PaO2だけでは見抜けない―A-aDO2で読み解く肺血栓塞栓症の酸素化障害
第117回医師国家試験 F問題 第71問（連問）
国試問題にチャレンジ
連問の共通文
次の文を読み，71～73の問いに答えよ。 27歳の女性。胸痛と呼吸困難を主訴に来院した。 現病歴：昨日から右前胸部痛を自覚した。息を吸うと痛みが悪化するため，深呼吸ができなかった。本日は胸痛の悪化に加え，労作時の呼吸困難も出現したため救急外来を受診した。 既往歴：3か月前から経口避妊薬を内服している。 生活歴：パートナーと2人暮らし。事務職。喫煙歴はない。飲酒は機会飲酒。 家族歴：母方の祖父が癌（詳細不明）。母が糖尿病と高血圧症。 現症：意識は清明。身長163cm，体重60kg。体温38.0℃。脈拍120/分，整。血圧112/64mmHg。呼吸数32/分。SpO2 88％（room air）。眼瞼結膜と眼球結膜とに異常を認めない。頸静脈の怒張を認める。心音はⅡ音の亢進を認める。呼吸音はcracklesやwheezesはなく，胸膜摩擦音も聴取しないが，深呼吸ができていない。右下腿に浮腫を認める。 検査所見：血液所見：赤血球430万，Hb 13.1g/dL，Ht 38％，白血球10,100（桿状核好中球30％，分葉核好中球45％，好酸球1％，好塩基球1％，単球6％，リンパ球17％），血小板23万。血液生化学所見：総ビリルビン0.9mg/dL，AST 25U/L，ALT 12U/L，LD 315U/L（基準120～245）。動脈血ガス分析（room air）：pH 7.48，PaCO2 26Torr，PaO2 52Torr，HCO3－ 19.0mEq/L。心電図は洞性頻脈，Ⅰ誘導で深いS波，Ⅲ誘導でQ波とT波の陰転化を認める。
この患者の肺胞気-動脈血酸素分圧較差〈A-aDO2〉を求めよ。なお，大気圧760Torr，37℃での飽和水蒸気圧47Torr，呼吸商0.8とする。 ただし，小数点以下の数値が得られた場合には，小数第1位を四捨五入すること。 解答：①② Torr
対話形式の解説
ドクター
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A-aDO2は肺胞気式PAO2＝(大気圧－47)×FIO2－PaCO2÷呼吸商で求めたPAO2からPaO2を引いて算出し、本例では(760－47)×0.21－26÷0.8－52＝65.23で、答えは65 Torrとなります。若年者の基準値（年齢÷4＋4、おおむね10 Torr前後）を大きく超えており、肺内での酸素化障害の存在を示します。低酸素血症のうち肺胞低換気ではA-aDO2は正常で、拡散障害・換気血流比不均等・シャントでは開大するため、A-aDO2は原因の切り分けに役立ちます。肺血栓塞栓症ではPaO2低下・PaCO2低下・A-aDO2開大・呼吸性アルカローシスが典型で、過換気でPaCO2が低いときほどPaO2だけでは障害を過小評価しやすいため、A-aDO2を計算する習慣が重要です。室内気では「150－PaCO2÷0.8－PaO2」の簡略式を覚えておくと、臨床現場で素早く評価できます。
解答・解説
正解は65 Torrです
症例の整理
経口避妊薬を3か月前から内服している27歳の女性が、前日から吸気時に強くなる右前胸部痛を訴え、当日は労作時の呼吸困難も加わって来院した。所見を整理すると次のようになる。 ・バイタルサイン：脈拍120/分の頻脈、呼吸数32/分の頻呼吸、SpO2 88％（室内気）の低酸素血症。血圧112/64mmHgでショックには至っていないが、脈拍数が収縮期血圧を上回っている（ショックインデックス＝脈拍÷収縮期血圧＝約1.07）。 ・右心負荷の所見：頸静脈怒張、Ⅱ音亢進（肺動脈成分Ⅱpの亢進）。 ・深部静脈血栓症（DVT）を疑う所見：片側（右）下腿のみの浮腫。 ・心電図：洞性頻脈とⅠ誘導の深いS波、Ⅲ誘導のQ波と陰性T波（SⅠQⅢTⅢ）。急性の右心負荷を示す。 ・動脈血ガス：PaO2 52Torrの低酸素血症、PaCO2 26Torrの低二酸化炭素血症、pH 7.48のアルカレミア。低酸素と胸痛による過換気で生じた呼吸性アルカローシスであり、HCO3－19.0mEq/Lは腎性代償の始まりとみられる。 ・呼吸音にcracklesやwheezesがない。肺炎や心不全、喘息を思わせる所見に乏しいにもかかわらず強い低酸素血症がある。 エストロゲン製剤による凝固能亢進を背景に、右下肢のDVTから血栓が飛んだ急性肺血栓塞栓症（PTE）が最も考えやすい。発熱と白血球増加は肺梗塞の合併でも生じうる。
設問の考え方
A-aDO2（肺胞気-動脈血酸素分圧較差）は、肺胞内の酸素分圧（PAO2）と動脈血の酸素分圧（PaO2）の差である。PAO2は直接測れないので、肺胞気式で推定する。 PAO2＝(大気圧－飽和水蒸気圧)×FIO2－PaCO2÷呼吸商(R) A-aDO2＝PAO2－PaO2 室内気の吸入酸素濃度（FIO2）は0.21である。
計算過程
(1) 吸入気酸素分圧（PIO2）：気道に入った空気は37℃で水蒸気に飽和されるので、大気圧から水蒸気圧を引いてからFIO2を掛ける。 PIO2＝(760－47)×0.21＝713×0.21＝149.73Torr (2) 肺胞気酸素分圧（PAO2）：肺胞では二酸化炭素が加わるぶん酸素分圧が下がる。その低下分をPaCO2÷Rで見積もる。 PaCO2÷R＝26÷0.8＝32.5Torr PAO2＝149.73－32.5＝117.23Torr (3) A-aDO2： A-aDO2＝117.23－52＝65.23Torr 小数第1位を四捨五入して、答えは65Torrである。 若年者の基準値（室内気でおおむね10Torr以下、上限でも15～20Torr程度）を大きく超えて開大している。肺胞低換気だけでは説明できない、肺の中での酸素化の障害（換気血流比不均等など）が存在することを示しており、肺血栓塞栓症と矛盾しない。
A-aDO2で低酸素血症の原因を分ける
低酸素血症の主な機序は、①肺胞低換気、②拡散障害、③換気血流比（V/Q）不均等、④シャント（右→左短絡）の4つである（吸入気酸素分圧の低下を加えることもある）。 ・肺胞低換気：PaCO2が上がり、そのぶんPAO2が下がるためPaO2も低下する。肺そのものは正常なのでA-aDO2は正常である。例として、鎮静薬の過量内服、神経筋疾患、肥満低換気症候群がある。 ・拡散障害、V/Q不均等、シャント：肺胞から血液への酸素の受け渡しが障害されるためA-aDO2が開大する。拡散障害とV/Q不均等は酸素投与でPaO2が改善しやすい。シャントは改善しにくい。
肺血栓塞栓症の血液ガスの特徴
塞栓で血流が途絶えた領域は換気されていても血流がない死腔となり、血流は残った領域に集中する。その結果、V/Q不均等が生じ、低酸素血症とA-aDO2の開大が起こる。さらに低酸素血症や肺内の受容器への刺激で過換気となるため、PaCO2が低下して呼吸性アルカローシスとなる。「PaO2↓・PaCO2↓・A-aDO2↑・呼吸性アルカローシス」の組み合わせが典型的である。PaCO2が低いときは、PaO2だけを見ると酸素化障害を小さく見積もってしまう。A-aDO2を計算すると障害の大きさが明らかになる。
A-aDO2の基準値
A-aDO2は加齢とともに大きくなる。室内気での目安として「年齢÷4＋4」程度がよく用いられる。本例（27歳）では約11Torrが上限の目安となり、65Torrは明らかな開大である。なお、酸素投与中はFIO2が変わり、A-aDO2の値も変動するため、評価は室内気で行うのが基本である。
肺胞気式の簡略形
大気圧760Torr、室内気、R＝0.8の条件では、PIO2はおよそ150Torrとなる。そのため、臨床ではA-aDO2≒150－PaCO2÷0.8－PaO2（あるいは150－1.25×PaCO2－PaO2）と覚えておくと素早く計算できる。本例では150－32.5－52＝65.5となり、ほぼ同じ値になる。
POINT
・A-aDO2＝(大気圧－47)×FIO2－PaCO2÷0.8－PaO2。室内気ではFIO2＝0.21、PIO2≒150Torr。 ・本例：149.73－32.5－52＝65.23→65Torr。 ・A-aDO2が正常な低酸素血症は肺胞低換気を考える。開大していれば拡散障害・V/Q不均等・シャントを考える。 ・肺血栓塞栓症の血液ガス：PaO2↓、PaCO2↓、A-aDO2↑、呼吸性アルカローシス。 ・経口避妊薬内服中の若年女性に、吸気時に増悪する胸痛、呼吸困難、片側下腿浮腫、SⅠQⅢTⅢがそろえば肺血栓塞栓症を疑う。