第4章 呼吸不全と換気異常 ~ ナースフル疾患別シリーズの看護師基礎知識 ~

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呼吸不全

呼吸不全の定義

  • 1978 年度より厚生省(現厚生労働省)特定疾患「呼吸不全」調査研究班が発足し、以下の診断基準が提言され、現在この基準が一般的に用いられている。
診断基準
  • 室内気吸入時の動脈血酸素分圧が 60Torr 以下となる呼吸障害、またはそれに相当する呼吸障害を呈する異常を呼吸不全と診断する。
  • 呼吸不全を動脈血炭酸ガス分圧が 45Torrを超えて異常な高値を示すもの(Ⅱ型)と 45Torr 以下のもの(Ⅰ型)とに分類する。
  • 慢性呼吸不全とは、呼吸不全の状態が少なくとも 1 か月持続するものをいう。
  • 動脈血酸素分圧が 60Torrを超え、70Torr 以下のものを準呼吸不全として取り扱うこととする。

呼吸不全の分類

  • 呼吸は酸素の取り込みと二酸化炭素の排出で成り立っている。
  • この 2 つのしくみのうち、換気血流比の不均等、拡散障害、シャントなどにより酸素の取り込みだけが不足して低酸素血症をきたしている病態をⅠ型呼吸不全という。酸素の取り込み不足に加え、肺胞低換気により二酸化炭素の排出も悪くなり、体内に二酸化炭素が蓄積して高炭酸ガス血症をきたしている病態をⅡ型呼吸不全という。
  • また、発症の様式により、呼吸不全は急性と慢性の 2 つに分類されている。
呼吸器不全の定義

呼吸不全の治療

酸素療法

  • 酸素の取り込み不足による低酸素血症の状態が長く続くと、心拍出量増加、呼吸数増加、肺血管収縮、赤血球増多などを引き起こす。このような患者に対しては、酸素療法を行う。
  • 慢性呼吸不全で継続的に酸素の補給が必要な場合、30 年ほど前までは長期間の入院を余儀なくされていた。しかし、機器の発達した今は在宅酸素療法が可能となっている。
  • 在宅酸素療法は、酸素の供給器具からカニューラというチューブを通して酸素を吸入する。携帯用のボンベを使用すれば外出や旅行も可能で、生活の質を高めることができる。

人工呼吸療法

  • Ⅱ型呼吸不全の患者では、酸素を投与するだけでは低酸素血症の改善が得られず、高炭酸ガス血症も改善しないため、酸素療法に加え、人工呼吸療法が検討される。
  • 人工呼吸療法というと、かつては気管内挿管や気管切開を入院加療で行っていたが、現在は鼻マスクやフェイスマスクを用いて補助換気を行う NIPPV 法(非侵襲的陽圧換気療法)が主流となっている。
NIPPV法のメリット・デメリット

呼吸リハビリテーション

  • 呼吸リハビリテーションとは、呼吸器の病気によって生じた障害をもつ患者に対して、可能な限り機能を回復あるいは維持させ、これにより患者自身が自立できるように継続的に支援していくための医療である(日本呼吸ケア・リハビリテーション学会、日本呼吸器学会)。
  • 単なる運動療法ではなく、以下のように生活全般にわたって包括的に取り組むのが呼吸リハビリテーションの特徴である。
  • 運動療法:歩行距離を増やすなど、日常生活に取り入れる運動や上肢の運動など
  • 呼吸理学療法:呼吸訓練法や筋肉を強化する体操など
  • 薬物療法:薬の正しい服用
  • 栄養指導:やせている人は高カロリー・高たんぱく質食で筋肉増強、太っている人は低カロリー食で減量
  • 酸素療法:在宅酸素療法の導入、吸入の管理など
  • 日常生活の指導:禁煙をはじめ入浴、食事、排泄、睡眠など生活全般の改善
  • 社会生活の支援:旅行や趣味の充実、社会保障制度の活用

CO2 ナルコーシス

CO2 ナルコーシスとは

  • CO2ナルコーシスとは、重症呼吸性アシドーシスの存在、意識障害、自発呼吸の減弱の3条件を満たす症候群である。
  • しかし、意識障害の原因が異常に低い pH によるものか、高炭酸ガス血症自身によるものか、その両者によるものか、また、この異常が動脈血なのか、脳脊髄液なのか、脳組織そのものなのかについては、さまざまな報告があり、結論は一定していない。
  • Ⅱ型慢性呼吸不全患者が高濃度酸素吸入によって CO2ナルコーシスを発症する機序は、酸素吸入により末梢化学受容器の低酸素換気刺激が奪われてしまう点にある。慢性高炭酸ガス血症のある症例では、CO2に対する換気応答が減弱しており、換気刺激となっている低酸素血症を高濃度酸素吸入により改善してしまうと、肺胞低換気、呼吸性アシドーシスを生じ、意識障害が発症する。慢性呼吸不全患者が気道感染を併発する場合や、呼吸抑制作用のある薬剤を投与された場合にも、CO2ナルコーシスが発症するので注意を要する。

主な症状

  • 体内の二酸化炭素分圧が上昇すると、皮膚と脳の血管が拡張し、頭痛、顔面紅潮、発汗などの症状が現れる。逆に、皮膚と脳以外の部位の血管は収縮する。血圧上昇、四肢の不随意運動(羽ばたき振戦)がみられるのはそのためである。
  • さらに体内の二酸化炭素分圧が上昇すると、二酸化炭素の中枢神経抑制作用により意識障害が生じ、けいれんを起こしたり、傾眠・昏睡に陥ったりする。したがって、意識障害の発現とともに、血圧上昇、頻脈、縮瞳、眼底血管怒張、乳頭浮腫、四肢の振戦などの臨床症状を認めた場合は、本病態を疑って血液ガス分析を至急行う必要がある。

治療

  • 自発呼吸が停止している場合は、すみやかに人工呼吸療法を行い、二酸化炭素を排出する。ただし、急激に二酸化炭素を排出すると、代償作用のため増化していた HCO3-により pH が上昇し、代謝性アルカローシスをきたすので注意が必要である。
慢性Ⅱ型呼吸不全に対する酸素投与

慢性Ⅱ型呼吸不全の患者に対する酸素投与は CO2ナルコーシス発症の危険を伴うが、これを恐れて酸素の投与を控えるのは本末転倒 である。慢性Ⅱ型呼吸不全においても低酸素血症の改善が最重要であることに変わりはない。大切なのは慎重に行うということ。1 分間に 0.5l程度の低流量から酸素投与を行うことを原則とする。

換気異常のタイプ

換気異常の分類

  • 換気異常には、二酸化炭素を捨てすぎてしまうタイプの過換気と、二酸化炭素を溜め込んでしまうタイプの低換気がある。

過換気のメカニズム

  • 呼吸の回数が増えたり、深さが大きくなったりして肺胞換気量が増えると、取り込む酸素の量に対して二酸化炭素を多く排出するようになる。これが過換気である。
  • 体内から二酸化炭素がどんどん排出されると、動脈血二酸化炭素分圧が低下し、pH は上昇してアルカリ性に傾く。そのため、過換気では呼吸性アルカローシスになることが多い。
  • アルカローシスになると、血清中の総カルシウム量はほとんど変化しないにもかかわらず、カルシウムイオンのアルブミン結合率が上昇し、イオン化カルシウムが低下する。
  • このために、テタニーをはじめとする低カルシウム血症の症状が出現する。

低換気のメカニズム

  • 換気量が減ることで起こる低換気では、二酸化炭素が十分に排出されず、体内に蓄積されるようになる。
  • すると、過換気とは逆に動脈血二酸化炭素分圧は上昇し、pHは低下して酸性に傾く。睡眠時無呼吸症候群で呼吸性アシドーシスとなるのは、無呼吸によって低換気となるためである。
喚起異常の症状と原因

過換気症候群

過換気症候群とは

  • 呼吸器、循環器、脳神経系などに器質的障害が認められないにもかかわらず、発作的に呼吸数が増加して不随意の換気が過剰に起こり、血液中の二酸化炭素が不足して、呼吸困難をはじめとするさまざまな症状を呈する病態を過換気症候群という。

検査・診断

  • 発作時の動脈血ガス分析で PaO2が正常よりやや高く 、PaCO2低下、pH上昇がみられるとき(呼吸性アルカローシス)は、過換気症候群が疑われる。
年男性の過換気症候群

過換気症候群は女性のほうが男性よりも多く、特に思春期くらいからの若い女性に多いという特徴がある。しかし、最近は中年男性での発症も増加の傾向にある。その背景には、仕事上のトラブル、職場での人間関係、過労、睡眠不足など精神的・肉体的ストレスがあると考えられる。

発症のメカニズム

  • 精神的な不安、緊張、ストレス、痛みなどのさまざまな因子が呼吸中枢を過剰に刺激することで過換気が生じると考えられている。
  • そのほか、次のような病態にともなって過換気が生じる。
過換気の発症因子

過換気症候群の症状

臨床症状

  • 過換気症候群では、呼吸困難や呼吸性アルカローシスによるテタニーなどのほか、PaCO2低下により脳の動脈が収縮し、脳への血流量が減るために頭痛、めまいなどが起こる。脳への血流量が極端に少なくなると、失神に至ることもある。
  • また、情動刺激により交感神経が興奮し、カテコールアミンの分泌が促進されるために動悸、頻脈、発汗などもみられる。
  • このような過換気の臨床症状は大きく神経症状、循環器症状、呼吸器症状、精神症状に分類できる。
過換気症状の悪循環

過換気のさまざまな症状は患者をいっそう不安にさせ、精神的ストレスが増大する。すると過換気がますます促進され、アルカローシスがさらに強まる。このような悪循環を繰り返さないようにするためには、安静、休息をとらせ、背景にある心理的な要因を取り除くことが大切である。

換気症状の悪循環
過換気により発症する症状

過換気発作時の対応

ステップ①:落ち着かせて呼吸指導
過換気の発作を起こした患者は、ほとんど例外なく、混乱してパニック状態に陥っている。なかにはこのまま息ができなくなって死んでしまうのではないかと思う患者もいる。
まずは安静にして落ち着かせることが重要である。いまの症状は一過性であり、時間とともに必ず症状が治まることを話して不安を取り除き、息をこらえたり、浅くゆっくりと呼吸をするよう指導する。
落ち着かせて呼吸指導
ステップ②:ペーパーバッグ再呼吸法
落ち着かせ、呼吸法を指導しても症状が軽快しない場合は、ペーパーバッグ再呼吸法を行う。これは紙袋を口にあて、袋の中で呼吸を繰り返す方法である。
自分の吐いた二酸化炭素を再び吸い込むことで、血液中の二酸化炭素分圧が上がり、大半の過換気発作は改善する。
この方法は血液中の酸素濃度が低くなりすぎたり、炭酸ガス濃度が過度に上昇したりする可能性があるので、十分な注意が必要である。
ペーパーバック再呼吸法
ステップ③:薬物投与
ペーパーバッグ再呼吸法でも症状の改善をみない場合は、ベンゾジアゼピン系の抗不安薬を投与する。
また、 繰り返し発症する患者では、 心因性因子を取り除くために精神療法を行うこともある。器質的障害により過換気発作を起こす患者に対しては、器質的疾患の除外が必要であることはいうまでもない。

看護のポイント

ペーパーバッグ再呼吸法実施時の注意
口と鼻をぴったり覆うように袋をあてると、長時間では低酸素状 態になることがあるので、必ず少し隙間をあけるように指導する。 サチュレーションモニターをつけて、酸素飽和度を測定しながら低酸素血症になっていないことを確認することも推奨される。また、ペーパーバッグ再呼吸法を行うことによってパニック状態 にさらに拍車がかかることもあるので、実施の間ずっと患者の様子 を注意深く観察する。

睡眠時無呼吸症候群

睡眠時無呼吸症候群とは

  • 日本全国に 300 万人以上いるといわれている睡眠時無呼吸症候群とは、文字どおり“睡眠時”に“無呼吸”となる病態である。
睡眠時無呼吸症候群の定義
睡眠中に、舌根部や咽頭など上気道の閉塞により無呼吸となる。10 秒以上の口あるいは鼻での気流停止が無呼吸(apnea)、気流障害が低呼吸(hypopnea)であり、1 時間あたり 10 秒以上持続する無呼吸+低呼吸の出現が apnea hypopnea index(AHI)である。
睡眠呼吸障害研究会の定義( 2005年 )は 、「日中の過眠(excessive daytime sleepiness: EDS)もしくは、閉塞型無呼吸に起因するさまざまな症候のいくつかを伴い、かつ AHI≧ 5」である。重症度は、軽症:5 ≦AHI< 15、中等症:15 ≦ AHI< 30、重症: 30≧ AHIに分類される。
1999年の米国睡眠学会(AASM)では、以下のように定義している。
  • 日中の過度の眠気(傾眠)があり、他の要因により説明できないもの。
  • 睡眠中の窒息感または喘ぎ、反復する中途覚醒、睡眠後の不快感、昼間の疲労(倦怠)感、集中力の欠如のうち 2 項目以上をもつ場合。
  • 1時間の睡眠中に 5回以上の閉塞性呼吸(無呼吸、低換気、呼吸努力関連の覚醒、3 %以上の酸素飽和度の低下)のイベントを認める場合。
以上のあるいはの条件を満たす場合に、閉塞型睡眠時無呼吸症候群と診断する。

睡眠時無呼吸症候群の合併症

  • 睡眠時無呼吸症候群では睡眠中に何度も呼吸が止まった状態を繰り返す。呼吸が抑制されることによって酸素飽和度が低下し (低酸素血症)、 無呼吸の間は血液や脳をはじめ全身が酸欠状態に陥る。
  • 同時に、高炭酸ガス血症や呼吸性アシドーシスに陥る。その結果、虚血性心疾患(心筋梗塞、狭心症)や脳血管障害(脳卒中、脳梗塞など)を発症し、突然死のリスクが高まる。
  • このような合併症だけでなく、日中の過度の眠気のため、居眠り運転による交通事故などを起こしやすいこともデータで明らかになっている。 厚生労働省では、睡眠 1 時間あたりの無呼吸や低呼吸が 20 回以上起こる場合、5 年後の生存率は事故も含めて 84 %(死亡率16%)、8年後の生存率はさらに下がって 60%(死亡
  • 厚生労働省では、睡眠 1 時間あたりの無呼吸や低呼吸が 20 回以上起こる場合、5 年後の生存率は事故も含めて 84 %(死亡率16%)、8年後の生存率はさらに下がって 60%(死亡率 40%)と報告している。

睡眠時無呼吸症候群の分類

睡眠時無呼吸症候群の 3 つのタイプ

  • 睡眠時無呼吸は大きく閉塞性(OSAS)、中枢性(CSAS)、混合性の 3 つの型に分類される。

*閉塞性(OSAS):気道の閉塞によって呼吸が停止する。無呼吸中、呼吸努力が認められ、胸郭と腹壁が奇異運動を示す。睡眠時無呼吸症候群の大半はこのタイプである。
*中枢性(CSAS):脳幹呼吸中枢からの呼吸筋への出力が消失するため、胸郭および腹壁の動きがなくなる。
*混合性:無呼吸の初めは、呼吸努力が消失しているが、無呼吸の経過とともに呼吸努力を伴う OSAS の 1 亜型でもある。

呼吸運動と換気運動の波型

閉塞性睡眠時無呼吸症候群の発生機序

  • 横になって寝ると、筋肉が弛緩し、重力で舌根、軟口蓋後端が奥に垂れ下がる。そのため、睡眠時は立位時に比べて気道は狭くなる。
  • ただし、正常であれば、空気が出入りするたびに狭くなった気道を振動させ、音(いびき)を発するようなことはあっても、空気の通り道が完全に塞がれるようなことはない。
  • ところが、肥満(気道周囲の脂肪の沈着)などによってもともと気道が狭くなっている閉塞性睡眠時無呼吸症候群では、舌根、軟口蓋後端の沈下で気道が完全に塞がれ、わずかな空気の通り道も確保できなくなる。気流停止、つまり無呼吸となるわけである。
睡眠時の呼吸

睡眠時無呼吸症候群の症状

夜間(睡眠中)の症状

  • 最もわかりやすく、ほぼ 100 %の人にみられる特徴的な症状が、睡眠時の激しいいびきである。
  • そのほか、睡眠時では異常な体動や頻尿、尿失禁などの症状がみられることもある。

日中の症状

  • 睡眠時間は十分にとっているつもりでも、夜間の頻回の覚醒のために熟睡感が得られず、結果として睡眠不足の状態となる。昼間に眠くなるというのも、睡眠時無呼吸症候群の典型的な症状である。
  • 運転中や仕事中など集中しなくてはならない昼間の時間帯に襲ってくる睡魔は、交通事故や労災事故も招きかねない。このようなことから、いまや睡眠時無呼吸症候群は社会的問題としてもクローズアップされている。
  • 日中の傾眠のほか、ときに起床時に頭痛やだるさを覚えるが、これは睡眠中の無呼吸により二酸化炭素が体内に蓄積し、血管が拡張するためである。
睡眠時無呼吸症候群の主な症状

睡眠時無呼吸症候群の検査と治療

検査法

  • 睡眠時無呼吸症候群が疑われるときは、ポリソムノグラフィ(PSG)を行う。
  • これは睡眠状態を細かく測定するための検査で、入院し、センサーを体につけて睡眠中の脳波、眼球運動、筋電図、心電図、呼吸筋の動き、呼気流、動脈血酸素飽和度を連続的に同時に記録する。主なチェックポイントは、次の 3 つである。
  • 気流停止の有無
  • 血液中の酸素が低下していないか
  • 呼吸をする筋肉(胸と腹)がきちんと動いているか

診断

  • ポリソムノグラフィで、換気運動はあるが気流が 10 秒以上停止する(無呼吸)あるいは低下する(低呼吸)、胸の動きと腹の動きが逆位相となるといった所見がみられるときは、閉塞性睡眠時無呼吸症候群と診断できる。

代表的な治療法

  • 睡眠時無呼吸症候群を放置しておくと、生命に危険が及ぶ場合もある。「たかがいびきくらい」と甘くみず、きちんと治すことが大切である。現在、ほとんどすべての睡眠時無呼吸症候群に対し、最も有効かつ安全とされている治療法は、CPAP(シーパップ=経鼻的持続陽圧呼吸療法)である。
  • 一定圧を加えた空気を鼻から送り込む装置をつけて寝ることにより、上気道の閉塞が取り除かれ、睡眠中の気道が確保できるため、呼吸が停止しなくなり、患者は熟睡感を得ることができる。
CPAP

生活習慣の見直しによる無呼吸改善

  • 生活習慣を少し変えるだけで、無呼吸の回数が減る、あるいはなくなることもある。たとえば、睡眠時無呼吸症候群の患者の 70~80 %は肥満であることから、肥満は無呼吸の大きな原因と考えられる。その意味ではダイエットによる減量も有効な治療法といえる。
無呼吸を改善する生活習慣
減量 禁煙 禁酒 精神安定剤の中止 睡眠中の体位(側臥位)
「手洗い厳守」が院内感染の発生や拡大を防ぐ基本

患者および医療従事者を院内感染から守るための予防対策として最も重要かつ基本となるのは、手洗いである。手指には病原体が容易に付着するため、手洗いをおろそかにしていると、手指を介して感染がまたたくまに拡大しかねない。
確実に手洗いが行われているか、リストに沿ってチェックするようにしたい。

手洗いチェックリスト