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呼気終末二酸化炭素分圧
End-tidal carbon dioxide
- 別名
- EtCO2ETCO2呼気終末CO2分圧end-tidal carbon dioxide
- 臓器系
- 呼吸器
- 科目
- Intensive Therapy and Anesthesiology
- トピック
- 麻酔科学 A-14:術後呼吸不全麻酔科学 A-15:院内における一次救命処置と二次救命処置麻酔科学 A-16:心拍再開後管理
- 関連疾患
- オピオイド過量循環性ショック(心原性・循環血液量減少性・閉塞性・血液分布異常性)肺血栓塞栓症
🧠 全体像:酸素化と換気は別の軸である。 パルスオキシメトリーpulse oximetry パルスオキシメトリー(pulse oximetry)pulse oximetry(パルスオキシメトリー) (SpO2SpO2, peripheral oxygen saturation)が見ているのは酸素化だけで、酸素投与下ではCO2が貯留して意識レベル level of consciousness 意識レベル(level of consciousness) level of consciousness(意識レベル) が落ちていてもSpO2は最後まで正常に保たれる。EtCO2は換気そのものを連続・非侵襲的にベッドサイドで追える唯一の指標であり、単回の絶対値よりも波形の形とトレンドが情報を持つ。
何を測っているか
呼気終末のCO2分圧は肺胞気 alveolar gas 肺胞気(alveolar gas) alveolar gas(肺胞気) CO2分圧の近似値であり、赤外線吸収を利用したセンサーで測定する。センサー位置により、気道回路に直接組み込むメインストリーム式 mainstream type メインストリーム式(mainstream type) mainstream type(メインストリーム式) (応答が速いが重く結露に弱い)と、少量のガスを細管で吸引し離れたセンサーで測るサイドストリーム式 sidestream type サイドストリーム式(sidestream type) sidestream type(サイドストリーム式) (非挿管患者にも使いやすいが応答にわずかな遅延がある)に分かれる。
波形(カプノグラム)は4相で読む。
| 相 | 対応する呼吸相 | 波形の特徴 |
|---|---|---|
| I相 | 呼気初期 | 死腔dead space 死腔(dead space)dead space(死腔) 気が主体でCO2はほぼ0 |
| II相 | 呼気移行部 | 肺胞気alveolar gas 肺胞気(alveolar gas)alveolar gas(肺胞気) が混じり急峻 steep (dose gradient) 急峻(steep (dose gradient)) steep (dose gradient)(急峻) に立ち上がる |
| III相 | 呼気終末(肺胞気alveolar gas 肺胞気(alveolar gas)alveolar gas(肺胞気) 相) | ほぼ平坦なプラトー plateauプラトー(plateau) plateau(プラトー)。EtCO2はこのプラトー plateau プラトー(plateau) plateau(プラトー) 終末の値 |
| 0相(IV相) | 吸気開始 | 急降下しベースラインへ戻る |
波形が消失・平坦化した場合は、数値だけを見ずに気道・回路・センサーを直ちに点検する。
基準値と単位
単位はmmHg。標準値は35〜45 mmHgで、動脈血液ガスarterial blood gas, ABG動脈血液ガス(arterial blood gas, ABG)arterial blood gas, ABG(動脈血液ガス)のPaCO2PaCO2(arterial carbon dioxide tension)基準値 baseline / reference value 基準値(baseline / reference value) baseline / reference value(基準値) とほぼ重なる。
EtCO2はPaCO2そのものではなく近似にすぎない。両者の較差(PaCO2−EtCO2、a-ET較差)は健常な肺では通常2〜5 mmHgで、死腔dead space 死腔(dead space)dead space(死腔) (換気はされるが血流が届かない肺胞)が増える病態ほど開大する。この較差の大きさこそが臨床情報を持つ——EtCO2の絶対値だけを見て「PaCO2はこの値のはず」と読み替えない。
高値の意味
| 群 | 代表例 | 機序の要点 |
|---|---|---|
| 低換気 | オピオイド・鎮静薬過量(呼吸抑制)、神経筋疾患 | 分時換気量minute ventilation, V̇E 分時換気量(minute ventilation, V̇E)minute ventilation, V̇E(分時換気量) が落ち、CO2が洗い出されず貯留する |
| CO2産生増加 | 発熱、悪性高熱症malignant hyperthermia, MH 悪性高熱症(malignant hyperthermia, MH)malignant hyperthermia, MH(悪性高熱症) (筋強直myotonia筋強直(myotonia)myotonia(筋強直)参照)、敗血症、過剰な栄養投与 | 代謝が亢進しCO2産生量そのものが増える。換気で代償しきれなければEtCO2が上がる |
| 再呼吸rebreathing再呼吸(rebreathing)rebreathing(再呼吸) | 回路の一方向弁 endobronchial one-way valve 一方向弁(endobronchial one-way valve) endobronchial one-way valve(一方向弁) 不良、ソーダライムsoda lime ソーダライム(soda lime)soda lime(ソーダライム) 消耗 wasting; depletion消耗(wasting; depletion) wasting; depletion(消耗)、マスクの密着不良による死腔 dead space 死腔(dead space) dead space(死腔) 増大 | 呼気ガスの一部を再吸入し、吸気にもCO2が混じる |
悪性高熱症malignant hyperthermia, MH 悪性高熱症(malignant hyperthermia, MH)malignant hyperthermia, MH(悪性高熱症) では、説明できないEtCO2上昇が頻脈・筋強直myotonia 筋強直(myotonia)myotonia(筋強直) に先行し、高体温hyperthermia 高体温(hyperthermia)hyperthermia(高体温) はしばしば遅れて出現する。数値の急上昇 surge 急上昇(surge) surge(急上昇) そのものが早期警告 warnings 警告(warnings) warnings(警告) になる。
低値の意味
| 群 | 代表例 | 機序の要点 |
|---|---|---|
| 過換気hyperventilation過換気(hyperventilation)hyperventilation(過換気) | 疼痛・不安、代謝性アシドーシスの呼吸性代償 respiratory compensation呼吸性代償(respiratory compensation) respiratory compensation(呼吸性代償) | 分時換気量minute ventilation, V̇E 分時換気量(minute ventilation, V̇E)minute ventilation, V̇E(分時換気量) が増え、CO2が過剰に洗い出される |
| 心拍出量の急減 | 心停止、肺血栓塞栓症pulmonary embolism, PE肺血栓塞栓症(pulmonary embolism, PE)pulmonary embolism, PE(肺血栓塞栓症)、出血性ショックhemorrhagic shock 出血性ショック(hemorrhagic shock)hemorrhagic shock(出血性ショック) (循環性ショックcirculatory shock循環性ショック(circulatory shock)circulatory shock(循環性ショック)) | 肺への血流そのものが減り、肺胞に届くCO2が減る。EtCO2は換気だけでなく肺血流 pulmonary blood flow 肺血流(pulmonary blood flow) pulmonary blood flow(肺血流) も反映する |
| 回路・気道の異常 | 気管チューブendotracheal tube 気管チューブ(endotracheal tube)endotracheal tube(気管チューブ) の抜管 extubation抜管(extubation) extubation(抜管)・逸脱、回路リーク | サンプリングガスにCO2がほとんど含まれなくなる |
心停止時にEtCO2が急落するのは肺血流 pulmonary blood flow 肺血流(pulmonary blood flow) pulmonary blood flow(肺血流) の停止そのものを表す。換気条件を変えていないのに値が下がったときは、まず肺循環 pulmonary circulation 肺循環(pulmonary circulation) pulmonary circulation(肺循環) と気道回路を疑う。
⚠️ 測定上の注意
- 非挿管患者(鼻カニュラnasal cannula 鼻カニュラ(nasal cannula)nasal cannula(鼻カニュラ) 型サンプリング)では呼気が室内気 room air 室内気(room air) room air(室内気) に希釈されるため、実際のPaCO2より低く出やすい。絶対値をPaCO2の代用として扱わない。
- COPDCOPD(chronic obstructive pulmonary disease)や喘息の増悪では気流閉塞 airflow limitation (airflow obstruction) 気流閉塞(airflow limitation (airflow obstruction)) airflow limitation (airflow obstruction)(気流閉塞) のため呼気がプラトー plateau プラトー(plateau) plateau(プラトー) に達しきらず、a-ET較差が広がる。プラトーplateau プラトー(plateau)plateau(プラトー) の傾斜が緩くなる波形自体も気流閉塞 airflow limitation (airflow obstruction) 気流閉塞(airflow limitation (airflow obstruction)) airflow limitation (airflow obstruction)(気流閉塞) の手がかりになる。
- 水分の凝結や分泌物によるサンプリングラインの閉塞は、実際には正常でも低値・波形消失として現れる。
- 小児は一回換気量 tidal volume 一回換気量(tidal volume) tidal volume(一回換気量) が小さく、サンプリングによる希釈や死腔 dead space 死腔(dead space) dead space(死腔) の影響を受けやすいため、値が実際の肺胞気 alveolar gas 肺胞気(alveolar gas) alveolar gas(肺胞気) CO2から乖離しやすい。
経時変化とモニタリング
単回の絶対値よりトレンドと波形の形を優先して読む。
flowchart TD
A["EtCO2波形を確認"] --> B{"波形は出ているか"}
B -->|"消失・急激な平坦化"| C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='endotracheal tube'>気管チューブ</span>位置・回路接続・<br>サンプリングラインをまず点検"]
B -->|"出ている"| D{"トレンドは"}
D -->|"急激な上昇"| E["CPR中ならROSCを疑う<br>それ以外は低換気・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='rebreathing'>再呼吸</span>・<br>CO2産生増加を検討"]
D -->|"急激な低下"| F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pulmonary blood flow'>肺血流</span>の急減<br>(心停止・肺塞栓・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='hemorrhagic shock'>出血性ショック</span>)を<br>最優先で除外"]
D -->|"緩徐な変化"| G["換気設定・鎮静深度・<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='metabolic state'>代謝状態</span>を確認"]
臨床応用clinical applications 臨床応用(clinical applications)clinical applications(臨床応用) は次の4場面に集約される。
- 気管挿管endotracheal intubation 気管挿管(endotracheal intubation)endotracheal intubation(気管挿管) 後のチューブ tube チューブ(tube) tube(チューブ) 位置確認:波形カプノグラフィ capnography カプノグラフィ(capnography) capnography(カプノグラフィ) の持続的な検出は、気管内への正しい留置を確認する標準的な方法である。食道挿管esophageal intubation 食道挿管(esophageal intubation)esophageal intubation(食道挿管) の除外において、胸部聴診 auscultation 聴診(auscultation) auscultation(聴診) より優先される1。
- 心肺蘇生cardiopulmonary resuscitation (CPR) 心肺蘇生(cardiopulmonary resuscitation (CPR))cardiopulmonary resuscitation (CPR)(心肺蘇生) (CPR)の質とROSCの指標:胸骨圧迫中はEtCO2 10 mmHg以上、理想的には20 mmHg以上を、力学的に十分な圧迫の目安とする。EtCO2の急な上昇は自己心拍再開 return of spontaneous circulation, ROSC 自己心拍再開(return of spontaneous circulation, ROSC) return of spontaneous circulation, ROSC(自己心拍再開) (ROSC)の最初のサイン Sign サイン(Sign) Sign(サイン) として使えるが、低値だけを理由に蘇生を中止しない1。
- 処置的鎮静・術後・オピオイド投与中の呼吸抑制の早期検出:パルスオキシメトリー pulse oximetry パルスオキシメトリー(pulse oximetry) pulse oximetry(パルスオキシメトリー) は酸素投与下では低換気の発見が遅れるため、換気機能はカプノグラフィ capnography カプノグラフィ(capnography) capnography(カプノグラフィ) で持続的に評価する2。
- 人工呼吸器管理mechanical ventilation 人工呼吸器管理(mechanical ventilation)mechanical ventilation(人工呼吸器管理) での換気量調節 volume regulation量調節(volume regulation) volume regulation(量調節):呼吸ごとの連続波 continuous wave 連続波(continuous wave) continuous wave(連続波) 形により、換気設定の変更が実際の換気に反映されているかを、動脈血液ガスarterial blood gas, ABG 動脈血液ガス(arterial blood gas, ABG)arterial blood gas, ABG(動脈血液ガス) の再検を待たずに追える。
まとめ
- EtCO2は換気を連続・非侵襲的にベッドサイドで追える唯一の指標。SpO2が見る酸素化とは別の軸で、酸素投与下ではSpO2が保たれたままCO2が貯留しうる。
- 基準値baseline / reference value 基準値(baseline / reference value)baseline / reference value(基準値) は35〜45 mmHg。PaCO2とのa-ET較差(通常2〜5 mmHg)は死腔 dead space 死腔(dead space) dead space(死腔) が増えると開大し、較差そのものが情報を持つ。
- 高値は低換気・CO2産生増加・再呼吸rebreathing再呼吸(rebreathing)rebreathing(再呼吸)、低値は過換気 hyperventilation過換気(hyperventilation) hyperventilation(過換気)・肺血流pulmonary blood flow 肺血流(pulmonary blood flow)pulmonary blood flow(肺血流) の急減(心停止・肺塞栓・出血性ショックhemorrhagic shock出血性ショック(hemorrhagic shock)hemorrhagic shock(出血性ショック))・回路異常に大別される。
- 非挿管患者での希釈、COPD・喘息でのa-ET差増大、ライン閉塞、小児の小さい一回換気量 tidal volume 一回換気量(tidal volume) tidal volume(一回換気量) に注意する。
- 単回値よりトレンドと波形を見る。気管挿管endotracheal intubation 気管挿管(endotracheal intubation)endotracheal intubation(気管挿管) 確認、CPRの質とROSC、鎮静・術後の呼吸抑制早期検出、人工呼吸器管理mechanical ventilation 人工呼吸器管理(mechanical ventilation)mechanical ventilation(人工呼吸器管理) の4場面で臨床応用 clinical applications 臨床応用(clinical applications) clinical applications(臨床応用) される。
出典
- 1.Part 9: Adult Advanced Life Support | American Heart Association CPR & First Aid(American Heart Association・2025)気管挿管後の連続波形カプノグラフィが気管内留置確認の最も信頼できる方法であること、胸骨圧迫中はEtCO2 10 mmHg以上・理想的には20 mmHg以上を力学的に十分な圧迫の目安とすること、EtCO2の急な上昇が自己心拍再開(ROSC)の検出に使える一方で低値だけを理由に蘇生を中止しないことを確認した閲覧 2026-08-03
- 2.Procedural Sedation(StatPearls Publishing(NCBI Bookshelf)・2025)処置的鎮静では胸壁運動・パルスオキシメトリーに加えてカプノグラフィで換気の適切性を評価すべきこと、呼吸抑制の持続監視にはEtCO2が特に有用であることを確認した閲覧 2026-08-03