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慢性閉塞性肺疾患患者における運動筋酸素消費の特徴

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埋学 療 法 学   第

33

巻 第

5

号  

296

3D2

貞 〔

2006

年 )

症 例 研 究

慢 性 閉

性 肺 疾患 患 者

に お

運動 筋 酸 素 消 費

特 徴

D

則 子

4)

2)

2)

 

5)

稲 水

 

2)

大 成 浄 志

8)

小 林 美 穂

3)

河 戸

6)

直 樹

7)

要 旨

  慢 性 閉

性 肺

疾 患 患

の運

動 筋 酸 素 消 費

特 徴

らかに

る こ と

を 目的

慢 性 閉 塞 性 肺 疾 患 患 者

12

対 象

に自 重

お よ び

最 大 随 意 筋 力

10

%の

負 荷 強 度

3

間の ド

肢 伸 展

動 を 行

っ た

換 気

呼 気

ガス

分析

breath

 

by

 

breath

でコ ンピュ

タに

取 り込

局 所 筋 酸 素 動 態

近 赤外 分 光 法 を川

いて 大

頭 筋 外 側 広 筋

測 定

した。

局 所 筋 酸 素 消 費

動 腑

遮 断 時

の ヘ モ グロビン

ミオ グロ ビン

酸 素 較 差

変 化 率

評仙

した

局所 筋 酸 素 消 費

運 動 時 増 加

全 身

酸 素 摂 取量

炭 素 排

出 量

分 時 換 気

1

回換 気 量

酸 素 脈

関連

め ら れ

運 動 時

局 所 筋 酸 素 消 費

1

秒 率お よ び 予 測

1

秒 率

との問 に

有 意 な 負 相 関が

め ら れ たが

身体 糺 成や

運 動 耐 容 能 な ど他

測 定 項

とは 関

連が 認 め ら れ な か

っ た

こ れ ら の

結 果

閉 塞性 換 気 障 害

程 度

と運

動 筋

酸 素利 用

との 関 係 を 示

し て お り

運 動 中の組 織 酸 素 需

要 量 を 満た

すた め

機 能 的 な 代 償 と考 え

られ たtt

 慢 性 閉 塞性 肺 疾 患

骨 格 筋

酸 素 動 態

Cha

・acrcristlcs 。f Oxygen C。nsLlmP [i。n  aL  Exercislng M・sd・ in

  Paticnτs  w 】th Chronic ObstrucLive PuLmo[1ar }Disense 1〕畿 央大学健康 科学 部 理 学 療 法 学 科

  (〒 635

0832 奈 良県 北 藺 城 郡 広 陵 町 馬 見 巾

122 }

  Kazuyuki Tabira

 RPT:DeparLmenL 〔}f PhysLcal Theral〕y

 F[】culty

  of  Heaith Science

 Kk〕Uni丶erslLy 2)広 島 大 学 大 学 院 保 健 学 研 究科

  Ki}

okaz しL Sekikawa

 RPT

 K【

)tar〔, Kn“

aguchi

 RPT

 TsutQmu

  lnamizu

 MD :Divisien of  Physk

al Therapy and  QccupaτiQna且

  Therapy Scie【1ces

 Gr:

idun 亡e  Schoolご,f TTcaltli Sciences

 H正roshilna

  L]niversiLy

3) 虹 が 匠 病 院 リハ ビ リ テ

ション科

  M且h〔}Kobnynshi

 RPT:Depar匸men 匸of Rchabi]itation Medicine

  Nljigaokn IIOSV)it

al

4,1

「島病院 リハ ビ リ テ

ショ ン科

  Noriko Sckikawa

 RPT

 Department of Rehal)i且itatkon Meclic

i

le

  Yoshijima ITospital

5} 要町病院 リハ ビ リテ

シU ン室

  Motoki Iwashiro

 RPT:DepartmenL of Rehabilit

atloi

i Medi く

irle

  Kanamecho Hospl[al

6〕 長 崎 百 合野 病 院 リハ ビ リテ

ション室

  Seiji Ka

ato

  RPT : Depnrtment  of Rehabilitation Mcdici【le

  Nagasakiyuri [ユo H〔

spiLal

7〕 呉共 済 病 院忠 海分 院 内科

  Naoki Morila

 MD

Depnrtment  of Intcrnal Mcdieine

 Tadanoumi

  Branch  H

spital

 Kure Ky 〔

sai Hospita1

8 ) 福 山平 成大 学

  Kiy

〕shi 〔〕nari

 MD :Departmcnt  of HeaLth and  SporL Sciences

  Fukuyama  Ileisei Ulliversity #

  E

rnail

k

tnbira (ki〔

ac

jp

  授 付 日  2005 年 12 月 24 口  受 理 口 2006年d月221D

 

慢性 閉 塞 性 肺 疾 患

Chronic

 

Obstructive

 

Pulm

〔}nary

Disease

COPD

にお

運 動 制 限 因 子

エ ル ゴ メ

タ や トレッ ドミ ルを用い た運 動 負 荷 試験によ

換 気 制 限

1 〕 と して

えら れ て きたが

実 際

に は下

肢 筋

疲 労

筋 力 低 下

に よっ て

運動

制 隈 され

例 も 多

い 。 ま た

19

 

97

 

米 国胸 部 医 師 学 会

米 国 心

呼 吸

リ ハ リ テ

シ ョ ン

協 会

合 同

で ま とめ た

COPD

患 者

呼 吸

リハ ビ リ テ

シ ョ ン プロ グ ラム の ガ

ドラ

ン2) で

下 肢

トレ

ニ ン グ のエ デ ン スは

Grade

 

A

肢 筋

お よび

呼 吸 筋

ト レ

ニ ン グ は

Grade

 

B

と し

呼 吸

練 習

につ て は

られ て

す なわ

呼 吸 器 系

対 す

る アプロ

チ よ

り も

下肢 筋に

対 する ト

ニ ン グ の

有 効 性

され

COPD

患 者

で は下 肢

に お ける

何 らか

問題

ある

とを示 唆

し てい る

これ に 関 して,

近 年

米 国胸 部 医学 会

と欧 州 呼 吸 医学 会に よ り呼吸器 疾

患 患 者

にお ける

骨 格 筋 機 能 障 害

につ い ての報 告 3〕や

運動 耐 容 能

と ド肢 筋 力との 関

につ いての報 告4廟 も み ら れ

骨 格 筋 機 能が注

目 さ れている

 局 所

機 能の評 価 法 とし て は

筋 生 検

運 動 筋 での採

lflL

磁 気 共 鳴分 光 法

な どの

方 法

が あ る が, こ れ ら は 侵 襲

(2)

慢 性 閉塞 性 肺疾 患 患 者における運動筋 酸 素消 費の特 徴

297

であっ た

限 ら れた

施設

で しか 利

JIJ

ない な ど

床 的 に は 測

定困 難 な 場

これ に対し

近 赤 外 分

光 法 (

near

infrared

 spectroscopy :

NIRS

によ

所 筋

酸 素 動態 を非

的 かつ簡 便 に 測

する こ とが 可

と な

局 所

運 動 中の

化 を捕ら

るこ

が 可 能 と なっ た 6)

Kawaguchi

7) は

全 身 運 動 中

運 動 筋 酸 素 動 態

と 全

酸 素 摂 取

量 が 関 連 してい る こ と を

ら か に して い る が

,COPD

者に お

い て は 不 明 で ある

  また

呼 吸

リハ ビ リテ

シ ョ ンに お け る 運動 療 法で は

運動 強 度

につ い て

低 強 度

り高

が 効 果 的 と報

さ れ てい る8)

しか し

本 邦

では 欧

米諸 国 と 比 較 し対

象患 者

高 齢 者

多 く

高 強 度

実 施 す

場 合

よ り

強 度

高 頻 度

に て

実 施 す

る ほ

うが リ

ス ク管理

継 続性

か ら

考 え

も良

い との

報 告

も あ

9

的にも

在 宅

で の

運 動 指 導

で は よ

く適 応 され

てい る。

  そ

こ で

今 同

COPD

 

M

Z

にお

低 強 度

動 時

所 筋 酸素 動 態

につ

呼吸

循 環応

との

関連

につ い て

検 証 す

るこ と

を 目的

NIRS

よ び

呼 気

ガス

分 析

を用

い て

検 討

し たの で

報 告 す

る。

  全 身 状 態

安 定

し た

COPD

患 者

12

名 (

男 性

7

5

平 均

年 齢

79

2

±

5

5

歳 )

を対 象に した

身 体 糸

ll

肺 機 能な ど

対 象 者

背 景は

1

に示 した。

な お

定 を 実施 する に

書 面に

測 定

意 義

危 険 性

な ど につ い て 十 分 に 説 明 し

意 を得

実 施

し た。

全例

酸 素療 法は 実

し ていな かっ た、

1

対 象 者の背 景 慢性 気 管 攴炎 10名

慢性肺気 腫 2名     7 :5

   

79

2± 5

5

  

   

71

89   150

5± 9

3     〔⊥32

165)    49

5± 8

0     (38

1t

61

7

   

21

9± 3

2

  

   

(17

9

27

2)    

38

0

±

5

8

     (30

9t

48

1)     H度:3

田度  4

W 度 :5

1

下 肢 筋 力 測 定

 

肢 筋 力 測 定 装 置 (

COMB

T

CBI

:ミ ナ ト医

学 社 )

を用

いて

膝 関節 角 度

60

°

屈 曲位

に て

右 大腿

四頭 筋の

大 随 意 収 縮 時

筋 力 (

maxlma ] voluntary  muscle  con

traction:

MVC

) を測 定した

2

運 動 耐

容 能

測 定

 

シ ャ トル ウォ

キン グ テ ス トを

歩 行 距 離

を 測

し た

さ ら に

ら れ た

歩行 距 離

り予 測 最 高 酸 素

摂 取 量 (

Peak

02

) を算 川 し

Peak

02

(ml

kg

miii

4

19

0

025

×

距離

m )⊥o〕

3

所筋 酸 素 動 態

測 定

 NIRS

を利用 し た 測

機 器である レ

式 組 織

酸 素

モニ タ

BOM −LITR

:オ メ ガ ウエ

社)

を 使

用 し

外側

広 筋

部 にて血

液 組 織 酸 素 化

ヘ モ グロ ビン

オ グロビン

Oxygenated

 

hemoglobin

 and Iny 〔)

globin

Oxy

 

Hb

Mb

血 液 組

織脱

酸 素 化

ヘ モ グロビン

ミオ グロ ビン

Deoxygenated

 

Hb

 and  

Mb

Deoxy

 

Ilb

Mb

全 血

液 紅 織

ヘ モ グ ロ ビ ン

ミ オ グ ロ ビ ン

TotalHb

Mb

=Oxy

 

Hb

Mb

Deoxy

 

Hb

Mb

を 測

し た

こ の場 合

デ ィ テ クタ

と プロ

ブの

距 離 を

30

 mm に

設 定

ゴム シ

トにて遮 光 し た 後 に テ

プ で

冏定

し た

原 疾 患 性 別 (男性:女 性) 年 齢 (歳) 身 長 〔cm ) 体 重 (kg) BMI 〔kg

cm

LBM

 

kg

) 呼 吸 困 難 感〔F

H

」) 肺 機 能テ ス ト     %

VC

〔% )    FEV1

〔〕% (%) 動 脈血液ガ ス分析    

PaO

(torr)

   

PaCO2

 

(torr)    pH

79

9

± 17

6

70

 ⊥2

0

83

0

±

8

141

1± 3

37

1

d ±

0

021 (44

6

104

9) 〔44

6

82

9) 

697

93

7) (36

7

46

3〕 (7

411t

7

476) 平 均 値±標 準 偏

)内は最小

最 大 値

BMI :体 格 指 数

 LBM :除脂 肪 体 重

 

F

II

J

FLetchar

Hugh

Jonas

分 類

% VC :比 肺 活 量

 

FEV

o% : 1秒 率

 

PaO2

:動

脈血 酸素分 圧

PaCOz

:動 脈 血二酸 化 炭 素 分 圧

t

呼 気ガ

分析

  携 帯 式 呼 気

ガス

分 析

エ ア ロ ソ ニ

AT −

llOO

:アニ マ

)を 用い て

 

breath

 

by

 

breath

酸 素 摂 取 量

VO2

酸 化 炭 素 排 出

VCO2

RR

,一

回 換 気

VT

お よ び 分 時

換 気

(minute  ventilation :

VE

を 測

し た

5

経 皮 的 動 脈

酸 素 飽 和 度 (

pulse

oxymetric  oxygen

 

saturation :

SpO2

)の

測 定

 

パ ル スオ

シ メ

 

CPulsox

M24

社 )

を 川い

SpO2

お よ び

脈 拍 数 (

Pulse

 

Rate

PR

)を測

し た

6.

測 定

プロ

1

  被 験 者

十 分

安 静

を と らせ た

安 静

3

間 局

所 筋 酸 素 動 態

呼気

ガ ス

分 析

SpO2

 

PR

を測 定し た

定 終 了 前

30

秒 間

カ フ

ン フ レ

タ (

E

20

Rapid

 cuff 

in

且ator

 

AG

101

 

Cuff

 

infla

しor air source :

DE

Hokanson

社 )

を 用いて

大 腿 部

1901nmHg

に て

的な動 脈血

流 遮 断 (

Arterial

 

Occlusion

AO

を実

し た

自重 負荷

MVC

10

たる重

錘 負 荷

10

MVC

負 荷強

節 角 度

90

°

0

°

(3)

298

理学療法 学

 

第33巻 第5号 カ フ イ ン フ レ

o 組 織血液 酸 素モ ニタ

      一

6 ◎

@。 。。

。。 。。 QO

バ ン コ D / A へ pc 呼 気 ガス分 析 器 ロロ

パ ル ス オ キ シ メ

30回 〆分

図1 測 定 機 器の設 置 方 法と測 定プロ トコ ル

膝 伸 展 運 動 を

30

回/

頻 度

3

実 施

し た

中 は

安 静 測 定

と 同様の 測

を 行い

運 動 終 了 酊の

30

秒 間 は

AO

実 施

その間

も運 動 を 継 続 し た

な お

で の

測 定

に は

1

分 な休 息 を

とっ た

7

解 析 方 法

1

) 局所 筋 酸 素 動 態

  得

ら れ た デ

タは

AID

変 換 器 (

MacLab

 

8S

AD

Instrument

サン プ リング

周 波 数

10

 

Hz

てパ

ソナル コ ン ピュ

に取 り込 み

解 析

ソ フ トウ エ

Chart5.

0

AD

 

Instrument

を 用い て

平 滑 化

処 理 (

1

秒 間 移

動 平 均) を し た

 

所 筋 酸 素

の測

 NIRS

を 用い た 局

筋 酸

素 消 費

(tissue oxygen  uti

tization

 

measured

 

by

 NIRS

02MRs

 

 

Van

Beekvelt

ら]v の

報 告

を 基 に

算 出

し た。

ら は

AO

を行

うこ と に よっ て

た な

酸 素 供 給

が で

き な

状 態 を作 り

出 し

動 筋

は筋 肉 内に

酸 素 しか 利用

きな

いた め

その変

量 が

酸 素消 費

示 す

と し た。 こ の

原 理 を利 用 し

†OZNIRS

出 してい る

具 体 的

に は

 

 

の ご と

AO

直 前

直 後

で の

Oxv

 

Hb

Mb

Deoxy

 

Hb

Mb

差 (

difference

 of 

Oxy

 

Hb

Mb

 and

Deoxy

 

Hb

fMb :

Hb

Mb

 

diff

)の

変 化 量か ら算

出 し た

ATotal

 

Hb

Mb =

Total

 

Hb

Mb

AO

AO

前 )

 

 

NIRS

を用

い た

各 測 定 値

い につ い て

 

NIRS

を 用 い た

測 定 値 (

Oxy

 

Hb

Mb

 

Deoxy

Hb

Mb

 

Total

 

HbfMb )

は,

測 定 機 器

に よ る

と赤 血 球 密 度 [

104

/mm3

]で

せ る と し ている

し か し

実 際 に は 光 路 長 は 不 明であ る た め

計 測 器 は 過 去の

研究

か ら光路 長 を

測 し て

測 定 値

出 してお

と は い

ない

文 献

に よっ て は この

単 位で 処 理 を し

てい る も の も あ る が

般 的 に は 相 対 値 (arbitrary  unit:

AU

現 さ れ て お

本 研 究

後 者

選 択

し た

J

っ て

HbfMb

 

diff

 

VO2NIRs

単 位

AU

と した。

2

) 呼 気ガス分 析

パ ル スオ キシ メ

タ のパ ラ メ

 各

定 値

につ いて

0

秒 問

平 均 値 を測 定 値

と し た

ま た

素 脈 (

oxygen  pulse:

Oz

pulse

VO2f

PR

) を 算 出 し た

3

) 統 計 学 的解 析

 

安 静 時

自 重

10

MVC

にお

各 測 定 項 目

比 較 を

元 配

置 分 散 分 析

に て

群 間

比 較

Tukey

Kramer

い た。 

VO2NIRs

各 測 定 項 目

連 につ い て は ピア ソ ン の

相 関 分 析 を 行

っ た

†02MRs

予 測

1

量 に

対 す

1

秒 率

FEV1

e%p.ed

につ い て は

回帰 分 析 も行

っ た。 い

も有 意 水 準

5

未 満

と し た。

て の

統 計 処 理

統 計

ソ フ トウエア

Windows

Statview

 

Ver

 

5

0

SAS

を使用 した

結 果

1

肢 筋 力

お よ び シ ャ トル ウォ

キングテス ト

 

下 肢 筋 力 及

びシ ャ トルウォ

キング テス トの 結 果 を

2

示 し

筋 力

は体 重で補 正し た値 を示 した

2.

各 運 動 強 度に お け る 局

所 筋 酸 素動

吸 循

環諸 量

 

比 較

3

 

所 筋 酸 素動 態 に

つ い て

A

Total

 

Hb

Mb

安 静

自重 負 荷

, ユ

0

MVC

のい

れ に おい て も

有 意

化 を 認め な か

っ た

VO2NIRS

安静 時

に比 較 し

自 重

負荷

, ユ

0

MVC

意 な

増 加

め ら れ たe

 

循 環

諸 量 につ い て

安 静 時

と 比

して

VO2

2

 

ド肢 筋 力お よ び シャトルウォ

キングテ ストの結果

Hb

,iMb  

diff=

Deoxy

 

Ilb

Mb

Oxy

 

HblMb

VO2NIRs≡Hb

Mb

 

diff

AO

AO

       

Deoxy

 

Hb

Mb

AO

AO

         

Oxy

 

Hb

Mb

AO

AO

後 )

  局所 筋

液 量

変 化

…一

 

測 定 項目 平 均 値±標準偏 差

………

 

 

局 所 筋 血 液 量 変 化

指 標

と し て,

AO

直 前

直 後

での

Total

 

Hb

Mb

変 化 量 を 算 出

し た

筋 力 測 定

 

ド肢 伸 展 筋 力

 

(N/

kg

)*

 

下 肢 伸 展トル ク (Nmfkg )* シ ャトルウt

キング テス ト

 歩 行 距 離

(m

 

予 測peakVO2 (ml

kglmin

4

71

±

1

72

1

21

±

0

38

260

9

±

86

5

10

71±

2

16 peak

02

:最 高 酸 素 摂取量

* 体 重で 補 正 し て算出 し た

(4)

慢 性 閉 塞 性 肺 疾 患 患 者にお ける運 動 筋 酸 素 消 費の特 徴 299 表

3

 各運動強度での局所 筋 酸 素 動 態お よ び呼吸 循 環 諸 量の比 較 安 静 時 白重負荷 △

Total

 

Hb

Mb

 (

AU

)  

0

057

±

0

105

02NIRs

(AU ) †02 (mL 〆kgmin ) Ψ

CO2

(mL

min ) †E (1緬 n)

RR

 (

brea

hs

!nlin) VT (mDO2

Pulse (m レbeat)

PR

 

bprn

SpO2

 〔%)

0

067

±

0

038

2

50

±

0

59

124

8

± ]

8

8

5

75

± 

1

29

17

9

±

4

2326

± 591

74 ±

0

38

71

3± 5

297

2± 1

6

0

135

±

0204

0

258

±

0

187

*       *

4

27

±

1

23

222

9

±

59

3

9

44±

228

21

0

± 4

8452

± 78* 2

54 ± 0

56*

82

3

 ± 

10

8

97

0± L3 10%

MVC

O

163± 0

153

0

405

±

0263

5

9

±

2

L2

279

5

±

117

0

ll

6

±

3

59*

24

0

±

4

6

485

±

 

123

* 295 ± 1

0*

85

7

± 

11

3

96

6± 1

8 * :安 静 時の値との比

意 差のあ るもの (p〈e

05)

ATotal 

Hb

Mb

:動 脈 駆 血 中の 傘 血 液 組織ヘ モグロ ビン

ミオ グロ ビン

†02NIRS : 局 所 筋 酸 素 消 賢

02

:酸 素 摂取量

CO2

:駿化炭素 排出 量

 

V’

et :分 時 換気量

RR

吸数

 

VT

: 1回 換 気

02

Pulse

酸 素 脈

 

PR

脈 拍 数

 

SpO2

経 皮 的 酸

飽和 度

4 マ

02NIRS

と呼 吸 循環諸 量との関連 表

5

  酸 素 消 費 と 各測 定項 目 との関 連

VO2NIRs

VO2

マCO2

ERRVTO

PulsePRSpO2       **  0

508       **  

0

464

   **

 

0

589  0

293       **  

O

674

 

0

413*  O

243

0

308 略 語:3参 照

p<0

05

** p<0

Ol

VCO2

 

VE

 

VT ,

02

pulse

 

PR

自重 負 荷

10

MVC

動 時

の い

も有 意

に 増

して お り

RR

は ユ

0

MVC

運 動 時

有 意

な増 加を

め た

 

SpO2

れ の

運 動 時

も有 意 な変 化 を

なか

っ た。 †

02NIRS

〔臼電

負荷 )

02NIRS

CIO

MVC

年齢

身 長

重 %

fa

BMILBM

下肢 伸 展 筋 力 下 肢伸 展トル ク 予}則

PeakVO2

PaO2PaCO2 %VCFEV1

o% FEV1

D%prcd  

0

353

0

059

0

25

0

373

0

308   α053  

0

490  0

378

0

259

0

164  0

297

0

118

0

380

0

591*  

0

457

 0

333

0

165

0

419

0

450  0

199  0

330  0

377

0

348

0

229  0

273

0

122

0

682

*       *

O

631

3

運 動 時 酸 素 消 費

と呼 吸循環

諸量

との関

連 (

4

 

02NrRS

02,

CO2 ,

 

t

「E

 

VT

の 間 に

有 意

な正の

関 (

p

O.

O

)が 認 め ら れ

02N

τRs と

02−

pulse

との

も有 意

な 正の

関 が

め られた

pく

0.

05

4

所 筋 酸 素消

患者

景 お よ び

運 動 耐 容 能

 

と の関連 (

5

 

自重 負 荷 時

VO2NIRs

FEVLo

% p.ed との問 で

有 意

の相 関 が 認 め ら れ (r

≡−

0

591

p<

O

05

10

MVC

運 動 時 の

02NrRs

1

FEVl.

o%

) (

r

≡−

0

682

p〈

O.

05

)お よ び

FEVLo

% p,ed

r

=− O.

631,

 p

0.

05

有意 な

の 相 関 が 認 め ら れ た

自 重

荷 お よ び

10

MVC

運 動 時 の

VO2N

エRs と

FEVl .

o% p

d回

帰 直 線

2

に 示 した

      *       *         p<0

05    p<0

01

fat

脂 肪率

 BMI   体 格 指 数

 LBM :除 脂肪 体重

PeakVO

最 高 酸 素 摂 取

PaO

動 脈血 酸 素 分 圧

PaCO2

:動 脈血 二酸 化 炭 素 分圧

vC

 比 月[

1j

活量

FEV1

o

o

:1秒 率

 FEVI

o%p

d :予測 1秒量に対 する 1秒 率

 

COPD

患 者の 低 強 度 運 動 時の骨 格 筋 酸 素 動 態 を 測 定 し,

吸 循

, 患

者 背 景

目 との

連 につ いて

検 討

し た

1

動 脈 駆

局 所 筋 酸 素動 態に

つ い て

  動

脈 駆 血

の変

で あ る

VO2MRs

 

Van−Beekvelt

ら1D に よっ て組 織 の酸

消 費 を 反 映 して い る と し

To

匸al 

Hb

Mb

変 化

が ない こと を

前 提

と してい る。

研 究

では

Total

 

HblMb

有 意な

変 化は な か

っ た もの の

加 傾

が み ら れ た

AO

Total

 

Hb

Mb

は 理

的に は変 化し

いは

るが

増 加

し た との

報 告 も

み られ

(5)

300

理 学 療 法 学   第33巻 第5号   OU − 供 086040

衝 O > 02 a

自重 負 荷 運 動 時

VO2NIRs

=−

0

006x  FEV1

0%pred十 〇

702

  r

=−

O

591 e20      40     50     80    100     120       (%)

         

FEVI

o%

pred

b

10

MVC

運 動 時

   VO2NLRs

=−

0008 × FEV1

0%pred 十 1

072 (AU)   r

=−

0631 100

86a40 の ぼ 蘯 δ 〉 02920      40     50     30

FEV1

o %

pred

        

2 xl

OLNI

TCs と

FEVID

% p

d との回帰 分 析

VOzNIRs

:局 所 筋 酸 素 消費

 

FEV

⊥o%p,e、L:予 測

1

秒量 に 対 す る

1

秒 率 100    120       〔%}

原 因

された

筋 肉 内

で の

再 分 配

ト分 な駆

血 がで

てい

かっ たこと な どが

考 察

さ れてお

12) 13〕

本測 定

もそ

れ らの

影 響

えら れ たtt しか し

回用 いた

Hb

Mb

 

diff

によ る

VO2NIRs

算 出

 

Oxy

 

Hb

,,

Mb

Deoxy

 

Hb

Mb

単 独

に よる

方 法

Total

 

Hb

f

Mb

影 響

受 け

い 14/と

え られ て お

NIRS

た 組織 酸 素 消 費

測 定

と して は

現 時 点

で は

最 善

方 法

思 われ

, E

影 響 を考 慮 し

た ヒで

VO2NrRS

を糾 織 酸 素

消 費

考 え

い と思われる

 

VO2MRS

は,

安 静 時

り自重 負 荷

,10

MVC

増 加

してお

動 強 度 と共

に組 織 酸 素 消 費が

増 加

したと考 え ら れ た

ま た

酸 素消

を 比 較 す ると

自 重負 荷

で は

静 時の

4

, ユ

0

MVC

で は 約

6

の消

と なっ てい た

健 常 者 を対 象

にハ ン ドグ リップ 運

前 腕 屈 筋 群

の 酸 素 消 費 を 調べ た もの で は

9

MVC

で 約

3

28

MVC

IO

倍 で あっ た と す る 報 告 14〕 が あ る

これ ら と比

較す る と や や

い 傾

を 示 してい る が

これ は 運

筋 や 対 象 者の違い な ど が 影 響 して い る もの と 考 え ら れ

CC

PD

で酸

素 消 費

加 し や

い か は 明

に 出 来 な かっ た

2

動 脈 駆

lnL

局 所 筋 酸 素 動

態 と呼吸

循 環諸 量 と

  連につ いて

 VO2

x

IR

S と

VO2

 

VCO2

 

VF

 

VT

02

puLse

との 間に

有 意 な 相 関

め ら れ た。

VO2NrRS

局 所 筋

酸 素 消

費を表

し てい る の で

動 強 度

増 加

っ た

増 加傾

その

酸 素 需 要

量 を

ため の

循 環

示 す 諸 指 標

と有 意 な 関係が

め ら れ た

の と考 えら れ た

し か し

PR

との

相 関

め ら れ

か っ た、

軽 度

か ら中等 度 負 荷に お

心拍 出量

増 加

拍 数

回心 拍 出量の

影 響

大 き く

心 拍 数

に依 存

る と され て い る 】5)

なわ

同は

低 強 度 負 荷

っ た た め

PR

変 化

02NIRS

関し

かっ た

の と考え ら れ た。 こ れ は

3

02−

pulse

 

PR

の変

化 率

を 比べ る と

ら か に

酸素 脈

の変

が 大 きいこ と か ら も裏づ け ら れる

ま た

SpO2

†02NIRS

な相 関

示 さ な

かっ た。 これ

も今 回

負荷

量 が

かっ た た め

末梢

で の

酸 素 需 要量

増 加

呼 吸循 環

が ほ ぼ対応で きて お

SpO2

ドが 少 な かっ たことに よるもの

られた。

 V

()2MRs と

VO2

との

関連

につ いては

 

Wasserman

3

つ の

歯 車

16)か ら

も推 測

る よ

末 梢

で の

酸 素 消 費

身 体 全 体

酸 素 摂 取 量

02

との

相 関

予測 さ

れる。 これ に

関 し

Kawaguchi

ら 7丿 は

全 身 運 動 中

の運

動 筋 酸 素 動 態

Vo2

が 関

してい る こと を

報 告

勝村

17)は膝 伸 展 筋に よ る 運

動 筋

酸 素 消 費

02

連が

る と報 告してお

回の

結 果

とほ ぼ

同 様

っ た

3

所 筋 酸 素 消 費 と患 者 背 景

筋 力

運 動 耐 容 能

との   関 連

 安 静 時 お よ び 運 動 時

VO2NIRS

各測

定項 目 と

の 関連 は

FEVlo

%や

FEVLo

% p.。dと有 意な

負 相

関 が み ら れ

閉 塞 性の 換 気 障 害 が 強い ほ ど下 肢

素 消

が 増

す る 傾

が み ら れ た

COPD

患 者

で は, 安 静 時の代

謝 亢

進18)が 報 告 さ れてお り

の過 膨

や気 道閉

に よ る 呼 吸 仕 事 量の 増 大 や 換 気 効 率の低 下が その原 因 と して挙

ら れてい る

ま た

COPD

で は

安 静

お よ び 運

動 時

筋 酸 素 消 費

の増 大 がみ ら れ

これ が 重 要 な 運

動 制

因 了

に なる との

告 も あ る19)

回の結 果 は

これ ら呼 吸 筋だ

で な

末 梢

骨 格 筋

で も仕 事量 が 亢

し てい る こ と を

して い る

COPD

骨 格 筋

で は

低 強 度運

動か ら

乳 酸が

増 加

内の

pH

下20)

る と

て お

らの

原 因

と して

COPD

患 者

で は

好 気 的 代 謝 能 力

い タイ プ

1

線 維

減少

相 対 的な

タイ プ

H

線 維

の比

増 大

ll

管 密 度

(6)

慢 性 閉塞性 肺 疾 患 患 者における運 動 筋 酸 素消 費の特 徴 301

酸 化 系 酵 素

減 少 な

ど による好 気 的代 謝 能 力の

/1〕 が

考 え

られてい る。

  ・

Sala2b

ら は

 

COPD

患 者

にお ける早

からの

素 抽 出 率

増 加 を報 告

トレ

ニ ン グに よ

り増 加 す

る と し てい る。

今回測 定

した酸 素 消 費は

酸 素 利用

を 表

し て お り

度運

動 負 荷

に おい て は

重症

COPD

患 者

酸 素

利 川 が

高 くな

っ てい る

C

()

PD

患 者

で は毛 細

ifl

管 密 度

及 び毛 細血

管/

筋 線 維比 が減 少 する

と報 告

さ れ てい る22〕

す な わ ち 運 動 中 に 血 流 量 は 増 加 し に くい と

考 え

られ, この

ない

動 脈

血 中の

酸 素

を よ り

り 込 む た めの

機 能的 な適 応

であ る と推測 さ れ たtt ま た

肺 機 能以

外の 年 齢

身 体 組 成

ド肢 筋 力

予 測 peakVO2

動 脈 血 液 ガス分 析 と 酸

消 費 との

有意 な 相

は 全て

め ら れ

COPD

患 者

にお け る 下 肢 筋の

酸 素

主に

機 能の 影 響 を 受 け

年 齢 や 運 動 耐 容 能 な ど と は 関 連 が 薄 い こと が

示 唆

さ れ た

 以 上

COPD

にお ける

局 所 筋

素 消 費

は 呼 吸 循 環 諸 指 標 と 相 関 が み ら れ

FEVI

ρ% p

ed が

い ほ ど酸 素 消 費が

傾 向

を示 し

COPD

患 者

ほ ど

動 中

で の運

動 筋

酸 素利 用

い ことが

示 唆

さ れ た

運 動 巾に

吸 器系に よっ て酸

素供

増 加

ない 童

COPD

患 者

骨 格 筋

では

酸 素 利 用

い ことか ら

を 比

較 的 継 続

で きる と考えら れ る。 可 能 な

範 囲

トレ

ニ ン グを

る ことに よっ て

毛 細血

管 密 度

改 善 な

ど動 脈血

流 入 量

増 加

図 れ

れ ば

骨 格 筋 機 能

運 動 耐

容 能

改 善 も ト分

期 待

で きる もの と思 われ る

 

しか し

が ら

対 象 者 数 も少 な く

age

1natch

照 祥 もな

い た め

今後 更

なる

検 討

が必

と思わ れ る

低 強 度

動 負 荷

っ た ため

高 強 度

に お

骨 格 筋 酸

素 動 態や

筋 肉 中

の lrl[

流 量

評 仙 も必 要

と考 える。

また

本 研 究

非 侵 襲 的

低 強 度運 動 負荷

で評価し てお

後 呼 吸 器 疾 患 患 者

骨 格 筋

に お

有酸 素 能 力

評価

も検 討 し

てい

たい,

引 用 文

1)吉 川雅 則

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1396

1997

3

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 of 

the

 

American

 

Thoracic

 

Society

 and

  European  Respiratory 

Society

Sketetal

 muscle  

dysfunc

  tioll in chronic  obsLructivc  pulエnonary  disease

 Aln 

J

 

Respir

 

Crit

 

Care

 

Med

 

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Pt

 

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limitation

 

in

 

COPD

 

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J

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l53

976

98e

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disabitity

 

in

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 Thorax 4712ilOl9

1021

992

ll

Van

Beekvelt

 

MC

 

Colier

 

WN

 et al

Perforlnance

 of near

   

tnfrared

 spectroscoPy  

ill

 nleasしlring 

local

 

O2

 consutnp

   し

ion

 and  

l

)且oQd  

fl

〔)w  

in

 skeletal Tnuscle

 

J

 

Appl

 

Physiol

   

90

5

⊥⊥

519

2001

12

Kragelj

 

R

 

Jarm

 

T

 et al

Reproducibilit

y of pararneters

   of postocclusive reactivc  

hyperemia

 met

 sured  

by

 ncar

   

infrared

 spectroscopy  and  transcutaneous  oxhnetry

 

Ann

   

Biomed

 

Eng

 282;]68

173

2000

13

Colier

 

WN

 

Meeuwsen

 

IB

 et al

Determination

 of oxy

   gen CellSuTrlptioTl 

i

」1 muscle  

during

 exercise  using  near

 

infrared

 spectroscoP }

 

Ac

しa 

Anaesl

hcsioL

 

Scand

 

SuPPl

   lO7:⊥51

155

1995

14)

Van

Beekvelt

 

MC

 

Van

Engelen

 

BG

 et al

In

 vivo quan

  titative near

infrared

 spectroscopy  

in

 skeletal muscle

   

during

 

increment

at 

isometric

 

handgrip

 exercise

 

Clin

 

Physiol

 

Funct

 

Imaging

 

22

3

210

217

2002

⊥5)村 山 止博 :運動と 循環

心肺運動負荷テ ス ト

呼 気ガス分

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   monary  disease:capiltarity  and  fiber

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   of skcleLal  nlusclc

 

J

 

Cardiepulrri

 Rchabil 18

6

:432

437

(7)

302

IRifuttz#

as33-tses5e

<Abstract>

Characteristics

of

Oxygen

Consumption

at

Exercising

Muscle

in

Patients

with

Chronic

Obstructive

Pulmonary

Disease

Kazuyuki

TABIRA,

RPT

Dqpartment

of

PJaysical

Therqpy,

Rtculty

of

Health

Science,

Kio

Ultiversity

Kiyokazu

SEKIKAWA,

RPT,

Kotaro

KAWAGUCHI,

RPT,

Tsutomu

INAMIZU,

MD

Division

of

Phs,sieal

Therqpy

and

Occupational

7:hercrp),

Sciences,

Graduate

School

of

Health

Sciences,

Hiroshima

University

Miho

KOBAYASHI.

RPT

Department

ofRehabilitation

Mledieine,

Nij'igaoka

Hospital

Noriko

SEKIKAWA,

RPT

Department

ofRehabilitation

Mledicine,

Ybshijima

IIospitaJ

Motoki

IW'ASHIRO,

RPT

Departrnent

of

Rehabilitation

Mbdicine,

Kttnarnecho

Hospital

Seiji

KAWATO,

RPT

Department

ofRehabilitation

Medieine,

AJttgasalelyurino

Hospital

Naoki

MORITA,

MD

Dqpartment

of

Intemal

Medicine,

7kedanoumi

Branch

Hbspital,

Ktere

1fyosai

Hbspital

Kiyoshi

ONARI,

MD

Department

of

Hlealth

and

Sport

Sciences,

Fukuyama

Hleisei

Uhiversity

The

purpose

of

this

study was

to

clarify characteristics of oxygen consumption at exercising muscle

in

patients with chronic obstructive pulmonary

disease

(COPD).

Twelve

COPD

patients performed

3-min

dynamic

knee-extension

exercise at no-weight and

10%

of the maximum voluntary contraction

(10%MVC).

Ventilation

and

pulmonary

gas exchange were measured

breath-by-breath

with metabolic measurement system.

Continuous-wave

near-infrared spectroscopy was used to

measure tissue oxygenation

in

the vastus

lateralis

muscle.

Muscle

oxygen consumption

(V02NiRs)

was calculated

from

the rate of

decrease

in

Hb

diff

(difference

between

Oxy

Hb

and

Deoxy

Hb>

during

arterial occlusion.

V02NiRs

during

no weight and

10%rvTVC

exercise was significantly

increased

compared to resting vatues.

V02NTRs

significantly correLated with I"r02,

VC02,

I"rE,

VT,

02-puase.

V02NTRs

during

exercise

had

significant negative correlatiens with

FEVi.o%pred

and

FEVi.e%,

but

no significant correlations with other measurements.

These

results suggest that the severer

the

airflow

limitation

becomes,

the

greater

increase

in

oxygen utilization

in

the exercising muscle

is

seen.

This

might

be

a compensatory mechanism

for

suencient muscle oxygen supply

during

exercise

in

patients

with severe

COPD.

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