Q:全身麻酔中の人工呼吸器の設定はどうするか?

A:伝統的には、全身麻酔中の 1 回換気量は 10mL/kg、呼吸回数は、10-12 回/分という設定が推奨されていた。安静時の個体では、ときどき深呼吸をしたり、寝返りをうったりして、末梢肺気道を拡張させる機会があるのに対し、全身麻酔中には深呼吸は抑制され、寝返りをすることもなく末梢気道が虚脱傾向となる。

また、筋弛緩剤を併用したり、揮発性吸入麻酔薬の筋弛緩作用によって自発呼吸が抑制されると、腹部臓器重量の圧迫によって、特に背側に位置する肺組織が虚脱する傾向にあり、多かれ少なかれ換気血流比の不均衡から酸素化能の低下があった。

こうした末梢気道の虚脱と肺酸素化能の低下をある程度予防するために、呼吸器設定の 1 回環気量は、安静時の 1 回換気量(7-8mL/kg)よりも多い(切りが良く計算がしやすい) 10mL/kg とし、分時間気量が安静時とほぼ同等となるように呼吸回数を安静時よりも少なめの設定(10-12 回/分)していたのである。

しかし、近年、集中治療領域で ARDS に対する肺保護換気戦略が定着し、次いで全身麻酔中にも低 1 回換気量が術後の呼吸機能の改善に役立つという研究が多く報告されており、全身麻酔中の 1 回換気量は、安静時 1 回換気量に相当する 6-8mL/kg が推奨されるようになっている。これに伴って、呼吸回数も安静時と同様の 15 回/分程度とするようになってきた。

個人的には、通常は、1回換気量は 8mL/kg(理想体重)とし、呼吸回数の初期設定は、男性で 14 回/min、女性で 12 回/min 程度とし、呼気二酸化炭素分圧を見ながら EtCO2=35 前後となるように調整している。もちろん、頭蓋内圧亢進例ではこれよりも過換気(EtCO2=30 前後)とし、脳虚血性病変や虚血性心疾患のある症例ではやや低換気に(EtCO2=40 前後)設定する。

ここで理想体重は、BMI の理想値である 22.0 を使用して、 身長(m)×身長(m)×22 とすれば、設定するべき 1回換気量は、
身長(m)×身長(m)×22×8=身長(m)×身長(m)×176
となる。しかし、これとて暗算は不可能なので、通常は、より簡便な標準体重の計算法として、
① 男性、あるいは身長の高い女性では、身長から 110 を引き、女性では 105 を引いたものを標準体重とするか
② ブローカ式桂変法=(身長(cm)-100)×0.9
のいずれかで計算すれば十分であろう。

<例>
・身長 180 cm の男性
 ①→ (180-110)×8=560mL
 ②→(180-100)×0.9×8=576mL
・身長 145 cm の女性
 ①→(145-105)×8=320mL
 ②→(145-100)×0.9×8=324mL

なお、「ARDS の臨床診療指針」では、理想体重(標準体重)ではなく、独自の「Predicted body weight」を用いて一回換気量を設定するとしているが、この計算式は数値が細かく、性別によっても異なっており、いちいち計算するのは面倒であり、換算表が参照できるようにしおかなくては実用的ではない。

男性(kg): 50.0+0.91×[身長(cm)-152.4]
女性(kg): 45.5+0.91×[身長(cm)-152.4]

男性は女性に比べて筋肉量が多く、逆に女性は脂肪比率が高いことから、基礎代謝量は男女の性別により大きな違いがあるため、男性では女性よりも多くの分時換気量を必要とする。小児では、1回換気量は成人と同様に 8mL/kg とするが、やはり基礎代謝量が多いことから、呼吸回数は成人よりも多く設定する必要がある。

とくに小児の呼吸回数の設定については、昔は、体重から必要な一回換気量と呼吸数の組合せを算出する「換気量設定のラドフォードのノモグラム」が参考にされていたが、哺乳類の心拍数と呼吸数の比がほぼ普遍的に 4:1 であることから、とりあえず 「安静時心拍数÷4」 で設定しておき、カプノを見ながら調整すればよい。

ちなみに、東洋医学(中国伝統医学)では、患者の呼吸数 1 回に対し、心拍数 4 拍を平脈(正常な脈拍数)とし、5 拍以上を数脈(さくみゃく)、3 拍以下を遅脈という。

<例>
・新生児: 140 bpm → 35 回/min
・乳児: 120 bpm → 30 回/min
・幼児; 110 bpm → 28 回/min
・学童: 90 bpm → 22 回/min
・中学生: 80 bpm → 20 回/min

画像
Radford EDJr : Ventilation standards for use in artificial respiration. The journal of applied physiology 7:451-460, 1955

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