StudyMed医師国家試験

「吐けない肺」と「交換できない肺」―気腫型COPDの肺機能を3つの数字で読み解く

第102回医師国家試験 A問題 第51問

国試問題にチャレンジ

第102回 A問題 第51問

77歳の男性。呼吸困難を主訴に来院した。半年前から呼吸困難を自覚するようになった。咳と痰とはないが,歩行や階段昇降時に呼吸困難が増強する。喫煙は20本/日を50年間。意識は清明。身長160cm,体重43kg。体温36.2℃。脈拍60/分,整。血圧146/70 mmHg。心音に異常を認めない。呼吸音は減弱している。血液所見:赤血球434万,Hb 13.5 g/dL,Ht 40%,白血球5,400,血小板19万。血液生化学所見:総蛋白6.7g/dL,アルブミン4.0g/dL,尿素窒素19.0mg/dL,クレアチニン0.9mg/dL,総ビリルビン0.5mg/dL,AST 19IU/L,ALT 7IU/L,LD 188IU/L(基準176~353),ALP 178IU/L(基準260以下)。CRP 0.2mg/dL。動脈血ガス分析(自発呼吸,room air):pH 7.42,PaO2 72 Torr,PaCO2 36Torr。胸部エックス線写真(A)と胸部単純CT(B)とを別に示す。  この患者の肺機能検査所見はどれか。

第102回 A問題 第51問の問題画像
  1. a.%VC 97%,FEV1.0%88%,%DLCO 95%
  2. b.%VC 62%,FEV1.0%88%,%DLCO 63%
  3. c.%VC 97%,FEV1.0%58%,%DLCO 95%
  4. d.%VC 97%,FEV1.0%58%,%DLCO 63%
  5. e.%VC 62%,FEV1.0%58%,%DLCO 95%

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、重喫煙歴のある高齢男性の画像から病態を見抜き、肺機能検査の結果を予想する問題だ。選択肢は%VC、1秒率、%DLCOの3つの数字の組み合わせになっている。病名を当てるだけでなく、その病気で肺に何が起きているかを考えれば、数字は自然に決まってくるよ。まず、この患者さんの病態をどう考える?
医学生医学生
ブリンクマン指数が1,000でやせ型、労作時の息切れなので、COPDだと思います。でも咳も痰もないのが少し引っかかります。
ドクタードクター
いいところに気づいたね。COPDには、気道病変が目立って咳や痰の多いタイプと、肺胞の破壊が主体の気腫型がある。やせ型で咳・痰が乏しく、労作時の呼吸困難が前面に出るのは気腫型の典型像なんだ。画像でも、胸部エックス線写真で肺の透過性亢進と横隔膜の平低化、つまり過膨張があり、CTでは両肺に肺胞壁の破壊を示す低吸収域が広がっている。
医学生医学生
呼吸音の減弱も、過膨張と関係しているんですか。
ドクタードクター
そう。気流が弱いうえに、空気をたくさん含んだ肺は音を伝えにくい。PaCO2は正常だから、肺胞低換気が原因というわけではない点も押さえておこう。では本題の肺機能だ。まず1秒率はどうなる?
医学生医学生
閉塞性換気障害なので、70%未満に下がるはずです。呼吸生理の講義で、肺胞壁が壊れると弾性収縮力が落ちて、息を吐くときに末梢気道がつぶれると習いました。
ドクタードクター
完璧だ。肺気腫では、肺を縮ませる「ばね」が壊れてしまうから、勢いよく吐き出せない。これで1秒率が正常の選択肢、つまり3つとも正常な組み合わせと、肺活量だけが落ちた組み合わせは外れるね。
医学生医学生
肺活量が落ちて1秒率が正常というのは、間質性肺炎のパターンですよね。
ドクタードクター
その通り。肺が硬く縮んで拘束性障害になり、肺胞壁が厚くなるから拡散能も落ちる。特発性肺線維症などが代表だ。では、COPDで%VCはどうなるだろう。
医学生医学生
肺が過膨張しているなら、肺活量も増えるんでしょうか。
ドクタードクター
そこはよくある誤解だね。過膨張で増えるのは残気量、機能的残気量、全肺気量で、吐ききれずに肺に残る空気が多い状態なんだ。肺活量は「最大に吸ってから最大に吐ける量」だから、肺そのものが硬くなるわけではない気腫型では、おおむね保たれる。ただし重症になると残気量がさらに増え、肺活量が下がることもある。
医学生医学生
なるほど。では残りは拡散能で決まりますね。1秒率が低下していて、拡散能が保たれている組み合わせと、低下している組み合わせのどちらかです。
ドクタードクター
ここが本問の核心だ。DLCOは肺胞から毛細血管へガスが移る能力で、ガス交換面積と毛細血管床の量に左右される。肺気腫では何が起きている?
医学生医学生
肺胞壁そのものが壊れているので、ガス交換の面積も毛細血管も減ります。だから拡散能は下がります。
ドクタードクター
正解。だから答えは、%VCは保たれ、1秒率と%DLCOがともに低下している組み合わせだ。逆に、閉塞性障害なのに拡散能が保たれているパターンは、気管支喘息や気道病変優位のCOPDでみられる。肺胞は壊れていないからね。
医学生医学生
CBTの勉強で「喘息は拡散能正常、肺気腫は低下」と丸暗記していましたが、肺胞が壊れているかどうかで考えればいいんですね。混合性障害で拡散能が正常なものも、広範な気腫性変化とは合わないということですね。
ドクタードクター
その理解で十分だ。最後に臨床的な補足をしておこう。COPDの診断は、気管支拡張薬吸入後のスパイロメトリーで1秒率70%未満、かつ他の閉塞性疾患を除外して行う。重症度は1秒率ではなく、予測値に対する1秒量、つまり%FEV1で病期を分ける点に注意してほしい。
医学生医学生
呼吸器内科の実習で、フローボリューム曲線の下降脚が下に凸になっているのを見せてもらいました。
ドクタードクター
それも気腫型の特徴的な所見だね。ほかにも静肺コンプライアンスは増加する。身体所見では樽状胸郭、口すぼめ呼吸、呼吸補助筋の発達を確認しよう。そして何より、治療の第一歩は禁煙だ。どの病期でも禁煙は呼吸機能の低下を緩やかにする最も重要な介入だから、診察のたびに声をかけてほしい。

まとめ

重喫煙歴のあるやせ型の高齢者で、咳・痰に乏しい労作時呼吸困難と、画像上の過膨張・低吸収域を認めれば、気腫型COPDを考えます。肺気腫では肺胞壁の破壊により弾性収縮力が低下して1秒率が70%未満となり、同時にガス交換面積と毛細血管床が減って拡散能(DLCO)も低下しますが、肺が硬くなるわけではないので肺活量はおおむね保たれ、残気量や全肺気量は増加します。閉塞性障害で拡散能が保たれれば気管支喘息、拘束性障害に拡散能低下を伴えば間質性肺炎と、拡散能を加えることで病態の鑑別が進みます。肺機能の数字を暗記ではなく「肺で何が壊れているか」から導く考え方は、呼吸器疾患全般の理解と診療の基礎になります。

解答・解説

正解はdです

所見の整理

・患者背景: 77歳の男性で、喫煙は20本/日×50年(ブリンクマン指数1,000)という重喫煙歴がある。身長160cm・体重43kgで、BMIは約16.8とやせている。 ・症状: 半年前からの労作時呼吸困難(歩行や階段昇降で増強)。咳・痰はない。 ・身体所見: 呼吸音が全体に減弱している。心音は正常。 ・検査: 白血球・CRPは正常で感染や炎症を示す所見はない。動脈血ガスはPaO2 72Torrと軽度の低下、PaCO2 36Torrは正常である。

画像所見

胸部エックス線写真では肺の過膨張による透過性の亢進、横隔膜の平低化がみられ、CTでは両肺に肺胞壁の破壊を示す低吸収域(気腫性変化)が広がっている。

診断

重喫煙歴のあるやせ型の高齢男性に、緩徐に進む労作時呼吸困難、呼吸音の減弱、気腫性変化がそろっており、気腫型の慢性閉塞性肺疾患(COPD)と診断できる。呼吸音の減弱は、過膨張した肺で気流が低下し、さらに含気の多い肺が音を伝えにくくなるために生じる。

肺機能検査で予想される所見

設問は、COPD(肺気腫)で呼吸機能検査がどうなるかを問うている。3つの指標を順に考える。 1. FEV1.0%(1秒率): 1秒量を努力肺活量で割った値。気道の閉塞と、肺胞壁の破壊による弾性収縮力の低下のために呼気の気流が制限されて低下する。70%未満で閉塞性換気障害と判定する。→低下(58%)。 2. %VC(%肺活量): 予測値に対する肺活量の割合で、80%未満を拘束性換気障害とする。COPDでは肺そのものが硬く縮むわけではないので、通常は保たれる。→ほぼ正常(97%)。 3. %DLCO(一酸化炭素肺拡散能力の予測値比): 肺胞壁が破壊されてガス交換面積と毛細血管床が減るため低下する。気腫型COPDの特徴的な所見である。→低下(63%)。 したがって「%VC正常・FEV1.0%低下・%DLCO低下」の組み合わせが答えとなる。

選択肢考察

  1. ×a.  %VC 97%,FEV1.0%88%,%DLCO 95%

    3つの指標がいずれも正常範囲にあり、換気障害も拡散障害もない組み合わせである。1秒率が70%以上に保たれているため閉塞性換気障害がなく、COPDの診断基準を満たさない。気腫性変化のある本例とは合致しない。

  2. ×b.  %VC 62%,FEV1.0%88%,%DLCO 63%

    %VCが80%未満に低下し、1秒率は正常、拡散能も低下している。これは拘束性換気障害に拡散障害を伴うパターンで、特発性肺線維症などの間質性肺疾患に典型的である。1秒率が保たれており閉塞性換気障害がないため、COPDとは合致しない。

  3. ×c.  %VC 97%,FEV1.0%58%,%DLCO 95%

    1秒率が低下した閉塞性換気障害だが、拡散能は保たれている。このパターンは気管支喘息や、肺胞破壊の乏しい気道病変優位型のCOPDでみられる。本例は画像で両肺に広く気腫性変化があり、肺胞壁の破壊によってガス交換面積が減っているはずなので、拡散能が正常とは考えにくい。

  4. ○d.  %VC 97%,FEV1.0%58%,%DLCO 63%

    1秒率58%と閉塞性換気障害があり、%VCは保たれ、%DLCOは低下している。肺気腫では、肺胞壁の破壊により弾性収縮力が低下して呼気時に末梢気道がつぶれやすくなるため1秒率が下がり、同時にガス交換面積と肺毛細血管床が減るため拡散能が低下する。肺が硬くなる病態ではないので肺活量は保たれる。気腫性変化の目立つ本例の検査所見として最も合致する。

  5. ×e.  %VC 62%,FEV1.0%58%,%DLCO 95%

    %VCと1秒率がともに低下した混合性換気障害で、拡散能は保たれている。COPDでも重症例では残気量の増加(エアトラッピング)によって肺活量が低下することがあるが、気腫性変化が広範な本例で拡散能が正常であることは説明できない。拡散能が保たれる点から、本例とは合致しない。

COPDの診断

・長期の喫煙などの有害物質曝露歴があり、気管支拡張薬吸入後のスパイロメトリーで1秒率(FEV1/FVC)が70%未満であり、他の閉塞性疾患を除外できればCOPDと診断する。 ・病期(気流閉塞の程度)は%FEV1(予測1秒量に対する割合)で分類する: I期(軽度)80%以上、II期(中等度)50%以上80%未満、III期(高度)30%以上50%未満、IV期(きわめて高度)30%未満。

換気障害の分類

・閉塞性換気障害: 1秒率70%未満、%VC 80%以上(COPD、気管支喘息、びまん性汎細気管支炎、肺リンパ脈管筋腫症など)。 ・拘束性換気障害: %VC 80%未満、1秒率70%以上(間質性肺炎・肺線維症、胸郭変形、神経筋疾患、胸膜肥厚など)。 ・混合性換気障害: 両方を満たす。

気腫型COPDの呼吸機能のまとめ

・1秒率・1秒量: 低下 ・肺活量: 保たれることが多い(重症例では残気量の増加により低下しうる) ・残気量・機能的残気量・全肺気量: 増加(過膨張、エアトラッピング) ・肺拡散能(DLCO): 低下 ・肺コンプライアンス(静肺コンプライアンス): 増加(弾性収縮力の低下) ・フローボリューム曲線: 下降脚が下に凸となる

拡散能の変化の整理

・低下: 肺気腫、間質性肺炎・肺線維症、肺血管病変(肺塞栓症、肺高血圧症)、貧血 ・正常のことが多い: 気管支喘息、胸郭・神経筋疾患による拘束性障害 ・上昇: 肺胞出血、多血症、左右シャント

身体所見・画像

COPDでは樽状胸郭、呼吸音の減弱、呼気の延長、口すぼめ呼吸、呼吸補助筋の肥大などがみられる。胸部エックス線写真では肺の過膨張、横隔膜の平低化、滴状心、肋間腔の開大、CTでは低吸収域(LAA)が特徴である。

POINT

・重喫煙歴+やせ型の高齢男性+労作時呼吸困難+気腫性変化 → 気腫型COPD。 ・COPD(肺気腫)の肺機能: 1秒率低下(70%未満)、肺活量はおおむね正常、拡散能低下、残気量・全肺気量増加、肺コンプライアンス増加。 ・気管支喘息は閉塞性障害だが拡散能は保たれる点で肺気腫と区別できる。 ・拘束性障害+拡散能低下は間質性肺炎・肺線維症のパターン。

※問題・正答は厚生労働省の公開資料をもとに掲載しています。