人工呼吸器の設定・完全解説【結論:酸素と二酸化炭素をわけて考えましょう】 | コキュトレ
人工呼吸器コース

人工呼吸器の設定・完全解説【結論:酸素と二酸化炭素をわけて考えましょう】

  • リハビリ職
  • 医師
  • 看護師
  • 臨床工学技士
2021年3月5日 (更新日:2021年8月6日)
sheep

人工呼吸器がなんで今の設定になっているか分からない

sheep

患者さんが悪くなったけど、どう設定をかえていいかわからない

こんな疑問に答えます。

この記事の内容

  • 人工呼吸器の設定を理解するのに大事な2つの考え方
  • 人工呼吸器の設定のしかた
  • 実際に設定がいじれるシミュレーション

執筆者:ひつじ

  • 2009年 研修医
  • 2011年 呼吸器内科。急性期病院を何か所か回る。
  • 2017年 呼吸器内科専門医

人工呼吸器のモニターって数字や英語がたくさん並んでて、最初はかなり難しいです。自分もこのあたりが理解できるのは何か月とかかりました。

ここでは、設定を理解するのに大事な考え方を2つ紹介します。

これが分かるだけで、いろんな数字がグッと分かりやすくなります。

人工呼吸器の設定を自分でいじれるのを目標に記事をまとめました。病棟で困っている方はぜひ参考にしてみてください。

  1. 【大切な考え方その1】酸素と二酸化炭素をわけて考える。
  2. 【大切な考え方その2】人工呼吸は体に毒
  3. 人工呼吸での設定項目と基準値
  4. 設定をいじってみよう
  5. 病気によって設定を変える
  6. FiO2とPEEPの関係
  7. まとめ

【大切な考え方その1】酸素と二酸化炭素をわけて考える。

まず、1つ目の考え方です。

酸素と二酸化炭素をわけて考えましょう。

人工呼吸器、設定、FiO2、PEEP、PC、PS

もっと言うと、

SpO2に関わるのはFiO2とPEEP、PaCO2に関わるのはPS/PCとRR。

ここがめちゃくちゃ大事です。

大事なので、繰り返します。

SpO2に関わるのはFiO2とPEEP、PaCO2に関わるのはPS/PCとRR。

sheep

用語が多くて分からない

と思ったので、そこから解説していきます。

用語のまとめ

人工呼吸器の用語ってたくさんあるんですけど、まずは大事なものを図でお見せします。

人工呼吸器、設定、FiO2、PEEP、PC、PS
  • PIP(Peak Inhaled Pressure):最大吸気圧、ピーク圧。吸気での最大圧。
  • PEEP(Positive Endo-Expiratory Pressure):呼気終末陽圧。呼気にかかる圧。
  • PS(Pressure Support):プレッシャーサポート。自発呼吸の吸気でかかる圧。
  • PC(Pressure Control):プレッシャーコントロール。強制換気の吸気でかかる圧。

PEEPとPS/PCを合わせるとPIPという関係となります。

そのほかの大事な用語です。

  • FiO2(fraction of inspired oxygen):吸入酸素濃度
  • TV(Tidal Volume):一回換気量。呼吸1回あたりの換気量。
  • MV(Minute Volime):分時換気量。1分間あたりの換気量。
  • I:E比:吸気・呼気比。吸気と呼気の時間の比。

また、モードに関わる用語としてA/C、CPAP、SIMV、PC、VCなどがあります。これは【初心者向け】人工呼吸器のモード・完全解説【たった1つの重要な考え方】にまとめたのでこちらを参照してください。

sheep

用語は分かった。で、二酸化炭素はどうなるの?

ではそちらを解説していきます。

二酸化炭素に関わるもの

二酸化炭素を吐き出すためには、換気量を増やす必要があります。

では、換気量に関わる設定は何でしょう。

ここで、下の図をご覧ください。

人工呼吸器、設定、FiO2、PEEP、PC、PS

ここで換気量の目安になるのが、MV(分時換気量)。

MV(分時換気量)を増やすためには、TV(一回換気量)を増やすか、RR(呼吸回数)を増やすか。

TV(一回換気量)を増やすには、PS(プレッシャーサポート)もしくはPC(プレッシャーコントロール)を増やすかです。

酸素に関わるもの

一方、酸素に関わるものはこの2つ。

  • FiO2(吸入酸素濃度)
  • PEEP(呼気終末陽圧)
人工呼吸器、設定、FiO2、PEEP、PC、PS

FiO2を上げるとSpO2が上がるのは分かりやすいと思います。

PEEPを増やすと、息を吐いた時にも肺が虚脱しにくくなります。そのため、酸素を多く取り込むことができます。

まとめると

まとめると、下の図のようになります。

人工呼吸器、設定、FiO2、PEEP、PC、PS

ここはかなり大事なので、分からなければ繰り返し読んで理解するようにしてください。

SpO2に関わるのはFiO2とPEEP、PaCO2に関わるのはPS/PCとRR。

【大切な考え方その2】人工呼吸は体に毒

人工呼吸器モード、A/C、CPAP、SIMV

これもめちゃくちゃ大事です。

病気を治すのは例えば抗生剤などで、人工呼吸は薬が効くまで呼吸を保つためのもの。人工呼吸器が治療はしていません。

風船に例えてみると・・

ここで、風船を膨らませてみるところを想像してみてください。

人工呼吸器モード、A/C、CPAP、SIMV

風船に力がかかるのはどこでしょう?

まず、膨らみはじめはかなり強く吹き込まなければなりません。また、割れる直前も風船に力がかかってそうです。

これは肺も同じです。

肺をしぼませすぎたり、ふくらませすぎると傷んでいきます。

中間くらいのところで軽く膨らんだりしぼんだりするのが、肺にやさしい換気です。

人工呼吸器の合併症は人工呼吸器の合併症と、予防する方法【医師、看護師の両方が知るべき】で解説しています。よければご覧ください。

肺をしぼませすぎたり、ふくらませすぎると傷んでいく。

sheep

風船の例えは分かったけど、人工呼吸では具体的にどうしたらいい?

では、そこを解説します。

人工呼吸での設定項目と基準値

参照:ARDS診療ガイドライン2016(集中治療医学会)

以下のようになります。

  • 膨ませすぎない:PIP(ピーク圧)<30 cmH2O
  • しぼませない:PEEP>4 cmH2O
  • ほどよい量の呼吸:一回換気量6~8ml/kg (理想体重)

あと、圧力がかかって無理な呼吸をするくらいなら、高CO2は許容します。PaCO2 50台でも、60台でも大丈夫。

ただし、アシドーシスが進みすぎるとそれは良くないです。あくまで、pHが7.3台の間は高CO2を許容と覚えていてください。

また、SpO2が高すぎると酸化ストレスがかかります。SpO2は100%にせず、90~95%程度を目指してください。

PIP(ピーク圧) <30 cmH2O
PEEP>4 cmH2O
一回換気量6~8ml/kg (理想体重)
高CO2:pHが7.3台の間は許容
SpO2 90~95%(100%などにしない)

sheep

目標値も分かった。でも実際にできる気がしない。

そうですよね。では、ちょっとシミュレーションしてみましょう。

設定をいじってみよう

ケース1

理想体重50kgの女性
A/C(FiO2:30、PEEP:4、PC:6、RR:15)で換気中
SpO2 88 %、Tidal Volume 210 ml
RR16、Minute Volume 3.1 L

では、実際に設定をいじってみましょう。
このケースで、より適切な状態にするにはどうすればいいでしょう。

↓↓↓↓↓答え↓↓↓↓↓

まずSpO2が低いので、FiO2をあげましょう。5%ずつ、35%などにしてみます。PEEPを4から6などにあげてもしれません。

また、理想体重50kgに対して一回換気量(TV)210mlは少ないです。PCを6から8や10に上げてみましょう。

ケース2

理想体重50kgの女性
CPAP(FiO2:40、PEEP:4、PS:10)で換気中
SpO2 100 %、Tidal Volume 750 ml
RR16、Minute Volume 12 L

では、実際に設定をいじってみましょう。
このケースで、より適切な状態にするにはどうすればいいでしょう。

↓↓↓↓↓答え↓↓↓↓↓

SpO2が100%と振り切れてしまっているので、FiO2は下げられます。40%から35%
や30%に下げます。PEEPは同じく酸素に関わるところですが、4と最低ラインなので下げない方がいいです。

また、Tidal Volumeも多いです。PSを10から8や6に下げてみましょう。

ケース3

理想体重50kgの女性
A/C(FiO2:30、PEEP:4、PC:6、RR:15)で換気中
ガス採血でpH 7.32、PaO2 140 mmHg、PaCO2 67mmHg

では、実際に設定をいじってみましょう。
このケースで、より適切な状態にするにはどうすればいいでしょう。

↓↓↓↓↓答え↓↓↓↓↓

PaO2は明らかに高いです。FiO2を30から25などに下げてみましょう。
高PaCO2はある程度許容してよいですが、アシドーシスが強ければ換気量をあげた方がいいでしょう。

sheep

なんとなくでもいじれるようになった。他に気をつけることは?

では、2点ほど追加します。

病気によって設定を変える

代表的なのはこれらです。

  • ARDS/間質性肺炎/肺水腫:肺が固い(コンプライアンス↓)。一回換気量は少な目、呼吸数は多め
  • COPD/気管支喘息:気道が細い(気道抵抗↑)。呼気時間が長め(通常は吸気:呼気=1:2)

ARDSでは肺が固くなって膨らみにくいので、無理に力をかけずに一回換気量は低めにします。

COPDでは気道が細くなって息を吐くのに時間がかかります。

FiO2とPEEPの関係

絶対ではありませんが、高FiO2が必要であれば、高PEEPが必要なことが多いです。

これは、重症でるほど肺胞が閉じやすいため。

目安として下の対応表があります。参考にしてみてください。

人工呼吸器、設定、FiO2、PEEP、PC、PS、間質性肺炎、COPD

まとめ

それでは、内容を振り返ります。

  • SpO2に関わるのはFiO2とPEEP、PaCO2に関わるのはPS/PCとRR。
  • 肺をしぼませすぎたり、ふくらませすぎると傷んでいく。
  • PIP(ピーク圧) <30 cmH2O、PEEP>4 cmH2O、一回換気量6~8ml/kg (理想体重)、高CO2:pHが7.3台の間は許容、SpO2 90~95%(100%などにしない)

このあたりが分かれば、人工呼吸器の設定はかなりやりやすくなります。明日からの仕事にぜひ活かしてみてください!

sheep

何となく分かった気もするけど、覚えられない。多分明日には忘れてる。

というわけで、クイズを用意してみました。

sheep

ブログよりもっといいのはない?

また、キャリアアップで最も大事なのは、働く環境だったりします。どんな症例が経験できるか、まわりの人間関係などで、力がつけられるかは大きく変わります。

より呼吸器が学べる職場を見つけたい人は、[看護師転職サイトのランキング【結論:大手3サイト+自分の事情に合わせて】]にまとめてみたので、ぜひ参考にしてみてください。

sheep

勉強会での準備が大変

勉強会の準備って、とにかく大変ですよね。準備自体が自分のためになるのは分かるけど、たいてい10時間以上かかったりするし。

  • 元ネタのパワーポイントをnoteでダウンロードできます。[こちら]からご覧ください。