病態生理学 · P-2-14
呼吸器疾患 症例1
Respiratory disease, Case 1
🧠 33歳女性、2週間前からの発熱・咳・感冒様症状cold-like symptoms 感冒様症状(cold-like symptoms)cold-like symptoms(感冒様症状) に続いて3日前から呼吸困難が進み、経口抗菌薬oral antibiotic 経口抗菌薬(oral antibiotic)oral antibiotic(経口抗菌薬) の治療中に悪化した。 鍵になる所見は、胸部X線でARDSARDS(acute respiratory distress syndrome)が示唆されたこと、高流量鼻カニューレhigh-flow nasal cannula 高流量鼻カニューレ(high-flow nasal cannula)high-flow nasal cannula(高流量鼻カニューレ) 酸素療法 oxygen therapy 酸素療法(oxygen therapy) oxygen therapy(酸素療法) でも改善しない低酸素血症(P/F比PaO2/FiO2 ratio P/F比(PaO2/FiO2 ratio)PaO2/FiO2 ratio(P/F比) 180)、呼吸数40/分の頻呼吸による低CO₂血症である。肺炎を誘因とするARDSと解釈し、治療の柱は肺保護換気 lung-protective ventilation 肺保護換気(lung-protective ventilation) lung-protective ventilation(肺保護換気) と肺炎の治療である。
症例I 33歳女性、呼吸困難と発熱(ARDS)
病歴:
患者は2週間前から発熱、咳、感冒様症状cold-like symptoms 感冒様症状(cold-like symptoms)cold-like symptoms(感冒様症状) があり、3日前から呼吸困難と全身倦怠 general malaise 全身倦怠(general malaise) general malaise(全身倦怠) 感が出現した。呼吸器病棟で肺炎に対して経口抗菌薬 oral antibiotic 経口抗菌薬(oral antibiotic) oral antibiotic(経口抗菌薬) 併用療法を受けたが、2日後に状態が悪化し、画像で進行を認め、胸部X線でARDSが示唆された。PaO2PaO2(arterial oxygen partial pressure) 38 mmHgで、4 l/minのO2投与下でもPaO2は42 mmHgであった。経鼻O2投与および高流量鼻カニューレ high-flow nasal cannula 高流量鼻カニューレ(high-flow nasal cannula) high-flow nasal cannula(高流量鼻カニューレ) 酸素療法 oxygen therapy 酸素療法(oxygen therapy) oxygen therapy(酸素療法) (HFNO)でも低酸素血症は改善せず、pO2/FiO2 = 180。PaCO2PaCO2(arterial carbon dioxide tension)は27 mmHg。ICUICU(intensive care unit)へ入室した。
症状・所見:
呼吸困難、チアノーゼ、咳、呼吸数 40/min、血圧 100/60 mmHg、脈拍 120/min。
症状・所見(続き):
- 好中球増加neutrophilia好中球増加(neutrophilia)neutrophilia(好中球増加): 11 G/l
- Hb: 83 g/l
- CRP: 158 mg/l
- プロカルシトニンprocalcitonin, PCTプロカルシトニン(procalcitonin, PCT)procalcitonin, PCT(プロカルシトニン): 0.32 ug/l(正常: <0.5 ug/l)
- Na: 140 mmol/l
- K: 4.2 mmol/l
- pH: 7.49, pO2: 221 mmHg(FiO2: 80%), pCO2: 28 mmHg, BE: -1.5 mmol/l, 乳酸: 1.7 mmol/l(正常)
- Horowitz index: pO2(mmHg)/FiO2%(正常: 100/0.21 = 476)。この症例では: 221/0.8 = 276。(Horowitz indexは、O2投与がなければpO2が約55 mmHgであることを示す。)
胸部X線: 集中治療intensive care 集中治療(intensive care)intensive care(集中治療) 前後で撮影。
右左シャントright-to-left shunt 右左シャント(right-to-left shunt)right-to-left shunt(右左シャント) 評価(挿管患者): 健常条件では、吸入気O2濃度(FiO2)80%でPaO2は550 mmHgを超える。本症例ではPaO2は221 mmHgであり、肺循環pulmonary circulation 肺循環(pulmonary circulation)pulmonary circulation(肺循環) のほぼ20%にシャントが存在した。
治療後の血液ガスと酸塩基平衡 acid-base balance酸塩基平衡(acid-base balance) acid-base balance(酸塩基平衡):
主な治療要素:
- 侵襲的二相性陽圧換気 bilevel positive airway pressure 二相性陽圧換気(bilevel positive airway pressure) bilevel positive airway pressure(二相性陽圧換気) (4日間)
- 経静脈抗菌薬治療: イミペネムimipenemイミペネム(imipenem)imipenem(イミペネム)/シラスタチンcilastatinシラスタチン(cilastatin)cilastatin(シラスタチン) + クラリスロマイシンclarithromycinクラリスロマイシン(clarithromycin)clarithromycin(クラリスロマイシン)
5日後:
- CRP: 12 mg/l
- pH: 7.45, pO2: 97 mmHg(2 l/min O2投与下, FiO2: 27%), pCO2: 36 mmHg, BE: 1.5 mmol/l, 乳酸: 0.4 mmol/l
- Horowitz index: 97/0.27 = 359(改善しているがまだ正常ではない)
重要な引用と示唆
| 引用 / 値 | 解釈 |
|---|---|
| “胸部X線でARDSを示唆”; 先行する肺炎 | 肺炎を契機とした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)(直接肺障害) |
| “pO2/FiO2 = 180”; Horowitz 221/0.8 = 276 | 低いP/F比 PaO2/FiO2 ratio P/F比(PaO2/FiO2 ratio) PaO2/FiO2 ratio(P/F比) はARDSの診断と重症度評価に用いられる(比が低いほど重症)。2023年のグローバル定義では、挿管前(非挿管ARDS)は流量30 L/分以上の高流量鼻酸素療法 high-flow nasal oxygen, HFNO 高流量鼻酸素療法(high-flow nasal oxygen, HFNO) high-flow nasal oxygen, HFNO(高流量鼻酸素療法) またはPEEP 5 cmH₂O以上のNIV/CPAP下でP/F比 PaO2/FiO2 ratio P/F比(PaO2/FiO2 ratio) PaO2/FiO2 ratio(P/F比) 300以下を満たせば診断でき、重症度区分は置かない。挿管後はPEEP 5 cmH₂O以上の条件で軽症200超〜300以下・中等症100超〜200以下・重症100以下に分ける1。本例の記録には高流量鼻酸素療法 high-flow nasal oxygen, HFNO 高流量鼻酸素療法(high-flow nasal oxygen, HFNO) high-flow nasal oxygen, HFNO(高流量鼻酸素療法) の流量も人工呼吸中のPEEPも無いので、この条件は確かめられない。PEEPが5 cmH₂O以上なら、挿管後のP/F比 PaO2/FiO2 ratio P/F比(PaO2/FiO2 ratio) PaO2/FiO2 ratio(P/F比) 276は軽症の範囲にあたる |
| “HFNOでも低酸素血症が改善しない”; O2下でPaO2 38→42 mmHg | 治療抵抗性低酸素血症。シャント生理に特徴的な「酸素が効きにくい」状態 |
| “肺循環 pulmonary circulation 肺循環(pulmonary circulation) pulmonary circulation(肺循環) の約20%にシャント” | 肺内右左シャント right-to-left shunt 右左シャント(right-to-left shunt) right-to-left shunt(右左シャント) (灌流はあるが換気されない肺胞)→ O2で補正しにくい理由 |
| RR 40/min; pH 7.49, pCO2 27-28 mmHg, BE -1.5 | 低酸素血症などに駆動された過換気 hyperventilation 過換気(hyperventilation) hyperventilation(過換気) による(一次性の)急性呼吸性アルカローシス respiratory alkalosis呼吸性アルカローシス(respiratory alkalosis) respiratory alkalosis(呼吸性アルカローシス)。BEはほぼ正常で、腎による代謝性の代償はまだ目立たない |
| Hb 83 g/l | WHOWHO(World Health Organization) 2024 の基準では15〜65歳の非妊娠女性はHb 120 g/L未満が貧血で、80〜109 g/Lは中等度にあたる2。貧血は動脈血の酸素含量 oxygen content 酸素含量(oxygen content) oxygen content(酸素含量) を下げ、低酸素血症と重なって組織への酸素運搬 oxygen transport 酸素運搬(oxygen transport) oxygen transport(酸素運搬) をさらに減らす |
| プロカルシトニンprocalcitonin, PCTプロカルシトニン(procalcitonin, PCT)procalcitonin, PCT(プロカルシトニン) 0.32, CRPCRP(C-reactive protein) 158 | 強い炎症反応がある一方でプロカルシトニンprocalcitonin, PCTプロカルシトニン(procalcitonin, PCT)procalcitonin, PCT(プロカルシトニン)は 0.5 を下回る。⚠️ これを「ウイルス性・非定型病原体atypical organism 非定型病原体(atypical organism)atypical organism(非定型病原体) だから低い」と読んではいけない。 0.25・0.5 ug/l といった値は「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)」ではなく、対象集団study population 対象集団(study population)study population(対象集団) (下気道感染lower respiratory tract infection 下気道感染(lower respiratory tract infection)lower respiratory tract infection(下気道感染) かICU敗血症か)・アルゴリズム・測定法によって意味が変わる判断の分岐点 branch point分岐点(branch point) branch point(分岐点)であり、他集団の固定値を横流ししない。プロカルシトニンprocalcitonin, PCT プロカルシトニン(procalcitonin, PCT)procalcitonin, PCT(プロカルシトニン) は細菌かウイルスかを二分する検査でもなく、定型・非定型の区別もできない。低値は抗菌薬の中止・非開始を後押しする材料にはなるが、病原体の種類を決める根拠にはならない |
| 換気 + 抗菌薬後: CRP 12, P/F 359 | 肺胞障害/浮腫の改善に伴うガス交換の回復 |
要点
- 診断: 肺炎に続発した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) (ARDS)。
- 定義的特徴: ARDSは単一の検査値 Labs 検査値(Labs) Labs(検査値) ではなく、①誘因(本例では肺炎)から1週間以内の急性発症、②両側浸潤影、③心原性肺水腫 cardiogenic pulmonary edema心原性肺水腫(cardiogenic pulmonary edema) cardiogenic pulmonary edema(心原性肺水腫)・水分過剰だけでは説明できない酸素化不良、④低いPaO2/FiO2PaO2/FiO2(PaO2/FiO2 ratio)比(またはSpO2SpO2(peripheral oxygen saturation)/FiO2比)——の組合せで診断する症候群である。2023年のグローバル定義では、本症例のようにHFNOのみで人工呼吸器 ventilators 人工呼吸器(ventilators) ventilators(人工呼吸器) 未装着の段階でも、流量30 L/分以上の高流量鼻酸素療法 high-flow nasal oxygen, HFNO 高流量鼻酸素療法(high-flow nasal oxygen, HFNO) high-flow nasal oxygen, HFNO(高流量鼻酸素療法) 下でP/F比 PaO2/FiO2 ratio P/F比(PaO2/FiO2 ratio) PaO2/FiO2 ratio(P/F比) 300以下(またはSpO₂ 97%以下でS/F比315以下)を満たせばARDSの診断対象に含まれる1(本症例の記録には流量が無い。詳細はARDSのノートを参照)。
- 病態生理: びまん性肺胞障害 → 蛋白に富む浮腫と虚脱 → 「灌流されるが換気されない肺胞」増加 → 大きな右左シャント right-to-left shunt右左シャント(right-to-left shunt) right-to-left shunt(右左シャント) → 酸素抵抗性低酸素血症。
- 酸塩基: 頻呼吸により呼吸性アルカローシス respiratory alkalosis 呼吸性アルカローシス(respiratory alkalosis) respiratory alkalosis(呼吸性アルカローシス) (低pCO2)。
- 本症例での治療: ARDS治療の中心は肺保護換気 lung-protective ventilation 肺保護換気(lung-protective ventilation) lung-protective ventilation(肺保護換気) (予測体重predicted body weight 予測体重(predicted body weight)predicted body weight(予測体重) 1kgあたり一回換気量 tidal volume 一回換気量(tidal volume) tidal volume(一回換気量) 約6 mL、プラトー圧plateau pressure プラトー圧(plateau pressure)plateau pressure(プラトー圧) 30 cmH₂O以下)であり、これまでに死亡率を明確に下げたことが示されている数少ない介入である3。本症例でも侵襲的陽圧換気 positive-pressure ventilation 陽圧換気(positive-pressure ventilation) positive-pressure ventilation(陽圧換気) と感染源治療(イミペネムimipenemイミペネム(imipenem)imipenem(イミペネム)/シラスタチンcilastatinシラスタチン(cilastatin)cilastatin(シラスタチン)+クラリスロマイシンclarithromycinクラリスロマイシン(clarithromycin)clarithromycin(クラリスロマイシン))により、P/F比PaO2/FiO2 ratio P/F比(PaO2/FiO2 ratio)PaO2/FiO2 ratio(P/F比) は段階的に改善した。人工呼吸管理mechanical ventilation 人工呼吸管理(mechanical ventilation)mechanical ventilation(人工呼吸管理) 下でなお酸素化不良が続く重症ARDS(PROSEVA試験の組入れ基準は P/F 比 150 mmHg 未満・FiO₂ 0.6 以上・PEEP 5 cmH₂O 以上・一回換気量tidal volume 一回換気量(tidal volume)tidal volume(一回換気量) は予測体重 predicted body weight 予測体重(predicted body weight) predicted body weight(予測体重) 1kgあたり約6 mL)では、早期から1回16時間以上の腹臥位 prone position 腹臥位(prone position) prone position(腹臥位) 療法を行うと28日死亡率が 32.8% から 16.0% へ低下した4。本症例の挿管後のP/F比 PaO2/FiO2 ratio P/F比(PaO2/FiO2 ratio) PaO2/FiO2 ratio(P/F比) 276(FiO₂ 0.8)はこの組入れ基準(150未満)には当たらず、記録にも腹臥位 prone position 腹臥位(prone position) prone position(腹臥位) の実施は記載されていない。
出典
- 1.A New Global Definition of Acute Respiratory Distress Syndrome(American Thoracic Society・2024)全文(PMC10870872、Europe PMCのfullTextXML)のTable 1で確認した。全カテゴリー共通の基準として、誘因または新規・増悪する呼吸器症状から1週間以内の発症、胸部X線・CTの両側陰影(または超音波の両側B線・コンソリデーション)で胸水・無気肺・結節/腫瘤で十分に説明されないもの、心原性肺水腫・輸液過剰だけでは説明されない肺水腫を置くこと。非挿管ARDSは流量30 L/分以上の高流量鼻酸素療法またはPEEP 5 cmH2O以上のNIV/CPAP下でPaO2/FiO2 300 mmHg以下、またはSpO2 97%以下のときSpO2/FiO2 315以下とし、重症度区分は置かないこと。挿管ARDSは全区分で最低5 cmH2OのPEEPを要し、軽症200超〜300以下・中等症100超〜200以下・重症100以下(mmHg)とすること閲覧 2026-09-24
- 2.Guideline on haemoglobin cutoffs to define anaemia in individuals and populations(World Health Organization・2024)WHO IRISの全文PDFで確認した。Table 2で15〜65歳の非妊娠女性の貧血をHb 120 g/L未満とし、Table 3で重症度を15〜65歳の非妊娠女性では軽度110〜119・中等度80〜109・重度80 g/L未満としていること閲覧 2026-09-24
- 3.Ventilation with lower tidal volumes as compared with traditional tidal volumes for acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome(New England Journal of Medicine・2000)予測体重1kgあたり6 mLを目標とする低一回換気量換気(プラトー圧30 cmH₂O以下)が、従来の一回換気量に比べ死亡率を低下させたことを確認した。閲覧 2026-08-14
- 4.Prone positioning in severe acute respiratory distress syndrome(New England Journal of Medicine・2013)肺保護換気を行った重症ARDS(PaO₂/FiO₂ <150)患者において、1回16時間以上の腹臥位療法を早期に行った群は仰臥位群に比べ28日死亡率が有意に低かった(16.0% vs 32.8%)ことを確認した。閲覧 2026-08-14