換気血流不均衡

呼吸器系において、換気/灌流（V/Q）ミスマッチとは、換気（V）と灌流（Q）の間に病理学的な不一致が生じ、異常な換気/灌流（V/Q）比となる状態を指します。換気は肺胞に到達する吸入空気量の尺度であり、灌流は毛細血管床を介して肺胞に到達する脱酸素化血液量の尺度です。^{[ 1 ]}通常の状態では、換気-灌流カップリングにより、換気（V）は約4 L/分、正常な灌流（Q）は約5 L/分に維持されます。したがって、安静時の正常なV/Q比は0.8です。^{[ 2 ]}この値からの逸脱はすべてV/Qミスマッチとみなされます。V/Q比の維持は、効果的な肺ガス交換の維持と酸素化レベルの維持に不可欠です。ミスマッチは低酸素血症の一因となり、多くの場合、基礎疾患である肺疾患の存在または悪化を示します。^{[ 3 ]}

肺塞栓症などの病態では、肺血流が影響を受けるため、肺の換気は十分であるものの、灌流障害が生じます。その結果、ガス交換効率が著しく低下し、動脈血酸素飽和度で測定される低酸素血症を引き起こします。換気灌流スキャンまたは肺シンチグラフィーは、換気はされているものの灌流が不十分な肺領域を診断するために使用できます。これにより、肺胞動脈酸素分圧較差（Aa勾配）が上昇し、酸素補給によって改善します。

右左シャントを伴う病態では、Aa勾配の増大を伴う換気血流障害もみられます。低酸素血症は酸素補給では改善しにくく、Aa勾配の拡大を伴います。右左シャントの場合、脱酸素化された血液が肺からの酸素化された血液とより多く混ざり合うため、純酸素療法によって高いAa勾配をわずかに中和できる可能性があります。肺実質疾患の患者では、Aa勾配が増大し、酸素療法に対する反応は中程度となります。

低換気症候群の患者は、100％酸素療法に完全に反応する。

換気血流不均衡の有無を判別するために、肺スキャンが実施されます。換気と血流は別々に測定されます。両方のスキャンが同時に行われる場合は、V/Qスキャンと呼ばれます。トレーサーガスを過換気によって肺から洗い流す方が、トレーサー放射性物質を血液から除去するよりも容易であるため、換気スキャンが最初に行われます。

適応症：肺塞栓症が疑われる場合に最も一般的に行われます。

1. 換気スキャン：所要時間は15～20分です。放射性トレーサーガスを吸入し、特殊なカメラでトレーサーガスの経路と位置を撮影することで、トレーサーガスの追跡（観察）を行います。これらの画像から、トレーサーガスが存在しない肺の部分を特定し、それを様々な肺疾患と関連付けます。
   • 被験者はマウスピースを装着し、クリップで鼻を塞いだ状態で、放射性トレーサーガスを数分間吸入するように指示され、一定間隔で写真が撮影される。
   • 次に、被験者に息を止めて少なくとも10秒間静止するように指示し、最後に写真を撮影します。
   • そして写真を見ることで、換気が不十分な箇所や換気が過剰な箇所が特定される。
2. 灌流スキャン：放射性トレーサーを通常は腕の末梢静脈に注入し、トレーサーが肺へ移動する経路をカメラで追跡することで行われます。この検査により、肺の灌流が不十分な領域や、肺塞栓症などの血流障害の有無が分かります。閉塞部位より末梢側の領域には、トレーサーが存在しないことが画像上で確認できます。

結果：

1. 換気スキャンは異常だが、灌流スキャンは正常であることから、気道異常が示唆され、COPDまたは喘息の可能性が考えられる。
2. 換気スキャンは正常ですが、灌流は異常であり、血流（灌流）に何らかの障害があることを示しています。これは、肺塞栓症が血流を阻害していることが原因である可能性があります。
3. どちらの画像も異常です。肺炎や慢性閉塞性肺疾患（COPD）で見られる可能性があります。

結果は以下の方法で報告されます。

1. 正常 - 異常は見つかりませんでした。
2. 可能性は低い - 血栓ができる可能性は低い。さらなる検査が必要です。
3. 中程度の確率 - スキャン結果から血栓の可能性が示唆されています。さらなる検査が必要です。
4. 高確率 - 血栓形成の可能性が高い。治療が必要。

換気・血流スキャンによって、肺の異常部位を特定できる場合があります。COPD 、喘息、または肺塞栓症の暫定診断が下される可能性があります。これらの基礎疾患の治療により、換気血流不均衡が改善される可能性があります。

病態の管理方法は様々です。換気が異常または低い場合は、一回換気量または呼吸数を増やすことで、換気不良の領域に十分な量の空気が供給され、最終的に換気血流比（V/Q比）が改善されます。逆に、低血量症のように肺への灌流が低いことを示す低品質の灌流スキャンが見られる場合は、輸液を行い、ショックの場合は強心薬を使用することで治療します。