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の間で二酸化炭素と酸素のやり取りを行うことで

ある（図2）

。ガスの移動する経路は口腔または鼻

腔，気管，さらに気管支，細気管支など

23

回ほど

の枝別れを経て各肺胞に至る（図3）

。これは胸郭

という密閉された容器の中に風船のような肺が収

まっている状態に似ており，胸郭が拡張すると肺

と胸郭の������������間は������気������に������������て������������となり（胸腔

内������）

，肺は受動的に膨らむことになる（図4）。

安静呼吸では吸気時に吸気筋（横隔膜や傍胸骨

肋間筋など）が収縮������，呼気時にはこの吸気筋が

弛緩することで胸郭は元に戻る（腹筋，肋間筋な

どの呼気筋は運動時，呼吸困難時などに活動が増

加するが安静時には活動はわずかであるので，通

常の呼気は吸気筋の弛緩������た状態と考えてよい）

。

この呼気終了時に肺に残る空気量（機能的残気量

または

FRC

と呼ぶ）は，縮もうとする肺とこれに

抵抗する胸郭の弾性の綱引きで決まる。

ｂ)換気と酸素化の障害

呼吸は，この胸郭の運動が障害されても（換気

障害＝二酸化炭素が蓄積する状態）

，また気道や

肺の病変で肺胞と毛細血管のガス交換が障害され

ても正常に機能������なくなる（酸素化の障害と換気

障害が同時に起こる場合もある）

。

この機能障害を補う目的で行われるのが�人工

呼吸

�である。前者の典型的な例では，脊髄疾患

や骨格筋疾患で呼吸筋の筋力低下や麻痺があった

り，また急性呼吸不全では呼吸仕事量が極端に増

加������，呼吸筋の疲労が起こるため一時的に休める

目的などで人工呼吸が行われる。

後者では肺炎や肺水腫などで肺胞が虚脱������，酸

素化が障害されるため，虚脱������た肺胞を開く目的

や，慢性閉塞性肺疾患と呼ばれる末梢気道の狭窄

がガス交換を障害する原因になった場合に（換気

障害と酸素化の障害が同時に起こる）

，この状態

が改善するまで呼吸を補助する目的などで行う

（図5）

。実際には肺障害に呼吸筋疲労が重なるな

ど，この二つの障害が共存することが多い。

以上を整理すると「人工呼吸の目的」は以下の

とおりとなる。

①虚脱した肺胞を開き，肺での血液の酸素化を

改善する。

②換気を補助して動脈血二酸化炭素分圧

（P

a

CO

2

）を正常化する。

③肺の状態が改善するまで疲労した呼吸筋を

補助し，呼吸筋力の回復をはかる

（神経・筋疾患

で呼吸筋麻痺がある場合は半永久的人工呼吸とな

Ⅰ．生体機能代行装置学

347

Ⅰ

生
体
機
能
代
行
装
置
学

第
઄

編

図3

気道の分岐

（文献

2

より改変引用)

A

：肺胞，

v¯

：混合静脈血

図2

正常な肺胞でのガス交換と肺胞，血液のガ
スの分圧