人工呼吸

Jpn J Respir Care 2018；35：76-80◉症例報告◉

サイドストリーム型カプノメータで観察されたラクダのコブ様カプノグラム
磨田裕 1）・古田島太 2）・武居哲洋 3）・佐伯有香 4）

キーワード：人工呼吸，カプノメータ，カプノグラム，サイドストリーム，気道内圧，リーク

要旨

異常な形のカプノグラムは時に認められるが、“ ラクダのコブ様カプノグラム（triphasic capnogram）” は ICU 領域からの報告はない。
症例は 87 歳男性、脳幹出血のため気管切開人工呼吸中であった。換気モードは pressure control-synchronizedintermittent mandatory ventilation（PC-SIMV）であったが自発呼吸はなかった。サイドストリーム型カプノメータ
で表示されたカプノグラム第 3 相は平坦ではなくラクダのコブ様の形で、呼気終末二酸化炭素分圧（partial pressureof end-tidal carbon dioxide：PETCO2）は 28mmHg と表示されていた。サンプリングチューブ接続部分の接続緩みを疑い、修正したところカプノグラムは正常の形になり、PETCO2 は 44mmHg と表示された。
サイドストリーム型カプノメータではサンプリングチューブの接続緩み・亀裂などが原因で第 3 相の形が “tails-up”、“triphasic capnogram” になることがあるが、今までの報告はすべて麻酔症例であった。本症例の原因もそれらと同様であり、その PETCO2 は不正確で、加えてサンプリング流量変動と時間軸の歪を伴うことが推測された。

サイドストリーム型カプノメータを用いている症例で、Ⅰ．は じ め に

その原因は呼吸ガスサンプリング系統のリークの存在

カプノグラム第 3 相はほぼ水平、またはやや右上がと説明されている。しかし今回は ICU の人工呼吸患者りになる。通常、第 3 相の終末部分が最大値となり、で Jaffe ら 11）と同様の “triphasic capnogram” を観察しこの値は呼気終末二酸化炭素分圧（partial pressure ofた。従来の報告と同様にリークが原因と考えられたが、end-tidal carbon dioxide：PETCO2）で、カプノメータにこの特異な波形を呈した原因についてより詳細な考察はこの値が表示される。第 3 相が平坦でなく、終盤でを加えたので報告する。

オーバーシュートするような “tails-up”、また 2 つ1 ～ 9）のピークを示すもの 10）、さらに「ラクダのコブ」のような “ ラクダのコブ様カプノグラム（triphasic capno-Ⅱ．症

例

87 歳男性。体重 80kg、身長 172cm。

gram）” 11）などの異常な形状のカプノグラムを呈する

現病歴：自宅で意識消失しているところを家人に発見ことも報告されている。これらはすべて全身麻酔中にされ、当院に救急搬送された。当院到着時、GCS 意識

1）元 埼玉医科大学国際医療センター 集中治療科
現 横須賀共済病院 集中治療科
2）埼玉医科大学国際医療センター 集中治療科
3）横浜市立みなと赤十字病院 救命救急センター集中治療部
4）元 埼玉医科大学国際医療センター 集中治療科
現 埼玉石心会病院 救急総合診療科［受付日：2018 年 3 月 1 日 採択日：2018 年 4 月 2 日］

レベル E1V1M1、自発呼吸なく、直ちに気管挿管し、

76

May 30, 2018

人工呼吸管理のため、脳神経系 ICU に入室した。頭部CT 検査で脳幹出血を認め、対光反射なく、自発呼吸は時折出現した。入院第 23 日、気管切開術が施行され、人工呼吸管理が継続された。

ウェーデン）、換気モードは pressure control -synchronized intermittent mandatory ventilation（PC-SIMV）、
吸気酸素濃度 40％、SIMV 7/ 分、PC 換気圧 10cmH2O（above PEEP）、pressure support（PS）5cmH2O、PEEP5cmH2O であった。このとき一回換気量は 550mL であり、自発呼吸はなかった。患者モニタ IntelliVue MP70
（Philips Medical System、ドイツ）、および、MP70 組み込みの M3015A（Philips Medical System）サイドス

30 secFig. 1 A‌ bnormal capnogram was noted in the ICU patient
during mechanical ventilation

40 mmHg

入院第 39 日、人工呼吸器は Servo-i（MAQUET、ストリーム型カプノメータを使用し、カプノグラムは患者モニタ本体のディスプレイに表示されていた。
このとき、通常見られないカプノグラムを観察した（Fig. 1）
。モニタ上は SpO2 99％、PETCO2 28mmHg、心Jpn J Respir Care Vol.35 No.1

40 mmHg

人工呼吸30 sec

Fig. 2 T‌ he capnogram was returned to normal after reconnecting without the leak between the gas samplingtube and the capnometer

電図は洞性リズムで心拍数 60/ 分であった。Fig. 1 のよ
うにカプノグラムの第 3 相は平坦ではなくラクダのコされている。このリーク部分から大気を引き込み、サブのように上に凸になる部分を認めた。すなわち第 3ンプリングガスが希釈され、大気吸引量が変化するこ相が 3 つに分かれる形、“triphasic capnogram” またはとで、PCO2 変化を生じるものである。すなわち陽圧換“triple plateau” を呈した。サンプリングチューブとカ気吸気相の気道内圧伝播により、大気吸引量が減少・プノメータの接続部分を一旦外し、双方に目視上の異消失するとき、PCO2 は上昇する。したがって自発呼吸常がないことを確認したので、緩みのないように再度では PCO2 は低下するものの、形の異常は出現しない接続をしたところ、カプノグラムは Fig. 2 のように通常ことも特徴である。なお、カプノメータ本体内部にリの形になり、PETCO2 は 44mmHg と表示された。なお、ークが存在し、標準ガス較正をした場合、誤った較正

この一連の経過で自発呼吸は認めなかった。

値を記憶し、PETCO2 は過大表示されることも指摘されⅢ．考察ている 5）。
本症例で観察したカプノグラムは Jaffe らの報告 11）

サイドストリーム型カプノメータではサンプリングと同様の形であった。彼らはこの原因がウォータートチューブの亀裂などが原因で第 3 相の終末部分のオーラップの亀裂であったとしているが、本症例では、サバーシュート波形を呈することが知られており、これンプリングチューブとカプノメータ本体の接続部の緩は “tails-up” “dual plateau” などと呼ばれている。このみが原因であった。

異常波形は、Martin らが最初に報告し、その後、同1）

カプノグラム第 3 相の “tails-up” の出現では、気道内はリークの大きさと二酸圧の周期的な変化が影響しているが、カプノグラムの化炭素分圧（partial pressure of carbon dioxide：PCO2）

タイムラグと気道内圧変化との関係によっては、PCO2の変化などについて詳細に検討した。そしてこの異常上昇点は変動しうる。従来の報告 1 ～ 9）は、たまたま第波形はすでに成書 13, 14）にも記載されている。その後の

3 相の終末付近に陽圧の影響が現れていたと推測できる

Jaffe ら 11）は、これらと形状が異なる “triphasic capno-が、Jaffe ら 11）はサンプリングチューブの長さを変える

gram” すなわち「ラクダのコブ」様のカプノグラムをと「ラクダのコブ」の出現位置が異なることを示して報告した。これらの “tails-up” や “triphasic capnogram”いる。これは気道の陽圧がどの相に加わるかで、タイの報告で共通しているのは、すべて全身麻酔中に陽圧ムラグが変化し形が異なることを示している。

一研究グループの Zupan ら12）換気を行い、サイドストリーム型カプノメータを使用

本症例では陽圧の影響する部位が第 3 相の中央付近していることである。そして原因は、サンプリングチになり、そのため “triphasic capnogram” になったと考ューブやその接続部分、ウォータートラップの亀裂なえられる。この点は以下のように推察される。本症例

どカプノメータのガス流路にリークが存在していたとでの人工呼吸は自発呼吸がなく実質は調節換気で、換May 30, 201877

Usuda Y, et al

気回数 7/ 分、吸気時間 1.58 秒、呼気時間 6.99 秒であった。使用したカプノメータ M3015A はメーカー仕様書によれば、ガスサンプリング流量 50（＋14/－7.5）mL/0（A）Paw
TI分、公称遅れ時間 2.3 秒（最大 3.0 秒）である。また、
サンプリングチューブ M1921A（フィルタインライン
セット H、2m、Philips Medical System）は、後の実測値によると、長さ 2m18cm（フィルタ、ナフィオン ®
チューブを含む）、チューブ内容積 2.0mL（同）であった。そのためサンプリングガスの移動を考えると、サンプリングチューブだけで約 2.4 秒の遅れを生じる。そのため表示波形のタイムラグはモニタ本体内のガス流路、CO2 検出部、演算処理時間などの総計で、メーカー公称値 3.0 秒（最大）となる。なお、大気開放のサンプリングチューブをモニタに接続した動作状態で、このチューブ接続部位で実測した陰圧は－30cmH2O であった。
Fig.1、Fig. 2 から、本来の第 3 相 PCO2 は約 44mmHg
で、リークによる希釈のため約 18mmHg に低下してい10sec

TE（B）PCO2（real time）（C）PCO2（dilution and delay）

delay 5.3sec（D）PCO2（eﬀect of airwaypressure）

Fig. 3I‌llustrated wave tracings for the formation of thedromedary shape in the capnogram（A）Airway pressure：respiratory rate 7/min（cycle time 8.57
, TE（expiratory time 6.99sec）.
sec）, TI（inspiratory time 1.58sec）（B）Capnogram at the Y-piece without time delay,（C）Effect of
air dilution and prolonged delay time on capnogram at the connecting port of the gas sampling tube.（time delay 5.3sec, see
the details in the text and the appendix）（D）.
Capnographic tracing shows the elevated CO2 during inspiratory phase by airway
pressure. Although the time axis for capnogram may include
distortion, the time distortion is not considered in the figure.

る。これはおよそ 41％なので、カプノメータ本体吸引流量が 50mL/ 分、そして大気の吸引流量が約 30mL/

なお、呼吸ガス吸引流量が気道内圧によって変動し、分、呼吸ガスの吸引流量が約 20mL/ 分であったと推測

タイムラグも一定ではなく変動している。したがって、される。Fig. 3 はこのタイムラグの延長、気道内圧など表示されるカプノグラムは横軸方向の歪を持っている。の関係をイラストで示したものである。今回のリーク

すなわち時間軸は直線性ではなく時間的歪がある。な

部位がサンプリングチューブ取り付け部位なので、そお、リークがサンプリングチューブ患者接続部位にあこまでの呼吸ガス吸引流量が 20mL/ 分に減少していれるときは、吸引流量は一定でそのままカプノメータ本

ば、ここに到達するガスは本来の移動時間よりも遅延体に到達するので、空気希釈効果のみでタイムラグのする。そのため、この部位までのタイムラグは本来 2.4延長効果は起こらないと考えられる。カプノグラムも秒であるものが約 5.3 秒に延長していたと推測される

第 3 相の終末部分が上昇する “tails-up” になると推測さ（計算は補足参照）。そして気道内圧伝播のため、吸気れる。Jaffe ら 11）もタイムラグの変化がカプノグラムの相になった時間帯のみガスリークが減少し、その結果形状の違いを生じることを示しているが、時間軸の歪PCO2 の増加が起こる。これが第 3 相の中にある第 2 のについては言及していない。しかし、彼らの論文 11）のプラトー（コブの部分）で、持続時間は吸気時間と近カプノグラムを見ると、同じ換気条件下であるにもか似し、PCO2 は約 28mmHg である。

かわらず、「ラクダのコブ」の有無によって、吸気呼気このようにモニタされるカプノグラムのタイムラグ時間比が異なることがわかる。すなわち時間歪が発生は、カプノメータシステム全体の本来のタイムラグにしている。これは他の “tails-up” の波形を示している報加えて、リークによる呼吸ガス吸引量低下による遅れ告の中で、比較できるカプノグラムが掲載されているが加わっている。すなわち、リーク量が多いほど PCO22 論文 6, 12）で同様な時間歪が発生していることが確認は低下し、かつタイムラグは増大する。そして気道陽できる。

圧がどの時間帯に加わるかによって、第 3 相の PCO2

すなわち、これらに共通しているのは異常を呈して上昇がどの部分になるかが決まる。したがって、気道いる波形上での吸気時間が延長している。これは吸気陽圧の影響が本症例のように第 3 相の途中に現れるこ相の気道陽圧のため CO2 を含まない吸気ガス吸引流量とも起こる。

が増加し、サンプリングシステム内にガス体積として78

May 30, 2018

人工呼吸

Jpn J Respir Care Vol.35 No.1

多く存在するので、カプノグラム上、吸気時間は相対ガス吸引流量に影響を与えると考えられるが、その条的に延長したように見えると推測される。なお、サイ件下での検討である。

ドストリーム型カプノメータでは、リークがなくてもFig.1 から呼気相後半での PCO2 は約 18mmHg、吸気陽圧換気によってサンプリング流量が変動し、それは相の陽圧時での PCO2 28mmHg、Fig.2 から本来の PCO2波形歪・時間歪が生じることが指摘されている。以は 44mmHg とする。吸気時間 TI、呼気時間 TE それ

上のように “triphasic capnogram” も “dual plateau” と同様に呼吸ガス吸引系統のガスリーク（大気吸引）にぞれでのサンプリングチューブ内呼吸ガス吸引流量を
・ ・
VSI、VSE とすると、本来の呼吸ガス吸引流量（50mL/よって出現するものだが、これまでの報告では、時間分）はそれぞれ 28/44、18/44 に減少したと推測できる。

軸の歪などに言及したものはなかった。
引系統のリーク・亀裂などの有無を点検する必要があ

TI 1.58 秒、TE 6.99 秒なので、チューブを流れる平均・呼吸ガス吸引流量 VS を求めると・ ・・VS‌＝VSI・1.58/8.57＋VSE・6.99/8.57

る。また、一般にカプノメータが表示する PETCO2 の値＝50・28/44・1.58/8.57＋50・18/44・6.99/8.57

は、「呼気の終末」ではなく、呼気相での最大値を表示（mL/ 分）
する。Fig. 3 でも PETCO2 28mmHg は第 2 のプラトーの≒23mL/ 分（0.38mL/ 秒）

15）

このような異常波形が見られるときは、呼吸ガス吸最大値を示している。したがって、このような値をもしたがって、リーク部位（すなわちサンプリングチュとに換気条件の評価や設定を変更することは不適切で、ーブと本体接続部位）までのタイムラグは 2÷0.38≒5.3

誤った対応をする危険性がある。さらに全身麻酔中で（秒）と推測される。

あれば同時に測定される麻酔ガス濃度も不正確なので、なお、カプノメータ全体のタイムラグは 5.3＋0.6＝5.9

これをもとに麻酔深度評価をすることは避けるべきで（秒）になり、観察したカプノグラムは実時間よりも 5.9ある。

秒遅れていたことになる。

Ⅳ．結語

今 回 観 察 し た “triphasic capnogram” は “tails-up”、本稿の要旨は、第 38 回日本呼吸療法医学会学術集会（2016 年、名古屋）において発表した。

“dual plateau” と同様にサイドストリーム型カプノメー

本稿の全ての著者には規定された COI はない。

タにおいて、呼吸ガス吸引系統のリーク（大気吸引）および陽圧換気の影響によって形成されていた。この特異な波形は 2 例目の報告だが、ICU での人工呼吸中の異常波形としては初めての報告になる。このようなカプノグラムは、大気希釈による CO2 分圧低下だけでなく、タイムラグの延長、時間軸の時間歪を伴っている。サイドストリーム型カプノメータでは、呼吸ガス吸引系統の接続不良、亀裂などガスリークがないことを確認し、カプノグラムの形にも注意し、異常波形を観察したときは PETCO2 の値は不正確になっていると考

参考文献
1） Martin M, Zupan J, Benumof JL：Unusual end-tidal CO2waveform. Anesthesiology. 1987；66：712-3.
2） Prevedoros HP, Morris RW：An interesting capnographtracing. Anaesth Intensive Care. 1990；18：271.
3） Sims C：An unusual capnogram. Anaesth Intensive Care.
1990；18：272.
4） Sampson I：An unusual capnograph tracing. J Cardiothorac Vasc Anesth. 1994；8：243-5.
5） Healzer JM, Spiegelman WG, Jaffe RA：Internal gas analyzer leak resulting in an abnormal capnogram and incorrect calibration. Anesth Analg. 1995；81：202-3.

えるべきである。

6） Brownlow HA, Bell JC：Abnormal capnogragh trace. An-（補足）吸気相、呼気相での呼吸ガス吸引流量

7） Tripathi M, Pandey M：Atypical “tails-up” capnograph dueの変動とそれによるタイムラグの変化
呼吸ガス吸引流量の変動を補正するとき、厳密には一次応答などを考慮した方法 15）を適用すべきであるが、ここではより単純化して計算した。また、この症例では PEEP が 5cmH2O であり、PEEP は呼気相での呼吸

aesthesia. 2000；55：832-3.
to breach in the sampling tube of side-stream capnometer.
J Clin Monit Comput. 2000；16：17-20.
8） Body SC, Taylor K, Philip JH：Dual-plateau capnogram
caused by cracked sample filter. Anesth Analg. 2000；90：233-4.
9） Apuya JS, Kanter G：A bizarre end-tidal carbon dioxidewaveform. Can J Anaesth. 2002；49：1098-9.

May 30, 2018

79

Usuda Y, et al

10） Rassam S, Hall J, Mecklenburgh J：The double ‘tails-up’capnograph. Anaesthesia. 2004；59：1034-5.
11） Jaffe RA, Talavera JA, Hah JM, et al：The dromedaryitoring. In：Miller’s Anesthesia, 7th Ed. Miller RD（Ed）. Philadelphia, Elsevier, Churchill Livingstone, 2010, pp1411-41.
14） Dorsch JA, Dorsch SE：Gas monitoring. In Understanding

sign--an unusual capnograph tracing. Anesthesiology. 2008；

Anesthesia Equipment, 5th Ed. Dorsch JA, Dorsch SE

109：149-50.

（Eds）, Philadelphia, Wolters Kluwer, Lippincott Williams

12） Zupan J, Martin M, Benumof JL：End-tidal CO2 excretion
waveform and error with gas sampling line leak. AnesthAnalg. 1988；67：579-81.
13） Eskaros SM, Papadakos PJ, Lachmann B：Respiratory mon-& Wilkins, 2008, pp685-726.
15） Farmery AD, Hahn CE：A method of reconstruction ofclinical gas-analyzer signals corrupted by positive-pressure
ventilation. J Appl Physiol. 2001；90：1282-90.

An unusual “dromedary shape” capnogram monitored with ‌a sidestream capnometer during mechanical ventilation
Yutaka USUDA 1）, Futoshi KOTAJIMA 2）, Tetsuhiro TAKEI 3）, Yuka SAEKI 4）
Department of Anesthesiology and Intensive Care Medicine, Saitama Medical University, International
Medical Center

1）‌Present affiliation：Department of Intensive Care Medicine, Yokosuka Kyosai Hospital＊

Department of Anesthesiology and Intensive Care Medicine, Saitama Medical University, International
Medical Center2）‌

Department of Emergency and Critical Care Medicine, Yokohama City Minato Red Cross Hospital3）

Department of Anesthesiology and Intensive Care Medicine, Saitama Medical University, International
Medical Center4）‌＊Present affiliation：Department of Emergency and Critical Care Medicine, Saitama Sekishinkai Hospital
Corresponding author：Yutaka USUDA
Department of Intensive Care Medicine, Yokosuka Kyosai Hospital
1-16, Yonegahama-dori, Yokosuka, 238-8558, JapanKey words：mechanical ventilation, capnometer, capnogram, sidestream, airway pressure, leak

Abstract
Abnormal capnograms are not unusual in clinical monitoring, however, the capnograms of “tails-up” or “dromedary sign” have not been reported in respiratory care settings. An 87-yr-old man with brainstem hemorrhage
was mechanically ventilated through tracheostomy in the ICU. Although the ventilatory mode was pressure
control-synchronized intermittent mandatory ventilation（PC-SIMV）, his spontaneous breaths were absent. An
abnormal capnogram with a single hump midplateau like a dromedary was being monitored with a sidestream
capnometer. At that time, end-tidal（ET）CO2 was 28mmHg on the monitoring display. Because a leak was sus-pected in the gas sampling system of the capnometer, the sampling tube was reconnected firmly, and therefore
a normal capnogram appeared with 44mmHg of ETCO2 .

Abnormal capnograms in the shape of “tails-up” or “dromedary shape” have been described as the result fromroom air aspiration into the sample line through the crack or the loose connection in the gas sampling system.
All the previous cases were reported during general anesthesia sessions. The etiology of “dromedary” capnogramin this ICU patient was the same way of air dilution through the gas sampling system.
In such a situation, it is supposed that not only the displayed ETCO2 value is incorrect, but also the variation insampling rate could result in distortion in the time axis of the capnogram.

Received March 1, 2018
Accepted April 2, 201880

May 30, 2018