麻酔・集中治療 · A-16
術後呼吸不全
Postoperative respiratory failure: pathophysiology, symptoms, diagnostics and therapy
🧠 全体像:術後呼吸不全 postoperative respiratory failure 術後呼吸不全(postoperative respiratory failure) postoperative respiratory failure(術後呼吸不全) は、麻酔薬・オピオイド・残存筋弛緩residual neuromuscular blockade 残存筋弛緩(residual neuromuscular blockade)residual neuromuscular blockade(残存筋弛緩) に、疼痛、無気肺atelectasis無気肺(atelectasis)atelectasis(無気肺)、分泌物貯留retained secretions 分泌物貯留(retained secretions)retained secretions(分泌物貯留) や基礎肺疾患が重なって起こるため、酸素投与だけで済ませず、換気・酸素化・気道防御を同時に評価して原因を解除する。
定義と見つけ方
術後呼吸不全postoperative respiratory failure 術後呼吸不全(postoperative respiratory failure)postoperative respiratory failure(術後呼吸不全) は、術後に自発呼吸だけでは十分な酸素化または換気を維持できない状態である。予定外の再挿管、人工呼吸が24時間を超えて必要な状態、急性呼吸窮迫症候群acute respiratory distress syndrome, ARDS急性呼吸窮迫症候群(acute respiratory distress syndrome, ARDS)acute respiratory distress syndrome, ARDS(急性呼吸窮迫症候群)などは重い術後肺合併症に含まれる。
術後肺合併症は、分泌物の貯留、無気肺atelectasis無気肺(atelectasis)atelectasis(無気肺)、気管支攣縮bronchospasm気管支攣縮(bronchospasm)bronchospasm(気管支攣縮)、肺炎、呼吸仕事量work of breathing 呼吸仕事量(work of breathing)work of breathing(呼吸仕事量) の増加など、術後の肺・呼吸器の合併症全般を指す広い概念である。術後呼吸不全postoperative respiratory failure 術後呼吸不全(postoperative respiratory failure)postoperative respiratory failure(術後呼吸不全) はその最重症型で、人工呼吸器ventilators 人工呼吸器(ventilators)ventilators(人工呼吸器) からの離脱失敗や予定外の挿管・再挿管を含み、術後48時間以内に起こるものとして扱う資料もある。人工呼吸の期間や時間枠の区切りは文献ごとに異なるので、数値を引くときは、その研究が採った定義を確かめる。
| 型 | 主な異常 | 代表所見 | よくある機序 |
|---|---|---|---|
| 低酸素血症型hypoxemic type低酸素血症型(hypoxemic type)hypoxemic type(低酸素血症型) | PaO₂低下 | SpO₂低下、頻呼吸、努力呼吸 | 無気肺atelectasis無気肺(atelectasis)atelectasis(無気肺)、肺炎、誤嚥、肺水腫、肺塞栓、ARDS |
| 高二酸化炭素血症型hypercapnic type高二酸化炭素血症型(hypercapnic type)hypercapnic type(高二酸化炭素血症型) | PaCO₂上昇と呼吸性アシドーシス respiratory acidosis呼吸性アシドーシス(respiratory acidosis) respiratory acidosis(呼吸性アシドーシス) | 傾眠、浅呼吸、頭痛、羽ばたき振戦asterixis (flapping tremor)羽ばたき振戦(asterixis (flapping tremor))asterixis (flapping tremor)(羽ばたき振戦) | 鎮静薬・オピオイド、残存筋弛緩residual neuromuscular blockade残存筋弛緩(residual neuromuscular blockade)residual neuromuscular blockade(残存筋弛緩)、気道閉塞、COPD増悪 |
| 混合型 | 酸素化と換気の両方が破綻 | 低酸素血症と高二酸化炭素血症 hypercapnia高二酸化炭素血症(hypercapnia) hypercapnia(高二酸化炭素血症) | 重い無気肺 atelectasis無気肺(atelectasis) atelectasis(無気肺)、誤嚥、基礎肺疾患を伴う呼吸抑制 |
SpO₂が保たれていても、高濃度酸素下では低換気を見逃し得る。呼吸数、呼吸仕事量work of breathing呼吸仕事量(work of breathing)work of breathing(呼吸仕事量)、意識、胸郭運動、呼気終末二酸化炭素end-tidal carbon dioxide, EtCO₂ 呼気終末二酸化炭素(end-tidal carbon dioxide, EtCO₂)end-tidal carbon dioxide, EtCO₂(呼気終末二酸化炭素) と動脈血液ガス arterial blood gas, ABG 動脈血液ガス(arterial blood gas, ABG) arterial blood gas, ABG(動脈血液ガス) を組み合わせて判断する。
発症機序
flowchart TD
A["麻酔・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='surgical stress'>手術侵襲</span>"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='functional residual capacity (FRC)'>機能的残気量</span>と横隔膜機能の低下"]
A --> C["鎮静薬・オピオイドによる呼吸抑制"]
A --> D["残存<span class='jp-term jp-term-diagram' title='neuromuscular blockade'>神経筋遮断</span>"]
B --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='atelectasis'>無気肺</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='V/Q mismatch'>換気血流比不均衡</span>"]
C --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='alveolar hypoventilation'>肺胞低換気</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='upper airway obstruction'>上気道閉塞</span>"]
D --> F
G["疼痛・分泌物・不動"] --> E
E --> H["低酸素血症"]
F --> I["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='hypercapnia'>高二酸化炭素血症</span>"]
H --> J["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='postoperative respiratory failure'>術後呼吸不全</span>"]
I --> J
麻酔下では、覚醒時のように吸気筋 inspiratory muscle 吸気筋(inspiratory muscle) inspiratory muscle(吸気筋) と呼気筋 expiratory muscle 呼気筋(expiratory muscle) expiratory muscle(呼気筋) が協調して働かず、横隔膜の位置と動きが変わって肺容量 lung capacity 肺容量(lung capacity) lung capacity(肺容量) が小さくなる。これが無気肺 atelectasis 無気肺(atelectasis) atelectasis(無気肺) と機能的残気量 functional residual capacity (FRC) 機能的残気量(functional residual capacity (FRC)) functional residual capacity (FRC)(機能的残気量) の低下の土台である。
原因は、換気が落ちる型と、肺実質・胸腔・循環の異常による型に分けて探す。
| 型 | 原因 |
|---|---|
| 低換気 | 残存した麻酔薬・強いオピオイド・筋弛緩薬muscle relaxant筋弛緩薬(muscle relaxant)muscle relaxant(筋弛緩薬)、麻酔に関連した神経障害、上気道閉塞upper airway obstruction 上気道閉塞(upper airway obstruction)upper airway obstruction(上気道閉塞) (喉頭痙攣laryngospasm喉頭痙攣(laryngospasm)laryngospasm(喉頭痙攣)、声帯機能不全vocal cord dysfunction声帯機能不全(vocal cord dysfunction)vocal cord dysfunction(声帯機能不全))、分泌物の貯留と誤嚥、上気道の浮腫や外傷、疼痛による呼吸の抑制と反射性の筋防御 |
| 肺水腫 | 心原性cardiogenic心原性(cardiogenic)cardiogenic(心原性)、陰圧性、水分過剰、神経原性neurogenic神経原性(neurogenic)neurogenic(神経原性)、薬剤性、輸血関連急性肺障害transfusion-related acute lung injury輸血関連急性肺障害(transfusion-related acute lung injury)transfusion-related acute lung injury(輸血関連急性肺障害) |
| 肺・胸腔の病変 | 誤嚥、気胸・血胸hemothorax血胸(hemothorax)hemothorax(血胸)、塞栓、肺炎、遅れて出る気道狭窄 airway obstruction気道狭窄(airway obstruction) airway obstruction(気道狭窄)、横隔膜の損傷 |
| 呼吸力学respiratory mechanics 呼吸力学(respiratory mechanics)respiratory mechanics(呼吸力学) の悪化 | 腹腔内圧intra-abdominal pressure 腹腔内圧(intra-abdominal pressure)intra-abdominal pressure(腹腔内圧) の上昇、胸郭コンプライアンスの低下、無気肺atelectasis 無気肺(atelectasis)atelectasis(無気肺) と機能的残気量 functional residual capacity (FRC) 機能的残気量(functional residual capacity (FRC)) functional residual capacity (FRC)(機能的残気量) の低下、気道抵抗airway resistance (Raw) 気道抵抗(airway resistance (Raw))airway resistance (Raw)(気道抵抗) の増加 |
| 需要の増大 | 敗血症、発熱、交感神経の緊張、感染 |
リスク因子
| 患者因子 | 手術因子 | 周術期因子 |
|---|---|---|
| 高齢、肥満、喫煙、COPD、喘息、心不全 | 胸部・上腹部手術、長時間手術、緊急手術 | 全身麻酔、大量輸液・輸血、長時間臥位 |
| 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)、神経筋疾患、低栄養malnutrition低栄養(malnutrition)malnutrition(低栄養) | 疼痛の強い切開、横隔膜機能への影響 | オピオイド、深い鎮静、残存筋弛緩residual neuromuscular blockade残存筋弛緩(residual neuromuscular blockade)residual neuromuscular blockade(残存筋弛緩)、低体温 |
手術部位、麻酔時間、喫煙、肺疾患、ほかの併存疾患 comorbidity 併存疾患(comorbidity) comorbidity(併存疾患) が主なリスクである。術前の診察・準備・スクリーニング(麻酔科外来)でリスクを拾い、高リスクの患者には術前から治療と準備を行う。リスク指標の使い方は周術期管理perioperative management 周術期管理(perioperative management)perioperative management(周術期管理) とリスク評価を参照する。
評価と初期対応
flowchart TD
A["呼吸状態の悪化を認識"] --> B["応援要請とABCDE評価"]
B --> C["気道開通・体位・適切な酸素投与"]
C --> D["呼吸数・SpO₂・EtCO₂・血液ガスを確認"]
D --> E{"気道防御不能・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='exhaustion'>疲弊</span>・重い低酸素血症か"}
E -->|"はい"| F["遅らせず再挿管・侵襲的換気"]
E -->|"いいえ"| G["原因を検索し選択的にNIV・CPAP・HFNO"]
G --> H["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='atelectasis'>無気肺</span>・分泌物・誤嚥・肺水腫・PEなどを治療"]
H --> I["短い間隔で再評価"]
I --> E
- 気道:舌根沈下 glossoptosis舌根沈下(glossoptosis) glossoptosis(舌根沈下)、喉頭浮腫laryngeal edema喉頭浮腫(laryngeal edema)laryngeal edema(喉頭浮腫)、血腫、分泌物を確認し、吸引、エアウェイ、体位調整を行う。
- 呼吸:左右差、喘鳴、湿性ラ音moist rales (crackles)湿性ラ音(moist rales (crackles))moist rales (crackles)(湿性ラ音)、胸郭運動を診察し、胸部画像や肺超音波 lung ultrasound 肺超音波(lung ultrasound) lung ultrasound(肺超音波) を原因に応じて用いる。
- 薬剤:オピオイド過量opioid overdoseオピオイド過量(opioid overdose)opioid overdose(オピオイド過量)には換気を支えながらナロキソンnaloxoneナロキソン(naloxone)naloxone(ナロキソン)を少量ずつ投与し、再鎮静re-sedation 再鎮静(re-sedation)re-sedation(再鎮静) に備える。ベンゾジアゼピン拮抗は痙攣リスクを考慮する。
- 神経筋遮断neuromuscular blockade 神経筋遮断(neuromuscular blockade)neuromuscular blockade(神経筋遮断) :定量的筋弛緩モニタで評価し、必要なら薬剤に応じて拮抗する。抜管extubation 抜管(extubation)extubation(抜管) 前の四連刺激比 train-of-four ratio, TOF ratio 四連刺激比(train-of-four ratio, TOF ratio) train-of-four ratio, TOF ratio(四連刺激比) は0.9以上を最低限の回復目標として確認する。0.9以上の確認は定量的な(客観的objective 客観的(objective)objective(客観的) な)モニタでしか保証できず、主観的Subjective 主観的(Subjective)Subjective(主観的) な評価や5秒間の頭部挙上 head-of-bed elevation 頭部挙上(head-of-bed elevation) head-of-bed elevation(頭部挙上) は用いない。12
- 術後呼吸不全postoperative respiratory failure 術後呼吸不全(postoperative respiratory failure)postoperative respiratory failure(術後呼吸不全) では手術合併症を先に除外し、協力可能で循環が安定し、気道防御が保たれた患者に非侵襲的呼吸支持 non-invasive respiratory support 非侵襲的呼吸支持(non-invasive respiratory support) non-invasive respiratory support(非侵襲的呼吸支持) を選択する。再挿管の低下が示されたのは特に治療目的 therapeutic aim 治療目的(therapeutic aim) therapeutic aim(治療目的) のNIVと高リスク患者で(根拠の確実性は低い)、予防目的のNIVやCPAP・HFNOでは示されておらず、一律に同等とはみなさない。改善しなければ挿管を遅らせない。3
予防
- 術前に禁煙、感染・気管支攣縮bronchospasm気管支攣縮(bronchospasm)bronchospasm(気管支攣縮)、貧血、栄養、睡眠時無呼吸を評価する。気管支攣縮bronchospasm 気管支攣縮(bronchospasm)bronchospasm(気管支攣縮) のある患者には、必要に応じて術前にβ₂刺激薬や抗コリン薬 anticholinergics 抗コリン薬(anticholinergics) anticholinergics(抗コリン薬) を使う。
- 気道を刺激する要因を避け、肺保護換気lung-protective ventilation肺保護換気(lung-protective ventilation)lung-protective ventilation(肺保護換気)、適切なPEEP、必要に応じたリクルートメント recruitment (maneuver, e.g. lung recruitment in ARDS) リクルートメント(recruitment (maneuver, e.g. lung recruitment in ARDS)) recruitment (maneuver, e.g. lung recruitment in ARDS)(リクルートメント) を用い、過剰輸液fluid overload 過剰輸液(fluid overload)fluid overload(過剰輸液) を避ける。術中は加湿し、機能的残気量functional residual capacity (FRC) 機能的残気量(functional residual capacity (FRC))functional residual capacity (FRC)(機能的残気量) を保つ(PEEP、深呼吸、適切な一回換気量 tidal volume一回換気量(tidal volume) tidal volume(一回換気量))。
- 定量的神経筋モニタリングquantitative neuromuscular monitoring 定量的神経筋モニタリング(quantitative neuromuscular monitoring)quantitative neuromuscular monitoring(定量的神経筋モニタリング) と十分な拮抗を行う。
- 区域麻酔regional anesthesia 区域麻酔(regional anesthesia)regional anesthesia(区域麻酔) や非オピオイド鎮痛を組み合わせ、咳嗽・深呼吸ができる鎮痛を保つ。
- 頭部挙上head-of-bed elevation頭部挙上(head-of-bed elevation)head-of-bed elevation(頭部挙上)、口腔ケアoral care口腔ケア(oral care)oral care(口腔ケア)、早期離床early mobilization早期離床(early mobilization)early mobilization(早期離床)、呼吸理学療法respiratory physiotherapy 呼吸理学療法(respiratory physiotherapy)respiratory physiotherapy(呼吸理学療法) を患者ごとに組み合わせる。インセンティブスパイロメトリ spirometry スパイロメトリ(spirometry) spirometry(スパイロメトリ) 単独を万能な予防策 preventive measures 予防策(preventive measures) preventive measures(予防策) とは考えない。
- 呼吸理学療法respiratory physiotherapy 呼吸理学療法(respiratory physiotherapy)respiratory physiotherapy(呼吸理学療法) には、能動的な呼吸訓練、分泌物の管理、リクルートメントrecruitment (maneuver, e.g. lung recruitment in ARDS) リクルートメント(recruitment (maneuver, e.g. lung recruitment in ARDS))recruitment (maneuver, e.g. lung recruitment in ARDS)(リクルートメント) を目的とした、インセンティブスパイロメトリ spirometryスパイロメトリ(spirometry) spirometry(スパイロメトリ)、間欠的陽圧呼吸、徒手manual (by hand) 徒手(manual (by hand))manual (by hand)(徒手) による胸壁の補助、NIVがある。手段の使い分けは人工呼吸器ventilators 人工呼吸器(ventilators)ventilators(人工呼吸器) の分類・換気モード・設定・離脱を参照する。
まとめ
- 術後の低酸素血症と低換気は別々に評価し、酸素投与で高二酸化炭素血症 hypercapnia 高二酸化炭素血症(hypercapnia) hypercapnia(高二酸化炭素血症) を隠さない。
- 残存筋弛緩residual neuromuscular blockade残存筋弛緩(residual neuromuscular blockade)residual neuromuscular blockade(残存筋弛緩)、オピオイド、無気肺atelectasis無気肺(atelectasis)atelectasis(無気肺)、分泌物、誤嚥、肺水腫、肺塞栓を系統的に検索する。
- NIVが適する症例は限られ、気道防御不能、疲弊exhaustion疲弊(exhaustion)exhaustion(疲弊)、進行する低酸素血症では再挿管を遅らせない。
- 術後肺合併症は術後の肺の合併症全般、術後呼吸不全postoperative respiratory failure 術後呼吸不全(postoperative respiratory failure)postoperative respiratory failure(術後呼吸不全) はその最重症型である。文献の定義(時間枠や人工呼吸の期間)の違いに注意する。
出典
- 1.Consensus Statement on Perioperative Use of Neuromuscular Monitoring(Anesthesia & Analgesia・2018)抄録で確認した。神経筋遮断薬を使うときは末梢神経刺激による誘発筋反応を観察して神経筋機能をモニタすること、理想的には手の筋で定量的(客観的)モニタを使うこと、四連刺激比0.90以上の記録が十分な回復を保証する唯一の方法であること、主観的評価や5秒間の頭部挙上のような臨床的な回復試験はやめて客観的モニタに替えることを確認した。閲覧 2026-11-11
- 2.2023 American Society of Anesthesiologists Practice Guidelines for Monitoring and Antagonism of Neuromuscular Blockade: A Report by the American Society of Anesthesiologists Task Force on Neuromuscular Blockade(American Society of Anesthesiologists・2023)術後残存神経筋遮断を減らすため、定量的神経筋モニタリングと適切な拮抗を行うことを確認した。閲覧 2026-08-20
- 3.Effects of non-invasive respiratory support in post-operative patients: a systematic review and network meta-analysis(Critical Care・2024)術後抜管後呼吸不全では、通常酸素と比べた再挿管低下が主に治療目的のNIVと高リスク患者で示され、CPAP・HFNOを一律同等に扱えないことを確認した。閲覧 2026-08-20