低酸素血症

🧠 全体像：低酸素血症は「血液中の酸素が少ない」という所見であり、組織へ酸素が届かない「低酸素症hypoxia低酸素症（hypoxia）hypoxia（低酸素症）」とは別の概念である。認識したら、まずPaCO₂の上昇で肺胞低換気 alveolar hypoventilation 肺胞低換気（alveolar hypoventilation） alveolar hypoventilation（肺胞低換気） を拾い上げ、次にA–a較差 alveolar-arterial oxygen gradient A–a較差（alveolar-arterial oxygen gradient） alveolar-arterial oxygen gradient（A–a較差） で残り4つの機序をふるい分け、最後に酸素投与への反応でシャントと換気血流比不均等 ventilation-perfusion mismatch 換気血流比不均等（ventilation-perfusion mismatch） ventilation-perfusion mismatch（換気血流比不均等） を区別する。パルスオキシメトリpulse oximetry パルスオキシメトリ（pulse oximetry）pulse oximetry（パルスオキシメトリ） は便利だが、一酸化炭素中毒carbon monoxide poisoning一酸化炭素中毒（carbon monoxide poisoning）carbon monoxide poisoning（一酸化炭素中毒）・メトヘモグロビン血症Methemoglobinemiaメトヘモグロビン血症（Methemoglobinemia）Methemoglobinemia（メトヘモグロビン血症）・皮膚色素などで実際の値からずれることを忘れない。

低酸素血症と低酸素症の違い

低酸素血症（血液中の酸素分圧 partial pressure of oxygen酸素分圧（partial pressure of oxygen） partial pressure of oxygen（酸素分圧）・飽和度が低い）と、低酸素症hypoxia低酸素症（hypoxia）hypoxia（低酸素症）・組織低酸素tissue hypoxia 組織低酸素（tissue hypoxia）tissue hypoxia（組織低酸素） （組織へ酸素が届かない）は別の概念である。貧血、一酸化炭素中毒carbon monoxide poisoning一酸化炭素中毒（carbon monoxide poisoning）carbon monoxide poisoning（一酸化炭素中毒）、循環不全ではPaO₂が正常でも組織は低酸素になりうる。低酸素症hypoxia 低酸素症（hypoxia）hypoxia（低酸素症） の4分類（低酸素性hypoxic / hypoxemic低酸素性（hypoxic / hypoxemic）hypoxic / hypoxemic（低酸素性）・貧血性anemic hypoxia貧血性（anemic hypoxia）anemic hypoxia（貧血性）・うっ滞性・組織中毒性histotoxic hypoxia組織中毒性（histotoxic hypoxia）histotoxic hypoxia（組織中毒性））のうち、低酸素血症が原因になるのは低酸素性 hypoxic / hypoxemic 低酸素性（hypoxic / hypoxemic） hypoxic / hypoxemic（低酸素性） 低酸素症 hypoxia 低酸素症（hypoxia） hypoxia（低酸素症） だけである。循環不全（うっ滞性低酸素症 hypoxia低酸素症（hypoxia） hypoxia（低酸素症））を疑う場面では乳酸の上昇が組織低酸素 tissue hypoxia 組織低酸素（tissue hypoxia） tissue hypoxia（組織低酸素） の傍証になる。

低酸素血症は呼吸困難の原因になり、夜間の閉塞性睡眠時無呼吸obstructive sleep apnea, OSA閉塞性睡眠時無呼吸（obstructive sleep apnea, OSA）obstructive sleep apnea, OSA（閉塞性睡眠時無呼吸）では迷走神経緊張 vagal tone 迷走神経緊張（vagal tone） vagal tone（迷走神経緊張） の亢進を介して徐脈を伴うこともある。一方、チアノーゼは脱酸素化ヘモグロビン deoxyhemoglobin 脱酸素化ヘモグロビン（deoxyhemoglobin） deoxyhemoglobin（脱酸素化ヘモグロビン） の絶対量で決まるため、貧血が高度だと低酸素血症があっても目立ちにくい。

臨床的な閾値は、酸素解離曲線oxygen dissociation curve 酸素解離曲線（oxygen dissociation curve）oxygen dissociation curve（酸素解離曲線） の変曲点 inflection point 変曲点（inflection point） inflection point（変曲点） に対応するPaO₂ 60 mmHg未満またはSpO₂ 90%未満である。急性のこの状態は急性呼吸不全 acute respiratory failure 急性呼吸不全（acute respiratory failure） acute respiratory failure（急性呼吸不全） （I型・II型の分類は動脈血液ガスarterial blood gas, ABG動脈血液ガス（arterial blood gas, ABG）arterial blood gas, ABG（動脈血液ガス）に譲る）の中核所見にあたる。慢性に持続する場合は、安静・覚醒時・室内気room air 室内気（room air）room air（室内気） でPaO₂ ≤55 mmHgまたはSpO₂ ≤88%、あるいは浮腫・多血症erythrocytosis多血症（erythrocytosis）erythrocytosis（多血症）・肺性心cor pulmonale 肺性心（cor pulmonale）cor pulmonale（肺性心） を伴うPaO₂ 56〜59 mmHgが在宅酸素療法 home oxygen therapy 在宅酸素療法（home oxygen therapy） home oxygen therapy（在宅酸素療法） の適応の目安になる。

何を測っているか：PaO₂とSpO₂は別物

PaO₂（動脈血に物理溶存 physically dissolved 物理溶存（physically dissolved） physically dissolved（物理溶存） した酸素分圧 partial pressure of oxygen酸素分圧（partial pressure of oxygen） partial pressure of oxygen（酸素分圧））と、SpO₂・SaO₂（ヘモグロビンの酸素飽和度 O₂ saturation酸素飽和度（O₂ saturation） O₂ saturation（酸素飽和度））は違うものを測っている。両者を結ぶのが酸素解離曲線 oxygen dissociation curve 酸素解離曲線（oxygen dissociation curve） oxygen dissociation curve（酸素解離曲線） で、S字型のためSpO₂が90%を切ると、わずかなPaO₂低下が急激なSpO₂低下として現れる。曲線の右方シフト right shift 右方シフト（right shift） right shift（右方シフト） （pH低下・PaCO₂上昇・体温上昇・2,3-BPG上昇）は組織への酸素解離を促し、左方シフトleft shift 左方シフト（left shift）left shift（左方シフト） （その逆＋一酸化炭素 carbon monoxide, CO一酸化炭素（carbon monoxide, CO） carbon monoxide, CO（一酸化炭素））は解離を妨げる。

機序で5つに分ける

💡 換気血流比不均等ventilation-perfusion mismatch 換気血流比不均等（ventilation-perfusion mismatch）ventilation-perfusion mismatch（換気血流比不均等） で酸素がよく効くのは、換気が乏しいだけで肺胞自体は開いているため。シャントだけ酸素が届かないのは、その肺胞に換気が全く無く、静脈血がガス交換されずそのまま素通りするためである。この1点が両者を分ける最大の臨床的手掛かりになる。

A–a較差の使い方

A–a較差alveolar-arterial oxygen gradient A–a較差（alveolar-arterial oxygen gradient）alveolar-arterial oxygen gradient（A–a較差） の計算式と、低換気・低吸入酸素（較差正常）対換気血流比不均等 ventilation-perfusion mismatch換気血流比不均等（ventilation-perfusion mismatch） ventilation-perfusion mismatch（換気血流比不均等）・拡散障害diffusion impairment拡散障害（diffusion impairment）diffusion impairment（拡散障害）・シャント（較差開大）への大分けは動脈血液ガスarterial blood gas, ABG動脈血液ガス（arterial blood gas, ABG）arterial blood gas, ABG（動脈血液ガス）に譲る。ここでは異常値側で押さえる2点を補う。

• 較差の正常上限 upper limit of normal (ULN) 正常上限（upper limit of normal (ULN)） upper limit of normal (ULN)（正常上限） は加齢とともに開くため、固定値では判断しない。目安として(年齢＋10)/4 mmHgまで許容される¹。
• FiO₂が上がると較差そのものが広がるため、酸素投与下の値をそのまま解釈しない。評価は室内気 room air 室内気（room air） room air（室内気） （またはFiO₂を明記した値）を基本とする。

⚠️ 測定上の注意（パルスオキシメトリの落とし穴）

パルスオキシメトリpulse oximetry パルスオキシメトリ（pulse oximetry）pulse oximetry（パルスオキシメトリ） はSpO₂を光吸収から推定するにすぎず、次の状況で実際のSaO₂・PaO₂からずれる。

• 一酸化炭素中毒carbon monoxide poisoning一酸化炭素中毒（carbon monoxide poisoning）carbon monoxide poisoning（一酸化炭素中毒）ではSpO₂が偽って正常域になりうる。 通常の2波長式はCOHbとオキシヘモグロビン oxyhemoglobin オキシヘモグロビン（oxyhemoglobin） oxyhemoglobin（オキシヘモグロビン） を区別できないため、CO中毒を疑ったらSpO₂を信じない。
• メトヘモグロビン血症Methemoglobinemiaメトヘモグロビン血症（Methemoglobinemia）Methemoglobinemia（メトヘモグロビン血症）ではSpO₂がおよそ85%前後で頭打ちになる。 メトヘモグロビンが両波長を強く吸収するためで、PaO₂は正常なことが多く、両者の乖離が診断の手掛かりになる。
• 末梢循環不全peripheral hypoperfusion末梢循環不全（peripheral hypoperfusion）peripheral hypoperfusion（末梢循環不全）、低体温、血管収縮薬vasoconstrictor 血管収縮薬（vasoconstrictor）vasoconstrictor（血管収縮薬） 投与では拍動波形そのものを拾えない。マニキュア・色素、体動も誤差の原因になる。
• ⚠️ 皮膚色素の濃い患者ではSpO₂が実際のSaO₂を過大評価しやすく、低酸素血症を見逃す（潜在性低酸素血症occult hypoxemia潜在性低酸素血症（occult hypoxemia）occult hypoxemia（潜在性低酸素血症））。 黒人患者は白人患者よりこの見逃しがプール有病率 prevalence 有病率（prevalence） prevalence（有病率） 比1.67（95%CI 1.47–1.90）と有意に多く報告されている²。境界値や臨床像との不一致では動脈血液ガス arterial blood gas, ABG 動脈血液ガス（arterial blood gas, ABG） arterial blood gas, ABG（動脈血液ガス） で確認する。
• 動脈血採血側の前分析誤差 preanalytical error 前分析誤差（preanalytical error） preanalytical error（前分析誤差） （気泡air bubble 気泡（air bubble）air bubble（気泡） 混入、過度のヘパリン、搬送遅延・室温放置。とくに著明な白血球増多 leukocytosis 白血球増多（leukocytosis） leukocytosis（白血球増多） 例で顕著）は動脈血液ガスarterial blood gas, ABG動脈血液ガス（arterial blood gas, ABG）arterial blood gas, ABG（動脈血液ガス）の採血手技に譲る。
• 一酸化炭素中毒carbon monoxide poisoning 一酸化炭素中毒（carbon monoxide poisoning）carbon monoxide poisoning（一酸化炭素中毒） やメトヘモグロビン血症 Methemoglobinemia メトヘモグロビン血症（Methemoglobinemia） Methemoglobinemia（メトヘモグロビン血症） を疑う場合、通常のパルスオキシメトリ pulse oximetry パルスオキシメトリ（pulse oximetry） pulse oximetry（パルスオキシメトリ） だけで除外せず、共酸素測定co-oximetry 共酸素測定（co-oximetry）co-oximetry（共酸素測定） でCOHb・メトヘモグロビン分画を含めて実測する。

鑑別の進め方

flowchart TD
    A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='peripheral oxygen saturation'>SpO2</span>低下・低酸素血症を認識"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='arterial blood gas, ABG'>動脈血液ガス</span>で<span class='jp-term jp-term-diagram' title='arterial oxygen partial pressure'>PaO2</span>と<span class='jp-term jp-term-diagram' title='arterial carbon dioxide tension'>PaCO2</span>を確認"]
    B --> C{"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='arterial carbon dioxide tension'>PaCO2</span>は上昇しているか"}
    C -->|"はい"| D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='alveolar hypoventilation'>肺胞低換気</span>を考える<br>薬物・神経筋疾患・肥満低換気を検索"]
    C -->|"いいえ"| E["A-a較差を計算（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='room air'>室内気</span>で）"]
    E --> F{"A-a較差は年齢補正上限内か"}
    F -->|"はい"| G["吸入<span class='jp-term jp-term-diagram' title='partial pressure of oxygen'>酸素分圧</span>低下を考える<br>標高・閉鎖空間を確認"]
    F -->|"いいえ"| H["高濃度酸素へ反応を見る"]
    H --> I{"酸素投与で<span class='jp-term jp-term-diagram' title='arterial oxygen partial pressure'>PaO2</span>は改善するか"}
    I -->|"改善しにくい"| J["シャントを考える<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='atelectasis'>無気肺</span>・肺水腫・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='intracardiac shunt'>心内シャント</span>を検索"]
    I -->|"よく改善する"| K{"安静時から低下か運動で悪化か"}
    K -->|"安静時から低下"| L["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ventilation-perfusion mismatch'>換気血流比不均等</span>を考える"]
    K -->|"運動で顕在化"| M["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='diffusion impairment'>拡散障害</span>を考える"]
    D --> N["画像・心エコーで原因臓器を評価"]
    G --> N
    J --> N
    L --> N
    M --> N

経時変化とモニタリング

単回のPaO₂よりも、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）で扱うP/F比 PaO2/FiO2 ratio P/F比（PaO2/FiO2 ratio） PaO2/FiO2 ratio（P/F比） の推移を追う方が、機序や重症度の変化を捉えやすい。急性期はSpO₂の連続監視で傾向をつかみつつ、境界値や臨床像との不一致では動脈血液ガス arterial blood gas, ABG 動脈血液ガス（arterial blood gas, ABG） arterial blood gas, ABG（動脈血液ガス） で裏付ける。

目標SpO₂は一律ではない。多くの急性疾患では94〜98%を目標に必要最小限へ滴定 titration 滴定（titration） titration（滴定） するが、COPDCOPD（chronic obstructive pulmonary disease）など高CO₂血症リスクがある患者では88〜92%に下げる。⚠️ この群に無制限の高濃度酸素を与えると、低酸素性肺血管収縮pulmonary hypoxic vasoconstriction 低酸素性肺血管収縮（pulmonary hypoxic vasoconstriction）pulmonary hypoxic vasoconstriction（低酸素性肺血管収縮） の解除やハルデン効果 Haldane effect ハルデン効果（Haldane effect） Haldane effect（ハルデン効果） でCO₂が上昇し、CO₂ナルコーシスに至りうる。過剰酸素の害を避けつつ、重篤な低酸素血症の初期治療を血液ガス待ちで遅らせない、という両立が要る。

慢性の低酸素血症で在宅酸素療法 home oxygen therapy 在宅酸素療法（home oxygen therapy） home oxygen therapy（在宅酸素療法） を導入した後も、単回値で終わらせない。安定期stable phase (of a chronic disease) 安定期（stable phase (of a chronic disease)）stable phase (of a chronic disease)（安定期） 開始なら60〜90日後に、室内気room air室内気（room air）room air（室内気）・処方酸素下のSpO₂またはPaO₂を再評価し、必要量が変われば処方を更新する。⚠️ 増悪時・退院時に開始した場合の「1〜4週後と12〜16週後」という時期は、米国胸部学会American Thoracic Society 米国胸部学会（American Thoracic Society）American Thoracic Society（米国胸部学会） の2020年指針が当時のGOLDGOLD（Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease）の推奨として紹介しているもので、GOLD 2026 の本文には残っていない（同レポートが再評価の時期として書いているのは60〜90日である）。

まとめ

• 低酸素血症（血中酸素が低い）と低酸素症 hypoxia低酸素症（hypoxia） hypoxia（低酸素症）・組織低酸素tissue hypoxia 組織低酸素（tissue hypoxia）tissue hypoxia（組織低酸素） （組織へ届かない）は別概念であり、貧血や循環不全ではPaO₂が正常でも組織は低酸素になる。
• 閾値はPaO₂ 60 mmHg未満またはSpO₂ 90%未満で、酸素解離曲線oxygen dissociation curve 酸素解離曲線（oxygen dissociation curve）oxygen dissociation curve（酸素解離曲線） の変曲点 inflection point 変曲点（inflection point） inflection point（変曲点） に対応する。
• PaCO₂上昇の有無で肺胞低換気 alveolar hypoventilation 肺胞低換気（alveolar hypoventilation） alveolar hypoventilation（肺胞低換気） を先に拾い、残りはA–a較差 alveolar-arterial oxygen gradient A–a較差（alveolar-arterial oxygen gradient） alveolar-arterial oxygen gradient（A–a較差） で低吸入酸素と換気血流比不均等 ventilation-perfusion mismatch換気血流比不均等（ventilation-perfusion mismatch） ventilation-perfusion mismatch（換気血流比不均等）・拡散障害diffusion impairment拡散障害（diffusion impairment）diffusion impairment（拡散障害）・シャントに分ける。
• 換気血流比不均等ventilation-perfusion mismatch 換気血流比不均等（ventilation-perfusion mismatch）ventilation-perfusion mismatch（換気血流比不均等） はよく酸素に反応するが、シャントは反応しにくい。これが両者を分ける最大の手掛かりである。
• 一酸化炭素中毒carbon monoxide poisoning一酸化炭素中毒（carbon monoxide poisoning）carbon monoxide poisoning（一酸化炭素中毒）、メトヘモグロビン血症Methemoglobinemiaメトヘモグロビン血症（Methemoglobinemia）Methemoglobinemia（メトヘモグロビン血症）、皮膚色素の濃い患者ではSpO₂が実際の値からずれ、低酸素血症を見逃しうる。
• 目標SpO₂は疾患群 disease group 疾患群（disease group） disease group（疾患群） で異なり、高CO₂血症リスクでは低めに設定し過剰酸素を避ける。