呼吸不全

気道の解剖と呼吸不全の原因
概要
種類Type 1?4
診療科呼吸器学、 集中治療医学
症状呼吸困難、チアノーゼ、頻脈、頻呼吸（英語版）、不整脈、頭痛、高血圧
原因脳卒中、嚢胞性線維症、慢性閉塞性肺疾患、急性呼吸窮迫症候群、肺炎、肺血栓塞栓症、神経筋疾患（英語版） （例: 筋萎縮性側索硬化症）
診断法血液ガス分析
鑑別急性呼吸窮迫症候群、誤嚥性肺炎
合併症てんかん発作（seizure）（英語版）、失神、パニック発作、感染、昏睡
治療原疾患の治療、非侵襲的換気（英語版）、人工呼吸
頻度10万人中10-80人
分類および外部参照情報
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呼吸不全（こきゅうふぜん、英: Respiratory failure）は、「動脈血ガスが異常な値を示し、それがために生体が正常な機能を営みえない状態」と定義される[1]。具体的には「室内気吸入時の動脈血酸素分圧（PaO2）が60Torr[注釈 1]以下となる呼吸器系の機能障害、またはそれに相当する異常状態」を指し、これを呼吸不全と診断する（厚生省特定疾患「呼吸不全」調査研究班昭和56年度報告書）[1]。準呼吸不全はPaO2が60Torrを超え、70Torr以下をいう[1]。
概要

呼吸不全は呼吸器系によるガス交換が不十分、つまり動脈血中の酸素、二酸化炭素、またはその両方を正常レベルに保つことができないために起こる。血液中の酸素濃度が低下することを低酸素血症といい、動脈血中の二酸化炭素濃度が上昇することを高炭酸ガス血症（英語版）という。呼吸不全は急性または慢性に分類される。

また、呼吸不全は動脈血炭酸ガス分圧（PaCO2）の程度により、下記に分類される[2]。

I型呼吸不全………PaCO2が45mmHg以下

II型呼吸不全…… PaCO2が45mmHgを超えるもの

ちなみに、典型的な動脈血中の分圧基準値は、動脈血酸素分圧（PaO2）が80mmHg（11kPa）以上、動脈血二酸化炭素分圧（PaCO2）が45mmHg（6.0kPa）未満である[3]。近年、さらにIII型とI�X型を追加して4病型とする考え方もある。呼吸不全の症状には、頻呼吸（英語版）、呼吸努力の増加、脳の虚血による意識レベルの低下が含まれる。診断には血液ガス分析が用いられ、カプノグラフィーやパルスオキシメトリー、X線撮影や超音波検査も有用である。原因は呼吸に直接的、間接的に影響を及ぼすあらゆる疾患や薬物が考えられる。例えば、脳卒中、肺炎、慢性閉塞性肺疾患、心不全、オピオイド過剰摂取などである。呼吸不全は悪化すれば、呼吸停止や心停止などのさらに重篤な病態に進展する。治療は酸素吸入、非侵襲的換気、人工呼吸などが挙げられるが、原因疾患の治療が必要であり、予後は原因疾患に左右される。
原因

さまざまな種類の疾患が呼吸不全を引き起こす可能性がある[3]：

異物や腫瘤による気道の物理的な閉塞、薬物や胸郭の変化による呼吸量の低下など、肺への空気の出入りが減少している状態[3]。

肺への血液供給が障害される状態。これには、肺塞栓症や右心不全や一部の心筋梗塞など、右心拍出量を低下させる疾患が含まれる。

血液と肺内の空気の間で酸素と二酸化炭素を交換する能力が肺組織で阻害されている状態。肺組織を損傷する可能性のある病気はすべてこのカテゴリーに入る。最も一般的な原因は感染症（英語版）、間質性肺炎、肺水腫である。

病型

呼吸不全は、一般に2つの病型（1型と2型）に分類されるが、近年、4つの病型（さらに3型と4型を追加）に分類する考え方もある[4]。以下は、4つのタイプの呼吸不全の概要、その特徴、およびそれぞれの主な原因を示した図である。
1型

1型呼吸不全は、血中酸素濃度（PaO2）が60mmHg未満（低酸素血症）で、血中二酸化炭素濃度（PaCO2）が正常または低値であることを特徴とする[3]。

1型呼吸不全の基本的病態は、以下のような酸素化障害である：

PaO2低下 (< 60 mmHg (8.0 kPa))
PaCO2正常未満 (<45 mmHg (6.0 kPa))
PA-aO2増大
動脈血酸素分圧: PaO2、動脈血二酸化炭素分圧: PaCO2、肺胞気動脈血酸素分圧較差: PA-aO2

1型呼吸不全は、ヘモグロビンの酸素化に影響を及ぼす、又は血液中の酸素濃度が通常より低くなるような状況によって引き起こされる。これには以下が含まれる：

低酸素濃度環境（高地など）[3]。

換気血流不均衡（英語版）（肺の一部は酸素を受け取るが、それを吸収する血液が十分でない。例えば、肺塞栓症、急性呼吸窮迫症候群（ARDS）、慢性閉塞性肺疾患、うっ血性心不全など）[3]。

肺胞低換気（急性神経筋疾患（英語版）など、呼吸筋活動の低下による分時換気量（英語版）減少）。重症であれば2型呼吸不全も起こり得る。

拡散障害（肺炎やARDSなど、肺実質障害のために酸素が毛細血管に入らない）。

右左シャント（英語版）（酸素を含む血液と静脈系からの酸素を含まない血液が混じる。例：動静脈奇形（英語版）、完全無気肺、重症肺炎、重症肺水腫）。

2型

低酸素血症（PaO2＜8kPaまたは正常値）で、高炭酸ガス血症（PaCO2＞45mmHg）を伴う。

2型呼吸不全の基本的な血液ガス分析結果は次のようなものである：

PaO2低下 (< 60 mmHg (8.0 kPa))又は正常
PaCO2上昇 (> 45 mmHg (6.0 kPa))
PA-aO2正常
pH<7.35

2型呼吸不全は肺胞換気の不全によって引き起こされ、酸素と二酸化炭素の両方が影響を受ける。体内で発生した二酸化炭素（PaCO2）が排出されずに蓄積した状態と定義される。根本的な原因は以下の通りである。

気道抵抗の増大（慢性閉塞性肺疾患、喘息、気道閉塞）

呼吸努力の低下（薬物の影響、脳幹病変、極度の肥満）

ガス交換に利用できる肺の面積の減少（慢性気管支炎など）

神経筋障害（ギラン・バレー症候群[5]、筋萎縮性側索硬化症）

胸郭の変形（脊柱後側弯症（英語版））、硬直（強直性脊椎炎）、フレイルチェスト[5]。

3型

3型呼吸不全は1型呼吸不全の一種であり、動脈血酸素分圧は低下し（低酸素血症）、と動脈血二酸化炭素分圧は正常または低下する[3]が、その有病率の高さから独自のカテゴリーが与えられている。3型呼吸不全はしばしば周術期呼吸不全と呼ばれるが、これは1型呼吸不全が特に手術、処置に関連することで区別されるためである[6]。

3型呼吸不全の病態生理にはしばしば無気肺が含まれるが、これはガス交換が可能な肺の機能単位の虚脱を表す用語である。