理 学療 法学 第
24
巻第7
弓’ 389〜393
頁 (1997
年)報 告
重
症
心
身 障害 児
・
者
への
呼吸
に
対
す
る
運
動 療 法
が
脳
血
液 流
量
へ与
え
る
影 響
*金 子 断 行
1)平 野
悟
2)高 嶋 幸 男
3) 要旨
重 症心
身障害
児・者
に対
し,
呼吸へ の運動療
法を遂行
して,脳
血液 流県 に7
え る影響
を検 討 し,
脳の活 動 性を推 考し た.
対 象は大 島分 類1
の重 症 心 身 障 害 児・
者6
例,
平 均 年 齢は16.
5 歳
(6〜25
歳 )である。 運 動 療 法 前・
中
・
後に連 続 的に脳 循 環 動 態 と呼 吸 代謝
を 測 定 し,3
区聞におい て比 較し た。結
果 的に対象
に よ り ば らつ き を 認めた が,6
例 中 4
例におい て運 動 療 法 前に比べ , 運 動 療 法 中と後に脳 内 酸 化ヘ モ グロ ビ ン と総ヘ モ グロ ビ ンが有 意に増 加 す る反 応パ ター
ンを認めた。 1呼吸代謝におい て もば らつ きを認め全6
例に3
区間
で著
変 したパ ラ メー
タ は な かっ た。
但 し2
例において 運 動 療 法 前に比べ,
運 動 療 法 後の分時
酸素
消費
量が低 ド
す る傾向
が あっ た。臨床
評価
で は, 運動療
法後
に全身
が リラッ クス する反 応が み られ た。 キー
ワー
ド 重 症 心 身 障 害 児 (者 ),
呼 吸,
脳 血 液 流 量 目 的重 症 心
身障害
児・
者(
以下 重 症 児)
の 死 因は呼
吸 器系
が多
い た め, その管
理 は最重要
課 題であ る1)。 筆 者 等は重 症 児に対し,
全 身 的 治 療の一
環 として の呼
吸 訓 練を紹介
して きた2−
4)。臨床
的に弔 症 児は呼
吸機能
を改善
す るこ とで, * Effectof Respirutory Treatmemt on Cerebra且Blood Flow ln Children with Scvcrc Motor and Intellectual
Disabiliしies
1) 国 立 精 神 神 経セ ン タ
ー
武 蔵病 院〔〒 L87 東京都小平「「遡丶川東町4
−
1−
1)Taしsuyuki Kaneko
,
RPT,
MSc :National Conter Hospi−
tal for Mental Nervou $ and Muscular Diserders (NCNP )
2) 緑 成 会 整 育 園
Satoru HiranQ
,
MD /Ryokuseikai Seiikuen3) 国L
’
f,
精 神 神 経セ ン タ…
神経 研 究 所Sachio Takashima
,
M】〕: National lnstjtute of Neuroscicnce,
Natヱonal Ccnter of Neurology arld Psy・
chiatry (受付R1996 年 12月19 口 〆受士里口 19 97年9月 8目 ) 全
身
が リ ラ ッ ク ス した安 楽状
態と な り表 情 も豊か と な る5)6)。
身 体 外か らの 刺 激に よ る全 身 状 態の改善
は, 脳 内 活動
の改善
を表 現 して い る もの であ り, その時点
で脳 活動
が何ら かの変
化を起
こ して いること が期 待で きる7 )。近
年
波 長700 − 3000nm
の近赤外線分
光測定装
置 (
以下 NIRS )
に て局所
脳 血 液騒の情報
を リァ ル タ イ ム で連続
的に得ること が可 能と な っ た。NIRS
は半 導 体 レー
ザを 光 源 と して その光の 吸 光 度よ り単位脳
組織
内に含
ま れ る酸化
ヘ モ グロ ビン (以 下HbO2
) 量 と還 元 ヘ モ グ ロ ビ ン (以 下HbR
) 量の変 化 を 測 定できる。 測 定されて い る 脳 組 織 内のヘ マ ト ク リッ ト値が一
定である限 り,
HbOz
とHbR
の 和は その 時 点の 大 脳 皮 質 表 層の 局 所 脳 血 液 流量 と相 関 する8)。
た だ し生体
で は真
の光路長
を 求め るこ と がで きない ため, こ こで得
られ る値
は絶対値
で は な く相対値
であ る。 脳の活
動状
態が変 化す ると脳 血 液 流 量 も変 化 するた あ,
Japanese Physical Therapy Association
NII-Electronic Library Service Japanese Physloal Therapy Assoolatlon
390 理学 療 法学 第
24
巻第 7号 近 赤 外 線は脳 活 動 評 価 として重 症脳
疾 患 患者
の 脳循
環モ ニ ター
9−
11)と して使 用さ れ始めた 。重症
児に とっ て呼 吸 機 能を改 善 する こ とは,脳
の 活 動 性に影 響 を 及ぼ して い ると考
え ら れ,脳 内
ヘ モ グロ ビン の変化
量 な ど を リアル タイム に測 定 することで脳 循 環 動 態を把 握 し,
脳の活 動 性 を推 考で きる12)13)。 重症 児に対 する呼
吸へ の運動療法
が脳活動
へ与
え る影響
を脳 血 液 流 量を指 標と して検討
し た報告
はさ れて い ない。 今 回 我々は重 症 児 の 呼 吸 機 能に 対 し運 動 療 法 を実施
し, その刺激
が 脳内
ヘ モ グロ ビン の変 化 量へ与える影 響を検 討 し て,
脳の活 動 性 を脳 血 液 流 量に て推 考 するこ と を目
的と し た研究
を行
っ た。 対 象当院
入院 中
で あ る大 島 分 類1
の 重 症 児10
例(
男6
例,
女4
例 ) の内, 全身性
の緊張性
パ ター
ン等で測 定 継 続 不能
と なっ た4 例
を除外
し た6
例
(
男
5
例, 女
1
例)
を対象
と し た。6
例の’
ド均 年 齢は16.
5
歳 (6 〜 25
歳 )であっ た。 主な診断名
は6
例
とも脳性麻痺
で , 基本的姿勢
緊 張によ る分 類14)は痙 直 型四肢 麻 痺だっ た。 方法
脳
循
環動 態
の 測 定 は近 赤 外 線 分 光 測 定 装 置 (NIRS
浜 松ホ トニ クス社 製,NIR
〔)一
一
500
)
を用 いた。 照射
及 び受光
オ プ トー
ドを対象
の左前 額 部 に3
.
5 〜 4.
Ocm
の 間 隔で 両 面 粘 着テー
プ と 蝉性
包帯
で装着
し, 脳内 HbO2
とHbR
お よ びHbO2
とHbR
の総 和
で あ る総 ヘ モ グ ロ ビ ン (以 下HbT )
鼠 (mol /1
)を安 静時
を基準値
として サ ン プ リン グタイム30 秒
で連続
的に測定
し た 。HbT
量は脳ll
旺液 流 量の指標
と して用いるこ と が可 能で あ る。 オ プ トー
ドを 左 前 額 部に置い て い るた め,
左 前 頭 葉 皮 質 表 層の局 所 脳I
!l
腋 流 量の情 報 を得る こと がで きる。呼 吸 代 謝の 測 定はテ レ メ トリ
ー
式 呼 吸代謝測
定 装 置(
COSMED
社製 K2 )
を用い た。 対 象に フェ イス マ ス クを装 着さ せ,
空 気 漏れのないよう に頭 部か らベ ル ト で固 定し た 。 呼 気ガス と呼 気 流 量 を取 り入れ,分 時 換 気 量 (▽E
),
分 時 酸素
消費
量 (▽02
),呼
吸数 (
RF )
,換気効率 (
換 気 量 /酸 素消費
量EQO2 )
, 心拍 数 (HR
)をサ ン プ 1丿ングタ イム30 秒
で脳 循 環と同期
さ せ連続 的
に計
測を し た。 さらに足 指ま た は手
指よ りパ ル ス オ キ シ メー
タ(ネル コ ア
社製
N
−
180
)
で,
動 脈 血 酸 素 飽 和度 (
SpO2
)
を測 定 した。以 上の装 置 を
対象
に装着
し た状態
の背
臥 位で安静保持
さ せ た。 その状
態の ま まで測 定 を 開 始 した。10 〜 15
分 経 過 した後
,測定
を続
けなが ら, 呼 吸 へ の運 動 療 法 を10 〜 15 分
間実施
し た 。 再び10
〜
15
分安静
を保
ち同 様に測 定 した。
こ れ らを 運 動 療 法 前・
中・
後の 三 区間
と し た。NIRS
の オ プ トー
ド は体 位 変 換 や 緊 張 性の後 弓 反 張な どで は雑 音が混 入 するの で,
全測
定は背臥
位で実 施 し た。 装 着 装 置が多 く長 時 間の 測 定にな ると対 象に過度
なス トレ ス を与え緊 張 性パ ター
ンを増
悪さ せ る ゆ え,
全 測 定時間
は30 〜
40分
と規定
し た。実験
は音刺
激を除 去 し た室 温20
°〜 25
℃ の静
寂な部 屋で行っ た。 室 温は呼 吸代謝
に直接影響
す るの で厳密
に管
理 し た。運 動 療 法 :は じめに全 身の 姿 勢 緊 張 を 整えっ っ , 胸 郭の可 動 性を改 善 し胸
式呼
吸 を促
し た。 肋 骨の 挙 上,
ド制 運 動 を 呼気
を介助
する こ とで誘
導 し,
呼 吸と全身状態
が安楽
にな る ような運 動 療 法 を実 施し た。
運 動 療 法の時 間は,
全測
定時間
との 関係
で10 〜 15 分
と な ら ざ る を え な かっ た。臨床 症 状 評 価 :全 身の安 楽 状 態 を 運 動 療 法
前
後 におい て表情
よ り評価
し た。 デー
タ処理 :脳 循 環 と呼 吸 代 謝の デー
タをパー
ソ ナル コ ン ピュー
タ に と りこみ,
運動療法前
・
中
・
後の3
区 間にお いてWilcoxon
検 定で 統計学
的 に上匕較 した。 結 果全 症
例
の脳循
環と呼 吸 代 謝の各 区 間に おける平 均 値を表1
に示 す。 脳 循 環 動 態で は症 例1,2,3,5
の4
例において運 動療
法前
に比べ , 連動療法 中
と 後のHbO2
とHbT
が有
意に増
加 する反 応パ ター
N工 工一
Eleotronlo Llbrary重症 心身 障害児
・
者へ の呼吸に対する連 動療法が脳 血液流景へ 与える影 響 ンを 認め た(
p
<0,
05
)。
典 型 的な反 応パ ター
ン を 呈 し た症例
5
の結
果を図1
に示 す。症
例3
, 6
の2
例は,
運 動 療 法 前・
中・
後を通じて有 意な変391
化
は な か っ た。呼 吸 代 謝は そ れぞれに ば らっ きを 認め
6 例
を通 じて,
顕 著な変 化 を 認めたパ ラ メー
タ は な かっ た。 表1
呼吸へ の運動擦法 騎・
中・
後の三区 闇に お け る各 変 数の変 化鵬
蜘
踏
〃HbT
SpO2
HR
μ mol /’ % bpmVERF
l/m t/m膾
・Q
・、 症 例1 運 動 療 法 前 [P
6
歳 男 後O.
35
− 0.
75↑
1,
35 0,
00
↑
3.
85
全
0.
70
一
一
〇、
30
↑
ユ.
45
↑ 4.
55
96.
2597
.
7098
.
2096
.
OO96
.
009
:3.
00
141 5.
25
ユ17
4.
34
142
3.
95
35
.
100.
24
33
.
49↓
0
.
1526,
55
↓
0,
1521.
41
♂
↑29.
97129
,
151fi
’
,/t
歹II2
8
歳 男 症例3
運動 療 法1’lfI rt』
] 後 運動 療 法 前 中 後4.
10
0.
40
4.
70
↑
4.
50
0
.
75
↑
5
ユ5
t
22,
3D
↑
6.
00↑
28
.
GO
119136136
7.
00
31,
30
0,
23
6.
35
32,
25
0、
24
5.
20
27
.
70↓
0、
1830.
3e28
,
8029
.
50
14
歳 男0.
35
−
〔}.
75
↑
3
.
300.
60↑
3
.
80
0
ユ9
一
〇,
30
↑
4.
ool3.
75
96,
25 工06
98.
ID 9195.
65
118
3.
le
21.
35
3.
94 26.
122.
80
20.
60
0.
Q60
.
100、
07
45.
1037
,
9936.
84
症 例4
21歳 男 運 動 療 法 前 II] 後3502
.
150AO一
〇.
/5
−
O.
85
0,
9G3.
35
95,
25 /04
1.
25 97.
30 116 0.
00
96、
80
1038,
35
32.
85
0.
24
9.
OO
3L40
027
8.
40 31.
20 0.
25 症 例5
25
歳 男 運動 療 法 前1
’
11T
l
後
1
1.
OO4
.
655
.
2e
1,
051
,
20
1
1.
2
。1
2,
005
.
956
,
20
98.
90
67
99.
00
65
98.
20
69
4.
5
/10.
00
0、
153
.
68
9
.
490
.
10 4.
48
9.
99
0.
1ユ34、
3731
,
8433
.
1030.
6936
,
3441
.
14 症 例625
歳女 運 動 療 法 前 中 後 1.
50− 2、
15
− 3.
60
一
一
〇.
60.
−1.
45
−−0.
05
一
一
2.
50− 3、
50
− 3,
50
94.
2
〔} 11492.
QO
122
89.
80
122
4.
30 17.
906.
27
31.
44
5.
22
26.
39
0.
120.
ユ80
.
13
32.
7136
.
1240
.
02
数 値は各 区 聞の平 均 佃.
↑
有意増!」LI(P<O.
05)、
;la
’
意 低一
1
・(Pく0,
。5).
(μmol!D
IO 前 中 後霊
5 工
、
%
モ
02
+ HbO
、
工一
ムー
HbR−
5−
eHbT → ●
−
SpQ 十 HR 100 0aる
80 (%,
bpm
)i
60 05
1015
20 25 30 (min ) 図1
呼 吸へ の運動療 法によ る各 変数の経時的変化 (症例5) HbO2 :酸化ヘ モ グロ ビン暈.
HbR :環 元ヘ モグロ ビ ン量,
HbT :総ヘ モ グロ ビン鼠,
SpO2 :動脈1「IL酸 素飽和 度,
臼R :心 拍 数.
HbO2 と HbT は運 動 療 法 煎に比べ,
運 動 療 法il1と後が有意に増 加す る反 応パ ター
ンを認め た が,
HbR は 3区 間で有 意な変 化 パ ター
ンを認め な か一
・
た.
HR とSpO2は,
3区 間で有 意 な 変 化 を認め な かっ た.
Japanese Physical Therapy Association
NII-Electronic Library Service Japanese Physioal Therapy Assooiation
392 理学療 法学 第24巻 第7号 但し症 例
1
と2
におい て ,運
動療法後
の ▽02
が 低 ドする傾 向があっ た。SpO2
におい て全6
例 を 通 じて3
区 間に有
意な 変 化は なかっ た。臨床
評価
におい て令6
例は運 動 療 法 前に比べ 運 動 療 法 後が表 情に豊か さ が み ら れ, 全身
が リラッ クス した安楽状
態と な っ てい た。 考 察全
6
例 中4
例の運動 療 法 中
と後
のHbO2
とHbT
の増
加は,
左前 頭 葉 皮 質 表 層の局 所 脳 血 液 流 量の増 加 を 示 している。 これ は その時点
に おけ る前頭葉活動
の変化
を意味
して い る。 我々 は重 症 児に対 し,
胸 郭 を介 助 する運 動 療 法 を実施
して安
楽
な全身状
態へ と導
い た。 その 結 果 脳li
[1
液 流 量は 増 加 し脳活動
に何
ら かの変化
をみ た とい え る。 こ れ は,
運 動 療 法が脳 組 織に酸 素が供 給さ れ たこ と に伴な う脳
血 液 流 量 増加
に寄与
し,
脳の活 動 性に影響
を与
えて い る と推察
でき る。重 症 児の呼 吸へ の運 動
療
法は, 発 達学的
治療観
点
3)か ら,本来
一
定時
間 以上腹 臥 位 や 坐 位 姿 勢 等 を考慮
し包 括 的に遂 行 する こ とが効 果 的で あ る5)。 しか し実 験 環 境に よ る治 療時間
と治療姿勢
の制約
にて,本来
の効
果が得に くかっ た影 響が,
脳 内ヘ モ グロ ビン量や呼 吸 代 謝の結 果にばらっ きを 認め る要 囚であっ た と考
え ら れ る。 ま た呼 吸代 謝を改善
さ せ る姿 勢は症 例によ り特 定 さ れ ず6)背 臥 位 と い う実 験 姿 勢に よ る影 響 も考え られる。重 症 児の
呼
吸へ の援助
は, 呼 吸 代 謝やSpO2
に顕著
な改善
を 認めな く と も,
臨 床 症 状の改 善と と もに脳「臼
腋 流鼠増 加に寄 与し,
脳の 活 動 性に影 響 を 与え る と示 唆さ れ た。 文 献1
) 有馬正高: これ か らの重 症 心 身 障 害研究.
重 症 心 身障害研究会 誌正9
(2
}:13.
−22,
1994.
2) 占澤 正道 :呼吸 訓練,
五味 重 春 (編 ) 「脳 性 麻 痺,
第2
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1
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3
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上翌学 療 法学21
(2
): 128・
131,
1994.
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占澤 正 道 :重 症脳 損傷児 の呼 吸 訓 練.
理学 療 法’
}
}乏21
(3): 208−
212,
1994.
5
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理学療重去学 19(D
: 7〔}− 82,
1992.
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理学 療 法 学 15 : 197−
20e,
1988.
7) 久 保 田 競 (編 ):脳一
可塑性 研究の進歩,
朝 倉 書 店,
東 京,
1990,
pp 1−34.
8
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−一
近 赤外光に よ る脳 循環 動 態の 測 定.
神経進歩 40(4);589594,
1996.
9)
Jobsis
FF :Norl−
invasive nearinfrared
monitor−
ing
of cellular oxygen sufficiency in vivo.
Adu
Exp
Med
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lgl
:833
842,
1986.
10)Williams
IM
:Light−
reflective cerebral 〔〕x−
ilnetry
andjugular
bulb venous oxygen satu−
ration
during
carotid endarterectomy,
BrJ
Surg 81:1291
−
1295,
1994.
11)Edwards AD
,
WyattJS
:Cotside
measurementof
Cerebral
blood
flow
in ill newborninfants
by rlear infrared spectr 〔〕scopy
.
Lancetii
:770−
77正, 1988
.
12) 卜野 俊 昭
・
吉 本 智 信・
他 :脳 循 環 動 態の連 続 的 解 析方 法 脳 循 環 代 謝 5 :146,
⊥993.
13
)Toshinori
K ,
Takashima
S;Human visual cor−
tical function
during
photic stimulationmonitoring by means of near
−infrared
spectros−
copy
.
J
Cerelo
Blood Flow Metab l3:516−
520,
工993
,
14)
Bobath
B;Abnormal Pestural ReflexActivity
Caused
by
Brain
Damage.
3rd ed,
Heinemann
Physiotherapy,1988,
pp10
・
25,
difiJ"nveZva
・
Ktxo"VELbkai
*t-e-
ig
mabl&illbs'Mk,E[tuethS・x5-k.
6
te\
393
<Abstract>
Effect
ofRespiratory
Treatmemt
onCerebral
Blood
Flow
in
Children
withSevere
Motor
and
Intellectual
Disabilities
Tatsuyuki
KANEKO,
RPT,
MSc
IVational
Center
Hbspitat
for
Mentat
AJeroous
andMuscular
Disotders
Satoru
HIRANO,
MD
Ryokuseileai
Seiihuen
Sachio
TAKASHIMA,
MD
Aidtional
institute
of
IVeuroscience,
IVational
Center
of
IVeurology
andRsychiat7:v
In
the treatment of children with sevcre motor andintellectual
disabilities,
re-spiratory movement therapy wasgiven,
the
effects onthe
cerebralblood
flow
wereexamined, and
brain
activity was studied. The subjects were six children withGrade
I
ofOshima's
classification.Their
mean age was16,5
years(6--.25
years).Before,
during
and after movement therapy, cerebral circulatorydynamic
andrespir-atory metabolism were continuously measured, and
the
data
were compared amongthe
three
periods.
Although
the
data
varieddepending
on subjects,four
ofthe
six subjects showed a responsepattern
in
whichthe
oxygenatedhemoglobin
andtotal
hemoglobin
levels
significantlyincreased
during
and after movementtherapy
com-pared
withbefore
therapy.
With
respectto
respiratory metabolisrn as well,the
data
showed variations, andthere
were no parameters showing marked changes amongthe
three
periodsin
any ofthe
six subjects.In
two
subjects,however,
oxygen con-sumptionper
rninute after movement therapy tendedto
decrease
compared withbefore
therapy.These
results suggest thepossibility
that movement therapycon-tributes