早産児の血液ガスモニタリング

経皮モニタリング(TCM)の使用は、NICUで最も脆弱な患者を保護し、治療指針の決定に役立ちます[1,2]。経皮モニタリング機器は、新生児ケアのすべてのステージ(出生直後、NICU内、および病院間の搬送中)で使用できます[1,2]。

新生児の換気モニタリング

新生児の換気管理には繊細なバランスが求められます。酸素や二酸化炭素が少なすぎたり、多すぎたりすると、新生児にとって有害なため、換気を注意深くモニタリング・管理することの重要性は明らかです。

O₂やCO₂のレベルが高すぎたり低すぎたりすることは、死亡、壊死性腸炎(NEC)、未熟児網膜症(ROP)、気管支肺異形成症(BPD)、脳室内出血(IVH)、および脳損傷のリスク要因になることがわかっています(表1)。

表1. 新生児においてO₂およびCO₂が高いまたは低い場合の副作用[3-7]

新生児の換気管理は、侵襲的血液ガス分析および非侵襲的な測定(経皮測定、酸素飽和度測定、呼気終末測定)によって実現できます。各方法には長所と短所があるので、相互に補完しながら最適な方法で使用する必要があります(表2)[3]。

表2. さまざまなモニタリング方法の長所と短所[8-11]

血液ガス分析では、O₂と CO₂の値を最も正確に測定します。しかしながら侵襲的で、患児に痛みを与えます。また失血の原因にもなり、脳血流に一時的な障害を引き起こす可能性があります[12]。さらに血液ガス測定は、ある時点の新生児の酸素化と換気状態を示すだけで、サンプル間の断続的な変化は反映しません。

酸素飽和度(SpO₂)は、新生児の酸素化状態をモニタリングするための標準的なケアとして使用されます。非侵襲的であり、即時に連続する値を示します。SpO₂は低酸素症の検出には有効ですが、換気のタイトレーションは困難な場合があり、SpO₂の値≥95～98%で高酸素症が見過ごされるリスクがあります[8]。

呼気終末CO₂(ETCO₂)モニタリングは、新生児の気管内チューブの位置を確認するために使用でき、人工呼吸器下または呼吸サポートを受けている患児では、連続的な値を提供することが可能です[2]。特にNICUで一般的に発生する状況として、呼吸疾患や換気/血流不均衡がある患児の場合、一般的に、tcpCO₂ほど正確ではないといわれています[2,10]。

新生児の酸素化と換気状態をモニタリングするため、酸素(tcpO₂)と二酸化炭素(tcpCO₂)の経皮測定を、血液ガスの補助として使用することができます。

連続的なtcpCO₂値を使用することで、対症的ではなく予防的な治療が可能になり、気胸などの有害事象を早期に診断できる可能性があります[13]。

経皮的CO₂測定値は動脈血値との良好な相関性を示しており、超早産児 (在胎週数< 28 週)および超低出生体重児(出生体重< 1000 グラム)にも使用することができます[14]。

ある研究では、tcpO₂を、早産児への酸素供給のタイトレーションのガイドとして使用することで、動脈血酸素分圧が高いまたは低い状態で過ごす時間が少なくなり、SpO₂より優れていることが示されています[15]。

痛みと失血の軽減

研究によれば、早産児は生後数週間の間に数百回もの痛みを伴う処置を受けることがあり、採血は最も頻度の高い痛みの原因であると示されています[16]。

非侵襲的方法を使用して連続的にO₂およびCO₂レベルを評価することで、早産児が経験する痛みを伴う処置の数を減らすことができるでしょう。あるセンターでは、経皮CO₂モニタリングの導入後、換気された早産児の採血回数が25%減少したことが示されました[17]。

まとめ

O₂とCO₂の経皮モニタリングは痛みを伴わない非侵襲的な方法であり、非常に小さく、未熟な新生児にも実施が可能です。また動脈血値との良好な相関関係も示されており、様々な臨床現場において、臨床医が換気設定を最適化する際の指針となります。

参考文献

1. Bresesti I, Bruckner M, Mattersberger C, Baik-Schneditz N, Schwaberger B, Mileder L et al. Feasibilty of Transcutaneous pCO₂ Monitoring During Immediate Transition After Birth-A Prospective Observational Study. Front Pediatr 2020; 8:11.
2. Hochwald O, Borenstein-Levin L, Dinur G, Jubran H, Ben-David S, Kugelman A. Continuous Noninvasive Carbon Dioxide Monitoring in Neonates: From Theory to Standard of Care. Pediatrics 2019; 144(1).
3. Sandberg KL, Brynjarsson H, Hjalmarson O. Transcutaneous blood gas monitoring during neonatal intensive care. Acta Paediatr 2011; 100(5):676–9.
4. Tarnow-Mordi W, Stenson B, Kirby A, Juszczak E, Donoghoe M, Deshpande S et al. Outcomes of Two Trials of Oxygen-Saturation Targets in Preterm Infants. N Engl J Med 2016; 374(8):749–60.
5. Subramanian S, El-Mohandes A, Dhanireddy R, Koch MA. Association of bronchopulmonary dysplasia and hypercarbia in ventilated infants with birth weights of 500-1,499 g. Matern Child Health J 2011; 15 Suppl 1:S17-26.
6. Perrone S, Bracciali C, Di Virgilio N, Buonocore G. Oxygen Use in Neonatal Care: A Two-edged Sword. Front Pediatr 2017; 4(143).
7. Fabres J, Carlo WA, Phillips V, Howard G, Ambalavanan N. Both extremes of arterial carbon dioxide pressure and the magnitude of fluctuations in arterial carbon dioxide pressure are associated with severe intraventricular hemorrhage in preterm infants. Pediatrics 2007; 119(2):299–305.
8. Bachman TE, Newth CJL, Iyer NP, Ross PA, Khemani RG. Hypoxemic and hyperoxemic likelihood in pulse oximetry ranges: NICU observational study. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed 2019; 104(3):F274-F279.
9. Restrepo RD, Hirst KR, Wittnebel L, Wettstein R. AARC clinical practice guideline: Transcutaneous monitoring of carbon dioxide and oxygen: 2012. Respir Care 2012; 57(11):1955–62.
10. Duyu M, Mocan Çağlar Y, Karakaya Z, Usta Aslan M, Yılmaz S, Ören Leblebici AN et al. Comparison of arterial CO₂ estimation by end-tidal and transcutaneous CO₂measurements in intubated children and variability with subject related factors. J Clin Monit Comput 2020.
11. Huttmann SE, Windisch W, Storre JH. Techniques for the measurement and monitoring of carbon dioxide in the blood. Ann Am Thorac Soc 2014; 11(4):645–52.
12. Roll C, Hüning B, Käunicke M, Krug J, Horsch S. Umbilical artery catheter blood sampling decreases cerebral blood volume and oxygenation in very low birthweight infants. Acta Paediatr 2000; 89:862–6.
13. McIntosh N, Becher J-C, Cunningham S, Stenson B, Laing IA, Lyon AJ et al. Clinical diagnosis of pneumothorax is late: use of trend data and decision support might allow preclinical detection. Pediatr Res 2000; 48(3):408–15.
14. Sørensen LC, Brage-Andersen L, Greisen G. Effects of the transcutaneous electrode temperature on the accuracy of transcutaneous carbon dioxide tension. Scand J Clin Lab Invest 2011; 71(7):548–52.
15. Quine D, Stenson BJ. Does the monitoring method influence stability of oxygenation in preterm infants? A randomised crossover study of saturation versus transcutaneous monitoring. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed 2008; 93(5):F347-50.
16. Cignacco E, Hamers J, van Lingen RA, Stoffel L, Büchi S, Müller R et al. Neonatal procedural pain exposure and pain management in ventilated preterm infants during the first 14 days of life. Swiss Med Wkly 2009; 139(15-16):226–32.
17. Mukhopadhyay S, Maurer R, Puopolo KM. Neonatal Transcutaneous Carbon Dioxide Monitoring--Effect on Clinical Management and Outcomes. Respir Care 2016; 61(1):90–7.