分娩時の胎児-新生児移行を安全に進める為の技術要因

//背景//--
分娩、出産を境に赤ちゃんは閾値的な環境の変化を経験します。
血液中の酸素飽和度は子宮内では50-60%であり、
そこから10分程度で85～95%まで酸素飽和度を上げる必要があります。
そのため分娩後の初期の呼吸時には経胸腔圧力が陰圧にあり
液体(羊水?)を気道から肺の間質へ輸送され、
肺の通気、血中酸素飽和度、肺動脈の拡張を促進する
と言われています(2)。
--
このような過渡期である分娩後の数分間は
短期、長期間にわたる赤ちゃんの健康に関わるとされています(1)。
前述したように酸素の飽和度が劇的に変わるため
分娩後の呼吸の状態を適正に管理することは重要な因子です。
一般的には
満期産児の85%は分娩後、10-30秒以内に
特に外的な支援が必要なく移行する事ができます。
一方
10%：呼吸刺激、気道を開ける
5%：陽圧通気
0.3%：心臓マッサージ
0.05%：アドレナリン投与
これらが必要であるとされています(3)。
--
このように早産児も含めて、一部の新生児は
特に重要とされる生まれてから数分間において、
医療スタッフによる適正な管理が必要です。
そのための技術というのは近年進歩してきていますが、
また十分、浸透していない状況です。
その理由としては
〇フットプリントも含めた装置の移動性が乏しい
〇利点があるというエビデンスがない
〇利用する際に訓練が必要
これらが挙げられています(1)。
--
Natalie Batey(敬称略)ら医療研究グループは
新生児のケアのための技術を総括されています(1)。
本日は独自の調査を加えながら
その内容の一部について読者の方と情報共有したいと思います。

//体温調節//--
生まれたばかりの赤ちゃんは体温調節する能力が乏しい
といわれています。
従って、分娩室における温度管理は最も重要な要因の
1つであると考えられてます(1)。
環境の温度は23-25℃
また特に早産児においては
36℃以下の低体温を避ける必要があります。
病気に罹ったり、命を落としたりするリスクは
36.5℃以下では温度が下がるにつれて高まるとされています(4)。
こういった適切な温度管理のためには
実際に体温を管理するという事の他に
暖めるための道具が以下、挙げられています。
〇ブランケット、毛布
〇プラスチックラップ
〇温熱マット
これらです(1)。
特に早産児においては
当然、頭部を出して呼吸を確保した状態で
プラスチックバックやラップで新生児を包むことは
費用的にも負担のない形で効果的であると言われています(1)。
また、湿気を含む温風(heated humidified gas）
これらを頭部を除く体を包んだプラスチックバックに
流した場合、脳への損傷と死亡を防ぐことができた
とされています(5)。

//臍帯遅延結紮//--
臍帯の締め付けを分娩後、少し遅らせる事(臍帯遅延結紮)。
これについては
早産児(在胎期間34週以下)は最低30秒以上。
それ以上の在胎期間では最低60秒以上。
これらが、すぐの蘇生が必要ではない場合において
推奨されるとされています(6,7)。
遅らせて臍帯を締め付ける事で
心臓の心室前負荷が高まり
臍帯締め付けの前に肺の通気が起こる際に
血流が力学的に安定して移行することが示されています(8)。

//分娩室でのモニタリング//--
元気な新生児は出生直後から啼泣し、血流が活発で
肌が赤みがかっています。
陣痛発来前の子宮内環境が思わしくなかった子供や
分娩中に酸素濃度の移行がスムーズに行かず
出産直後、低酸素状態になった子供は
産声を上げず、肌は血の気のない青白いことがあります。
呼吸状態、心拍の状態によっては
蘇生処置が必要になります。
そのような蘇生に対する監視を分娩室でする必要があります。
その蘇生の方法は以下です。
〇バック、マスクを使った通気
〇1回換気量、吸気圧の準備
  Provision of adequate tidal volume and inspiratory pressure
〇心圧迫
同時に、蘇生に対する反応を評価します。
〇胸壁が上昇しているか
〇心拍の監視
〇(通気?)リークの評価(Leak assessment)
〇酸素運搬
〇目標酸素飽和度の維持(maintenance ofsaturation targets)
ILCORは
心拍モニタリングの為の心エコー検査(ECG)
酸素飽和度維持のためのパルスオキシメーター
これらを推奨しています(9,10)。

//呼吸機能のモニタリング//--
分娩前後で、急激な酸素濃度変化を経験する新生児において
呼吸を自律的に行うことができるかは
1つの絶対的な監視要件です。
その呼吸機能をモニタリングする必要があります。
自発的な呼吸が難しく、通気が必要な場合は
1回換気量の制御が非常に重要になります。
その1回換気量が多く、制御不能の状態になっていると
〇炎症の伝搬(inflammatory cascade)
〇気管支肺異形成症の傾向
〇脳室内出血
これらが懸念されます(11)。
このような懸念があるので、
高頻度換気法と呼ばれる呼吸補助技術があります(12)。
通気する回数を増やして、1回通気量を減らすという方法です。
それによって肺などの損傷を最小化する事ができます(12-14)。
大人に比べて成長前の肺や脳の組織は
新生児は非常に細やかで、繊細です。
従って、そこに「一気に」高い液圧、気圧がかかると
組織の連結性が損なわれて、
破壊されてしまうからであると考える事ができます。
従って、適切な制御は当然の事
目標の酸素飽和度維持の達成のための
適切な周期、量での通気が求められると考えられます。
--
前述した通気時の胸壁の拡張、心拍エラーの評価は
特に早産児では難しいという事を考慮に入れると
1回通気量の即時のフィードバックシステムは
新生児の健康状態向上に貢献します(15-18)。
--
The Florian and Monivent systems。
これのような呼吸機能モニタリングシステムは
〇1回換気量
〇圧力波形
〇ガスフロー
これらのフィードバック評価が可能になっています(19-21)。
しかしながら、これらのシステムを使いこなすには
熟練、訓練が必要であるとされています(22)。
--
また、このような呼吸機能のモニタリングの
可視化が必ずしも新生児の臨床結果に対して
正の成果をもたらすかどうかは確定的ではなく、
さらなる臨床評価が必要であるとされています(1)。

//電気インピーダンス・トモグラフィ(EIT)//--
EITは電極を新生児の身体に着けて、
その抵抗、インピーダンスから身体の内部状態を
モニタリングするシステムで、
安全性が高く、非侵襲で、放射線などの被ばくもない
身体に優しい方法です。
主にリアルタイムで肺の通気量について決定する
為に使われます(1)。
具体的には
〇well infant(23)
〇サーファクタント導入後(post surfactant)(24,25)
〇最適な通気選択(26)
〇継続的な肺の膨張(27,28)
〇抜管の評価(29)
〇身体の位置(30)
〇気管内チューブの位置(31,32)
〇吸引の効果(33)
〇気胸の発見(34,35)
これらの評価の為に使われています。

//ビデオ喉頭鏡検査(Videolaryngoscopy)//--
緊急時に気道確保を行う事は赤ちゃんにとって
ストレスの大きい手順で有り、
それをうまく行うためにはスキルが必要であるとされています(1)。
ビデオ喉頭鏡検査によって見えにくい喉の部分を
可視化する事によって、1回の挿管で
成功する確率が高くなります(36,37)。
緊急時には酸素濃度が下がっていますから
できるだけ速やかな挿管、通気が必要になります。
従って、ビデオ咽頭鏡検査を補助的ツールとして使うことで
低酸素状態による後遺症を防ぐことができます。

//拡張現実(Augmented reality (AR))//--
ホログラムによって分娩室で実際に行われる処置の
3次元立体動画を空中に浮かび上がらせることで
経験不足の医療スタッフのトレーニングに利用することができます。
例えば、挿管をよりスムーズに成功させ
新生児のリスクを最小位するためには
咽頭鏡検査とそのホログラム画像両方によって
よりトレーニングが効果的になったと報告されています(38)。

//ビデオ録画//--
挿管を始め、分娩室で行われる処置は
報告、改善、訓練の観点からもビデオ録画で
記録していく事は好ましいとされています(1)。

//遠隔治療・リモート相談//--
遠隔治療は、まだ十分に熟練した医療スタッフがいない
地域に対して、適切な器具、装置の使い方を
現地に行くことなく指導するのに適しています。
時間やコストの削減になります(1)。
例えば、今後技術が発展して
熟練者の分身をホログラム画像で
遠隔地の空間内に映し出して、
それに合わせて手順を付加的に説明するようなことができれば、
より直接的な指導を現場に行くことなくできる
可能性があります。

//視標追跡(Eye-tracking)//--
医療スタッフが視標追跡できるグラスをかけて
蘇生や挿管など治療を施している時の
視点がどこにあるか？ということを正確につかむことによって
より適切な指導に繋がることが期待できます。

//人工知能の活用//--
上述したように今までの分娩室の処置、治療を
ビデオ録画しておくことは重要ですが、
それをどのように活用するか？
という点においては工夫が必要です。
膨大にあるデータを1つ1つ確認する、
あるいはそれを整理するためには膨大な労力が必要です。
それが、医療施設をまたいで共有化されれば
なおそういったコストは高くなります。
その際、画像認識で実績のあるAIによって
特定の処置、治療を分析させ、
その評価関数を定める事によって、
過去から蓄積してきたビデオ録画データを
より今後の治療や現状分析において有効に使うことが
できる可能性があります。

//人的因子//--
ビューマンファクターとは、この場合
分娩室で使う装置や処置において
よりお子さんの安全を確保するために考慮しなければならない
医療スタッフ側の因子の事です。
実際には装置が故障する事も考えられますが、
そうではなく、人の操作ミス、判断ミス、選択ミス
などが考えられます。
そのためには適正なガイドライン、その共有
また決定をサポートするツール(1)などが必要です。

//まとめ//--
上述したことを総括すると
分娩の際においてはお子さんの心肺機能において
如何に適正に胎児から新生児に移行できるか？
また、産後、体温を適正に維持できるか？
これらの目的があります。
早産、帝王切開などを含めた出産の状況に合わせて
上述したことのリスクは変わってきます。
健康状態との乖離が生じたときには
速やかに医療処置によって近づける必要があります。
特に出産後、数分は不可逆性の高いタイミングです。
その中で様々なリスクを包摂して、
如何に適切な胎児-新生児移行を確保できるか？
人工知能やホログラムなど現在のテクノロジーを使いながら
質の高い医療が提供できる施設や人を
増やしていく必要があると考えます。

(参考文献)
(1)
Natalie Batey, Caroline Henry, Shalabh Garg, Michael Wagner, Atul Malhotra, Michel Valstar, Thomas Smith, Don Sharkey & the European Society for Paediatric Research (ESPR) Neonatal Resuscitation Section Writing Group
The newborn delivery room of tomorrow: emerging and future technologies
Pediatric Research (2022)
(2)
Inmaculada Lara-Cantón, Shiraz Badurdeen, Janneke Dekker, Peter Davis, Calum Roberts, Arjan te Pas &
Oxygen saturation and heart rate in healthy term and late preterm infants with delayed cord clamping
Pediatric Research (2022)
(3)
Resuscitation Council UK. Newborn Life Support 5th edn (Resuscitation Council
UK, 2021).
(4)
Laptook, A. R., Salhab, W. & Bhaskar, B. Admission temperature of low birth
weight infants: predictors and associated morbidities. Pediatrics 119, e643 – e649
(2007).
(5)
Abiramalatha, T. et al. Delivery room interventions for hypothermia in preterm
neonates: a systematic review and network meta-analysis. JAMA Pediatr. 175,
e210775 (2021).
(6)
Gomersall, J. et al. Umbilical cord management at term and late preterm birth: a
meta-analysis. Pediatrics 147, e2020015404 (2021).
(7)
Seidler, A. L. et al. Umbilical cord management for newborns <34 weeks ’
gestation: a meta-analysis. Pediatrics 147, e20200576 (2021).
(8)
Wyckoff, M. H. et al. Part 13. Neonatal resuscitation; 2015. American Heart
Association Guidelines Update for Cardiopulmonary Resuscitation and Emer-
gency Cardiovascular Care. Circulation 132(Suppl 2), S543.60 (2015).
(9)
Wyckoff, M. H. et al. Neonatal Life Support: 2020 International Consensus on
Cardiopulomary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care Science With
Treatment Recommendations. Circulation 142, S185 – S221 (2020).
(10)
Soar, J. et al. 2019 International Consensus on Cardiopulmonary Resuscitation
and Emergency Cardiovascular Care Science With Treatment Recommenda-
tions: Summary From the Basic Life Support; Advanced Life Support; Pediatric
Life Support; Neonatal Life Support; Education, Implementation, and Teams; and
First Aid Task Forces. Circulation 140, e826 – e880 (2019).
(11)
Mian, Q. et al. Impact of delivered tidal volume on the occurrence of intra-
ventricular haemorrhage in preterm infants during positive pressure ventilation
in the delivery room. Arch. Dis. Child. Fetal Neonatal Ed. 104, F57 – F62 (2019).
(12)
Benjamin W. Ackermann, Daniel Klotz, Roland Hentschel, Ulrich H. Thome & Anton H. van Kaam 
High-frequency ventilation in preterm infants and neonates
Pediatric Research (2022)
(13)
van Kaam, A. H. et al. 
Positive pressure ventilation with the open lung concept optimizes gas exchange and reduces ventilator-induced lung injury in newborn piglets. 
Pediatr. Res. 53, 245 – 253 (2003).
(14)
Yoder, B. A., Siler-Khodr, T., Winter, V. T. & Coalson, J. J. 
High-frequency oscillatory ventilation. 
Am. J. Respir. Crit. Care Med. 162, 1867 – 1876 (2000).
(15)
Poulton, D. A., Schmölzer, G. M., Morley, C. J. & Davis, P. G. Assessment of chest
rise during mask ventilation of preterm infants in the delivery room. Resusci-
tation 82, 175 – 179 (2011).
(16)
Phillipos, E. et al. Heart rate assessment immediately after birth. Neonatology
109, 130 – 138 (2016).
(17)
Bowman, T. A., Paget-Brown, A., Carroll, J., Gurka, M. J. & Kattwinkel, J. Sensing and
responding to compliance changes during manual ventilation using a lung model:
can we teach healthcare providers to improve? J. Pediatr. 160, 372 – 376 (2012).
(18)
Schmölzer, G. M. et al. Respiratory function monitor guidance of mask ventila-
tion in the delivery room: a feasibility study. J. Pediatr. 160, 377 – 381 (2012).
(19)
Schmölzer, G. M. et al. Respiratory monitoring of neonatal resuscitation. Arch.
Dis. Child. Fetal Neonatal Ed. 95, F295 – F303 (2010).
(20)
Foglia, E. E. & Te Pas, A. B. Effective ventilation: the most critical intervention for
successful delivery room resuscitation. Semin. Fetal Neonatal Med. 23, 340 – 346
(2018).
(21)
Verbeek, C. et al. Accuracy of currently available neonatal respiratory function
monitors for neonatal resuscitation. Eur. J. Pediatr. 175, 1065 – 1070 (2016).
(22)
Milner, A. et al. Evaluation of respiratory function monitoring at the resuscitation
of prematurely born infants. Eur. J. Pediatr. 174, 205 – 208 (2015).
(23)
Tingay, D. G. et al. Imaging the respiratory transition at birth: unraveling the
complexities of the fi rst breaths of life. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 204, 82 – 91
(2021).
(24)
Miedema, M., de Jongh, F. H., Frerichs, I., van Veenendaal, M. B. & van Kaam, A. H.
Changes in lung volume and ventilation during surfactant treatment in venti-
lated preterm infants. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 184, 100 – 105 (2011).
(25)
van der Burg, P. S., de Jongh, F. H., Miedema, M., Frerichs, I. & van Kaam, A. H.
Effect of minimally invasive surfactant therapy on lung volume and ventilation
in preterm infants. J. Pediatr. 170, 67 – 72 (2016).
(26)
Gómez-Laberge, C. & Wolf, G. K. Toward individualized treatment of acute
respiratory distress syndrome: response-guided mechanical ventilation. Pediatr.
Crit. Care Med. J. 12, 690 – 692 (2011).
(27)
Tingay, D. G. et al. Gradual aeration at birth is more lung protective than a
sustained in fl ation in preterm lambs. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 200, 608 – 616
(2019).
(28)
Tingay, D. G. et al. An individualized approach to sustained in fl ation duration at
birth improves outcomes in newborn preterm lambs. Am. J. Physiol. Lung Cell.
Mol. Physiol. 309, L1138 – L1149 (2015).
(29)
Rossi, F., de, S., Yagui, A. C. Z., Haddad, L. B., Deutsch, A. D. & Rebello, C. M.
Electrical impedance tomography to evaluate air distribution prior to extubation
in very-low-birth-weight infants: a feasibility study. Clinics 68, 345 – 350 (2013).
(30)
Hough, J. L., Johnston, L., Brauer, S., Woodgate, P. & Schibler, A. Effect of body
position on ventilation distribution in ventilated preterm infants. Pediatr. Crit.
Care Med. 14, 171 – 177 (2013).
(31)
Schmölzer, G. M., Bhatia, R., Davis, P. G. & Tingay, D. G. A comparison of different
bedside techniques to determine endotracheal tube position in a neonatal
piglet model. Pediatr. Pulmonol. 48, 138 – 145 (2013).
(32)
Steinmann, D., Engehausen, M., Stiller, B. & Guttmann, J. Electrical impedance
tomography for veri fi cation of correct endotracheal tube placement in pae-
diatric patients: a feasibility study. Acta Anaesthesiol. Scand. 57, 881 – 887 (2013).
(33)
van Veenendaal, M. B. et al. Effect of closed endotracheal suction in high-
frequency ventilated premature infants measured with electrical impedance
tomography. Intensive Care Med. 35, 2130 – 2134 (2009).
(34)
Bhatia, R., Schmölzer, G. M., Davis, P. G. & Tingay, D. G. Electrical impedance
tomography can rapidly detect small pneumothoraces in surfactant-depleted
piglets. Intensive Care Med. 38, 308 – 315 (2012).
(35)
Rahtu, M. et al. Early recognition of pneumothorax in neonatal respiratory dis-
tress syndrome with electrical impedance tomography. Am. J. Respir. Crit. Care
Med. 200, 1060 – 1061 (2019).
(36)
Lingappan, K., Arnold, J. L., Fernandes, C. J. & Pammi, M. Videolaryngoscopy
versus direct laryngoscopy for tracheal intubation in neonates. Cochrane
Database Syst. Rev. 6, CD009975 (2018).
(37)
Moussa, A., Luangxay, Y., Tremblay, S., Lavoie, J. & Lachance, C. Videolaryngo-
scope for teaching neonatal endotracheal intubation: a randomized controlled
trial. Pediatrics 137, e20152156 (2016).
(38)
Dias, P. L., Greenberg, R. G., Goldberg, R. N., Fisher, K. & Tanaka, D. T. Augmented
reality-assisted video laryngoscopy and simulated neonatal intubations: a pilot
study. Pediatrics 147, e2020005009 (2021).