StudyMed医師国家試験

浮いた前胸壁と上がるPaCO2―フレイルチェストで最初にすべきこと

第106回医師国家試験 E問題 第51問

国試問題にチャレンジ

第106回 E問題 第51問

67歳の男性。交通外傷で搬入された。車の運転中,電柱に衝突した。意識は清明。胸痛と呼吸困難とを訴えている。脈拍96/分,整。血圧146/76 mmHg。呼吸数20/分。SpO2 93%(リザーバー付マスク10 L/分酸素投与下)。頸静脈の怒張を認めない。胸郭の奇異性運動を認める。胸骨部に圧痛と皮下出血とを認める。血液所見:赤血球384万,Hb 11.2 g/dL,Ht 39%,白血球9,800,血小板23万。CK 57 IU/L(基準30~140)。CRP 0.3 mg/dL。動脈血ガス分析(自発呼吸,リザーバー付マスク10 L/分酸素投与下):pH 7.21,PaCO2 60 Torr,PaO2 80 Torr,HCO3− 23 mEq/L。胸部エックス線写真と胸部単純CTとで気胸を認めない。胸部単純CT(A)と胸郭3D-CT(B)とを別に示す。  まず行うべき処置はどれか。

第106回 E問題 第51問の問題画像
  1. a.輸血
  2. b.陽圧換気
  3. c.ドパミンの投与
  4. d.心嚢ドレナージ
  5. e.胸腔ドレナージ

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は交通外傷の患者で、まず何を優先して処置するかを問う問題だ。注目してほしいのは、胸郭の奇異性運動と動脈血ガスの解釈。外傷初期診療ではABCDEの順に命を脅かす異常を見つけて対処するのが原則だったね。
医学生医学生
はい、OSCEの外傷の項目でもABCDEの順に評価すると習いました。この患者さんは意識清明で話せているので、気道は大丈夫そうです。
ドクタードクター
そうだね。では呼吸はどうだろう。リザーバー付マスクで10 Lの酸素を投与していることを踏まえて考えてみよう。
医学生医学生
SpO2 93%、PaO2 80 Torrなので、数字だけ見るとそれほど悪くないように感じます。
ドクタードクター
そこが落とし穴。リザーバー付マスク10 L/分なら吸入酸素濃度はおよそ60〜90%に達する。それだけ高濃度の酸素を吸ってやっとPaO2 80 Torrということは、酸素化能はかなり落ちているんだ。さらに血液ガスを読んでみよう。
医学生医学生
pH 7.21で酸血症、PaCO2 60 Torrと上昇していて、HCO3−はほぼ正常です。急性の呼吸性アシドーシスですね。
ドクタードクター
正解。腎による代償が追いついていない、急性の換気不全を示している。つまり低酸素血症と高二酸化炭素血症の両方がある。では、なぜこんな呼吸不全が起きたのか。奇異性運動と画像に注目しよう。3D-CTでは胸骨が折れ、その両側で肋軟骨移行部付近の肋骨が多発性に骨折していて、前胸壁が周りの胸郭から切り離されている。
医学生医学生
吸気でへこんで呼気で膨らむ奇異性運動ですから、フレイルチェストですね。でも、肋骨が複数本それぞれ2か所以上折れるのが定義だと思っていました。
ドクタードクター
典型的にはそうだね。ただ、胸骨骨折と両側の肋骨骨折が重なっても前胸壁が浮くので、同じようにフレイルチェストになる。いわゆる前胸部型だ。フレイルチェストでは奇異性運動による換気効率の低下、骨折の痛みによる浅い呼吸、そして合併しやすい肺挫傷によるガス交換障害が重なって、まさにこの血液ガスのような状態になる。
医学生医学生
ということは、まず行うべきは陽圧換気でしょうか。
ドクタードクター
その通り。高濃度酸素でも改善しない低酸素血症と呼吸性アシドーシスがあるから、気管挿管による陽圧換気が必要だ。換気量を確保してCO2を排出し、PEEPで虚脱した肺胞を開いて酸素化を改善できる。しかも肺が内側から胸壁を押し広げるので、動揺する胸郭が安定する。これを内固定と呼ぶんだ。ほかの選択肢も確認しておこう。輸血はどうかな。
医学生医学生
血圧は146/76 mmHgで保たれていて、Hbも軽度低下なので、今すぐの輸血は必要なさそうです。
ドクタードクター
そうだね。同じ理由で、昇圧薬であるドパミンの適応もない。そもそも外傷によるショックの多くは出血が原因だから、ショックであっても輸液・輸血と止血が優先で、昇圧薬を最初に使うことはない。では心嚢ドレナージは?胸骨骨折を伴う前胸部の打撲だから、心臓の損傷は気になるところだ。
医学生医学生
心タンポナーデならBeckの三徴で、血圧低下・頸静脈怒張・心音減弱が出るはずです。今回は血圧も保たれていて頸静脈怒張もないので、否定的だと思います。
ドクタードクター
よく覚えているね。CTで心臓周囲にわずかな液体貯留を思わせる像はあるけれど、今ドレナージを要する状態ではない。今後の血圧低下や頸静脈怒張の出現には注意して経過をみよう。最後に胸腔ドレナージは?
医学生医学生
エックス線とCTで気胸が否定されているので、今は不要ですよね。
ドクタードクター
現時点ではその通り。ただし大事な注意点がある。多発肋骨骨折のある患者に陽圧換気を始めると、肺の損傷部から空気が漏れて緊張性気胸が新たに生じることがあるんだ。
医学生医学生
救急科の実習で、挿管後に急に血圧が下がって、すぐ胸腔ドレーンを入れた症例を見学しました。あれがそうだったのかもしれません。
ドクタードクター
まさにそういう場面だね。挿管後に急な血圧低下や換気困難、呼吸音の左右差が出たら緊張性気胸を疑い、ただちにドレナージできるよう準備しておく。それから、フレイルチェストでは十分な鎮痛もとても重要だ。硬膜外麻酔や肋間神経ブロック、オピオイドで痛みを抑えることが、無気肺や肺炎の予防につながる。人工呼吸からの離脱が難しい例では、プレートによる肋骨の外科的固定を行うこともある。
医学生医学生
胸骨骨折を起こすほどの外力なら、心挫傷や大動脈損傷も心配になりますね。
ドクタードクター
その感覚が大切だ。胸骨や第1肋骨の骨折は大きな外力がないと起こりにくいから、心電図モニタリングや造影CTで合併損傷を評価する。まずは目の前の呼吸の破綻を立て直し、そのうえで隠れた損傷を探していこう。

まとめ

胸郭の奇異性運動はフレイルチェストの特徴的所見で、複数の肋骨の2か所以上の骨折だけでなく、胸骨骨折と両側肋骨骨折の合併でも生じます。奇異性運動、骨折の痛み、合併する肺挫傷が重なると、高濃度酸素下でも低酸素血症が残り、PaCO2上昇を伴う急性呼吸性アシドーシスをきたします。このような呼吸不全には気管挿管による陽圧換気を行い、換気と酸素化を確保するとともに、胸壁を内側から安定させる内固定の効果を得ます。循環が安定し頸静脈怒張がなければ出血性ショックや心タンポナーデ、緊張性気胸は否定的ですが、陽圧換気開始後の緊張性気胸には胸腔ドレナージの準備で備えます。ABCDEの順に生命を脅かす異常から処置するという外傷初期診療の原則は、あらゆる重症外傷に共通する判断の軸です。

解答・解説

正解はbです

所見の整理

・受傷機転:自動車を運転中に電柱へ正面衝突した。前胸部がハンドルやシートベルトで強く打たれる高エネルギー外傷である。 ・意識:清明。 ・循環:脈拍96/分、血圧146/76 mmHg。ショックの徴候はなく、頸静脈怒張もない。 ・呼吸:胸痛と呼吸困難があり、呼吸数20/分。リザーバー付マスクで10 L/分という高濃度の酸素を投与してもSpO2 93%にとどまる。 ・身体所見:胸郭の奇異性運動(吸気時に胸壁の一部がへこみ、呼気時に膨らむ)、胸骨部の圧痛と皮下出血。 ・血液検査:Hb 11.2 g/dL と軽度低値だが大量出血を示すほどではない。 ・動脈血ガス:pH 7.21(酸血症)、PaCO2 60 Torr(高二酸化炭素血症)、HCO3− 23 mEq/L(ほぼ正常)。PaCO2の上昇が主体の急性呼吸性アシドーシスであり、腎による代償が追いついていない急性の換気不全を示す。PaO2 80 Torrは数値だけ見れば保たれているが、リザーバー付マスク10 L/分では吸入酸素濃度(FiO2)はおよそ60〜90%に達するため、酸素化能は著しく低下している。 ・画像:胸部エックス線とCTで気胸は否定されている。胸郭3D-CT(B)では胸骨の骨折と、胸骨の両側で肋骨(肋軟骨移行部付近)が多発性に骨折している様子がみられ、胸骨を含む前胸壁が周囲の胸郭から分離した状態である。胸部単純CT(A)では心臓周囲にわずかな液体貯留を思わせる像がある。

診断へのプロセス

胸郭の奇異性運動は、複数の肋骨がそれぞれ2か所以上で折れる(あるいは胸骨骨折と両側の肋骨骨折が重なる)ことで胸壁の一部が周囲から浮き、胸腔内圧の変化に受動的に動く状態、すなわちフレイルチェスト(flail chest、動揺胸郭)の特徴的所見である。本例では胸骨骨折と両側の多発肋骨骨折により前胸壁が動揺する、いわゆる前胸部型のフレイルチェストと考えられる。 フレイルチェストでは、奇異性運動による換気効率の低下、骨折の強い痛みによる呼吸の抑制、そして多くの場合に合併する肺挫傷(肺組織の出血・浮腫によるガス交換障害)が重なって、低換気(PaCO2上昇)と低酸素血症をきたす。本例の血液ガスはまさにこの状態を示している。

まず何をすべきか

外傷初期診療ではABCDE(気道・呼吸・循環・意識・体温や全身観察)の順に生命を脅かす異常を処置する。本例は気道は開通しており、循環は安定しているが、呼吸(B)に明らかな破綻がある。心タンポナーデや緊張性気胸といった閉塞性ショックの所見はなく、出血性ショックもない。したがって最優先の処置は、高濃度酸素でも改善しない低酸素血症と、呼吸性アシドーシスを伴う換気不全への対応であり、気管挿管による陽圧換気が必要である。陽圧換気は肺を内側から膨らませて動揺する胸壁を安定させる効果もあり(内固定)、フレイルチェストの呼吸管理の基本となる。

選択肢考察

  1. ×a.  輸血

    血圧146/76 mmHg、脈拍96/分と循環は安定しており、出血性ショックの徴候はない。Hb 11.2 g/dLも軽度の低下にとどまり、ただちに輸血を要する状態ではない。現時点で生命を脅かしているのは呼吸の異常であり、まず行うべき処置ではない。

  2. ○b.  陽圧換気

    フレイルチェストに肺挫傷が加わり、高濃度酸素投与下でもSpO2 93%、PaCO2 60 Torr・pH 7.21と、低酸素血症と急性の換気不全(呼吸性アシドーシス)が進行している。気管挿管下の陽圧換気により、換気量を確保してCO2を排出し、呼気終末陽圧(PEEP)で虚脱した肺胞を開いて酸素化を改善できる。さらに肺が内側から胸壁を押し広げるため、動揺する胸郭が安定する(内固定)。十分な鎮痛・鎮静とあわせて、本例で最初に行うべき処置である。

  3. ×c.  ドパミンの投与

    ドパミンは心収縮力の増強や血管収縮により血圧を上げる薬剤で、心原性ショックなどで用いられる。本例は血圧が保たれておりショックではないため、昇圧薬の適応はない。また外傷によるショックの多くは出血によるもので、その場合も輸液・輸血と止血が優先され、昇圧薬を最初に使うことはない。

  4. ×d.  心嚢ドレナージ

    胸骨骨折を伴う前胸部の鈍的外傷では、心臓の損傷や心嚢内への出血に注意が必要である。しかし心タンポナーデでは、心臓の拡張が妨げられて血圧低下・頸静脈怒張・心音減弱(Beckの三徴)や脈圧の狭小化が現れるのに対し、本例は血圧が保たれ頸静脈怒張もない。心嚢ドレナージの適応はなく、今後の血圧低下や頸静脈怒張の出現に注意して経過をみる。

  5. ×e.  胸腔ドレナージ

    胸腔ドレナージは気胸や血胸の治療として行うが、本例では胸部エックス線写真とCTで気胸が否定されている。ただし、多発肋骨骨折のある患者に陽圧換気を開始すると、肺の損傷部から空気が漏れて緊張性気胸が新たに生じることがある。陽圧換気開始後に急激な血圧低下や換気困難、呼吸音の左右差が出現した場合には、ただちに胸腔ドレナージを行えるよう準備しておく必要がある。

フレイルチェスト(動揺胸郭)

・定義:隣り合う複数の肋骨がそれぞれ2か所以上で骨折する、または胸骨骨折と両側の肋骨(肋軟骨)骨折が合併することで、胸壁の一部が周囲の胸郭との連続性を失った状態。 ・奇異性呼吸:吸気時に胸腔内が陰圧になると動揺部分が内側へ引き込まれ、呼気時には外側へ押し出される。正常な胸郭運動と逆の動きになる。 ・呼吸障害の要因:奇異性運動による換気効率の低下、骨折部の痛みによる浅い呼吸と排痰困難、合併する肺挫傷によるガス交換障害。実際には肺挫傷の影響が大きいとされる。 ・治療:  1)呼吸不全があれば気管挿管による陽圧換気(PEEPを用いる)で酸素化・換気を確保し、胸壁を内側から安定させる(内固定)。  2)十分な鎮痛(硬膜外麻酔、肋間神経ブロック、オピオイドなど)。痛みのコントロールは呼吸の維持と無気肺・肺炎の予防に重要である。  3)人工呼吸からの離脱が困難な例や胸壁変形が高度な例では、プレートなどによる肋骨の外科的固定(外固定)を行うこともある。 ・注意点:陽圧換気の開始後に緊張性気胸が顕在化することがあり、血圧低下・換気困難時はすぐに胸腔ドレナージを行う。

外傷初期診療で見逃してはならない胸部外傷

一次評価(Primary survey)の段階でただちに処置が必要な致死的胸部外傷として、気道閉塞、フレイルチェスト、開放性気胸、緊張性気胸、大量血胸、心タンポナーデが挙げられる。 ・緊張性気胸:患側呼吸音の減弱、気管の健側偏位、頸静脈怒張、ショック → 胸腔穿刺・ドレナージ ・大量血胸:患側呼吸音減弱、打診で濁音、出血性ショック → 胸腔ドレナージ、開胸止血 ・心タンポナーデ:Beckの三徴(血圧低下、頸静脈怒張、心音減弱)、奇脈 → 心嚢穿刺・ドレナージ、開胸 ・開放性気胸:胸壁の開放創から空気が出入りする → 三辺テーピング、胸腔ドレナージ

胸骨骨折・高エネルギー外傷

胸骨や第1肋骨の骨折は大きな外力がかからないと起こりにくく、鈍的心損傷(心挫傷)、大動脈損傷、胸椎損傷などの合併を念頭に置いて、心電図モニタリングや造影CTなどで評価する。

動脈血ガスの読み方(本例)

pH 7.21(基準7.35〜7.45)で酸血症、PaCO2 60 Torr(基準35〜45 Torr)と上昇、HCO3− 23 mEq/L(基準22〜26 mEq/L)とほぼ正常であり、急性の呼吸性アシドーシスである。高濃度酸素下のPaO2 80 Torrは、酸素化能の高度な障害を意味する。

POINT

・胸郭の奇異性運動=フレイルチェスト。胸骨骨折と両側肋骨骨折でも起こる。 ・高濃度酸素でも低酸素血症が残り、PaCO2上昇を伴う呼吸性アシドーシスがあれば、気管挿管による陽圧換気(内固定)を行う。 ・循環が安定し頸静脈怒張がなければ心タンポナーデや緊張性気胸は否定的で、心嚢・胸腔ドレナージは不要。 ・陽圧換気開始後の緊張性気胸の出現に注意し、胸腔ドレナージの準備をしておく。 ・外傷初期診療はABCDEの順に、生命を脅かす異常から処置する。

※問題・正答は厚生労働省の公開資料をもとに掲載しています。