機械換気 (医学)
機械換気(きかいかんき、英: mechanical ventilation)、補助換気(ほじょかんき、英: assisted ventilation)、または間欠的強制換気(英語版)(Intermittent Mandatory Ventilation: IMV)は、人工呼吸器と呼ばれる機械を用いて、本来の自然呼吸に代わって全面的または補助的に人工呼吸を行うことを意味する医学用語である。医学文献上、人工呼吸とほぼ同義だが、バッグバルブマスクなどを用いた用手換気は人工呼吸には含まれても、機械換気ではない。人工呼吸器は、肺への空気の出入りを助け、酸素の供給と二酸化炭素の除去を助けることを主な目的としている。機械的または神経学的な原因による気道の障害に対する保護、十分な酸素供給の確保、肺から過剰な二酸化炭素を除去するためなど、さまざまな理由で人工呼吸器を用いる。
患者がICUに入室する主な理由の1つは、人工呼吸を行うためである。人工呼吸中の患者をモニターすることは、多くの臨床応用の状況がある。病態生理の理解の促進、診断の補助、患者管理の指針、合併症の回避、病態の傾向の評価などである。
換気中の患者では、FIO2を調整する際にパルスオキシメトリーがよく使われる。SpO2の信頼できる目標値は95%以上である。
患者の総PEEPは、人工呼吸器で呼気を続けること(呼吸ホールド)で知ることができる。これが設定PEEPよりも高い場合は、呼気を全て吐き出しきれない"Air Trapping"があることを示している。
プラトー圧は、吸気を続けること(吸気ホールド)で確認することができる。これは、患者の肺に実際にかかっている圧力を示している。
ループ表示は、患者の肺で何が起こっているかを知るために有用である。これには、流量-体積ループと圧力-体積ループが含まれる。ループは、コンプライアンスと抵抗の変化を示すことができる。
GE Carestationを使用すると、機能的残気量(英語版)を測定することができる。
最新の人工呼吸器には高度なモニタリングツールが搭載されている。また、人工呼吸器とは別に作動するモニターもあり、人工呼吸器を外した後の患者を監視することも可能である。
1998年のラリンジアルマスクエアウェイ(LMA)の導入後、声門上器具は、待機的麻酔でも緊急麻酔の両方でよく用いられるようになってきている。SGAには、コンビチューブ(英語版)、ラリンジアルチューブ(英語版)、旧式の食道閉鎖式エアウェイ (esophageal obturator airway: EOA) など、さまざまなタイプがある。
気管切開 - 患者が数週間にわたって人工呼吸器を必要とする場合、気管切開が最も適した気管へのアクセスとなる場合がある。気管切開は、外科的に気管に穴を開ける方法である。気管切開チューブは忍容性が高く、多くの場合、機械換気中に鎮静剤を用いる必要はない。既存の重篤な呼吸器疾患のある患者や、人工呼吸からの離脱が困難と予想される患者、すなわち筋力の予備力の低い患者には、治療中の早い段階で気管切開チューブを挿入することがある。。在宅医療・介護での管理にも向く。家族も訓練を受ければ気管吸引や呼吸器の操作などが出来る。死腔が少ないという利点もある。
輪状甲状靱帯切開 - 気管挿管がうまくいかず、緊急に気道確保が必要な患者では、輪状甲状靱帯(英語版)を外科的に切開し、開口部からチューブを挿入する必要がある場合がある。これは気管切開に似ているが、輪状甲状靱帯切開術は緊急時に行われるものである。
マウスピース - あまり一般的ではないインターフェースで、誤嚥に対する保護にはならない。患者が咥えられない場合は、それを保持するのに役立つフランジを持つ口唇密閉型マウスピースがある。
現代の陽圧人工呼吸器の設計は、主に第二次世界大戦中に高高度で戦闘機パイロットに酸素を供給するために軍が行った技術開発が基になっている。高容量/低圧カフを備えた安全な気管チューブが開発され、この種の人工呼吸器が鉄の肺に取ってかわっていった。陽圧人工呼吸器は、1950年代のスカンジナビアと米国でのポリオの流行時に人気が高まり、現代の換気療法の始まりとなった。気管切開チューブから50%の酸素を供給して陽圧で手動換気することで、ポリオによる呼吸麻痺の患者の死亡率を低下させることにつながった。しかし、この手作業には膨大なマンパワーが必要なため、機械式陽圧換気装置の普及が進んだ。
陽圧人工呼吸器は、気管チューブまたは気管切開チューブを通して患者の気道内圧を上昇させることで機能する。人工呼吸器の呼吸が終了するまで、陽圧によって空気が気道に流れ込む。その後、気道内圧はゼロになり、胸壁と肺の弾性反動によって、1回換気量(英語版)が押し出され、受動呼気によって息を吐き出す。