頭低位における頭頸部保護具の体圧と
ずれに対する有効性の検討
Examination of the Effectiveness for Body Pressure and Shear
Forces of the Protective Gear in the Trendelenburg Position
杉田 俊江
1），千明 和矢
2），伊藤 安海
3），櫻本 かおり
1），三井 広
4），金丸 明美
1）SUGITA Toshie, CHIGIRA Kazuya, ITO Yasumi, SAKURAMOTO Kaori, MITSUI Hiroshi, KANAMARU Akemi
要 旨
【目的】頭低位手術に，体圧分散マットで両肩と頭頸部を覆い体位支持器で固定した頭頸部保護具の使用が， 健康な成人男性において，背部の体圧，ずれ（ずれ力・ずれ量）を，低減するかを検証する。 【方法】仰臥位から頭低位保持後 2 分間における背部の体圧分布測定，皮膚ひずみ測定によるずれ力測定，動 画解析によるずれ量測定を行った。 【結果・考察】頭頸部保護具使用の有無で比較した結果，使用の有無により体圧分布に明らかな差は見られな かった。保護具使用では，皮膚ひずみにおいて明らかな差は見られなかったものの，ずれ量は，頭低位保持 後 2 分間において，腰t（7）＝ 3.82，p ＜ 0.01，第 5 肋間 t（7）＝ 4.0，p ＜ 0.01，肩 t（7）＝ 3.54，p=0.01，頭 t（7） ＝ 4.81，p ＜ 0.01 であり，頭部から体幹の 4 か所すべてにおいて移動量が少ない傾向にあった。このことから， 頭頸部保護具の使用がずれを低減することが示唆された。 キーワード 頭低位，頭頸部保護具，体圧，ずれ力，皮膚ひずみKey Words Trendelenburg Position, Protective Gear, Body Pressure, Shear Forces, Skin Strain
受理日：2019 年 7 月 23 日
1） 山梨大学医学部附属病院看護部：University of Yamanashi Hospital, Nursing Department
2） 山梨大学大学院医工農学総合教育部：Integrated Graduate School of Medicine, Engineering, and Agriculturural Sciences University of Yamanashi
3） 山梨大学工学部機械工学科：University of Yamanashi, Department of Mechanical Engineering
4） 山梨大学医学部皮膚科学講座：University of Yamanashi, Department of Dermatology
Ⅰ．はじめに
超高齢化社会を背景に，外科的治療はより低侵襲外科 治療へと発展1）している。その代表として，ロボット支 援手術や内視鏡下外科手術がある。手術野を直視下にお かず，モニターを通して行うこれらの手術は，重力を利 用して剥離操作を容易にするため，従来の外科手術では 見られない特殊体位の保持が求められるようになった。 頭低位のような手術時の特殊体位は，手術手技を完遂す る上で重要な位置づけにある。 手術患者の多くは麻酔による意識のない状態の中，長 時間の同一体位を余儀なくされる。 手術時の主な体位には，仰臥位・側臥位・腹臥位・載 石位などがあり，いずれも手術中の体位変換や除圧が困 難であるため，局所の圧迫創やコンパートメント症候群 などを発生するリスクがある。これらの手術体位保持に 関連する創傷や障害を起こさないことは，患者の回復や 社会復帰に大きな影響を及ぼすため，手術中の体圧分散 やずれを起こさない体位固定が求められる。 先行研究2）3）4）から，日本国内の頭低位における体位固 定具は，マジックベッドやハグユーバック等の陰圧 式固定具とソフトナースやフリーシーシーツ，ピュ アフィックス等の体圧分散マットの併用が多いことが 明らかとなっている。 実際に意識下で頭低位 30 度を保持してみると，重力 により頭部および体幹が頭側へ強く牽引される感覚と同 時に不安定さを感じる。そこで，当施設では，ロボット 支援手術や内視鏡手術における頭低位保持を開始した 際，体幹のずれ防止と頭頸部の安定性の確保を目的に， 独自に作成した頭頸部保護具の使用を開始した。これは， 肩～頭頸部～肩までを 1 枚の帯状の体圧分散マットで U 字型に覆い，その上から肩部のみを体位支持器で固定す るオリジナルな方法である。頭頸部保護具の使用は，シミュレーション時の体験者 の主観で使用している現状であり，実際に独自作成の頭 頸部保護具が頭低位における体幹のずれと頭頸部の安定 性に対する効果の程度を客観的に評価していない。そこ で，頭頸部保護具の使用が，背部の体圧，ずれ（ずれ力・ ずれ量）を低減するかを検証する。この効果を明らかに することは，ロボット支援手術や内視鏡下外科手術にお ける頭低位保持の患者の安全や安楽を高める上で有益で あると考えた。
Ⅱ．研究目的
頭低位手術に，体圧分散マットで両肩と頭頸部を覆い 体位支持器で固定した頭頸部保護具の使用が，健康な成 人男性において，背部の体圧，ずれ（ずれ力・ずれ量）を， 低減するかを検証する。Ⅲ．方法
1． 対象 20 歳以上 50 歳未満の基礎疾患のない成人男性で，研 究協力への同意が得られた者とした。背部素肌に皮膚ひ ずみゲージを貼付することに伴うプライバシー配慮のた め男性に限定した。なお，現在治療中の疾患がある者， 過去に眼圧の上昇，脊柱管異常の指摘を受けたことがあ る者は除外した。 2． データ収集期間 2018 年 7 月 23 日～ 11 月 22 日 3． 頭低位保持方法 実際の手術場面で使用することが多い，レビテーター を用いた開脚位による頭低位を採用した。手術台は，ド イツトゥルンプ社の Trusystem7000 で，手術台の傾斜 は，内蔵の角度調整機能を使用した。 【頭低位】①仰臥位で手術台へ臥床する。 ② 両下肢をレビテーターに乗せ固定して開脚 位を保持する。 ③両側上肢は体幹へ自然に沿わせる。 【頭低位保護具を使用した頭低位】 ①～③実施 ④ 1 枚の細長い体圧分散マット（ソフトナース） で肩から頭頸部を U 字型に覆ったのち，肩 部のみを支持器で固定する。 ⑤ 肩と体圧分散マットと支持器の間はそれぞれ 隙間がない状態で固定する。 4． 測定用具と測定方法（図 1） 1） 研究対象者の特性 年齢・身長・体重については研究対象者自身が記載し， Body Mass Index (BMI) については，研究者が算定した。 2） 体圧測定 体圧測定は，住友理工株式会社製 SR ソフトビジョン SVZB1A1BQ を用いて，頭部から臀部にかけての体圧分 測定用具 実験手順 体圧分布測定器 皮膚ひずみゲージと記録装置 ひずみ測定箇所 動画解析による移動距離測定 頭頸部保護具使用の頭低位30度の様子 問診・バイタル測定 体圧分布測定 保 護 具 な し 頭 低 位 ２ 分 保 護 具 あ り 頭 低 位 ２ 分 保 護 具 あ り 頭 低 位 ２ 分 保 護 具 な し 頭 低 位 ２ 分 休息 皮膚ひずみ測定 移動量測定 バイタル測定 図 1 測定用具と実験手順布測定を行った。測定範囲は 1090×1050 ㎜で計測ポイン トは 800 か所，圧力測定範囲は 15 ～ 100mmHg で，測定 した値を色で表示できるビューアソフトを用いて可視化 した。最初に仰臥位における頭部から臀部までの体圧分 布測定を行い，頭頸部保護具を使用しない頭低位，頭頸 部保護具を使用した頭低位の体圧分布測定の順で行った。 3） ずれ力測定－皮膚ひずみ測定 ずれ力（力，単位 N）とは，対象とする物体に加わって いる力を示すが，ここでは，頭低位保持時の動的外力を 測定する用具として，ひずみゲージを用いた皮膚ひずみ 測定法を採用した。皮膚ひずみ測定は，山梨大学工学部 機械工学科伊藤らの，皮膚とひずみゲージの間に減歪材 を接合材として用いた皮膚ひずみゲージ（東京測器株式 会社製ひずみゲージ FRA-2-23-3LJB）による皮膚ひずみ 測定法5）を用いた。 皮膚ひずみゲージを，背部の両腋窩線と左右各々の肩 甲骨隆起との交点 2 か所および左右の腸骨稜の最高点を 結んだヤコビー線の中心部 1 か所の合計 3 か所に貼付し た。計測結果からロゼット解析を用いて，主ひずみの大 きさを算出した。 4） ずれ量測定－動画解析による移動距離測定 ずれ量として移動距離測定のため，ターゲットマー カーを使用した仰臥位から頭低位保持までの動画撮影 を，皮膚ひずみ測定と同時に行った。腸骨部・第 5 肋間・ 肩峰部・側頭部の合計 4 か所にターゲットマーカーを貼 付し，仰臥位から頭低位 30 度保持後 2 分間の動画をデ ジタルカメラ（Canon IXY130）で撮影した。得られた画 像データは動画解析ソフト（MoviasPro ver.6.1）を用い， 物質的な移動距離を算出した。 5． データ収集方法 測定開始前に，研究対象者のバイタルサインズとして， 血圧・脈拍・呼吸数・経皮的動脈血酸素飽和度を測定し， 正常範囲からの逸脱がないことを確認した。 頭低位保持時には，研究対象者の気分不良や体調異変 に注意し，10 度傾斜する毎に異常の有無を確認しなが ら 30 度まで傾斜した。測定に伴う頭低位の保持時間は， 30 度に到達後から最大で 2 分間とした。頭低位保持を 行った後にはその都度手術ベッドから起き上がり，体の 位置の補正を行ったのちに次の測定を行った。1 名の対 象者に対し、体圧分布測定および皮膚ひずみ測定・移動 距離測定は，1 回のみの測定とした。 6． データ分析方法 研究対象者の属性は記述統計を，頭頸部保護具の有無 による皮膚ひずみと移動距離は，Shapiro-wilk 検定によ り正規分布に従うことを確認した上で，対応のある t 検 定（両側検定）により比較した。統計ソフトは IBM SPSS を使用し，有意水準は 5% とした。 7． 倫理的配慮 本研究は，山梨大学医学部倫理委員会の承認を得て 行った（倫理委員会承認番号 1814）。インフォームドコ ンセントは，研究対象者に研究の趣旨や方法，参加の自 由，個人情報の守秘，結果の公開方法などについて，文 書及び口頭による十分な説明を行い，研究対象者の自由 意思による同意を文書で得た。
Ⅳ．結果
1． 対象者の特性 対象者の特性について，表１に示す。 表 1 対象者の特性 ｎ＝ 8 対象者 年齢 身長（m） 体重（㎏） BMI 1 24 1.67 65 23.3 2 23 1.73 62 20.7 3 22 1.70 70 24.2 4 23 1.75 70 22.9 5 24 1.80 59 18.2 6 34 1.67 65 23.3 7 27 1.68 61 21.6 8 25 1.60 65 25.4 2． 体圧分布 対象者の中で最も平均的な BMI である対象者 4 の体 圧分布結果を示す（図 2）。 仰臥位における体圧分布より，腰部仙骨部で圧力が大 きいことがわかる。仰臥位から頭低位 30 度へ傾斜した 後，体圧分布は明らかな変化を認めなかった。また，体 圧分布において，頭頸部保護具の有無による比較におい ても明らかな変化は認めなかった。これは，他の対象者 においても，同様の結果であった。 3． 皮膚ひずみ 対象者 8 名の左右の肩甲骨部と仙骨部の合計 3 か所に おける皮膚ひずみ測定値の平均を，頭頸部保護具の有無 により比較した（図 3）。最大主ひずみとは引張方向のひ ずみを，最小主ひずみは圧縮方向のひずみを示している。 最大主ひずみの平均値の差は，左肩甲骨部t（7）＝ 0.97， p ＝ 0.37，右肩甲骨部 t（7）＝ 0.24，p ＝ 0.82，仙骨部 t（7） ＝ 1.54，p ＝ 0.17 であり，いずれにおいても有意差は認 められなかった。また，最小主ひずみにおいても同様の 検定を行ったところ，左肩甲骨部t（7）＝ 0.26，p ＝ 0.98， 右肩甲骨部t（7）＝ 0.11，p ＝ 0.92，仙骨部 t（7）＝ 2.22， p ＝ 0.06 で，いずれにおいても有意差は認められなかっ た。 図 2 対象者 4 における体圧分布測定図4． 動画解析による移動距離 動画解析により得られた対象者 8 名の腰（腸骨部）・第 5 肋間・肩（肩峰部）・頭（側頭部）の 4 か所における移動 量（mm）を，頭頸部保護具の有無により比較した（図 4）。 まず仰臥位から頭低位 30 度保持までの 4 か所それぞ れの移動量において，頭頸部保護具の有無により有意水 準 5％で対応のある t 検定（両側検定）を行った。その結果， 腰t（6）＝ 2.9，p=0.03，第 5 肋間 t（6）＝ 1.15，p=0.3，肩 t （6）＝ 3.3，p=0.02，頭 t（5）＝ 2.91，p=0.04 であり，腰・肩・ 頭において，有意差を認めた。また，頭低位保持後から 2 分間経過までの移動量の平均を頭頸部保護具の有無に より比較した結果においては，腰t（7）＝ 3.82，p ＜ 0.01， 第 5 肋間t（7）＝ 4.0，p ＜ 0.01，肩 t（7）＝ 3.54，p=0.01， 頭t（7）＝ 4.81，p ＜ 0.01 であり，すべての部位において， 有意差を認めた。
Ⅴ．考察
1． 頭頸部保護具の体圧分散に対する有効性 体圧分布測定結果から，頭頸部保護具の有無による明 らかな差は見られず，頭低位 30 度における頭頸部保護 具 の 使 用 に 対 し， 体 圧 分 散 の 効 果 は 認 め な か っ た。 National Pressure Ulcer Advisory Panel（NPUAP）は定 義する圧再配分の 3 つの機能，すなわち，沈める・包む・ 経時的な接触部分の変化により，接触領域に加わる圧を 低くすることができるが，沈み込む機能は体圧分散用具 を構成する素材の圧縮特性と寸法（厚み）に依存する6）と している。頭低位時に頭側へかかる重力を十分に分散さ せるためには，頭頸部保護具の素材や厚さの検討の必要 性があると考える。 2． 頭頸部保護具のずれに対する有効性 皮膚ひずみ測定結果より，頭低位保持時の頭頸部保護 具の有無による明らかな差は，ほとんど認めなかった。 一方，ターゲットマーカーを使用した動画解析による移 動距離測定によって得られた移動量の平均の比較におい ては，頭頸部保護具の使用に有意差を認める結果であっ た。このことから，頭頸部保護具使用により，頭低位に おける人体のずれ量を低減させる可能性が示唆された。 褥瘡発生のメカニズムとして，外力（圧力＋ずれ力）によ る①阻血性障害②再灌流障害③リンパ系機能障害④細 胞・組織の機械的変形が複合的に関与するものと考えら れており，軟部組織にかかる外力は，ベクトルの方向に よって圧力とずれ力の要素に分解される7）。頭頸部保護 具の使用によりずれ力の構成要素であるずれ量の低減が 確認できたことで，組織障害の防止につながる可能性が 示唆された。 図 3 平均皮膚ひずみと個人差 （ｎ＝ 8） 棒グラフは被験者8名の平均のひずみ量を示し，エラーバーは最大値と最小値の幅を示している。 最大主ひずみ 左肩甲骨 右肩甲骨 仙骨 0.4 0.3 0.2 0.1 0 頭頸部保護具なし 頭頸部保護具あり 最小主ひずみ 左肩甲骨 右肩甲骨 仙骨 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 頭頸部保護具なし 頭頸部保護具あり 図 2 対象者 4 における体圧分布測定図 （上段：仰臥位 下段：頭低位 30 度） 体圧色分布（mmHg） ・頭頸部保護具なし ・頭頸部保護具ありにおける頭低位時の褥瘡予防への取り組み．日本手術看護学会 誌，10（2）：127. 5） 西尾康弘，伊藤安海，他（2016）脊椎手術時に顔面で発生する褥 瘡の力学的予防法の提案－ひずみゲージを用いた皮膚ひずみ測 定法によるアプローチ．第 47 回応力・ひずみシンポジウム講 演論文集，67-72． 6） 一般社団法人日本褥瘡学会編集（2012）褥瘡ガイドブック第 2 版．照林社，東京，159-160． 7） 前掲 6），18-19．
