人工呼吸器ってどんな仕事をするの?

新連載
菅 広信
秋田大学医学部附属病院 集中治療部1
集中ケア認定看護師
2001年秋田大学医学部附属病院に就職。外科病棟
勤務後,2004年より集中治療部勤務。2012年集中
ケア認定看護師の資格取得。
人工呼吸器ってどんな仕事をするの?
「人工呼吸器ってなんだか怖い」と思うのはなぜか
皆さんは,人工呼吸器にかかわるのを怖いと
思ったことはありますか? 慣れていない人は
おそらく “怖くて難しいもの” と認識している
のではないでしょうか。人工呼吸器を使用して
いる患者を看たことがある人は分かると思いま
すが,2015年末に公開された超大型シリーズ
の映画に出てきた黒い甲冑(伊達政宗の鎧がモ
デルらしいですよ)のようなものを着たダーク
ヒーローのようにシュコーシュコーと音がして
いて,よく分からない数値や英語が表示されて
いる,かなり未知な機械というイメージがない
でしょうか? 分からないものを人は怖いと
以下は当時のやりとりです。
先輩:A/CだからPSはないのよ。
筆者心の声:
(え? さっきまであったじゃ
ないですか。なくていいんですか?)
先輩:肺が悪くないから,CPAPでもいい
と思うのよね。
筆者心の声:
(え? PEEP って書いてあ
りますよ。どこにもCPAPなんて書いて
ありませんよ。それに肺が悪くないと
言っても,気管挿管しているじゃないで
すか?
!)
思って当然ですよね。ちなみに,あの映画の
このように日々混乱していました。
キャラクターの呼吸音は,人工呼吸器により生
当時のこの混乱は,人工呼吸器の換気モード
命維持がされているという設定のようです。
を理解できないところから始まっていたような
私が新人の時,特に人工呼吸器を難しく,怖
気がします。したがって,本連載では,人工呼
いものとさせていたのが,
「SIMV」
「PEEP」
「A/
吸器の基本的な換気モードをイラストを用いて
C」などの謎の英語でした。先輩が人工呼吸器
分かりやすく説明し,人工呼吸器にかかわる新
の “謎の英語” について説明してくれましたが,
人の恐怖と難しいという意識の緩和と,指導者の
よく分かりませんでした。当時のことを振り
人たちへのアドバイスになるような内容になれば
返ってみても,出来の悪い新人の私には,文字
と考えています。第1回の今回は,呼吸器の換
でいくら説明されても皆目見当がつきませんで
気モードを理解するのに必要な人工呼吸器の基
した。
本的な仕組みと,その用語について説明します。
人工呼吸器が必要な人は何が不足しているか?
「人工」や「養殖」などと名前がつくものは,
在するものと言えます。例えば,マグロの養殖
何かが不足していることを充足させるために存
は,高級マグロであるクロマグロやミナミマグ
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ロを数多くなるべく安価に市場に供給するため
の結果,④における「外呼吸」が起こっている
に行われています。
ことととらえます。
では,
「人工」の呼吸が必要な人は何が不足
呼吸の仕組みを確認しよう
しているのでしょうか? ここが意外と大事
では,人が「呼吸」をするための仕組みを確
だったりするのです。
認しましょう。重要なことは,
「呼吸」をする
まず「呼吸」について辞典で調べてみると,
ためには,肺や気道があるだけでは呼吸は成り
以下の意味が出てきます。
立たないということです。呼吸をするためには,
①息を吸ったり吐いたりすること
次に挙げる3部門が必要だと考えられます。
②動作の間(ま)の取り方など
①呼吸を「制御」する「呼吸コントロール室」
③共同で作業をする者どうしの,互いの調和
②実際に指令を各部署に届ける神経や,口や鼻
④生物が,外界から酸素を取り入れて二酸化炭
などの空気の通り道(気道)
,実際に肺を動
素を排出すること。外呼吸。また,そのため
かす部分である「神経・空気・筋肉メッセン
に行う筋肉の運動。細胞が,取り入れた酸素
ジャー」
によって有機物を分解してエネルギーを獲得
する過程。酸素呼吸。細胞呼吸。内呼吸。生
③肺胞の中で酸素や二酸化炭素のやりとりをす
る市場である「O2・CO2交換市場」
物が無酸素状態で有機物を分解してエネル
この3部門(以下,呼吸3部門)が,呼吸を
ギーを獲得する過程。解糖発酵など
するために必要な仕組みになります。したがっ
今回説明する「呼吸」は,②と③ではありま
て,呼吸3部門のどこかが不足(悪い)すると,
せん。①の「息を吸ったり吐いたりすること」
人工呼吸器が必要になります(イラスト1)
。
イラスト1 呼吸をするために必要な3部門
②神経・空気・筋肉メッセンジャー
➡神経や気道,呼吸筋・横隔膜
空気でも動きでも
伝えますよー
①呼吸コントロール室
➡呼吸中枢である「橋・延髄」
③O2・CO2交換市場
肺胞で酸素と二酸化炭素が取
り引きされる
酸素 高・二酸化炭素 安
肺胞取引所
呼吸の力仕事なら
任せろ!
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例えば,肺炎などで酸素の取り込みが悪くなっ
剤などにより障害され,
「呼吸コントロール室」
た場合は,O2・CO2交換市場が異常な値崩れな
が制御不能になってしまった場合も考えられま
どで取引中止になったようなイメージです(イ
す(イラスト3)
。
ラスト2)。臨床では「肺が悪い」などと言う
さらに,窒息などにより気道の通り道が塞
時はこの状態です。
がったり,何かの原因により頻呼吸になり呼吸
また,
「肺が悪い」状態でなくても,脳が薬
筋が疲れてしまったりし,
「神経・空気・筋肉
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イラスト2 肺炎によるO2,CO2交換市場の暴落
イラスト3 呼吸コントロール室の機能不全
臨時ニュースです。
肺炎により,
O2・CO2が値段を
大きく下げ,市場では取引中止
の異常事態になっています!
麻薬などの薬剤により,呼吸中枢が
コントロールできなくなる
もう,何だか
分かりませーん
人工呼吸器に
任せまーす
大損だ…
人工呼吸器に
頼るしかない…
メッセンジャー」が動けなくなった場合も人工
かは皆酔っているので評価できません)
。
呼吸器が必要になります。臨床では,この状態
つまり,
「呼吸不全の原因」を常に意識して
を「呼吸仕事量の増加」と言います。
いないと,人工呼吸器を使用している目的を見
これら呼吸3部門のいずれかに不具合がある
失ってしまうことがあるのです。目的を見失っ
場合を「呼吸不全」と言います。
てしまうと,“何を目的として看護を提供する
「呼吸不全の原因」を常に意識する
べきか,分からなくなる” ということになりま
ここで重要なのは,この3つうちどの部門が
す。人工呼吸器の換気モードを理解する際に
不足(悪い)しているのかということを考える
は,不足している理由が分からないと各換気
ことです。余談ですが,当院のICUは,飲み会
モードの必要性とつながらないことにもなりま
のパンフレットにも「新年をみんなで祝い,結
すので,
「何が不足(悪い)しているのか?」
束力を高める」などと冗談ながら目的が掲げら
を常に意識しましょう(イラスト4)
。
れています(ちなみに,目的が達成したかどう
イラスト4 何が不足(悪い)していて人工呼吸器が必要なのでしょう?
異物や気道熱傷に
よる気道閉塞
うう…
息苦しい…
呼吸仕事量の
増加
人工呼吸器と自然呼吸の違いとは
人工呼吸器は「人工の呼吸をつくるもの」で
工呼吸器では大きな仕組みの違いがあり,自然
すから,人間の呼吸を模してつくられているは
な呼吸を模しているとは言えない大きな構造上
ずです。しかし,人間の自然な呼吸と現在の人
の違いがあります。その違いとは,
「陰圧換気(自
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