Japanese Physical Therapy Association
NII-Electronic Library Service
Japanese Physioal Therapy Assooiation理 学 療 法 学
第
41
巻 第2
号102
〜
103
頁 （2014
年）
平成
24
年 度
研 究 助成 報
告 書表 1
基 本
属性
慢 性 閉塞 性 肺 疾 患 患 者
に お け る
運 動
前
の
随 意 的 な換
気
量
の
増 加 が
運 動 中
の
呼吸 困
難 お よ
び
運 動 耐 容 能
に
及 ぼ す
影響
大島
洋 平1），
玉木彰2）
，
長谷 川 聡3），
佐 藤晋1）4）
，
室繁 郎4）
，
三嶋
理 晃の，
柿 木 良 介1〕，
松円秀一
1） D 京 都 大 学 医 学 部 附 属 病 院リハ ビ リテー
ション部 2 ）兵 庫 医 療 大 学リハ ビ リテー
ション学 部 3） 京 都 大 学 大 学 院 医 学 研 究 科 人 間 健 康 科 学 系 専 攻 4） 京 都 大 学 大 学 院 医 学 研 究 科 呼 吸 器 内 科 学 症 例 （人 ） 性 別 男／女 （人） 年 齢 （歳）
BMI
（
kg
／m2）
GOLD
stage ；1
／H
／ 皿 ／IV
（人）MMRC
scalegrade：
O
／l
／2
／3
／4
（人 ） ％VC
（％）FEVI
％ （％） ％FEV1 （％） 平 地快 適 歩 行 速 度 （km
／h
）17
15
／2
65
．
5
±10
．
9
20
．
4
±3
，
8
0
／5
／10
／2
0
／0
／5
／12
／0
94
，
6
±14
．
6
3
＆9
±102
43，
0 ± 12．
83
．
6
±0
．
6
GOLD
：The
Global
Initiative
for
Ch
エonicOl
）structiveLung
Disease
MMRC
scale：The
Mod
面 edMedical
Research
Councn
Dyspnea
翫 ale要 旨1慢 性 閉 塞 性 肺 疾 患 （
COPD
）
患 者で は気 流 制限 に よっ て 生じ る呼吸 困 難 や 運動耐 容能の低下 が 問 題 と な る。
本 研 究の目 的 は，
運 動前の随 意 的 な 換 気 量の増 加 が，
運 動 中の呼吸 困難 お よ び 運動 耐 容 能に 及 ぼ す 影響を検証 す る こ と で あ る。
対象 は 安定期COPD
患 者17
名 と し，
自 由呼吸 下 での定速度歩
行 試 験（
control−
walkingC
−
W
）
お よ び歩
行 前に随 意 的 に換 気 量 を増 加 した呼 吸 下で の定 速 度 歩 行 試験 （voluntary hyperventilation−
walkingVHV
−
W
） に お ける 歩 行 時 間 を比 較 した。
測 定 中 は 呼気 代 謝 測 定 装 置とパ ル スオ キシ メー
ター
にて呼 吸 循 環 動 態 をモ＝ タリング した。
その結 果，
C
−
W
と比 較 してVHV
−
W
で は，
歩 行 前の分 時 換気量，
二酸化炭素排 出 量 お よ び 酸素摂取量 が増加 し，
呼 気 終 末二酸 化 炭 素 分圧の低下 と経 皮 的 酸 素飽和 度の上昇を認 め た。
VHV−
W に おい て歩 行 中の呼 気 終 末二酸 化 炭 素 分圧 は有 意に低 値，
経 皮 的 酸 素 飽 和 度は有 意に高 値，
呼 吸 困 難の程 度は 有 意に低 値 を示 し た。
歩 行 時 間 はVHV
−
W
で有 意に延 長 し た。
運 動 前の随 意 的 な換 気 量の増加 は，
COPD
患 者 に お け る運 動 中 の呼 吸 困難 や 運 動 耐 容 能の改 善 に有 効であ ると考 え られたv キー
ワー
ド：COPD，
呼 吸 困 難，
運動 耐 容 能 は じ め に慢 性 閉塞性 肺 疾患 （chronic obstructive pulmonary
disease
； COPD ） 患 者では気 流 制 限 やガス交 換 障 害，
動 的 肺 過 膨 張1） 等によっ て運 動 中に高二酸 化炭 素血症お よ び低 酸 素血症が進 行 し，
化 学 受 容 器 か らの求 心 性 入 力の増 加2）3）とそ れ に 伴 う呼 吸 運 動 出 力の増 大4）に よ る呼 吸 困難が 生 じや すい 。そこで我々 は，
運 動に先立っ て随 意 的に換 気 量を増 加し，
酸 素 摂 取お よ び 二酸 化 炭 素 排 出の促 進を図れ ば，
運動 中の呼
吸 困 難や 運動耐容
能の改 善に つなが るの では ないか と考
えた。
本 研 究の目的は，
COPD
患者に おける 運動 前の随 意 的 な 換 気 量の増 加が，
運 動 中の呼 吸 困 難を軽 減し，
運動 耐 容 能を改 善さ せるかどうかを検 証 するこ とである。
対
象 と方 法1
．
対象
酸 素 療 法 を行ってい ない安 定 期COPD
患 者17名 （男性15
名，
年 齢：65
．
5
±1
α9
歳 ） と した。
GOLD
重 症 度 分 類5）は，
stageH
：5
名，
stage 皿 ：10
名，
stage IV ：2名であっ た。2
．
方法
1
）
測 定 手 順 各対象に おい て ト レッ ド ミル （Sport
Art
社）を 用い た 定 速 度歩行 試 験 を 同 口 に2
回 実 施 し た。
1
回 目 は，
自由呼吸 下 での歩
行 （control−
walking ；C
−
W
＞
と し，
2
回 目は，
歩
行 開 始1
分 前より随 意 的 に 換 気 量の増 加 を指 示 し た 条 件 下で の歩 行 （voluntary hyperventilation−
walking ；VHV
−
W
） と した。
な お，
VHV
−
W
にお け る換 気 量 増 加の 指 示 は 「息苦し さを 感じ ない 程 度に意 識 的に大 き くたくさん呼 吸 を して下 さい」と 口頭にて行い，
事 前に呼気 代 謝 測定 装 置 （ミナ ト医科 学社）のモ ニ ター
画 面 で 換 気 量 が 増 加 す る こ と を確認 し た。
ま た，
VHV
−
W
で は歩
行中の低換 気 を予防 す る た め に 適宜 大き な呼吸 を促 す声かけを行った。
トレッ ド ミル の設 定 は 平 地 快 適 歩 行 速 度に15
％ 上 り傾 斜をつ けた。
歩
行 試 験は 十分な安 静の後に行い，
自 覚 的 な 呼 吸 困 難の程 度 が 修 正BQrg scale に て段 階5
“
強い”
に到 達 した時 点で終 了 した。2
） 測 定項 日自 覚 的 な 呼 吸 困 難の程 度
，
歩
行 時 間，
経 皮 的酸
素飽和度
（
SpO2
）
，
脈
拍 数 （PR）
，
分 時換気
量（
VE
）
，
呼
吸 数（
f
）
，一
回 換 気量（
VT
）
，
二酸化炭素排 出 量（
†
CO2
）
，
酸 素摂 取 量 （†
02
），
呼 気 終 宋二酸 化 炭素分 圧（
ETCO2
＞
と し た。
呼吸 困 難 の 程 度 は修正Borg
scale （BS
）に てbaseline
と歩
行 開始直 前で聴
取 し，
その後はBS の段 階 変化 毎の時 間を 記 録 し た。
SpO2
とPR
につ い てはパ ル スオ キ シ メー
ター
（NONIN
社）
と解 析ソ フ ト（
ス ター
プロ ダ ク ト社）
を 用い て1
秒毎
に 記 録 し た。
換 気 指 標であ る亨
E，
f
，
VT
，
マ
CO2
，
†
02
，
ETCO2
につ い て は，
呼 気 代 謝 測 定 装 置 を使用 し てbreath
−
by
−
breath
法に て計 測 した。
3
）
統 計解 析各
測定項 目 はC
−
W
とVHV
−
W
間 で比 較し，
歩 行 時 間 以 外 の項 目 に 関 し て は 「baseline
」，
「歩 行開始 直 前 」，
「歩 行 中 （isotime
）」の3
時 点 で そ れ ぞ れ 比較し た。
な お，
「baseline
」は 安 静 状 態で呼吸循 環指標が安定 し た 時 点，
「歩 行中 （isotime
）」 はC
−
W
あるい はVHV
−
W
のど ち ら か が先に歩 行 試 験を終 了し た時点 （
歩行
開 始 後の 同時 刻 点 ）と し た。
な お，
解 析に はソ フ ト（
SPSS
社）
を使 用 し，
正 規 性 を認 め た項 目 は 対 応のあるt検 定
を用い，
正 規 性 を認 め な かっ た項 目はWilcoxon 符 号 付順 N工 工一
Eleotronio LibraryJapanese Physical Therapy Association
NII-Electronic Library Service
Japanese Physioal Therapy AssooiationCOPD
患 者の換 気量増 加が呼吸 困 難 お よ び 運 動 耐 容能に 及 ぼ す影 響103
表
2
呼 吸循 環指 標
と歩 行 時 間
baseline
歩 行 開始 直 前 歩 行 中 （isotime）C
−
W
VHV
−
W
C
−
WVHV
−
W
C
−
WVHV
−
WVE
（1
／min ）f
〔bpm
）VT
（ml）VCO2
（m レminlVO2
（m レ min）ETCO2
（mmHg ）SpO2
（
％｝ PR（
bpm
）BS
10
．
6
±2
，
7
18，
5
± 4．
8
617
，
0
±173
．
2
201．
9 ± 52．
8207
．
7
±55
．
5
31
．
4
±4
，
3
96
、
1
±0
．
9
92
．
0
±9
．
70．
0
±0．
0
10
．
5
±2
，
5
19，
2± 4．
7
583
．
4
±147
．
6
190．
5 ± 52．
5216
．
7
±59
．
5
30
，
7
±4
，
5
95
．
7
±L3
91．
5
±9
．
9
0．
0
±0．
0
10
．
9
±2
，
4
20，
0
± 4．
9
582
．
4
±146
．
6
201．
7± 49．
5210
．
5
±54
．
0
31
．
1
±4296
．
2
±0
，
9
93，
0
±9，
9
0
．
0
±0
．
0
16
，
0
±3
，
6
＊
＊
202 ±6
ユ861
，
2
±274
ユ＊ ＊ 288ユ ± 69．
7＊ ＊2594
±64
．
9
＊
＊
27
，
0
±3
，
4
＊ ＊97
，
2
±0
，
8
＊ ＊93，
7
± 10，
20
．
0
±0
．
0
29
ユ ±10
．
0
30
，
0
±5
．
9
1005
，
0
±418
．
4
720．
9 ± 312．
1795
．
7
±316
．
4
36
．
8
±5
．
6
89
ユ ±3
，
8
123．
1
±13
．
7
4
．
9
±0
．
2
28
．
8
±12
．
2
26
．
4
±8
．
2
1134
．
9
±374
．
7
701．
7±341
．
9
7779
±363
．
1
34
．
8
±6
．
0
＊90
．
8
±4
．
4
＊122
．
1
±14
、
2
3
．
4
±1
．
1
＊ ＊ 歩 行 時間（s）
C
−
W
VHV
−
W
l10
．
1
±60
．
8
123
，
4
±58
．
5
＊
＊ ＊ ：pく0
，
05
＊ ＊ ：pく0
．
01
位 検 定 を用い た。
有 意水 準は5
％とし た。
4） 倫 理 的 配慮本 研 究は京 都 大 学 医の倫 理 委 員 会の承 認 を得て おり
，
各
対象
者には本 研 究の説 明 を 十 分に行い，
署 名に よ る同 意 を得 た。
結 果 （表2
）L
baseline
C
−
W
，
VHV
−
W
間におい て各
項 目に有 意 差 を認めなかっ た。
2
．
歩 行開始 直 前C
−
W
と 比較し て，
VHV
−
W
で は 全 例 に て†
Eの増 加 を 認 め，
VT
，
寸
CO2
．
†
02
，
SpO2
は有意 に 高 値 を 示 し，
ETCO2
は有意に低 値を 示 し た
。
f
，
PR
，
BS
は 有 意 差 を認め な かった。
3
．
歩 行 中（
isotime
）
C
−
W
と 比 較し てVHV
−
W
で はSpO2
が有
意に高 値
を示し，
ETCO2
お よびBS
は有 意に低 値 を示 し た。
ま た，
VE
，
f
，
VT
，
†
CO2
，
†
02
，
PR
は有 意 差 を 認めなかった。
．
4
．
歩 行 時 間 C−
W ：llO．
1±60
．
8
（s），
VHV
−
W
：123
．
4
±58
．
5
（s）で あ り，
VHV
−
W
で有 意に高値であった。
考 察 本 研 究より，
COPD
思 者に お け る歩行中 の呼吸 困 難 や歩行時 間 は歩行 前の換 気 量 増加に よっ て改 善することが 明 ら か と なっ た。
Vitacca ら6）は
，
COPD
患 者に おける安 静 時の換 気 量増
加が，
高二酸 化 炭 素 血 症 や 低 酸 素 血 症 を一
時 的に改 善 させると報 告し てい る。
本 研 究に おい ても歩 行 前の換 気 量 増 加に よっ て，
二酸化炭素排
出 量 お よ び酸 素 摂 取量の増 加を認め，
呼 気 終 末二酸 化 炭素分
圧の有意
な低
下や経 皮 的 酸 素 飽 和 度の有 意 な 上昇 を 認め た こ と か ら，
C
−
W と 比較して VHV−
W で は低二酸 化 炭 素かつ 高 酸 素血症の状 態で歩行 を 開 始 する ことがで きていた もの と推 察さ れ る。
VHV
−
W では，
歩 行 中に換 気 量を意 識 的に増 加 する よう
に適 宜 口 頭 指示を与えて いた が，
分 時 換 気 量，
呼 吸数一
回換 気 量，
二酸
化 炭 素 排 出 量，
酸 素 摂 取 量はC−
W
とVHV
−
W
間で有 意 差 を認め な かっ た。 し かしな が ら，
歩 行 中 は呼 気 終 末二酸 化 炭 素 分 圧 の 上 昇 や 経 皮 的 酸 素 飽 和 度の低 下 がVHV
−
W
に おい て有 意に抑 制さ れ て おり，
呼 吸困難の軽 減と歩 行時 間の延 長 を認め た。
先行
研究
より，
呼
吸 困 難の発生 に は呼
吸運 動 出 力の増 大の や高二酸化
炭素
血症2）お よ び低酸素
血症
帥等
が関 与し てい る と考
えら れ て おり，
呼
吸 運動
出力
は一
般 的に換 気量 と相 関する と考
えら れ る。
本
研究
で は，
C
−
W
とVHV−
W 間で歩 行
中の換気
量や呼
吸数
に有 意
差を認め な かっ たこと か ら，
呼 吸 運 動 出 力に関しては両群間で明ら かな差はなかっ た と考 え られるが，
C
−
W
に 比べ て VHV−
W では呼 気 終 末二酸 化 炭 素 分 圧 およ び経 皮 的 酸 素 飽 和 度が良 好であっ たことか ら，
歩行 中の高二酸 化 炭 素血症お よ び低 酸 素血症の進 行 が 抑 制 さ れ，
呼 吸 困 難の軽 減に つ ながっ たので はないかと考 え られ た。
運 動 前に換 気 量 を増 加 する手 法は，
COPD
患 者の日常 生 活 内 や運 動 療 法 施行 中に応 用できる可 能 性 が あ る が，
設 定 換 気 量や 運 動負 荷量，
重 症度の違い な ど今 後さ らに詳細 な 検 討 を行 う必 要が あ る。
文 献1
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