急性呼吸不全

🧠 全体像：呼吸不全は呼吸器系 respiratory system 呼吸器系（respiratory system） respiratory system（呼吸器系） が十分なガス交換を維持できない状態であり、疾患名ではない。低酸素血症の機序をV/Q不均衡、拡散障害diffusion impairment拡散障害（diffusion impairment）diffusion impairment（拡散障害）、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）、肺胞低換気alveolar hypoventilation 肺胞低換気（alveolar hypoventilation）alveolar hypoventilation（肺胞低換気） に分け、酸素化だけでなく換気・pH・呼吸筋疲労respiratory muscle fatigue 呼吸筋疲労（respiratory muscle fatigue）respiratory muscle fatigue（呼吸筋疲労） を同時に評価する。

1. 分類

元資料の分類を、一般的なI型・II型との対応が分かるように示す。

⚠️ II型に低酸素血症を要件とするかどうかは、2つの流儀に分かれる。どちらの枠で話しているかを先に断る。

上の表の「部分的／全体的」という呼び分けは、呼吸性の部分不全 Partialinsuffizienz部分不全（Partialinsuffizienz） Partialinsuffizienz（部分不全）／全体不全Globalinsuffizienz全体不全（Globalinsuffizienz）Globalinsuffizienz（全体不全）という枠組みと同じ切り口である。この枠組みは全体不全を「換気の障害によりPaCO₂が上昇し、かつPaO₂と酸素飽和度 O₂ saturation 酸素飽和度（O₂ saturation） O₂ saturation（酸素飽和度） が低下した状態」と定義しており、低酸素血症が定義の中に入っている¹。一方、II型呼吸不全type II respiratory failure II型呼吸不全（type II respiratory failure）type II respiratory failure（II型呼吸不全） をPaCO₂の上昇だけで定義し、酸素飽和度O₂ saturation 酸素飽和度（O₂ saturation）O₂ saturation（酸素飽和度） が正常でもII型と呼ぶ流儀もある（そちらの定義と出どころは酸素療法oxygen therapy酸素療法（oxygen therapy）oxygen therapy（酸素療法）にまとめてある）。

💡 2つの流儀は矛盾していない。分かれ目は「室内気room air 室内気（room air）room air（室内気） を吸っているか」である。 同じ資料は、1型/2型という別の呼び方で整理した箇所で、2型（換気不全）のPaO₂と酸素飽和度 O₂ saturation 酸素飽和度（O₂ saturation） O₂ saturation（酸素飽和度） の低下に 「室内気room air 室内気（room air）room air（室内気） 呼吸下では」 という限定を明記している¹。室内気room air 室内気（room air）room air（室内気） では肺胞気 alveolar gas 肺胞気（alveolar gas） alveolar gas（肺胞気） 式のとおりPaCO₂が上がった分だけ肺胞気 alveolar gas 肺胞気（alveolar gas） alveolar gas（肺胞気） 酸素分圧 partial pressure of oxygen 酸素分圧（partial pressure of oxygen） partial pressure of oxygen（酸素分圧） が下がるので、高CO₂血症には低酸素血症が付いてくる。酸素を投与すれば飽和度は正常に戻せるが、換気不全はそのまま残る——だから「飽和度が正常でもII型と呼ぶ」という書き方が要る。⚠️ 酸素投与中の患者に「飽和度が保たれているからII型ではない」と言わない。

⚠️ PaCO₂の線も資料で割れる（45 mmHg超と50 mmHg超）。なお上記の枠組みの原典は高CO₂血症を45 mmHg超とする一方、低酸素Hypoxie 低酸素（Hypoxie）Hypoxie（低酸素） は70 mmHg未満と定義しており、本ノートが採る60 mmHgの線はこの資料に由来するものではない¹。

⭐ II型と混合型は、「低酸素血症が高CO₂血症だけで説明できるか」で分ける。 肺胞気alveolar gas 肺胞気（alveolar gas）alveolar gas（肺胞気） 式から、PaCO₂が上がった分だけ肺胞気 alveolar gas 肺胞気（alveolar gas） alveolar gas（肺胞気） 酸素分圧 partial pressure of oxygen 酸素分圧（partial pressure of oxygen） partial pressure of oxygen（酸素分圧） は下がる。そこで実測PaO₂に「PaCO₂の正常値からの超過分」を足し戻して補正する。

補正PaO₂ ＝ 実測PaO₂ ＋（実測PaCO₂ − 40）

• 補正後が60 mmHg以上になるなら、低酸素血症は低換気だけで説明できる＝II型
• 補正後も60 mmHg未満なら、低換気に加えて肺自体の異常がある＝混合型

境界は上の表の「PaO₂ <60 mmHg」と同じ60 mmHgに揃えてある。60ちょうどをどちらにも入れない書き方をすると、区分に隙間ができる。

たとえばPaCO₂ 60・PaO₂ 55なら補正後75でII型、PaCO₂ 48・PaO₂ 51なら補正後59で混合型となる。同じ「PaO₂ 50台」でも意味が違うことを、この一手間で切り分けられる。同じ判断は肺胞気動脈血酸素分圧較差 alveolar-arterial oxygen gradient 肺胞気動脈血酸素分圧較差（alveolar-arterial oxygen gradient） alveolar-arterial oxygen gradient（肺胞気動脈血酸素分圧較差） （A–aDO₂）でもでき、純粋な低換気では較差が正常のまま、肺実質病変があれば開大する。

V/Q不均衡が低酸素血症にどれだけ効いているかは、次の3点で見当がつく。

• A–aDO₂が開大している
• FiO₂を上げると動脈血酸素分圧 arterial partial pressure of oxygen, PaO₂ 動脈血酸素分圧（arterial partial pressure of oxygen, PaO₂） arterial partial pressure of oxygen, PaO₂（動脈血酸素分圧） が上がる（完全なシャントなら上がらない）
• 混合静脈血の酸素分圧 partial pressure of oxygen 酸素分圧（partial pressure of oxygen） partial pressure of oxygen（酸素分圧） を上げると動脈血酸素分圧 arterial partial pressure of oxygen, PaO₂ 動脈血酸素分圧（arterial partial pressure of oxygen, PaO₂） arterial partial pressure of oxygen, PaO₂（動脈血酸素分圧） も上がる

3つ目は見落とされやすいが実務的に重要である。低V/Q領域を通った血液は肺で十分に酸素化されないため、そこへ流れ込む静脈血の酸素分圧 partial pressure of oxygen 酸素分圧（partial pressure of oxygen） partial pressure of oxygen（酸素分圧） がそのまま動脈血へ響く。心拍出量を保ち、貧血を是正し、酸素消費を減らすと混合静脈血酸素分圧 venous oxygen tension 静脈血酸素分圧（venous oxygen tension） venous oxygen tension（静脈血酸素分圧） が上がり、肺そのものを治さなくても動脈血酸素分圧 arterial partial pressure of oxygen, PaO₂ 動脈血酸素分圧（arterial partial pressure of oxygen, PaO₂） arterial partial pressure of oxygen, PaO₂（動脈血酸素分圧） が改善する。呼吸不全の治療に循環管理と輸血が並ぶのはこのためである。

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） は分〜時間単位で発症し、慢性例と異なり腎性HCO₃⁻代償が不十分なため、高CO₂血症では急速に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） となる。

⚠️ 「III型」という呼び方は資料によって指すものが違う。 上の表の混合型を III 型と呼ぶ資料がある一方、集中治療intensive care 集中治療（intensive care）intensive care（集中治療） 領域では次の4分類が使われ、そこでのIII型・IV型はまったく別の病態を指す。番号ではなく中身で確認する。

⭐ 混合型をIII型と呼ぶ枠組みでは、II型とIII型は血液ガスの組合せでは区別できない。 どちらもPaO₂が低下しPaCO₂が上昇しており、分かれ目は肺胞気動脈血酸素分圧較差alveolar-arterial oxygen gradient 肺胞気動脈血酸素分圧較差（alveolar-arterial oxygen gradient）alveolar-arterial oxygen gradient（肺胞気動脈血酸素分圧較差） （A–aDO₂）——純粋な換気不全（II型）では較差が変化せず、酸素化不全が重なったIII型では較差が開大する¹。上の補正PaO₂の一手間は、この較差の判断を数字1つで代用しているものだと読むとよい。

💡 III型とIV型は「肺そのものの病気ではない呼吸不全」である。 III型は麻酔・臥位・疼痛で肺が虚脱することが本体なので、対策も換気設定より体位・鎮痛・早期離床early mobilization早期離床（early mobilization）early mobilization（早期離床）・肺胞リクルートに寄る。IV型は呼吸筋が全身の低灌流の犠牲になる状態で、挿管・人工呼吸は「肺を治す」のではなく呼吸筋が使っている酸素と心拍出量をほかの臓器へ回すために行う。

2. 低酸素血症の機序

⭐ 健常部の代償性過換気 compensatory hyperventilation 代償性過換気（compensatory hyperventilation） compensatory hyperventilation（代償性過換気） は、CO₂は取り返せるのに酸素は取り返せない。 これがV/Q不均衡で「低酸素血症＋低CO₂血症（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））」という一見ちぐはぐな組み合わせが生まれる理由である。

• 酸素：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） が平坦になるため、PaO₂が60〜70 mmHgを超えてもヘモグロビン飽和度はほぼ100%で頭打ちになる。健常部をいくら過換気 hyperventilation 過換気（hyperventilation） hyperventilation（過換気） しても、その領域の血液が運べる酸素量（約20 mL/100 mL）はそれ以上増えない。だから病変部で失われた酸素の取り込みを、健常部の頑張りでは埋め合わせられない。
• 二酸化炭素carbon dioxide, CO₂二酸化炭素（carbon dioxide, CO₂）carbon dioxide, CO₂（二酸化炭素）：CO₂の解離曲線は生理的範囲でほぼ直線で、CO₂排出は肺胞換気量 alveolar ventilation, V_A 肺胞換気量（alveolar ventilation, V_A） alveolar ventilation, V_A（肺胞換気量） にほぼ比例する。健常部の過換気 hyperventilation 過換気（hyperventilation） hyperventilation（過換気） はそのまま排出量の増加になり、しばしば過剰に代償してPaCO₂は正常より低くなる。

したがって、肺実質疾患による低酸素血症でPaCO₂が上がってきたら、それは病気が肺胞換気を妨げているというより、代償していた呼吸筋が疲れてきたサインSign サイン（Sign）Sign（サイン） として読む。

⚠️ 授業資料間の食い違い：肺炎の血液ガスについて、一方の資料は「低酸素血症＋低CO₂血症が最も多い」、もう一方は「低酸素血症＋高CO₂血症が普通」と、正反対に書いている。上の理屈から正しいのは前者である。肺炎はV/Q不均衡による低酸素血症を起こし、健常部の代償性過換気 compensatory hyperventilation 代償性過換気（compensatory hyperventilation） compensatory hyperventilation（代償性過換気） でPaCO₂はむしろ下がる。肺炎でPaCO₂が上がっていたら「よくある所見」ではなく、呼吸筋疲労respiratory muscle fatigue 呼吸筋疲労（respiratory muscle fatigue）respiratory muscle fatigue（呼吸筋疲労） か広範な換気障害を示す危険な所見として扱う。

高V/Q領域が増えると死腔換気 dead-space ventilation 死腔換気（dead-space ventilation） dead-space ventilation（死腔換気） が増大し、肺塞栓やショックで目立つ。完全な死腔 dead space 死腔（dead space） dead space（死腔） は灌流がなくV/Qが無限大へ近づく極端例である。低V/Qは換気低下に対し灌流が保たれる状態で、気道閉塞、肺炎、無気肺atelectasis無気肺（atelectasis）atelectasis（無気肺）、嚢胞性線維症、肺水腫などにみられる。「換気された肺胞の灌流が乏しい」を低V/Qとする元資料の記述は逆である²。

資料画像の運動負荷例

拡散予備能 reserve capacity 予備能（reserve capacity） reserve capacity（予備能） の乏しい患者が階段 stairs; step (stepwise) 階段（stairs; step (stepwise)） stairs; step (stepwise)（階段） を2階分上ると、次の変化が示される。

悪心、頻脈、頻呼吸、高血圧、蒼白、チアノーゼ、発汗を伴い、運動で急速に酸素化が破綻することを示す。

3. 原因

「換気ポンプventilatory pump 換気ポンプ（ventilatory pump）ventilatory pump（換気ポンプ） の故障」は、中枢から呼吸筋まで、どの高さでも起こりうる。原因を思い出すときは病名ではなく高さで辿ると漏れにくい。

⭐ 同じ「PaCO₂が高い」でも、肺は正常でポンプだけが壊れている場合と、肺の病気に疲労が重なった場合では次の一手が違う。 前者は換気補助 ventilatory support 換気補助（ventilatory support） ventilatory support（換気補助） と原因の除去（拮抗薬・免疫治療など）が中心で、後者は肺の病気の治療を並行しなければ換気補助 ventilatory support 換気補助（ventilatory support） ventilatory support（換気補助） だけでは戻らない。

4. 症候と呼吸筋疲労

低酸素血症

呼吸困難、頻呼吸、チアノーゼ、胸膜痛pleuritic pain胸膜痛（pleuritic pain）pleuritic pain（胸膜痛）、頻脈・不整脈、錯乱confusion錯乱（confusion）confusion（錯乱）・興奮など。数値としての低酸素血症の解釈は検査値 Labs 検査値（Labs） Labs（検査値） ノートを参照する。

高CO₂血症

低呼吸hypopnea低呼吸（hypopnea）hypopnea（低呼吸）、不安、頭痛、傾眠、温かい四肢、進行すると昏睡。

呼吸筋疲労の警告所見

• 咳嗽力cough strength 咳嗽力（cough strength）cough strength（咳嗽力） 低下、起坐呼吸orthopnea起坐呼吸（orthopnea）orthopnea（起坐呼吸）、速く浅い呼吸
• 胸腹部交互 alternating 交互（alternating） alternating（交互） 呼吸、奇異性paradoxical 奇異性（paradoxical）paradoxical（奇異性） 腹壁運動（仰臥位吸気時に腹壁が陥凹）
• 呼吸困難が一見軽くなった後の傾眠は改善ではなく、換気ポンプventilatory pump 換気ポンプ（ventilatory pump）ventilatory pump（換気ポンプ） 破綻の可能性がある。

呼吸筋疲労respiratory muscle fatigue 呼吸筋疲労（respiratory muscle fatigue）respiratory muscle fatigue（呼吸筋疲労） への対処は、「負荷を減らす」「筋力を上げる」「外から支える」の3方向で整理する。

• 部分的呼吸不全から高CO₂血症を伴う全体的呼吸不全への移行。

5. 初期評価と治療

flowchart TD
  A["ABC評価・モニター・ABG"] --> B["目標SpO₂を設定して酸素"]
  B --> C["原因治療"]
  C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='work of breathing'>呼吸仕事量</span>・意識・pH・PaCO₂を再評価"]
  D --> E["改善"]
  D --> F["疲労・アシドーシス・不安定"]
  F --> G["NIV・HFNCの適応を評価"]
  G --> H["非侵襲的補助が不適・失敗なら挿管換気"]

酸素療法

• 急性低酸素血症acute hypoxemia 急性低酸素血症（acute hypoxemia）acute hypoxemia（急性低酸素血症） 性呼吸不全で酸素誘発性高CO₂血症のリスクがない患者は、SpO₂ 94〜98%を目標に酸素流量またはFiO₂を調節する（GRADE 2+、中等度の質のエビデンス）³。
• 酸素誘発性高CO₂血症のリスクがある患者では、88〜92%を目標とする（GRADE 2+、中等度の質のエビデンス）³。⚠️ このフランスの合意形成会議はリスク群を列挙していない。COPD、病的肥満、胸郭変形chest wall deformity胸郭変形（chest wall deformity）chest wall deformity（胸郭変形）、神経筋疾患などをリスク群として具体的に挙げているのは英国胸部学会の指針で、そちらは酸素療法oxygen therapy酸素療法（oxygen therapy）oxygen therapy（酸素療法）にまとめてある。
• 「PaCO₂が46 mmHgを超えると低酸素性 hypoxic / hypoxemic 低酸素性（hypoxic / hypoxemic） hypoxic / hypoxemic（低酸素性） 呼吸駆動が切れる」という説明は不正確である。過剰酸素によるCO₂上昇にはV/Q変化、ハルデン効果Haldane effect ハルデン効果（Haldane effect）Haldane effect（ハルデン効果） などが関与し、酸素を中止するのではなく目標範囲へ調節してABGを再検する。

原因別・支持治療

• 気道抵抗airway resistance (Raw) 気道抵抗（airway resistance (Raw)）airway resistance (Raw)（気道抵抗） 低下、肺コンプライアンスlung compliance 肺コンプライアンス（lung compliance）lung compliance（肺コンプライアンス） 改善、発熱・疼痛・過剰換気需要の是正で吸気負荷を減らす。
• 酸素化・pH・循環を是正し、必要なら赤血球輸血 red blood cell transfusion 赤血球輸血（red blood cell transfusion） red blood cell transfusion（赤血球輸血） を原因・重症度に応じ検討する。
• オピオイド中毒では気道・換気を支えつつナロキソンnaloxoneナロキソン（naloxone）naloxone（ナロキソン）を呼吸回復まで慎重に滴定 titration 滴定（titration） titration（滴定） する。固定量0.4 mgだけで一律管理しない。
• 元資料のドキサプラム doxapram ドキサプラム（doxapram） doxapram（ドキサプラム） 持続投与 repeated/continuous dosing 持続投与（repeated/continuous dosing） repeated/continuous dosing（持続投与） は、現代の急性呼吸不全 acute respiratory failure 急性呼吸不全（acute respiratory failure） acute respiratory failure（急性呼吸不全） で一般的な第一選択解毒・換気治療ではない。

6. 換気補助

人工換気artificial ventilation 人工換気（artificial ventilation）artificial ventilation（人工換気） は外力で分時換気量 minute ventilation, V̇E 分時換気量（minute ventilation, V̇E） minute ventilation, V̇E（分時換気量） を補う。密着マスクによる非侵襲的換気 non-invasive ventilation, NIV 非侵襲的換気（non-invasive ventilation, NIV） non-invasive ventilation, NIV（非侵襲的換気） と、気管挿管endotracheal intubation 気管挿管（endotracheal intubation）endotracheal intubation（気管挿管） 後の侵襲的換気がある。

NIV・HFNCを考える所見

• COPD増悪などで高CO₂血症性アシドーシスが持続する場合はNIVを優先して検討する⁴。
• 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） などで陽圧が有益。
• 急性低酸素血症acute hypoxemia 急性低酸素血症（acute hypoxemia）acute hypoxemia（急性低酸素血症） 性呼吸不全では、標準酸素療法 oxygen therapy 酸素療法（oxygen therapy） oxygen therapy（酸素療法） で不十分な場合にHFNCを第一選択の非侵襲的呼吸補助 non-invasive respiratory support 非侵襲的呼吸補助（non-invasive respiratory support） non-invasive respiratory support（非侵襲的呼吸補助） として検討する⁵。「不十分」の目安も示されており、SpO₂ 92%超を保つのに6 L/min超の酸素を要する、またはP/F比 PaO2/FiO2 ratioP/F比（PaO2/FiO2 ratio） PaO2/FiO2 ratio（P/F比） <200の低酸素血症性 type 1 低酸素血症性（type 1） type 1（低酸素血症性） 呼吸不全では標準酸素療法 oxygen therapy 酸素療法（oxygen therapy） oxygen therapy（酸素療法） よりHFNCを用いるべきだろう、とされる（GRADE 2+）。挿管の基準を満たさない新規（de novo）の低酸素血症性 type 1 低酸素血症性（type 1） type 1（低酸素血症性） 呼吸不全では、NIVよりHFNCを用いるべきだろう、ともされる（GRADE 2+）³。
• 頻呼吸・呼吸仕事量work of breathing 呼吸仕事量（work of breathing）work of breathing（呼吸仕事量） 増加があり、気道防御・協力が保たれ、直ちに挿管を要さない。

挿管を遅らせない所見

• 呼吸停止respiratory arrest呼吸停止（respiratory arrest）respiratory arrest（呼吸停止）、気道防御不能、進行する意識障害
• 難治性低酸素血症、循環不安定
• 分泌物を排出できない
• NIV開始後もpH・PaCO₂、呼吸困難が悪化
• 重症ARDSなどでP/F比 PaO2/FiO2 ratio P/F比（PaO2/FiO2 ratio） PaO2/FiO2 ratio（P/F比） が著しく低下

急性低酸素血症性type 1低酸素血症性（type 1）type 1（低酸素血症性）呼吸不全については、フランスの集中治療 intensive care集中治療（intensive care） intensive care（集中治療）・救急2学会の合意形成会議が挿管の基準を2段に分けている³。

⚠️ どちらの段も単一の数値で決まるものではない。 上段は「最大限の酸素化を行っても」という条件付きであり、下段は11項目のうち1つ以上という構成である。P/F比PaO2/FiO2 ratio P/F比（PaO2/FiO2 ratio）PaO2/FiO2 ratio（P/F比） やpHの数字だけを絶対基準にせず、呼吸停止respiratory arrest呼吸停止（respiratory arrest）respiratory arrest（呼吸停止）、気道防御、意識、循環、呼吸仕事量work of breathing呼吸仕事量（work of breathing）work of breathing（呼吸仕事量）、分泌物、非侵襲的補助下での悪化傾向を統合する³。

⚠️ この表は低酸素血症性 type 1 低酸素血症性（type 1） type 1（低酸素血症性） 呼吸不全のものである。 COPD増悪のような高CO₂血症性呼吸不全でNIVを続けるか挿管へ移るかのpHの層別は別の枠組みで、非侵襲的換気non-invasive ventilation, NIV 非侵襲的換気（non-invasive ventilation, NIV）non-invasive ventilation, NIV（非侵襲的換気） 療法にまとめてある。両者の閾値を混ぜない。

まとめ

• 呼吸不全では原因疾患と、低酸素・高CO₂を生む生理学的機序を同時に診断する。
• 酸素は目標SpO₂を処方する。酸素誘発性高CO₂血症のリスクがなければ94〜98%、リスクがあれば88〜92%を目安にABGで調節する。
• 呼吸筋疲労respiratory muscle fatigue呼吸筋疲労（respiratory muscle fatigue）respiratory muscle fatigue（呼吸筋疲労）、意識変化、アシドーシス、循環不安定は換気補助 ventilatory support 換気補助（ventilatory support） ventilatory support（換気補助） を急ぐ徴候である。