコンプライアンスを増加させる場合にのみ、自己負荷肺損傷のリスクを軽減するのに役立つ可能性があります。

キーワード
人工呼吸器による肺損傷
自己負荷肺損傷
呼吸力学
吸気努力
人工換気
PEEP

KeywordsVentilator-induced lung injury
self-inflicted lung injury
respiratory mechanics
inspiratory effort
artificial ventilation
PEEP

この研究は、陽圧呼吸終末圧（PEEP）が、自己負荷肺損傷の主要な決定因子である吸気努力（ΔPes）を調節する可能性を探求しています。特に、中等度から重度の急性呼吸窮迫症候群（ARDS）患者において、補助換気中の高PEEPがΔPesを減少させるかどうかを調査しました。

研究では、PaO2/FiO2≤200 mmHgおよびΔPes≥10 cmH2Oの16人の患者を対象に、PEEP=5 cmH2OまたはPEEP=15 cmH2Oを設定し、同期（圧力サポート換気、PSV）または非同期（圧力制御間欠強制換気、PC-IMV）の吸気補助を行う4つの異なる換気設定をランダムに適用しました。ΔPes、呼吸器系、肺および胸壁の力学は食道マノメトリーと閉塞によって評価され、PEEPによる肺胞のリクルートメントと過膨張、肺の動的ストレイン、および潮量の分布は電気インピーダンス断層撮影によって評価されました。

結果として、高PEEPと低PEEPでのΔPesには系統的な違いは見られませんでした。また、呼吸器系と横隔膜圧、潮量、肺/胸壁力学、ペンデルフト現象の範囲も研究の各段階で差はありませんでした。高PEEPは、呼吸器系のコンプライアンスが増加または減少したかに応じて、ΔPes、呼吸器系および横隔膜圧をそれぞれ低下または増加させました。PEEPによる呼吸器系のコンプライアンスの変化は、肺の成分によって駆動され、PEEPによる肺胞の過膨張の範囲に依存していました。高PEEPは潮量を背側の肺領域に再分配し、腹側領域の動的ストレインを減少させました。これらの結果は、同期および非同期の吸気補助中に一貫していました。

この研究は、高PEEPの影響が個々に異なり、肺胞の過膨張による呼吸器系および肺のコンプライアンスへの影響によって変わることを示しています。高PEEPは、肺/呼吸器系のコンプライアンスを増加させる場合にのみ、自己負荷肺損傷のリスクを軽減するのに役立つ可能性があります。また、この研究は、人工換気中に自発呼吸を維持するARDS患者において、吸気努力を調節し、肺保護換気を促進する戦略を特定することに関心が高まっていることを示しています。

この研究の要約は以下の通りです：

- この研究は、補助換気中の高吸気努力を示すARDS患者における高PEEPの生理学的効果を体系的に評価した最初の研究です。
- 高PEEPの影響は、呼吸器系のコンプライアンスに対するその効果に大きく依存し、呼吸器系のコンプライアンスが改善または悪化するかによって、吸気努力、呼吸器系および横隔膜圧が減少または増加します。
- PEEPによる呼吸器系のコンプライアンスの変化は、主に肺のコンプライアンスの変化を反映し、これは主に肺の過膨張の結果であり、肺胞のリクルートメントの範囲とは関連がありません。
- 高PEEPは潮量を背側の肺領域に移動させ、腹側領域の動的ストレインを減少させます。
- 高PEEPは主に潮量の大きさやペンデルフト現象の範囲に影響を与えません。
- 高PEEPの生理学的効果は、完全に同期または非同期の吸気補助中に類似しています。
- 自発呼吸の維持は、機械換気中のARDS患者にいくつかの利点がありますが、高い吸気努力がある場合、自発呼吸自体が肺損傷を悪化させる可能性があります。
- この研究の結果は、15 cmH2OのPEEPが吸気努力を調節するのに役立つ可能性があることを部分的に支持していますが、PEEPに対する反応は個々に異なり、呼吸器系および肺のコンプライアンスに対するPEEPによる変化によって異なります。
- 患者は、高PEEPが肺のコンプライアンスを増加させた場合にのみ、吸気努力の減少を示しましたが、PEEPが肺のコンプライアンスを減少させた場合、吸気努力は増加しました。
- 高PEEPは、呼吸器系と横隔膜圧を減少させることによって、潮量のストレスを減少させることができますが、これは肺力学が改善された場合に限ります。
- この研究は、機械換気中の中等度から重度のARDS患者において、高PEEPが肺および呼吸器系のコンプライアンスを増加させる場合にのみ、強い吸気努力と潮量のストレスを減少させることができることを示しています。

ペンデルフト現象は、肺の異なる部分間での気体の移動を指します。これは特に、肺の損傷がある場合や不均一な換気が存在する場合に起こります。具体的には、肺の健康な部分（通常は肺の下部や背側部分）と損傷を受けた部分（通常は肺の上部や腹側部分）の間で、吸気時に気体が移動する現象です。

この現象は、人工呼吸器を使用している患者、特に急性呼吸窮迫症候群（ARDS）の患者において重要です。ペンデルフト現象が起こると、肺の健康な部分が過剰に膨らみ、損傷を受けた部分が不十分に膨らむことがあります。これにより、肺の健康な部分に過剰なストレスがかかり、肺損傷が悪化する可能性があります。

ペンデルフト現象は、肺の不均一な換気と肺の機械的ストレスを理解する上で重要な概念であり、機械換気の管理において考慮すべき要因の一つです。