換気/灌流比

呼吸生理学において、換気/灌流比（V/Q比）は、換気と灌流の結合の効率と適切性、つまり2つの変数のマッチング を評価するために使用される比率です。

• V –換気–肺胞に到達する空気
• Q –灌流–毛細血管を通って肺胞に到達する血液

したがって、V/Q 比は、1 分間に肺胞に到達する空気の量と 1 分間に肺胞に到達する血液の量の比、つまり体積流量の比として定義できます。これら 2 つの変数、V と Q は、血液中の酸素 (O ₂ ) と二酸化炭素 (CO ₂ ) 濃度の主な決定要因となります。

V/Q比は、2部構成の換気/灌流スキャン（V/Qスキャン）で測定できます。 ^[1] V/Qスキャンは、可視化のためにトレーサーと呼ばれる少量の吸入または注入された放射性物質を使用して、肺内の血流の位置特定と特徴付け（灌流スキャン）と気流測定（換気スキャン）を可能にする核医学画像診断の一種です。 ^{[2] V/Qスキャンは主に、}肺塞栓症と呼ばれる肺の血栓の診断に使用されます。^[3]

V /Q不一致は1型呼吸不全を引き起こす可能性があります。

理想的には、換気によって供給される酸素は、血液を完全に飽和させるのにちょうど十分である。一般的な成人の場合、1リットルの血液には約200 mLの酸素を含めることができ、乾燥空気1リットルには約210 mLの酸素が含まれる。したがって、これらの条件下では、理想的な換気灌流比は約0.95となる。加湿された空気（酸素が少ない）を考慮すると、理想的なv/q比は1.0付近となり、換気灌流均等または換気灌流マッチングの概念につながる。このマッチングは、肺全体で評価することも、肺内のガス交換単位の個別またはサブグループで評価することもできる。一方、換気灌流不一致とは、ガス交換単位の換気と灌流がマッチングしていないときに使用される用語である。

肺内の実際の値は肺内の位置によって異なります。全体として見ると、典型的な値は約0.8です。^[4]

肺は心臓の周囲に垂直に位置しているため、肺の一部は心臓よりも上にあり、一部は心臓よりも下にあります。これはV/Q比に大きな影響を与えます。^[5]

• 肺尖– より高い
• 肺底– 下部

直立姿勢（直立）で立っている被験者の場合、肺の頂点では V/Q 比が高く、肺の底部では比率は低くなりますが、十分な血中酸素濃度に達するための最適値に近くなります。換気と灌流は頂点から底部に向かって増加しますが、灌流は換気よりも大幅に増加するため、肺の底部での V/Q 比は低下します。肺の頂点と底部の間のこの V/Q 勾配の形成に関係する主な要因は重力です（これが、直立姿勢以外の姿勢で V/Q 比が変化する理由です）。

重力と肺の重さは、肺底部の胸膜圧を上昇させ（陰圧を低下させ）、肺胞容積を減少させることで換気に影響を及ぼします。重力に対して肺の最も低い部分は、従属領域と呼ばれます。従属領域では、肺胞容積が小さいため、肺胞はより柔軟（より膨張性）であり、より多くの酸素交換が可能です。肺尖部は、酸素分圧は高いものの、従属性が低く交換される容積が少ないため、換気効率は低くなります。

重力が肺灌流に与える影響は、肺動脈の枝を通って肺の頂部と底部に到達する血液の静水圧として現れ、右心室で発生する圧力と相乗的に作用します。したがって、肺の頂部では、結果として生じる圧力が、血流を発生させるのに不十分な場合があり (血流は左心房に向かう静脈血流によって発生する陰圧によってのみ維持できます)、肺胞周囲の血管構造の崩壊を防ぐことさえできません。一方、肺の底部では、より高い圧力のために激しい血流が見られます。

• 灌流はあるが換気がない（したがって V/Q がゼロ）領域はシャントと呼ばれます。
• 換気はあるが灌流がない領域（したがってV/Qは定義されていないが無限大に近い）は「死腔」と呼ばれます。^[6]

注目すべきは、生命維持に適さない「純粋な」シャントまたはデッドスペースを構成する状態はほとんどなく、したがって、V/Q 不一致という用語は、これら 2 つの極端な状態の間の状態に対してより適切であるということです。

• V/Q 比が低いと（特定の肺領域の特定の位置での予測値と比較して）、肺のガス交換が損なわれ、動脈血酸素分圧（pO ₂）が低下する原因となります。二酸化炭素の排泄も損なわれますが、動脈血二酸化炭素分圧（pCO ₂）の上昇は非常にまれです。これは、動脈血二酸化炭素分圧の上昇により呼吸が刺激され、その結果として肺胞換気が増加して paCO _{2 が正常範囲内に戻るためです。これらの異常な現象は、通常、}慢性気管支炎、喘息、肝肺症候群、急性肺水腫で見られます。
• V/Q 比が高いと、肺胞の pCO ₂が低下し、pO _{2 が}上昇します。死腔換気が増加するため、動脈 pO ₂が低下し、したがって末梢酸素飽和度も正常より低くなり、頻呼吸や呼吸困難につながります。この所見は、通常、肺塞栓症(塞栓によって血液循環が損なわれる) に関連しています。換気は、血液を酸素化できないため無駄になります。V/Q 比が高いことは、損傷を受けていない肺実質の不適応な換気過剰として肺気腫でも観察されます。肺胞表面積の損失により、利用可能な灌流面積あたりの換気は比例して増加します。対照的に、この表面積の損失は、ガス交換の障害による動脈 pO _{2 の低下につながります (}フィックの拡散の法則を参照)。

• anaesthesiauk.com の概要
• 米国国立医学図書館医学件名表(MeSH)の換気-灌流+比率
• Nosek, Thomas M. 「セクション 4/4ch4/s4ch4_24」。人間生理学の基礎。2016 年 3 月 24 日のオリジナルからアーカイブ。
• RT コーナー (RT および看護師向け教育サイト) rtcorner.net