自动化氧气控制与手动护理：大规模试验发现对极早产儿临床结果无差异

導入：NICUにおける酸素調整の課題

極端な早産児（妊娠28週未満で生まれた児）に対する補助酸素管理は、新生児集中治療における最も繊細なタスクの一つです。これらの児は、低酸素血症と高酸素血症の両方のリスクに非常に敏感です。頻繁な低酸素エピソードは、死亡率と神経発達障害のリスク増加と関連しています。一方、過度の酸素曝露（高酸素血症）は、酸化ストレスの主要な原因となり、早産児網膜症（ROP）や慢性肺疾患（BPD）などの合併症を引き起こします。

従来、医師やベッドサイド看護師はパルスオキシメトリー（SpO2）の値に基づいて吸入酸素濃度（FiO2）を手動で調整していました。しかし、早産児の生理学的な不安定性とベッドサイドケア担当者の高い作業負荷により、SpO2を狭い目標範囲内に維持することは非常に困難でした。この課題に対処するために、FiO2の閉ループ自動制御（FiO2-C）が開発されました。以前の生理学的研究では、FiO2-Cが児が目標SpO2範囲内にいる時間を増加させ、看護師の作業負荷を軽減することが一貫して示されていました。しかし、これらの生理学的改善がより良い臨床結果にどのように影響するかは、FiO2-C試験の発表まで明確ではありませんでした。

FiO2-C試験：研究デザインと方法論

FiO2-C試験は、中国、ドイツ、オランダ、英国の32カ所の新生児集中治療室（NICU）で実施された多施設、並行群、無作為化、対照、優越性試験でした。主な目的は、自動FiO2制御が通常の手動ケアと比較して臨床結果を改善できるかどうかを確認することでした。

研究対象者

研究には、月経開始後23+0週から27+6週で生まれた児が登録されました。参加者は1:1の割合で、FiO2-Cグループまたは通常の手動制御グループに無作為に割り付けられました。無作為化は、施設、出生時の月経開始後年齢、性別によって層別化されました。

介入

介入群では、特定のアルゴリズム（例：Oxy-GenieやCLiO2）を搭載した新生児用換気器を使用して、自動FiO2制御が提供され、通常の手動モニタリングが追加されました。対照群では、臨床スタッフが各施設のプロトコルに従ってFiO2の手動調整を行いました。

主要評価項目と二次評価項目

主要評価項目は、月経開始後36週までの重篤な新生児アウトカムの複合指標でした：死亡、壊死性腸炎（NEC）、またはBPD；または月経開始後44週までの重度のROP。二次評価項目には、主要複合評価項目の個々の構成要素の他、国際新生児コンソーシアムROP活動スケールに基づく最大ROP重症度スコアが含まれました。

主要な結果：臨床結果と統計解析

2018年7月から2023年10月の間に、1,082人の児が登録されました（FiO2-C群539人、手動制御群543人）。出生時の中央値月経開始後年齢は26.1週でした。注目に値するのは、試験が募集の遅れにより早期終了されたため、最終的な統計的検出力に影響を与えたことです。

主要評価項目の結果

主要解析は、治療意図原則に従って行われました。主要複合評価項目は、FiO2-C群の534人の児のうち206人（39%）と、手動制御群の538人の児のうち222人（41%）に発生しました。調整後、オッズ比（OR）は0.90（97.5%信頼区間0.65-1.24；p=0.47）でした。この結果は、2群間で主要な合併症や死亡のリスクに統計的に有意な差がないことを示しています。

二次評価項目と合併症

主要評価項目の個々の構成要素も、2群間で非常に類似していました：

1. 死亡：FiO2-C群9%、手動ケア群9%。
2. 壊死性腸炎（NEC）：FiO2-C群5%、手動ケア群7%。
3. 慢性肺疾患（BPD）：FiO2-C群21%、手動ケア群23%。
4. 重度のROP：FiO2-C群18%、手動ケア群19%。

最大ROP重症度スコアにも有意な差は見られず、中央値スコアは両群とも7（p=0.24）でした。さらに、死亡時の月経開始後年齢と死亡の主因も、試験の両群間で同様でした。

安全性と技術的性能

安全性は、生命維持に必要な酸素供給に依存する自動化アルゴリズムを使用する本試験において、最重要の懸念事項でした。研究では、FiO2-C群で197件、手動制御群で192件の重大な有害事象が報告されました。自動化介入による直接的な被害の証拠はありませんでした。

技術的には、ソフトウェア機能に関連する4件の重大なインシデントが報告されました。しかし、これらのインシデントは児への明らかな被害につながりませんでした。研究者は、FiO2-Cの長期使用は安全であり、手動調整と比較して新しい臨床リスクを導入しないと結論付けました。

専門家の解説：中立的な結果の解釈

FiO2-C試験の結果は、以前の研究で自動システムが児を規定のSpO2目標範囲内に保つ能力が高いことが証明されていることを考えると、直感に反するかもしれません。しかし、いくつかの要因が、SpO2目標の改善が本試験で臨床結果の改善に結びつかなかった理由を説明している可能性があります。

第一に、参加施設での手動ケアの質は非常に高かったと考えられます。現代の設備が整ったNICUでは、手動調整がすでに最適化されており、自動化システムの追加的な利益は微小である可能性があります。第二に、試験が早期終了したため、小さなが臨床的に重要な違いを検出する能力が制限された可能性があります。第三に、BPD、NEC、ROPの病態は多因子的であり、酸素が主要な寄与因子である一方、炎症、栄養、遺伝子など、自動化された酸素制御では対処できない他の要因も重要な役割を果たします。

また、FiO2-Cの主要な利点は、合併症の減少ではなく、看護師の認知的および身体的負荷の軽減にある可能性があることに注意する必要があります。SpO2を維持するために必要となる頻繁な調整を自動化することで、看護師は他の重要な児のケアに焦点を当てる余裕が得られ、これは世界的な医療スタッフ不足の課題において重要な利点となります。

結論：自動化酸素制御の未来

FiO2-C試験は、自動化酸素制御が臨床結果で優越性を示さなかったものの、極端な早産児におけるこれらのシステムの安全性に関する堅固な証拠を提供しました。この技術は、死亡や重大な新生児合併症のリスクを増加させることなく、複雑なタスクを自動化するのに成功しました。

臨床実践においては、FiO2-Cの導入は、生存率の向上やBPDの減少を改善するための必須の介入というよりも、運用効率と安全性の観点から検討されるべきかもしれません。今後の研究は、より複雑な臨床シナリオを処理するための自動化アルゴリズムの改良と、特定のサブグループの児が自動化制御からより大きな利益を得られるかどうかの調査に焦点を当てるべきです。

資金提供とClinicalTrials.gov

本研究は、ドイツ連邦教育研究省からの資金提供を受けました。試験は、ClinicalTrials.govにNCT03168516の識別子で登録されています。

参考文献

1. Franz AR, et al. Automatic versus manual control of oxygen and neonatal clinical outcomes in extremely preterm infants: a multicentre, parallel-group, randomised, controlled, superiority trial. Lancet Child Adolesc Health. 2026 Mar;10(3):179-188. doi: 10.1016/S2352-4642(25)00351-7.
2. Hallenberger A, et al. Impact of automated FiO2 control on SpO2 targeting in extremely preterm infants: a systematic review. Journal of Perinatology. 2022.
3. Stevens TP, et al. The role of oxygen in the development of retinopathy of prematurity. Clinics in Perinatology. 2013.