駆け出しCEのblog駆け出しCEのblog臨床工学技士として日々勉強しております。このブログでは、自身の知識や学んだことを他のコメディカルとも共有したいと思い作成しています。関東でMEとして働いています。臨床工学や医療機器について学んだことをMEの目線から書いていきます。看護師さんや他のコメディカルでもわかるように書きますのでみんなで知識を共有していきましょう。酸素解離曲線は、患者さんの呼吸管理を行う上でおさえておかなければならない知識の1つです。業務に関わるうちに、しっかりとした理解が必要だと感じました。本日は、酸素解離曲線を理解するために必要最低限の知識をまとめていきたいと思います。動脈血酸素分圧の関係を示したS字状のグラフになります。どのようなグラフか気になる方は、Googleで検索してみてください。ヘモグロビン1つに酸素は4つ結合するが、酸素と結合していない状態及び4つの酸素と結合している状態が安定状態となります。そのため、ヘモグロビンに酸素が1つ結合すると、2つ目、3つ目と次々に酸素とヘモグロビンが結合していきます。最初の1つが結合するまでが困難であり、最初の1つが結合してしまえば、4つまで酸素が次々と結合するのであります。そのため、酸素解離曲線はS字状となり、S字状を形成する要因をアロステリック効果といいます。右方変位することを、Bohr効果といいます。90%となっていますが、Bohr効果が生じると動脈血酸素分圧が60mmHgでも動脈血酸素飽和度が80%や70%と低くなります。この状態は、ヘモグロビンと結合する酸素の割合が少なくなるということになりますが、組織への酸素供給が増えたため、ヘモグロビンと結合している酸素が解離して組織へ供給されたとも言えます。上記のことより、Bohr効果が生じるということは、組織が酸素を欲しがっている状況といえます。Bohr効果が生じることで、酸素が消費され二酸化炭素や解糖系の中間代謝産物である2-3DPGが増加します。その結果、pHが低下して酸性へと傾きます。酸素が必要な状況下は代謝が亢進している場合であるため、体温も上昇します。左方変位することをHaldane効果といいます。Haldane効果は上記で説明したBohr効果と正反対の反応となりますので説明は割愛させていただきます。Haldane効果については、Bohr効果に比べて名前を知らない人が多く、教科書などにもなかなかでてきません。行う上で酸素解離曲線は基礎中の基礎であります。人工心肺では低体温下や復温後など体温の変化が大きくなります。その中で呼吸管理を行わなければならないため、非常に困難となります。組織の酸素需要をコントロールする業務の1つであるため、注意が必要になります。ventilation:NPPV)専用であります。私の勤める病院でもV60を使用しており、ウィーニング後や呼吸状態の悪い患者さん(経鼻にて酸素投与してもSpO2の低い患者)に使用されます。V60は、集中治療や病棟など幅広く使用されるため、臨床工学技士ではなくても基本的な知識を持っていても損はないと思います。【ディスプレイ表示】では、V60のディスプレイ表示について説明します。分けられており、それぞれが何を示しているのか把握しておく必要があります。ディスプレイ上部に表示されているのは、患者データとなっています。患者さんの呼吸状態の実測値となります。ディスプレイ中部に表示されているのは、換気パターンとなっています。表示される波形を見ながら、患者さんの吸気と呼吸器の送気のタイミングが合っているかなどを判断します。視覚的に患者さんの呼吸状態がわかりやすいので、換気波形は注意して観察しておく必要があります。ディスプレイ下部に表示されるのは、人工呼吸器の設定になっています。換気モードや各種設定値、アラーム設定などです。V60の設定に関するものは、ディスプレイ下部で調整することになります。【使用できる換気モード】V60で使用できる換気モードはS/T、PCV、AVAPS、CPAPの4つであり、患者さんの状態によって決定します。私が業務中に見たことがあるのはS/T、PCV、CPAPの3つであり、AVAPSに関しては臨床使用を見たことがありません(私個人の経験)。それぞれのモードについて説明していきたいと思います。S/TS/Tは、Spontaneous/Timedの略称であります。Spontaneousを直訳すると「自発的や自然的」となります。人工呼吸器が患者さんの自発呼吸に同期して送気を行うモードとなります。ventilation)のように、患者さんの吸気努力時に呼吸の手助けを行う感じであります。患者さんの吸気努力が弱い場合は、V60が患者さんの吸気努力を認識しないということもあります。私の勤める病院では、V60を使用するときの大半はこの換気モードで行っております。ventilationの略称であり、日本語に訳すと圧規定換気となります。患者さんの自発呼吸に合わせて一定の圧力をかけることで換気の補助を行います。患者さんの自発呼吸が一定の間隔なければ送気を行います。V60を使用する患者さんの中でも自発呼吸の安定しない患者さんに対して使用されるモードとなります。pressureの略称で、日本語に訳すと持続的気道内陽圧となります。吸気・呼気関係なく、気道内に圧力を加えるという換気モードです。このモードは指定する換気量を維持するため、圧補助を自動的に行います。患者さんの呼吸状態にあわせてサポート圧を変化させ、設定した換気量を維持するモードです。私自身は、このモードを使用しているのは見たことがありません。Ventilationとなり、IRVと略されます。呼ばれずIRVと呼ばれることが多いです。IRVは特殊な人工呼吸療法であるため、臨床の現場でも行っているのはほとんど見ることはないと思います。今回は、IRVについての基礎的知識や効果について書いていきたいと思います。人工呼吸器の設定項目として吸気呼気比(IE比)があります。通常の場合ではIE比を1:2に設定をして人工呼吸療法を行います。呼気時間を吸気時間の2倍設けることで、Auto-PEEPの発生などを防いでいます。IRVの場合は、その名の通り吸気時間と呼気時間の比を逆転させます。吸気時間を呼気時間よりも長くするということです。異常上昇時などがあります。吸気時間が呼気時間よりも長くなると、送気されたガスの呼出が終了しないまま、新たなガスの送気が行われるため、呼気終末の気道内圧が高くなります。このような状態をAuto-PEEPといいます。Auto-PEEPの状態では、肺胞虚脱が生じにくく常に肺胞が開いた状態になります。肺コンプライアンスの低い患者さんの場合、肺胞が虚脱してしまうと、再開通には高い圧力を必要とします。なると肺胞の圧損傷や、虚脱状態のまま再開通しないことがあるため、酸素化の効率がわるくなります。IRVの場合、肺胞虚脱を防ぐことでガス交換効率を高めています。IRVを行う上で注意しなければならないのは、平均気道内圧の上昇による静脈還流量の低下です。静脈還流量が低下することで心拍出量の低下へとつながるため、IRVを行う場合は、循環動態の管理も必要があります。肺胞の圧損傷も考えられることから、血液ガスや白血球数などのパラメータにも注目しておく必要があります。【さいごに】IRVは一般的な人工呼吸療法ではなく特殊なものであるため、症例数が少なくなります。病院によっては使用経験がない場合もあると思います。文献も調べましたが数が少なく、古い文献が主になっていました。私の勤める病院でもIRVを行っているのは、見たことがなく、気道内圧の管理や吸気呼気比の設定基準も明確なものがありません。今後、行われる際には注目して見ていきたいと思います。最後まで読んでくれてありがとうございました。更新していきたいと思います。ように経時的なモニタリングを行うことはできませんが、ある一定の時間間隔で採血を行い、血液ガス分析装置にて測定します。今回は、動脈血酸素分圧についてその意味と算出について書いていきたいと思います。動脈血酸素分圧を理解するためには、「分圧」という言葉について理解する必要があります。分圧という言葉からある程度は連想ができると思いますが、簡単にまとめていきます。私たちが暮らしている環境は、大気圧下であります。大気圧は1気圧ともいい、ミリメートル水銀柱(mmHg)で表すと760mmHgとなります。私たちが普段吸っている空気は約79%が窒素で約21%が酸素となっています。760mmHgの内酸素の占める割合は約150mmHg(760×0.21)となります。この150mmHgを大気中の酸素分圧といいます。算出についてまとめていきたいと思います。私たちが大気中から酸素を取り込むときは、大気圧(760mmHg)の約21%が酸素分圧であるため、760×0.21=159.6mmHg(約160mmHg)気道から肺胞にかけて相対湿度が100%であるため、760mmHgのうち47mmHgが水蒸気分圧となる。気道中には生体から産生された二酸化炭素が含まれるため肺胞での酸素分圧は、[(760-47)×0.21]-40/0.8=142.6mmHg=99.73(100mmHg)となります。肺胞から血液中へのガス移動は、拡散にて行われます。算出した動脈血酸素分圧は、健常人の日常生活中のものであります。病院では、人工呼吸器により呼吸管理を行っている場合があります。このとき、吸入している酸素濃度が異なっているため、動脈血酸素分圧は100mmHg以上になる場合もあります。ECMO時の動脈血酸素分圧はさらに高い値となる場合もあります。途中の説明をかなり省きました。時間があるときに詳しい情報をまとめていきたいと思います。ある程度の値を算出により求めて、実際の測定値と比べてみると日常の業務が有意義になりと思います。ほとんどの場合、計算値と測定値は異なっており、さまざまな要因により動脈血酸素分圧が変化します。変化の要因を考えることで医療従事者としてのレベルの向上につながると思い、僕は実践しています。酸素と結合しているヘモグロビンの割合つまり酸化ヘモグロビンの割合を示したものであります。場合は、結合型酸素に関するパラメータであるため、溶解型酸素については反映されておりません。存在する酸素のほとんどが結合型酸素によるものです。そのため、集中治療室や手術室などにおける酸素化に関するモニタリングは結合型酸素に関するものです。血液中に含まれるヘモグロビンは、酸素と結合し各臓器へ運搬する役割を担っています。ヘモグロビン1gに結合可能な酸素量は最大で1.39mLとされています。下記の条件にて体内に含まれる結合型酸素の量を求めてみます。その名の通り血液中に溶け込んでいる酸素のことを指します。溶解型酸素は結合型酸素に比べ、非常に少なく特別な条件下でなければ増加しないため、人工呼吸器を使用するような場合でも注目されません。溶解型酸素はヘンリーの法則に基づいて増減します。ヘンリーの法則とは、「温度が一定の場合、液体に溶け込む気体の量は圧力に比例する」というものです。大気圧下にいる限り溶解型酸素は変動しないということです。血液への酸素の溶解度は、1mmHgごとに0.0031vol%増加します。下記の条件にて体内に含まれる溶解型酸素の量を求めてみます。動脈血酸素分圧:100mmHg動脈血中の溶解型酸素量=0.0031[vol%/mmHg]×100mmHg=0.31vol%このように、動脈血中に含まれる溶解型酸素の量は0.31vol%となります。実際に算出してわかるように、生体内では結合型酸素の占める割合が大多数を占めます。このことからも、普段のモニタリングが結合型酸素の量を左右するパラメータであることが理解できます。溶解型酸素を増やすことで酸素化を改善する治療法として、高気圧酸素療法があります。この治療についても今回のように、溶解型酸素について理解しておけば、酸素化の仕組みなども理解することができます。名前にも非侵襲的とあるようにNPPVは挿管下では無く、マスク換気にて患者さんの呼吸を補助します。私の勤める病院では、抜管後の呼吸補助や慢性的な呼吸不全、などにNPPVが使用されており、急性期および慢性期の両方で適応されております。今回は、NPPVについて簡単にまとめていきたいと思います。【NPPVの適応疾患】NPPVの適応については、様々な疾患で報告がされています。今回は、様々な適応疾患の中で特にエビデンスレベルの高い疾患・場面を下記に示します。上記の項目に加え患者さん自身に意識があることや、挿管を必要としない、患者さんの協力が得られる、顔に創傷が無いなどの条件があります。【NPPVのメリット】NPPVの最大のメリットは非挿管下であることです。非挿管であるため、患者さん自身で食事をとれることや会話ができるため、患者さんのQOL向上が図れます。気管チューブによる上気道などの損傷がないため、感染症のリスクが低下します。【NPPVのデメリット】マスク換気であるため、基本的に患者さんの理解を得られなければならない。挿管時とは違い鎮静状態ではないため、患者さん自身でマスクの位置をずらすことや、取ってしまうことがあります。この場合、マスク外への送気ガスのリーク量が変わってくるため、思うような結果が得られない場合があります。在宅で使用する場合には患者さん自身または家族がマスクフィッティングを行わないといけません。その他にも、長時間のマスク着用による圧迫で皮膚損傷の危険性もあります。皮膚損傷については、適切なマスク着用によりリスクを低減できますが、皮膚被覆材などを合わせて使用することでリスクはさらに低減することができます。私の勤める病院では、NPPVの導入時に臨床工学技士が立ち会うことになっております。マスクフィッティングについては看護師さんが行うことが多いですが、機器に表示されるリーク量などを見てマスクフィッティングが適切であるかの確認をします。病棟によっては食事のために一時的に離脱・装着するときに、臨床工学技士に立ち会ってほしいと依頼されることもあります。そのときは、機器の設定や加温加湿器の設定を確認したりします。NPPVを行っている患者さんには抜管直後で、いつ呼吸状態が悪化するかわからない患者さんもいます。そのため、機器の表示値や設定だけでなく患者さんの呼吸状態などの様子も確認する必要があります。人工呼吸器には様々なモードがあり、患者さんの容態に合わせて最適なモードを選択する必要があります。人工呼吸器の換気様式を大きく2つに分けるとすると量規定と圧規定に分けることができます。人工呼吸器の使用中点検などで、人工呼吸器の換気様式や設定条件を観察してみると、その患者さんの大まかな容態が予測できます。今回は、人工呼吸器の圧規定と量規定について簡単に書いていきたいと思います。量規定は一回換気量と吸気流速を規定して患者さんへ送気を行う換気様式です。一回換気量が規定されているため、毎回同じ量のガスを供給することができます。量規定のメリットとしては、患者さんの病態が変化した場合に低換気や過換気になることがないため、換気量の管理がしやすいという点があります。換気量がある程度保証されているということは、血液ガス(特にPaCO2)のコントロールがしやすいとも言えます。量規定のデメリットとしては、気道内圧が規定されないため肺コンプライアンスの低い場合には、肺損傷が生じやすいということがあげられます。気管チューブなどからリークが生じた場合には、低換気になります。量規定に関しては肺コンプライアンスが低くなく、病態の安定した患者さんに対して使用する方が良いと考えます。圧規定は気道内圧と吸気時間を規定して患者さんへ送気を行う換気様式です。気道内圧が規定されているため一回換気量は変動しますが、気道内圧の急激な変化がありません。圧規定のメリットとしては、気道内圧が安定していることにあります。そのため、肺コンプライアンスの低い病態に対して使用されます。その他にも、多少のリークが生じた場合でも設定した気道内圧になるようにガスが供給されるということもメリットの1つといえます。圧規定のデメリットとしては、肺コンプライアンスなどの変動により一回換気量が変化してくるということです。そのため、患者さんの状態によっては低換気となる場合もあります。圧規定は肺損傷のリスクを抑えられるという点より、肺コンプライアンスの低い患者さんに有用だといえます。一回換気量が一定でないため患者さんの様子を注視しなければなりません。量規定は一回換気量と吸気流速を規定して送気を行う。量規定は換気量が保証される。量規定は肺コンプライアンスの低い患者さんだと気道内圧が高くなる。圧規定は気道内圧と吸気時間を規定して換気を行う。圧規定は気道内圧が安定する。圧規定は肺コンプライアンスの低い患者でも気道内圧が高くならない。Pressureの略称であり、日本語では呼気終末陽圧といいます。PEEPというのはその名の通り、呼気の最後に一定の陽圧を加えるもので、人工呼吸器の設定項目の1つです。通常の場合では(PEEPがゼロ)、人工呼吸器からガスが送られる(吸気)と気道内圧が上昇し、人工呼吸器の送気が止まると(呼気)気道内圧は低下し、ゼロとなります。PEEPを加えていると、呼気時の気道内圧がある一定の圧以下にならず、そのまま吸気へ移ります。患者さんの肺には常に陽圧がかかった状態にあるということです。PEEPについては、臨床工学技士はもちろんのこと集中治療関係の業務に従事する看護師の方にもお馴染みの項目といっていいでしょう。【PEEPの目的】PEEPの最大の目的としては、酸素化の改善であります。肺に取り込まれたガスは肺胞にて血液中に供給されます。人工呼吸器を使用するような患者さんは肺コンプライアンスが低くなっており、肺胞が膨らみにくい状態にあると言えます。風船を膨らますときを考えると、風船が膨らみ始めるまでが一番きつく、膨らみ始めるとそんなに力を入れてガスを吹き込まなくても膨らんでいきます。肺胞も同様で、膨らみ始めるまでに高い圧力を必要とします。最初からある程度膨らましておけば、その後は高い圧力を必要としません。PEEPを加えることで、肺胞が閉じる(虚脱)ことを防げるため、有効膜面積(ガス交換が行える肺胞の面積)が上昇し、その結果酸素化が改善されます。(ARDS)に対する研究で、PEEPを加え一回換気量を減らすことで、予後が改善されたという報告があります。この研究からもPEEPによる酸素化の改善効果と、最高気道内圧を抑えることによる肺損傷の是正が重要であると言えます。【PEEPの生理的な影響】PEEPを加えることにより肺は常に膨らんだ状態になります。それに伴い、胸郭内の圧力も上昇します。そのため、上下大静脈に戻ろうとする血液が胸郭内の圧力に押され、静脈還流量が低下します。低下、尿量の低下へとつながります。上記のことから、PEEPを加える場合には患者さんの心機能の程度も考慮しなければなりません。対策としては、弾性ストッキングやフットポンプなどを使用し末梢で滞留している血液を循環させるといったものがあります。人工呼吸器の設定を考える時には、肺機能だけでなく心機能や代謝も考慮しなければなりません。意外と思われる方もいると思いますが、臨床工学技士の業務では、機械以外にも幅広い知識が必要です。流れる定常流に対してNOを加えて、患者さんへ供給する方法であります。そのため、NOを加えるために流量計が必要となります。供給されたNOがガス配管より供給される酸素や空気と混合されるため、呼吸器のブレンダと患者口元ではFiO2の値が異なってきます。そのため、患者口元より供給ガスをサンプルし、マルチガスモニタにてFiO2やNO濃度を測定する必要があります。私の勤める施設で使用されているアイノフローシステムでは、患者口元よりサンプルされたガスのNO濃度を測定し、その情報をフィードバックすることで、供給部のNO流量を調節するシステムとなっています。持続注入方式のメリットとしては、NOと酸素の接触時間が短いということであります。NOと酸素が接触することで副産物であるNO2が産生されます。NO2により気道や肺の損傷が生じる可能性があるため、NO2濃度の経時的なモニタリングも必要になります。持続注入方式は定常流方式の人工呼吸器での使用になるため、新生児に使用されております。【プレミキシング方式】プレミキシング方式は、ガスブレンダにてNOを空気や窒素と混合し、人工呼吸器本体へ供給する方式です。プレミキシング方式については、私の勤める病院では使用していないため、システムの構成についてはよくわかりません。基本的な知識としては、定常流方式の呼吸器ではなくても使用できるため、成人に対しての使用が多くなります。プレミキシングの場合、酸素とNOの接触時間が長くなるため、副産物であるNO2の産生に注意が必要となります。酸素とNOを人工呼吸器内で混合するため、FiO2を変更すると患者さんへ供給されるNO濃度も変化してしまいます。【モニタリング】NO療法を行う場合、NO濃度のモニタリングが必要となります。そのため、マルチガスモニタによる実測を行わなければなりません。他にも、副作用としてメトヘモグロビン血症が生じる可能性があるため、メトヘモグロビンをモニタリングする必要があります。【臨床工学技士の対応】NO療法は特殊な治療法の1つであるため、使用するデバイスを病棟のスタッフだけで管理するのは難しいと私は考えます。そのため、1日に数回は臨床工学技士が病棟にて動作のチェックやモニタリングの確認をする必要があります。人工呼吸器とNOの供給デバイス、モニタリング機器のどれか一つでも不具合があると、治療が上手く行われません。そのため自身でNO濃度を算出し、正常な供給、モニタリングが出来ているのか確認することも良いと思います。NOで使用されるボンベの圧力表示には慣れ親しんだPaではなくpsiが使用されているものもあります。そのため、使用時間の計算なども厄介になります。(以下ARDSとする)は、何らかの原疾患により引き起こされる呼吸不全です。二次的感染や原疾患による多臓器不全などを含めると死亡率が40%程度あります。そのため呼吸不全の治療を行いながら、原疾患の治療も行わなければならないため非常に困難な疾患となります。【ARDSの定義】ARDSは2012年のBerlin定義により診断基準が示されています。通常の場合、人工呼吸器の一回換気量は体重1kgあたり10mL程度とされています。ARDSの場合では、肺コンプライアンスが低下しているため、10kg/mLもの換気量だと肺損傷の原因となります。このことは臨床研究でも証明されており、ARDSの場合では通常の一回換気量だと予後が悪いとされています。肺損傷を防ぎながら肺胞虚脱を防ぐといった対応がとられています。PEEPに関して15cmH2O程度にしている報告もあり、ARDSの状態(軽度なのか重度なのか)により適切な値を選択する必要があります。薬剤により引き起こされる場合もあります。そのため、高齢者の肺炎や感染症などには要注意です。ARDSの場合、低酸素症に対する人工呼吸器の使用に加えて、CRRTも行う場合などもあり、1人の患者さんに対して複数台の高度管理医療機器が使用されます。そのため、臨床工学技士の役割は重要となります。呼吸管理を行いながら代謝の管理までを行うことから、幅広い知識が必要となります。Tweet|<<前のページ123次のページ>>|お問い合わせお問い合わせはこちらまで「Amazonライブリンク」は提供を終了しました。