高流量鼻カニュラ酸素療法
（ネーザルハイフロー）
神戸市立医療センター中央市民病院呼吸器内科富井 啓介
要 旨 高流量鼻カニュラ（HFNC）は，さまざまな生理学的利点を備えた新たな非侵襲的呼吸管理法である．NPPV は マスク装着に伴う不快や拒否を伴いやすいが，HFNC は圧や換気量を測定できないものの，インターフェイス不快や患 者拒否はきわめて少ない．したがって，非侵襲的呼吸管理としてより確実で高い効果を期待する場合は NPPV，軽症例 や症状緩和を優先する場合は HFNC が適応と考えられる．しかし最近，心臓血管外科術後や市中肺炎などの 1 型呼吸不 全において，挿管回避，死亡率などにおいて，HFNC が NPPV と同等もしくは優れるとするランダム化比較試験の報告 も見られ，HFNC がどこまで NPPV に代わり得るのか更なる検討が待たれる． 2 型呼吸不全についても，HFNC は呼 吸仕事量減少，死腔換気量減少による肺胞換気量増加が期待できるが，直接的な換気補助はできないので，急性期には不 向きであるが，軽症慢性 2 型呼吸不全患者には有用かもしれない． Key words：高流量鼻カニュラ酸素療法，非侵襲的換気療法，呼吸不全 第₂₅回日本呼吸ケア・リハビリテーション学会学術集会 ワークショップⅤ 呼吸管理をめぐる最新の知見総
説
緒 言 「ネーザルハイフロー」と呼称されることの多い高流量 鼻カニュラであるが，本稿では，文献的にもっとも多く 使われている高流量鼻カニュラ（HFNC: high-flow nasal cannula）ないし高流量鼻カニュラ酸素療法（high-flow nasal cannula oxygen therapy: HFNCOT）と記載する． この治療法は機械自体が比較的低価格であり，使用法が 簡便かつ患者の不快が少ないため，我が国の臨床現場で も急速に使用頻度が高まっている．単なる酸素療法の域 を超えた呼吸管理法でその有効性は明らかであるが，未 だ臨床使用のエビデンスが少ない治療法である．ここで は現時点での臨床使用成績を中心に，今後の展望につい て触れてみたい． 1 ．HFNC の主な生理学的効果 HFNC は，人工呼吸器に匹敵する総流量 ₆₀ L/min ま での酸素空気混合ガスを，相対湿度₁₀₀％まで加湿して， 口径の大きな鼻カニュラから直接上気道内に投与する酸 素療法であり，主な効果としては次のようなものが挙げ られる₁）． ₁ ）高濃度で正確な FiO₂設定：通常の鼻カニュラとは 異なり，患者の一回換気量や呼吸数の影響をほと んど受けず，FiO₂ ₁₀₀％の高濃度まで設定できる． ₂ ）解剖学的死腔のウオッシュアウト：上下気道の死 腔に溜まった呼気ガスを洗い出すことで CO₂の再 吸収を防ぎ，ガス交換，換気効率を上げる． ₃ ）上気道抵抗の軽減：吸気流速を上回る高流量で吸 気努力に伴う鼻咽頭の虚脱を防ぐ． ₄ ）PEEP 効果と肺胞リクルートメント：持続的な高 流量によって，呼気終末の陽圧が生じ，口を閉じ た状態で ₃₅ L ／分では ₂.₇ cmH₂Oの気道内圧と なる．これによって呼気終末の肺容量は増加し， 背側も含めた肺胞のリクルートメントを可能にす る． ₅ ）気道の粘液線毛クリアランスの維持：加温加湿に よって乾燥を防ぎ，線毛機能を維持するため，分 泌物の移動性を維持し，分泌物の除去，無気肺形 成予防，呼吸器感染リスクの軽減などをもたらす． 上記 ₂ ）， ₃ ）， ₄ ）の効果は，いずれも呼吸仕事量の 減少をもたらし，換気量増加や呼吸困難減少につながる． 2 ．HFNC による換気量の変化 実際に HFNCOT を行うことで，換気量や呼吸パター ンがどのように変化するかを見た研究があり，ここでは 鼻咽頭に置かれた圧センサーと睡眠ポリグラフィーを用 いた一回換気量測定を，健常ボランティアと COPD，IPF 患者に対して行っている（図 ₁ ）₂）．これによると ₃ 群い ずれも，HFNC で鼻咽頭内の圧力および圧力幅が増大し た．COPD では，HFNC による換気補助効果で一回換気高流量鼻カニュラ酸素療法（ネーザルハイフロー） 量の増大が見られたが，健常者では減少した．全ての群 で呼吸数と分時換気量は減少し，COPD と IPF 患者では 毛細血管 PCO₂ が低下した．これらの結果からは，死腔 のウオッシュアウトによる死腔換気量低下に伴い，肺胞 換気量増加と PaCO₂ 低下がもたらされ，さらに呼吸数減 少より呼吸仕事量も減少したことがわかる．健常者では 肺胞換気量増大とともに，一回換気量の減少までもたら されている． 3 ．HFNC とベンチュリマスクの比較 患者の呼吸数や呼吸パターンに依存せず，FiO₂を一定 に保ちながら酸素投与が行える高流量システムとして， 従来広く使われてきたのはベンチュリマスクである．こ れには NPPV のように密着させる必要はないものの，マ スク装着に伴う不快があり，さらには高流量の乾燥した 冷たいガスが顔面に吹き付けるという苦痛を伴う． HFNC とベンチュリマスクを比較した抜管後₄₈時間ま での ₁ 型呼吸不全（P/F＜₃₀₀）に対するランダム化比較 試験がある₃）．₂₄時間の時点で患者の不快感を₁₀点の VAS
（Visual analog scale） でみると，インターフェイスによる 不快はHFNC ₂.₆±₂.₂ vs. Venturi ₅.₁±₃.₃（p＝₀.₀₀₆）， 気道乾燥の不快 HFNC ₂.₂±₁.₈ vs. Venturi ₃.₇±₂.₄（p＝ ₀.₀₀₂）であり，有意に HFNC の不快が少なかった．一 方，インターフェイスのずれ₃₂％ vs. ₅₆％（p＝₀.₀₁）， 酸素飽和度低下₄₀％ vs. ₇₅％（p＜₀.₀₀₁），再挿管 ₄ ％ vs. ₂₁％（p＝₀.₀₁），何らかの人工呼吸器補助 ₇ ％ vs. ₃₅％ （p＜₀.₀₀₁）と，呼吸管理の面からも HFNC の優位性が 顕著であった． 他のランダム化比較試験₄,₅）でも同様に HFNC の優位 性が示されている．したがって従来高流量酸素投与シス テムとしてベンチュリマスクを使用していた状況につい ては設備や機器，コスト面で許す範囲で今後 HFNC が行 われていくものと考えられる． 4 ．急性呼吸不全における HFNC と NPPV の使い分け 次に急性呼吸不全における HFNC と NPPV の比較につ いて報告した成績と，使い分けに関する考察を述べる． ₁ ）NPPV 推奨度 A の疾患 急性呼吸不全において，ガイドライン上 NPPV の推奨 度 A とされているのは，COPD の増悪，心原性肺水腫， 免疫不全，拘束性胸郭疾患の増悪である．HFNC が死腔 換気減少による肺胞換気量増加をもたらすとはいえ，急 性 ₂ 型呼吸不全のように，肺胞換気量の速やかな回復を 要する場合には，確実性の高い換気補助のできる NPPV が必須であると考えられるが，そのような状況での比較 試験の報告はない．したがって推奨度 A のうち，急性 ₂ 型呼吸不全を呈する COPD および拘束性胸郭疾患の増悪 に対して，HFNC はファーストラインでの適応とはなら ず，患者の拒否や終末期といった特殊な条件下，あるい は NPPV 離脱期といったセカンドラインでの使用に限定 されると考えられる． 心原性肺水腫の場合も，NPPV は酸素化のみならず病 態改善のための確実な PEEP 効果があり，HFNC で認め られるわずかな PEEP で対応できるような軽症例を除き， 一般的に NPPV に代わるファーストラインの選択肢とは ならない． 一方免疫不全時の急性呼吸不全は肺炎や ARDS のよう な ₁ 型呼吸不全が多く，また NPPV の推奨度が高い理由 は肺炎などの合併症が少ないためであり，より非侵襲的 で加湿や排痰にすぐれる HFNC は十分に代用できる可能 性がある．実際免疫不全患者の急性呼吸不全に対して， 早期 NPPV 群と HFNC の患者を約 ₄ 割含む酸素療法群の ランダム化比較試験₆）では，両群に生存率，挿管率の差 を認めていない． 図 1 HFNC による換気パターンの変化2） 健常人，COPD 患者，IPF 患者それぞれ₁₂人の HFNC 前後の変化
ては，人工呼吸器離脱，周術期の呼吸不全，場合によっ て B とされるのが Do not intubate（DNI），高齢者，重 症肺炎，ARDS である．さらに推奨度 C₁として終末期， 悪性腫瘍，間質性肺炎がある．これらの呼吸不全に対し ては HFNC がファーストラインもしくはセカンドライン として NPPV と同等もしくはそれ以上となる可能性が考 えられる． この中でとくに注目される成績は，主として肺炎， ARDSによる急性 ₁ 型呼吸不全に対して，HFNC，通常 マスク，NPPV を使用した場合の，挿管率に関する多施 設ランダム化オープン比較試験である（図 ₂ ）₇）．全体と して見ると， ₃ 群間に挿管率には有意差を認めていない． しかし，P/F＜₂₀₀の重症例に限ると HFNC を使用した場 合，挿管率が有意に低い結果であった．あわせて人工呼 吸器不要日数は，HFNC ₂₄±₈，マスク ₂₂±₁₀，NPPV ₁₉±₁₂日であった（p＝₀.₀₂）．ICU 死亡率は，HFNC ₁₁％（ ₆ ～₁₉％），マスク ₁₉％（₁₂～₂₈％），NPPV ₂₅％ （₁₇ ～ ₃₃％）で あ っ た（p＝₀.₀₄₇）．₉₀ 日 死 亡 率 は， HFNC ₁₂％（ ₇ ～₂₀％），マスク ₂₃％（₁₆～₃₃％），NPPV ₂₈％（₂₁～₃₇％）（p＝₀.₀₂）であり，HFNC が有意に予 後の良い結果であり，ファーストラインとして HFNC の 有効性が示されている．ただしこの試験における NPPV は，ICU 型ベンチレーターによる一回換気量 ₇～₁₀ ml/
kgの圧補助，SpO₂ ₉₂％以上を目標に FiO₂，PEEP（ ₂ ～
₁₀ cmH₂O）を調節して，最低 ₂ 日間各 ₈ 時間以上行うと いう使用方法であった．このような NPPV の条件設定は， 圧の上昇による圧障害₈）の可能性が考えられる．一方， 換気量増大のための圧補助を行わないNPPVとしてCPAP があるが，これと HFNC の比較では，CPAP の方が P/F の改善の点で優れており₉），今後両者間での ARDS 病態 に対するファーストラインでの比較が必要と考えられる． 周術期については，心臓血管外科手術後の ₁ 型呼吸不 全に関する HFNC と NPPV のランダム化多施設比較試 験₁₀）があり，治療失敗率（₂₁.₀％ vs. ₂₁.₉％）ICU 死亡 率（₅.₅％ vs. ₆.₈₅％）で HFNC は NPPV に劣らず，皮 膚損傷は有意に少なかった（ ₃ ％ vs. ₁₀％，P＜₀.₀₀₁）． このことから周術期においても，HFNC をファーストラ インで使用することができる． 一般に HFNC は NPPV よりも快適であり，NPPV が耐 えられない場合でもセカンドラインとして実施できる場 合が多い．そのため DNI，高齢者，終末期，悪性腫瘍と いった，通常 NPPV を上限とする場合で NPPV では改善 が得られない場合の緩和的セカンドライン処置として， HFNCを行うことができる．あるいはこれらに対して ファーストラインとしてまず HFNC を試み，NPPV への 移行率を減らすこともできる₁₁）．もとより呼吸不全によ る症状緩和のみが目的であれば，NPPV を使用しないで HFNCを上限とすることもありうる₁₂）．間質性肺炎の急 性増悪に対しても，従来から NPPV 治療までが上限とす る場合が多いが，改善が得られない場合，緩和的にセカ ンドラインの HFNC への移行が考えられる．また， ARDS同様過剰な圧をかけず肺保護を優先する呼吸管理 図 2 急性 1 型呼吸不全重症例（PaO2/FiO2＜200）に対する酸素マスク，HFNC，NPPV の挿管 率比較（多施設ランダム化比較試験）7） HFNC群で有意に挿管率が低い
高流量鼻カニュラ酸素療法（ネーザルハイフロー） 法として，HFNC をファーストラインで行う考え方もあ りうる． 5 ．HFNC がもたらす影響 各種急性呼吸不全に対して HFNC を実施するようにな り，個々の患者のみならず病院全体で見た場合の，有益 なアウトカムも報告されるようになってきた．ICU に入 室した成人で，HFNC を実施した患者の後ろ向き調査で は，HFNC を早く実施すると ICU 滞在日数が少ない， ICU退室後の在院日数が少ないという成績がある₁₃）．ま た当院の成績でも，急性 ₁ 型呼吸不全に対する HFNC 導 入後，死亡率に有意な変化はないが，人工呼吸器使用率 が減少した（図 ₃ ）₁₄）．現在 HFNC の保険収載が検討さ れている状況であるが，このようにすでに，ICU や人工 呼吸器の使用といった医療資源節約の役割は果たしてい ると考えられる． 6 ．慢性 2 型呼吸不全に対する HFNC HFNC のもたらす肺胞換気量増加，呼吸仕事量減少効 果により，長期在宅使用による慢性 ₂ 型呼吸不全への臨 床応用が考えられる．すでに HFNC の優れた加湿効果， 粘液線毛クリアランス効果を期待して，痰量が多く増悪 をくり返す COPD，気管支拡張症を対象に₁₂ヶ月間の長 期使用のランダム化比較試験が報告されている．対象群 の PaO₂，PaCO₂が記載されておらず，必ずしも慢性呼吸 不全患者とはいえない可能性があるが， ₁ 日 ₂ 時間以上 の HFNC 群と通常治療群において，年間増悪頻度は₂.₉₇ 回 vs. ₃.₆₃ 回（p＝₀.₀₆₇），増悪日数は₁₈.₂日 vs. ₃₃.₅日 （p＝₀.₀₄₅），最初の増悪までの日数は₅₂日 vs. ₂₇日（p＝ ₀.₀₄₉₅）と，HFNC の有効性が示された．更には FEV₁， FVCといった肺機能，SGRQ で示される QOL において も有意な改善を認めている₁₅）． また少数例（n＝₁₁）ではあるが，安定期 COPD を対 象として，夜間 ₁ 日 ₅ 時間以上 ₆ 週間の HFNC と NPPV
（IPAP ₁₆ cmH₂O/EPAP ₅.₈ cmH₂O）施行を比較した成
績₁₆）があり，PaCO ₂ は開始前平均₅₃.₇ mmHg がそれぞ れ ₄₅.₅ mmHg，₄₆.₄ mmHg と有意に同程度低下してい た．これらの結果は，軽症の ₂ 型呼吸不全に対する在宅 HFNCの有用性を示すものと考えられ，今後さらなる データ集積が期待される． ま と め 高流量鼻カニュレ（HFNC）は高濃度酸素投与が可能 で，FiO₂の安定した高流量酸素投与システムである．さ まざまな生理学的利点により，換気効率や酸素化能の改 善をもたらす．とくに急性 ₁ 型呼吸不全においては， NPPVと同等もしくは場合によってそれ以上の臨床的有 用性が示されている．また慢性 ₂ 型呼吸不全においても， 軽症の場合在宅使用での有用性が期待される． 著者の COI（conflicts of interest）開示：本論文発表内容に関 して特に申告すべきものはない．
High-flow nasal cannula oxygen therapy（HFNCOT） Keisuke Tomii
Department of Respiratory Medicine, Kobe City Medical Center General Hospital
文 献
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図 3 HFNC 導入前後の人工呼吸器使用率の変化14）
HFNC導入により NPPV を含めた人工呼吸器の使用率は有意 に減少している．
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