A-aDO2計算ツール（肺胞気-動脈血酸素分圧較差）
血液ガスから肺胞気-動脈血酸素分圧較差を求めます。FiO2、PaO2、PaCO2、年齢を入力すると、肺胞気式による肺胞気酸素分圧、mmHgとkPaでのA–aDO2、そしてそれが年齢による推定値（年齢 ÷ 4）+ 4 mmHgを上回っているかどうかが表示されます。
ガイド
- 年齢別の正常なA–aDO2と、較差の開大が意味すること20歳から80歳までの年齢別の正常なA-aDO2、（年齢/4）+ 4の目安の由来、そして較差が正常か開大かで低酸素血症の原因をどう整理するか。
このA–aDO2計算ツールのしくみ
このA–aDO2計算ツールは、肺胞と動脈血の間でどれだけ酸素分圧が失われるかを測ります。動脈血酸素分圧（PaO2）は血液ガスからそのまま得られますが、肺胞気酸素分圧（PAO2）はベッドサイドでは測定できないため、計算ツールは肺胞気式を使ってこれを推定します。これは、Fenn、Rahn、Otisが1946年に高地での肺胞気の研究で導いた関係式です。PAO2は、吸入酸素濃度（FiO2）に大気圧から水蒸気圧を引いた値を掛け、そこから動脈血PCO2を呼吸商で割った値を引いたものです。初期値は、Lung Indiaに掲載されたSarkarらによる2017年の低酸素血症のレビューの値で、海抜0 mでの大気圧760 mmHg、37 °Cでの水蒸気圧47 mmHg、呼吸商0.8です。室内気でPaCO2 40 mmHgの場合、PAO2は約100 mmHgになります。A–aDO2は、そのPAO2から測定したPaO2を引いたものです。
肺胞気酸素分圧：PAO2 = FiO2 × (Patm − PH2O) − PaCO2 ÷ RQ
A–aDO2 = PAO2 − PaO2
年齢による推定値（室内気） = (年齢 ÷ 4) + 4 mmHg。FiO2が1を超える場合はパーセントとして読むため、21と0.21は同じ結果になります。kPaは1 kPa = 7.50062 mmHgで換算します。
計算例（上に読み込まれている値）：室内気を吸入している60歳で、PaO2 70 mmHg、PaCO2 40 mmHgです。PAO2 = 0.21 × (760 − 47) − 40 ÷ 0.8 = 149.7 − 50 = 99.7 mmHgで、A–aDO2は99.7 − 70 = 29.7 mmHg（3.96 kPa）です。年齢による推定値は60 ÷ 4 + 4 = 19 mmHgなので、この較差は年齢に比して10.7 mmHg開大しています。kPaでは、同じ患者の値はPaO2が約9.3 kPa、PaCO2が5.3 kPa、大気圧が101.3 kPa、水蒸気圧が6.3 kPaで、単位を切り替えると入力欄が自動で換算されます。海抜0 mの室内気では、式はmmHgでPAO2 ≈ 149.7 − 1.25 × PaCO2に簡略化されます。
A–aDO2の結果とその意味
A–aDO2は加齢とともに開大するため、結果は患者の年齢で予想される値と照らし合わせて読みます。Sarkarのレビューは、若年者のA–a較差を10 mmHg未満とし、加齢による上昇は換気血流比（V/Q）不均等の増加によるとしています。この計算ツールは、結果をベッドサイドの目安（年齢 ÷ 4）+ 4 mmHgと比較します。これは、Stein、Goldhaber、Henryが1995年のPIOPED研究の解析で正常な較差の定義の1つとして用いたもので、その横にMellemgaardの1966年の回帰直線2.5 + 0.21 × 年齢も表示します。この目安は基準区間ではなく推定値であり、私たちはその元の導出をたどることができませんでした。低酸素血症の患者で較差が推定値の範囲内であれば、PaCO2を上げることでPAO2を下げる肺胞低換気が示唆されます。較差の開大は肺そのものの問題を示し、Sarkarのレビューが較差を開大させる3つの機序として挙げる、V/Q不均等、シャント、拡散障害が考えられます。
| 結果 | 判定 | 示唆すること |
|---|---|---|
| （年齢 ÷ 4）+ 4以下、室内気 | 年齢による推定値の範囲内 | 年齢相応のガス交換。PaO2が低い場合は肺胞低換気、すなわち肺胞毛細血管膜は保たれたままPaCO2が高い状態を探す。 |
| （年齢 ÷ 4）+ 4超、室内気 | 年齢に比して開大 | V/Q不均等（例：喘息、COPD、間質性肺疾患）、シャント（肺炎、肺水腫、ARDS）、または拡散障害（肺気腫、間質性肺疾患）。 |
| FiO2 0.21超でのすべての値 | 年齢の目安は使えない | FiO2が上がると正常な較差も開大するため、年齢の目安ではなく、同じFiO2での以前の較差と比較する。 |
| 0未満 | 生理的にありえない | FiO2、PaO2とPaCO2の単位、検体が動脈血であったかを確認する。 |
表に挙げた原因の例は、Sarkarのレビューが各機序について挙げているものです。20歳から80歳までの年齢別の予想値の一覧と、低酸素血症を段階的に整理する方法については、年齢別の正常なA–aDO2のガイドをご覧ください。
A–aDO2の信頼性が下がる場合
A–aDO2の信頼性は肺胞気式の前提に左右され、重症の患者ではそのいくつかが成り立ちません。Sarkarのレビューが述べるように、この式は定常状態、標準的な食事での0.8に近い呼吸商、そして動脈血PCO2と等しい肺胞気PCO2を前提としています。FiO2を上げると、肺胞の酸素が動脈血の酸素よりも大きく上昇するため正常な較差も開大し、酸素投与下で測定した較差を室内気のための目安で判断することはできません。大気圧は高度とともに下がるため、海抜0 mより高い場所では760 mmHgの代わりに現地の気圧を入力してください。年齢の目安自体も近似値です。Murray and Nadelの教科書にまとめられているように、Mellemgaardは15〜75歳の健康な座位の被験者80人を調べており、その回帰直線はこの範囲全体で（年齢 ÷ 4）+ 4より約2〜4.5 mmHg低くなります。PIOPEDの肺塞栓症の解析が示したように、正常な較差は疾患を否定するものでもありません。
この解析でSteinらは、血管造影で証明された肺塞栓症の患者280人と、それが否定された499人を調べました。正常を較差が年齢/4 + 4以下と定義すると、塞栓症の患者の8〜10%でA–aDO2が正常であり、塞栓症のない患者でも同程度の割合が正常であったため、著者らは正常な較差は急性肺塞栓症を否定しないと結論づけました。カットオフを20 mmHgとすると、その割合は11〜14%でした。Sarkarのレビューはさらに、遷延する肺胞低換気は無気肺を引き起こして較差を開大させうるため、較差の開大と高いPaCO2が共存することもあると述べています。
よくある質問
正常なA–aDO2は？
室内気を吸入している若年成人では10 mmHg未満で、加齢とともに上昇します。ベッドサイドでの推定値は（年齢 ÷ 4）+ 4 mmHgで、たとえば40歳で14 mmHg、80歳で24 mmHgです。全体の一覧は年齢別の正常なA–aDO2のガイドにあります。
A–aDO2の計算式は？
A–aDO2 = PAO2 − PaO2、PAO2 = FiO2 × (Patm − PH2O) − PaCO2 ÷ RQです。海抜0 mの室内気でRQ 0.8の場合、PAO2 ≈ 149.7 − 1.25 × PaCO2 mmHgになります。
kPaで入力できますか？
はい。kPaを選ぶと圧の入力欄が換算され（1 kPa = 7.50062 mmHg）、海抜0 mでの初期値は約101.3 kPaと6.3 kPaになります。較差はmmHgとkPaの両方で表示されます。
A–aDO2が正常なら肺塞栓症は否定できますか？
いいえ。SteinらによるPIOPEDの解析では、血管造影で証明された塞栓症の患者の8〜10%で、較差が年齢/4 + 4以下でした。
入力したデータはどこかに送信されますか？
いいえ。計算はブラウザ内で行われ、入力した値が送信されたり保存されたりすることはありません。
出典
- Fenn WO, Rahn H, Otis AB. A theoretical study of the composition of the alveolar air at altitude. Am J Physiol. 1946;146(5):637–653. doi:10.1152/ajplegacy.1946.146.5.637
- Curran-Everett D. A classic learning opportunity from Fenn, Rahn, and Otis (1946): the alveolar gas equation. Adv Physiol Educ. 2006;30(2):58–62. doi:10.1152/advan.00076.2005
- Sarkar M, Niranjan N, Banyal PK. Mechanisms of hypoxemia. Lung India. 2017;34(1):47–60. doi:10.4103/0970-2113.197116
- Mellemgaard K. The alveolar-arterial oxygen difference: its size and components in normal man. Acta Physiol Scand. 1966;67(1):10–20. doi:10.1111/j.1748-1716.1966.tb03281.x
- Gold WM, Koth LL. Pulmonary function testing. In: Murray and Nadel's Textbook of Respiratory Medicine. 6th ed. Elsevier; 2016:407–435.e18. doi:10.1016/B978-1-4557-3383-5.00025-7
- Stein PD, Goldhaber SZ, Henry JW. Alveolar-arterial oxygen gradient in the assessment of acute pulmonary embolism. Chest. 1995;107(1):139–143. doi:10.1378/chest.107.1.139