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何を何で割る？―％肺活量の計算から拘束性換気障害を見抜く

第120回医師国家試験 F問題 第46問

国試問題にチャレンジ

第120回 F問題 第46問

64歳の男性。腎細胞癌の術前呼吸機能評価のために受診した。自覚症状はなく，既往歴に特記すべきことはない。身長164cm，体重64kg。呼吸音はfine cracklesを聴取する。呼吸機能検査を行ったところ，肺活量2,500mL，1秒量2,200mL，努力性肺活量2,300mL，予測肺活量3,600mL，予測1秒量2,900mLであった。 ％肺活量を求めよ。 　ただし，小数点以下の数値が得られた場合には，小数第1位を四捨五入すること。

  1. a.64％
  2. b.69％
  3. c.76％
  4. d.81％
  5. e.92％
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対話形式の解説

ドクタードクター
今回はスパイロメトリーの数値から％肺活量を計算する問題だ。数字がたくさん並んでいるけれど、大事なのは「どの値を分子に、どの値を分母に使うか」という定義を正確に押さえること。計算したあとで、その数値が何を意味するかまで考えてみよう。
医学生医学生
％肺活量は、実測の肺活量を予測肺活量で割ればいいんですよね。
ドクタードクター
その通り。予測肺活量は性別・年齢・身長から求める「その人にとっての標準値」で、実測値がその何％にあたるかを示すのが％肺活量だ。では実際に計算してみて。
医学生医学生
2,500を3,600で割って100をかけると69.44…なので、四捨五入して69％です。
ドクタードクター
正解。ただ、この問題の怖いところは、ほかの選択肢がすべて与えられた数値の取り違えで作られている点なんだ。たとえば64％はどうやって出てくると思う？
医学生医学生
えっと……努力性肺活量の2,300を予測肺活量で割ると64％くらいになります。肺活量と努力性肺活量、うっかり混同しそうです。
ドクタードクター
そうなんだ。肺活量は最大吸気位からゆっくり吐ききった量、努力性肺活量は一気に最大努力で吐き出した量で、別物だ。閉塞性障害では強く吐くと気道がつぶれて空気とらえこみが起こるので、努力性肺活量のほうが小さくなりやすい。％肺活量の分子は通常の肺活量を使う。
医学生医学生
76％は1秒量を予測1秒量で割った値ですね。生理学の実習でスパイロを測ったとき、似た名前の指標が多くて混乱しました。
ドクタードクター
その気持ちはよくわかるよ。それは％1秒量で、COPDの病期分類に使う指標だ。80％以上がⅠ期、50〜80％未満がⅡ期というように重症度を決める。81％は予測1秒量を予測肺活量で割った予測値同士の比で、患者さんの実測値をまったく反映していない。
医学生医学生
92％は努力性肺活量を肺活量で割った値でしょうか。1秒率かと一瞬思いましたけど。
ドクタードクター
鋭いね。92％はその計算で出るけれど、％肺活量の分母は予測肺活量だから誤り。そして1秒率は1秒量を努力性肺活量で割るもので、こちらは2,200÷2,300で約95.7％になる。92％とも違うんだ。
医学生医学生
％肺活量が69％、1秒率が約96％ということは、拘束性換気障害ですね。
ドクタードクター
その通り。基準は％肺活量80％以上、1秒率70％以上。％肺活量だけ低くて1秒率が保たれていれば拘束性、逆なら閉塞性、両方低ければ混合性だ。では、この人の拘束性障害の原因は何が考えられるかな。
医学生医学生
BMIは23台で肥満ではないし……聴診のfine cracklesがヒントでしょうか。呼吸器内科の実習で、背中の下のほうでマジックテープをはがすような音を聴かせてもらいました。
ドクタードクター
いい経験をしているね。fine cracklesは吸気終末に聴かれる細かく高調な断続性副雑音で、間質性肺炎や肺線維症のように肺間質が硬くなる病態に特徴的だ。肺が硬くなって膨らみにくくなるから肺活量が減る。一方で気道の閉塞はないので1秒率は保たれ、線維化で気道が引っ張られて広がるため、むしろ高めに出ることも多いんだ。
医学生医学生
今回の1秒率が96％近くあるのも、それで説明がつくんですね。
ドクタードクター
そういうこと。間質性肺炎ではほかに、拡散能が早い段階から低下すること、ばち指を伴うことがあること、血清マーカーとしてKL-6、SP-D、SP-Aが上がることも押さえておこう。拘束性障害の原因には、胸膜疾患、胸郭変形、神経筋疾患、高度肥満などもあるから、身体所見と合わせて考える習慣をつけたい。
医学生医学生
この人は腎細胞癌の手術前ですが、間質性肺炎が見つかったら手術に影響するんですか。
ドクタードクター
大事な視点だ。間質性肺炎は手術や麻酔をきっかけに急性増悪を起こすことがあり、起こると予後が厳しいこともある。だから術前に胸部CTなどで間質性肺炎の有無や程度を確認し、呼吸器内科と連携してリスクを評価することが重要だ。自覚症状がなくても、聴診とスパイロメトリーで拾い上げられる典型例といえるね。

まとめ

％肺活量は実測肺活量を予測肺活量で割って100をかけた値で、本例では2,500÷3,600×100≒69％となり、基準の80％を下回ります。1秒率は1秒量を努力性肺活量で割った値で約96％と保たれているため、拘束性換気障害と判定でき、fine cracklesと合わせて間質性肺炎が疑われます。努力性肺活量と肺活量、％1秒量と1秒率など似た指標が多く、分子と分母の取り違えが典型的な誤答パターンになるため、定義を正確に覚えることが大切です。間質性肺炎は手術後の急性増悪のリスクにもなるため、術前のスパイロメトリーと聴診で異常を拾い上げ、画像評価につなげる意義は大きいといえます。

解答・解説

正解はbです

所見の整理

・64歳男性、腎細胞癌の術前に呼吸機能を評価する目的で受診。自覚症状なし。 ・身長164cm、体重64kgで、BMI（体重kg÷身長mの2乗）は64÷1.64²≒23.8と標準体型であり、肥満による肺活量低下は考えにくい。 ・聴診でfine crackles（捻髪音：吸気終末に聴かれる細かく高調な断続性副雑音）を聴取する。これは間質性肺炎・肺線維症など、肺間質が硬くなる病態で特徴的な所見である。

解き方

％肺活量（％VC）は、実測した肺活量（VC）が、性別・年齢・身長から求めた予測肺活量の何％にあたるかを示す指標である。 　％肺活量（％）＝実測肺活量÷予測肺活量×100 本例の値を代入すると、 　2,500mL÷3,600mL×100＝69.44…％ 小数第1位を四捨五入して69％となる。

計算結果の解釈

％肺活量の基準は80％以上であり、69％は低下している。同時に1秒率（努力性肺活量に対する1秒量の割合、FEV1/FVC）を求めると、 　2,200mL÷2,300mL×100≒95.7％ となり、基準の70％以上を保っている。％肺活量＜80％かつ1秒率≧70％であるから拘束性換気障害と判定でき、fine cracklesと合わせて間質性肺疾患の存在が疑われる。術前評価としては、胸部CTなどで間質性肺炎の有無・程度を確認することが重要であり、間質性肺炎は術後の急性増悪のリスクにもなる。 本問の誤りの選択肢は、与えられた数値の分母・分子の取り違えで得られる値になっているため、各指標の定義（何を何で割るか）を正確に覚えておく必要がある。

選択肢考察

  1. ×a.  64％

    努力性肺活量2,300mLを予測肺活量3,600mLで割ると2,300÷3,600×100≒63.9％となり、64％が得られる。％肺活量の分子は（努力性肺活量ではなく）通常の肺活量2,500mLを用いるため誤りである。

  2. ○b.  69％

    ％肺活量＝実測肺活量÷予測肺活量×100＝2,500÷3,600×100＝69.44…％であり、小数第1位を四捨五入して69％となる。80％未満であり、拘束性換気障害の基準を満たす。

  3. ×c.  76％

    1秒量2,200mLを予測1秒量2,900mLで割ると2,200÷2,900×100≒75.9％となり、76％が得られる。これは％1秒量（％FEV1）であり、COPDの病期（重症度）分類などに用いる指標で、％肺活量ではない。

  4. ×d.  81％

    予測1秒量2,900mLを予測肺活量3,600mLで割ると2,900÷3,600×100≒80.6％となり、81％が得られる。予測値同士の比であり、患者の実測値を反映した指標ではないため誤りである。

  5. ×e.  92％

    努力性肺活量2,300mLを肺活量2,500mLで割ると2,300÷2,500×100＝92％となる。％肺活量の計算には予測肺活量を分母に用いるため誤りである。なお、1秒率（FEV1/FVC）は2,200÷2,300×100≒95.7％であり、92％とも一致しない。

スパイロメトリーの主な指標

・肺活量（VC）：最大吸気位からゆっくり最大限に吐き出した量。 ・努力性肺活量（FVC）：最大吸気位から一気に最大努力で吐き出した量。閉塞性障害では呼気時に気道が虚脱して空気とらえこみ（air trapping）が起こり、FVCがVCより小さくなりやすい。 ・1秒量（FEV1）：努力呼出の最初の1秒間に吐き出した量。 ・％肺活量（％VC）＝VC÷予測VC×100。基準80％以上。 ・1秒率（FEV1％）＝FEV1÷FVC×100（Gaenslerの1秒率）。基準70％以上。 ・％1秒量（％FEV1）＝FEV1÷予測FEV1×100。COPDの病期分類（Ⅰ期：80％以上、Ⅱ期：50〜80％未満、Ⅲ期：30〜50％未満、Ⅳ期：30％未満）に用いる。

換気障害の分類

・正常：％VC≧80％かつ1秒率≧70％ ・拘束性換気障害：％VC＜80％かつ1秒率≧70％（間質性肺炎・肺線維症、胸膜疾患、胸郭変形、神経筋疾患、高度肥満など） ・閉塞性換気障害：％VC≧80％かつ1秒率＜70％（COPD、気管支喘息など） ・混合性換気障害：％VC＜80％かつ1秒率＜70％

間質性肺炎の特徴

肺間質の炎症・線維化により肺が硬くなる（コンプライアンス低下）ため肺活量が減少する。気道の閉塞は伴わないので1秒率は保たれ、線維化による気道の牽引でむしろ高値となることも多い。拡散能（DLCO）が早期から低下し、両側下肺野背側でfine cracklesを聴取するのが典型である。ばち指を伴うこともある。血清マーカーとしてKL-6、SP-D、SP-Aが上昇する。

POINT

・％肺活量＝実測肺活量÷予測肺活量×100（基準80％以上）。 ・1秒率＝1秒量÷努力性肺活量×100（基準70％以上）。％1秒量（1秒量÷予測1秒量）と混同しない。 ・％VC＜80％かつ1秒率≧70％ → 拘束性換気障害。fine cracklesがあれば間質性肺炎を疑う。 ・本例：％VC＝2,500÷3,600×100≒69％、1秒率≒95.7％ → 拘束性換気障害。

※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。