一酸化炭素中毒について、本ブログでまとめたのが2019年でした。
もう3年も経っていたんですね。
嬉しいことに、だいぶ読者が増えてきているような実感があるので、
あまり古い情報を置いとくのもアレなのでupdateしておきたいと思います。
青森県にいるときはより多く遭遇していたように思います。
車の中で寝てしまってそのまま雪が積もってマフラーを塞いでしまって起こる症例、火事現場から救出された症例、練炭自殺の症例。
弘前で救急をやるなら避けては通れない中毒です。
浜松でも…。
多くは語りませんがいつでも対応できるような備えはしておくべきでしょう。
疫学
・
アメリカでは年間50000人ほどのCO中毒患者がERを受診する
◦多くは致命的ではないが、年間1000-2000人ほどは重度の中毒により死亡する
‣診断ミスなども多い分野のため致命率はより高いと推測されている
‣CO中毒の1/3は見逃されているとされる
日本ではあまり調査が進んでいないのが現状のようです。
軽症であればあるほど見逃されているかもしれませんね。
ということで、環境曝露への病歴聴取に最大限の注意を払わなければいけません。
・暖房器具、不十分な換気、排ガスへの曝露などは要チェック
・乗用車への触媒コンバーター装着が義務化されているため、非意図的なCO中毒への罹患は減ってはいるが、それでもCO曝露はありえる
・火災は重症CO中毒の最もわかりやすい類いの原因
→火災や煙にさらされた後に救急搬入される患者ではすべからく疑いを持つこと
病態生理
CO中毒の病態生理の理解には、以下の項目への理解が必要です。
➀CO-Hbによる低酸素症
②CO-ミオグロビンによる低酸素症
③シトクロム系酵素阻害による酸素利用障害、直接毒性など
一酸化炭素は、肺から容易に血液中に指数関数的に取り込まれます。
そして、ひとたび血液中に取り込まれてCOHbが形成されると、酸素運搬と細胞への取り込みを阻害していきます。
CO分子はミオグロビンやチトク
ロームなどのHb以外のヘムタンパクへの親和性も高く、細胞呼吸を撹乱しNOや
活性酸素を産生させるように動きます。
CO-Hbによる低酸素症
COはヘモグロビン（Hb）に対して高い親和性を持ちます。
酸素の230-270倍ほどとされています。
これにより酸素解離曲線が左方へシフトし、組織への酸素供給が損なわれることになります。
つまり、血液中の酸素分圧が十分であってもHbが酸素を効率的に末梢に運搬することができなくなります。
CO-Hbの結合をはがすために必要になるのが十分なFIO2です。
COHbの結合力は吸入中の酸素濃度に依存します。FIO2が高ければ高いほどCOとHbの解離は早くなります。
|
|
3-4時間
|
|
100％酸素
|
30-90分
|
|
HBO(2.5atm/100%)
|
15-23分
|
ところで、COHbは内因性にも産生されているそうです。
普段から血液ガスを提出したときにCOHbの項目は眼を通すように習慣づけるとよいと思いますが、確かにゼロってあまり見ませんよね。
COHbはheme oxygenaseによるヘム
代謝の副産物らしいです。
非喫煙者のCOHb値はbaselineで2％を超えることはまずありません。
ただし、
非喫煙者であっても溶血性貧血があるとbaselineのCOHB>3-4%となることはありえます。
急性CO中毒においてはこの内因性COHbは無視できるほど小さいため、この産生を抑えようという治療は検討されていません。
CO-ミオグロビンによる低酸素症
COの多くは血液中に存在します。
そして、筋肉や脳を含むあらゆる全身の部位に容易に拡散することができることも特徴です。
定常状態では、体内総CO量の15％が主にミオグロビンと結合して取り込まれます。
ここでもCOはミオグロビンとの親和性が良好なことが問題になります。
Hbほどではありませんが、酸素に対して60倍の親和性を持ち、優先的に結合します。
心筋細胞でも、他の組織と同様に酸素利用能が低下します。
心筋傷害や心筋虚血を引き起こし、最終的に不整脈や重篤な心機能障害へと進展します。
普段から酸素消費が多い心臓（や脳）は格好の餌食となります。
だからCO中毒のときには心電図検査や心筋マーカーはよく検査することになります。
もちろん骨格筋でも同様のことが起き、横紋筋融解症などの原因となります。
シトクロム系酵素阻害による酸素利用障害、直接毒性など
COは、「細胞性窒息剤」と称されます。
これにより
好気性代謝が阻害され、ATPが産生できなくなります。
さらに、COHbは直接的な細胞毒性を持ち、NO形成や酸化ストレスを生じさせます。
この機序により後述する
DNSの病態生理の一部も説明可能とされています。
産生されたNOは白血球を脳血管に遊走させ、血管内皮障害を引き起こします。
DNS発症には他にもたくさんの因子が絡んでいるとされますが、
DNSは単なる組織低酸素症による障害であるとは片づけられないようです。
COを介した脳組織の低酸素症やNOや
フリーラジカルによる損傷など複合的な影響があるとされています。
下にNEJMの詳しい図を貼っておきます。
（N Engl J Med. 2009 Mar 19;360(12):1217-25.）
臨床症状
ほとんど無症状のこともあれば、軽度の頭痛/めまい/嘔気/嘔吐/胸痛～低血圧/重度のアシデミア/呼吸不全までさまざまな症状を呈します。
COへの曝露量が増加するにつれて、精神状態の変化/心筋虚血/神経学的欠損症状などより重篤な症状を呈することが多くなります。
ぶっちゃけ非特異的すぎて、症状から連想することは難しいです。
COHbと症状の関連には、一応の目安があるので紹介しておきます。
（
N Engl J Med. 2009 Mar 19;360(12):1217-25.）
|
重症度
|
症状/徴候
|
|
軽症（COHb5-20%）
|
頭痛、嘔気嘔吐、霧視、動悸、めまい
|
|
中等症（COHb20-50%）
|
|
|
重症（COHb>50%）
|
不整脈、心筋虚血、 脳梗塞、重度 代謝性アシドーシス、けいれん、肺水腫、昏睡、ショック
|
でも、あまり頼りにはなりません。あくまで目安です。
注目すべきは心臓と神経の症状です。
代謝が高い組織ではその障害/損傷リスクが高いとされます。
なので酸素消費が大きい心臓と脳の症状には注意が必要です。
心血管系への影響として、初期には低酸素症への直接的な反応として頻脈が起きます。
進行すると、心臓虚血が発生し、急性期死亡の多くを占める致死的
不整脈の発生
閾値が下がります。
一次的な心筋気絶Myocardial stunningが生じて全体的な運動低下が起きえます。
これは一般的に
たこつぼ症候群として検知されます。
あとマークしておくのは「頭痛」でしょうか。
頭痛はCO中毒の最も多い症状であり、前頭部の持続的鈍痛が典型的とされます。
「緊張性頭痛ですね」と早とちりしてしまいそうですが、頭痛では必ず1度はCO中毒を疑うことを肝に銘じておきましょう。いつか役に立つ日が来ます。
ウイルス感染症とか胃腸炎とか誤診されることも多いとされます。
インフルエンザ様症状を見たらCO中毒を考えるとされていましたが、年次によってはインフルエンザなんて見たことない方もいるかもしれません（罹ったことくらいはありますか？）。
時代的には、コロナかも？と思ったらCO中毒でしょうか。ほぼ全例になっちゃいますね…。
学生時代には有名な桜色の皮膚色調変化はほとんどお目にかかれません。
通常は剖検例や長時間の曝露を伴う重症例のみとされます。
COによる血管拡張/それに伴う組織の虚血/組織の酸素利用障害などが組み合わさった結果として出てくるとされています。
CO曝露の検出に有効ではないので、「桜色の皮膚がなかったのでCOは高くなさそうです」なんてことにはならないので注意してください。
特別な配慮を要する患者群
乳幼児
COは、成人のHbよりも胎児Hbに強く結合する特徴があります。
よって、乳幼児はCO中毒のリスクが高くなります。
成人に比較して、乳幼児では低濃度の曝露であっても致命的になることがあることに留意して十分なモニタリングや治療が必要になります。
小児
成人と同様に非特異的な症状になります。
ただ、外来を受診する患者の多くがウイルス感染症や胃腸炎などを有する可能性が高いので、それらと鑑別ができない可能性が高まります。
採血への閾値も高めですし。
妊婦
妊婦はCO中毒のhigh risk群との認識が必要です。
母体が無症状であっても胎児には深刻な影響が及んでいる可能性があります。
COは胎盤を通過して胎児に移行しやすく、拡散能は妊娠週数と胎児体重に比例して増加していきます。
そして
胎児Hbとの親和性が高いので、胎児のCO血中濃度は母体の血中濃度よりも10-15％程度高いものとして対応が必要になります。
胎児への影響として、fetal distress/早産/奇形/
脳損傷があります。
診断
初期診療でのチェック項目
・血液ガス分析…COHb, HCO3-, 乳酸
・心筋逸脱酵素（トロポニン）, BNP
・CK, CKMB
・胸部レントゲン、超音波、心電図
・妊娠反応検査（妊娠可能年齢の女性）
診断には血ガスは必須です。静脈でも動脈でもいいので必ず採取して評価します。
（普段からCOHbのところを見るようにしておかないとふとしたときに見逃します）
乳酸やHCO3は重症度やシアン中毒の存在の有無を検討するのに必要となります。
火災や煙吸入などの病歴があり、乳酸や重度の代謝性アシドーシスがある場合にはシアン中毒の合併を疑います。
cTnは、既存の冠動脈疾患や心電図変化がない場合にも起こりうる
CO曝露後の心筋傷害を評価する目的で使用します。
予後評価にもなります。
なお、
BNP, 乳酸, cTn上昇は数日間続くことがあります。
CO中毒は心筋虚血やステント閉塞との関連があります。
そのため心電図や超音波は必ずチェックして、STEMIなら即座に
PCIへ行くことには変わりはありません。
胸部レントゲンは肺水腫などのチェックに使用します。
妊婦であれば対応が変わってくる可能性があるので（後述するHBOの適応）、妊娠反応検査の
閾値は低く設定しています。
診断は血液ガスのCOHbで行う
COHbの正常値は、通常2％未満です。
喫煙者では5-13％程度になりますし、溶血性貧血などの特殊な疾患があれば多少上昇します。
喫煙者ではCOHbがbaselineとして高くなりますが、目安として1日に1箱吸うごとに2.5％ずつ上昇するそうです。
診断には、血ガスで以下の数値が必要になります。
・喫煙者…COHb>10%
注意点として、CO中毒を強く疑う病歴の場合には、ERのCOHbの数値のみで除外を行ってはいけないことがあげられます。
患者がすでに100％酸素投与をされている場合（救急隊が優秀なのでなにも言わずとも十分な酸素投与がされていることが多いです）や、曝露から時間が経過している場合にはCOHbは基準値内のことがあります。
なお、COHbに関しては動脈血でも静脈血で測定しても大きな差異はありません。
無理に動脈血を採取しなくともかまいません。
便利なもので、SpCOモニターなるものもあるそうですが、スクリーニングには向かないそうです。
MRIは診断には不要ですが、以下のような特徴的な所見が認められることがあるので紹介だけしておきます。
（JAMA Neurol. 2018
Apr 1;75(4):436-443）
画像パターンはおおむね3種類に分類されます。
②びまん性パターン（C-F）
③巣状パターン（G-L）
マネジメント
酸素投与
疑った段階でただちに酸素投与を行います！
1にも2にも酸素投与を早く行うことが重要です。
リザーバーマスクで最大限の酸素投与をしてください。
目的としては
COの洗い出し（COとHbを離す）+低酸素症に陥った組織の酸素代謝改善です。
十分な酸素投与をすることで、体内でのCOの半減期が早まります。
|
|
3-4時間
|
|
100％酸素
|
30-90分
|
|
HBO(2.5atm/100%)
|
15-23分
|
酸素は投与さえされていれば、デ
バイスは何を使ってもいいかと思っています。
リザーバーマスクに鼻カニューレ15L/minを組み合わせることでさらに高濃度酸素を投与することができますし、
HFNCも使用可能です。
また、NPPVもそれなりに効果がありそうです。
あるCO中毒を同時発症した夫婦に対して、
CPAP vs 通常の酸素療法を検討したcase reportがあります。
・
CPAP…COHbは受診時点：21％→1時間後：6％→90分後：3％
・通常の酸素療法…受診時点：21％で同じだったが、3％に低下するのに6時間要した
このデータから
CPAPいいじゃない！という感じもします。
繰り返しますが、
デバイスは何でもいいので疑ったらすぐに最大限の酸素投与をしてください。話はそれからです。
通常は高濃度酸素投与は6時間以上行うことが推奨されます。
ERで夜間にCO中毒を見たら少なくとも翌朝までは酸素全開投与です。
一応は以下のような目安もあります。
・最低でもCOHbが5-10％以下に低下するまで
・組織低酸素症に起因する症状、身体所見および検査所見を参考に
（症状が完全に消失するまで！）
組織内からのCOの洗い出しは、動脈血液中のCOよりも遅れるので、
「ちょっと長すぎるかな」くらいに酸素投与をしておいても許容されるのではないかと考えます。
HBO（高圧酸素療法）
HBO：高圧酸素療法には、さまざまな効果があるのではないかと報告されてはいます。
理論的には、以下の機序が考えられています。
・脂質過酸化の抑制
・微小血管に対する好中球接着の軽減
これまでに述べてきたように、
HBOを使用することでCOHBの半減期を短縮させることは広く認知されている事実ではあります。
しかし、HBOの使用には議論があり、以下の事柄について結論が出ていません。
・HBOが死亡率や合併症発生率を低下させるのか
・どの患者群に最も効果が高いか？
さらに、HBO開始前までに状態を安定化させなければならないことも実施を難しくしている要因とされます。
もちろん、無害ではありません。
減圧症、副鼻腔や中耳の炎症、けいれん発作、空気塞栓などがありえます。
現状はHBOに関してはエビデンスは確立されていません。
そのなかでも、HBO適応として提唱されているのは以下の患者群です。
|
・持続する異常神経学的所見（けいれん、昏睡を含む）
・妊婦
・COHb>25％
・24時間以上の暴露
・心筋障害の存在
|
CO中毒患者に対するHBOと通常の酸素療法を比較した無作為化試験は複数行われてきました。
特に重要と感じた研究を紹介しておきます。
（N Engl J Med. 2002 Oct 3;347(14):1057-67.）
・単施設前向き研究
・24時間以内に3回の高圧酸素療法を受けた患者は、通常の酸素療法を受けた患者と比較して6週間後の認知機能的後遺症の発生率が低下
◦25％ vs 46%, P=0.007
・12か月後の認知機能障害発生率をみても、HBO群で大幅に低下
◦18％ vs 33%, P=0.04
そして、やるなら早めに決断しなけばなりません。
（Crit Care Med . 2021 Oct 1;49(10):e910-e919.）
・CO中毒706人を対象としたretrospective, 単施設での検討
・CO曝露後6時間以内にHBOを受けた患者は、6-24時間以内に治療を受けた患者よりも6か月後の認知機能や神経学転帰が良好
・治療までの時間が長くなるにつれて、不良な転帰が増加
ということで、HBOについては確固たるエビデンスはありませんが、
「適応がありそうな患者」には「なるべく6時間以内」に「神経学的予後改善目的」でHBOを選択することになります。
誤解されやすい部分ですが、通常の酸素療法には神経学的予後改善効果はなさそうです。
酸素療法を受けなかった患者と通常の酸素療法を受けた患者とを比較した研究において、両群で認知機能的後遺症発生率に変化はなく、通常の酸素療法はDNSに対する保護にはならないとされています。
循環への対応
持続的な心筋抑制により低血圧が生じることがあります。
この場合には、輸液と強心薬による治療を行うことが必要になります。
また、致命的な不整脈を呈する場合にはACLSガイドラインに準じたプロトコルに従って治療を行います。
アシデミアがある場合には重炭酸塩（メイロン）を投与するプラクティスがありますが、CO中毒には要注意です。
酸素Hb解離曲線をさらに左方移動させて組織低酸素症を悪化させる可能性があるため、CO中毒へ重炭酸塩使用はしてはいけません。
合併症
DNS：delayed neurologic sequelae
急性期において症状回復後、
2日～4週間の潜伏期間を経て
高次脳機能障害や特徴的な症状が出現することがあります。
急性期を脱した患者に発症しないことを祈る合併症です。
発生率には幅があり、12-68％になんらかの神経学的徴候が見られるとされます。
重症例では
植物状態に移行し、死亡する例もあります。
経験豊富な救急医は、急性CO中毒から2週間後に突然
認知症症状（食事を食事と認識できなくなってしまった）を呈した患者さんを経験したことがあるそうです。
また軽微な
神経症状としてうつや不安障害もあり、6週間以降に50％前後の症例にみられるとされています。
原因は、遅発性の
脱髄性白質病変が生じることとされています。
発症リスク因子として以下が報告されています。
|
・COへの長時間の曝露
・中等度～重度のびまん性白質病変
・ABLD(acute brain lesion)の存在
|
COHb濃度にはあまり相関がないようです。
一方、乳酸値にはある程度の相関があります。
Lac≥5.7mmol/Lは特に神経学的
転帰不良を予測する感度が高い（89％）とされています。
上記発症リスク因子がある場合には特に、患者と家族にDNS発症の可能性を伝えておく必要があります。
そして、入念なフォローアップをしてもらう必要があります。
認知機能障害を発症した場合には、通常の
認知症治療薬であるドネペジルなどは効果がないようです。
ただし、75-100％の症例で自然回復が見られるとされています。
一酸化炭素中毒と診断された患者には上記内容を必ず伝えておかなくてはなりません。
VTE
COへの急性曝露によりVTE発生率が増加することが知られています。
CO曝露から90日以内のPEおよびDVT発生率が有意に増加します。
リスクは曝露から最初の1カ月でピークとなり、PE発生率が22倍/DVT発生率が10倍となり、その後は緩やかにリスクが低下します。
脳血管疾患
虚血性/出血性脳卒中、くも膜下出血の発生率が、一般集団と比較して増加します。
特に虚血性脳卒中はCO中毒後に最も多くなる心血管イベントであるとされます。
曝露から最初の2年間が最もリスクが高くなるとされます。
曝露後最初の1か月で最大となり、少なくとも4年間は甲状腺機能低下症発生率が高い状態が続きます。
長いですね。
まとめ
・CO中毒は非典型的症状を呈するため見逃されやすい
・「頭痛」「ウイルス感染症っぽい」には要注意！
・特に中枢神経と心臓が中毒の標的臓器となる
・診断は静脈血で可能！非喫煙者>3％、喫煙者>10％が基準。
・予後予測のために心電図や心筋逸脱酵素を調べよ
・疑った時点で即座に100％酸素を投与
・重症、妊婦など適応がありそうなら積極的かつ迅速にHBOを考慮
・重要な合併症としてDNSがある。可能性について見積もり、患者と共有しておく
参考文献
・N Engl J Med. 2009 Mar 19;360(12):1217-25.
・Ann Emerg Med. 2017 Jan;69(1):98-107.e6.）
・Crit Care Clin . 2021 Jul;37(3):657-672.
・Emergency Medicine Reports, December 15th, 2021
