第５回 呼吸器
日紫喜 光良医学概論

2014.5.27

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講義項目• ①換気機能• ②酸素化機能• ③酸素運搬機能• ④血液ガス分析• ⑤気道の構造• ⑥肺と胸郭の構造• ⑦肺疾患
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換気機能

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呼吸数
• 健康な成人：１５～１７回／分• 新生児：４０～５０回／分• 睡眠時に少なく、運動時に増加• 外気温、精神的興奮、温浴、体温上昇、その他で変動

4肺気量（１）• １回換気量：安静時に１回の呼吸で出入する空気の量。およそ５００ｍｌ。
• 毎分換気量＝１回換気量ｘ呼吸数– 成人で6,000~8,000mL– 激しい運動時には１０倍以上にも増加• 肺胞換気量＝１回換気量－死腔量– 死腔量：およそ１５０ｍL
5肺気量（２）• 肺活量＝予備吸気量＋１回換気量＋予備呼気量– 成人男性：3,000~4,000mL– 成人女性：2,000~3,000mL6肺気量の測定
スパイログラム「解剖生理学」150頁図５－１８も参照

肺容量（l)
肺活量

一回換気量

残気量

機能的残気量http://csm.jmu.edu/biology/danie2jc/spirogram.jpg/spirogram.jpg

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スパイロメトリー• 努力肺活量(FVC)– 最大限に息を吸えるだけ吸い、それを思い切り強く吐き出した空気の最大量• 「1秒量」（FEV1.0）– 最初の1秒間に吐き出せる空気の量• 「1秒率」（FEV1.0％）– 「1秒量」を「努力肺活量」で割った値• 喘息等の重症度の評価に重要

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呼吸運動
• 胸腔の拡大・縮小– 横隔膜と胸郭– 吸気：胸腔の拡大• 横隔膜：収縮（沈下）• 胸郭：上がる（外肋間筋が収縮）– 呼気：胸腔の縮小• 横隔膜：弛緩（挙上）• 胸郭：下がる（内肋間筋が収縮）「解剖生理学」１４９頁図５－１７、１５３－１５４頁
9換気機能の指標• 動脈血の二酸化炭素分圧– 高い→換気機能の低下

10酸素化機能11肺胞• 内表面は分泌された界面活性物質（サーファクタント）で覆われる。
– リン脂質＋肺サーファクタントタンパク質– 表面張力を下げ、潰れるのを防ぐ– 胎児では３７週以降十分分泌される。

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ガス交換
• ガスの濃度（分圧）の高い方から低い方へガスが移
動• 分圧– 吸気中の酸素分圧：~150mmHg (水蒸気圧を除き0.21をかける)– 肺胞気中の酸素分圧：~100mmHg（二酸化炭素分圧が増加する）– 動脈血：O2 95mmHg, CO2 40mmHg– 静脈血：O2 40mmHg, CO2 46mmHg• 酸素の交換– 肺胞：肺胞内の空気→（毛細血管の壁）→血液– 組織：血液→（毛細血管の壁）→組織13酸素化の指標• 動脈血の酸素分圧– 低い→酸素化機能が低下– ただし、吸気の酸素分圧に依存• 動脈血と肺胞の酸素分圧の差– 酸素吸入時の酸素化機能の指標として重要– 大きい→酸素化機能が低下

14酸素運搬機能15

ガスの運搬• 酸素：ヘモグロビン• 二酸化炭素：炭酸水素イオン(HCO3 )16

肺におけるガス交換：酸素• 肺胞• ヘモグロビン→酸素
ヘモグロビン• 酸素解離曲線：酸素分圧とヘモグロビンの酸素飽和度との関係をあらわす– （ヘモグロビンが最大限に結合可能な場合にくらべて何％酸素を結合しているか）「解剖生理学」１５１頁も参照

酸素解離曲線
橋本悟 他 呼吸管理 (小児ＩＣＵマニュアル第３版) 永井書店 HTML版
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http://www2.kpu-m.ac.jp/~picu/ より

喫煙の影響• 一酸化炭素がヘモグロビンに結合→酸素飽和度の低下• 一酸化炭素ヘモグロビンによる酸素解離曲線の左方移動→酸素を離しにくくなる。

http://www.acute-care.jp/document/bloodgas-museum/smok310a.html
18高山病• 高山では気圧低い– 5500mで海面のおよそ半分（1hPa/10m)– １気圧＝1013hPa=760mmHg• 肺胞気の酸素分圧も低い。
• 血液中の酸素が不足– 目まい、頭痛、嘔吐

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血液ガス分析20

血液ガス分析• 動脈血の– 酸素分圧(PaO2)– 二酸化炭素分圧– pH を測定-• 酸素飽和度(SaO2 )、HCO3 濃度等を計算– 酸素解離曲線より、SaO2 90%はPaO2 60mmHg、SaO2 75%は40mmHgに相当する• 肺胞気酸素分圧(PAO2)を推定– AaDO2 （肺胞気・動脈血酸素分圧較差）の計算に用いる• 呼吸機能障害の評価– 呼吸器疾患がどの程度進行しているか21

AaDO2 （肺胞気・動脈血酸素分圧較差）• 大きい→肺の血流がある部分と換気がある部分との食い違い– 無気肺– 肺梗塞 など

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呼吸不全
• 室内空気吸入時のPaO2が60mmHg以下の状態– 60mmHg~70mmHgのときは、準呼吸不全• 慢性呼吸不全：呼吸不全状態が少なくとも１ヶ月以上持続する場合• I型呼吸不全:PaCO2<=45mmHg– 換気不全を伴わない• II型呼吸不全：PaCO2>45mmHg– 換気不全を伴う
23呼吸器系：構造• 気道– 鼻• 鼻中隔
• 上・中・下甲介• 副鼻腔が開口（「解剖生理学」１４２頁図５－５，６）• 鼻涙管が開口– 咽頭• 鼻部、口部、喉頭部• 耳管が開口– 喉頭（「解剖生理学」１４４頁図５ー８，９）• 食道の前（「解剖生理学」１６１頁図６－７）• 軟骨で覆われる• 喉頭蓋– 嚥下（えんげ）時に喉頭口をふさぎ、食物が気管にはいらないようにする。
– 急性喉頭蓋炎をおこすと呼吸困難→死亡することもある• 声門– 気管・気管支

• 肺
• 胸腔

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気道の構造25鼻腔の構造• 入り口：外鼻孔• 鼻中隔によって左右に分かれる• 鼻前庭と固有鼻腔• 上鼻道、中鼻道、下鼻道– 上鼻甲介、中鼻甲介、下鼻甲介• 出口：後鼻孔26

キーゼルバッハ部位• 鼻中隔の前下部の粘膜下は血管に富み、鼻出血をおこしやすい。
– キーゼルバッハ部位

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副鼻腔
• 鼻腔と交通している、鼻腔周囲の骨中の空洞• 中鼻道と：前頭洞、上顎洞、篩骨洞• 上鼻道と：篩骨洞• 鼻腔上後部と：蝶形骨洞• （下鼻道には鼻涙管が開口）
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咽頭• 口腔・鼻腔→食道の間• 鼻部、口部、喉頭部• 喉頭の後ろを通り、食道に続く• 喉頭と食道の位置関係は？

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喉頭• 喉頭口→気管• 空気の通路• 発声器• 声門：声帯ヒダ（声帯）、声門裂• 軟骨でできている：喉頭蓋など• 喉頭隆起：のどぼとけ
30急性喉頭蓋炎による死亡• 60歳、男性。 元来健康であった。
• 17時、勤務中に左咽頭痛を自覚した。疼痛は徐々に増加した。18時に帰宅。うがいにより左咽頭痛は軽減せず、さらに右咽頭痛と左頚部 の腫脹も自覚したため19時30分に夜間当番医院を受診した。
• 診察中に呼吸困難が出現した。20時40分呼吸停止、バッグマスクで補助換気を行ったものの 心停止となったため救急隊に出場を依頼した。
• 救急隊知覚20時52分、出動20時53分、医院到着20時58分。救急隊到着時、JCS 300, 呼吸停止、脈拍橈骨動脈で触知不能、心電図で心静止を確認した。
• （以下略）

玉川進 急性喉頭蓋炎による窒息の1事例
http://ops.umin.ac.jp/ops/paper/051215aeml_data/pre98_11_3.html

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気管・気管支• 気管：喉頭→気管分岐部– 第６頚椎→第４～５胸椎

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気管・気管支の構造• 右気管支：左よりも太く、短く、急傾斜

幼児のせき、喘鳴（ゼイゼイした呼吸）やチアノーゼ（青くなる）– 右：25度、左：４５度• 異物は右気管支に落ちやすい– ピーナッツ、おもちゃの小さい部品など– とくに３歳以下

気道異物も疑う

独協医大越谷病院小児外科ＨＰより

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肺内での気管支の分岐• 気管支－葉気管支ー区気管支－気管支枝－小葉間細気管支－終末細気管支－呼吸細気管支－肺胞管－肺胞嚢－肺胞34

肺と胸郭の構造35

肺の部位• 肺尖部：肺の上部。鎖骨の上２～３ｃｍのところに達する• 肺底部：肺の下部。横隔膜の上に乗る。

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肺の構造
• 右肺：３つに分かれる(上葉、中葉、下葉）• 左肺：２つに分かれる（上葉、下葉）「解剖生理学」１４５頁図５－１０、１４６頁図５－１２• 肺門部：内側面中央。
– 肺動脈、肺静脈、気管支、気管支動脈・静脈、リンパ管、神経などが通る。

• 肺は胸膜で包まれる。胸膜は肺門部で折れ返る– 肺側胸膜– 壁側胸膜「解剖生理学」１４６頁図５－１２、１４８頁図５－１５37

肺葉• 多角形小葉の集まり• 葉気管支が枝に分かれる– 最も末端部は肺胞

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肺胞• 内表面は分泌された界面活性物質（サーファクタント）で覆われる。
– リン脂質＋肺サーファク
タントタンパク質– 表面張力を下げ、潰れるのを防ぐ– 胎児では３７週以降十分分泌される。

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胸部Ｘ線写真

右正面像

左気管分岐部の拡大

喜利 元貞 体の中を見る､Ｘ線を半導体で数えて より。
http://homepage2.nifty.com/kirislab/40

胸部X線写真で見えるものの例• 心臓
• 大動脈
• 肺動脈
• 気管・気管支• 横隔膜• 胃の中の気泡縦隔内。
重なって見える。

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縦隔• 左右の肺にはさまれた胸腔の正中部– 上部：心臓より上– 下部• 前部：胸腺の下部• 中部：心臓、上行大動脈、肺動・静脈、上大静脈• 後部：気管支、食道、胸大動脈、奇静脈、半奇静脈、迷走神経、胸管「解剖生理学」１４８頁図５－１５，１６42

呼吸運動• 胸腔の拡大・縮小– 横隔膜と胸郭– 吸気：胸腔の拡大• 横隔膜：収縮（沈下）• 胸郭：上がる（外肋間筋が収縮）– 呼気：胸腔の縮小• 横隔膜：弛緩（挙上）• 胸郭：下がる（内肋間筋が収縮）「解剖生理学」１４９頁図５－１７、１５３－１５４頁
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呼吸器に関連した疾患の例

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気管支内の異物• 右気管支：左よりも太く、短く、急傾斜

幼児のせき、喘鳴（ゼイゼイした呼吸）やチアノーゼ（青くなる）– 右：25度、左：４５度• 異物は右気管支に落ちやすい– ピーナッツ、おもちゃの小さい部品など– とくに３歳以下

気道異物も疑う

独協医大越谷病院小児外科ＨＰより

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急性喉頭蓋炎による死亡例• 60歳、男性。 元来健康であった。
• 17時、勤務中に左咽頭痛を自覚した。疼痛は徐々に増加した。18時に帰宅。うがいにより左咽頭痛は軽減せず、さらに右咽頭痛と左頚部 の腫脹も自覚したため19時30分に夜間当番医院を受診した。
• 診察中に呼吸困難が出現した。20時40分呼吸停止、バッグマスクで補助換気を行ったものの 心停止となったため救急隊に出場を依頼した。
• 救急隊知覚20時52分、出動20時53分、医院到着20時58分。救急隊到着時、JCS 300, 呼吸停止、脈拍橈骨動脈で触知不能、心電図で心静止を確認した。
• （以下略）

玉川進 急性喉頭蓋炎による窒息の1事例http://ops.umin.ac.jp/ops/paper/051215aeml_data/pre98_11_3.html

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慢性閉塞性肺疾患(COPD)• 長期間にわたる喫煙習慣が主な原因• 気道･気管支の障害• 主な症状– 息切れ– しつこく続く咳や痰– ぜいぜいいう（喘鳴）• スパイロメトリーでは– 一秒率の低下がみられる（＜７０％）47