人工呼吸器における1回換気量の適正値とは

機械的な人工呼吸により、自力による呼吸が困難な患者さんを補助する人工呼吸器。その設定項目の1つに1回換気量があり、これが患者さんに対して適正な値であることが機器使用に際して求められます。1回換気量とはどのようなものであり、その適正値はいくらとなるのか見ていきたいと思います。

呼吸の仕組み

人間は呼吸によって、外気からの酸素の吸入と体外への二酸化炭素の排出を行います。これにより肺では、血液への酸素の供給と二酸化炭素の取り出しがなされます。その血液が全身を行き渡ることにより、身体を構成する各細胞との間で酸素と二酸化炭素が交換され、細胞の活動可能な状態が維持されるわけです。これにより、人間の身体は生命を保つこととなります。

1分間における平均的な呼吸回数は成人では15～17回、新生児では40～50回とされています。呼吸は肺への空気の取り込みと押し出しを意味し、それは肺の下部に位置する横隔膜の運動によってなされます。

横隔膜が下がれば肺の内圧が下がって外部からの空気が鼻や口を通して肺に取り込まれ、横隔膜が戻って肺の内圧が上がれば肺の中の空気が鼻口から外へ出されます。このような呼吸運動が不全となった場合、その代用として行われるのが人工呼吸です。

人工呼吸器

呼吸不全は、肺で血液に酸素が供給できなくなっている状態を指します。これに対し人工呼吸器は、適正な酸素濃度の空気を機械的に肺に送り込むことで、本来なら横隔膜の役割に当たる運動を代わって行うための医療機器として用いられます。

人工呼吸器は言わば、外部からの圧力によって呼吸を維持させるものに相当します。肺の内部の組織即ち肺胞には、普段とは異なる力を受けることになるわけです。仮に空気を送り込む量が多すぎて過度な圧力がかかる等の状態に陥った場合、肺に損傷をもたらしかねません。

そのため、人工呼吸器の使用に際しては、処置を受ける患者さんに適正な設定で用いられることが重要となります。その設定項目の1つに挙げられるのが1回換気量です。

1回換気量とその適正値

1回換気量(単位：mL)は、1回の呼吸即ち呼気と吸気において肺を行き来する空気の量を意味します。これが患者さんにとって適した値に設定されることにより、安全な人工呼吸措置が可能となるわけです。

適正な1回換気量を導き出すには、まず対象となる患者さんの身長から理想体重を算出することが求められます。その計算式は以下の通りです。

◆男性：理想体重(kg)＝50+0.91×(身長(cm)-152.4)
◆女性：理想体重(kg)＝45.5+0.91×(身長(cm)-152.4)

これを基に、成人の安静時における1回換気量が以下のように計算されるわけです。

◆1回換気量(mL)＝理想体重(kg)×6～8(mL/kg)

まとめ

以上のように、
生命維持に不可欠な酸素の吸収と二酸化炭素の排出を、横隔膜運動による外気の取り込みと吐き出しによって行う呼吸の仕組みを前提とし、機械的に肺に空気を送り込むことで横隔膜の働きを代行する人工呼吸器の役割について踏まえながら、人工呼吸措置を安全に行うには、呼吸1回における空気量を示す1回換気量の適切な数値設定が必要であること、1回換気量(mL)＝理想体重(kg)×6～8(mL/kg)　の式によって、施術時の適正な値が求められることについて確認してまいりました。

1回換気量のみならず他の設定項目についても適正値を守ることが、人工呼吸措置を安全に行う上で重要と言えるでしょう。