内科学 · S-63
一酸化炭素・二酸化炭素中毒
Carbon Monoxide and Carbon Dioxide Poisoning
🧠 全体像: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hemoglobinと細胞呼吸 cellular respiration 細胞呼吸(cellular respiration) cellular respiration(細胞呼吸) を障害する化学的窒息ガス、二酸化炭素carbon dioxide, CO₂ 二酸化炭素(carbon dioxide, CO₂)carbon dioxide, CO₂(二酸化炭素) は高濃度で酸素を置換し高二酸化炭素血症 hypercapnia 高二酸化炭素血症(hypercapnia) hypercapnia(高二酸化炭素血症) を起こす単純窒息ガスである。両者とも無防備な救助は二次被害を招くが、診断法と高気圧酸素療法 hyperbaric oxygen therapy (HBOT) 高気圧酸素療法(hyperbaric oxygen therapy (HBOT)) hyperbaric oxygen therapy (HBOT)(高気圧酸素療法) の役割は異なる。
COとCO₂の比較
| 項目 | CO中毒 | CO₂中毒 |
|---|---|---|
| 発生源 | 不完全燃焼 combustion燃焼(combustion) combustion(燃焼)、暖房器具、発電機、車両、火災fire火災(fire)fire(火災) | 発酵槽、silo、dry ice、消火設備、密閉空間 |
| 機序 | carboxyhemoglobin形成+細胞呼吸 cellular respiration 細胞呼吸(cellular respiration) cellular respiration(細胞呼吸) 障害 | 酸素置換+急性高二酸化炭素血症 hypercapnia高二酸化炭素血症(hypercapnia) hypercapnia(高二酸化炭素血症)・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) |
| 症状 | 頭痛、悪心、錯乱confusion錯乱(confusion)confusion(錯乱)、胸痛、失神、痙攣、心筋虚血myocardial ischemia心筋虚血(myocardial ischemia)myocardial ischemia(心筋虚血) | 呼吸促迫tachypnea呼吸促迫(tachypnea)tachypnea(呼吸促迫)、頭痛、錯乱confusion錯乱(confusion)confusion(錯乱)、急速な意識消失 loss of consciousness意識消失(loss of consciousness) loss of consciousness(意識消失)・呼吸停止respiratory arrest呼吸停止(respiratory arrest)respiratory arrest(呼吸停止) |
| 診断 | 血中COHbをco-oximetryで測定 | 血液ガスでPaCO₂・pH、曝露歴 |
| 特異的治療 | 100%酸素、選択例で高気圧酸素 hyperbaric oxygen高気圧酸素(hyperbaric oxygen) hyperbaric oxygen(高気圧酸素) | 曝露離脱、酸素・換気;高気圧酸素 hyperbaric oxygen 高気圧酸素(hyperbaric oxygen) hyperbaric oxygen(高気圧酸素) の適応なし |
一酸化炭素中毒
通常の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) とPaO₂は正常に見え得るため除外に使えない。通常のパルスオキシメータ pulse oximeter パルスオキシメータ(pulse oximeter) pulse oximeter(パルスオキシメータ) ーはCOHbを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) と区別できないので、血液ガス分析装置のCO-オキシメトリでCOHbを測る。COHbは酸素投与や時間経過 time course 時間経過(time course) time course(時間経過) で低下し、濃度と重症度が必ずしも相関しない。曝露状況、神経所見neurological findings神経所見(neurological findings)neurological findings(神経所見)、ECG・トロポニンtroponinトロポニン(troponin)troponin(トロポニン)、代謝性アシドーシス、妊娠を統合する。1
⚠️ 「COHb何%でこの症状」という表は成り立たない。 高気圧酸素療法hyperbaric oxygen therapy (HBOT) 高気圧酸素療法(hyperbaric oxygen therapy (HBOT))hyperbaric oxygen therapy (HBOT)(高気圧酸素療法) へ紹介されたCO中毒1,323例の前向き調査で、約50カテゴリーの症状のうち特定のCOHb値 b value b値(b value) b value(b値) の範囲と関連したものは一つも無かった。教科書に載る対応表の多くは1923年の米国政府刊行物に由来し、少なくとも一部は低濃度曝露10回における3名の症状に基づく。短時間高濃度曝露では中等度のCOHb上昇でも重篤な神経・心症状を来し、逆に喫煙者や慢性曝露者では基礎値が高い。21
COHbの半減期は空気呼吸で約320分、100%酸素で90分未満、3気圧の高気圧酸素 hyperbaric oxygen 高気圧酸素(hyperbaric oxygen) hyperbaric oxygen(高気圧酸素) で約23分である。常圧酸素は非再呼吸 rebreathing 再呼吸(rebreathing) rebreathing(再呼吸) マスクで100%を直ちに開始し、COHbが約3%に下がるまで、ただし最低6時間続ける。1
flowchart TD
A["同一環境の複数人に頭痛・意識障害"] --> B["現場離脱+100%酸素"]
B --> C["COHb・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='neurological examination'>神経診察</span>・ECG・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='troponin'>トロポニン</span>・血液ガス"]
C --> D{"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='loss of consciousness'>意識消失</span>/神経障害/心障害/重症アシドーシス/妊娠"}
D -->|"あり"| E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='hyperbaric oxygen'>高気圧酸素</span>施設へ緊急相談"]
D -->|"なし"| F["酸素継続+連続神経評価"]
高気圧酸素hyperbaric oxygen 高気圧酸素(hyperbaric oxygen)hyperbaric oxygen(高気圧酸素) はCOHb 25〜30%以上、意識消失loss of consciousness意識消失(loss of consciousness)loss of consciousness(意識消失)、神経・心筋障害、重症アシドーシスなどで検討し、妊娠ではより低い閾値で専門相談する。退院時は遅発性神経精神障害 delayed neuropsychiatric sequelae 遅発性神経精神障害(delayed neuropsychiatric sequelae) delayed neuropsychiatric sequelae(遅発性神経精神障害) の可能性を説明する。
⚠️ 高気圧酸素hyperbaric oxygen 高気圧酸素(hyperbaric oxygen)hyperbaric oxygen(高気圧酸素) の適応は今も議論が続いており、COHbの閾値から離れつつある。 ACEPの2025年臨床方針は、高気圧酸素hyperbaric oxygen 高気圧酸素(hyperbaric oxygen)hyperbaric oxygen(高気圧酸素) が常圧酸素と比べて遅発性の神経学的転帰 neurological outcome 神経学的転帰(neurological outcome) neurological outcome(神経学的転帰) (とくに記憶)をわずかに改善しうるとしつつ、推奨度をLevel C(予備的・結論conclusion 結論(conclusion)conclusion(結論) の出ていない・相反するエビデンス、または委員会合意に基づく)にとどめた。3 ポーランド臨床中毒学 toxicology 中毒学(toxicology) toxicology(中毒学) 会の2025年ポジションステートメントは、高気圧酸素hyperbaric oxygen 高気圧酸素(hyperbaric oxygen)hyperbaric oxygen(高気圧酸素) を全例必須とはせず、常圧酸素にもかかわらず神経・心症状または代謝性アシドーシスが持続する患者にCOHb値 b value b値(b value) b value(b値) によらず考慮し、妊婦ではCOHb濃度や臨床像によらず常に適応とする。開始は曝露後6時間以内が理想(24時間以内は許容)で、観察研究では200分以内の開始が最も利益が大きいが、根拠が無作為化試験ではなくコホート研究 cohort study コホート研究(cohort study) cohort study(コホート研究) であるため条件付き推奨である。来院時presentation 来院時(presentation)presentation(来院時) GCSGCS(Glasgow Coma Scale) 9以下と曝露からHBOT開始まで200分超は遅発性神経精神障害 delayed neuropsychiatric sequelae 遅発性神経精神障害(delayed neuropsychiatric sequelae) delayed neuropsychiatric sequelae(遅発性神経精神障害) の危険因子である。1
上に挙げた「COHb 25〜30%以上」という数値は従来から広く用いられてきた目安であり、施設によってはなお運用されている。ただし2025年時点の指針はCOHb値 b value b値(b value) b value(b値) そのものではなく常圧酸素への反応性を判断の軸に置いている。
二酸化炭素中毒
CO₂は空気より重く、ピット・タンクなど低所に蓄積する。救助者は換気と自給式呼吸器 self-contained breathing apparatus (SCBA) 自給式呼吸器(self-contained breathing apparatus (SCBA)) self-contained breathing apparatus (SCBA)(自給式呼吸器) なしに入らない。高濃度曝露では数呼吸で意識消失 loss of consciousness 意識消失(loss of consciousness) loss of consciousness(意識消失) し得る。
安全に救出後、気道確保、酸素投与、必要ならバッグマスク bag-mask バッグマスク(bag-mask) bag-mask(バッグマスク) または機械換気 mechanical ventilation 機械換気(mechanical ventilation) mechanical ventilation(機械換気) を行う。重症高二酸化炭素血症 hypercapnia 高二酸化炭素血症(hypercapnia) hypercapnia(高二酸化炭素血症) は換気で是正し、合併する低酸素・誤嚥・外傷・横紋筋融解症rhabdomyolysis 横紋筋融解症(rhabdomyolysis)rhabdomyolysis(横紋筋融解症) を評価する。高気圧酸素hyperbaric oxygen 高気圧酸素(hyperbaric oxygen)hyperbaric oxygen(高気圧酸素) をCO₂除去目的に用いない。
まとめ
- COでは通常のSpO₂が正常でも中毒を否定できず、COHbと臨床重症度を分けて考える。
- CO₂は密閉空間で急速に致死的高二酸化炭素血症 hypercapnia 高二酸化炭素血症(hypercapnia) hypercapnia(高二酸化炭素血症) を起こし、救助者の呼吸保護が最優先である。
- 高気圧酸素hyperbaric oxygen 高気圧酸素(hyperbaric oxygen)hyperbaric oxygen(高気圧酸素) は選択されたCO中毒で検討するが、CO₂中毒の標準治療ではない。
出典
- 1.Management of acute carbon monoxide poisoning – position statement(Polish Society of Clinical Toxicology(Section of Clinical Toxicology of the Polish Medical Society)・2025)通常のパルスオキシメトリーがCOHbとオキシヘモグロビンを区別できないため血液ガス分析装置のCO-オキシメトリによるCOHb測定が不可欠であること、COHb値が臨床重症度を常に反映するわけではなく、短時間高濃度曝露では中等度のCOHb上昇でも重篤な神経・心症状を来し、喫煙者や慢性曝露者では基礎値が高いこと、COHb半減期が空気呼吸で約320分・100%酸素で90分未満・3気圧の高気圧酸素で約23分であること、治療の中心は非再呼吸マスクによる100%常圧酸素の即時開始でCOHbが約3%に下がるまで(ただし最低6時間)続けること、高気圧酸素療法は全例に必須ではなく、常圧酸素にもかかわらず神経・心症状または代謝性アシドーシスが持続する患者にCOHb値によらず考慮すること、妊婦では胎児のCO排出が母体よりおよそ3.5倍遅いためCOHb濃度や臨床像によらず高気圧酸素療法が常に適応となること、高気圧酸素療法は曝露後6時間以内が理想で24時間以内が許容され、観察研究では200分以内の開始が最も利益が大きいこと、この推奨が無作為化試験ではなくコホート研究に基づくため条件付きであること、来院時GCS 9以下と曝露からHBOT開始まで200分超が遅発性神経精神障害の危険因子であることを確認した閲覧 2026-08-25
- 2.Symptoms of carbon monoxide poisoning do not correlate with the initial carboxyhemoglobin level(Undersea & Hyperbaric Medicine(UHMS/CDC CO Poisoning Surveillance Group、Hampson NB, Dunn SL)・2012)2008年8月〜2010年7月に高気圧酸素療法へ紹介されたCO中毒患者1,323例の前向き調査で、約50カテゴリーの症状のいずれも特定のCOHb値の範囲と関連しなかったこと、したがって特定の症状を特定のCOHb値に対応づける表という考え方自体が成り立たないこと、よく引用されるその種の表が1923年の米国政府刊行物に由来し、少なくとも一部は低濃度曝露10回における3名の症状に基づくものであったことを確認した閲覧 2026-08-25
- 3.A Critical Issue in the Management of Adult Patients Presenting to the Emergency Department With Acute Carbon Monoxide Poisoning: Approved by the ACEP Board of Directors January 22, 2025(Annals of Emergency Medicine(American College of Emergency Physicians)・2025)急性CO中毒に対する高気圧酸素療法の有効性は依然として議論が続いており、2017年版の設問を2025年版が改めて系統的レビューで検討した結果、高気圧酸素療法は常圧酸素と比べて遅発性の神経学的転帰(とくに記憶)をわずかに改善しうるが、症状の重症度と施設の利用可能性から選択した患者に限られ、推奨度はLevel C(予備的・結論の出ていない・相反するエビデンス、または委員会の合意に基づく)にとどまることを確認した閲覧 2026-08-25