急性呼吸窮迫症候群(ARDS)のCT画像所見｜ベルリン定義・原因と経時的変化、心原性肺水腫との違い

先に結論：ARDS(急性呼吸窮迫症候群)とCT

ARDSは、肺炎・誤嚥・敗血症・外傷・膵炎などをきっかけに、肺の血管から水がもれ出して(透過性亢進)両肺が急に水びたしになり、重い低酸素になる状態です。心不全による肺水腫では説明できないことが条件です
診断はベルリン定義(2012年)：①1週間以内に発症・悪化、②胸部画像で両側の浸潤影、③心不全や輸液過多で説明できない、④酸素化障害(P/F比で軽症・中等症・重症)。2023年には高流量鼻カニュラ使用例などを含めた新しい国際定義(Global definition)も提案されています
CTでは、早期は両側のすりガラス影〜浸潤影(背側の重力側に強い)、時間がたつと牽引性気管支拡張などの線維化が出てきます。心原性肺水腫(心拡大・胸水・小葉間隔壁肥厚が目立つ)や肺炎との区別が大切です
胸部レントゲンでも両側の浸潤影として見えますが、ARDSの基準を満たすかどうかの判定は専門家の間でも一致しにくく(Rubenfeld 1999)、CTや経過と合わせて判断します

急性呼吸窮迫症候群(ARDS：Acute Respiratory Distress Syndrome)

肺胞領域の非特異的炎症によって引き起こされる透過性亢進型肺損傷。
臨床的概念である。
確立された治療法はなく、予後不良。

ARDSの定義(The Berlin Definition 2012年に改訂された！)

発症時期：一週間以内に進行する呼吸器症状。
画像所見：両側肺浸潤影(胸水、無気肺、結節影では説明できない)。
浮腫の原因：心不全や過剰輸液では説明できない呼吸不全。（可能であれば心エコーで静水圧性肺水腫を除外）
酸素化：
軽症：200 < P/F ≦300mmHg (PEEP/CPAP≧5cmH2Oがある状態で)
中等：100 < P/F ≦200mmHg (PEEP≧5cmH2Oがある状態で)
重症：P/F ≦100mmHg (PEEP≧5cmH2Oがある状態で)
※P=PaO2、F=FiO2
※P/F ≦100mmHgとは、純酸素の吸入下でも動脈血酸素分圧が100mmHg以下ということ。

ALI/ARDSの病態

透過性亢進型肺水腫による肺損傷：肺内に蓄積された好中球から放出される活性酸素や蛋白分解酵素などにより肺胞隔壁の透過性が亢進。
高度の低酸素血症。肺内のシャント形成、拡散障害。
肺のコンプライアンスの低下。
気道抵抗の上昇、肺血管抵抗上昇。
サーファクタント機能不全。

経時的変化

急性期（滲出期、発症3−7日以内）：early ARDS、透過性亢進による非心原性肺水腫。（病理では間質性・肺胞性浮腫。硝子膜形成）→ここでは画像では非特異的なすりガラス影や浸潤影のみ。早期診断には限界があるが、臨床所見と合わせて、その可能性を示唆することも重要。
亜急性期（増殖期、発症7−21日以内）：炎症と器質化の混在（病理ではⅡ型肺胞上皮細胞、筋線維芽細胞増殖、肺動脈内の器質化血栓）
慢性期（線維化期、発症21−28日以降）：肺リモデリング進行、高度の線維化、気腫化など非可逆的変化。（病理では膠原線維の増生による肺リモデリング、顕微鏡的蜂巣肺様変化）

※病理ではびまん性肺胞障害(DAD：diffuse alveolar damage )であり、AIPと全く同じ。

診断基準の問題点

DAD(diffuse alveolar damage)以外の病理像を示すことも多い。（剖検でDADを認めるのは約半数で、重症ほど多い）
旧定義(AECC、1994年)の剖検例との比較では、DADに対する感度は75％、特異度84％。ベルリン定義では感度89％、特異度63％で、臨床基準を満たした例のうちDADを認めたのは45％(軽症12％、中等症40％、重症58％)であった。

ARDSのCT画像所見

両側の浸潤影。必ずしも対称性ではない。上下肺野で濃淡の相違あり。
肺病変が原因のARDSでは左右差が出やすい。
浸潤影は加重部に強い傾向あり。
肺損傷から少し遅れて陰影が出現する。
時間経過で陰影の出現を評価する必要あり。
浸潤影の中に牽引性気管支拡張が出現してくる。
胸水を伴うこともまれではありませんが、量は多くないことが多いとされています(Chiumello 2013)。

▶病期の予測：
・滲出期から早期増殖期：
両側のすりガラス陰影、背側に濃厚浸潤影。
膜性細気管支気管支拡張→増殖早期を示唆。

・増殖後期：
すりガラス状陰影、網状影内の牽引性気管支拡張
比較的中枢部の気管支拡張、容積減少。

・線維化期：
牽引性気管支拡張。粗大な網状影、嚢胞性病変の出現。

※この気管支拡張像こそがDADを疑う大きな所見。心原性肺水腫だと気管支拡張はない。

ARDSの胸部レントゲン(X線)所見

両側の浸潤影〜すりガラス影が広がり、重症では両肺が真っ白に見えます
肺損傷から少し遅れて陰影が出てくるため、発症直後のレントゲンでは所見が軽いことがあります
心拡大や胸水が目立つときは心原性肺水腫も考えます
仰臥位のポータブル撮影では、胸水・無気肺・モニターの線などが重なって判定が難しくなります

ARDSの専門家21人が同じ胸部レントゲン28枚を判定した研究では、一致度は中等度(κ=0.55)にとどまり、ARDSと判定した割合は読む人によって36〜71%と幅がありました(Rubenfeld 1999)。ベルリン定義の画像基準を用いた研究でも、集中治療医286人の正答率は研修後も55.3%でした(Peng 2017)。レントゲンだけで決めず、CTや経過、心エコーとあわせて判断することが大切です。

症例　70歳代女性

両側下葉末梢優位に非区域性に広がるすりガラス影を認めています。

COVID-19肺炎に矛盾しない所見で、PCRで陽性と診断されました。

その後入院となり急性増悪します(このときの画像はありません)。

治療から3ヶ月後のCTがこちらです。

両側肺野は著明に収縮し、線維性変化および牽引性気管支拡張(→)を認めています。

これらの画像は同じ高さのレベルです。

3ヶ月後に肺野が著明に収縮していること、線維性変化が起こっていること、牽引性気管支拡張を認めていることが分かります。

3ヶ月前とは似ても似つかぬほどの肺野の構造に変化が起こっています。

このような所見がARDS後の線維化期に相当します。

ARDSについて非常にわかりやすい例えで説明されていましたので引用します。

ARDSとは結局、肺胞レベルでみて、毛細血管という河の堤防が決壊した結果生じる大洪水であり、流れ出る水の中には破壊された家屋やなぎ倒された樹木や車などが含まれており、水が引いた後もかなり荒廃した状態と復興とが混ざり合った風景となるのに似ている。簡単には元通りの状態にはならないのである。(臨床画像 Vol.34 No.10 増刊号,2018 P146)

原因となる基礎疾患は？

種々の間接的あるいは直接的な肺障害により高サイトカイン血症が肺に生じ、その結果、DADを来すとされる。

▶直接損傷：

肺炎：細菌性、ウイルス、マイコプラズマ、クラミドフィラ、PCPなど
狭義の誤嚥性肺炎：胃内容物の誤嚥、化学性肺炎
吸入障害(有毒ガスなど)
脂肪塞栓症：多発外傷後48時間以内の発症。血液中の脂肪滴による塞栓症、遊離脂肪酸による化学的肺障害。
肺挫傷
溺水
放射線肺障害

▶間接損傷：肺外組織の急性炎症が肺を特異的に障害する。

敗血症：間接損傷によるARDSの代表的な原因、多臓器不全症の一部分症。
外傷、高度熱傷：特にショックと大量輸血を伴う場合。
心肺バイパス術
薬物中毒
急性膵炎
自己免疫性疾患
輸血関連急性肺障害

原因の予測は？

直接損傷：荷重部以外でも浸潤影が分布。
間接損傷：荷重部に浸潤影が分布。腹側に一見正常に見える領域が存在する。

※背側荷重部優位の浸潤影：肺血管内静水圧と組織内静水圧との差は荷重部よりの方が大きいため滲出性病変が荷重部に生じる。

ARDSと鑑別を要する疾患群

心不全、肺水腫：鑑別すべき最重要疾患。心拡大が基本だが、伴わないこともある(HT,DM,慢性肺疾患合併例)。牽引性気管支拡張が見られないのが重要。
※ARDSに左心不全を合併することもあるので、完全に分離しては評価できない。
重症肺炎：肺炎が悪くてARDSになることがある。
肺結核、粟粒結核：ときに両肺浸潤影を中心とした結核性肺炎として発症する事がある。 ※粟粒結核は、喀痰や尿に抗酸菌を認めることが少ないのが厄介なところで、診断に苦慮する。BALは検出に有用。
びまん性肺胞障害(DAD)：慢性間質性肺炎の急性増悪(IPF/UIP,NSIP)、膠原病(SLE,PM/DM)に伴う慢性間質性肺炎の急性増悪＞急性間質性肺炎(AIP)
急性型の器質化肺炎(OP)
急性好酸球性肺炎
びまん性肺胞出血
過敏性肺炎
薬剤性肺障害：薬剤の副作用として肺水腫、ARDS発症。イレッサが有名。

心原性肺水腫とARDSのCTでの違い

救急外来で両側陰影を示した61人(心原性肺水腫41人、ARDS20人)のCTを比べた研究では、次のような所見が手がかりになりました(Komiya 2013)。

所見	示唆する疾患	陽性的中率
上肺野優位のすりガラス影	心原性肺水腫	95.2%
中枢側優位のすりガラス影	心原性肺水腫	92.3%
中枢側の浸潤影	心原性肺水腫	92.0%
左優位の胸水	ARDS	71.4%
境界不明瞭な小さな陰影	ARDS	58.3%

この研究ではCTによる診断の正診率は88.5%でした。これに加えて、牽引性気管支拡張があればARDS(DAD)寄り、心拡大・小葉間隔壁の肥厚が目立てば心原性肺水腫寄りと考えます。

※急性非感染性肺疾患を見たら、原因のあるものとないものに分ける。

原因のあるもの

ARDS/ALI
肺水腫
薬剤性肺障害
既存の間質性肺炎の急性増悪など

原因のないもの

急性間質性肺炎
急性型の器質化肺炎
急性好酸球性肺炎など

ARDSの治療

人工呼吸器管理（低容量換気）：死亡率改善のエビデンスを持つ呼吸管理法(重症例では腹臥位療法も有効)、確立した人工呼吸様式なし。P/F比150mmHg未満(FiO2 0.6以上、PEEP 5cmH2O以上)の重症ARDS 466例のランダム化試験(PROSEVA)では、早期に1日16時間以上の腹臥位を行うと28日死亡率が16.0%と、仰臥位の32.8%より低下しました。
生存率を改善する薬物療法なし：ステロイド急性期短期大量投与は否定。発症二週間以内に少量のステロイド投与、漸減。→ステロイドは投与を考慮すべき治療法。

ARDSの合併症

時間の経過とともに様々な合併症。
人工呼吸器関連肺炎(VAP)：耐性菌による晩期VAPは治療に難渋。
人工呼吸器関連肺損傷(VALI)：
①圧損傷：気胸、縦隔気腫、皮下気腫　初期は高いPEEPによる。後期はDADに伴う嚢胞形成。線維増殖性病変。
②量傷害、虚脱性肺傷害、酸素毒性、炎症性肺傷害。

ARDSの画像でよくある疑問(Q&A)

Q. DAD(びまん性肺胞障害)とは何ですか？

ARDSの典型的な病理像で、肺胞の壁が広く傷ついて硝子膜ができ、その後に器質化・線維化へ進む変化です。CTでは早期のすりガラス影・浸潤影から、牽引性気管支拡張を伴う線維化へ移っていきます。急性間質性肺炎や間質性肺炎の急性増悪でも同じDADパターンをとります。

Q. 牽引性気管支拡張が見えると何がわかりますか？

DADの増殖期〜線維化期に入っているサインです。早期ARDS85人の研究では、診断日のHRCTで線維増殖性変化が広いほど、死亡や人工呼吸器からの離脱困難が多くなりました(Ichikado 2012)。

参考文献

ARDS Definition Task Force; Ranieri VM, Rubenfeld GD, et al. Acute respiratory distress syndrome: the Berlin Definition. JAMA. 2012;307(23):2526-2533. PubMed
Matthay MA, Arabi Y, Arroliga AC, et al. A New Global Definition of Acute Respiratory Distress Syndrome. Am J Respir Crit Care Med. 2024;209(1):37-47. PubMed
Thille AW, Esteban A, Fernández-Segoviano P, et al. Chronology of histological lesions in acute respiratory distress syndrome with diffuse alveolar damage: a prospective cohort study of clinical autopsies. Lancet Respir Med. 2013;1(5):395-401. PubMed
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Sheard S, Rao P, Devaraj A. Imaging of acute respiratory distress syndrome. Respir Care. 2012;57(4):607-12. PubMed
Rubenfeld GD, Caldwell E, Granton J, et al. Interobserver variability in applying a radiographic definition for ARDS. Chest. 1999;116(5):1347-53. PubMed
Peng JM, Qian CY, Yu XY, et al. Does training improve diagnostic accuracy and inter-rater agreement in applying the Berlin radiographic definition of acute respiratory distress syndrome? A multicenter prospective study. Crit Care. 2017;21(1):12. PubMed
Chiumello D, Marino A, Cressoni M, et al. Pleural effusion in patients with acute lung injury: a CT scan study. Crit Care Med. 2013;41(4):935-44. PubMed
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Ichikado K, Muranaka H, Gushima Y, et al. Fibroproliferative changes on high-resolution CT in the acute respiratory distress syndrome predict mortality and ventilator dependency: a prospective observational cohort study. BMJ Open. 2012;2(2):e000545. PubMed