呼吸困難

呼吸困難は疾患ではなく症状であり、疾患がなくても存在することもあれば、複数の疾患プロセスの結果として生じることもあります。 極めて一般的な症状です。 外来で診察を受けた患者さんの約25%が呼吸困難を訴えています。 1

有病率の高さにもかかわらず、呼吸困難の説明は患者ごとに異なり、その質的側面をすべて網羅する単一の定義はありません。 一般的には、息切れの感覚や深呼吸ができない状態と定義されています。 米国胸部外科学会では、「強弱のある質的に異なる感覚からなる、呼吸の不快感という主観的な経験」と定義されています。 1

病態生理

呼吸困難のメカニズムと病態生理には、呼吸器系（換気機能とガス交換機能の両方）、心血管系、神経反応、酸素運搬体の相互作用が関与している。 呼吸困難の患者に直面したとき、重要な原因をすべて認識するには、大まかな分類が鍵となる（表1）。

呼吸器系には、ガス交換器（肺胞上皮）、ポンプ（横隔膜と胸壁、いずれも衰えた骨格筋を含む）、伝導系（気道）、そしてその機能を制御する中枢（神経系）があります。

肺線維症などの疾患は、肺胞膜や肺のコンプライアンスに影響を与え、ガス交換の障害や、硬くなった肺組織を広げるための呼吸作業の増加によって、呼吸困難を引き起こします2。 慢性閉塞性肺疾患(COPD)や喘息は、主に気道の空気伝導に影響を与え、呼吸の仕事を増やすことで呼吸困難を引き起こす疾患の一例である3。これらの気流閉塞の疾患は、空気の閉じ込めや肺の過膨張を引き起こし、呼吸力学を変化させ、呼吸の仕事をさらに増やす4。 例えば、筋萎縮性側索硬化症では、呼吸筋が衰え、その結果、呼吸ポンプが機能しなくなり、換気障害が生じます。 肥満では、空気を出し入れするためにポンプ自体がより多くのエネルギーを必要としますが、それでも全身の衰えにより身体の要求を満たすことができません。 神経系は、多くの疾患状態や時には薬剤によって障害を受け、呼吸の駆動力や作用が低下したり、中枢性無呼吸になったりすることがあります。 また、中枢神経系は体のpHの変化を検出し、酸血症が呼吸器の異常に関係していなくても、患者の呼吸困難の強力な刺激となることがある5

心血管疾患は呼吸困難の重要な原因である。 そのメカニズムの多くは、呼吸器系のメカニズムと重なる。 例えば、収縮期心不全のような低心拍出量の状態では、低心拍出量が身体の酸素需要を満たすことができず、組織の灌流不足による虚血を引き起こし、その結果、乳酸の発生や酸血症を引き起こします。 また、心不全患者は肺水腫を併発していることが多く、ガス交換が阻害され、呼吸の仕事が増えるため、息切れを感じやすくなります。 虚血性心疾患以外にも、不整脈、弁膜不全や狭窄、先天性構造性心疾患や梗塞によるリモデリング、慢性心不全など、心拍出量が減少することで酸素供給が損なわれる心疾患があります。 6

酸素運搬能力の欠陥も呼吸困難の重要な原因である。 典型的な例としては、鉄欠乏などによる貧血が挙げられます。 これも主に酸素供給能力と需要のミスマッチが原因である。 ここでも、他のメカニズムとかなり重なる部分があります。

腎臓や肝臓などの他の臓器の病気では、これまで述べてきたような相互作用が組み合わさって呼吸困難を引き起こすことがあります。

上記の病態生理学的モデルは、器官系と呼吸困難の相互作用を説明するのに役立ちますが、呼吸困難の本当のメカニズムはもっと漠然としていて、意識的な知覚と、これらの機構的な異常によって生じる信号がどのように脳に伝達されるかに関係しています。 これらの感覚の多くは、呼吸器系全体の様々な受容器に由来する。 機械受容器は、肺組織の伸縮や緊張を感知し、気管支収縮や肺線維症における胸の圧迫感の原因と関連している7。また、血管機械受容器は、肺高血圧症などの疾患において呼吸困難感を伝える。 肺水腫では、肺の間質の構造的変化に敏感なJ受容体が活性化される8。胸壁の膨張と伸張は、特に呼吸筋の疲労と相まって、肺気腫で見られる過膨張の感覚を与えることがある9。これらの末梢受容体は、中枢神経系が呼吸困難を解釈する際の求心性の肢を構成する。 9 これらの末梢受容器は、中枢神経系が呼吸困難を解釈する際の求心性肢を構成している。pHの変化を検出する化学受容器も求心性肢の一部であり、患者が呼吸困難を解釈するのに貢献している10

中枢神経系の求心性肢も呼吸困難の感覚に重要であり、運動皮質と呼吸器系の筋肉を結びつけている。 換気の必要性を満たすために放出性神経の放電が増加すると、呼吸筋の仕事が増え、呼吸の仕事が増えることで呼吸困難として知覚される。 増強された刺激が十分な換気量の増加につながらなければ、空気飢餓感は持続し、悪化する可能性がある11

求心性信号と送出性信号のミスマッチが呼吸困難を引き起こすことがある。 例えば、COPDでは、大脳皮質がポンプに換気量を増やすように指示している可能性があります。 呼吸数の増加は呼吸の仕事を増やし、COPDでは空気の流出が妨げられているため、過膨張が悪化し、機械受容器への刺激が高まります。

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徴候と症状

徴候と症状の完全なリストはこの議論の範囲を超えていますが、これらはしばしば関係する基礎的な器官系の手掛かりとなります。 多くの呼吸器系の疾患では、咳が一般的な症状で、気道の炎症や刺激を知らせます。 発熱がある場合は、呼吸困難の原因となる感染症を示唆することが多い。 患者は、胸膜の痛みを呼吸困難と誤解することがあるので、病歴の中で明確にする必要がある。 アレルギー、ペット、発疹などの既往歴は、喘息の診断につながります。 肺疾患が疑われる場合には、喫煙歴、職業や環境への暴露が不可欠である。

詳細な胸部検査により、副呼吸筋の使用、気管の逸脱、脊柱管狭窄などの手がかりが得られることがあります。 触診や打診は、片側の異常のある側を特定するのに役立ちます。 聴診では、喘ぎ声があれば閉塞性疾患の可能性があります。

胸痛や足の浮腫は心因性のものかもしれません。

胸の痛みや足の浮腫みは心疾患の可能性があります。

朝の目の腫れを伴う尿量の変化は腎疾患の可能性を示します。 同様に、黄疸や腹水がある場合は、基礎的な肝疾患を示唆しています。 これらのパターンを認識することは通常難しくないが、賢明な臨床家はこれらの様々な医学的症候と患者の呼吸困難を結びつけることを学ばなければならない。

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Diagnostic Testing

Imaging

最も一般的な初期検査は胸部レントゲン写真である。 胸部レントゲン写真は、呼吸困難を評価する上で非常に重要である。

胸部X線検査は、主に肺を対象としていますが、循環器系、胸壁、胸膜、縦隔、上腹部の評価にも役立ちます。

コンピュータ断層撮影（CT）などの高度な検査法は、特に胸部X線で異常が疑われるが見られない、あるいは見られるがはっきりしない場合に、病気の性質と範囲をさらに明確にするのに役立ちます。 コンピュータ断層撮影は、胸部X線よりも感度が高く、ほとんどの肺疾患を検出することができます。 高解像度のCT画像は、間質性肺疾患や気管支拡張症の診断に役立ちます。 造影剤を使用したコンピュータ断層撮影は、肺血管障害を評価することができます。

胸部磁気共鳴画像（MRI）は、呼吸困難の評価にそれほど有用であるとは証明されていません。

胸部MRIは呼吸困難の評価にはあまり役立っていませんが、心臓MRIや胸部MRIによる血管障害の診断には一定の進歩が見られます。 また、磁気共鳴画像では、胸部の軟部組織や縦隔構造の画像がよく見えます。

肺機能検査には、スパイロメトリー（空気の流れと機能的な呼吸量の測定）、肺活量の測定、肺のガス交換特性（一酸化炭素に対する肺の拡散能を表すDLCOとも呼ばれる）などがあり、医師が呼吸器系の機能的な質を理解するのに役立ちます。 肺機能検査は、診断された病状の重症度を評価するのにも役立ちます。

心疾患が原因である可能性のある呼吸困難の検査では、心エコー図と心電図が標準的な検査方法です。

ポリソムノグラム（睡眠中に行われる多チャンネルの生理学的検査）は、閉塞性睡眠時無呼吸症候群やその他の睡眠障害を診断するためのゴールドスタンダードであり、呼吸困難の大きな原因となります。

動脈血ガス測定は、酸塩基平衡に関する呼吸器系および代謝系の障害を明らかにし、呼吸困難の原因として疑われる低酸素症を評価することができます。

全血球計算や、肝機能・腎機能検査などの基本的な生化学検査は、貧血をはじめとする他の臓器系の関与を調べるのに役立ちます。

トロポニンや脳性ナトリウム利尿ペプチド測定などのバイオマーカーは、多くの呼吸器疾患や心血管疾患の診断や予後判定に用いることができます。

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治療

呼吸困難の管理には、一般的に基礎疾患の改善と症状の緩和という2つの基本的な側面があります。 対症療法では、原因が診断され、場合によっては元に戻るまで、酸素供給と換気をサポートする。

呼吸困難の患者に対する薬理学的治療は、閉塞感の緩和、粘液の除去、気道炎症の軽減、空気の飢餓感そのものの緩和に焦点を当てます。 時には閉塞感の治療が基礎疾患の治療にもなります。

N-アセチルシステイン13やグアイフェネシン14のような粘液の排出を改善する薬剤は、排出を改善しますが、転帰の改善とは関連していません。 ステロイドは、その幅広い抗炎症作用により、さまざまな炎症性肺疾患に使用されています。

呼吸困難の緩和治療は重要であり、後述の「特殊な集団」の項で述べる終末期ケアの主要な要素となるかもしれない。

呼吸困難を伴う病態に対する臓器サポートには、様々なレベルの侵襲性を伴う介入（非侵襲的換気、気管内チューブや気管切開による機械的換気、体外膜酸素供給、血液透析）が含まれます。 このような装置があるにもかかわらず、最も一般的な初期治療は酸素の補充です。 吸入酸素量を増やすことで、呼吸不足の感覚が緩和され、呼吸困難が解消される15。また、酸素を補充することで、嫌気性代謝や肺高血圧など、低酸素の全身的な影響を改善することができる。 また、吸入ガスにヘリウムを加えることで、ヘリウムの密度と層流特性により、閉塞性肺疾患における呼吸作業を軽減することができます16,17

侵襲性の低い治療法から始めることで、より侵襲的で高価な、リスクの高い治療法を使用する必要性を回避することができます。

肺リハビリテーションなどの呼吸困難に対する非薬理学的アプローチは、症状の改善と運動耐容能の向上を目的とした慢性肺疾患患者の治療に重要な役割を果たします。 18

生活習慣の改善は、肥満による低換気や睡眠時無呼吸に関連した呼吸困難のある人のための減量や、喫煙関連疾患のある人のための禁煙など、場合によっては呼吸困難に大きく影響します。

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特殊な集団における検討事項

妊娠

妊娠中、呼吸器系は重要かつ予測可能な変化を遂げます。 肺の機能的残存能力は、残存容積と同様に18%から20%低下します。 安静時の呼吸量は約0.2L増加し、1分間の空気交換量は約40％増加します。 これらの要因は、一般的ではあるが通常は軽度の症状である呼吸困難の妊婦を評価する際に考慮しなければならない。 20,21

老年医学と緩和ケア

進行した肺疾患は不治の病であることが多く、快適さと呼吸困難の緩和に焦点が移ります。 この点において、アヘン剤は息苦しさを軽減し、患者に安心感と快適さを与えるという重要な役割を果たしています。22 アヘン剤の使用は、便秘やせん妄などの副作用とのバランスを考慮する必要があります。 アヘン剤は、静脈内、経口、経皮、直腸、または吸入など、多くの投与経路で投与することができます23。

ベンゾジアゼピン系薬剤も使用されますが、特にアヘン剤と併用する場合は、呼吸抑制のリスクを悪化させ、意図しない高炭酸ガスを引き起こす可能性があるため、細心の注意が必要です。 24

吸入フロセミドは、重度の呼吸困難の治療に有望な新しい治療法です。 吸入フロセミドは息苦しさを減少させ、ベンゾジアゼピン系薬剤やアヘン系薬剤の副作用を回避することが示されています。 専門の学会はまだその使用を支持していない。 25, 26

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Conclusion

呼吸困難のある患者の評価と管理は重要な技術であり、病態生理の包括的な理解、徹底した病歴聴取、重点的な身体検査を必要とする。 患者の呼吸困難の病因を理解しようとする医療者は、肺以外の原因や、一見無関係に見える病状や病態の間接的な影響を考慮しなければならない。

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