論文No3283
High-Flow Nasal Cannula Reduces Effort of Breathing But Not Consistently via Positive End-Expiratory Pressure
Robert D. Guglielmo,Justin C. Hotz,Patrick A. Ross,...Jennifer E.L. Diep,Christopher J.L. Newth,Robinder G. Khemani
CHEST, VOLUME 162, ISSUE 4, P861-871, OCTOBER 01, 2022
＜背景＞
高流量鼻カニューレ（HFNC）療法は細気管支炎患者の呼吸努力を軽減するが、そのメカニズムは解明されていない。
そのメカニズムとして、死腔洗浄や呼気終末陽圧（PEEP）適用などが考えられている。
＜目的＞
細気管支炎患者における HFNC 療法の作用機序はどのようなものか？
＜方法＞
2020年1月から2021年3月まで、3歳以下の細気管支炎の小児を対象とした前向き単施設試験。
流量は0.5～2L/kg/minの間で漸増させた。
電気インピーダンス・トモグラフィーにより、
呼気終末肺活量（EELV）変化の代用として呼気終末肺インピーダンス（EELZ）変化、
1回換気量（VT）代用として１回換気量インピーダンス差（ΔZ）変化を測定した。
また、食道圧変化（ΔPes：経肺圧サロゲート）および圧拍積（PRP：呼吸努力指標）を
測定するマノメトリを行ったサブセットもあった。
EELVとVTは変化せず、努力はΔPesではなく呼吸数で減少すると仮定した。
測定値は0.5L/kg/minからの差として報告された。
＜結果＞
合計22名の患者を調査し、10名は食道内圧測定を行った。
EELZの中央値は1L/kg/minで0.36AU、1.5L/kg/minで2.42AU、
2L/kg/minで4.8AU（P = .01, 2L/kg/min vs 0.5L/kg/min ）増加し、
これはEELV中央値の0.5〜2L/kg/minでの1.8mL/kg増加 に対応するものであった。
EELZが5AU以上増加した患者は7名、EELZに変化なし（±5AU）12名、EELZが5AU以上減少した患者は3名であった。
ΔZ（すなわちVT）は0.5L/kg/minから2L/kg/minまで変化しなかった
（変化の中央値、0.29AU；P = 0.48）。
PRP中央値は0.5 L/kg/分から2 L/kg/分まで78 cm H2O/分減少し（P = 0.02）、
すべての患者でPRPが減少し、ΔPesの変化は有意でなかった（P = 0.68）。
＜感想＞
細気管支炎の小児で HFNC を増加させると呼吸の努力が減少するが、呼気終末肺活量に一貫した増加は起こらず、VT または肺経圧に有意な変化は生じない。
これは、PEEPの適用が細気管支炎の子供におけるHFNCの主要な作用機序ではないことを示唆している。
Background
High-flow nasal cannula (HFNC) therapy reduces the effort of breathing in patients with bronchiolitis, but the mechanisms are not understood. Theorized mechanisms include dead space washout and positive end-expiratory pressure (PEEP) application.
Research Question
What are the mechanisms of action of HFNC therapy in patients with bronchiolitis?
Study Design and Methods
Prospective, single-center study of children 3 years of age or younger with bronchiolitis from January 2020 through March 2021. Flow was titrated between 0.5 and 2 L/kg/min. Electrical impedance tomography measured end-expiratory lung impedance (EELZ) change as an end-expiratory lung volume (EELV) change surrogate and change in tidal impedance difference (ΔZ) as a tidal volume (VT) surrogate. A subset showed manometry measuring esophageal pressure change (ΔPes; transpulmonary pressure surrogate) and pressure rate product (PRP; effort of breathing metric). We hypothesized that EELV and VT would not change and that effort would reduce via respiratory rate (not ΔPes). Measurements were reported as the difference from 0.5 L/kg/min.
Results
We studied 22 patients in total, 10 with esophageal manometry. Median EELZ increased by 0.36 arbitrary unit (AU), 2.42 AU, and 4.8 AU at 1 L/kg/min, 1.5 L/kg/min, and 2 L/kg/min (P = .01, 2 L/kg/min vs 0.5 L/kg/min), which corresponded to a median increase in EELV of 1.8 mL/kg between 0.5 and 2 L/kg/min. Seven patients showed an increase in EELZ of > 5 AU, 12 showed no change in EELZ (± 5 AU), and three showed a decrease in EELZ of > 5 AU. ΔZ (ie, VT) did not change from 0.5 L/kg/min to 2 L/kg/min (median change, 0.29 AU; P = .48). Median PRP decreased by 78 cm H2O/min from 0.5 L/kg/min to 2 L/kg/min (P = .02), with all patients demonstrating a reduction in PRP, with a nonsignificant change in ΔPes (P = .68).
Interpretation
Increasing HFNC in children with bronchiolitis reduces the effort of breathing, but no consistent increase occurs in end-expiratory lung volume and no significant change occurs in VT or transpulmonary pressure. This suggests that PEEP application is not the primary mechanism of action of HFNC in children with bronchiolitis.