気圧外傷（きあつがいしょう、）は、周囲の気体または液体の圧力と、体内の含気腔や組織との間に生じた圧力差によって起こる外傷である。
圧力の変化に伴って体内の気体が膨張または収縮し、周囲組織に伸展、圧迫、剪断などの力が加わることで損傷が生じる。 特に中耳、副鼻腔、肺などの空気を含む部位に生じやすい。
気圧外傷はスクーバダイビングなどの潜水、高圧環境からの減圧、航空機の上昇・下降、高気圧酸素治療などに伴って生じるほか、人工呼吸器による陽圧換気に関連して肺に生じることもある。
病態生理 液体や大部分の人体組織は圧力変化によってほとんど圧縮されないのに対し、肺、中耳、副鼻腔などに存在する気体は、周囲圧の変化に応じて膨張または収縮する。
潜水などで周囲圧が上昇すると含気腔内の気体の体積は減少し、逆に浮上などで周囲圧が低下すると気体は膨張する。このとき、含気腔と外界との圧力を十分に平衡化できない場合、周囲組織に圧力差が加わって損傷を生じる。
この関係は一般に、一定温度下では気体の圧力と体積が反比例するというボイルの法則によって説明される。
潜水では、水面付近での相対的な圧力変化が最も大きいため、水面から約10メートルまでの範囲で気体容積の変化も特に大きい。
原因 気圧外傷は、外界圧の変化と体内の含気腔内圧との間に十分な圧力平衡が得られない場合に生じる。
主な状況として以下がある。
スクーバダイビング、素潜りなどの潜水 航空機の上昇・下降 高圧環境での作業 高気圧酸素治療 人工呼吸器による陽圧換気
潜水では下降時の圧縮による損傷を「スクイーズ」（squeeze）と呼ぶことがある。一方、浮上時には体内の気体が膨張し、排出できない場合に過膨張による損傷を生じる。
耳管閉塞、副鼻腔の閉塞、感染症、解剖学的異常など、含気腔と外界との圧力平衡を妨げる状態は気圧外傷の危険因子となる。
耳の気圧外傷 耳気圧外傷（ear barotrauma）は、潜水に関連する気圧外傷の中で最も一般的である。
中耳気圧外傷 中耳気圧外傷（middle ear barotrauma）は、外耳道と中耳との間の圧力を平衡化できないことで生じる。
通常、中耳は耳管を介して鼻咽腔と交通し、鼓膜の両側の圧力が調節されている。潜水時の下降や航空機の降下などで周囲圧が上昇すると、耳管を介して空気を中耳へ送り込めない場合、中耳内圧が外界より低くなる。
圧力差が増大すると、耳痛、耳閉感、鼓膜の充血、鼓室内出血などが生じ、さらに強い圧力差では鼓膜穿孔に至ることがある。
浮上時にも、中耳内の膨張した空気が耳管を通じて排出できない「reverse block」により中耳気圧外傷が生じることがある。
内耳気圧外傷 内耳気圧外傷（inner ear barotrauma）は、正円窓・卵円窓の破裂や内耳膜の損傷などによって生じる。
症状として耳鳴り、感音難聴、めまい、平衡障害、眼振、悪心、嘔吐などがみられる。
内耳気圧外傷では永続的な聴覚・前庭機能障害につながる可能性があるため、これらの症状を認めた場合には専門的評価が必要となる。
副鼻腔の気圧外傷 副鼻腔気圧外傷（sinus barotrauma）は、副鼻腔と鼻腔との交通が十分に保たれず、外界との圧力差が生じることで発生する。
最も多く侵されるのは前頭洞で、篩骨洞、上顎洞などにも生じる。
潜水の下降・浮上時などに、患部の圧迫感や強い顔面痛を生じ、鼻出血を伴うことがある。
まれに副鼻腔破裂によって頭蓋内に空気が侵入する気脳症などの重篤な合併症を生じることもある。
肺気圧外傷 肺気圧外傷（pulmonary barotrauma）は、肺内の気体の膨張や過剰な圧力によって肺胞や肺組織が損傷する病態である。
潜水に伴う肺気圧外傷 スクーバダイビングでは、深度で吸入した圧縮空気は浮上時の周囲圧低下によって膨張する。
浮上中に息を止めたり、気道閉塞によって肺内の気体が排出できなかったりすると、肺胞が過膨張して破裂する可能性がある。
肺胞が破裂すると、空気が胸腔、縦隔、皮下組織、血管内などへ侵入し、以下の病態を生じることがある。
気胸 縦隔気腫 皮下気腫 肺出血 動脈ガス塞栓症
特に動脈ガス塞栓症では、肺胞から肺静脈側へ侵入した気泡が全身循環へ移動し、脳などの血流を閉塞して重篤な神経症状を生じる可能性がある。
人工呼吸器に関連する気圧外傷 人工呼吸器による陽圧換気でも、肺に過剰な機械的ストレスが加わることで気圧外傷を生じることがある。
人工呼吸器関連肺障害（ventilator-induced lung injury; VILI）は、古典的にはbarotrauma、volutrauma、atelectrauma、biotraumaなどの機序に分類されてきた。
このうちbarotraumaは、高い肺胞圧・経肺圧などに関連した組織損傷やair leakを指し、臨床的には気胸、縦隔気腫、間質性肺気腫などとして現れる。
ただし、人工呼吸器関連肺障害については、単純に「気道内圧が高いこと」のみが肺障害を決定するわけではない。実験研究などから、過大な肺容量によるvolutraumaや、局所的な経肺圧、肺組織に加わるstress・strainの重要性が明らかになっている。
したがって、人工呼吸管理におけるbarotraumaは、VILIを構成する複数の機械的損傷機序の一つとして理解される。
その他の気圧外傷 歯の気圧外傷 歯や歯科修復物の内部に閉鎖された気体が存在する場合、周囲圧の変化によって歯痛や歯の損傷が生じることがある。これは歯気圧外傷（dental barotrauma、barodontalgia）として知られる。
マスクによる気圧外傷 潜水用マスク内の圧力を外界と平衡化できない場合、顔面や眼周囲に陰圧が加わり、結膜出血や眼周囲の出血などを生じることがある。
消化管 潜水中に消化管内の気体が膨張すると、腹部膨満や腹痛を生じることがある。重篤な損傷はまれである。
減圧症との違い 気圧外傷は減圧症（decompression sickness; DCS）とは異なる病態である。
気圧外傷は主として、含気腔内の気体の物理的な膨張・収縮と周囲組織との圧力差によって生じる。
一方、減圧症は、高圧環境で体内組織に溶解した窒素などの不活性ガスが、急速な減圧によって気泡を形成することによって生じる。
また、肺気圧外傷に伴う動脈ガス塞栓症も減圧症とは発症機序が異なる。ただし、潜水後の神経症状などは臨床的に類似する場合があり、潜水医学では両者を含めて減圧障害（decompression illness）として扱うことがある。
診断 診断は、潜水、航空機搭乗、高圧環境への曝露、人工呼吸などの圧力変化に関する病歴と症状・身体所見を基に行う。
耳の気圧外傷では耳鏡検査のほか、症状によって聴力検査や前庭機能検査などが行われることがある。
肺気圧外傷が疑われる場合には胸部X線撮影やCTなどの画像検査を行い、気胸、縦隔気腫などを評価する。
潜水後に意識障害、局所神経症状、けいれんなどが出現した場合には、肺気圧外傷に伴う動脈ガス塞栓症など重篤な潜水障害を考慮する必要がある。
治療 治療は損傷部位と重症度によって異なる。
軽度の耳・副鼻腔気圧外傷では、多くの場合、鎮痛などを中心とした保存的治療が行われる。鼻閉などがある場合には状況に応じて鼻腔充血除去薬などが使用されることがある。
鼓膜穿孔、感音難聴、持続するめまいなどを認める場合には耳鼻咽喉科による専門的評価が必要となる。
肺気圧外傷では酸素投与などの支持療法を行い、気胸を認める場合には重症度に応じて胸腔ドレナージなどが必要となる。
動脈ガス塞栓症が疑われる場合には、緊急の酸素投与および高気圧酸素治療を含む専門的治療が必要となる。
予防 潜水に伴う気圧外傷の予防では、含気腔と周囲環境との圧力を適切に平衡化することが重要である。
中耳では、嚥下、あくび、バルサルバ法などによって耳管を通じた圧力平衡を行う。潜水用マスクについても、下降中に鼻からマスク内へ空気を送り込んで圧力を平衡化する。
スクーバダイビングでは、浮上中に息を止めず通常どおり呼吸し、急速な浮上を避けることが肺気圧外傷の予防に重要である。
耳管や副鼻腔の圧力平衡が困難な状態、呼吸器疾患などがある場合には、潜水による気圧外傷のリスクが高まる。
人工呼吸管理では、過剰な肺容量・肺圧を避ける肺保護換気がVILIの予防に重要となる。特に急性呼吸窮迫症候群（ARDS）では、低一回換気量を用いる肺保護換気によって人工呼吸器関連肺障害を減少させることが重要とされる。
用語 英語のbarotraumaは、ギリシア語で「重さ・圧力」を意味するbarosと、外傷を意味するtraumaからなる。
日本語では「気圧外傷」「圧外傷」「圧損傷」などの訳語が用いられる。
「barotrauma」という語は潜水・航空医学では全身の含気腔に生じる圧力損傷を指す一方、集中治療・人工呼吸の領域では、陽圧換気に関連した肺のair leakなどを指して用いられることもある。人工呼吸器関連肺障害では、barotraumaはvolutrauma、atelectrauma、biotraumaなどと区別して論じられる。
関連項目 減圧症 高気圧酸素治療 中耳 副鼻腔 気胸 人工呼吸器 人工呼吸器関連肺障害 急性呼吸窮迫症候群 ボイルの法則
脚注
参考文献