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呼吸療法の基礎|肺胞換気量(VA)の意味と計算方法を知ろう

キカイガキライ管理人のすいる(@me_swill)です。

 

ある病室でのひとコマ。

すいる
うーん…。
ねこ先生
どうしたんだ?恋でもしてるのか?
すいる
この方のPaCO2の値が高いので少し下げたいのですが、どうすればいいのでしょうか?
(適当なことを…)
ねこ先生
君はどう思う?

血液ガス分析のデータを見ている最中、担当している医師との会話でこのようなやりとりがありました。

 

今回は呼吸療法に必要な計算のひとつである「肺胞換気量」についてご紹介します。

すいる
肺胞換気量ってなに?!
すいる
それで何がわかるの?

こんな方にオススメです。

 

ではでは、今回もはりきっていきましょう!

 

コチラもチェック!

呼吸療法認定士の合格に必要不可欠な計算まとめ

 

注意

ここで記載している事項は、あくまでひとつの参考にして頂けると幸いです。

この記事によって起きた事故等におきましては、一切の責任を負いかねます。

 

こちらのブログもどうぞ

VAってなんだ?特徴は?

 

それではVAについて見ていきましょう。

 

VAとは
一回換気量から死腔換気量を除いたガス交換に関わる換気量。
肺胞換気量と肺胞気二酸化炭素分圧は反比例する。

 

一番の特徴として以下のことが挙げられます。

 

特徴

  • 安静時の二酸化炭素産生量はほぼ一定
  • VAの変化はPaCO2の変化を反映する。

 

キーワードは、「VAの変化はPaCO2の変化を反映する」が大いに関係するようです。

 

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ETCO2の基礎!SpO2とETCO2の違いを知り特徴を知る

VAを計算してみよう

 

この項では、実際にVAの計算をしてみましょう。

すいる
えー、計算苦手だよ!?
ねこ先生
大丈夫。計算自体はとっても簡単だ。

それでは、例題を見ていきましょう。

 

問題1

 

  • 一回換気量(VT):500mL
  • 呼吸回数(f):15回・min-1
  • 死腔換気量(VD):150mL

VAはどれだけでしょうか?

 

すいる
ところでVAって、どういった式なんですか?
ねこ先生
VAは肺胞換気量といって、前の項で話したように「一回換気量から死腔換気量を除いたガス交換に関わる換気量」で表されるんだ。

ここで、サクッとVAの計算方法について見ていきましょう。

 

VA=(VT - VD)× f

 

この計算式でVAを計算します。

すいる
えーっと、じゃあこの計算式に当てはめてて行くと…。

 

VA=(VT - VD)× f=(500-150)×15=5250mL/min≒5L/min

 

すいる
VAはだいたい5L/minです!
ねこ先生
この値がだいたいの基準値だと考えていこう。

肺胞換気量VAの基準値はおよそ4-6L/minとされています。

ちなみに、単純に一回換気量と呼吸回数で表される換気量を「分時換気量(1分間あたりの総換気量)」と呼びます。

ねこ先生
VE=VT×fで表記される。

 

では、次の問題を見ていきましょう。

 

問題2

 

問題1の患者が挿管され、人工呼吸器とつながっています。

分時換気量が5L/minで、PaCO2が60mmHgであった。
この患者のPaCO2を40mmHgまで低下させるには、分時換気量をいくつにすればいいか?

このとき二酸化炭素の産生量は一定とする。

 

すいる
は?何言っているのかわかりません!
ねこ先生
ではひとつずつ見ていこう。

ここで、サクッと計算方法について見ていきましょう。

 

PaCO2=0.863 × VCO2/VA

 

ここで、VCO2は二酸化炭素産生量 を表します。

すいる
なんでこんな式が出てくるの?
ねこ先生
まさに、この式が関係してくるんだ。
すいる
え?!この式が?
ねこ先生
ちなみにこの式は肺胞換気式と呼ばれている。
すいる
ふむふむ…。
(メモメモ)

 

先ほどの問題では、二酸化炭素産生量は一定とのことでしたので、以下のような式に変形できます。

 

VA×PaCO2=一定

 

つまり、「PaCO2×分時換気量×=(目標とする)PaCO2×(変更後の)分時換気量で表すことができます。

 

MEMO
VCO2は大きく変化することはなくほぼ一定と考えられています。

 

すいる
うーん。とりあえず計算してみよう。

 

(変更後の)分時換気量をXとします。

 

PaCO2×VA=60×5=40×X=40X=300
X=300/40=7.5L/min

 

すいる
分時換気量は7.5L/minへ変更すればいいです!
ねこ先生
これで計算ができるようになったな。
すいる
なるほど!人工呼吸器の設定の際にも役に立つ計算ですね!
ねこ先生
問題2で使った「分時換気量」を一回換気量と呼吸回数で考えれば、一回換気量はいくつ・呼吸回数はいくつに設定すればいいのか、それぞれ細かく計算できるぞ。
すいる
さっそく明日から使ってみよう!

 

キーワードで出て来た、「VAの変化はPaCO2の変化を反映する」は、この肺胞換気式によって導かれます。

VCO2が一定であるならば、PaCO2の測定によりVAの変化を知ることができます。
PaCO2は、まさに「換気の指標」になることが証明されます。

すいる
コレは要チェックですね!

 

これでVAの計算・見方ができるようになりましたね。

 

要チェック!

呼吸療法認定士の合格に必要不可欠な計算まとめ

死腔ってなんだ?気道・肺胞の解剖生理

 

すいる
ところで、先ほどから出ている死腔とは何ですか?
ねこ先生
いい質問だ。この項では解剖生理も含めて死腔について見ていこう。

以下に、気道から肺胞までの解剖学生理について記します。

 

気道ー肺胞

  • 口と鼻に始まり、気管から細かく分岐し終末細気管支となる
  • 上気道と下気道に分かれる
    上気道:鼻・口、咽頭、喉頭まで
    下気道:気管から終末細気管支
  • 気管から肺胞嚢・肺胞まで23回分岐する

 

ねこ先生
呼吸療法認定士の試験によく出る、基本的な事項だな。
すいる
うーん、覚えるのが大変だ…。
ねこ先生
ちなみに、終末細気管支までは16回分岐するぞ。

 

呼吸療法認定士に関して下の記事が参考になります。

コチラもチェック!

呼吸療法認定士の最大の難関は検定試験?いや、コレが出来れば合格だ?! 【認定士への道】臨床工学技士が目指すべき6つの学会認定資格まとめ

 

すいる
ところで、最初に言っていた「死腔」とはどういう意味なんですか?
ねこ先生
それはだな…。

 

気道は細かく分岐し、終末細気管支にいたります。
ただし、この終末細気管支まではガス交換に関与することはありません。

すいる
要は通り道、単なるホースということですか。
ねこ先生
そうだな。この部分を「解剖学的死腔」と呼ぶ。

 

MEMO

解剖学的死腔:anatomical dead space
体に本来体備わっており、150mL程度あるとされている。

 

また、終末細気管支の先である「呼吸細気管支から肺胞」までがガス交換に関与します。

すいる
なるほど!これは覚えておこう!

 

呼吸療法の詳しい説明は、下記の本が参考になります。

すいる
私も参考にしてます!

最後に

 

今回は呼吸療法の現場で使用する計算のひとつ「VAについてお話しました。

換気量とPaCO2は、意外と密接な関係であることがわかりました。

肺胞換気量VAを使用して、人工呼吸器の設定を考慮するのもひとつですね。

 

要チェック!

【ササッと復習】人工呼吸器まとめのまとめ

 

ぜひ参考にしてください。

 

ではでは、またいつか逢う日まで…。

すいる
キカイガキライでした。バイ!

 

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