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] 2 ）が60Torr[ 注釈 1] [ 1] 準呼吸不全 はPaO2 が60Torrを超え、70Torr以下をいう[ 1]
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 ）
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] III型 とIⅤ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 ） 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。
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]
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]
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：
Pa O2
低下 (< 60 mmHg (8.0 kPa))
Pa CO2
正常未満 (<45 mmHg (6.0 kPa))
PA-a O2
増大
動脈血酸素分圧: Pa O2 、動脈血二酸化炭素分圧: Pa CO2 、肺胞気動脈血酸素分圧較差: PA-a O2 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：
Pa O2
低下 (< 60 mmHg (8.0 kPa))又は正常
Pa CO2
上昇 (> 45 mmHg (6.0 kPa))
PA-a O2
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。
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] 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。無気肺は周術期によく起こるので、この病型は周術期呼吸不全とも呼ばれる。全身麻酔 後、機能的残気量 が低下すると、呼吸の実働を担っている肺領域の虚脱が起こる[ 3]
4型呼吸不全は、代謝（酸素）要求が心肺系が供給できる量を上回った場合に起こる[ 3] 心原性ショック や循環血液量減少性ショック などのショック 状態にある患者のように、呼吸筋の低灌流 （英語版 ） 呼吸困難 を呈する（心原性ショックなど）。乳酸アシドーシスと貧血も4型呼吸不全を引き起こすことがある[ 3] [ 3] [ 7] [ 8]
呼吸不全患者にしばしばみられる身体診察所見には、酸素化障害（血中酸素濃度の低下）を示す所見がある。これには以下が含まれるが、これらに限定されない。
呼吸不全の患者は、呼吸不全の根本原因に関連する他の徴候や症状を示すことが多い。例えば、呼吸不全の原因が心原性ショック （心臓機能障害による灌流低下）であれば、心臓機能障害の症状（例えば、圧痕浮腫 ）も予想される。
ばち指 （Clubbing）
動脈血液ガス分析 （Arterial Blood Gas: ABG）は、呼吸不全の診断を確定するためのゴールド・スタンダード （英語版 ） [ 3] [ 3]
代替診断法または補助診断法には、以下のようなものがある。
画像診断 （超音波検査 、X線検査 など）は、診断の補助に使用される。例えば、呼吸不全の病因を特定するために使用される。
血液ガス分析装置
CPAP 用のマスクを装着されたマネキン可能であれば、根本的な原因の治療が必要である。急性呼吸不全の治療には、気管支拡張薬 （気道疾患に対して）[ 11] [ 12] 抗生物質 （感染症に対して）、グルココルチコイド （多くの原因に対して）、利尿薬 （肺水腫に対して）などの薬物療法が行われる[ 3] [ 13] [ 14] オピオイドの過量投与 による呼吸不全は、拮抗薬 のナロキソン で治療できる。一方、ベンゾジアゼピン過剰摂取 （英語版 ） フルマゼニル が有効でないことがほとんどである[ 15] 呼吸療法 （英語版 ） 理学療法 が有効であることがある[ 16] [ 17]
1型呼吸不全は、適切な酸素飽和度を達成するために酸素療法 を必要とすることがある[ 18] 高流量鼻カニュラ酸素療法 、持続陽圧呼吸療法（CPAP） （英語版 ） 気管挿管 および人工呼吸 などの他の方法が適応となることがある[要出典 。
2型呼吸不全では、内科的治療で状況が改善しない限り、非侵襲的換気 （NIV）が必要となることが多い[ 19] 機械換気 が直ちに、またはNIVがうまくいかない場合は適応 となることがある[ 19] ドキサプラム などの呼吸刺激薬は、現在ではほとんど使用されていない[ 20]
病院到着前 に呼吸不全が確認された患者では、病院に搬送される前にCPAP を開始することが有用であるという暫定的なエビデンス がある[ 21]
予後は非常に多様であり、病因と適切な治療および管理の有無に左右される[ 22] [ 22]
^ a b c 吉良 枝郎 (1983). “今月の主題 呼吸不全—その実態と治療” . medicina 20 : 356-358. https://webview.isho.jp/journal/detail/abs/10.11477/mf.1402218169 .
^ 吉良 枝郎 (1983). “今月の主題 呼吸不全—その実態と治療” . medicina 20 : 356-358. https://webview.isho.jp/journal/detail/abs/10.11477/mf.1402218169 . ^ a b c d e f g h i j k l m n o p Mirabile, Vincent S.; Shebl, Eman; Sankari, Abdulghani; Burns, Bracken (2023), “Respiratory Failure” , StatPearls (Treasure Island (FL): StatPearls Publishing), PMID 30252383 , http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK526127/ 2023年11月15日 閲覧。
^ “Respiratory Failure - an overview | ScienceDirect Topics ”. www.sciencedirect.com . 2024年5月7日 閲覧。 ^ a b “Respiratory failure”. Surgery (Oxford) 27 (11): 475–479. (1 November 2009). doi :10.1016/j.mpsur.2009.09.007 .
^ “Acute respiratory failure ” (英語). Department of Critical Care . 2023年10月28日 閲覧。 ^ “Critical Care Medicine, Acute respiratory failure ”. Mayo Clinic . 2021年4月9日時点のオリジナル よりアーカイブ。2021年4月9日 閲覧。 ^ “Acute respiratory failure ”. Critical Care Medicine . McGill University. 2024年5月11日 閲覧。 ^ a b c d e “Respiratory Failure - Diagnosis ” (英語). National Heart, Lung and Blood Institute, US National Institutes of Health (2022年3月24日). 2023年11月15日 閲覧。
^ “呼吸不全 - 07. 肺と気道の病気 ”. MSDマニュアル家庭版 . 2024年5月11日 閲覧。 ^ “Inhalation therapies in acute respiratory distress syndrome” . Annals of Translational Medicine 5 (14): 293. (July 2017). doi :10.21037/atm.2017.07.21 . PMC 5537120 . PMID 28828368 . https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5537120/ . ^ “β2-agonists and acute respiratory distress syndrome” . American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 189 (6): 624–5. (March 2014). doi :10.1164/rccm.201401-0170ED . PMC 3983843 . PMID 24628310 . https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3983843/ . ^ “Pharmacotherapy for Adult Patients with Acute Respiratory Distress Syndrome” . Chinese Medical Journal 131 (10): 1138–1141. (May 2018). doi :10.4103/0366-6999.231520 . PMC 5956763 . PMID 29722332 . https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5956763/ . ^ “Pharmacological agents for adults with acute respiratory distress syndrome.” . Cochrane Database of Systematic Reviews 7 (7): CD004477. (2019). doi :10.1002/14651858.CD004477.pub3 . PMC 6646953 . PMID 31334568 . CD004477. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6646953/ . ^ “Flumazenil, naloxone and the 'coma cocktail'” . British Journal of Clinical Pharmacology 81 (3): 428–36. (March 2016). doi :10.1111/bcp.12731 . PMC 4767210 . PMID 26469689 . https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4767210/ . ^ “Physical therapy for a patient in acute respiratory failure”. Physical Therapy 80 (7): 662–70. (July 2000). doi :10.1093/ptj/80.7.662 . PMID 10869128 . ^ “The Effects of Pulmonary Physical Therapy on the Patients with Respiratory Failure” . Iranian Journal of Public Health 47 (7): 1001–1006. (July 2018). PMC 6119578 . PMID 30181999 . https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6119578/ . ^ “British Thoracic Society Guideline for oxygen use in adults in healthcare and emergency settings” . BMJ Open Respiratory Research 4 (1): e000170. (May 2017). doi :10.1136/bmjresp-2016-000170 . PMC 5531304 . PMID 28883921 . https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5531304/ . ^ a b “Official ERS/ATS clinical practice guidelines: noninvasive ventilation for acute respiratory failure” . The European Respiratory Journal 50 (2): 1602426. (August 2017). doi :10.1183/13993003.02426-2016 . PMC 5593345 . PMID 28860265 . https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5593345/ .
^ “Doxapram for ventilatory failure due to exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease”. The Cochrane Database of Systematic Reviews (1): CD000223. (2003). doi :10.1002/14651858.CD000223 . PMID 12535393 . ^ “Continuous positive airway pressure and noninvasive ventilation in prehospital treatment of patients with acute respiratory failure: a systematic review of controlled studies” . Scandinavian Journal of Trauma, Resuscitation and Emergency Medicine 22 (1): 69. (November 2014). doi :10.1186/s13049-014-0069-8 . PMC 4251922 . PMID 25416493 . https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4251922/ . ^ a b “Respiratory failure ”. Cleveland Clinic (15 March 2023). 15 November 2023 閲覧。
