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経横隔膜圧
Transdiaphragmatic pressure
- 別名
- Pdi経横隔膜圧測定
- 臓器系
- 呼吸器神経
- 科目
- PulmonologyNeurology
- トピック
- 呼吸器内科 04:呼吸機能検査:静的・動的肺気量神経内科 G3-22:筋萎縮性側索硬化症
- 関連疾患
- 筋萎縮性側索硬化症
🧠 全体像:MIP・MEPやSNIPは口腔内圧・鼻腔内圧intranasal pressure鼻腔内圧(intranasal pressure)intranasal pressure(鼻腔内圧)という「出口」で吸気筋inspiratory muscle吸気筋(inspiratory muscle)inspiratory muscle(吸気筋)全体の合力を測る。これに対して経横隔膜圧transdiaphragmatic pressure経横隔膜圧(transdiaphragmatic pressure)transdiaphragmatic pressure(経横隔膜圧)(Pdi)は、鼻から胃と食道下部へ留置した2本のバルーンカテーテルballoon catheterバルーンカテーテル(balloon catheter)balloon catheter(バルーンカテーテル)で胃内圧Pga胃内圧(Pga)Pga(胃内圧)と食道内圧Pes食道内圧(Pes)Pes(食道内圧)を同時に記録し、その差──横隔膜という単一の筋が実際に発生させている圧そのもの──を取り出す検査である。他のどの呼吸筋力検査respiratory muscle strength testing呼吸筋力検査(respiratory muscle strength testing)respiratory muscle strength testing(呼吸筋力検査)も、横隔膜だけの寄与をここまで分離して定量することはできない。
何を測っているか
経横隔膜圧transdiaphragmatic pressure経横隔膜圧(transdiaphragmatic pressure)transdiaphragmatic pressure(経横隔膜圧)は、腹腔内圧intra-abdominal pressure腹腔内圧(intra-abdominal pressure)intra-abdominal pressure(腹腔内圧)を代表する胃内圧(Pga)から胸腔内圧intrathoracic pressure胸腔内圧(intrathoracic pressure)intrathoracic pressure(胸腔内圧)を代表する食道内圧esophageal pressure食道内圧(esophageal pressure)esophageal pressure(食道内圧)(Pes)を差し引いた値(Pdi = Pga − Pes)であり、食道内圧esophageal pressure食道内圧(esophageal pressure)esophageal pressure(食道内圧)・胃内圧の差分として横隔膜収縮diaphragmatic contraction横隔膜収縮(diaphragmatic contraction)diaphragmatic contraction(横隔膜収縮)そのものを定量する1。横隔膜が収縮すると腹腔内容が圧迫されてPgaは陽性側へ、胸腔内intrathoracic胸腔内(intrathoracic)intrathoracic(胸腔内)は陰圧化development of negative pressure陰圧化(development of negative pressure)development of negative pressure(陰圧化)してPesはより陰性側へ動くため、両者の差はそのまま横隔膜が生み出した圧を表す。
MIP・SNIPが口や鼻という「出口」の圧を測る以上、胸郭を動かす補助呼吸筋accessory respiratory muscle補助呼吸筋(accessory respiratory muscle)accessory respiratory muscle(補助呼吸筋)や胸郭・肺自体の弾性の寄与も一緒に含んでしまう。Pdiだけが、横隔膜という単一の筋の収縮力を他の吸気筋inspiratory muscle吸気筋(inspiratory muscle)inspiratory muscle(吸気筋)から切り離して評価できる。
基準値と単位
単位はcmH2O。ただし他の検査値Labs検査値(Labs)Labs(検査値)のような年齢・性別ごとの単純な基準範囲reference range基準範囲(reference range)reference range(基準範囲)は存在しない。測定法によって「何をもって異常とするか」の考え方そのものが変わるためである。
随意的voluntary随意的(voluntary)voluntary(随意的)な測定(鼻すすり時Pdi・最大吸気maximal inspiration最大吸気(maximal inspiration)maximal inspiration(最大吸気)時Pdi)は患者の努力に強く依存し値のばらつきが大きいため、単一のカットオフcut-offカットオフ(cut-off)cut-off(カットオフ)での判定に向かない1。一方、両側横隔神経刺激bilateral phrenic nerve stimulation両側横隔神経刺激(bilateral phrenic nerve stimulation)bilateral phrenic nerve stimulation(両側横隔神経刺激)による非随意的voluntary随意的(voluntary)voluntary(随意的)な測定(単収縮single twitch単収縮(single twitch)single twitch(単収縮)時Pdi)は努力に依存しないぶん再現性が高く、単収縮single twitch単収縮(single twitch)single twitch(単収縮)時Pdiが15 cmH2Oを下回る場合は横隔膜機能不全diaphragmatic dysfunction横隔膜機能不全(diaphragmatic dysfunction)diaphragmatic dysfunction(横隔膜機能不全)を示すとされる1。
手技と判定基準
| 測定法 | 手技 | 特徴 |
|---|---|---|
| 随意的voluntary随意的(voluntary)voluntary(随意的)測定(鼻すすり時Pdi・最大吸気maximal inspiration最大吸気(maximal inspiration)maximal inspiration(最大吸気)時Pdi) | 鼻すすり動作、または閉鎖気道closed airway閉鎖気道(closed airway)closed airway(閉鎖気道)に対する最大吸気maximal inspiration最大吸気(maximal inspiration)maximal inspiration(最大吸気)努力をさせながらPga・Pesを同時記録する | 患者の協力と最大努力を要し、値のばらつきが大きい1 |
| 非随意的voluntary随意的(voluntary)voluntary(随意的)測定(単収縮single twitch単収縮(single twitch)single twitch(単収縮)時Pdi) | 頸部で両側横隔神経phrenic nerve横隔神経(phrenic nerve)phrenic nerve(横隔神経)を磁気刺激magnetic stimulation磁気刺激(magnetic stimulation)magnetic stimulation(磁気刺激)または電気刺激し、不随意に収縮した横隔膜のPga・Pesを記録する | 患者の努力に依存しないため、協力不良例や努力不足が疑われる例でも解釈できる |
単収縮single twitch単収縮(single twitch)single twitch(単収縮)時Pdiが呼吸筋力評価の基準検査とされる理由はここにある。 横隔神経phrenic nerve横隔神経(phrenic nerve)phrenic nerve(横隔神経)刺激に反応して生じる陰圧を測る方法が、横隔膜の機械的機能を定量する最も確実な手段とされる1。刺激そのものの方式(経皮的電気刺激transcutaneous electrical stimulation経皮的電気刺激(transcutaneous electrical stimulation)transcutaneous electrical stimulation(経皮的電気刺激)と磁気刺激magnetic stimulation磁気刺激(magnetic stimulation)magnetic stimulation(磁気刺激)の使い分け、それぞれの利点・欠点)は横隔神経伝導検査phrenic nerve conduction study横隔神経伝導検査(phrenic nerve conduction study)phrenic nerve conduction study(横隔神経伝導検査)と共通するため、そちらを参照。
⚠️ 測定上の注意
- バルーンの位置ずれ・較正不良calibration failure較正不良(calibration failure)calibration failure(較正不良)は値そのものを狂わせる。 充填量が不足すれば圧を過小評価し、過剰なら過大評価する。体位や胸腔内圧intrathoracic pressure胸腔内圧(intrathoracic pressure)intrathoracic pressure(胸腔内圧)が大きく変わる場面(人工呼吸中のPEEP変更など)では、そのつど適正な充填量を確認し直す必要がある2。
- 心拍によるアーチファクトartifactアーチファクト(artifact)artifact(アーチファクト)。 食道バルーンesophageal balloon食道バルーン(esophageal balloon)esophageal balloon(食道バルーン)が心臓の直下を通る位置にあると心拍動が波形に混入する。カテーテルをやや引き戻し中部食道middle (thoracic) esophagus中部食道(middle (thoracic) esophagus)middle (thoracic) esophagus(中部食道)へ位置を調整すると軽減できる2。
- 食道の蠕動運動peristalsis蠕動運動(peristalsis)peristalsis(蠕動運動)も圧記録を乱しうる。 嚥下や自発的な食道収縮が一過性の圧変化として記録に混入することがある。
- 腹壁筋の共収縮はPdiを過大評価させる。 努力性strain努力性(strain)strain(努力性)の吸気では腹筋が同時に収縮してPgaを押し上げることがあり、横隔膜自体の収縮力を実際より高く見積もってしまう。
- 鼻からの挿入は不快感が強い。 バルーンカテーテルballoon catheterバルーンカテーテル(balloon catheter)balloon catheter(バルーンカテーテル)2本を同時に経鼻挿入transnasal insertion経鼻挿入(transnasal insertion)transnasal insertion(経鼻挿入)するため、患者の拒否や不忍容intolerance不忍容(intolerance)intolerance(不忍容)が起こりやすい。
- 実施できる施設が限られる。 専門的な技術と機材、相応の時間を要するため日常臨床には向かず、多くは呼吸生理検査respiratory physiology testing呼吸生理検査(respiratory physiology testing)respiratory physiology testing(呼吸生理検査)に習熟した施設に限られる1。
- 人工呼吸中の測定は換気設定の影響を受ける。 PEEPや体位、腹腔内圧intra-abdominal pressure腹腔内圧(intra-abdominal pressure)intra-abdominal pressure(腹腔内圧)が変わるとバルーンの至適充填量も変わるため、設定変更後は較正calibration較正(calibration)calibration(較正)をやり直す必要がある2。
経時変化とモニタリング
Pdi、とりわけtwitch Pdiは侵襲的で手技の負荷が大きく、経過を追って繰り返す検査ではない。診断確定や周術期評価perioperative assessment周術期評価(perioperative assessment)perioperative assessment(周術期評価)、MIP・MEPなど非侵襲的検査だけでは判断がつかない場面で一度だけ測定し、確定診断・重症度の裏づけに使う位置づけが基本になる。進行性の神経筋疾患を繰り返し経過観察する場合は、MIP・MEPや肺活量vital capacity肺活量(vital capacity)vital capacity(肺活量)など非侵襲的な指標を用いる。
位置づけ/次に進むべき検査
呼吸筋力の評価は、侵襲度の低い検査から始めて必要に応じて踏み込んでいく。
flowchart TD
A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='vital capacity'>肺活量</span>(臥位・立位差)"] --> B["MIP・MEP"]
B --> C["SNIP"]
C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='diaphragm ultrasonography'>横隔膜超音波</span><br>(動き・厚みを直接見る)"]
D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='phrenic nerve conduction study'>横隔神経伝導検査</span><br>(伝導路を評価)"]
E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Pdi'>経横隔膜圧</span><br>(発生する力そのものを評価)"]
横隔神経伝導検査phrenic nerve conduction study横隔神経伝導検査(phrenic nerve conduction study)phrenic nerve conduction study(横隔神経伝導検査)とPdiは競合ではなく補完関係にある。横隔神経伝導検査phrenic nerve conduction study横隔神経伝導検査(phrenic nerve conduction study)phrenic nerve conduction study(横隔神経伝導検査)が明らかにするのは「信号が神経を伝わっているか」であり、Pdiが明らかにするのは「その信号を受けて筋が実際にどれだけの力を出せるか」である。神経は保たれているのに力が出なければ横隔膜自体の筋障害や神経筋接合部障害neuromuscular junction disorder神経筋接合部障害(neuromuscular junction disorder)neuromuscular junction disorder(神経筋接合部障害)を疑い、神経伝導nerve conduction神経伝導(nerve conduction)nerve conduction(神経伝導)そのものが障害されていれば力が出ない理由の説明がつく。
臨床で遭遇する場面は、筋萎縮性側索硬化症amyotrophic lateral sclerosis, ALS筋萎縮性側索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis, ALS)amyotrophic lateral sclerosis, ALS(筋萎縮性側索硬化症)など神経筋疾患での呼吸筋力の定量評価、横隔膜麻痺diaphragmatic paralysis横隔膜麻痺(diaphragmatic paralysis)diaphragmatic paralysis(横隔膜麻痺)の重症度判定、人工呼吸器離脱weaning from mechanical ventilation人工呼吸器離脱(weaning from mechanical ventilation)weaning from mechanical ventilation(人工呼吸器離脱)の可否判定、ICUでの呼吸筋機能評価など幅広い。
まとめ
- 経横隔膜圧Pdi経横隔膜圧(Pdi)Pdi(経横隔膜圧)は胃内圧Pga胃内圧(Pga)Pga(胃内圧)から食道内圧esophageal pressure食道内圧(esophageal pressure)esophageal pressure(食道内圧)(Pes)を差し引いた値で、横隔膜という単一の筋が生み出す圧そのものを表す。MIP・SNIPが吸気筋inspiratory muscle吸気筋(inspiratory muscle)inspiratory muscle(吸気筋)全体の合力を測るのに対し、Pdiだけが横隔膜の寄与を分離して定量できる。
- 随意的voluntary随意的(voluntary)voluntary(随意的)測定(鼻すすり時Pdi・最大吸気maximal inspiration最大吸気(maximal inspiration)maximal inspiration(最大吸気)時Pdi)は努力依存性effort dependence努力依存性(effort dependence)effort dependence(努力依存性)が高くばらつきが大きい。両側横隔神経刺激bilateral phrenic nerve stimulation両側横隔神経刺激(bilateral phrenic nerve stimulation)bilateral phrenic nerve stimulation(両側横隔神経刺激)による非随意的voluntary随意的(voluntary)voluntary(随意的)測定(単収縮single twitch単収縮(single twitch)single twitch(単収縮)時Pdi)は努力に依存せず、15 cmH2Oを下回ると横隔膜機能不全diaphragmatic dysfunction横隔膜機能不全(diaphragmatic dysfunction)diaphragmatic dysfunction(横隔膜機能不全)を示すとされる。
- 単収縮single twitch単収縮(single twitch)single twitch(単収縮)時Pdiが呼吸筋力評価の基準検査とされるのは、協力不良例・努力不足が疑われる例でも解釈できるためである。
- バルーンの位置ずれ・較正不良calibration failure較正不良(calibration failure)calibration failure(較正不良)、心拍・食道蠕動によるアーチファクトartifactアーチファクト(artifact)artifact(アーチファクト)、腹壁筋の共収縮によるPdiの過大評価、鼻からの挿入に伴う不忍容intolerance不忍容(intolerance)intolerance(不忍容)、実施できる施設の少なさ、人工呼吸中は換気設定の影響を受けることが測定上の注意点である。
- 非侵襲的検査から段階的に踏み込む評価の最終段階に位置し、横隔神経伝導検査phrenic nerve conduction study横隔神経伝導検査(phrenic nerve conduction study)phrenic nerve conduction study(横隔神経伝導検査)とは「神経か筋か」を補完し合う関係にある。
出典
- 1.Diaphragm Dysfunction: Diagnostic Approaches and Management Strategies(Journal of Clinical Medicine (Dubé BP, Dres M)・2016)経横隔膜圧(twitch Pdi)が食道内圧と胃内圧の差分として定義され横隔膜収縮そのものを定量する指標であること、sniff動作や閉鎖気道に対する最大吸気努力による随意的な測定は患者の努力に強く依存しばらつきを生みやすいこと、横隔神経刺激に反応して生じる陰圧(twitch Pdi)の測定が横隔膜の機械的機能を定量する最も確実な方法とされていること、twitch Pdiが15 cmH2Oを下回る場合に横隔膜機能不全を示すとされること、横隔神経刺激技術は相応の熟練・専用機材・時間を要し日常臨床には向かないことを確認した。閲覧 2026-08-04
- 2.Technical aspects of bedside respiratory monitoring of transpulmonary pressure(Annals of Translational Medicine (Mojoli F, Torriglia F, Orlando A, et al.)・2018)食道バルーンカテーテルの充填量が不足すると圧を過小評価し、過充填では弾性反跳圧が加わって過大評価すること、適正な充填量は体位・PEEP設定・腹腔内圧が変化するたびに再確認すべきこと、バルーンが心臓直下の食道部分にあると心拍動によるアーチファクトが混入し、カテーテルを引き戻し中部食道へ位置調整すると軽減できることを確認した。閲覧 2026-08-04