StudyMed医師国家試験

手術中に上がる気道内圧―ゴロゴロ音が教える「まず吸引」の理由

第110回医師国家試験 H問題 第27問

国試問題にチャレンジ

第110回 H問題 第27問

70歳の男性。開胸手術中である。全身麻酔下に従量式の人工呼吸管理をしている。喫煙歴は30本/日を30年間。身長160 cm,体重60 kg。体温36.5℃。換気回数10/分,心拍数80/分,整。血圧120/80 mmHg。吸入酸素濃度50%でのSpO2が94%に低下してきた。尿量50 mL/時。吸気性および呼気性のcoarse cracklesを聴取する。手術開始時および現在の気道内圧曲線を別に示す。  まず行うべき処置はどれか。

第110回 H問題 第27問の問題画像
  1. a.気管内吸引
  2. b.胸部エックス線撮影
  3. c.利尿薬の静脈内投与
  4. d.気管支拡張薬の吸入
  5. e.換気法を従量式から従圧式に変更

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、全身麻酔中の人工呼吸管理で酸素化が悪くなってきたときに、何から手をつけるかを問う問題だ。注目点は3つ。気道内圧曲線の形の変化、聴診で聞こえる副雑音の種類、そして喫煙歴だ。まず基本から。従量式換気では、気道内圧が上がるのはどんなときだろう。
医学生医学生
設定した量を必ず入れるので、肺が硬くなったときに圧が上がる、ということでしょうか。
ドクタードクター
半分正解。従量式では気道内圧が「気道抵抗による成分」と「肺・胸郭の弾性による成分」の和になる。だから、気道が狭くなって抵抗が増えても、肺や胸郭が硬くなってコンプライアンスが下がっても、どちらでも圧は上がるんだ。
医学生医学生
呼吸生理の講義で、抵抗とコンプライアンスの話は聞きましたが、曲線でどう区別するのかは自信がないです。
ドクタードクター
ここがこの問題の核心だ。一定の流量で送り込む従量式では、吸気が始まった瞬間にほぼ垂直に圧が立ち上がり、吸気が終わって流量がゼロになった瞬間に圧がストンと落ちる。この立ち上がりと落差の部分が気道抵抗の成分。その間のなだらかな右上がりが、肺が膨らむにつれて生じる弾性の成分だ。
医学生医学生
手術開始時と比べると、今の曲線は最初の立ち上がりと最後の落差がどちらも大きくなっていますね。
ドクタードクター
その通り。つまり、最高気道内圧が上がった主な理由は気道抵抗の増大だと読める。では、手術中に気道抵抗が増えて酸素化も悪くなる原因には何があるかな。
医学生医学生
気管支けいれん、痰の詰まり、それに気管チューブが折れ曲がったり詰まったりすること……でしょうか。
ドクタードクター
よく挙がったね。片肺挿管も鑑別にはなる。ここで聴診が効いてくる。吸気・呼気の両方でcoarse crackles、つまり水泡音が聞こえている。これは何を意味するだろう。
医学生医学生
フィジカルの実習で、太い気道に痰などの液体があると出るゴロゴロした断続音だと習いました。
ドクタードクター
そう。一方、気管支けいれんなら呼気に目立つwheezes、笛のような連続音になるはず。しかもこの患者さんは喫煙指数900の重喫煙者で、もともと痰が多く線毛の働きも落ちていると考えられる。手術操作や陽圧換気で末梢から動いてきた分泌物が、中枢の気道をふさいでいると考えるのが最も自然だ。
医学生医学生
だから、まずやるのは気管内吸引なんですね。
ドクタードクター
正解。分泌物を取り除けば気道抵抗が下がって圧も戻り、ふさがっていた部分の換気が回復して酸素化も改善する。カテーテルがすんなり入るかどうかでチューブの屈曲や閉塞もチェックできるし、吸引物が泡沫状か血性かなどの性状も診断の手がかりになる。ただ、吸引自体も低酸素を招くから短時間で行い、前後の酸素化を確認しよう。
医学生医学生
気管支拡張薬の吸入は、気管支けいれんだったら有効ということですね。
ドクタードクター
そう。気管支けいれんならβ2刺激薬の吸入や麻酔を深くする対応が効く。でも今回は聴診所見が合わないし、痰が詰まっているところに拡張薬を吸わせても原因は取れない。では利尿薬はどうだろう。
医学生医学生
肺水腫を考えるなら使いますが、血圧も心拍も安定していて、尿量も十分ありますね。
ドクタードクター
そうだね。体重60 kgで1時間50 mLなら約0.8 mL/kg/時で、術中の目安を満たしている。それに肺水腫なら主にコンプライアンスが下がるので、曲線の変化のパターンも合わない。不要な利尿は血圧低下を招くおそれもある。胸部エックス線撮影はどうかな。
医学生医学生
無気肺や気胸がわかるので大事そうですが、手術中だとすぐには撮れないですよね。
ドクタードクター
その通り。原因検索として意味はあるけれど、準備に時間がかかり、それ自体は何も改善しない。吸引で良くならなかったときに考える検査だ。最後に、従圧式への変更はどう思う?
医学生医学生
圧が上がりすぎないので安全そうに見えますが……。
ドクタードクター
そこが落とし穴だ。従圧式は設定した吸気圧を一定時間かける方式だから、圧の上がりすぎは防げる。でも気道抵抗が高い状態では入る一回換気量が減ってしまい、二酸化炭素がたまったり酸素化がさらに悪くなったりする。モニターの数字を見かけ上おさえるだけで、詰まった痰という原因はそのままなんだ。
医学生医学生
数字ではなく原因に対処する、ということですね。
ドクタードクター
そう。発展として、ピーク圧とプラトー圧の関係も覚えておこう。気道抵抗の増大ではピーク圧だけが上がって両者の差が開き、コンプライアンスの低下ではどちらも上がる。後者には肺水腫、無気肺、片肺挿管、気胸、浅麻酔によるファイティングなどがある。重喫煙者は術後も無気肺や肺炎を起こしやすいから、術前の呼吸機能評価と禁煙指導がとても大切だ。

まとめ

従量式換気中の気道内圧上昇は、気道抵抗の増大かコンプライアンスの低下のいずれかを意味し、気道内圧曲線で吸気開始時の立ち上がりと吸気終了時の急な圧低下が大きくなっていれば気道抵抗の増大を示します。重喫煙者の開胸手術中に、気道抵抗の上昇、SpO2低下、吸気・呼気両相のcoarse cracklesがそろえば、気道分泌物による閉塞を考え、まず気管内吸引を行います。気管支けいれんならwheezesが主体となって気管支拡張薬が、肺水腫なら循環動態や尿量の変化を伴って利尿薬が考慮されますが、本例には合いません。従圧式への変更は圧を抑えるだけで換気量が減り、原因の解決にならず、胸部エックス線撮影は吸引で改善しない場合の原因検索として位置づけられます。曲線の形と聴診所見から病態を読み、原因に直接働きかける処置を選ぶ考え方は、麻酔・集中治療での呼吸管理の基本です。

解答・解説

正解はaです

所見の整理

・70歳男性、開胸手術中。全身麻酔下で従量式(量規定)換気 ・喫煙指数(1日本数×年数)は30×30=900と高度の喫煙歴 → COPD(慢性閉塞性肺疾患)の合併や、気道分泌物が多いことが予想される ・心拍数80/分・整、血圧120/80 mmHg、体温36.5℃、尿量50 mL/時 → 循環動態は安定しており、尿量も十分(術中の目安0.5〜1 mL/kg/時に対し、60 kgで約0.8 mL/kg/時) ・FIO2(吸入酸素濃度)0.5でSpO2が94%まで低下 → 酸素化障害が進行している ・吸気・呼気の両相でcoarse crackles(水泡音)を聴取 → 太い気道内に液体成分(痰などの分泌物)が存在することを示す

気道内圧曲線の読み方

従量式換気では、設定した一回換気量を一定の流量で送り込むため、気道内圧は「気道抵抗による成分(流量×気道抵抗)」と「肺・胸郭の弾性による成分(換気量÷コンプライアンス)」の和となる。 ・吸気開始直後の立ち上がり(垂直に近い上昇)と、吸気終了時に流量がゼロになった瞬間の急な圧低下は、気道抵抗による成分を反映する ・その間のなだらかな右上がりの傾きは、肺に容量が入るにつれて生じる弾性成分を反映する 手術開始時と比べて現在の曲線では、立ち上がりの段差と吸気終了時の急な圧低下がともに大きくなり、最高気道内圧が上昇している。これは主に気道抵抗が増大したことを意味する。

病態の推定

気道抵抗の増大と低酸素血症を来す術中の原因には、気道分泌物による気管・気管支の閉塞、気管支けいれん(喘息様発作)、気管チューブの屈曲・閉塞、片肺挿管などがある。本例では吸気・呼気の両相でcoarse cracklesが聴取され、多量喫煙歴から術前より痰が多かったと推測されることから、手術操作や陽圧換気で末梢から移動してきた分泌物が中枢気道を狭窄・閉塞したと考えるのが最も自然である。気管支けいれんであれば呼気性のwheezes(笛様音)が中心となるはずであり、肺水腫であれば循環動態や尿量に変化が現れやすいが、本例ではいずれも当てはまらない。

設問への考え方

「まず行うべき処置」が問われている。原因と推定される分泌物を除去でき、診断的意義(吸引物の性状・量の確認)も兼ね、ベッドサイドで直ちに実施できる処置を選ぶ。

選択肢考察

  1. ○a.  気管内吸引

    まず行うべき処置である。coarse cracklesと気道抵抗の上昇から、気道分泌物による気道狭窄・閉塞が最も考えられる。気管チューブから吸引カテーテルを挿入して分泌物を除去すれば、気道抵抗が下がって最高気道内圧が低下し、閉塞していた領域の換気が回復して酸素化も改善する。吸引時にカテーテルがスムーズに進むかどうかで気管チューブの屈曲・閉塞の有無も確認でき、吸引物の性状(量や、泡沫状・血性かなど)は原因診断の手がかりにもなる。吸引自体も低酸素を招くため、短時間で行い、前後で酸素化を確認する。

  2. ×b.  胸部エックス線撮影

    無気肺、肺水腫、気胸、気管チューブ先端の位置などの評価には有用だが、術中のポータブル撮影には準備と時間を要し、それ自体は病態を改善しない。酸素化が悪化しつつある状況では、まず原因として最も疑わしい分泌物を吸引して改善を図るべきであり、吸引で改善しない場合に原因検索として行う検査である。

  3. ×c.  利尿薬の静脈内投与

    肺水腫(輸液過剰や心不全による)が原因であれば考慮される治療である。しかし本例は血圧・心拍数が安定し、尿量も50 mL/時(約0.8 mL/kg/時)と十分に保たれており、肺水腫を積極的に示唆する所見に乏しい。また肺水腫ではコンプライアンス低下が主体となるため、気道内圧曲線の変化も気道抵抗の増大を示す本例とは合わない。不必要な利尿は循環血液量の減少と血圧低下を招くおそれがある。

  4. ×d.  気管支拡張薬の吸入

    気道抵抗が上昇する原因が気管支けいれん(喘息様発作)であれば、β2刺激薬などの気管支拡張薬吸入や麻酔の深度を上げることが有効である。しかし気管支けいれんでは呼気性のwheezes(笛様の連続性副雑音)が主体となるのに対し、本例で聴取されるのは分泌物の存在を示すcoarse crackles(断続性副雑音)であり、気管支けいれんを第一には考えにくい。分泌物による閉塞に対して気管支拡張薬を吸入しても原因は除去されない。

  5. ×e.  換気法を従量式から従圧式に変更

    従圧式(圧規定)換気では、設定した吸気圧を一定の吸気時間だけかけるため、気道内圧が過度に上がることは防げる。しかしその代わりに、気道抵抗が増大した状態では送り込まれる一回換気量が減少し、低換気(二酸化炭素の蓄積)や酸素化のさらなる悪化を招くおそれがある。換気様式を変えても分泌物による閉塞という原因は取り除けず、根本的な対処にならない。

従量式換気と従圧式換気

・従量式(量規定換気、VCV):一回換気量を設定する。換気量は保証されるが、気道抵抗の増大やコンプライアンスの低下があると気道内圧が上昇する。気道内圧の変化が肺・気道の状態変化を知る手がかりになる。 ・従圧式(圧規定換気、PCV):吸気圧と吸気時間を設定する。気道内圧の上限は保たれるが、気道抵抗の増大やコンプライアンスの低下があると一回換気量が減少する。この場合は一回換気量や呼気終末二酸化炭素分圧(EtCO2)の変化に注意する。

気道内圧上昇の原因の整理(従量式換気時)

最高気道内圧(ピーク圧)とプラトー圧(吸気終末に流量を止めたときの圧)の関係から原因を分けて考える。 1. 気道抵抗の増大(ピーク圧は上昇、プラトー圧はあまり変わらず、両者の差が開く)  気道分泌物、気管支けいれん、気管チューブの屈曲・閉塞・噛み込み、回路の閉塞 2. コンプライアンスの低下(ピーク圧・プラトー圧がともに上昇)  肺水腫、無気肺、片肺挿管、気胸、腹腔内圧の上昇、浅麻酔・筋弛緩の不足による胸郭や横隔膜の緊張(ファイティング)

術中に低酸素血症を来す主な原因

気道分泌物による閉塞・無気肺、片肺挿管、気管支けいれん、気胸(特に陽圧換気下の緊張性気胸)、肺水腫、肺血栓塞栓症、気管チューブ・回路のトラブル(外れ・閉塞)、吸入酸素濃度の設定ミスなど。まずは聴診、気管チューブの位置と開通性、回路を確認し、分泌物が疑われれば吸引を行う。

副雑音の区別

・coarse crackles(水泡音):太い気道内の分泌物などの液体が気流で動くことで生じる低調な断続性副雑音。吸気・呼気の両相で聴かれることがある。 ・fine crackles(捻髪音):間質性肺炎などで吸気終末に聴かれる高調な断続性副雑音。 ・wheezes(笛様音):気管支けいれんなど気道の狭窄で生じる高調な連続性副雑音で、呼気に目立つ。

喫煙者の麻酔管理

長期の喫煙により気道分泌物の増加、線毛機能の低下、COPDの合併がみられ、術中・術後に無気肺や肺炎などの呼吸器合併症を起こしやすい。自覚症状に乏しいことも多く、術前の呼吸機能評価と禁煙指導が重要である。

POINT

・従量式換気中の気道内圧上昇は「気道抵抗の増大」か「コンプライアンスの低下」を意味する。 ・気道内圧曲線で吸気開始時の立ち上がりと吸気終了時の急な圧低下が大きくなっていれば、気道抵抗の増大を示す。 ・coarse crackles+気道内圧上昇+SpO2低下+多量喫煙歴 → 気道分泌物による気道閉塞を考え、まず気管内吸引を行う。 ・気管支けいれんならwheezes、肺水腫なら循環動態・尿量の変化を伴うことが多い。 ・従圧式への変更は気道内圧を抑えるだけで、気道抵抗が高い状態では換気量が減少し、原因の解決にはならない。

※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。