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[期刊论文] 田平 一行
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2011年 0期
摘要:【目的】慢性閉塞性肺疾患(COPD)における運動制限因子は,末梢気道の閉塞という病態から,動的肺過膨張による予備吸気量の減少により息切れが生じるとする換気制限が運動制限の主要因とされてきたが,実際には下肢筋の疲労や筋力低下によって運動が制限される例も多い.近年COPDの骨格筋機能障害について数多く報告されており,その概要は筋肉量の減少,Type1線維の割合の減少,筋毛細血管密度の減少などCOPD患者で筋肉中の有酸素能力が低下しているとするものである.しかし筋生検,運動筋での採血などによる安静時の評価が多く,運動中の酸素動態に関する報告は少ない.近赤外分光法(NIRS)は運動中の酸素動態を非侵襲的に測定することが可能であり,健常者,アスリートを中心に報告されているが,COPD患者を対象にしたものは少ない.今回,COPDを対象にNIRSを用いて運動中の下肢筋酸素動態を測定し,酸素摂取量(VO2)との関連について検討することを目的とした.

【方法】全身状態の安定した男性COPD患者10名(年齢71.6±8.6歳)を対象にした.患者に3分間の安静をとらせた後,自転車エルゴメータにて1分間のウォーミングアップ(10w)後,10w/minのramp負荷にて漸増負荷試験を実施した.その間,呼気ガス分析,心拍数(HR),下肢筋酸素動態,経皮的動脈血酸素飽和度(SpO2)および自覚症状(呼吸困難感,下肢疲労感)を測定した.呼気ガス分析は,呼気ガス分析装置(RM300i,ミナト医科学社)を用いて,breath by breath法にてVO2を測定した.SpO2はパルスオキシメーター(Pulsox-M24・帝人社)を用いて測定した.下肢筋酸素動態はレーザー式組織血液酸素モニター(BOM-L1TRW,オメガウエーブ社)を使用し,外側広筋部で組織酸素飽和度(StO2)を測定し,筋酸素抽出率(MOER=(SpO2-StO2)/SpO2)を算出した.データは全て30秒毎に平均値を算出し,測定値とした.中止基準は,目標心拍数(85%予測最大心拍数),心電図異常,自覚症状などとした.また終了前30秒間のVO2の平均値をVO2peakとした.
解析方法は症例毎にVO2とSpO2,HR,StO2,MOERとの関係をピアソンの相関分析を行い,有意な相関を示した場合,単回帰分析を行い回帰係数を算出した.また,それぞれの回帰係数とVO2peakとの相関分析を実施した.いずれも有意水準は5%未満とした.
【説明と同意】本研究は,畿央大学倫理委員会の承認後,ヘルシンキ宣言に基づいて被験者に本研究内容および危険性などについて説明し,同意を得てから実施した.
【結果】VO2とStO2(r=-0.613~-0.978),SpO2(r=-0.589~-0.978)は全例有意な負の相関を示した.VO2とHR(r=0.887~0.992),MOER(r=0.505~0.993)は全例有意な正の相関を示した.しかし各回帰係数とVO2peakとの間には有意な相関を認めなかった.
【考察】全ての症例でVO2とStO2,SpO2,HR,MOERとの間に有意な相関が認められ,COPDにおいても骨格筋酸素動態がHR,SpO2同様にVO2に影響することが示された.しかし,各回帰係数とVO2peakには関係は認められず,VO2peakに対する呼吸,循環,骨格筋の影響は症例によって様々であると思われた.運動耐容能向上のためには,運動制限因子がMOERの低下であれば主に骨格筋のトレーニングを,SpO2の低下であれば呼吸訓練や呼吸筋トレーニング,酸素吸入を行うなど,症例に合わせたアプローチを行うことが重要と思われた.
【理学療法学研究としての意義】COPD患者のリハビリテーションで最もエビデンスが得られているのは運動療法であり,運動耐容能の改善には骨格筋の有酸素能が影響していると考えられているが,臨床的な評価方法が少ない現状にある.本研究で用いた筋酸素抽出率は患者の筋有酸素能の評価として有効と思われ,患者にあったアプローチを考える上で有用と考える....
[期刊论文] 田平 淳一
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2008年 1期
[期刊论文] 田平 一行
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2014年 0期
摘要:【目的】前回我々は,肺活量,胸腔内圧,気道抵抗,声帯機能を設定することで咳嗽時流量波形のシミュレーションの可能性について本学会で報告した。しかし気道抵抗や胸腔内圧は予測値を用いているため,これらが精度に影響している。気道抵抗の測定は通常安静呼吸時であり,肺気量や胸腔内圧が大きく変動する咳嗽時の変化は明らかにされていない。そこで今回,食道バルーンを用いて胸腔内圧,気道抵抗を測定し,呼気流量への影響について検討した。更に,咳嗽時流量波形のシミュレーションにも応用したので報告する。【方法】気道内の気流は,生理学でも電気回路に例えられ,気道の圧力差=気流×気道抵抗というオームの法則が適用できる。気流発生時の気道内圧は直接測定できないが,肺弾性圧と食道(胸腔)内圧の和で表され,肺弾性圧は,肺コンプライアンスから算出可能である。そこで本研究では,肺コンプライアンスの測定後,咳嗽時の気道抵抗・胸腔内圧を測定した。また,シミュレーションのパラメータとして安静時の気道抵抗,最大呼気筋力(PEmax)を測定した。尚シミュレーションのモデルは,咳嗽時に気道内圧と胸腔内圧が等しくなる点(等圧点)の上流(肺胞側)に注目し,電気回路におけるコンデンサの放電モデルを用いた。肺コンプライアンスの測定被験者は健常若年男性1名で,被験者に食道バルーンを鼻から挿入し,マウスピースを加えさせ,最大吸気位からゆっくりと呼気を行わせた。この時約500ml呼出する毎に気道を閉塞させ,口腔(気道)内圧と食道(胸腔)内圧を測定した。呼気量と(口腔内圧-胸腔内圧)の変化の関係から肺コンプライアンスを算出した。咳嗽時の胸腔内圧および気道抵抗の測定被験者に残気量位より各吸気位(最大吸気,4L,3L,2L,1L)から咳嗽を行わせた。この間,胸腔内圧および流量,肺気量を測定し,全気道抵抗=(胸腔内圧+肺弾性圧)/流量より咳嗽時全気道抵抗(Rcough)を算出した。また等圧点より上流の抵抗(Rus=肺弾性圧/流量)も算出した。尚,肺弾性圧は肺気量を肺コンプライアンスで除して求めた。安静時気道抵抗(Rrest)の測定は,安静呼吸を5回中の平均気道抵抗とした。最大呼気筋力は,最大吸気位より最大努力の呼気を行わせ,その際の口腔内圧をPEmaxとした。解析方法Rcough,RusはRrestとの比率を,胸腔内圧は最大呼気圧との比率を求めた。各肺気量位における咳嗽時の各種パラメータの変化を視覚的に解析した。これらの結果を基に,PEmax,Rrestを用いた胸腔内圧,気道抵抗の近似式を作成し,流量波形のシミュレーションを行った。【説明と同意】本研究は,ヘルシンキ宣言に基づいて被験者に本研究内容および危険性などについて説明し,同意を得てから実施した。また事前に本学研究倫理委員会の承認を得た。【結果】胸腔内圧の変化:流量出現の約100ms前より上昇し,最大値はPEmaxの80%程度で,PEmax測定時の胸腔内圧と同程度であった。肺気量位別では1L吸気時はやや低下していたが,その他は最大吸気と同程度であった。気道抵抗の変化:いずれの肺気量位でもRcough,Rus共に,咳嗽開始時は∞であり,終了時RcoughはRrestの4~5倍程度にRusは約90%に収束していた。また,終了時のRusはRcoughの約20%に収束していた。咳嗽時流量は,最大吸気4L,3L,2L,1Lの順に高かった。流量波形のシミュレーション:良好な流量シミュレーション波形が得られたが,1L吸気ではやや高めの波形となった。【考察】咳嗽時の胸腔内圧は,吸気量を変化させてもほぼPEmaxの80%となる事が確認できた。咳嗽時の気道抵抗は,いずれの肺気量位でも安静時の4~5倍に増加していた。これは,咳嗽時の胸腔内圧の上昇によって等圧点より下流(口側)の気道が狭窄する影響と考えられた。吸気量を変えても胸腔内圧,気道抵抗の変化が小さいことから,気流量の変化は肺弾性圧の影響を受けていると考えられ,現在用いているシミュレーションのアルゴリズムを支持する結果であった。胸腔内圧および気道抵抗の変化をPEmaxを基に数式で近似したことで,流量波形のシミュレーションの精度が向上できた。今後データ数を増やし,また呼気努力を変化させた検討も加えて行く必要がある。【理学療法研究としての意義】今回の研究より咳嗽時の流量波形のシミュレーション精度が向上し,咳嗽に関わる各要因の関係性がより明確になった。標準的な流量波形のモデルが出来れば,疾患毎,個人毎の咳嗽力低下の原因を判定することが可能となり,治療方法の選択や治療効果の判定への利用が期待できる。...
6. _
[期刊论文] 田平 定
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1970年 0期
[期刊论文] 田平 一行
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2013年 0期
摘要:【はじめに、目的】高齢者や外科手術後,呼吸器疾患患者における咳嗽力は,喀痰喀出の能力として,生命に関わる非常に重要な能力である.咳嗽に関わる要因は,肺活量,呼吸筋力,気道抵抗,声帯機能などとされているが,それらがどのように関わり合い最終的な咳嗽能力を決めているかは明らかでない.本研究の目的は,それら要因を用いて咳嗽モデルを作成し,咳嗽時の流量波形をシミュレーションすることを目的とする.【方法】気道内の気流は,空気の流れであるため,生理学でも電気回路に例えられ,気道の圧力差=気流×気道抵抗(インピーダンス)という電気分野のオームの法則が用いられている.また気道インピーダンスは,いわゆる気道抵抗と肺・胸郭のコンプライアンスおよび気流の変化に抵抗するイナータンスに分けられ,これらは,電気回路の抵抗(R),コンデンサ(キャパシタンス:C),コイル(インダクタンス:L)で表される.しかし,強制呼出時や咳嗽時は,気道内圧よりも胸腔内圧が高くなり気道が狭窄する現象(動的気道狭窄)が起こるため,安静呼吸のようにそのままには成立しない.この場合,気道内圧と胸腔内圧が等しくなる点(equal pressure point: EPP)よりも上流(肺胞側)に注目し,コンデンサの放電モデルで表すことが可能である.今回は,このEPPよりも上流の抵抗(Rus)を用いてシミュレーションした.咳嗽シミュレーションモデル:咳嗽時のEPPは,圧縮期は声帯が閉じているため声帯に位置しており,呼出期にはEPPは第6分岐部辺りに移動するとされ,第6分岐部よりも上流部分は,全気道抵抗の約20%に当たるとしている.そこでRusを圧縮期は無限大,呼出期は声帯の開大に合わせて指数関数的に抵抗が低下し,全気道抵抗の20%に収束するモデルを作成した.一般的にイナータンスの影響は少ないとされるため,RC回路用いてMicrosoft Excelにてシミュレーションした.また,気道抵抗,肺コンプライアンスは,肺生理学のテキストの値を用い,呼出量は実測値を使用した.咳嗽時流量の実測値の測定:健常者1名の咳嗽時の流量を測定した.咳嗽時の流量データはフローヘッドからフロートランスデューサー(ML311 Spirometer Pod)およびA/Dコンバータ(Power Lab16/35, ModelPL3516: ADInstruments)を介して1000Hzのサンプリング周波数でパーソナルコンピュータに取り込んだ.解析方法:実測値とシミュレーションの流量波形の比較を視覚的に行った.またRusの時定数,肺コンプライアンスの値を変化させて,流量波形の変化を視覚的に検討した.【倫理的配慮、説明と同意】本研究は,ヘルシンキ宣言に基づいて被験者に本研究内容および危険性などについて説明し,同意を得てから実施した.また事前に本学研究倫理委員会の承認を得た.【結果】シミュレーションにより,実測の咳嗽流量波形にかなり近い波形が再現できた.しかし,咳嗽直後の流量のオーバーシュート現象や細かな変動までは再現できなかった.シミュレーションモデルで,Rusの時定数を増加させると,流量の立ち上がりは遅れ,最高流量(peak flow)は低下し,気流の排出時間は遅延した.また肺コンプライアンスが増加すると,同様に流量の立ち上がりの遅延,peak flowの低下,排出時間の遅延が生じた.【考察】今回は簡単なRC回路のRusの可変抵抗モデルで咳嗽の流量シミュレーションを試み,比較的良好に再現できた.細かな違いは,肺コンプライアンス,EPPおよび全気道抵抗は,肺容量で変化することや,イナータンスの影響を無視している点などが考えられる.これらは,肺容量の関数で表現したり,イナータンスを組み入れたシミュレーションを検討すべきと考える.また本モデルは胸腔内圧を要因に入れていないため,今後実際に測定し,Rusとの関連を組み入れる必要がある.今回用いた指標であるRusの時定数は,主に声帯の開大速度を反映していると考えられ,声帯機能も咳嗽時の流量に大きく影響することがシミュレーションでも確認できた.また,肺コンプライアンスが高いCOPDなどは,peak flowが低く,気流が遅延することもシミュレーション可能であった.【理学療法学研究としての意義】咳嗽時の流量に関わる各要因の関係性が明らかになる事により,疾患毎,個人毎の咳嗽力低下の原因を判定することが可能となると考える.また,治療方法の選択や治療効果の判定にも利用できる可能性が期待できる....
[期刊论文] 田平 一行
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2003年 0期
摘要:【目的】呼吸理学療法の中で胸郭モビライゼーション(Chest Mobilization: CM)は,胸郭の可動性,呼吸効率や肺活量の改善を目的に実施されている.その効果について,呼吸理学療法全体としての報告はいくつかみられるものの,CM単独の報告はほとんどみられない.そこで,今回はCMとしてよく実施される徒手胸郭伸張法の実施前後で肺機能検査を実施しその即時効果について検討した.【対象】当院通院または入院中の慢性呼吸不全患者9名(男性7名,女性2名:平均年齢72.9:±3.6歳)を対象とした.基礎疾患は,COPD5名,肺結核後遺症4名であった.【方法】CMの実施前後に肺機能検査と胸郭拡張差を測定した.肺機能検査は,患者に5分以上の安静を取らせた後,ミナト医科学社製オートスパイロAS-300を用いて,肺活量(VC),比肺活量(%VC),1秒量(FEV1.0),1秒率(FEV1.0%)を測定した.また,胸郭拡張差はテープメジャーを用いて,腋窩部,剣状突起部,第10肋骨部の3ヶ所で測定した.測定は3回行い最大値を測定値とした.CMは,同一の理学療法士によって芳賀による徒手胸郭伸張法を一部変更して実施した.内容は背臥位にて肋骨の捻転,胸郭の捻転,端座位にて胸郭の側屈,胸郭の伸展,大胸筋のストレッチとし,治療時間は,臨床上実施可能な5から10分程度とした.分析は,各測定項目について対応のあるt検定を行い,危険率5%未満を有意とした.【結果】胸郭拡張差は訓練後,腋窩部で0.30±0.23cm(p<0.01),剣状突起部で0.77±0.59cm(p<0.01),第10肋骨部で0.61±0.62cm(p<0.05)とそれぞれ有意に増加した.肺機能検査では,VCが139±172ml,%VCが4.6±5.2%と有意な改善(p<0.05)がみられたが,FEV1.0,FEV1.0%には変化がみられなかった.また最大吸気量(IC)は症例数が少ないために統計学的には有意に至らなかったものの増加傾向がみられた(p=0.061).【考察】CMによって,胸郭拡張差は全ての部位で改善した.治療によって肋間筋をはじめとする呼吸筋の柔軟性の向上,肋椎関節や椎間関節,胸肋関節の可動性改善などにより胸郭のコンプライアンスが向上し,胸郭可動性が改善したものと考えられた.改善率は剣状突起部,第10肋骨部で大きく腋窩部で小さかった.これは,治療自体がやや下部胸郭に中心が置かれていると思われる点や,3人は胸郭形成術を施行しており上位肋骨数本切除していたことなどが考えられた.また,ICは増加傾向がみられるため,機能的残気量の減少が示唆され,これも横隔膜運動と関連する下部胸郭の可動性改善に影響しているものと推測された.しかし,肺機能検査上はVCは改善したがFEV1.0%は変化なく,気道の閉塞には影響を与えなかったものと考えられた....
[期刊论文] 田平 一行
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2017年 0期
摘要:

【目的】食道癌手術は,外科手術の中でも侵襲が大きく,また反回神経麻痺も起こりやすく,咳嗽力が低下し呼吸器合併症を生じやすいとされている。咳嗽は,そのメカニクスから肺機能,呼吸筋力,声帯機能が影響する事は明らかであるが,術後のどの要因が咳嗽力低下に強く関係しているか明らかになっていない。また,術後は病態が刻々と変化する事から,咳嗽力に関与する要因も変化すると考えられるが,これも明らかにされていない。そこで今回,術後の咳嗽力に関与する因子について,経時的に検討したので報告する。

【方法】対象は,食道癌患者の診断にて外科手術施行した22名(男性17名,女性5名,年齢:68.7±6.8歳)とした。術前と術後1,2,3,4,7,14病日に肺活量(VC),呼気筋力(PEmax),咳嗽時呼気流量(CPF)を測定し,咳嗽時痛はvisual analogue scale(VAS)を用いて評価した。また,CPF測定時の流量波形から呼気上昇時間(EPRT)を算出し,声帯機能の指標とした。解析方法:咳嗽時痛以外の測定値は全て術前値を基準とした100分率で表した。CPFと各測定項目との相関分析を全期間および病日毎に行った。有意水準は5%とした。

【結果】CPFは,全期間ではPEmax(r=0.629),VC(r=0.323)と正の,咳嗽時痛(r=-0.686),EPRT(r=-0.499)と負の有意な相関を認めた(p<0.01)。特に咳嗽時痛とPEmaxとは強い相関を認めた。またCPFは第1-3病日はEPRTと,第7病日は咳嗽時痛と有意な負の相関を認めた(p<0.05)。病日毎の解析では,CPFとVC,PEmaxとは相関を認めなかった。

【結論】CPFは咳嗽のメカニクスからVC,PEmax,声帯機能は影響する事は間違いなく,実際に多数報告されている。今回の全期間での解析でもこれら全てと関連を認め,食道癌術後では特に咳嗽時痛とPEmaxの影響が大きいと考えられた。しかし病日毎の解析では,術後早期に関連していたのはEPRTのみであった。食道癌では反回神経麻痺を生じやすい事や,術後早期は挿管による一時的な声帯の麻痺も生じやすいため,これらの影響が考えられた。また病日毎の解析において,いずれの項目もCPFと関連が低かったのは,個人によって各要因の回復度合いが異なることを示唆しているものと推察された。

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[期刊论文] 田平 定
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1972年 0期
[期刊论文] 田平 一行
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2009年 0期
摘要:【目的】最大酸素摂取量はFickの法則より心拍出量,ヘモグロビン量,血液中の酸素飽和度(SpO2)が関連し,骨格筋における酸素抽出能も影響していると考えられる.骨格筋の有酸素能力は,近赤外分光法で評価可能であるが十分な負荷が必要である.そこで今回,安静及び軽負荷における骨格筋酸素消費を測定し,運動耐容能および骨格筋有酸素能との関係について検討した.

【方法】健常若年者24名(男性13名,女性11名,平均年齢:21.8±0.9歳)を対象とした.1)運動負荷試験:患者に5分間の安静をとらせた後,自転車エルゴメータを用いて男性20w/min,女性15w/minのramp負荷にて漸増負荷試験を実施した.その間,酸素摂取量(VO2),下肢筋酸素動態,SpO2を測定した.中止基準は目標心拍数,心電図異常,自覚症状などとした.下肢筋酸素動態の測定はレーザー式組織血液酸素モニター(BOM-L1TRW,オメガウエーブ社)を使用し,外側広筋部にて組織酸素飽和度(StO2)を測定し,骨格筋酸素抽出率(MOER=(SpO2-StO2)/SpO2)を算出した.運動終了時のVO2(VO2peak),MOER(最大MOER)をそれぞれ全身及び骨格筋の有酸素能の指標とした.2)筋酸素消費の測定(VO2NIRS):3分間の安静座位の後,自重負荷および10%最大収縮力(10%MVC)の負荷で30回/分の膝伸展運動を3分間実施し,外側広筋部で筋酸素動態を測定した.安静および運動中に30秒間の動脈血遮断法を用いて筋酸素量の変化よりVO2NIRSを算出した.なお,全ての被験者に対し実験開始前に本研究の主旨,リスクなど説明し同意を得た.解析方法:VO2peak,最大MOER,VO2NIRSとの間の相関分析を行い,有意水準は5%未満とした.

【結果】VO2peakと最大MOER,安静,自重,10%MVCでのVO2NIRSで有意な正の相関を認めた(p<0.01).また,最大MOERとすべてのVO2NIRSでも強い正の相関を認めた(p<0.01).

【考察】最大MOERとVO2peakの関係より骨格筋の酸素抽出率が全身の有酸素能に関連することが明らかになった.健常若年者でほぼ同年齢であるためSpO2の低下は少なく,最大心拍数やHb量もほぼ同程度と予測されるため,Fickの式よりVO2は骨格筋の影響を強く受けているものと思われた.また最大MOERとVO2NIRSの関係から,安静時や低負荷における筋酸素消費を測定することで骨格筋の有酸素能を予測することが可能ではないかと思われた....
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