臨床工学技士問題表示
臨床工学技士国家試験
解説
人工心肺(体外循環)では、血液が人工材料(回路・人工肺)に接触することにより補体・白血球・血小板などが活性化され、炎症反応と血液学的変化が起こる。具体的には、機械的せん断やポンプ・人工肺での損傷により溶血が生じ血漿遊離ヘモグロビンは上昇、血小板は回路表面への吸着や消費で低下、白血球は補体活性化に伴い初期に末梢で減少(とくにリンパ球減少)する。一方、人工材料接触は補体の活性化を引き起こし、また低体温や手術侵襲・カテコラミン分泌、インスリン分泌低下などにより血糖値は上昇しやすい。したがって、起こる変化として正しいのは「補体の活性化」と「血糖値の増加」である。
選択肢別解説
誤り。体外循環では機械的せん断や回路・人工肺での血球損傷により溶血が生じ、血漿遊離ヘモグロビンは上昇する。プライミング液による希釈でヘマトクリットは低下し得るが、遊離ヘモグロビン濃度自体は溶血で上がる。
誤り。血小板は回路や人工肺への吸着・消費、活性化による消費、さらには希釈の影響で低下する。ヘパリン使用中であっても血小板数は一般に増加せず低下傾向となる。
誤り。体外循環開始直後は補体活性化に伴い白血球が肺などに一時的に滞留し、末梢血中では減少する傾向がある。リンパ球は白血球の一種であり、増加ではなく減少が一般的である。
正しい。血液が人工材料表面に接触することで異物接触反応が起こり、補体カスケードが活性化される。これが炎症反応や白血球動態変化の一因となる。ヘパリンコーティング回路などで程度は軽減しうるが、基本的機序として補体活性化は生じる。
正しい。手術侵襲・カテコラミン分泌・ステロイド反応、低体温下でのインスリン分泌低下やインスリン作用低下、グリコーゲン分解促進などにより高血糖になりやすい。適切な輸液やインスリン管理が行われない限り、血糖は増加傾向となる。
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解説
VAP(人工呼吸器関連肺炎)の予防は、いわゆるVAP予防バンドルに基づく。主な要点は、回路を routine(定期的・頻回)に交換しないこと(回路の接続解除や操作回数が増えると汚染・誤嚥のリスクが高まるため、汚染・破損時のみ交換)、患者の頭部を30〜45度挙上した半坐位で管理し誤嚥を減らすこと、過鎮静を避けて人工呼吸期間を短縮すること、口腔ケアを1日数回(少なくとも8時間ごと程度)実施すること、離脱可能性を毎日評価することである。したがって、3と4が正しく、1・2・5は推奨に反する。
選択肢別解説
誤り。体動防止を目的とした過鎮静は、人工呼吸期間の延長や自発咳嗽・排痰の低下を招き、結果としてVAPリスクを高める。鎮静は最小有効量とし、日々の覚醒評価・鎮静中断を含む適切な鎮静管理が推奨される。
誤り。口腔ケアはVAP予防の中核であり、24時間ごとでは頻度が低すぎる。一般に1日数回、少なくとも8時間ごと程度の実施が推奨される。
正しい。人工呼吸器回路は routine に頻回交換しない。頻回交換は接続解除や取り扱い増加による汚染・誤嚥リスクを上げうるため、汚染・機能不良時など必要時のみ交換するのが原則。
正しい。仰臥位は胃内容物逆流と誤嚥を助長しVAPリスクを高める。頭部挙上30〜45度の半坐位(セミファーラー位)で管理し、可能な限り仰臥位管理を避ける。
誤り。人工呼吸からの離脱可能性の評価は毎日実施し、SBT(自発呼吸トライアル)などを用いて早期離脱を図る。48時間ごとでは評価が疎で、人工呼吸期間が延びVAPリスク増大につながる。
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解説
低体温体外循環では、体温低下により代謝・酵素活性・伝導速度が低下し、凝固線溶系や血小板機能も障害されるため出血傾向が増す。不整脈(特に心房細動)のリスクが上がり、脳では一定範囲の灌流圧で血流を保つautoregulationが比較的保たれる。カリウムは冷却中に細胞内へ移動しやすく低カリウム血症を来しやすいので、「高カリウム血症になりやすい」は誤りである。なお動脈圧は、低体温に伴う心機能低下やカテコラミン反応性低下、粘稠度上昇、さらに体外循環で代謝低下に合わせて低流量灌流とする臨床運用の影響を受け、低めに推移・管理されることが多い。
選択肢別解説
正しい。低体温および体外循環に伴う希釈、凝固因子活性低下、血小板機能低下、線溶亢進などにより止血能が落ち、出血傾向を来しやすい。
正しい。低体温では心収縮性・心拍数やカテコラミン反応性が低下し、血液粘稠度の上昇も加わる。体外循環では代謝低下に合わせて灌流量を下げる運用が一般的で、平均動脈圧はしばしば低めに推移・管理されるため「動脈圧が低下する」は臨床的に妥当といえる(施設や設定により変動はある)。
正しい。低体温では伝導遅延や再分極異常、また冷却に伴うカリウムの細胞内シフトによる低カリウム血症が誘因となり、心房細動などの頻脈性不整脈が起こりやすい。
正しい。低体温下でも脳血流のautoregulationは比較的保たれ、一定範囲の動脈圧変動に対して脳血流を維持しようと働く(極端な深低体温や循環停止、管理法により影響は受けうる)。
誤り。低体温や相対的アルカローシスではカリウムが細胞内へ移動しやすく、低カリウム血症になりやすい。なお再温時にはカリウムが細胞外へ戻り一過性の高カリウム血症を来すリスクがあるため、術中・再温時の電解質管理に注意する。
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解説
体外循環では、プライミングなどによる血液希釈でヘマトクリットが低下し、血液粘稠度は低下する。これに伴って血漿タンパク濃度も下がるため膠質浸透圧は低下する。希釈によりポンプ内のずり応力が相対的に下がるため、一般的には溶血は増えない。一方、低体温管理は代謝低下を目的に用いられるが、温度低下は血液の粘性を上昇させ、さらに酸素解離曲線を左方偏位させてヘモグロビンの酸素親和性を高めるため、末梢組織での酸素放出(移行)は抑制される。よって正しいのは選択肢5であり、1~4は生理学的機序に反する。
選択肢別解説
誤り。血液希釈によりヘマトクリットが下がると血液粘稠度が低下し、ローラーポンプ等でのずり応力も相対的に低下するため、一般には溶血は増加しない。溶血は回路設計やポンプ条件に強く依存するが、「希釈で溶血量が増加する」との一般化は不適切。
誤り。血液希釈では血漿タンパク(アルブミンなど)の濃度が下がるため膠質浸透圧は低下する。晶質液主体のプライミングでは特に顕著で、COP維持にはアルブミンやHESなどの膠質製剤追加が必要。
誤り。血液希釈(ヘマトクリット低下)は血液粘稠度を低下させる。粘稠度はヘマトクリットと温度に依存し、希釈のみでは増加しない。
誤り。低体温では血液の粘性が増加し、血液粘稠度は上昇する。水の粘度上昇や赤血球変形能低下の影響も加わるため、低体温で粘稠度が低下するという記述は不正確。
正しい。低体温では酸素解離曲線が左方偏位し、ヘモグロビンの酸素親和性が増大するため、末梢組織での酸素放出(移行)が低下する。加えて低温での拡散係数低下や血液粘稠度上昇・血管収縮も、組織酸素移行を阻害する方向に働く。
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解説
$誤っているのは選択肢3。肺コンプライアンスは肺の「膨らみやすさ」を表す指標で、定義は C = \\frac{\\Delta V}{\\Delta P}(与えた圧変化に対する容量変化)である。値が小さい(低い)ほど同じ圧変化で得られる容量増加が小さく、すなわち肺は硬く膨らみにくい。その他の選択肢は生理学の基本に合致する。自発吸気時は胸腔内陰圧化に伴い肺胞内圧も大気圧よりわずかに陰圧となる。機能的残気量FRCは予備呼気量ERVと残気量RVの和(FRC=ERV+RV)。肺循環では、肺動脈血(混合静脈血)のPaCO2は肺静脈血(動脈血)より高い。拡散に関しては、CO2は溶解度が高くO2より約20倍拡散しやすいため、O2の拡散能はCO2より小さい。$
選択肢別解説
正しい。自発呼吸の吸気では横隔膜収縮と胸郭拡張により胸腔内圧が低下し、肺胞内圧も大気圧よりわずかに陰圧(例: およそ−1〜−2 cmH2O)となって外気が流入する。
正しい。機能的残気量FRCは安静呼気終末に肺内へ残る気量であり、予備呼気量ERVと残気量RVの和(FRC = ERV + RV)で定義される。
$誤り。肺コンプライアンスは C = \\frac{\\Delta V}{\\Delta P} で表され、値が小さいほど同じ圧変化で得られる容量増加が小さい=膨らみにくい。拘束性肺疾患などでコンプライアンスは低下し、肺は硬くなって膨張しにくい。$
正しい。肺動脈血は末梢組織から戻る混合静脈血でPaCO2は高め(約46 mmHg)、肺でガス交換後の肺静脈血(動脈血)のPaCO2は低め(約40 mmHg)であるため、肺動脈血の方が高い。
正しい。CO2は溶解度が高く、O2よりも約20倍拡散しやすい性質を持つ。そのため肺胞での拡散能はCO2>O2であり、「酸素の拡散能は二酸化炭素より小さい」は正しい記述である。
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