理 学 療 法 学 第32巻 第5写
．
319〜
325頁 （2005 年 ）原 著
冠動
脈
バ
イ
パ ス
術後
の
運
動時換気
亢進
心
肺機
能 と中
枢
性 化 学
受
容 体 反射 感
受
性
の
影
響
＊一
高 橋 哲
也
1）＃熊
丸
め
ぐ
み
1）立 石 真 純
1）河 野
裕 治
1）金 子 達
夫
3）谷
口興
一
2）山 田
宏 美
1）安 達
仁
2＞奈 良
勲
4） 要 旨心 臓 外 科
手
術 後
の運動
時
の換
気 亢 進 と肺 活 量
や呼 吸 筋 筋 力 な ど
の呼 吸 機 能
，
お
よ び中枢 性 化 学 受 容 体 反
射 感
受 性
との関連 性 を
明 らか にす
るた
め に，
胸 骨 正 中 切 開術
に より冠 動 脈
バ イパ ス術
を待 機 的
に受
け た 心 疾 患 患 者18
例 を 対 象 に，
手 術 後に順 調に理 学療 法
が経 過
し，
病 棟
内 歩行
が 自 立で き た 後に心 肺 運 動負
荷 試 験 と，
呼
吸機 能 検 査
お よ び，呼 吸 筋 力 測 定
，
中 枢 性 化 学 受 容 体 反 射 感 受性 測 定 試験
を行
っ た。
運動 時 換
気 亢 進
の指 標
は，†
Eバ
℃02slope
とし
，
寸
Eバ
℃02
slope と呼 吸 機 能 関 連 因子
との相
互関 係
を検
討 し た。
約2
週 間の 運 動 療 法プ ログ ラムの前 後
で，
肺 活
量や呼
吸筋 力
な どの呼
吸機
能や運 動 耐 容 能，
†
Eバ
℃02
slope ， 中枢
性 化 学 受 容 体 反 射 感 受 性 は そ れ ぞ れ 有 意
に改 善 し
た。VI
．
v’
VCO2
slope の改
善
率
は中
枢性化
学
受
容 体 反射 感 受性
の改 善率 と中程 度
の正
の相 関 関係 を示 し
た。ま
た呼 吸 性 代 償 点
に お け る終 末
期呼
気二酸
化
炭素
濃 度 （PETCO2
）の改 善 率
と 強い相
関 関係 を示
したが，
そ
の他
の呼 吸機 能
や呼 吸
筋
機
能
と は関連 性
を認
め な かっ た。
呼
吸性 代 償 点
に お け るPETCO2
は運 動 時
の心 拍 出 量 反応 を 反 映
しているこ と か ら，
冠 動
脈バ イパ ス術 後 患 者の運 動 時換 気 亢 進
は，
運動 中
の心 拍 出量 応 答
の不 良
に起 因 す
る換 気
血 流不
均 衡 に よ る ものの 可 能 性 が 示 さ れ た。
キー
ワー
ド冠 動
脈
バ イパス術
，
換 気 亢 進
，
呼 吸 機 能 関連 因 子
緒
言
心 臓 外
科 手 術 後 患 者
は 運動 中
に浅 く速
い呼 吸 （
換 気
の 亢 進 ） を 示 し 息 切 れ 感 を 訴 える こ と がある。手 術 後 急 性
期 に は息
切 れ感
が 原 因で運動 継 続
が困難
にな り
，
身 体 機
＊
Impr【）vement of Excessive Exercise Venti］ut
．
iun after CoronaryArtery Bypass Graft Surgcry；Relation with Cardiopulmonary
Functi〔）n und Central Chenlosensitivity
1） 群 馬 県 立心 臓 血 管センタ
ー
リハビ リ テー
ション課 （〒371−
DOO4 群 馬 県 前 橋 市 亀 泉 町 甲 3−
12 〕Tetsuya Takahashi
，
RPT，
PhD，
MSc，
Mcgumi Kumamaru，
RPT，
Hiromi Yamada
，
RPT，
Masumi Tateishi，
RPT．
Yuuji KQuno、
RPT ：Gunma Prefectural Cardievnsc：ular Center
，
Department of MedicalTechniques
，
Rchabnitati｛m Secti〔）n2）同 循 環 器 内 科
Iliteshi Adachi
，
MD，
Kouichi Taniguchi，
MD ；Gunmu PrefecturalCardiovascular
Center
，
Department of Cardiology3） 同 心 臓 血 管 外 科
Tatsuo
Kaneko
．
MD ；Gunma
PrefecturaL
Cardiovascutar
Centcr
，
Department〔｝f Cardi〔｝vuscular Surgery
4） 神 戸 学 院 大 学 総 合 リハ ビ リテ
ー
ション学 部Isuo Nura
，
RPT，
PhD ：Kobe Gakuin University，
Faculty ofRehabMtation
＃
E
．
mal1 ：takahashi．
t＠cvc．
pref．
gunma、
jp
（受 付
H
2005 年 2 月 16口 受理 日 2005年5月9H ）能
の 回復
が 遅 れて し ま うこ と も あ る。
運動 中
の換 気
の亢
進
は，
心肺
運動
負荷
試 験 （cardiopulmonary exercise test；CPET
）
に よっ て正確
に評
価 す ること が で き る。
換
気
の亢 進 お よ び 換 気 効 率 を 示 す 指 標 は，
二酸 化 炭 素 排 出
量（
VCO2
） に 対 す る 分 時 換 気 量 （†
E）の割 合
，
†
E／章
CO2
slope で表
さ れ る1）。
心疾 患 患 者
で は心 拍 出 量 低
ドに起 因 す る 肺 血 流 量の減少
により
，
換 気
血流 不 均 衡
が 拡 大 し生 理 学 的 死 腔 が 増加
した り，
肺 う
っ 血 に より肺
コ ン プラ イア ン スが低
下し浅 く速
い呼吸
と なり
死腔 換 気 率
（
死腔
fl
回換 気 量
，
VD
／VT
）
が増 加 す
るた めに換 気
は 亢進
し2），
寸
E ／“
CO2
slope は高値
を示 す
。
加
えて，
心 疾 患患 者
の運動
中の換 気 亢 進
に は，
末梢 性 化 学 受 容 体
と中枢
性 化 学 受 容体
の働 きが 関与 す
る とい わ れて いる3）4｝。
頸
動 脈
洞に存 在 す
る末梢 化 学 受 容 体
は低 酸 素
によ るpH の低
下を感 知
し て換 気 を促 進
し，
延 髄
の中枢 性 化 学 受 容 体
は二酸 化 炭 素 濃 度
の増 加
を感 知
して換 気
を促
進 さ せ る。
この刺 激
に対 す
る応 答
が過 剰
になると 運動 中
に換 気 が 亢進
し，
息 切
れ感
と して感 知
さ れ ること に な る。
こ の よ
う
に心 疾 患 患 者
の換 気
亢 進 と 息 切 れ 感の発 現 要320
理学 療 法 学 第32巻 第5
号 因 につ い ては多
く
の報 告
が あ る が，
胸 骨
正中切 開術
によ る心
臓外 科 壬
術後
患 者の運 動 中の換 気
亢 進の メ カニ ズム につ い て は 十 分 検 討 さ れている と はいえ ない。
心 臓外 科
手
術 後 は 肺 活 量 が 低 ドす る こ とが明
ら か に なっ ており
5〕，
加 え
て，
胸 骨
正 中 切 開 術による創
部の 痛み や胸 郭の運動
能
の低
下 によ り，
呼
吸筋
機 能 も 低 ドす る と 考 え ら れ る。
し か し，
肺 活 量
の減 少
や呼
吸筋 機 能
の低
下 が 運 動 時のVT
に如 何
に影響 し
VD
〆VT
を変 化
さ せ，
換 気 亢 進
に影 響
す
る の か は十分
な検 討
はな
さ れ てい ない。
本 研 究
の目的
は，
心 臓 外 科 手 術 後
の運動 時
の換 気 亢
進 と肺 活
量 や呼
吸筋 筋 力
な どの呼 吸 機 能
の低 下
，
お よ び中
枢
性 化 学受
容体
反射
感受 性
との関
連性
を明
ら か にす
る こ とであ
る。
方
法対 象
は，
胸 骨
正中 切 開 術
に より冠 動 脈
バ イパ ス術
（CABG
） を受
け た 患者
20
例 と し，
全 例待 機 手 術 例
と し た。
全
ての 対象 者
には，
本 研 究の 目 的，
方 法
，
利 益，
リ スクな ど を 口 頭 お よ び 文 書 で説 明
し同
意 を得
た。
な お，
同意
は 本 人のサ インま た は捺
印 を もっ て 研 究参 加
を 同 意 し たも
の と 判断
し た。
ま た，
収集
し たデー
タは 機 密 情 報 と して扱
い，
主研 究 者
の コ ン ピュー
ター
内
のみで解 析 さ
れ，
主 研 究 者 と 共 同 研 究 者のみ が 知 る 患 者番 号
で管
理 さ れ ること
に加 え
，
参 加
す る か し ないか は 完 全に本 人の 自由 意
思である こ とも 加 え た。
于
術 前 か ら呼
吸 器 疾 患 を有
し た患 者
，
手 術 前
か ら脳 血管 障 害
に よ り 四 肢 に 機 能 障害
を有
した 患 者
，
手術 後
に出
血 に よ るショ ック な ど重 篤
な心 合 併
症 を発
症 した患
者，
24
時 間 以E
の 長 期 人⊥呼 吸器 装 着 患 者
，
本
人の希
望 に よ り研 究参加
継 続 を 拒 否 し た場 合
に対 象 か ら除 外 した
。
そ
の結 果
，
当 初
は20
例の対
象 患 者
の登録
があっ た が，
2
例は対象
か ら脱 落 した。
脱落
の理 由
は，
2
例 と も
2
回 目のCPET
をす
る前
に 退 院 とな
っ たことに よ るも
のであ
った
。
対 象
18
例の 平均 年
齢は64，
8
±7
．
1歳。
初 回の評 価 は 手術 後 平 均
10．
5
士4．
2
日，
2
度
凵の評 価
は手 術 後
平均
21
．
2
±49
日に行
わ れ た。
平 均 運 動 療 法 期 間
は10
．
6
±4
．
2
日 であ
っ た、
，
当 院
の心臓 外科 手術 後
リハ ビ リ テー
シ ョ ンプロ グ ラム は手
術 後第
1
日1
［か ら 上 ド肢の 自動
運動
と 受動
座位
，
さ らに必 要に応 じて呼
吸 理学 療 法
を 理学 療 法
士 ま たは看 護
師 が 行う
。
手
術後 第
2
凵 目 に 心嚢
ドレー
ンが抜 去
さ れ る と起
立 が 許 可 さ れ，
可 能であ れ ば集 中治 療
室内
で の歩 行
が 許 可 さ れ る。一
般 病 棟 に 転 棟 後 は，
医 師 と 理 学療 法
士 が患 者
の状態
にあわ せ て歩 行 距 離 を 判 断 し （30
メー
ト ルから
200
メー
トル）
，1
階分
の 階段
昇 降 ま で進
め る。
循 環 器 病 棟 内
で200m
を監 視
な しで安 全
に歩 行
口∫能とな っ た段 階
で病 棟 内 歩 行 自
立 と判 断
し，
その後
，初
回CPET
を行
い運動 処 方
がな
さ れ る。本 研 究
で は初
回CPET
後
，10
日前 後
の監 視 型 運動 療
法
を行
い，
退 院前
に2
度 目のCPET
を 行っ た。
ま た，
CPET
に併
せ て，
呼 吸 機 能 検 査
およ び，呼
吸筋
力
測定
，
中 枢 性 化 学 受 容 体 反 射 感 受 性
測定 試 験
を行
い，
†
ガ
†
CO2
slope とこ れ ら呼
吸機 能
関 連 因 子との 相互 関 係 を検 討
し た。
ま た，
VE
／VCO2
slope の変 化 率
と他
の呼 吸
機 能関
連因 子
の変化 率
との関 係
を検 討
し た。CPET
は，
自転 車
エ ルゴ メー
タを使 用
し1
分 間
に10
ワッ トずつ 運 動 負 荷 強 度 が 増 加 す る 漸 増 負 荷 試 験 を 行っ た。
心 臓 外科
手 術 後 回復
期のCPET
は，
最
大 運動 能 力
（
いわ ゆ る最 大 酸 素 摂 取 量 ）
の測定
で は な く，
運 動 処方
強度
の決 定 を
目 的に行
われている。一
般 に，
心 臓 外 科 手術 後
の運 動療 法
に 用い ら れ る 運動 処 方
の基
準
は 嫌気 性
代謝 閾 値 （
anaerobic threshold ；AT
） であ り
，
AT
の決
定
に は呼
吸 性 代 償 点 （respiratory compensationpoint
；RC
point
）ま
で運動 を続
け る 必 要 が あ る。
その た め，
運動 負荷 試験
の中
IE基 準
は，
胸 痛
や強
い息 切
れな
どの自覚
症状
や目標 心 拍 数
へ の到 達
，
心 電
図異 常
，
過度
の血 圧 上昇 ま
た は 血圧
上昇 不 全 （
外 的負 荷 量 を増 加 し
て も収 縮 期
血 圧のE
昇
が認
め ら れな
い場 合 ）
に加 え
て，
RC
point に到 達
した時 点 も
ひ とつ の運動 中
【ト基 準
と し た。CPET
中
の各 種 呼 気
ガス の測 定 は
，
ミナト医 科 学 社
製
エ ア ロ モニ タAE
−
300S
を用
い て，
breath
by
breath
法
に て行
っ た。
呼 気
ガ ス分 析 装 置
の校
正は測 定
ごとに行
っ た。
Breath
by
breath
法
で得
ら れ た1
呼 吸 毎
のデー
タ は，
そのま まではバ ラつ きが多
い た め，
大 局 的 な変 化
の 傾向
をつ か む た めに平 滑 化
処 理 が 必要
になる。
本 研 究
で は 移動 平 均 幅
を8
呼
吸 と し た呼
吸数 移 動 平 均
を採 用
し た。
呼
吸機
能
の測定
は，
肺
活
量 （Slow
Vital
Capacity
；SVC
）， 努 力 性肺
活 量 （Forced
Vital
Capacity
；FVC
）
，
ユ
秒
量 （Forced
Expiratory
Volume
in
l
second ；FEV1
）
を
，
チェ ス ト社
製 電 子スパ イロ メー
タ （Chestgraph
Hl
一
ユ01
） を 用いて測 定
し た。
FVC
とFEVI
の測 定
は，
予
め患
者 に検 査
の方法
を 充 分 に説
明 して，
最
大 限 に努 力 す
る こと
の必要性
を 説 明 し た。
患 者
にマ ウスピー
ス を くわ え させ，
ノー
ズク リッ プをつ けてか ら3
回 か ら4
回 連続
し た安 静 換 気 を行
い，
呼 吸
の安 定 性 を確
認 した後
，
ゆっ くり大 き く吸 気
を行
い，
最 大 吸 気 後
に可能 な限 り
でき
るだ
け強 く
，
速 く
，
長 く呼 出
させ る。
最 大 に呼
出 し た 後 に は自然 な 吸 気 を行
い終 了 し
た。SVC
の測 定
は，
3
回 か ら4
同 連 続 し
た安 静 換 気 ま
で は同 様
であ
る が，
まず
は ゆっく
り
と呼
出さ せ，
最
大呼 気 位
に近
づ いた ら，
「
で きる だけ 大 きく
吐いて」
な ど と声
を かけ
て，
最 大 限
に呼 出
させ た。 引 き 続 き ゆっ く り と 吸気
を行
い，
最
大吸 気
に近
づ いた ら呼
出の と き と 同 様 に 「で き る だ け 吸っ て吸っ て」
と声
を か け て最
人 吸気
を行
わ せ た、
最
大 吸気 後
は，
引 き続
い て 最 大 呼 出 を 行 わ せて，SVC
測定
は終 了
と し た。
呼 吸 機
冠動脈バ イパ ス術 後の運動時換 気 亢進 321 表
1
運 動療法前後の各指 標の変 化 （n＝
18） 運動 療 法 前運動 療 法 後
pva ］UC F、
’
厂
Cqiters
）FEV
亅qiters
）SVC
（liters
） PI−
max （CmH20 ） PE−
lnax （cmH 。0
） ％predPI
・
max （％ ） ％ predPE
−
max （％）AT
（ml ／kg
〆nlin ）VE
・’
VCOL，
sl・P・VT
＠RC
point （［itcrs
） PETCO2 ＠RC pQint 〔nlrnHg ｝ 中 枢 性 化 学 受 容 体反射 感 受性 （Llmin，
”mmHg ＞ 2．
56± 〔｝．
45 ⊥．
98± 0．
38 2．
66± 0．
52 45．
9士 14．
859
．
3
±27
．
5
57，
4± 17253
，
2± 19．
1 109 ±L635
．
3士 6．
21．
20
±0
、
27
34
．
5
士 4，
02
．
5
±1
．
1
2．
87± 0．
55 p＜〔LOOl 2ユ8
±OA3
p＜0
．
0001
2、
98± 0．
48 p〈0．
0001 61．
0土 16．
2 p＜ 0．
000180
．
4
±24
．
O
p＜0
．
000
ユ 76．
6±：
16．
4 pく0．
000173
．
8
± 】8
．
5
pく0
、
0001
11．
8
±2．
2 p＜0
．
Ol
32，
8
土5
、
l pく0
．
05
1
．
35
±D
．
27
p＜0
．
05
36
，
6
± 4．
6
pく0
、
001
1
．
8
±0
．
6
p〈0
．
Ol
FVC
：努 力 性 肺 活量，
FEV1 ： 1秒量，
SVC
：肺活 量，
PI−
max ：最 大 吸気 筋 力，
PE−
max ：最 人 呼 気 筋 力
，
％predPI
−
max ：予 測 値 最 大 吸 気 筋 力値に対す る最大 吸気 筋 力の割合 〔％ 〕
，
％ predPE
−
max ：予 測 値 最 大 呼 気 筋 力 値 に 対 す る 最 大 呼 気 筋 力の 割 合 （％ ），
AT
：嫌 気性代謝
閾値
，
†
E〆†
CO2
slope ：二酸化 炭素排
出 量 に対 する分 時 換 気量の傾 き，
VT
＠RC
point ：呼吸 性 代 償 点 での1
回 換 気 量，
PETCO2
＠RC
point ：呼吸 性代 償点 での呼 気 終 末炭 酸ガ ス分 圧．
能 検 査 は 座 位で行い，
フ ロー
セ ンサー
は 患 者の右 手に把 持 さ せ，
左
手 は リ ラッ クスし た 状 態 と し たu 測定
は 全 例2
回行
い，
そ れ ぞ れの最 大値
を採
用 した。
測定
にあ た り，
強い胸 部不
快 感 や 強 く鋭い痛 み を 胸 骨 正 中 切開
創 に 訴 え る 患者
はい な かっ た。
呼
吸 筋力
の測定
は，
最
大 吸気 筋 力
（PI
−
max ＞ と最
大 呼 気 筋 力 （Pl
．
／−
max ） を チェ ス ト社 製 霓 子 呼 吸 筋 力 計 （Vitato
powerKH −
101
）
をm
いて測 定 し た。
口角
か ら 空気
の漏
れ が ない よう
に しっ かりと
マ ウス ピー
スを く
わえ
る よう
に 説 明 した。
Prmax
の 測 定 は，
安 静呼
気レベ ル（
機 能 的 残 気 量レベ ル） で 気 流 をふ さ ぎ，
最 大 吸 気 努 力を
1〜2
秒 間 行 わ
せた
。
PE−
max の測 定
は，
安 静 吸 気
レ ベ ル で気
流 をふ さ ぎ，
最 大呼
気努
力 をユ〜
2
秒 間 行わ せ た。
頬
の動
き
が 測定誤
差 と
な る た め にマ ウス ピー
スは 凵先
でく
わえ
るのでな く
，
凵腔 内
に約
5セ ンチ 以上は挿 入
させ た。
測定
は全
例3
回行
い，
それぞ れの 最 大値
を採
用 した。 測定
にあ
たり
，
強
い胸 部
不快 感
や強 く鋭
い痛
みを
胸 骨
正中 切 開創
に訴 え
る患 者
はいなか
っ た。呼 吸 筋 力
の値
は cmH20 で表
し た。
ま
た，
鈴 木
ら6）の研 究
で得
ら れ た 日本 人
のPI
−
nlax とPE
−
max の予 測 式
か ら予 測 値
を算
出
し，
予 測 値
との割 合
を ％で求
め た。
ま た
，
本研 究
では，
中枢 性 化 学 受 容 体
反射 感 受 性
を調
べ るた めに，
高 炭 酸
ガス換 気
応答
．
試 験
を行
っ た。
高 炭 酸
ガス換 気
応答 試験
は6
リッ トル の ゴ ム製
のバ ッ グ か ら7
％のCOL
）
と93
％の02
か ら な る 混 合 ガス を閉鎖
回 路内
で再 呼
吸 す るこ とによっ て行
っ た，
対 象 者
はマ ウスピー
スをく
わ え，
ノー
ズ ク リッ プ をつ けてゆっく り
と普 通
に呼
吸す
る よう
に指
示 さ れ た。
再呼
吸 を 開 始 す る と，
呼 気
終 末 炭 酸ガス分 圧 （PETCO2
）の 呼 吸 変 動 が 徐々に 少 なくな り
や が て消 失 す
る、
、
こ のと き
，
バ ッ グ，
肺
，lf
［［液
， 脳 内の 炭 酸 ガス濃 度 は 平 衡に達 してい ると考
え られ，
そ の後
のPETCO2
増 加
に対 す
る†
E の一
次 回帰 直 線
の傾 き
（L
〆min ／mmHg）
を高 炭 酸
ガス換 気
応答 値
（中 枢 性 化 学
受容 体
反射 感
受性 ）
と し た。
運
動 療 法
は，
バ イ タルサ イン の計測
の後
，
上ド肢
の ス ト レッ チ に て準 備
運動
を行
い，
その後
，
CPET
か ら求
め ら れ たAT
を も とに．
自 転 車エ ル ゴメー
タを 使 用 して約30
分 間の有
酸素
運動
を1
日2
回行
っ た。
CPET
初
回時 と
2
度
目のCPET
時に，
Vi
，
．
，’
ti
co2
slope とSVC ，
FVC ，
FEVI，
PI
−
max，
PE
−
max，
中 枢 性 化 学受
容 体 反 射．
感受
性 との相 関 関 係 を 分 析 し た、
ま た，
初lnl
時 と
2
度
目の各 指標
は等 分 散 と
判断
さ れ た場
合
は対
応のある
t
検 定 を，
等 分 散で ない場 合 に はWilcoxon
の符．
号付
順位和検 定
を 用い て，
その差 を 比較 検 討
した。 さ ら に，
運 動 療 法 前 後
のSVC ，
FVC
，
FEVt
，
PI−
max，
PE
−
max，
中
枢 性
化 学受
容 体 反 射 感受
性の 変 化 率 を 算 出 し，VE
〆VCO2
slopeの変 化 率
と の関 係 を相
関 分析
し た。
各
測定
値
は平 均 値
±標 準 偏 差
で示
し，
危 険 率
5
％未 満 を も
っ て有 意
とし た。
結 果運
動 療 法 前 後
のFVC
，
FEV1
，
SVC
，
PI
−
max，
PE
−
max
，
AT
，
SJE
〆VCO2
slope，
RC
point
で のVT
，
RC
pointで の
PETCO2
，
中 枢 性 化 学 受 容 体 反 射 感 受 性
はそ
れ ぞ れ
有
意に改 善
し た．
表
1
にFVC
．
FEV1
，
SVC
，
PI
−
max
，
PE
−
max，
AT
，
VE
／VCQ2
slope，
RC
point
でのVT ，
RC
point
で のPETCO2
，
中 枢性 化 学 受 容体 反射 感受 性
の運 動 療 法 前 後の 変 化 を 示 す
。
一
方
，
運動 療 法 前
の†
Eバ
℃02slope
，
AT
と各指 標 と
の関 連 性 を検 討 す
る と，VE
／VCO2
slope は，
RC
point
で322
理学療 法学 第
32
巻
第57
］一
のPETCO2
と中枢 性 化 学 受 容 体
反射 感受
性 との 問 に 強い相
関 関係
を 示 し，
最 大 吸気 筋
力 値 （予 測 値 最 大 吸 気 筋 力値
に対 す
る最 大吸 気 筋 力
の割 合 ）
と弱
い相
関 関係
を 示 し た が，
呼 吸 機 能
や呼 吸 筋 機 能 と
は 関連 性
を 認 め な かっ た （表
2
）。
さ らに
，
運動 療 法 後
のVE
／VCO2
slope，
AT
と各 指
標 との関
連性
を検 討 す
る と，
運 動 療 法 前
と同 様
，
†
E，
”VCO2
slope はRC
pointで のPETCO2
と 中枢性 化
学受
容 体 反 射 感 受 性 と 強い 相 関 関 係 を 示 し た が，
呼
吸機 能
や呼
吸筋 機 能
と は関 連 性
を認
めな
かっ た（
表
3
）。さ らに
，
運 動 療 法 前 後のVE
／VCOz
slope，
AT
の変化
率 と 各 指 標の 変 化 率 との 関 連 性 を 検 討 す る と，
†
1ゾ 表2運動 療 法 前の†E／†CO2 slope
，
AT と各指 標との 関連 性 ΨEバ℃O，sl・pc 八TVCO2
slope の変化 率
はRC
poin
しで のPETCO2
と強
い相
関 関 係 を 示 し た （r
三一
〇．
765
，
p
〈0
．
OOOI
） （表
4
），
、
そ の 他 は母
厂
E ／マ
CO2
slope の変 化 率
とFVC
の変 化 率 が 弱
い負
の 柑 関 関 係 を，
中枢
性化学
受容 体
反射
．
感 受 性
の変 化 率
が 中 程 度の正の相 関 関 係 を 示 し た が，
その他の呼
吸機
能や呼
吸 筋 機 能 と は 関 連 性 を認
め な かっ た （表
4
）。
考
FVCFEViSVCPI−
nlaxPE−
rllax ％ pred P匸一
rnax ％prcd PE・
maxVT
＠RC
point PETCO2 ＠RC
point 中枢 性化 学受容 体 反 射 感受性一
〇220−
0286
−
0．
267−
0．
497 †−
0
．
268
t
−
0
．
483
−
0
．
299
−
0
．
237
＊
＊
−
0
、
792 ＊ ＊ ＋0
．
816
＋0．
044 ＋0、
Ol6 ＋0．
045 ＋0．
048−
0．
076 ＋ 0．
152−
0．
109 ＋0
．
222
＋ 0．
243−
0，
422 ＊ ホ T p〈0
，
05
，
p＜O
．
OOO
］ FVC ：努 力 性 肺 活 暈：，
FEVI
：1
秒軍二，
SVC
：肺活 景，
P1
−
max ：最大吸 気 筋 力，
PEmax ：最 大 呼 気 筋 力，
％ prcd PI・
max ：予 測 値 最 大 吸 気 筋 力 値に対 す る 最 大 吸 気 筋 力の割 合 （％〕，
％pred PE・
max ：予 測 値 最 大 呼 気 筋 力 値に対 する最 大 呼 気 筋YJ
の割 合 〔％ ），
VT＠RC point ：呼吸性 代 償 点で の 1回換 気量，
PETCO2 ＠RC puint ：呼吸‘
tr1
／代 償 点で の呼 気 終 末 炭 酸ガ ス分圧．
表3 運 動 療 法 後の寸1バ
℃02stope，
AT と各 指 標との関 連 性察
CABG
後 患 者
の呼 吸 機 能 指 標
（FVC
，
FEVI
，SVC ，
P
【−
max，
PE−
max）
は 入院 期
運動 療 法
の前 後
で有
意 に改
善
し た，
、
換 気 効 率
（t
・
’ E，，1｝
’
CO
，， sk）pe
）とFVC
，
FEVt
，
SVC
との 関係
は，
運動 療 法 前 も
運動 療 法 後
も，
また，
双方
の改 善率 も無 相 関 ま
た は弱
い相 関 関係
であ
っ た、
、
し た がっ て，
心 臓外 科 手 術 後
の運動 時 換 気
亢進
に は安 静 時
の 呼 吸 機 能 は 関 係 してい ない こと が示
さ れ た。
実 際
は，
初 厠 評 価時
のSVC
は手 術 前
のSVC
の79
，
5
％，
2
回 目
の 評価 峙
のSVC
は．
乎
術前
SVC
の89
，
1
％ と十 分 な 回 復 を 示 してお ら ず （表5
），
双．
方の評 価 時 点では 軽 度の いわゆ る拘 束 性 換 気 障 害 を
示 してい た が，RC
point でのVT
は，
通常
の拘 東 性 換 気 障 害 患
者 が 示 す よ う なVC
＝
VT
という状 態
にま
で到達
して い な かっ た。
実 際，
そ れ ぞ れの 評価 時
に おけ
るSVC
に対 す
るRC
point でのVT
の割
合 は，初
回時
は45．
5
％，
2
同Il
の 評価
時 に は45
．
6
％ と ト分 な 予備 量 を残
した状 態
であっ た（
表
5
）。
Spiro
ら 7〕 は 健 常 人を 対 象 と
し た場 合
に は 運動
中の最大
VT
は 男性
の場 合，
VC
の約
55％，
女性
の場 合
はVC
の約
45％ と報 告
し．
Wasserman
ら別 は．
Cotes
ら がVC
が2
〜
5
リッ ト ル の場
合の最
大VT
はVC
の約
50
％であると報 告
し てい る と紹 介
してい る。
今 回
の研 究
で の運 動 負 荷 試験
は対 象 が心
表4運 動 療 法 前 後の
†
E 〆†
CO2
stope，
AT
の変 化率と各
指 標 の変化率との関 連 性†E／†CO2
slopeAT ％／：
’
。バ℃0
、slDpe％
A
「
［’
FVCFEV 且
SVCPI
−
maxPE−
max ％prcd PI・
rnax ％prcd PE・
muxVT
＠RC
poinl PETCO2 ＠RC point 中枢 性 化 学 受容 体反射 感 受 性一
〇．
299−
0．
293−
0．
275−
〔｝．
216−
0．
172−
〔｝．
096
−
｛〕」45−
（工．
202＊
＊
−
0
．
780
＋O
．
631
＊ 略 言吾：衣2参具ぞ｛．
＋ 0．
069−
0．
037 ＋ o．
04〔〕−
0．
098−
0．
ll9−
0
．
001
＋ 0．
049−
0．
114 ＋0
．
465
−
0
．
190
％ FVC ％ FEVI ％ SVC ％PI
・
max ％PE
・
rnax ％ pred Pi−
max ％ predPE
−
maX ％VT
＠RC
point ％ PETCO2 ＠RC PQint 中枢 性化 学受容 体 反 射 感受性一
〇β50
−
0
．
295−
0
．
341
−
0．
147−
0，
060−
0．
147−
0．
060−
0．
405 ＊ ＊−
0．
765 ＋0
，
467†一
〇、
045
＋0
．
020
＋0
．
219
＋0、
097 ＋0．
308 ＋0．
097 ＋0．
308 ＋ 0．
277 ＋ 0．
259−
0．
D48 ＊ ＊ ネ p＜O
．
Ol
，
p＜0
．
OOOI
略 語 ：表2
参照．
† ネ p＜ 0．
05，
p＜ 0．
0001 表5r一
術 前のSVC
に 対 す る各評価時のSVC
の割合 とSVC に対するRC point で の VT の割 合 初 回時 2回目r・
術 前のSVC
に対 する各評 価 時のSVC
の割 合 各 測 定 時のSVC
に対 するRC peintで の V・
「の割 合79
．
5
±10
．
0
％ 45．
5± 7．
9
％89
．
1
± 10．
4％ 45．
6± 7．
9％冠 動 脈バ イパ ス術 後の運 動 時 換 気 亢 進
323
臓 外 科 手 術後
急 性期
で運動
処方
強度
の決 定
が主目的
であ る た め，
実 際 はRC
point
ま
でのいわ ゆ る亜 最 大 運 動
で あっ た。
その た め，
最大
VT
ま
で到 達
し た か どう
か は不 明であ
る が，
少
なく
とも
RC
point
まで の運動 中
のVT
の増 加
は，
運動 時
の換 気 亢 進
に関 係
して ない こと が示
さ れ た。
運動 時
のVEIVCO2
slope の急 峻 化 は 換 気 血 流 不 均衡
が 拡 大 し生 理 学 的 死 腔 が 増 加 した 場 合 や，
浅 く速い 呼吸 （
rapid and shallowbreathing
） に よ り 死腔 換 気 率
（
VDfVT
） が 増 加 し た 場 合に牛 じ る とい わ れて い る が，
今
回の結 果では 運 動 中のVT
の増 加 が 不 卜分 で あ ること に 運動 時換
気 亢 進の原 因 を求 め る よ り は，換 気
血流
不均
衡 が 拡 大 し 生 理 学 的 死腔
が増 加
し たこ とが主 な
原 因で は ないかと推 測 さ れた。
AT
は統 計 学 的
に は有 意
に改 善
した も
の の，
臨 床 的
に意 味
のあ
る ほど
の改 善 は認
めな か
っ た。 これ は運 動 療 法
期 間 が わず
か10
目程 度
と短
かっ た ことが原 因
と考
え ら れ た。
CABG
後 患 者
で は，
FVC
，
FEV1
，
SVC
な ど とい っ た安 静 時 呼 吸 機 能
と 同様
，
呼 吸 筋 力
の低
下も運 動 時 換 気 効
率 と
の関連 性 を
ほとんど認
めな
かっ た。唯
tt
運 動 療 法
開始 前
の最 大 吸 気 筋 力 値 （
予 測 値 最 大
吸気筋 力 値
に対
す る最大
吸気 筋 力
の割 合
）の み弱
い相 関 関係
を 示 していた。
慢 性 心 不
全患 者
を対 象
と し た検 討
で は，呼
吸 筋 力の低 下 が運動 耐容 能
の低 下
や運 動 時 呼
吸困 難 感
に関 係
し ている との報 告
が散 見
さ れる918）。
Mancini
ら は，
運動 時
の呼
吸 困 難 感
は，
呼 吸筋
の活 動
が増 加
し た とき
や，
呼
吸筋筋
力
が低 下
し た と き に認
め ら れ る と し てい る9〕。
その メカ ニ ズム と して呼
吸仕
事
量の増
大や，
呼
吸筋 筋 力 低
下 が 中枢 神 経 系
へ の換 気
ドラ イ ブに関係
してい る か ら と考
え ら れてい る。
し か し，
今
回の検 討
では，CABG
後 患 者 に呼 吸 筋 筋 力
の低
ドは認
め た もの の，
運 動 時の換 気
反応 と
は相 関 関 係
を認
め な かっ た。
慢
性 心不
全の呼
吸筋
異常
は慢 性
的 な呼
吸 筋 低 活 動 に よ る呼
吸筋 筋 力
の低
下9）ll）16） に加
えて，
呼
吸筋 持 久 力
の低
下17〕や筋
の生 化 学 的 な変
化
に伴 う異 常
も含
ま れてい る18｝。
CABG
後の呼
吸筋 筋
力 低 下
は胸 骨
正中
切開
術 に よ る 胸 郭 可 動性
の低
下 や創
痛，
さ ら に 最大
に呼 吸 す
ること
へ の恐 怖 心 な ど
に よ るも
の であ り，CABG
後 と 慢 性 心不
全で は呼
吸筋 筋 力 低
．
ド の原 因 が 異 な る と考
え ら れ る。
そのた め，
呼 吸 筋
が 関与
す
る 運動 時
の換 気 亢 進
の メ カニ ズムも違 う
の ではな
い か と推 察
さ れ る。
今
回 測定
し たPI
−
max とPE
−
max は，
安
静 時の呼
吸筋
の最大 収 縮 力 を測 定
し たも
の であ り
，
い わ ゆ る 運動
に よ る呼
吸筋 疲 労
の し やす
さを評 価
し たも
の で は ない。
本 研
究 で は僅
か に 運動
療
法
開始 前
の最 大 吸 気 筋
力 値 と†
Eバ
「COz
slope の 間 に弱
い相
関関係 を 認
めたも
のの，
2
回 目の評価 時
や変 化 率
に対
し て は関連 性 を 認
め な かっ た。
CABG
後
に は呼
吸筋 力
は 正常 値
以 ドに低
下す
る もの の，
その低 下の程 度
と運動 時
の換 気 効 率
に は強
く関係
せ ず，
運 動 中の換 気 亢 進には 手 術 後の呼 吸 筋 力 低ド以 外
の因 子
の関与
を考
えざ
る を え ない。
今
1
・【の検 討
で，
VEIVCO2
slope と 最 も 強い相 関 関 係 を示
し たの はRC
point
で のPETCO2
であ る。
運 動 療 法前 後
のVE
〆VCO2
slope の 改 善 率 に もRC
point でのPETCO2
の改 善 率
は強
い相
関 関係 を 示
し た。・
般
に，
PETCO2
は安 静 時に は動 脈血炭 酸
ガ ス分
圧（
PaCO2
）よ りも僅
か に低
い が，
運 動 を 開 始 す
る と，
次 第
にPaCO2
より も高 くな
る D8）。低
いPETCOz
は運 動 負 荷 時
の心 拍
川量増 加
反応
の低
下 や運 動 負 荷 時
の肺
血流 増 加 反
応の異
常
により
牛 じた換 気
血流 不均 衡
により拡 大
し た 生 理学 的
死 腔
に関 連
してい る と考
え ら れ る た め19〕，
†
Ef†
CO2
slope とPF
．
TCOL ，の 強い 相 関 関 係 か ら，
CABG
後 患 者の運 動 時 換 気 亢 進
は，
運動 中
の心拍
出 量 応答
の不 良
に よ る換 気
rflt
流不 均 衡
に よ る もの の可 能 性 を 示唆
し てい る。
Matsumoto
ら］9’
）は，
PETCO2
と 運動 耐 容 能
や 運動 時
の換 気
の各 指 標
，
心拍
出 量 な ど との関
連 性 を検
討 し， 心 疾 患 患者
のPETCO2
は 安 静 時 も 運 動 時 も健 常
人 に 比べ て低
値
を示
し，
運 動 中の心拍
出 量 と 関係
していたと報 告
し て い る。
そ して最 終
的 にMatsumoto
ら は，PETCO2
は新
しい 換 気 異 常の指 標 で あ り， 心 不全
と診 断
さ れ た患 者
の 運動
時の心 拍 出量
反応
の障 害 を
反映
している とま
とめ て い る。
また，Adachi
ら はCABG
後 患 者
に対
して コ ン ト ロー
ル群
を 設 け た2
週 間の短 期 運 動 療 法
プロ グ ラムを 行
い，
運 動 療 法
に より換 気
の亢 進
は改 善 し
た と報 告
してい る20｝。
同 時 に， 心拍
出 量の改 善
が守
E．
ft ’COL
・ slope の減
少
と 関連
があ
っ たと報 告
して いる。今
回の研 究
では心拍
出量 を直接 測 定
は しな
かっ たが
，
低
いPETCO2
か ら推 測
さ れ る 運 動 時の 心拍
出 量 反応
の障 害
に より運 動 時
のV
’
Ef’
†
CO2
s！ope の亢 進
がも
た ら さ れてい る こ とを 支持 す
るも
のであ
る。
さら
に，
Sullivan
ら も運 動 中
の心 拍 出 量
はV
前VT
と負
の相 関
を示
し，
運動 中
の肺
拡散
能の低 ドは肺
死腔
の増加
と換 気
血流 不 均 衡
の増 加
に関連
してい る と報 告 し
て い る 21〕。
し
た がっ て，
CABG
後
の運動 時換 気
亢 進
は，
呼 吸 筋 筋 力
や肺 活
量 な どの安 静 時
の呼
吸 機 能 より も
，
運動 中
のPETCO2
の改 善
で示 され
る心 拍 出 量
の増
加 が 深 く関連 し
てい るも
の と考
え ら れ た。
最 後
に中 枢 性 化 学
受容 体
反射
感 受 性につ い て であ る が，
中枢 性 化 学 受 容 体 反 射 感 受性
の亢 進
は運 動 負 荷
に対
す
る過 剰
な換 気
応答
や，
運動 耐 容
能の低 下 に 関 係 す る と の報 告
が ある3｝。
特
に，
心不
全 患 者では 中 枢 性 化 学受
容体 反射 感受 性
の亢進
は 運動 時
の換 気
亢 進 に重 要 な役 割
を果
た してい る と報 告
さ れてい る3｝。
本 研
究 に おいて も，
高炭 酸
ガ ス換 気
応答 試 験
で評 価
さ れ た中枢
性化
学 受 容 体反射
の感 受 性
は亢 進
しており
，
初 回時
と2
回 目の運 動負
荷 試験
か ら得
ら れ た†
E ／†
CO2
slope と 強い相 関関
係 を，
ま
た中枢 性 化 学 受 容 体
反射 感
受性
の変化 率
とVE
／VCO2
slope変 化 率
との間
には巾 程 度
の相 関 関 係
を認
め た。
324 理 学 療 法 学 第32巻 第5号
Chua
ら は，
慢 性
心不
全 患者
に麻 薬性 鎮 咳 薬
であ
るdihy
−
drocodeine
を 投 与
す る と 運 動 時の換 気 が低
ド し息 切
れ感
が改 善
し，
運動 耐 容 能
が 増加
す る と 報 告 してい る22）。
彼
らは中枢 性 化
学受
容 体 反射
が 死 腔 と は関係
なく換 気 中
枢 を刺 激
し て換 気 亢 進
を も た らす と考察
し てい る。
延 髄 の中枢 性 化 学 受 容体
は二酸 化 炭 素濃 度
の増 加 を感 知
して換 気
を促 進
さ せ る た め に，
実 際に運 動負
荷 中に動 脈血液 ガス分析 を 併用 す
る こ とに よっ て，
換 気 亢 進
の メ カニ ズ ム が明
ら か に な るも
の と思
わ れるが，
本 研 究
で は動 脈
血 液 ガス を 採 取 するよ う な 侵 襲 的 な 方 法 を と ら なか っ た た め に，
あく
ま で推 測
の域 を 出 ない。
本 研 究 で は
，CABG
後
患者
の運動 時 換 気
亢 進 は，
運
動 中の心 拍 出 量 応答
の不
良による換 気
血 流不 均 衡
に よ る もの，
さ ら に は中枢 性 化 学 受 容 体
反射 感 受 性
の亢 進
によ る2
つ の機
序
が 関係
し てい る もの と推 察
さ れ た が，
そ れ ぞ れ が どのよ うに関 連 し あっ てい るかにつ い て は明
ら か にで き な かっ た。
ま た，
元来
，
な ぜCABG
後
の患者
で は 中枢
性化 学 受 容 体
反射 感 受 性
の亢 進 が認
め ら れ るのか という 疑 問 が 残 る。
ひ とつ の 説 明 と して，
交 感 神 経 系の活
動 亢進
がCO2
に対 する中 枢 性 化 学受
容 体 反 射 感受
性を 促 進
さ せ ると
いう報 告
が あ る231241。
山 田 ら24） は慢
性 心 不全
患 者 に おいて，
中 枢 性 炭 酸ガス 感受
性 （中 枢 性 化 学受
容体
反射 感 受
性）
が 亢 進 してい る 症例
ほ ど 運動 時
に 過換 気 を
示 し，
交 感
神
経
活
動
が 亢進
し てい た こ と を報
告 している。
同 時 に，
慢 性 心不
全 患 者に中枢
性 交 感神 経
遮 断 薬であ るα2受容 体 刺
激薬
guanfacine を投 与
し た と ころ，
血漿
ノ ルエ ピネ
フリン濃 度
は低
下 し，
中枢性
炭酸
ガス感受
性と運 動 時の 換 気 応 答の亢 進 が 改 善 し た と 報 告 し，
交 感 神 経 活 動
の亢 進
と中枢 性 炭 酸
ガス感 受
性， 運 動時
の換 気 応 答
の亢 進
の密 接 な関 係 を指摘 し
ている。ま た
，
Takeyama
ら25》は，
CABG
後
に心拍
変 動 と 血漿ノル エ ピ ネフ リ ン濃 度
を測 定
し，
手 術 後 早期
にそ れ らは改 善 す
る こ と を示
して い るため に，
CABG
後
の中枢 性 化 学 受
容 体 反 射 感 受 性
の亢 進
は，
壬 術 後
の交 感 神 経 活 動
の亢 進
を反 映 す
るも
の とも考 え
られたが，
今
回の検 討
で は これ ら自律 神 経 系 活 動
の評 価
をし ていな
いため にその裏
づけ は取
れな
か っ た。VEfVCO2
siope とPETCO2
の HJfiい相 関 関 係
か ら，
CABG
後
患者
の運動 時 換 気
亢 進 は，
運動 中
の心拍
出 量応 答
の不良
に よ る換 気
血流
不均 衡
に よ るも
の の 可能性
が 示 さ れ た が，
心 臓 外 科 手 術 後の急 性 期 理．
学 療 法では，
呼 吸機 能
の改 善
や，呼
吸筋
力 ト レー
ニ ング につ いて は その手段 を持 ち 合
わ せてい るも
の の，
理 学療
法によっ て運 動 中の 心拍
出 量 応 答 を 改善
す る か ど う か に 関 しては 科 学 的根 拠
に乏
しい。
し た がっ て，今
回の検
討 か ら得 ら れ た も のは，
運動 時
の換 気 亢進
の モニ タリン グは，
換 気 亢 進
が持 続 的
に認
め られる症
例に対 して心拍
出 量 応 答 不良
が 継続
してい る と推 察す
る・
手 段 と
な りう
ること が 示 さ れ た こ とであ
る。ま た
，
心 臓 外 科 手 術 後
の急 性 期
理 学療法
に おい て，
呼 吸 機 能
の改 善
や，
呼 吸 筋 力
トレー
ニ ングを取
り
入れ る場 合
に はその 冂的 を
明確
に して慎 重
に行 う
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