Respiratory function and ribcage contribution to ventilation in body positions commonly used during anesthesia

A B Lumb, et al.

Anesth Analg. 1991 Oct;73(4):422-6.

要旨

この研究論文は、健康な男性ボランティアの肺機能測定において、麻酔時の体位の違い(立位や様々な体位）がどのように影響するかを調べたものである。呼吸誘導プレチスモグラフィーを用いて、強制換気量（FVC）、強制呼気1秒量（FEV1）、機能的残存容量（FRC）、換気に対する胸郭の寄与を調べた。主な所見は以下の通り：

FVCとFEV1はすべての体位で一定であったが、座位と仰臥位ではFVCの増加が顕著であった。
FRCは座位から仰臥位へ移行する際に有意に減少したが、仰臥位と比較して腹臥位、側臥位、腕上げ位では増加した。
換気に対する胸郭の寄与は、すべての水平位で同様であったが、座位とは有意に異なっていた。
考察では、換気量の評価における呼吸誘導性脈波検査の正確さと被験者への影響の少なさが強調されている。また、姿勢の違いによるFVCとFEV1の変化がほとんどないことから、全肺活量や呼気の完全性の違いがこれらの結果に寄与している可能性を示唆している。この論文は、直立位と仰臥位でのFRCの既知の変化を確認し、これらの知見が異なる体位での麻酔中のガス交換に影響する可能性を示唆している。

既存研究との関連性

本研究は、体位が肺機能にどのような影響を及ぼすかについて、特に麻酔時の状態を模倣した条件下で詳細な知見を提供することにより、この分野に貢献するものである。本研究は、姿勢による肺機能の変化を非侵襲的かつ正確に評価するために呼吸誘導型プレチスモグラフィを用いることにより、先行研究を基礎としている。磁力計や窒素洗浄法などの他の方法論から得られた知見と比較することで、姿勢の変化に伴う肺機能の生理学的変化についての理解を補強し、拡大するものである。

Abstract

通常、肺機能検査は立位で行われるが、麻酔は仰臥位で行われることが多く、その他の姿勢で行われることもある。そこでわれわれは、意識のある健常男性ボランティア13人を対象に、座位と麻酔時に使用される4つの水平姿勢で、強制換気量（FVC）、強制呼気1秒量（FEV1）、機能的残存容量（FRC）、呼吸誘導プレチスモグラフィによる換気への胸郭寄与率を比較した。強制換気量およびFEV1は、仰臥位と比較して座位でFVCが300mL（SD 213）有意に増加した以外は、すべての体位で同程度であった（Pは0.001未満）。FRCの平均減少は、座位と仰臥位との間で806mL（SD 293）であった（Pは0.001未満）。コンピュータ断層撮影に必要な両腕の頭上挙上を仰臥位で行った場合、FRCは有意に増加した（252mL、SD 329、Pは0.01未満）。腹臥位および側臥位での機能的残存容量は、仰臥位よりも有意に大きかったが（平均変化量350mL、P値0.001未満）、それでも座位よりは450mLほど少なかった。平均胸郭寄与率はどの水平位でも同程度（32％～36％）であったが、仰臥位の値は座位と有意に異なっていた（平均70％、SD11、Pは0.001未満）。結論として、検討したさまざまな水平姿勢は、FVC、FEV1、換気に対する胸郭の寄与に影響を及ぼさない。しかし、腹臥位、側臥位、および腕上げ位でのFRCは、仰臥位よりも平均250mL大きく、この観察は、これらの体位での麻酔中のガス交換に影響を及ぼす可能性がある。

主要関連論文

1. Mannix et al. - An early study using respiratory inductive plethysmography to analyze ribcage contribution to tidal volume in different postures.

2. Sharp et al. - Utilized magnetometers to measure chest and abdominal dimensions, providing foundational data on posture's impact on lung function.

3. Vellody et al. - Investigated diaphragmatic movement and lung function in various postures using magnetometers, contributing to the understanding of cross-sectional area calculations and their implications.

4. Moreno and Lyons - Explored the effects of prone versus supine positions on functional residual capacity, adding to the debate on posture's impact.

5. Rehder et al. - Employed a nitrogen washout technique to measure FRC in different positions, offering comparative insights into lung function changes with posture.