体プレチスモグラフィ

🧠 全体像：スパイロメトリー spirometry スパイロメトリー（spirometry） spirometry（スパイロメトリー） が測るのは「吐き切れる量」までである。最大努力で呼出しても肺に残る量——残気量 residual volume, RV 残気量（residual volume, RV） residual volume, RV（残気量） （RV）と、それを含む全肺気量 total lung capacity (TLC) 全肺気量（total lung capacity (TLC)） total lung capacity (TLC)（全肺気量） （TLC）は、スパイロメトリーspirometry スパイロメトリー（spirometry）spirometry（スパイロメトリー） では原理的に測れない。体プレチスモグラフィbody plethysmography 体プレチスモグラフィ（body plethysmography）body plethysmography（体プレチスモグラフィ） は気密ボックス内でボイルの法則 Boyle's law ボイルの法則（Boyle's law） Boyle's law（ボイルの法則） を用い、この「吐き切っても残る量」を直接測る検査であり、スパイロメトリーspirometryスパイロメトリー（spirometry）spirometry（スパイロメトリー）が「疑い」までしか言えない拘束性換気障害 restrictive ventilatory impairment 拘束性換気障害（restrictive ventilatory impairment） restrictive ventilatory impairment（拘束性換気障害） を「確定」に格上げする対の検査である。

何を測っているか

気密ボックス内に座らせ、口元のシャッターを閉じた状態で浅く速い呼吸努力 respiratory effort 呼吸努力（respiratory effort） respiratory effort（呼吸努力） （パンティングpanting maneuverパンティング（panting maneuver）panting maneuver（パンティング））をさせる。閉鎖気道closed airway 閉鎖気道（closed airway）closed airway（閉鎖気道） に対する呼吸努力 respiratory effort 呼吸努力（respiratory effort） respiratory effort（呼吸努力） で胸郭内の圧・容積がわずかに変化するとき、口腔内圧の変化と、ボックス内圧・容積の変化を同時に記録し、等温下で圧と容積の積が一定になるというボイルの法則 Boyle's law ボイルの法則（Boyle's law） Boyle's law（ボイルの法則） から胸腔内 intrathoracic 胸腔内（intrathoracic） intrathoracic（胸腔内） ガス量（多くの場合FRCに相当）を算出する¹。シャッターを開いた状態でも同時に呼吸させ、口腔内圧と気流の関係から気道抵抗 airway resistance (Raw) 気道抵抗（airway resistance (Raw)） airway resistance (Raw)（気道抵抗） を求める。

シャッター開放時に描かれる圧-流量ループ pressure-flow loop 圧-流量ループ（pressure-flow loop） pressure-flow loop（圧-流量ループ） の形にも情報がある。正常では単純な形になるが、上気道など中枢性の閉塞、気道が不均一に狭くなっている状態、喘息のような左右対称性の閉塞、肺気腫でみられる呼気時の気道虚脱 airway collapse 気道虚脱（airway collapse） airway collapse（気道虚脱） では、それぞれ異なる歪み方で現れる。RV・FRC・TLCはいずれもBTPS補正 BTPS correction BTPS補正（BTPS correction） BTPS correction（BTPS補正） した値（L）で報告する。

基準値と単位

RV・FRC・TLC・RV/TLC比は年齢・身長・性別に対応する予測値に対する%表示で報告され、実務では80〜120%予測値を目安とする運用が広く使われている¹。ただし年齢による偏りを避けるため、スパイロメトリーspirometryスパイロメトリー（spirometry）spirometry（スパイロメトリー）と同様に、GLIの人種中立参照式によるzスコア-1.645（下側5パーセンタイル percentileパーセンタイル（percentile） percentile（パーセンタイル））を正常下限 lower limit of normal 正常下限（lower limit of normal） lower limit of normal（正常下限） （LLN）とし、これを下回るかどうかでTLC低値を判定する方式が現行の標準になりつつある²。

異常値の意味

所見は機序で3群に整理すると読みやすい。

TLC低下は拘束性換気障害 restrictive ventilatory impairment 拘束性換気障害（restrictive ventilatory impairment） restrictive ventilatory impairment（拘束性換気障害） を確定するが、肺気量lung volume 肺気量（lung volume）lung volume（肺気量） の値だけでは肺実質性・胸郭性・神経筋性のどれかまでは決められない。神経筋疾患では呼気筋力低下によりRVだけが増えることがあり、最大吸気圧maximal inspiratory pressure (MIP)最大吸気圧（maximal inspiratory pressure (MIP)）maximal inspiratory pressure (MIP)（最大吸気圧）・最大呼気圧maximal expiratory pressure (MEP)最大呼気圧（maximal expiratory pressure (MEP)）maximal expiratory pressure (MEP)（最大呼気圧）や臨床所見 clinical signs 臨床所見（clinical signs） clinical signs（臨床所見） と合わせて判断する。

⚠️ 測定上の注意

ガス希釈法gas dilution method ガス希釈法（gas dilution method）gas dilution method（ガス希釈法） （ヘリウム希釈helium dilutionヘリウム希釈（helium dilution）helium dilution（ヘリウム希釈）・窒素洗い出しnitrogen washout窒素洗い出し（nitrogen washout）nitrogen washout（窒素洗い出し））との違いが、このノートの固有価値である。 ガス希釈法gas dilution method ガス希釈法（gas dilution method）gas dilution method（ガス希釈法） は吸入したトレーサーガス tracer gas トレーサーガス（tracer gas） tracer gas（トレーサーガス） が到達する、気道と交通のある肺胞しか測れない。ブラや高度の気道閉塞があると交通のない気腔 airspace 気腔（airspace） airspace（気腔） がガス希釈法 gas dilution method ガス希釈法（gas dilution method） gas dilution method（ガス希釈法） の測定から漏れ、FRC・TLCを過小評価する。体プレチスモグラフィbody plethysmography 体プレチスモグラフィ（body plethysmography）body plethysmography（体プレチスモグラフィ） は交通の有無を問わず胸腔内 intrathoracic 胸腔内（intrathoracic） intrathoracic（胸腔内） の全ガス量を圧の変化として捉えるため、この場合はより高値になる。

COPDCOPD（chronic obstructive pulmonary disease）では体プレチスモグラフィ body plethysmography 体プレチスモグラフィ（body plethysmography） body plethysmography（体プレチスモグラフィ） によるTLCがガス希釈法 gas dilution method ガス希釈法（gas dilution method） gas dilution method（ガス希釈法） より2〜3L高くなることもあり、この差は測定誤差 measurement error 測定誤差（measurement error） measurement error（測定誤差） ではなくエアトラッピング air trapping エアトラッピング（air trapping） air trapping（エアトラッピング） の定量として扱える¹。

このほか、閉所恐怖症claustrophobia 閉所恐怖症（claustrophobia）claustrophobia（閉所恐怖症） でボックス内に留まれない、体格や筋力低下でボックスへの出入り・シャッター閉鎖時の呼吸操作が難しい、パニックで検査が中断される、といった患者要因が測定の妨げになる。高度の気道閉塞や誘発された気管支攣縮 bronchospasm 気管支攣縮（bronchospasm） bronchospasm（気管支攣縮） では、パンティングpanting maneuver パンティング（panting maneuver）panting maneuver（パンティング） の速度が速すぎると胸腔内 intrathoracic 胸腔内（intrathoracic） intrathoracic（胸腔内） ガス量を過大評価しうるため、約1Hzの遅いパンティング panting maneuver パンティング（panting maneuver） panting maneuver（パンティング） を維持する必要がある¹。

パンティングpanting maneuver パンティング（panting maneuver）panting maneuver（パンティング） 時に描かれるループが閉じていない、または大きく歪んでいる記録は、シャッター閉鎖時の呼吸努力 respiratory effort 呼吸努力（respiratory effort） respiratory effort（呼吸努力） が不十分・不安定だったことを示し、その回の測定は解釈に使わない。絶対禁忌absolute contraindication 絶対禁忌（absolute contraindication）absolute contraindication（絶対禁忌） はないが、経気管酸素カテーテルtranstracheal oxygen catheter経気管酸素カテーテル（transtracheal oxygen catheter）transtracheal oxygen catheter（経気管酸素カテーテル）・胸腔ドレーンtube thoracostomy 胸腔ドレーン（tube thoracostomy）tube thoracostomy（胸腔ドレーン） などの体内留置物や持続酸素投与がボックス内での検査を物理的に妨げる場合がある¹。

次に進むべき検査

拘束性換気障害restrictive ventilatory impairment 拘束性換気障害（restrictive ventilatory impairment）restrictive ventilatory impairment（拘束性換気障害） が確定したら、肺拡散能diffusing capacity of the lung肺拡散能（diffusing capacity of the lung）diffusing capacity of the lung（肺拡散能）（DLCODLCO, diffusing capacity of the lung for carbon monoxide）で肺実質性（間質性肺疾患interstitial lung disease, ILD 間質性肺疾患（interstitial lung disease, ILD）interstitial lung disease, ILD（間質性肺疾患） など、DLCO低下）か肺外性（胸郭・神経筋・肥満、DLCO比較的保たれる）かを鑑別する。

flowchart TD
    A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='spirometry'>スパイロメトリー</span><br>気流・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='vital capacity'>肺活量</span>を評価"] --> B{"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='restrictive ventilatory impairment'>拘束性換気障害</span>の疑い？<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='forced vital capacity'>FVC</span>低下・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='forced expiratory volume in one second'>FEV1</span>/<span class='jp-term jp-term-diagram' title='forced vital capacity'>FVC</span>正常〜上昇"}
    B -->|"はい"| C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='body plethysmography'>体プレチスモグラフィ</span><br>TLC・RV・RV/TLC比を実測"]
    C --> D{"TLC低下？"}
    D -->|"はい"| E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='restrictive ventilatory impairment'>拘束性換気障害</span>を確定"]
    D -->|"いいえ"| F["拘束は否定的<br>非特異的パターンとして再評価"]
    E --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='diffusing capacity of the lung'>肺拡散能</span>（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='diffusing capacity of the lung for carbon monoxide'>DLCO</span>）<br>肺実質性か肺外性かを鑑別"]
    B -->|"いいえ"| H["閉塞性なら<span class='jp-term jp-term-diagram' title='air trapping'>エアトラッピング</span>評価に利用"]

まとめ

• スパイロメトリーspirometry スパイロメトリー（spirometry）spirometry（スパイロメトリー） は吐き切れる量しか測れない。体プレチスモグラフィbody plethysmography 体プレチスモグラフィ（body plethysmography）body plethysmography（体プレチスモグラフィ） は吐き切っても肺に残る量（RV・FRC・TLC）を、気密ボックス内でボイルの法則 Boyle's law ボイルの法則（Boyle's law） Boyle's law（ボイルの法則） を用いて実測する。
• TLC低下は拘束性換気障害 restrictive ventilatory impairment 拘束性換気障害（restrictive ventilatory impairment） restrictive ventilatory impairment（拘束性換気障害） を確定する。TLC・RV・RV/TLC比の上昇は肺過膨張 pulmonary hyperinflation肺過膨張（pulmonary hyperinflation） pulmonary hyperinflation（肺過膨張）・エアトラッピングair trapping エアトラッピング（air trapping）air trapping（エアトラッピング） を、気道抵抗airway resistance (Raw) 気道抵抗（airway resistance (Raw)）airway resistance (Raw)（気道抵抗） 上昇・sGaw低下は気道閉塞を示す。
• 予測値に対する%表示が中心だが、年齢バイアス bias バイアス（bias） bias（バイアス） を避けるにはGLI参照式によるLLN（zスコア-1.645）で判定する方が正確である。
• ガス希釈法gas dilution method ガス希釈法（gas dilution method）gas dilution method（ガス希釈法） は交通のある肺胞しか測れず、ブラや高度気道閉塞でFRC・TLCを過小評価する。体プレチスモグラフィbody plethysmography 体プレチスモグラフィ（body plethysmography）body plethysmography（体プレチスモグラフィ） との差そのものがトラップされた気腔 airspace 気腔（airspace） airspace（気腔） の量を示す。
• 閉所恐怖claustrophobia閉所恐怖（claustrophobia）claustrophobia（閉所恐怖）・体格・協力度の制約 Limitations 制約（Limitations） Limitations（制約） があり、高度の気道閉塞ではパンティング panting maneuver パンティング（panting maneuver） panting maneuver（パンティング） 速度を遅くしないと値が過大評価されうる。
• 拘束性restrictive 拘束性（restrictive）restrictive（拘束性） が確定したら肺拡散能 diffusing capacity of the lung 肺拡散能（diffusing capacity of the lung） diffusing capacity of the lung（肺拡散能） へ進み、肺実質性か肺外性かを鑑別する。