死腔負荷に伴う運動時1回換気フロー・ボリューム曲線の変化に関する検討

NII-Electronic Library Service

理学 療

法

学

第

33

巻 第

7

号

370

〜

376

頁 （2006年）

研 究

報

告

死 腔

負

荷

に

伴 う

運

動時

1

回

換 気

フ

ロ

ー

・

ポ

リ

　　　　　　

変 化

に 関

す

る

検 討

＊ ユ

ー

ム

曲

線

の

岩津 弘太郎

D

＃

山

田

純

生

2 ）

要 旨

　

慢 性 心 不

全

患 者

に 生 じ る と さ れ る 運

動 時

1

回

換 気

フ ロ

ー・

_{ボ リ}ュ

ー

ム

曲線 （

exercise 　tidal且ow 　volume

loop

：extFVL

）

の右 方 偏 位 に 関

与 す

る

生

理

学 的背 景 を検 討 す

る こと を

目的

と して

予 備研 究

を 行っ た

。

健 常

大 学

生

8

名

（

男

性

6

名

，

女 性

2

名 ） を 対

象

に 嫌

気 性 代 謝 閾 値

に お

け

る

仕 事

量の

90

％ と

130

％で

_各6

分

間 運

動 す

る

2

段 階 定 常 負 荷 試 験

を

，

400

　_{mt の}

外

_{的 死}

腔

の

有 無

に よ

り

2

回

施 行 し

，

　extFVL の

位 相

を 比

較

し た

。

400ml

の

死 腔 負荷

によっ て運

動

時 死

腔 換 気 率

は

有 意

に

増 加

し

た

。　extFVL は

吸 気 終 末 肺気

量の

増 力

II

を

伴

っ て

拡 大

し た もの の

，

右 方 偏 位 は 示 さ な かっ た

。

し た がっ て

，

運

動 時

に お

け

る

死 腔 増 加

の み ではextFVL の

右 方 偏 位

の

原 因

と

な

ら

な

い こ とが

示

さ れ

，

今

後 は

他

の

要

因 に 関

す

る

検 討

が

必 要

と

思

わ れ た。 キ

ー

ワ

ー

ド



運動 時

1

回

換 気

フロ

ー ・

ボ リュ

ー

ム

曲線

，

右 方 偏 位

，

死 腔 負 荷

は じ め に

　 慢 性 心

不

全 （

chronic 　

heart

　

failure

：

CHF

） 患 者

に

特 異

的 な 臨 床 症 状 で あ る

労 作

時

呼

吸 困

難 感

は

，

労 作 時

に お

け

る

換 気

尢 進 と 関 連 してお り，

分 時 換 気 量

／二

酸 化 炭 素 排

出 量

勾

配

（

VE

／

Vco2−

slope ）の

増 大

な ど

単

一

運 動 負 荷

に

対

す る 過 剰 な 換 気 応 答 が その

背

景 に ある こ とが示 され て い る1

−

4♪

_。

し た がっ て

，

これ まで

CHF

患 者

に お

け

る

労

作 時 呼

吸

困難

感 は

，

労 作

時

換 気

反

応 を量 的

な

側 面

か ら

評

価

する こ とに よっ て検 討 さ れ て き た

。

し か し なが ら

，

2000

年

Johnsol1

ら に よっ て

，

　

CHF

患 者

の

労 作 時 呼 吸 困

難 感

に は

労 作 時 換

気 反 応の

質

的 異 常 が 関

与

し てい る と

指

摘

され たことによ り5周

，

労 作 時 換 気 反 応 を

質

的 側 面 か ら

検 討 す

るこ と が

新

た な

課

題 と し て 注 目 さ れて きた 7

’

］

。

す な

わ ち

，

安 静 時

の

最

大

努 カ

フロ

ー ・

ボ リュ

ー

ム

曲線

（

maximum 　

flow

−

volume 　 envelope ：

MFVL

）

内

に

extFVL

を位 置

づ

_け

_，

_両者

の

_{位 置関 係}

か ら 運

動

時の換 気

＊

　

Changc　in　Exer

〔

・

ise　Tidal　Flow

・

Volume　Lool）s 　wlth 　Added　Dead

　 Space　during　Exerdse

⊥） 名 占屋 大 学 大 学 院 医 学 系 研 究 科 博上課 程 前期課程 リハ ビ リ テ

ー

ショ

　 ン療 法 学 専 攻

　 〔〒461

−

8673 愛 知 県 名古 屋 巾 東 区大 幸 南 1

−

1

−

20〕

　 Kotaro　Iwatsu

．

　RPT； Pr【

，

gram　ln　Physicat　and O（／el】1）｝itit

’

）nal

　 Therap｝

，

Nagoya　University　GraduaLe 　Schooi　of　Mcdicille

2〕名占屋 大 学 大学 院 医 学 系 研 究 科

　 Sumi〔，　Yamada

，

　PhD

．

　RPT；Nagoya 　1／niversity 　Graduatc　School

　 of 八

’

ledicine

＃

　

E

−

［エ1ai1：

jO50301m

＠

’

mbox

．

”

ageya

−

u

．

uc

．

jp

　 〔受付目　2DO6年4月7口／ 受 理 日　20D6 年 8 月 26　n）

様 式

を 評

価

し よ

う とす

る

も

の で

あ

る8）。

　

Johnson

ら の 示 した

質 的

異

常

は

，

CHF

患

者

で は

MFVL

に 対

．

す るextFVL の

位 相

が

健 常 人

に

比

べ

_{右 方}

に

偏 位 す

る とい

う

もの で

あ

る がt5）

　

fi）

，

そ

の

機 序

につ _い ては

肺 機

能 お よ び 呼 吸 筋 機 能 低 下

，

換 気 亢 進

など

複 数

が

関与

す

る と さ れ る もの の 5

−

7） ，

詳

細 は

未

だ

明

ら かで は

な

い。 し た がっ て

，

CHF

患 者

の cxtFVL

右 方 偏 位

の生

埋 学 的

背 景

を 明

確

にす る た め に は

，

これ ら を

個

別 に

検 討 す

る こ と が 必

要

と なっ ている

。

　

も

し

，

extFVL 右

方

偏

位

の

生

理

学 的 背 景

が

明確

に

され

れば

，

extFVL を 評 価 す るこ と に よ り

，

CHF

患 者

の

労作

時

ll

乎吸 困難 感

に

対 す

る

介

人

標

的 を 明

確

に す ること が で

き

る

も

の と

思 う

。

　

一

方

．

CHF

患

者

の

労

作 時 換 気 亢 進 は

，

低 心

拍

出

量

に

伴 う死 腔

の

増 加

と

関連 す

る こ とが

指

摘 さ れ ている1）9）le）

。

死

腔

の

増 加

に

伴 う

extFVL の変

化

は

，

健 常

者

を対

象 と

し て

漸 増 負 荷

運

動 時

に

外

的 死 腔 を 負 荷 す るこ とで検 討 さ れ てい る が lm2 ）

，

そ

れ らの

研 究

で は

右 方 偏 位

は 認 め ら れ てい ない

。

しか しなが ら

，

CHF

患

者

の死 腔 増 加 が 運

動

負 荷

に

伴 う心 拍 出量 増 加

の

制 限

と

関

連 する の に対 し1）e）le）

，

健 常 者

で

漸 増 負 荷 を用

いた

場 合

には

運動 負 荷

に

伴

い心 拍 出 量 が 増

加

してい

く

た め

，

死

腔

を

負荷

して も心 拍 出 量

増

加 によ る

換 気

血

流

不

均衡

の

改 善

が生 じ

，

換 気

に占 め る 死 腔の

相

対

的 割 合

が

低

下

す

ること

が 考 え

ら れ る。 し た がっ て

，

健 常 者 に おい て

CHF

患 者

の

死 腔 増 加

モ デル を

作

成

す

る に は， 心

拍 出 量

が

・

_定

_と

_な

_る

_{定 常 負荷}

_運

_動

_{時に て死} N工 工

一

Eleotronio _Library

腔 負 荷

を

行 う

必

要

が

あ

る

。

　

以 上 よ

り

，

我

々 は

CHF

患 者

に

指 摘

さ れ て い る extFVL

右 方 偏 位

の牛

理 学 的 背 景 を死 腔 増 加

に よ る

換 気

亢 進

の

観 点

か ら

検 討 す

るため

，

健 常 大 学 生 を対象 と

して

定 常 負 荷

に おける 死

腔 増 加

の生 理 学 的モデル を 作 成 し

，

死 腔 負荷

とextFVL の

変 化 を検 討

し た

。

対 象

と

方 法

L

対 象 者

　 喫煙 歴

が

無 く

，

呼 吸 器 ま

た は

循

環 器

疾 患

歴の

無

い

健

常

大

学牛

8

名 ［

男

性

6

名

，

女

性

2

名

，

年 齢

：

21

．

5

±

1

，

3

_歳

，

身

長 ：

163，

9

±

7

，

4cln

， 体 重 ：

54

．

9

±

6

．

1

　

kg，

肺 活

量 ：

3

．

5

±

O

．

5L

，

ユ

秒

量 ：

2

．

7

±

O

．

3

　

Lf

’

sec

，

1

秒 率 ：

90

．

3

　±

5

．

6

％， 最 大

努

力

換 気

量 ：

114

．

6

±

23

．

6L

］

を

対 象

と し た。

全

対

象

者

に は 実 験

内容

を ト分 に

説 明

し

，

書 面

に よ る

同 意

を得

た

。

ま た

，

本 研 究 は

名 古

屋 大 学 医

学 部 倫

理

委

員 会

に よ る

承

認 を

得

た

（

承 認 番 号

：

5

−

516

）

。

2

．

研 究デザ イン

1

）

心

肺

運

動 負 荷 試験

　

最 初 に 自

転 車

エ ル ゴ メ

ー

タ

（

232C

−

XL

：

COMBI

社 製 ）

を用いて心

肺

運

動 負 荷 試

験 （cardiopulmollary 　exercise

testing

；

CPX

）

を

施 行

し

，

嫌 気 性 代 謝 閾 値 （

anaerobic threshold ：

AT

） を

測 定

し た

。

プロ トコ

ー

ル は

，

男性

は

40W

の warm

−

up　

3

分 間

の

後

，

20

　“i　

，

’

_分

_{の ralnp}

_{負 荷}

_で

，

女 性

は

20W

の warm

−

up 　

3

分 間

の

後

，

ユ

5

　

W

／

分

の ramp

負荷

で

行

っ た、

駆 動 同転 数

は

60

回 転

！

分

と

し

た。

呼 気

ガ ス

代 謝 指 標

は

呼 気

ガ ス

分 析 器

（

AE

−

300S

： ミナ ト

医 科

学社 製

） を

川

い

breath

　

by

　

breath

_法

_{に て}

_{測 定}

_{し た} 。

心

拍 数

は

心 電 図

モニ タ

ー

に て

運 動 中 連 続

モニ タ

ー

し

，

血 圧

は

白動

血圧

計 （

STBP

−

780B

：

COLIN

社 製 ）

に て

1

分ご とに

測 定

し た。

2

）

2

段 階 定 常 負 荷 試 験

　

CPX

とは 別の 日 に

，

運

動 前 安 静

5

分

，

　

CPX

に よ

_り検

出 さ れ た

AT

の 足分

前

の

仕

事

量 を

AT

　watts と し

，

50

％

AT

　watts で

3

分 問の warm

−

up を

行

っ た

後

，

90

％

AT

wa 匸tSで

6

分 間 行

い

，

さ ら に

続

けて

130

％

AT

　watts で

6

分 間の

負 荷

を

行

う2

段

階

定 常 負荷 試 験

を

行

っ た （

図

D

、

運 動

後

は

6

分 間の

_安

_静

を とっ た

。

MFVL

は

，

安 静 時

2

分

，

3

分

，

4

分 経 過 時

，

運 動 時 各負 荷 強 度

の

2

分

，

5

分 経 過 時

に

，AE −

300S

の extFVL

測 定

プロ _グラ ム を

用

い て

自動 測

定 し

，

extFVL は

，

運

動 時

に

MFVL

の

測 定

を

開 始 す

る

直 前

の

30

秒 間

，

同様

に

自動 測 定 し

た

（

図

1

）

tt

位 相 評 価

に

用

いるextFVL は

，

各

MFVL

測 定 前

に

30

秒 間測 定

し た

巾

で

最 後

の

1

回

換 気

に

相 当

する

も

のを

同

プロ グ ラ ム に て

自動 的

に

選 択 し

た。

MFVL

は

，

1

回

換 気 を

2

〜3

回

行

っ た

後

，

最 後

の

1

回換 気

の

呼 気 終 末 肺 気 量 位

か

ら最 大 吸

気 位

まで吸

気

を

彳

f

っ て か ら

，

最 大 努 力

に て

最 大

）1

乎気 位

ま で

呼 出 し

，

さ

ら に

も う

一

度 最 大 吸気 を行 う

よ

う

に

指 示

し て

測 定

し た。

各

extFVL の

位 相

は

，

測 定

し

た 直 後

の

MFVI

、

に お

け

る

深 吸 気 量 （

inspiratory

　capacity ：

IC

） に

よっ て

補 正

した s） 。

2

段 階 定 常 負荷 試 験 施 行 前

に は，

安

静

3

分 後

，

20W

で

₅

分 間

の

運 動 を彳

i

’

な

い

，

安 静 時

，

運

動 時

と

も

に

3

囘

ず

つ

MFVL

_{を 測}

_定

_する練 習 を

行

っ た

。

練 習

と

施 行

の

問

は

5

分

間

休 憩 を

とっ た

。

運 動 中 は

呼 気

ガ ス

措標 な

ら び に

心 拍 数 を連 続 的

にモ ニ タ

ー

し た

。

労 作 時

にお ける

呼

吸 困

難 感

と下 肢

疲 労

感の

指

標 に は 修 止

Borg

指 数 を

川い 13）_， そ れ ぞ れ

呼

吸 困 難

感

を

Borg

　

C

， 下 肢 疲

労 感 を

Borg

　

L

と

して

，

1

分

ご と に 測

定

し た

。

　 各 被

験

者

はこの

負

荷 試 験 を

，

外 的 死 腔 を 加 え た 場 合 と

加 え

ない

場 合

の

2

条 件

で

行

なっ たt

／

外

的 死 腔 量 は ト分 な

過 剰 換 気 を

引

き起

こ

す

と し た

先

行 研 究 に し た がい i2）

，

全 被 験 者の 肺 活 量の約 ユ

0

％ 以 上 に 相

’

iG_{し た}

₄₀₀

　ml を 採 川 し た

。

外 的

死

腔

は，

呼

気 ガス分

析

器の流 量

計

とマ スク の 問 に

，

流 量

計

と 同

径

の ス テ ン レス製 円

筒

を 加 え

作

成 し

rcst5min wa 「m

’

up3min exerclse12min

定 　 　 　図

1

　

2

段階定常負荷 試 験 プロ トコ

ー

ル AT 　watts ：

CPX

に て検 出さ れ た

AT

の

1

分 前の仕爭量 MFVL ：最大 努 力フロ

ー

ボ リュ

ー

ム曲

線

aXtFVL ：運動 時1回換 気フロ

ー

ボ リュ

ー

ム

_曲線

測 定 recOvery6mil1

NII-Electronic Library Service

372

理 学 療 法 学 　 第33巻 第7号 た

（

図

2

）

。

各 施 行

の

順 序

は

く

じ

引 き

に よ

り

ラン ダムに

決 定

し

，

各

施

行

に は

1

日 以 上の問 を あ けた

、

3

）

MFVL

に お け るextFVL の

位 相

の 評

価

　

図

3

に

MFVL

とextFVL な ら び にextFVL の

位 相 を評

価 す

る た めの

_{指 標}

を

示

し た

。

extFVL の

MFVL

に お け る

位 相

の

評

価

は， extFVL の

位

相の規

定

要 因 で あ る

吸気

終 末肺 気

量 と

呼 気 終 末肺 気

量の

変化

を

評価 す

るこ

と

で

行

な

っ た。

吸 気 終 末 肺 気

量 と

呼気 終 末 肺気

量の

指標

に は そ

れ ぞ れ 吸

気 予 備

量 （

inspiratory

　reserve 　volume ：

IRV

）

〆

努 力 性 肺 活

量 （

f6rced

　vital 　capacity ：

FVC

）〔

％

）

14）

_，

ICIFVC

（

％ ）

8）を

用

いた。

本 研 究

で は

，

　

IRVIFVC

と

IC

！

FVC

の

両 者

の

増 加 を も

っ て

右 方 偏 位

と

定義

し た

。

　 ま

た

，

extFVL の

位 相

は

，

安 静 時

の

MFVL

を

川

い た

場 合 と

，

運 動 時

の

MFVL

を用

い た

場 合

で

評 価 し

た。

安

静

・

時

MFVL

には

，

外 的 死 腔 を加 え な

い

施 行

に て

安 静 時

に

3

回 測

定

さ れた

MFVL

の

う ち

，

　

FVC

が

最 大

で

あ

っ た

MFVL

を 用

い

，

運 動 時

MFVL

は

各 施 行

の extFVL

測 定

直 後

に

測定

し

た

MFVL

をそ

れ

ぞ れ 用

い た

。

3．

デ

ー

タ

解 析

　

2

段 階 定 常 負 荷 試 験

の

運 動 時

IC

／

FVC

，

　

IRVfFVC

，

FVC ，

呼

吸ガス

_{代 謝 指 標}

_， そ して

Borg

指 数

の

外 的

死

腔

実 験 風

則

図2

外

的 死 腔

負

荷 方

法

Flow （L／sec_） 総 肺 気 量

L2

　

LOO

．

80

．

60

，

40

．

2

凵

MFVLcxtFVL

　

− 一一

吸気終 末

　　　

呼気 終 末 肺 気 量

　　　　

市気量 残 気 量 　 　 　

一

　

一

　

一

　

、

　　

！ ’

　

　　

　　

L 、 　 　 　 鹽 Volume 〔L）※ 豆

0

3

，

　 　

2

：

0

．

　

1

，

　 　 　 置 　

4

−

₀

_．

₂

−

0

．

4

−0，

6

−

₀

_．

₈

　 　 　 、 　 　 　 h

’一

_、！

　　　　　　　隔

　

　

’

iRV

IC〆FVCの増 加⇒r 【RVIFVCの増力II⇒

IC

ex重

FVL

IC　FVCの増 加⇒呼 気 終 末肺 気 量の低 1

｛

　 　 　 かつ tRWFVC の増力II⇒ 吸気 終 末肺 気量の低 下 extFVL の

右 方 偏 位

FVC

図3　 運 動 時1回換 気フロ

ー・

ボ リュ

ー

ム曲線 （extFVL ） と最 大努力フロ

ー・

ボ リュ 　 　

ー

ム曲 線 （MFVL ）の位置関係 　 　 　 IRV ：_{吸 気 予備 量}

，

　

IC

：_{深 吸気}量

，

　

FVC

：_{努力 性 肺 活}量 　 　 　 　※残 気 量 位をOL と し た

，

N工 工

一

Eleotronio _Library

有 無

に お

け

る 比

較

，

extFVL の

位 相 評 価

に

安 静 時

MFVL

を 川 い た

場 合

と

，

運

動 時

MFVL

を

用

い た

場 合

の

IC

／

FVC

お よ び

IRWFVC

の比

較

に は

，

時 問

を 主

効 果

と し た二

元 配 置 分 散 分 析 法 を川

いた。

さ ら

に

，

「

元配 置分

散 分 析 法

に て

有 意 差

の

認

め られた

指 標

のみ

，

測

定 時

間ご とに

対

応の

あ

るt

一

検 定

を

行 な

っ た。

　 統 計

ソ フ

ト

は

SPSS−

version12

，

0

を用

い

た

。

有 意 水 準

は

5

％ と した

。

結

果

　 本

研

究

で用いた

400

　ml の

外

的 死 腔 は

，

各

被 験 者の 肺

活 量

の

11

，

8

±

2

．

0

_{％ に 相}

_当

_{し た}

。

_各

_負

_{荷 強 度 に お け る}

_体

重 あ

た

り

の

分 時 酸 素 摂

取 量

（

minute 　oxygen uptake ／weight ：

Vo

／

kg

）

，

分 時 換 気 量 （minute 　ventila

−

tion：

VE

）

，

1

回 換

気

量，

呼

吸 数

，

死 腔

換 気 率 （

死

腔

A

回

換 気 量

，dead

　space ／volume 　

tidal

：

VD

／

VT

）

，

　

Borg

　

C，

Borg

　

L

，

安 静

・

時

および

運 動 時

MFVL

を

川い た

IC

〆

FVC ，

IRV

／

FVC

，

そ して

FVC

の

外

的 死

腔

あ り と外 的 死 腔 な し の

各 施 行

にお ける

値 を表

1

に 示 した

。

外

的 死 腔 を

負荷

し

た

こ

と

で

，

Vo2

／

kg

は

90

％

AT

　watts の

2

分 経 過

時

と

130

％

AT

　watts の

5

分 経 過 時 に

，

ま た

VE

，

ユ回 換 気 量

，

VD

／

VT

は すべ て の 時 聞 帯 で

_有

意 な 増

加

を

示

し た

。

lRWFVC

は

，

安 静 時

と 運 動 時 ど ち らの

MFVL

を 用いた 場 合 で も

，

外 的 死 腔 を

負

荷 し たこと に よっ て

，

90

％

AT

watts の

2

分，

5

分

経

過

時

に

有

意 な

減

少 を

示

し た。

呼 吸

数

，Borg

　

C，

　

Borg

　

L．

安

_静

_時

_{お よ び 運}

_{動 時}

MFVL

_を

_用

い た

IC

／

FvC

，

そ して

FVC

には 施 行 間で

有

意 差 は

認

め ら れ な かっ た

。

ま た

，

安 静 時

か ら

運 動 時

にか

け

て

FVC

に 有 意 な 変

化

は

認

め な かっ た

。

安 静 時

MFVL

を

用

い た 場 合 と

，

運

動

時

MFVL

を 用い た

場 合

で

，

　

IC

_〆

FVC

お よ び

IRV

〆

FVC

に

有 意 な変 化

は

認

め

な

かっ た。

しか し な

が ら

，

各

指 標

の

値

は

運 動 強 度

が

増 す

ご とに

乖 離 し

て

行 く傾

表1　 死 腔 有 無に よ る各指標の変 化

90

％

AT

　watts

reSt

_2min

5111in

DS

〔

一

）

DS

（

一

）

DS 〔＋_） DS _〔

一

_） DS （＋_）

Vo2

！

’

kg

（m レ

kg

、

”_{min ｝}

†

E （L） 1回換 気量 （ml ） 呼 吸 数 （回

．

lmin _） VD ／VTBorg 　CBorg 　LIC 〆FVC _（％ ） IRV／FVC （％ ） IC

、

℃xFVC 　（％） IRV／exFVC 　（％） FVC （L） 59

．

1　± 5

．

146

，

7

±

5

．

8

3

．

75± α

69

　22

．

6

±

3

．

9

　31

．

9± 6

．

3 1299

．

3± 2882 　

25

．

4

±

6

．

6

　0

．

27± 0

．

02 　 2

．

1±

1

．

2

　

2

．

2

±

1

．

1

　72

．

8± 4

．

6

　

34

、

4

±

7

．

2

　

73

．

3

±

5

．

8

　

34

．

7

±

7

．

5

　

3

，

73

±

0

．

73

24

．

0

±

4

，

7

＊ 42

，

0

±

9

．

6

＊ 1610

．

8

±

298

、

0

＊

26

．

9

±

7

．

20

．

41 ±

O

．

04

＊ 　

2

．

7

±

1

、

4

　

2

，

4

±

1272

、

5

±

6

．

127

．

3

±

5

．

6

＊

74

．

8

±

8228

．

1

　土

5

．

9

＊

3

．

66

±

0

．

77

　

23

．

1

±

4

．

2

　

33

．

6

±

6

．

4

1314

．

5

±

252

．

6

　

26

．

1

　±

58

　

0

．

27

±

0

．

02

　

2

．

9

±

0

．

83

　

2

．

9

±

1

．

2

　

73

．

8

±

4

．

5

　

37

．

6

±

53

　

75

．

2

±

6

．

1

　

38

．

3

±

5

，

7

　

3

．

69

±

0

，

73 　

242

±

4

．

3

　

42

．

8

±

7

．

7

＊

　 　 　 ＊

1648

．

0

±

306

，

4 　

26

．

9

±

6

、

7

　

D

．

41

±

0

．

06

＊

　

2

．

8

士 1

．

6

　

2

．

5

±

0

．

9

　

75

．

6

±

49

　

31

．

1± 8

．

0

＊

　

76

．

9

±

6

．

9

　

31

．

7±

8

．

8

＊

　3

．

70± 0

．

75 130％ AT 　wa τts

2min

5min DS （

一

） DS （＋） DS （

一

） DS （＋）

9’

。₂

，

’

kg _（rril

，

’

kg

〆

”_{min ）}

寸

E （L） 1回 換 気 量 （mD 口乎吸 数　　　　（　

回

，

’

min

VD

！ BorgCBorgI 、

IC

／

FV

k％）

IRV

〆

FV

@（％）

IC

〆

exF

　（％

）

IRV 、〆

exF

　（％ ）

C

（

L

）

　

30

9

±

5

．

9

　

46

9±10

．

91621

5

±

358

．

4

　 ．

4

±

10

．

3



D26

±0 ，

02

@4

．

4

±

0

．

9

　

4

．

5

±

1

．

5

　

76

．

2

±

6

．

0

　

28

．

7

±9 ．

6

@79

．

1

　 ±

9

． 　

29

．7 ±

9

．

5

　

3

、

64

±

0

．

7

　

31

．2 ±

5

．

7

@55

，

9

±10 ．

3

＊

57

．

5

±286 ．   　 30 ．

}7

，

0

　

　

　

　

　

　

0

．

38

±

DO

・

t

　

4

．

}1

．

5

　

4

，

}

　

1

．

2

　

7

D6

±

6

．2 　 ．

8

±

8

．1 　 ．

7

±

7

．4 　

2

D2

±

7

． 83 ．

67

± 0 ．

77

32

．

4

±

7

ρ 　

51

1

±　

13

、

516

．

3

±

240

．

3

32

．

5

± 　

11

5

　0．

25

0

．

02

　

4

，

}1

，

2

　5．

0

±

D3

　79

．

4

6

．

9

　

34

．

2

± ／

0

、

5 　

81

．

}8

、

1

　

34

．

}

　

10

， 3 　

3

．7

}0

，

73

　

34

．

0

±

D9 ＊ 　62

．

6 　

15

．

5

＊

187

C0

±

349

．

1

　

348

±

　 ．8 　 0 ．

36

0 ．05＊

　

5 0 ±1

．

3

　

4

9

±

1

．

4

　

78

4 ±

5

．0

　

26

2

±

9

．

7

　

84

．

3

±

7

．

4

　

28

，

1

　 ±9．

8

　3

、

₅₂ ±

0

．

80DS

（ ＋ ） ： 外

的

死腔あり， DS _{（ 一 ） ：}

外

死腔なし， 　

t

’

02f

’

kg

：

体貢あたりの分 時酸素摂取量

，

　xl’E： 分 時換気 量 ， VD〆VT： 死 腔／

1

回換気量

．

　

Borg



C ：

部疲労感，　

Borg

　

L

：下

_肢疲

_{労 感 ，}　IC〆

FVC

： 深吸気

ml

　 ， ，努力性肺活量 ，

IRV

！FVC：吸気予

備

量〆努力 性肺 活量 ， 　

IC

、〆

FVC

：運動 時MFVL

に

お け るIC

〆

，FVC ，　

IRV

、〆

exFVC

：

運動時MFVL にお

け

NII-Electronic Library Service

374

理 学 療 法 学 　第

33

巻 第

7

号

向

に あっ た

。

　

図

4

，

5

に

8

名の 被 験 者の 中 で

，

最

も 典 型 的 な 変

化

を

示

し た

1

名

の

_各

負

_荷

強 度 に お

け

るextFVL の

位 相

を 示 し た

。

図

4

，

5

に 示 し た よ

う

に

，

外

的 死

腔

を

負 荷

し たこと に よ

り呼

気 終 末 肺 気 量 は 変 化 せ ず

，

吸 気 終 末 肺 気 量 が 増

加 す

るこ とで extFVL は 拡

大

を

示

し た

。

す な わ ち，

外

的 死

腔

の

負 荷

に よ るextFVL の右

方

偏 位 は 認 め ら れ な かっ た

。

考

察

　 本 研 究

で は

，

CHF

患

者

に て

報

告 さ れて い るextFVL の

右 方 偏 位

57 ：〕 の生

理 学 的 背 景

を

検 討 す

る た めの

予 備

研 究

と して

，

健 常

人 を

対 象

に

400ml

の

外

的 死 腔 負

荷

に よ るextFVL の

位 相 変 化 を検 討 し

た

が

，

　 _extFVL の

右 方

偏 位

は認め ら れ な かっ た

。

　

extFVL の

位 相 評 価

は_，

評 価

に

用

い る

MFVL

に よっ て

影 響 を 受

け る8 ）

。

安 静 時

MFVL

と

運 動 時

MFVL

は

変

わ ら ない と す る 意 見 が あ る

一

方

で 6

−

s）

，

運

動 時

の

MFVL

を

検

討 す る 必 要

性

を

指 摘 す

る

も

の

も

あ り15）

，

本研 究

で は

安 静 時

MFVL

と

運 動 時

MFVL

の

両 者 を用

い

，

そ れ ぞ れで extFVL の位 相 を 評

価

し た

。

その結 果

，

2

条 件

問 に

有

意 差 は 認め ら れ な かっ た もの の

．

位

相 評

仙

に用い た

各

指標

の

値

は 運 動 強

度

が

増 す

ごと に

乖 離

して

行 く傾 向

に

あ

っ た

。

これ は

，

高 強 度 に お け る

MFVL

が 低

〜

巾

等

度の

負

荷

に お

け

る

MFVL

と は

異

な る 可

能

性 を 示 唆 してお り，

今

後の extFVL の位 相 評

価

に 際 し て

検

討 すべ き 課 題 と な Flow（L

’

sec） 1

．

2

一

LO

一

MFVL r

、

、 1

＼

rest

0

．

8

一

_／

DS

〔＋_） 〆

广

DS_（

一

_）

＿．

．

．

．

．

．

＼

0

．

6

一

_丿

〆

10

．

40

．

2

一

　〆

_．

_一

_．

．

io

　　　　

．

冒

一

．

．

．

1r

₁

．

＼

　

V°1ume （L 4

．

_も

3

．

012

_℃

．

0 　

1010

一

〇

．

2

一

_＼

　　．

、

　　　　厂

　ヒ

ii1

、

．

．

1．

’

‘

r’

II

一

〇

．

4

＼

／

．

．

．

．

1

．

．

．

一

〇

．

6

　　 　　 ＼

一

＼

　

　

　　　 、

　　　　、

、

．

乂

＿

一

一

＿

．

ノ

．

r

／

一

〇

．

8

A

．

2 分 経 過 時 Flow〔L／sec〕 奮

．

21

．

00

．

80

，

6e

．

4 　 　

r

ヘ

ー

₁

／

＼

〆



_＼

ヨ

　

．

2

　

HO

　

4

．

−

₀

_．

₂

一

〇

．

4

一

〇

．

6

一

〇

，

8

MFVLrestDS （＋_）

DS

（

一

） 、

＼

0

．

紮

　

1 ．

＼ V°lume（L）

2

．

0

．

ilb

＼

　 ＼

．

図

49D

％

AT

　_watts 時の extFVI

、

丶一　

　

　

　

　

ノ

B

．

5彡冫経i咼 時

．

／

．

〆 ／

0

Flo“

「

_（Useじ）

121

．

00

．

80

．

60

，

40

．

2

一

一

　　

r

、

_、

、

一

／

_＼

こ

！

　　

＼

1



＼

＼

MFVLrostDS （＋_） DS（

一

）　

．

．

．

．

．

．

．

．

．

　

　／

．

．

．

．

．

L．

．

’

．

　 　　　　  

1



．

．

_l



v。1・m ・（

．

．

℃ 、

．

．

．

　　　．

　　

4

：

−

₀

_．

₂

−

₀

_，

₄

−

₀

_．

₆

−

₀

_．

₈

　　 　

3

．

1

_＼

＼

2

一

　　

…

2

こ

O

　 　

l

．

0

　 　

10

　　

1

　　　

ノ

．

l



_I

’

　　　丶

．

．

凵

．

．

r．

．

「

．

「

1、

＼

．

　 　 乂

＿

一

一

　　　　、．

＿

　　 ／ 　　

．

．

．

．

　　

．

1

．

．

　／

ノ A

．

2 分 経 過 時 Fluw （L／s¢の

：

一

図

5130

％

AT

　_watts 時の extFVL ） B

．

5づ〉経過 日寺 N工 工

一

Eleotronio _Library

る もの と 思 わ れ た

。

　

extFVL の位

相

は

，

図

3

に

示

し た よ

う

に吸

気 終 末 肺 気

量 と呼 気 終 末

肺

気 量によっ て規

定

さ れる

。

本 研 究

で は

，

先 行 研

究 に

従

い 8）⊥4）

，

IRV

／

FVC

（

％ ）

と

ICIFXiC

（

％ ）

を そ れ ぞ れの

指 標

とし て

用

いた。

本 研 究

で は

，

FVC

は

安

静

時

か ら 運

動 時

にか

け

て

有 意

な

変化

を

示

さ

ず

，

また

外

的死 腔

の

負 荷

に よっ て

も有 意 な 変化 を 示

さ

な

かっ たこと か ら

，

両 値

の

変 化

はそれぞ れ

IRV

，

　

IC

の

変

化 を 反

映

し てい る もの と思 われ た

。

本 来

な ら ば

，

吸気 終 末 肺気 量

お よ び

呼 気 終 末 肺 気 量

の

変 化

は

，

IRV

と

IC

と

共

に

総 肺 気

量 を

測 定

し た 上 で

検 討す

べ _きであるが

．

健 常 者では 最 大

負 荷 時

で

も総 肺 気 量

は

変 化

し ない とさ れる こ と より16）

．

本 研 究

で は

IRV

，

　

IC

の

変 化 を も

っ て

吸 気 終 末 肺 気

量

，

呼 気 終 末 肺 気 量

の

変

化と した

。

　 本研 究

で は

，

外 的

死

腔

と運

動 負 荷

を 用い るこ とで 換 気

を亢 進

させ

，

運 動 時 吸 気 終 末 肺 気

量 と

，

呼 気 終 末

肺

気

量 の

変 化

を

検

討 し た

。

本 研 究 で 用いた

400

　ml の外 的 死 腔 は_，

対 象 者

の

肺 活

量の ll

．

8

±

2

．

0

_{％ に}

_相

_{当 し た}

．

この

_外

的

死

腔

の

負 荷

に よ り

，

運

動 時

VD

／

VT

は

有

意 に 増 加 し

，

その

値

は

各負

荷 強 度 に お け る

2

分 と

5

分 経 過 時 に

，

90

％

AT

　watts で

O．

41

±

O．

04

，

0

．

41

±

0

．

06

，

130

％

AT

　watts で

0．

38

±

O．

04，0，

36

±

0．

05

を示 し た

。

Myers

ら は

，

　

CHF

患 者

35

名 を 対 象 に トレ ッ ドミルで

CPX

を 行い

，

　

VD

／

VT

が

AT

時 に

0

，

29

±

O

．

08

，

_最

大

負

荷 時

に

0

．

28

±

0

，

08

の

_値

を 示 し た と

報

告 し てい る9）

。

さ ら に

，

本 胡

究で は

外 的

死

腔

の負 荷 に よ り

VE

お よ び

Vo2

／

kg

が 共に

有

意 な

増 加

を

示

し

，

死 腔

増 加

に よ る

換 気 亢 進

と そ れ に

伴 う呼 吸 仕 事量

の 増 加 が 示 さ れ た

．

以 上 の こ と か ら

，

本 研

究で

用

い た

400

　ml とい う 外 的 死 腔 は

，

　

CHF

に

認

め ら れる運

動 時

の 死 腔

増 加

とそ れ に

伴 う換 気

亢

進

の モ デルを

作 製す

る に

あ

た

り

適 切 で あっ た と思 わ れ た

。

　

本 研 究で は

，

外

的 死 腔 負

荷

に よ

り

，

VE

が

定 常 状 態

に と ど まっ た

90

％

AT

　wads で extFVL の

右 方偏 位 が 認

め ら れ な かっ たこ と か ら

，

死 腔 増 加

の み による

換 気

の

亢 進

は 右

方 偏 位

に

関

’ ∫

・

し ないこ とが

示

さ れた。 また

．

†

E が

定 常 状 態

と な ら ない

130

_％

AT

　watts に

お

い て

も同様

に

右 方偏 位

は

認

め ら れ な かっ たこ と か ら

，

死 腔

の

増 加

に

運

動 負

荷

による

換 気

亢 進 が

加

わっ て

も右 方 偏 位

は生 じない こ と が

示

さ れ た、

McClaran

ら は

，

高体 力 者 を 対 象

と し て

，

本 研

究 よ

り も多

い

VC

の

約

19

％

に

相 当す

る

lL

の

外

的 死 腔

負 荷

を

行

い

，

漸 増 負 荷 運 動

に お ける extFVL の

変

化

を

検 討

してい る

が

1v

，

　_extFVL の

右 方 偏 位

は

認

め ら れ て い ない

，

さ らに

O

’

_Donnell

_{ら は}

_，

　_extFVL は

測 定

して い ない もの の

，

健 常 男 性

を

対 象

に

FVC

の

約

10

％ に

相 当

す

る

600ml

の

外 的 死 腔 を負 荷

し

，

漸 増 負 荷

運

動

に お け る

吸 気 終 末 肺 気 量 お

よび

呼 気 終 末 肺 気 量

の

変 化 を検 討

し てい る が

，

両 者

の

低

．

ドは

認

め ら れな かっ た としてい る ⊥2）

_、

定 常 負 荷 運 動 を 用

い た

本研 究 も

これ ら

2

つ _{の 先}

_行

_研

_究

_の

結 果 を 攴持 す

る

も

の と

な

っ

た

。 これ ら

2

つ に

加 え

，

外 的

死 腔

を

負 荷

しない

状 態

で はあるが

，

健

常

人では 最 大

負

荷 まで の

漸 増 負 荷 運 動 巾

に_，

吸 気 終 末 肺 気 量

と

呼 気 終 末 肺

気 量 両 者

の

低

下 は

認

め

ら

れ ない

とす

る

報 告

が

多

い こと よ りll）14）17）18）

，

外

的 死 腔 や 運 動

負

荷 に よ る 換 気 尢 進の み で はextFVL は

右 方偏 位

を 牛 じ ない もの と思 わ れ た

。

ま

た

，

外 的

死

腔

の

負 荷

に よ り

，

換 気 亢 進

は 認 め た ものの

_労

作

時

呼

吸 困 難 感の指 標 と して川い た

BorgC

は 有 意 な 増

加

を示 さ

ず

， その

値

も 130％

AT

　watts の

5

分 経

過

時

で

‘

’

や や きつ い

”

か ら

“

きつ い

”

の中 間 程 度 に と ど まっ た

。

労 作 時 呼 吸 困 難 感 は 最 大 換 気 量 に 対 す る 換 気 量の 比で

表

さ れ る

相 対 的 呼

吸

仕 声

量 に よっ て規

定

さ れ る と

す

る と19 ｝

，

130

％

AT

　watts 時 に おい て本 研 究の

対 象 者

は

換 気 予備

能 を 十 分 に 有 してい た もの と 推 測 さ れる

。

CHF

にお け るextFVL

右 方偏 位

の生 理

学 的 背 景

に は

，

換 気 亢 進

以

外

に

胸 郭

・

肺

コ ン プライア ン スや

呼

吸

筋

な ど

換 気 予 備 能

に 関 わ る 要 因の関 与 が

考

え ら れてお

り

s7 ）

，

今 後

は

換 気 予

備 能

の

_{視 点}

よ

り検 討

す る 必

要

が

あ

る と

思

わ れ た。

ま

た

，

本 研

究で

作

成 し た 運

動 時 死 腔 増 加

モ デ ルは

，

心 拍 出 量

が

・

定

と なる

定 常負 荷

運

動 時

に

外 的 死 腔

を

加

える ことに よ っ て

解 剖 学 的死 腔

を

増 加

さ せ たモ デ ル で

あ

る。

し

た

が

っ て

，CHF

患

者

で

指 摘

さ れて い る

低 心 拍 出 状 態

に

伴 う

生 理

学 的

死

腔

の

増 加

1）9｝1ω と

，

牛 理

学 的 背 景

が

厳 密

に

・

致

し

な

い とい

_う点

は

，

本研 究

の

限 界

で

あ

る。

　

CIIF

患 者

で

報 告

さ れ た extFVL

右 方 偏 位

とい

う質 的

異 常

は

労 作 時 呼 吸 困難 感

と 関

連 す

ると さ れる ことか らti）_，

そ

の生

理 学 的背 景

の

検 討

は

労作 時 呼 吸 困 難 感

の

生 殫 学 的

機 序

の

解 明

に

結

びつ

_く

こ と が

期 待

さ れる

。

今 後

は extFVL に よ る

運 動 時 換 気

反

応

の

質 的 評 価 を

，

よ り

多

要

因 を複 合

させ たモデルに て

検 討 す

るこ

と

が

必 要 と

思 わ れ た

。

文

　

献

1）Sullivan



MJ

_，

　IIigginbotham



MB

，

　et α

1

．

；

Illcreased

　

exer

−

　

dse

　ventilation 　

in

　patients　with 　chr〔｝nic　

hcart

　

failure

：

　 intact　ventilat（，ry　control 　

despite



helnodyna

エnic　and 　pLLI

−

　 mollary 　abnormaliries

、

　Circulation　

77

（

3

）；

552

−

559

，

1988

，

2）Buller　NB

，

　Poo1

−

Wi

［son　

PA

：

Mechanism

　of 由 e　

increased

　 ventilatory responsc LOcxercise 　in　patie1ユts　Nvith　chron

−

　

ic

　

heart

　

failure

．

　

Br

　

Hear

τ

J63

_〔

5

｝：

281283

，

1990

．

3）Clark



AL

，

　Poole

−

Wilson



PA

，

　et α

1

、

：

The

　

reEationship

　

bet

．

ween 　ventilation 　and 　carbon 　

dioxidc

　production　

ill

　 patients　with　chronic 　

heart

　

fai

⊥ure

．

　

J

　

Am

　

Coll

　

Cardio1

　

20

〔

6

）：　

1326

　

1332

，

　

1992

．

4

〕

Al

−

Rawas

　

OA

，

　

Carter

　

R

，

　et　al

．

：

VcnUla

しory　and　gas

　 oxchange 　abnormalities 　oll　exercise 　

in

　chronic 　

heart

　

fail

−

　 ure

．

　

Eur

　

Resplr

　

J

　

8

：

2022

．

2028

，

1995

．

5

）

Johnsen

　

BD

，

　

Beck

　

KC

　

．

et α

1

．

：

Pulmonary

　mechanics 　

dur

−

　

ing

　excrcisc 　

in

　patieπ1ts　with 　chronic 　

heart

　

failure

．

　

Eur

　

Respir

　

J

　

l2

_〔

Suppl

　

28

_）：

428S

，

1998

．

6

）

Johnson

　

BD

．

　

Beck

　

KC

．

　etα

1

．

：

Ven

丗 atory　constraints 　dur

・

　

ing

　exercise 　

in

　paticnt

．

s　with　chrenic 　

heart

　

failure

，

　

Chest

NII-Electronic Library Service

376

ge"whthl

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CA,

Balfe

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Airflow

limitation

ancl

breathing

strategy

in

cengestjve heart failurepatients

during

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8)

Jehnson

BD,

"ieisman

IM,

etaL/

Emerging

concepts

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rhe evatuation of ventilatery

limitation

during

exercise.

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9)

Myers

J,

Salleh

A,

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Ventilatery

mechanisms of

cise

intelerance

in

chronic

heart

railure.

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function

and

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Rolc

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Saupe

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Ig)

utmntti1,

l'nlfftaIa

･

de

:

_{ackdieml::4tlentofi5nkdi}

#tw

im

Ree

if

l,:

ee

-"-

6

ern.

,C"ma iJA

tf

i)

_7-V

_{i )f}

10(2)i

243-249,

2005,

<Abstract>

Change

in

Exercise

Tidal

Flow-Volume

Loops

with

Added

Dead

Space

during

Exercise

Kotaro

IWATSU,

RPT

eragram

in

PJrysical

and

Occtrpational

Theropy,

IVdgqya

University

Graduate

School

of

fi4bdicine

Sumio

YAMADA,

PhD,

RPT

AJdgaya

U}tiversity

Graduate

Schoot

of

Medicine

The

purpose of this study was

to

investigate

the

physiological

factor

which contributed

to

the

right shift

in

exercise tidat

ftow-volume

loop

(extFVL}

observed

in

_patients

with chronic

heart

faiLure

by

Johnson

BD.

Eight

healthy

volunteers

in

our college underwent

two-step

constant

load

exercise which was composed of

90

and

130%

work

load

of anerobic

threshold

under

the

fo11owing

two

conditions,

in

randomized order:

1)

controL and

2)

added

dead

space of

400ml.

We

compared extFVLs

between

these two conditions,

The

ratio of ventilatory

dead

space to tidal volume

during

exercise was significantly

jncreased

by

adding

dead

space.

As

a result, extFVLs expanded with an

increase

in

end-inspiratory

lung

volume,

but

it

did

not take on the right shift,

This

indicates

that

only

the

increase

in

dead

space

dose

not contribute to the right shift

in

extFV'L observed

in

patients with chronic

heart

failure.

Future

investigation

will

be

necessary to examine other contributing

facLors.