臨床工学技士問題表示
臨床工学技士国家試験
解説
陽圧換気(特にPEEP付加)では胸腔内圧が上昇し、上大静脈や右心房への還流が抑制される。その結果、前負荷と心拍出量が低下し、血圧低下を招く。また腎血流が減少して尿量低下・腎機能低下をきたし、実効循環血液量の低下に対する代償として抗利尿ホルモン(ADH)が増加する。頭蓋内では、頸静脈還流が妨げられて脳静脈圧が上がり、頭蓋内圧(ICP)はむしろ上昇傾向となる。よって「頭蓋内圧低下」は誤りである。
選択肢別解説
誤り。陽圧換気は胸腔内圧上昇により頸静脈還流を妨げ、中心静脈圧上昇を介して頭蓋内静脈圧が上がるため、ICPは上昇しやすい。従って「頭蓋内圧低下」は不適切。なお過換気によるPaCO2低下は脳血管収縮でICPを一過性に下げ得るが、設問は陽圧換気そのものの影響を問うている。
正しい。胸腔内圧上昇により静脈還流が減少し前負荷が低下、心拍出量が低下して血圧は下がりやすい。特に高PEEPや循環血液量不足時に顕著。
正しい。陽圧換気は胸腔内圧を上げ、大静脈と右心房への圧勾配を減少させるため静脈還流は減少する。
正しい。心拍出量と腎灌流の低下、交感神経活性化・RAAS/ADH亢進などにより尿量減少と腎機能低下を来し得る。
正しい。実効循環血液量の低下と圧受容体刺激を介し、体液保持のためADH分泌が増加する。陽圧換気・PEEPではANP低下も加わり水・Na保持が進む。
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解説
血液浄化の各方式は、用いる膜・カラムと物質移動原理が異なる。血漿吸着は血漿分離で得た血漿のみを吸着器に通すため、血球を通すという記述は誤り。血液濾過は限外濾過膜を用い、圧差(TMP)で濾過する方法であり、逆浸透膜は透析液原水処理に用いるものなので不適。細胞分離は血液中の特定の細胞成分(白血球・血小板など)を除去するため正しい。直接血液吸着は全血をそのまま吸着器に灌流するので正しい。血液透析は主として拡散により溶質を除去し、膠質浸透圧差を利用して除去するという説明は不適切。従って正しい組合せは3と4。
選択肢別解説
誤り。血漿吸着(PA)は、血漿分離器で分離した血漿を吸着カラムに通して病因物質を除去する。血球成分(赤血球・白血球・血小板など)をカラムに通すのは行わない。血球は患者に返血する。
誤り。血液濾過(HF)は半透膜(限外濾過膜)を用い、経膜圧差(TMP)により濾液(限外濾過液)を得る。逆浸透膜(RO膜)は透析液の原水処理(透析用水の製造)に用いられ、体外循環の濾過膜としては用いない。
正しい。細胞分離療法(アフェレシスの一種)は、血液中の特定の細胞成分(例:白血球、血小板、赤血球など)を選択的に除去する治療である。
正しい。直接血液吸着(DHP/HA)は血漿分離を行わず、全血を直接吸着材(活性炭やポリミキシンB固定化カラムなど)に灌流して病因物質を吸着除去する。
誤り。血液透析(HD)は主として拡散(濃度勾配)により低・中分子溶質を除去し、体液除水は経膜圧差(静水圧差)で行う。膠質浸透圧差は透析の主要な溶質除去原理ではない。
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解説
アフェレシス(血漿交換・二重濾過・遠心分離など)は体外循環を行うため、安全確保と処置の精度維持を目的としたモニタが必須である。具体的には、除去血漿量と補充量の入出バランスを管理する重量バランス計、空気塞栓を防ぐ気泡検知器、分離膜の破損や界面異常により赤血球が血漿側に混入する事態を検知する漏血(赤血球混入)検知、そして回路内の陰陽圧や膜差圧の異常を早期に把握する回路内圧計が用いられる。一方、アフェレシスでは透析液を用いて溶質移動を制御するわけではなく、置換液は既製のFFPやアルブミン製剤などを用いるのが一般的で、装置側でリアルタイムに浸透圧を測定・制御する必要性はない。したがって浸透圧計は通常モニタとしては用いない。
選択肢別解説
重量バランス計は、除去血漿量と補充液量(FFPやアルブミン製剤など)の入出バランスを管理し、循環動態の破綻(過剰除水や過剰補液)を防ぐために用いられる。よってアフェレシスのモニタとして適切であり、「用いない」には該当しない。
気泡検知器は、体外循環回路への空気混入を検知して空気塞栓を防止するために必須である。返血側ラインや置換液注入ラインの安全確保に用いられるため、アフェレシスのモニタとして用いられる。
漏血検知器(赤血球混入検知)は、膜分離型では分離膜の破損により赤血球が血漿側へ漏れる事態、遠心分離型では界面位置異常に伴う赤血球混入を検出するために用いられる。患者安全上重要な監視項目であり、アフェレシスのモニタとして用いられる。
回路内圧計は、動脈側・静脈側圧や膜差圧(TMP)などを監視し、閉塞・脱落・膜目詰まり・回路破損などの異常を早期に検知する。体外循環を行うアフェレシスでは必須のモニタであり、「用いない」には該当しない。
浸透圧計は、透析液を用いて溶質移動を制御する血液透析のような場面での管理とは異なり、アフェレシスでは通常、装置にリアルタイム浸透圧測定機能を組み込んで監視する必要がない。置換液は規格化された製剤を使用し、装置制御は流量・圧・バランス中心で行うため、浸透圧計はアフェレシスのモニタとしては用いない(設問の該当肢)。
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解説
膜型人工肺(中空糸膜型)における二酸化炭素除去は、主として送入ガス(スイープガス)流量に依存する。流量を増やすと膜面でのCO₂分圧勾配が大きくなり、CO₂の拡散・除去が増えて動脈血二酸化炭素分圧(PaCO₂)は低下する。一方、酸素化は主として送入ガス酸素濃度(FiO₂)と血液側流量などにより規定され、FiO₂を上げてもPaCO₂は基本的に変化しない。材質面ではポリプロピレン中空糸膜は疎水性で、疎水性により孔が濡れにくく設計されている(長期使用や経時で親水化すると血漿リークのリスクが生じる)。流路構造では、内部灌流型は中空糸内腔を血液が流れ、ガスは外側、外部灌流型はその逆(血液が外側、ガスが内腔)である。圧力損失は一般に外部灌流型の方が小さく、ガス交換効率にも優れるため近年主流である。
選択肢別解説
正しい。スイープガス流量を増やすと膜面でのCO₂分圧勾配が増大し、CO₂除去量が増えるためPaCO₂は低下する。臨床的にもECMOや人工心肺でPaCO₂は主にスイープガス流量で調整する。
誤り。送入ガス酸素濃度(FiO₂)を上げると酸素化(PaO₂)が改善する。PaCO₂は主としてスイープガス流量で制御され、FiO₂変更では基本的に低下しない。
誤り。ポリプロピレン中空糸膜は疎水性である。疎水性により孔の濡れ(ウェッティング)を抑制する設計で、親水性ではない。親水化が進むと血漿リークの原因となる。
誤り。内部灌流型では中空糸“内部”を流れるのは血液であり、送入ガスは中空糸“外側”を流れる。送入ガスが内腔を流れるのは外部灌流型である。
誤り。中空糸膜型では外部灌流型の方が一般に圧力損失は小さい。血液が繊維外側を広い断面で流れるため流路抵抗が低く、ガス交換効率も良好で臨床で主流となっている。
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解説
ローラポンプの圧閉度調整は、逆流(スリップ)を許さず、かつ過度な圧迫による溶血を避けるためのバランス調整である。一般的な基準は、ポンプ区間を水(または生理食塩水)で満たし、落差1 mの静水圧で滴下試験を行い、わずかに滴下する程度(旧来の15滴/mLの輸液セットで毎分5〜10滴、20滴/mLの輸液セットではおおむね毎分6〜13滴)になるようにローラ圧を設定する。これにより1回転当たりのスリップを最小限に抑えつつ、不要な過圧接触を避けられる。よって「滴下速度は30〜50滴/分とする」は過大で誤り。過度な圧閉は機械的圧搾・摩擦の増加で溶血を増やし、不十分な圧閉はスリップによる逆流や高せん断で溶血を増やす。落差1 m($1\,\mathrm{mH_2O} \approx 73.5\,\mathrm{mmHg} \approx 9.8\,\mathrm{kPa}$)は調整条件の標準化のために用いられる。
選択肢別解説
正しい。圧閉度調整は落差1 mの静水圧条件で行うのが標準で、一定条件下での微小な滴下を確認して適正圧閉を決める。落差1 mは約73.5 mmHg(約9.8 kPa)に相当し、調整条件の再現性確保に適している。
誤り。滴下速度は30〜50滴/分では速すぎる。一般に旧来の15滴/mLの輸液セットで毎分5〜10滴、20滴/mLの現行標準では概ね毎分6〜13滴程度を目安とする。30〜50滴/分は漏れ(スリップ)が大きすぎ、逆流や流量誤差、せん断応力増大のリスクが高まる。
正しい。過度の圧閉(オクルージョン過大)はチューブの強い圧搾・摩擦を生み、血球への機械的ストレスや発熱を増やして溶血を増大させる。
正しい。不十分な圧閉ではポンプヘッドとチューブ間に隙間が残りスリップが生じやすい。スリップ時の部分的な挟み込みや高せん断が増え、結果として溶血が増大する。適正圧閉からのいずれの逸脱(過大・過小)も溶血リスクを高める。
正しい。不十分な圧閉ではポンプ回転中に逆流(スリップ)が生じ、設定流量が得られない。これはローラポンプ特有の現象で、圧閉不足によりチューブが完全に閉鎖されず、吐出側から吸引側へ液体が戻るためである。
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