人工呼吸◉講

Jpn J Respir Care 2018；35：59-63

座◉

呼吸管理のデバイス

非挿管患者の換気モニター
相嶋一登

キーワード：カプノグラフィー，鎮痛鎮静，呼吸抑制

Ⅰ．は じ め に多く使用されているのはパルスオキシメトリである。
パルスオキシメトリは低酸素血症を発見するのには有がん性疼痛や術後疼痛緩和のための鎮痛薬投与や内用であるが、特に酸素投与下における呼吸抑制や気道視鏡検査などにおける鎮痛鎮静が一般病棟や検査室な閉塞による低換気を発見することは困難であり 2 ～ 5）、どで多く行われるようになってきている。一方で一般

カプノグラフィーによる換気モニタリングが推奨され病棟や内視鏡室における呼吸循環に関する有害事象がている。

報告されている。Sharma らの報告 1）によれば、消化図 1 は低換気が生じた場合の酸素投与の有無による器内視鏡治療および検査を受けた患者の 1.4％で偶発事SpO2 の変化の違いを表したグラフである。鎮痛鎮静薬象が報告され、0.9％が呼吸循環に関する事象であった。などによる呼吸抑制が始まると一回換気量や呼吸数が一般病棟や内視鏡室では、手術室、ICU と比較して生低下する。すると、肺胞換気量が低下し動脈血二酸化体情報監視装置の機能や数量が不十分である場合が多炭素分圧が上昇を続けることになる。低換気によってく、不十分な設備や医療機器の中で鎮痛鎮静管理が行

肺胞気二酸化炭素分圧も増加するため肺胞気酸素分圧われている。鎮静下での内視鏡診療における患者死亡が低下する（式 1）。この機序によって動脈血酸素飽和に関連する要因としては呼吸抑制と気道閉塞とされて度が低下してくる。パルスオキシメトリではこれを検おり、米国麻酔学会の報告によれば、有害事象の発生出することになる。

頻度は、手術室の 2 倍と報告されている。

パルスオキシメトリのみでモニタリングしている場

鎮痛鎮静に付随する呼吸抑制や気道閉塞を早期に発見するためには、患者観察と生体情報モニタリングのSpO2 with O2 supplementation

充実が必要であり、特に呼吸数の計測と持続的な呼気100二酸化炭素分圧測定（カプノグラフィー）が推奨され90 SpO280 （room air）ている 2）。本稿ではそのうち、非挿管患者に対する換70気モニターとして、カプノグラフィーおよびアコース

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ティック呼吸モニタリングについて解説する。

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Ⅱ．換気モニターの必要性

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非挿管患者に対する呼吸モニタリングとして、最も10横浜市立市民病院

臨床工学部

PaCO2

4020Ve0

図1

換気量と PaCO2、SpO2 の変化の様子（文献 4 より引用）

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合には、SpO2 が低下すると酸素投与が開始される。すRhodri らは手術室外における鎮静を起因とした呼吸ると肺胞気酸素分圧が再び増加し SpO2 が回復することに関する有害事象とカプノグラフィーによるモニタリになり、一見問題は解決されたようにみえる。しかし、ングの関連について多変量解析を行い、その有用性をもとの原因の肺胞低換気は改善していないため PaCO2示している 6）。この論文によれば、カプノグラフィーの増加とこれに伴う呼吸性アシドーシスは進展するこによるモニタリングにより、重篤な動脈血酸素飽和度とになる。この点がパルスオキシメトリのみのモニタの低下を防止でき、補助換気を回避できるとしている。

リングの危険性である。SpO2 低下の原因として低換気

Ⅲ．カプノグラフィーの存在が完全に否定できない場合には、換気の指標と1．カプノグラフィーの原理しての CO2 の評価が必要である。

二酸化炭素が 4.3μm の波長の赤外線を吸収する性質…（式 1）

を利用して、呼気中の二酸化炭素分圧を測定している。

PAO2：肺胞気酸素分圧、PH：大気圧、PH2O：飽和水蒸気圧、

この原理を赤外線吸収分光法という（図 2）
。測定する

R：呼吸商

ガスのサンプリング法として以下の 2 つの方法がある。

PAO2＝FIO2×（PH－PH2O）－PaCO2/R

従来は気管挿管患者がカプノグラフィーの対象であったが、非挿管患者でもカプノグラフィーが可能になる
ようにガスのサンプリングラインとしてのプロングや赤外線光源（4.3μm）

マスクが開発され市販されている。

エアウェイアダプタ

センサケーブルCO2 分子PETCO240

赤外線検出器

図2CO2 センサ

光学フィルタ
4.3μｍ透過

図3

カプノグラフィーの測定原理

メインストリーム法（日本光電工業社より提供）

図 4 メインストリーム法による非侵襲カプノグラフィー Cap-ONE TM マスク（日本光電工業社より提供）

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2．メインストリーム

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リーム法と比べて呼吸回路にセンサを装着する必要がセンサを呼吸回路や患者の鼻孔付近に設置して二酸ないため、センサの重量の影響を受けない。さらにエ化炭素分圧を測定する方法である（図 3）。センサの重アウェイアダプタも不要であるため死腔の増大になら量により呼吸回路などの屈曲や回路はずれが起こる可ない。他のガス分析装置を組み込めば麻酔ガスなどの能性がある。またエアウェイアダプタの装着による死ガス濃度を併せて測定することができる。一方でメイ腔の増大も問題となる。さらに死腔による CO2 再呼吸

ンストリーム法と比較して応答に遅延が発生する。

を防止するために酸素投与が必要となる。しかし、応サイドストリーム法では専用の測定機器が必要であ

答遅延がなく製品によってはベッドサイドモニターにり、メインストリームに比べて初期費用がかかる。ま接続して使用できることから、センサケーブルのみをた測定機器がベッドサイドモニターなどと連携できな購入すればよい。病棟における使用ではナースステーい場合には遠隔監視が困難となるため、使用場所や用ションなどの離れた場所からも遠隔監視が可能である。

途に制限が出る。

代表的な製品は日本光電工業社の Cap-One

TMマスクである（図 4）。

代表的な製品はコヴィディエンジャパン社の Capnostream TM である。プロングやマスクにセンサを装着しないため、軽量であり、死腔が少なく必ずしも酸素3．サイドストリーム投与を必要としない。酸素を並行して投与する場合にサンプリングチューブを用いて、ガス分析装置にガはこの影響を受けないように酸素投与とサンプリングスを吸引して分析する方法である（図 5）。メインストラインの 2 系統のラインが用意されている（図 6）。さらに内視鏡検査中の使用を目的としたバイトブロックと一体化した製品も発売されている（図 7）。

サンプリングチューブ

Ⅳ．アコースティック呼吸モニタリング
PETCO2

頸部に装着したマイクロフォンおよびパルスオキシ

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センサによる脈波の変動から呼吸数を測定する技術がCO2 センサ（内蔵）

図5

実用化されている。
サイドストリーム法

図6

頸部に装着したマイクロフォンにより気管呼吸音をサイドストリーム方式におけるサンプリング

酸素投与と並行してカプノグラフィーを行うことが可能。（コヴィディエンジャパン社より提供）

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図7

バイトブロックに組み込まれた CO2 サンプリングライン

内視鏡検査・治療中にカプノグラフィーによる換気モニタリングが可能。
（コヴィディエンジャパン社より提供）

図8

アコースティック呼吸センサと音声信号（マシモジャパン社ホームページより引用）

図9

頸部に装着し、気管呼吸音を測定する。
（マシモジャパン社ホームページより引用）

測定することにより呼吸数を測定（図 8・9）し、患者の発声や周囲の雑音に対して脈波で補正するというものである。
本法による呼吸数測定は、インピーダンス法やパルスオキシメトリよりも早期に呼吸異常を検出する 7）とされており、非侵襲的換気モニターとしての有用性が期待されている。

Ⅴ．まとアコースティック呼吸センサの装着イメージ

表1

手術室外における換気モニタが推奨される場面

・鎮静下の気管支鏡、消化器内視鏡検査、治療・術後疼痛管理・鎮静下 MRI 検査（特に小児患者）
・血管内治療、カテーテルアブレーション

め

内視鏡センターや一般病棟では、必ずしも呼吸管理ている一般病棟や検査室では困難な場合が多いと考えに十分な経験を有しておらず、かつ不十分な人員のもられる。特に鎮痛鎮静を行っている患者については、とで鎮痛鎮静管理が行われていることが考えられる。

パルスオキシメトリに加えて換気モニターの積極的な心電図モニターをしていればインピーダンス法による活用が患者安全に貢献する（表 1）と考えられる。

呼吸数測定が可能であるが、その検出能力は決して高くない。看護師などによる人的測定は、人員が限られ

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本稿の著者には規定された COI はない。

人工呼吸参考文献
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