カプノグラフィ（EtCO2）波形異常の読み方 ― 周術期に見逃せないサイン

はじめに

カプノグラフィ（呼気終末二酸化炭素濃度：EtCO2のモニタリング）は、全身麻酔中の換気状態を評価するだけでなく、気管挿管の位置確認、循環動態の急変（肺塞栓、心停止など）の早期発見にもつながる、非常に情報量の多いモニタリング手段です。日本麻酔科学会の術中モニタリング指針でも、全身麻酔中のカプノグラフィ使用が標準として位置づけられています。

しかし、その波形（カプノグラム）の形が何を意味しているかを正しく読めなければ、せっかくのモニタリング情報を活かしきれません。この記事では、CEの視点から正常波形の成り立ちと、周術期に遭遇しやすい代表的な異常波形パターンを整理します。

正常カプノグラムの成り立ち

正常な呼気は、解剖学的死腔のガス→肺胞ガスへと徐々に置き換わっていくため、カプノグラムは特徴的な4相構造を示します。

• 相I（呼気開始・死腔相）：気道・回路内の死腔ガス（CO2をほぼ含まない）が呼出される、ベースラインに近い平坦な部分
• 相II（急速上昇相）：死腔ガスと肺胞ガスが混ざり合いながら排出され、急峻に立ち上がる
• 相III（肺胞相・プラトー）：ほぼ均一な肺胞ガスが呼出され、緩やかに右肩上がりのプラトーを形成する。このプラトーの最高点がEtCO2として表示される
• 相IV（吸気下降相）：吸気が始まり、CO2を含まない吸気ガスが流入することで急峻にベースラインまで下降する

この4相構造から外れる波形が現れたとき、それは換気・循環・機器のいずれかに何らかの変化が起きているサインと考えられます。

図: 正常カプノグラムの4相構造（相I〜相IV）

代表的な異常波形パターン

1. プラトーの右肩上がりが強くなる（傾斜の増大）

• 考えられる原因：閉塞性換気障害（喘息、COPD、気管支攣縮）、回路の部分閉塞、気管チューブの屈曲・片肺挿管
• 背景：肺胞のガス排出に時間がかかるため、均一な肺胞ガスの排出が遅れ、プラトーが水平にならず右肩上がりが強調される
• 対応：気道抵抗の上昇がないか（気道内圧の確認）、気管支攣縮の有無、チューブの位置・屈曲を確認する

2. 波形にノッチ（切れ込み）が入る（カーリーサイン）

• 考えられる原因：筋弛緩が不十分な状態での自発呼吸様の努力（呼吸努力の再開）
• 背景：呼気相の途中で患者が吸気努力を行うことで、プラトーの途中に切れ込みが生じる
• 対応：筋弛緩レベル（TOFモニタリングなど）の確認、麻酔深度の評価を麻酔科医と共有する

3. ベースラインが上昇する（呼気開始時点でゼロに戻らない）

• 考えられる原因：呼気弁の不具合、CO2吸収剤（ソーダライム）の消耗、回路の再呼吸
• 背景：吸気ガス中にすでにCO2が残存しているため、相Iが本来の平坦なゼロラインまで下がらない
• 対応：CO2吸収剤の残量・変色を確認し交換する、一方向弁の作動確認、回路のリーク・接続を点検する

4. EtCO2が急激に低下する（波形の高さが急に下がる）

• 考えられる原因：肺塞栓（血栓・空気・脂肪塞栓）、急激な心拍出量低下、回路からのリーク、部分的な気道閉塞
• 背景：肺血流が急激に減少すると、肺胞でのガス交換自体が成立しなくなり、呼気中のCO2濃度が下がる
• 対応：血行動態（血圧・心拍数）の急変がないか確認し、腹腔鏡手術での気腹による静脈還流低下、整形外科手術でのセメント使用時の脂肪塞栓など、術式に応じたリスクを念頭に置いて対応する

5. 波形が完全に消失する（フラットライン）

• 考えられる原因：気管チューブの食道誤挿入、回路の完全な外れ・閉塞、心停止
• 背景：もっとも緊急性の高いパターン。換気そのものが行われていない、あるいは肺血流が完全に途絶した状態を示す
• 対応：直ちに気道確保の状態（チューブ位置、回路接続）を確認し、同時に脈拍・血圧など循環動態を確認する。心停止が疑われる場合は速やかに蘇生対応に移行する

6. 徐々にEtCO2が上昇する

• 考えられる原因：低換気（分時換気量不足）、体温上昇（悪性高熱症を含む）、代謝亢進状態、腹腔鏡手術でのCO2気腹によるCO2の吸収
• 対応：換気設定（分時換気量、呼吸回数）を確認し、体温上昇を伴う場合は悪性高熱症などの重篤な病態も鑑別に入れる

図: 代表的な異常カプノグラム6パターンの波形比較

「波形の形」と「数値の高さ」で考えるべきことを分ける

カプノグラフィを評価する際は、次の2つの視点を意識的に分けて考えると整理しやすくなります。

評価軸	主に反映するもの	代表的な異常
波形の「形」（プラトーの傾き、ノッチの有無、ベースライン）	換気力学・回路・気道の状態	気道抵抗上昇、自発呼吸努力、再呼吸、回路トラブル
数値の「高さ」（EtCO2の絶対値の変化）	代謝・循環・換気量のバランス	肺塞栓・循環虚脱による急低下、低換気・代謝亢進による上昇

この2軸で考えることで、「波形の形は正常だが数値だけ下がっている」場合は循環要因を、「数値は正常範囲だが波形の形がおかしい」場合は換気・回路要因を優先的に疑う、という判断がしやすくなります。

術中対応の実際の流れ

1. 波形の消失・急激な変化に気づいたら、まず生体情報（脈拍・血圧・SpO2）を同時に確認する
2. 気道確保状態（チューブ位置、回路の接続・リーク）を目視・触診で確認する
3. 波形の「形」の異常であれば、気道抵抗、筋弛緩レベル、CO2吸収剤の状態を確認する
4. 数値の「高さ」の異常であれば、換気設定、循環動態、術式特有の要因（気腹、セメント使用など）を確認する
5. 緊急性が高いと判断される場合は、直ちに術者・麻酔科医へ報告し、チームで対応する

図: EtCO2波形異常への対応フロー（術中）

CEとしての役割

カプノグラフィは麻酔器・人工呼吸器と一体的に運用される機器であり、波形の異常が機器由来なのか患者由来なのかを見極めるには、回路構造やガス分析の原理を理解していることが強みになります。CEの実務では、

• 麻酔器・回路のリーク点検、CO2吸収剤の残量管理
• 波形異常発生時の機器要因（回路・弁・センサー）の切り分け
• 波形パターンから推測される病態変化についての情報提供
• 悪性高熱症など重篤な病態が疑われる場面での迅速な機器面のサポート

といった役割を担うことができます。カプノグラフィは「数値」だけでなく「波形の形」に多くの情報が詰まっているモニタリング手段であることを、日々の業務の中で意識していくことが重要です。

まとめ

✅ 正常カプノグラムは相I〜相IVの4相構造で成り立っている ✅ プラトーの傾き・ノッチ・ベースラインの変化は「換気・回路」の異常を示唆する ✅ EtCO2の急激な低下は肺塞栓・循環虚脱など緊急性の高い病態のサインになりうる ✅ 波形の完全消失は気道トラブル・心停止を示す最重要アラームとして即座に対応する ✅ 「波形の形」と「数値の高さ」を分けて評価すると原因の切り分けがしやすい

次回は、除細動器・AEDの周術期スタンバイ管理について、CEの視点から整理していきます。

よくある質問

正常なカプノグラムの4相とは？

相I（呼気開始・死腔相）、相II（急速上昇相）、相III（肺胞相・プラトー。最高点がEtCO2）、相IV（吸気下降相）の4つです。

プラトーが右肩上がりになるのは何のサインですか？

閉塞性換気障害（喘息、COPD、気管支攣縮）、回路の部分閉塞、気管チューブの屈曲・片肺挿管などです。気道内圧、攣縮の有無、チューブ位置を確認します。

波形にノッチ（カーリーサイン）が出たら？

筋弛緩が不十分な状態での吸気努力の再開が原因です。TOFモニタリングで筋弛緩レベルを確認し、麻酔深度を麻酔科医と共有します。

EtCO2が急に下がったら何を疑いますか？

肺塞栓、急激な心拍出量低下、回路リーク、部分的な気道閉塞です。血圧・心拍数の急変を同時に確認し、術式特有のリスク（気腹、セメント使用など）も念頭に置きます。

波形が完全に消えたら？

最も緊急性の高いパターンです。食道誤挿管、回路の外れ・閉塞、心停止を示します。直ちに気道確保の状態と循環動態を確認し、心停止が疑われれば蘇生に移行します。

ベースラインが0に戻らないのはなぜ？

呼気弁の不具合、CO2吸収剤（ソーダライム）の消耗、回路の再呼吸です。吸収剤の残量・変色を確認して交換し、一方向弁とリークを点検します。