酸素療法

酸素療法について解説します。
本題に入る前に、酸素投与で使われている言葉の意味について解説します。

  • 酸素流量の「流量」とは?
  • 配管あるいは酸素ボンベから出る単位時間当たりの酸素量のことです。

    成人の場合はどれくらいの流量が必要なのでしょう。例えば、成人で一回換気量(一回の呼吸で肺に出入りするガスの量)を500mlとします。吸気時間を1秒とすると、1秒間で500ml吸うので、いつでも500ml吸えるようにするには500ml/秒×60秒=30L/分。つまり流量は30L/分ということになります。そしてこれを目安に「低流量」もしくは「高流量」と言われています。

  • 酸素投与する器具には色々ありますが、どんな違いがありますか?
  • 酸素マスクや鼻カニュラは「低流量システム」、ベンチュリーマスクやベンチュリーネブライザー(ネブライザー付酸素吸入器)は「高流量システム」に分類されます。またリザーバーシステムは、書物により低流量システムに分類されている場合があります。

  • 鼻カニュラや酸素マスクの特徴は何ですか?
  • 臨床から在宅まで広く使われています。

    酸素濃度の設定はなく「指示された流量(○L/分)」に流量計をセットします。この流量は1~6L/分の場合が多いと思いますが、上述した成人の場合の流量を考えると足りません。つまり、配管や酸素ボンベから流れてくる100%の酸素を○L/分とセットしても、不足分は室内の空気を吸入して補っているということになります。患者の呼吸パターンが変化すると、もちろん吸入酸素濃度は変化します。これらのことから、鼻カニュラや酸素マスクは比較的規則正しい呼吸パターンの患者に用いられます。

    ●鼻カニュラ;
    酸素吸入しながら会話や食事ができますが、口呼吸や鼻閉塞時には推奨できません。また酸素流量が6L/分以上の投与は推奨されていません。なぜなら酸素ガスによる鼻粘膜の乾燥を生じること、吸入酸素濃度の上昇もみられないためです。

    ●酸素マスク;
    マスク内に呼気ガスが貯まらないようにするため、5L/分以上の流量で使用するのが望ましいとされています。これにより酸素濃度は40%以上になることから、低濃度酸素吸入の患者には適しません。やむをえず5L/分以下で使用する場合は、PaCO2が上昇する危険性があり注意が必要です。

図1. 低流量システム


  • リザーバー付酸素マスクはどんな場合に使いますか?
  • 高濃度酸素吸入が必要な場合に使用します。

    呼気時にリザーバー内に酸素を貯え、吸気時にリザーバー内の酸素とチューブから出てくる酸素、マスク内のガスを吸入する方法です。これにより、通常の酸素マスクに比べ高濃度の酸素を投与することができます。マスク内に貯まった呼気の二酸化炭素の再呼吸を防止するために6L/分以上にし、リザーバーバッグが空にならないよう酸素流量を調節する必要があります。また高濃度酸素投与によるCO2ナルコーシスなどの危険性がある患者には注意が必要です。

図2. リザーバー付マスク

表1. 酸素流量と吸入酸素濃度の目安

鼻カニュラの目安 21(%)+{酸素流量(L/分)×4%}


  • ベンチュリーマスクやネブライザー付ベンチュリー装置の特徴を教えてください。
  • 患者の呼吸状態に関わらず安定した濃度の酸素投与をしたい場合や、正確な酸素濃度管理が必要な慢性閉塞性呼吸器疾患(COPD)や慢性呼吸不全患者などに適しています。
    成人の場合、総流量(酸素と空気の混合ガス流量)を30L/分以上に設定することにより、一定の酸素濃度のガスを供給する方法です。
    さて、通常の酸素流量計は15L/分が最大ですから30L/分には足りません。そこで、ベンチュリー効果を用いて酸素と空気を混ぜて30L/分以上の流量を作り患者の口元に提供しようというものです。ベンチュリー効果とは、小さな出口から高圧の酸素を流してジェット流を作ると、ジェット流の周りが陰圧になります。ここから空気を引き込み酸素と空気を混合します。

図3. ベンチュリー効果

●ベンチュリーマスク;
ダイリュータと呼ばれるアダプタ部分がベンチュリー効果を生み出し24~50%の酸素を供給することができます。ダイリュータには酸素濃度と流量が印字されており、指示通りにセットし、流量計を指定流量に設定します。使用する際には、空気を引き込むダイリュータ部分が毛布などで塞がれないように使用することが大切です。

●ネブライザー付ベンチュリー装置;
ベンチュリーマスクにネブライザー機能を備えたもので、酸素濃度調節ダイヤルのベンチュリー効果で空気と共に蒸留水も引き込んだものです。十分な加湿が必要な患者に適しています。

図4. 高流量システム


  • ネブライザー付ベンチュリー装置で総流量30L/分以上となるように設定するにはどうすればいいのですか?
  • 表2の酸素濃度(横軸)と酸素流量(縦軸)が交差する数値が30L/分以上になるように設定します。

    30L/分より少ない設定の場合は、周囲の空気を吸って補うことになりますので、実際の吸入酸素濃度は低くなります。また一般成人で、縦軸と横軸の交差部分の値が40L/分や50L/分を超える場合は、多い分の酸素は無駄ということになります。もちろん酸素療法中は、酸素化の指標としてSpO2値もしくは血液ガスの値を参考に流量や酸素濃度が設定されています。それから製品により若干異なりますが、総流量30L/分以上を確保すると最大酸素濃度は40~60%くらいになります。

表2. ネブライザー方式の総流量(トータルフロー)


  • 加湿の基準はありますか? 流量が少ない場合、加湿は不要ですか?
  • ガイドラインがありますが、患者に応じた臨機応変な対応も必要です。

    日本呼吸器学会・日本呼吸管理学会の酸素療法ガイドラインでは「鼻カニュラでは3L/分まで、ベンチュリーマスクでは酸素流量に関係なく酸素濃度40%まではあえて酸素を加湿する必要はない」としています。米国呼吸療法協会(AARC)では、「4L/分以下の場合、加湿は必ずしも必要ない」、米国胸部学会(ATS)のCOPDガイドラインでは「5L/分以下では敢えて加湿を行う根拠は無い」と記載されています。ただし、気管チューブや気管切開チューブを留置している患者の場合は、酸素加湿もしくは人工鼻が必要です。なぜなら加温加湿機能を備えている上気道がチューブによってバイパスされているからです。それから、小児や気管支喘息の患者には加湿を中止して良いとする根拠がなく、乾燥を訴える患者には流量に関わらず加湿の検討が必要です。また高流量の場合、加湿効果を高めるには加湿水を加温すると効果的です。加湿用の水に関しては、衛生面や水の管理面から最近では酸素加湿用の閉鎖式の専用ボトルを使用されることが多くなっています。

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