持続的空気漏れのパラダイムへの挑戦： 我々は問題を長引かせているのか？
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ホーム > American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine > List of Issues > 206巻2号
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持続的空気漏れのパラダイムへの挑戦： 我々は問題を長引かせているのか？
https://www.atsjournals.org/doi/10.1164/rccm.202109-2149PP
スティーブン・P・ウォーカー1、ロブ・ハリファックス2、ナジブ・M・ラフマン2、ニック・A・マスケル1
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https://doi.org/10.1164/rccm.202109-2149PP PubMed: 35353640
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あなたは、自然気胸で胸腔ドレーンを留置している患者を管理している。この胸腔ドレーンは、患者の臓側胸膜の欠損部から漏出する空気を効果的に管理しているのだろうか、それとも実際には、介入しなければもっと早く収まるはずの空気漏れを悪化させているのだろうか？
賛成： 問題を長引かせている
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"我々が観察するものは自然そのものではなく、我々の質問方法にさらされた自然である"
ヴェルナー・ハイゼンベルク
自然気胸は、肺から出た空気が臓側胸膜欠損部を通って胸膜腔に入ることによって起こる。現在の管理は、どのガイドラインに従うかにもよるが、第一選択として胸腔ドレーンを挿入するか、最初の針吸引がうまくいかなかった場合の第二選択として、肺を迅速に再膨張させることに重点が置かれている(1, 2)。これには2つの目的がある： 1）症状の緩和、2）臓側胸膜と壁側胸膜の癒着、胸膜欠損の治癒と空気漏れの停止である。胸腔ドレーンはまた、空気漏れをモニターすることも可能であり、よく使われるPALという用語は、胸腔ドレナージシステム内で空気が検出される観察可能な現象を表す。臓側胸膜欠損部で進行中の空気漏れを可視化することができないため、胸腔ドレナージシステムを通るこの検出可能で継続的な空気の流れは、基礎にある臓側空気漏れの代用として使用され、治療失敗の中心的な予後マーカーとなっている。その結果、PALは胸腔ドレーンの抜去時期や、継続中の場合は手術の必要性を判断するために用いられる。
胸腔ドレーンは陰圧勾配を形成し、胸膜腔から空気を排出することで機能する。われわれは、胸腔ドレーンを挿入する行為そのものと、その結果発生する陰圧が、臓側胸膜欠損を横切る気流を増加させ、欠損の治癒を阻害し、全体的な気漏れの持続時間を延長させることを提唱する。われわれは、保存的管理に関する研究、エアリークが一般的に自然に自己制限される状態であることを示す実験的研究、そして最後にドレナージ依存性PALの概念を支持するマノメトリーデータを提供することにより、進行中の臓側エアリークは誘発される圧力勾配に大きく依存し、したがって胸膜ドレナージの後遺症であるという仮説を支持する。
PAL-生理学
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通常、胸膜圧は肺胞圧より低く、肺と胸壁の弾性的な反跳力が相殺され、陰圧になる。臓側胸膜の欠損によって肺胞と胸膜腔の間に連通が生じると、圧力勾配が形成され、圧力が平衡になるか連通が閉じるまで空気が流れる。この勾配は、欠損部の直径と圧力勾配の因子であり、さらに外部勾配（例えば、近位側での陽圧換気や遠位側での胸膜ドレナージ）および弾性反跳力ひいては胸膜圧に影響を及ぼす因子（例えば、肺線維症や肥満）の影響を受ける。気胸が存在すると、胸膜圧が（最初の陰圧状態から）上昇し、肺は胸壁と肺の反跳力によって確立された新しい平衡位置に反跳する。胸腔内圧の変動は、平衡状態であっても、治癒していない欠損部からの気流を生じさせる可能性が高い。圧力が平衡になるか胸膜欠損が治癒すれば、気漏れはなくなるはずであり、胸膜腔内の圧力が平衡状態に達すれば、それ以上の臨床的悪化を期待する理由はない。緊張性気胸は、生理学的には、呼吸を通じて胸膜内圧が大気圧を超える気胸と定義されるが、これはまれであると考えられており、自然気胸において大気圧を超える圧力（陽圧換気など）がない場合には起こらないはずであることが示唆されている(3)。
気胸の現在の管理にはドレナージが含まれ、動物モデルでは誘発気胸の吸引後、生理学的に速やかに改善することが示されているが、ヒトの研究では、これには時間がかかり、胸腔内空気の除去後30～90分までシャントが証明されている(4, 5)。実際、ある症例では、ある肺活量に対して、空気を抜く前よりも抜いた後の方が、より大きなシャントが存在することが証明されている。気胸のドレナージは、胸膜腔とドレナージコレクションシステムとの間の圧力勾配に依存している。この圧力勾配は通常、水中シールによってもたらされ、胸膜圧が大気圧より高いとき（例えば、咳や呼気のとき）に空気が抜けるようになっている。
PAL-問題
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PALとは、胸腔ドレナージシステム内に一定時間以上空気が貯留する現象である。胸腔ドレナージで管理された気胸の研究では、臓側胸膜欠損の解消が遅いことが示されている。ある形成観察研究では、原発性自然気胸(PSP)の平均空気漏出期間は5.2日(SD、3.5)、続発性自然気胸(SSP)の平均空気漏出期間は9.9日(SD、11.5)であった(6)。PSP（26％）とSSP（39％）のかなりの割合が7日を超えて持続した（図1参照）(6)。あるメタアナリシス(7)では、胸腔ドレーンで管理された患者のPSPの平均在院日数は4～7日と記録され、SSPの疫学研究では平均在院日数は12.1日(SD、14.5日)～16日(SD、20日)であった(8、9)。
図
図1.
一次性気胸（破線）と二次性気胸（実線）における空気漏れの消失の時間経過(6)。SP＝自然気胸。
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Fristの根拠：保存的治療のケース
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大型PSP患者316人を対象とした最近のランダム化比較試験で、参加者は保存的治療（非侵襲的治療）と胸腔ドレーン挿入のいずれかに無作為に割り付けられた(10)。その根底にある仮説は、（胸膜ドレナージによる急速な肺の拡張よりも）保存的治療による緩やかな肺の再拡張の方が、胸膜の欠損が治癒する機会をより多く得ることができ、したがって、胸膜内ガスの吸収による緩やかな再拡張の方が優れているというものであった(3)。このランダム化比較試験(RCT)では、保存的に管理された患者のうち、試験期間中に胸腔ドレーンの再挿入が必要となったのはわずか15％であり、その理由は気胸の拡大によるものであったのはわずか2％であった(10)。その他の胸腔ドレーン再挿入の適応としては、生理学的異常観察が5％（8/162例）、耐え難い症状の緩和が5％（8/162例）であった。この研究は、介入せずに放置された臓器性胸膜漏は一般に自己限定的な現象であることを示唆している。さらに、保存的治療群の12ヵ月再発率は介入群の半分（8.8％対16.8％）であり、これは胸膜欠損が緩徐な再拡張によってより最適に治癒したことを示唆している。SSPの保存的管理に関する臨床データは限られている。しかし、1cmを超える気胸を有するSSP患者64人を調査した最近のレトロスペクティブレビューでは、保存的管理を行った患者の39％で、その後のインターベンションを必要とした患者はおらず、全入院期間はより短かったことが示されている(11)。この研究は選択バイアスの影響を受けたが、選択された患者におけるSSPの保存的管理の使用を支持するものである。
第二の根拠：少ない方が、実は多い？
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針吸引(NA)による短期ドレナージは、胸腔ドレーン挿入と比較して異なる転帰をもたらすようである。PSPにおけるNAと胸腔ドレーンの臨床研究では、NAにより入院期間が短縮され、平均2.31日（95％CI、3.49、1.14）の短縮が示された(12-14)。ほとんどの患者(118/212例[56%])は1回のNAに反応し、さらに53%(43/81例)は2回目のNAに反応した。このことは、SSP患者におけるNAを評価した唯一の研究でも再現され、胸腔ドレーンと比較した場合、NAによる即時成功率が高かった(13)。臓側胸膜欠損の自己限定性は、Seatonらによる研究でも裏付けられている。彼らは、93人の患者(PSP88例、SSP35例)にトレーサーガス(クロロフルオロカーボン)を吸入投与し、NA中にベッドサイドで携帯型フレームイオナイザーを用いてトレーサーガスを測定した(図2参照)(17)。トレーサーガスの検出は空気漏れを示し、持続的な肺の再膨張またはさらなるドレナージの必要性と相関していると考えられた(17)。PSP患者の35%(29/84)とSSP患者の20%(7/35)では、初回NA時にトレーサーガスは検出されなかった。さらに、残りの患者の35％（19/55；PSP）と29％（8/28；SSP）は、トレーサー陽性であったが、NA後の胸部X線写真で持続的な改善がみられたため、さらなる処置を必要としなかった。したがって、これらの患者の胸膜欠損はほぼ治癒しており、吸引による陰圧が取り除かれると、わずかな空気漏れが残っていただけであったと推測できる。興味深いことに、トレーサー陽性のPSP患者18例では、NA後、X線学的に完全に、あるいはほぼ完全に消失した後、翌日に肺が再崩壊した。このシナリオは、最初のNAに良好に反応した小さな治癒胸膜欠損が、正常な胸膜陰圧の回復によってさらに正味の空気漏れが誘発され、肺が以前の状態に虚脱したことを表しているのかもしれない。あるいは、隣接する構造物に対して一時的にタンポナーデされた空気漏れを示すこともある。PSPとSSPのそれぞれ21％（18/84）と23％（8/35）だけが、トレーサー陽性であり、最初のNA後に胸部X線写真の持続的な改善がみられなかった。
図
図2.
Kielyら(17)から引用した、試験からトレーサーガスを検出するために使用した装置の図。
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第3の根拠 排液依存性PALの確認
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以上のような臨床研究の結果からの圧依存性エアリークの推測のほかに、それが存在するという直接的な証拠はあるのだろうか？現在のところ、臓側胸膜欠損の状態はPALの存在から推測するしかないので、これは難しい。幸いなことに、肺切除後の気胸患者を対象としたマノメトリーによる最近のデータでは、ドレナージ依存性エアリークの概念が検討されている(18)。ドレナージ依存性PAL(DDPAL)とドレナージ非依存性PAL(DIPAL)の2種類の空気漏れが示唆された。DDPALはドレナージプロセス中にのみ発生し、ドレナージが中止されると停止するという仮説が立てられた。このシナリオでは、空気が胸膜腔に入ると、空気漏れを引き起こす圧力勾配は減少し、消失する。彼らは、気胸が進行性に拡大したり緊張したりすることはないはずなので、このような患者には継続的なドレナージは必要ないと仮定した。逆にDIPALでは、ドレナージを中止しても気漏は持続する。この空気漏れは、気胸のさらなる拡大とともに胸膜圧の上昇を継続させ、肺虚脱の悪化へと進行する。この現象は、ドレーンをクランプした時とクランプを外した時の咳嗽後の圧力の変化を調べることでさらに裏付けられた。咳の直後は、開胸チューブを通して空気が排出されるため、胸膜圧はベースラインより低いことが認められた。その後、圧力勾配が解消するまで、胸膜圧はベースラインまで徐々に上昇した。DDPALでは、チューブがクランプされている場合、または胸腔チューブがない場合（保存的管理の場合など）、胸膜腔から空気が排出されないため、咳嗽時の圧力スパイクは相対的に高くなった。圧力勾配がないため、咳嗽後の胸膜圧はベースラインで一定のままであった（図3B）。しかし、DIPALでは、胸腔吻合チューブをクランプした後も、プラトーを認めずに呼気終末胸膜圧が上昇し続けた（図3C）。著者らは、肺切除後のPAL患者22人を対象とした前向き研究でこの原則を適用し、DDPALコホートと比較して、DIPAL患者は入院期間が長く、外科的再介入率が高いと結論づけた(19)。これらの原則は自然気胸ではまだ検証されていないが、保存的管理に関するRCTで再介入率が低いことから、PSPの大部分はDDPALであることが示唆されるかもしれない。
図
図3.
(A)患者の咳嗽後の圧較差の回復を示す胸膜マノメトリー（A→B）。ドレーンクランプ後（矢印）、圧較差は生じない（C以降）。Chopraら(18)より。(B）ドレナージ依存性の遷延性エアリークの胸膜マノメトリーによるトレース。咳嗽後のベースライン呼気終末圧は、胸腔チューブクランプ後に得られた最初のベースライン呼気終末圧と同じである。(C）ドレナージ非依存性長期エアリークの胸膜マノメトリーによるトレース。咳嗽後のベースライン呼気終末圧は、胸腔チューブクランプ後に得られた最初のベースライン呼気終末圧よりも徐々に上昇している。Chopraら（19）より。
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未治癒の内臓胸膜欠損の代替予測因子
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我々が提案するように、臓器気漏を評価する唯一のメカニズムが気漏を長引かせる可能性があるとすれば、他にどのようなマーカーが考えられるだろうか？介入前の胸部X線写真における気胸の大きさは、空気漏れの量を推定する代用マーカーとして使用でき、したがってドレナージの成功を予測できる可能性が示唆されている。このことは、外挿により、胸膜欠損がどの程度治癒したかを予測することができ、気胸が大きいと短期間のドレナージで治癒する可能性が低いことを示唆している。気胸が大きいほど治療が失敗しやすいことを示唆するレトロスペクティブケースシリーズがいくつかある(20-22)。しかし、これらの研究はいずれも選択バイアスなどの交絡因子を十分に考慮しておらず、結果の解釈には注意が必要である。より最近では、40人の患者を対象にNAと肋間胸腔ドレーンを比較したRCTで、非常に大きな気胸（Collins法で75％以上）に対するNAの平均成功率は50％であったのに対し、75％以上の気胸では93％であったという解析結果がある（P＝0.04）(12)。しかし、これは無作為化試験の1群における結果の小規模なpost hocサブグループ解析であり、ここでも慎重に解釈されるべきである。
臓側胸膜欠損部の空気漏れをリアルタイムで可視化するための、より高度な画像技術が有益であろう。最近の研究では、胸腔ドレーンから生理食塩水を注入した気胸患者10人を対象に、3次元シネコンピュータ断層撮影（CT）を実施し、臓側気漏による気流を検出した(23)。そして、3次元空気漏出画像を呼吸と同期させて描出し、4次元シーケンスを作成した。その結果得られた4次元胸部CT画像を用いると、10例中8例で気漏の位置と原因となる水疱が確認された（図4）。この手技は、手術や気管支内弁設置の適応となる患者の空気漏れの原因を特定するのに有用であると考えられるが、生理食塩水を注入するためには胸腔ドレーンが必要であり、その臨床的有用性は現在のところ十分に定義されていない。
図
図4.
国立病院機構埼玉病院（和光市）中西耕三医師提供の4次元CT胸部画像。
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あるいは、上述したように、胸膜マノメトリーによって、気胸の病態生理と軌跡に関するさらなる洞察が得られるかもしれない。デジタル胸膜マノメトリーは現在NAカテーテルに内蔵することができ、悪性胸水貯留患者において捕捉肺の有無を判定するために使用されており、胸腔ドレーンを挿入することなく、自然気胸における圧力依存性の空気漏れの有無を判定するために使用することも可能である(24)。
結論
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われわれは、胸腔ドレーンの挿入が内臓気漏を悪化させる可能性があることを提案し、PALが内臓胸膜欠損の効果的な代用であるという見解に異議を唱える。さらに、将来可能性のある代替指標を提案する。すなわち、介入前に臓器気漏の持続期間を予測することは不可能であり、介入しなければ自然治癒する可能性のある気漏も、その機序によっては長期化する可能性があるということである。したがって、症状が軽微な患者では、気漏を助長しないよう、介入を避けることが望ましいかもしれない。しかし、胸膜欠損の治癒が遅い患者、許容できないほどの症状負荷がある患者、または著しい生理学的異常がある患者など、選ばれた患者群では、介入が依然として必要であるという考えを支持する。
参考文献
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返信先および転載のご依頼は、Steven P. Walker, Ph.D., Academic Respiratory Unit, University of Bristol, Bristol BS10 5NB, UKまでお願いいたします。E-mail： Steven.walker@nbt.nhs.uk。
著者貢献： S.P.W.、R.H.、N.M.R.、N.A.M.が原稿を執筆し、改訂した。
この視点には関連する論説がある。
原文はDOI: 10.1164/rccm.202109-2149PPとして2022年3月31日に出版された。
著者の情報開示は、この記事の本文とともにwww.atsjournals.org。
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