動脈血ガス分析

動脈血ガス分析とは

動脈血ガス分析（Arterial Blood Gas analysis、ABG）とは、橈骨動脈や大腿動脈などから採取した動脈血を用いて、血液中の酸素分圧（PaO2）、二酸化炭素分圧（PaCO2）、水素イオン濃度（pH）、重炭酸イオン濃度（HCO3-）、塩基過剰（Base Excess、BE）などを測定する検査です。この検査により、患者の酸素化状態、換気状態、酸塩基平衡の異常を定量的に評価できます。臨床リハビリテーションにおいては、呼吸器疾患患者、心不全患者、集中治療室（ICU）での重症患者に対する運動療法の可否判定、運動強度設定、治療効果判定に不可欠な情報源となります。安全なリハビリテーション実施のためには、ABGの結果を正確に解釈し、患者の生理学的予備能を評価する能力が求められます。

どこでみるのか

動脈血ガス分析は、血液検査データとして電子カルテや検査結果報告書に記載されています。臨床的には、呼吸器内科病棟、集中治療室（ICU）、救急外来、心臓血管外科術後、呼吸リハビリテーション実施中の患者などで頻繁に測定されます。リハビリテーションスタッフは、カルテからABGデータを確認し、PaO2（酸素化の指標）、PaCO2（換気の指標）、pH（酸塩基平衡）、P/F比（PaO2/FiO2比：呼吸不全の重症度評価）などの数値を読み取ります。また、経皮的酸素飽和度（SpO2）モニターと併せて評価することで、リアルタイムの酸素化状態を把握します。

何をみているのか

動脈血ガス分析では、患者の呼吸機能と代謝状態を総合的に評価します。PaO2は肺でのガス交換能力を反映し、正常値は80-100Torrです。PaO2が60Torr以下では呼吸不全と判定され、リハビリテーション実施には慎重な判断が必要です。PaCO2は肺胞換気量を示し、正常値は35-45Torrです。PaCO2が45Torrを超えると換気不全（CO2貯留）、35Torr未満では過換気を示します。pHは血液の酸性度を示し、正常値は7.35-7.45です。pH7.35未満はアシドーシス（酸性）、7.45以上はアルカローシス（アルカリ性）と判定されます。HCO3-（重炭酸イオン）は代謝性の酸塩基平衡を反映し、正常値は22-26mEq/Lです。BEは塩基の過不足を示し、正常値は±2mEq/L以内です。これらの数値を組み合わせて、呼吸性アシドーシス、代謝性アシドーシス、呼吸性アルカローシス、代謝性アルカローシスなどの病態を判定します。

臨床でどうみるか

臨床場面では、リハビリテーション実施前にABGデータを確認し、運動療法の可否と強度を判断します。まず、PaO2とP/F比（PaO2/FiO2比）を確認します。P/F比が200以上であれば比較的安全に運動療法を実施できますが、200未満では重症呼吸不全を示唆し、慎重な対応が必要です。次に、PaCO2を確認し、CO2貯留の有無を評価します。PaCO2が50Torr以上の場合、換気不全が存在し、運動負荷により呼吸困難が増悪するリスクがあります。pHを確認し、著しいアシドーシス（pH7.25未満）やアルカローシス（pH7.55以上）では、運動療法を延期または中止します。運動中は、SpO2モニターで酸素飽和度を継続的に観察し、SpO2が90%未満に低下する場合は運動を中止します。運動後は、呼吸数、心拍数、血圧、自覚症状（呼吸困難感、疲労感）を評価し、過負荷の徴候がないか確認します。

評価で何をみるか

PaO2（動脈血酸素分圧：正常値80-100Torr）
PaCO2（動脈血二酸化炭素分圧：正常値35-45Torr）
pH（水素イオン濃度：正常値7.35-7.45）
HCO3-（重炭酸イオン：正常値22-26mEq/L）
BE（塩基過剰：正常値±2mEq/L）
SaO2（動脈血酸素飽和度：正常値96%以上）
P/F比（PaO2/FiO2比：正常値400-500、200未満で重症呼吸不全）
A-aDO2（肺胞気-動脈血酸素分圧較差：ガス交換障害の指標）
酸塩基平衡の状態（呼吸性・代謝性アシドーシス/アルカローシス）
代償機構の有無（呼吸性障害に対する代謝性代償、またはその逆）
酸素投与量（FiO2）と酸素化の関係
経時的変化（治療前後、運動前後の比較）
臨床症状との整合性（呼吸困難、チアノーゼ、意識レベル）
人工呼吸器設定との関連（PEEP、換気量、換気モード）

臨床でよく出る問題

低酸素血症（PaO2 60Torr未満、呼吸不全I型）
高二酸化炭素血症（PaCO2 50Torr以上、呼吸不全II型）
呼吸性アシドーシス（pH低下、PaCO2上昇）
代謝性アシドーシス（pH低下、HCO3-低下、乳酸アシドーシス）
呼吸性アルカローシス（pH上昇、PaCO2低下、過換気）
混合性酸塩基平衡障害（複数の異常の併存）
P/F比200未満（急性呼吸窮迫症候群ARDS）
運動時の酸素飽和度低下（SpO2 90%未満）
CO2ナルコーシス（慢性CO2貯留患者への高濃度酸素投与）
酸素化改善不良（酸素投与量増加に対する反応不良）
換気血流不均等（V/Qミスマッチ、シャント）

起こりやすい要因

動脈血ガス分析の異常値が生じる要因は多岐にわたります。低酸素血症（PaO2低下）の主な原因として、肺炎、肺水腫、無気肺、急性呼吸窮迫症候群（ARDS）、慢性閉塞性肺疾患（COPD）増悪、肺塞栓症などのガス交換障害があります。高二酸化炭素血症（PaCO2上昇）は、COPD、神経筋疾患、肥満低換気症候群、呼吸筋疲労、過度の鎮静などによる換気不全で生じます。呼吸性アシドーシスは、換気不全により体内にCO2が蓄積することで発生します。代謝性アシドーシスは、糖尿病性ケトアシドーシス、乳酸アシドーシス（ショック、敗血症、過度の運動）、腎不全などで生じます。呼吸性アルカローシスは、不安や疼痛による過換気、人工呼吸器の過換気設定で起こります。代謝性アルカローシスは、嘔吐による胃酸喪失、利尿薬の使用、低カリウム血症などが原因となります。

注意したい症状

動脈血ガス分析の異常値と関連して以下の症状が出現した場合は、直ちに医師へ報告し適切な対応が必要です。著しい呼吸困難（呼吸数30回/分以上、SpO2 90%未満）、意識レベルの低下（CO2ナルコーシス、重症低酸素血症）、チアノーゼ（口唇、爪床の紫色化）、冷汗、頻脈または徐脈、血圧の著しい変動、不整脈、呼吸補助筋の過度の使用、起座呼吸、呼吸パターンの異常（Cheyne-Stokes呼吸、Kussmaul呼吸）、胸痛、動悸、強い不安感や錯乱などです。これらは生命に関わる重篤な呼吸不全や循環不全、代謝異常を示唆する可能性があります。

対応の基本

動脈血ガス分析の結果に基づくリハビリテーションでは、まず呼吸不全の有無と重症度を評価します。PaO2が60Torr未満またはP/F比が200未満の場合は、リハビリテーションの延期または負荷軽減を検討します。適切な酸素投与（鼻カニューラ、マスク、人工呼吸器）により酸素化を改善させた上で、低負荷からの段階的運動療法を開始します。PaCO2が50Torr以上の換気不全がある場合は、呼吸練習（口すぼめ呼吸、腹式呼吸）、呼吸筋トレーニング、排痰法を優先し、全身運動は慎重に実施します。酸塩基平衡異常（pH7.35未満または7.45以上）がある場合は、原因疾患の治療を優先し、リハビリテーションは補助的に位置づけます。運動中はSpO2モニタリングを継続し、SpO2が90%未満に低下した場合は運動を中止し、酸素流量の調整または休息を取ります。運動後は、呼吸数、心拍数、血圧、自覚的呼吸困難感（修正Borg Scale）を評価し、過負荷の徴候がないか確認します。

リハビリの視点

リハビリテーションにおいて動脈血ガス分析は、呼吸器疾患患者や重症患者に対する運動療法の安全性と有効性を判断する重要な指標です。P/F比200以上、PaO2 60Torr以上、PaCO2 50Torr以下、pH 7.35-7.45の範囲内であれば、比較的安全に運動療法を実施できます。ただし、これらの基準は絶対的なものではなく、患者の臨床症状、バイタルサイン、疾患の進行度、治療内容を総合的に判断する必要があります。慢性呼吸不全患者では、安静時のABG値が正常範囲外でも、それが患者の基礎値（ベースライン）である場合があり、経時的変化を重視します。運動療法により、呼吸筋力の向上、換気効率の改善、酸素化能力の向上が期待できますが、過負荷は呼吸不全を悪化させるリスクがあるため、段階的負荷設定と継続的モニタリングが不可欠です。また、ABGは侵襲的検査であるため、日常的にはSpO2モニタリングや呼吸数、呼吸困難感の評価を用い、必要時にABGで詳細評価を行う戦略が実際的です。患者教育として、呼吸法の指導、酸素療法の適切な使用、禁煙指導、感染予防なども重要なリハビリテーションの要素となります。

ひとことで言うと

動脈血中の酸素、二酸化炭素、酸塩基平衡を定量的に評価し、呼吸不全の診断とリハビリテーションの安全な実施を支える重要な検査です。

参考文献

呼吸不全の分類と評価方法
酸塩基平衡障害の解釈と臨床対応
P/F比を用いた呼吸不全重症度評価
SpO2モニタリングの活用とリハビリ中止基準
COPD患者に対する呼吸リハビリテーション
ICUでの早期リハビリテーションとABG評価

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