[0109] 呼吸介助における圧迫部位の違いが局所換気運動と胸腔・腹腔内圧に与える影響
Keywords:呼吸介助, 局所換気, 胸腔・腹腔内圧
【はじめに，目的】呼吸介助を施行する際の圧迫部位は，主にその部位の局所換気量の増加を目的に決定されることが多いが，このような圧迫部位の違いが胸郭各部位の換気運動に与える影響についてはほとんど報告されていない。本研究の目的は，健常人に対する呼吸介助中の圧迫部位の違いが，局所毎のchest wall換気運動に与える影響について換気力学的に検討することである。
【方法】呼吸介助を行う術者は呼吸理学療法経験8年の男性理学療法士1名，被術者は健常男性6名（32.7±7.7歳）とした。測定は，背臥位にて上部胸郭介助，下部胸郭介助をそれぞれ2分間実施した。測定順序はランダムとし，両測定間は十分な休息をとった。Chest wall体積（Vcw）およびこれを分画した上部胸郭体積（VRcp），下部胸郭体積（VRca），腹部体積（VAB）は，被術者の体表面に62個の反射マーカーを貼り付け，3次元動作解析装置（Motion Analysis社製Mac3Dsystem，カメラ8台）を用いて座標変化を測定し，得られた座標データから野添ら（2010）の方法に準じて経時的に算出した。同時に，バルーン（外径2.5mm，内径1.5mmのポリエチレンチューブに長さ12cmのバルーンを付けたもの）を食道内および胃内に挿入し，胸腔内圧（Pes）と腹腔内圧（Pab）を測定した。検討項目は終末吸気位と終末呼気位の各部位の体積，胸腔・腹腔内圧，および終末吸気位と終末呼気位の各部位の体積差である⊿Vcw，⊿VRcp，⊿VRca，⊿VABとした。統計学的検定として，上記項目について上部胸郭介助と下部胸郭介助でpaired t-testを用いて比較した。有意水準は5%とした。
【倫理的配慮，説明と同意】対象者全員に本研究の方法，目的を説明し，書面による同意を得た。また本研究は兵庫医科大学倫理委員会の承認を得て実施した。
【結果】上部胸郭介助と下部胸郭介助における終末吸気位，終末呼気位の，Vcw，VRca，VABに有意な差は見られなかった（終末吸気位Vcw24.29±1.71l：24.39±1.66l，終末呼気位Vcw22.73±1.88l：22.98±1.85l，終末吸気位VRca4.64±0.78l：4.93±0.76l，終末呼気位VRca4.22±0.76l：4.00±0.75l，終末吸気位VAB6.68±0.58l：6.78±0.53l，終末呼気位VAB6.31±0.66l：6.16±0.66l=上部胸郭介助：下部胸郭介助）。しかし，VRcpの終末吸気位は上部胸郭介助（12.97±0.55l）に比べ下部胸郭介助（12.67±0.63l）が有意（p＜0.05）に低く，終末呼気位は上部胸郭介助（12.20±0.66l）に比べ下部胸郭介助（12.83±0.70l）が有意（p＜0.01）に高い値を示した。また，上部胸郭介助では，VRcpが終末吸気位に比べ終末呼気位で有意（p＜0.01）に低い値を示すのに対し，下部胸郭介助では終末吸気位に比べ終末呼気位で有意（p＜0.05）に高い値を示し,呼気時に体積の増加が見られた。⊿Vcwは，上部胸郭介助（1.56±0.36l）と下部胸郭介助（1.40±0.37l）で差は見られなかった。⊿VRcpは，上部胸郭介助（0.77±0.20l）に比べ，下部胸郭介助（-0.12±0.10l）は有意（p＜0.01）に低い値を示した。一方，⊿VRca，⊿VABは，上部胸郭介助に比べ下部胸郭介助の方が有意に高い値を示した（⊿VRca0.42±0.11l：0.90±0.17l，⊿VAB0.34±0.17l：0.61±0.28l，それぞれp＜0.01）。PesおよびPabに関しては，終末呼気位Pabが上部胸郭介助（11.5±2.2cmH2O）に比べ下部胸郭介助（18.1±4.1cmH2O）で有意（p＜0.01）に高い値を示した。また，上部胸郭介助と下部胸郭介助の終末吸気位Pes（-1.7±4.1cmH2O：-3.1±4.1cmH2O），終末呼気位Pes（8.8±5.2cmH2O：7.1±5.0cmH2O），終末吸気位Pab（8.7±2.7cmH2O：8.5±3.4cmH2O）に有意な差は見られなかった。
【考察】本研究結果より，下部胸郭介助中に比べ上部胸郭介助中は上部胸郭の換気運動が上昇し，下部胸郭介助中は下部胸郭，腹部の換気運動が上昇することが明らかになった。一方，下部胸郭介助中は上部胸郭の換気運動は上昇せず，低下していた。この現象は，下部胸郭介助中の上部胸郭体積が呼気時に減少せず，むしろ増加することにより生じていた。これらが生じる理由は以下のことが考えられた。一つは，上部胸郭介助に比べ下部胸郭介助中にPabがより上昇することで横隔膜を介して上部胸郭を圧迫し，上部胸郭の縮小作用を抑制することである。二つ目は，上部胸郭介助では，呼気時のPes上昇による上部胸郭拡張作用が上部胸郭に加えられる術者の圧により抑制され胸郭が縮小するが，下部胸郭介助では術者の圧は上部胸郭に加えられていないため，Pes上昇による胸郭拡張作用を抑制できず，上部胸郭の縮小が生じないものと考えられた。
【理学療法学研究としての意義】圧迫部位の違いによるchest wallの局所換気運動への影響を理解することは，呼吸介助を実施する上で有益である。
【方法】呼吸介助を行う術者は呼吸理学療法経験8年の男性理学療法士1名，被術者は健常男性6名（32.7±7.7歳）とした。測定は，背臥位にて上部胸郭介助，下部胸郭介助をそれぞれ2分間実施した。測定順序はランダムとし，両測定間は十分な休息をとった。Chest wall体積（Vcw）およびこれを分画した上部胸郭体積（VRcp），下部胸郭体積（VRca），腹部体積（VAB）は，被術者の体表面に62個の反射マーカーを貼り付け，3次元動作解析装置（Motion Analysis社製Mac3Dsystem，カメラ8台）を用いて座標変化を測定し，得られた座標データから野添ら（2010）の方法に準じて経時的に算出した。同時に，バルーン（外径2.5mm，内径1.5mmのポリエチレンチューブに長さ12cmのバルーンを付けたもの）を食道内および胃内に挿入し，胸腔内圧（Pes）と腹腔内圧（Pab）を測定した。検討項目は終末吸気位と終末呼気位の各部位の体積，胸腔・腹腔内圧，および終末吸気位と終末呼気位の各部位の体積差である⊿Vcw，⊿VRcp，⊿VRca，⊿VABとした。統計学的検定として，上記項目について上部胸郭介助と下部胸郭介助でpaired t-testを用いて比較した。有意水準は5%とした。
【倫理的配慮，説明と同意】対象者全員に本研究の方法，目的を説明し，書面による同意を得た。また本研究は兵庫医科大学倫理委員会の承認を得て実施した。
【結果】上部胸郭介助と下部胸郭介助における終末吸気位，終末呼気位の，Vcw，VRca，VABに有意な差は見られなかった（終末吸気位Vcw24.29±1.71l：24.39±1.66l，終末呼気位Vcw22.73±1.88l：22.98±1.85l，終末吸気位VRca4.64±0.78l：4.93±0.76l，終末呼気位VRca4.22±0.76l：4.00±0.75l，終末吸気位VAB6.68±0.58l：6.78±0.53l，終末呼気位VAB6.31±0.66l：6.16±0.66l=上部胸郭介助：下部胸郭介助）。しかし，VRcpの終末吸気位は上部胸郭介助（12.97±0.55l）に比べ下部胸郭介助（12.67±0.63l）が有意（p＜0.05）に低く，終末呼気位は上部胸郭介助（12.20±0.66l）に比べ下部胸郭介助（12.83±0.70l）が有意（p＜0.01）に高い値を示した。また，上部胸郭介助では，VRcpが終末吸気位に比べ終末呼気位で有意（p＜0.01）に低い値を示すのに対し，下部胸郭介助では終末吸気位に比べ終末呼気位で有意（p＜0.05）に高い値を示し,呼気時に体積の増加が見られた。⊿Vcwは，上部胸郭介助（1.56±0.36l）と下部胸郭介助（1.40±0.37l）で差は見られなかった。⊿VRcpは，上部胸郭介助（0.77±0.20l）に比べ，下部胸郭介助（-0.12±0.10l）は有意（p＜0.01）に低い値を示した。一方，⊿VRca，⊿VABは，上部胸郭介助に比べ下部胸郭介助の方が有意に高い値を示した（⊿VRca0.42±0.11l：0.90±0.17l，⊿VAB0.34±0.17l：0.61±0.28l，それぞれp＜0.01）。PesおよびPabに関しては，終末呼気位Pabが上部胸郭介助（11.5±2.2cmH2O）に比べ下部胸郭介助（18.1±4.1cmH2O）で有意（p＜0.01）に高い値を示した。また，上部胸郭介助と下部胸郭介助の終末吸気位Pes（-1.7±4.1cmH2O：-3.1±4.1cmH2O），終末呼気位Pes（8.8±5.2cmH2O：7.1±5.0cmH2O），終末吸気位Pab（8.7±2.7cmH2O：8.5±3.4cmH2O）に有意な差は見られなかった。
【考察】本研究結果より，下部胸郭介助中に比べ上部胸郭介助中は上部胸郭の換気運動が上昇し，下部胸郭介助中は下部胸郭，腹部の換気運動が上昇することが明らかになった。一方，下部胸郭介助中は上部胸郭の換気運動は上昇せず，低下していた。この現象は，下部胸郭介助中の上部胸郭体積が呼気時に減少せず，むしろ増加することにより生じていた。これらが生じる理由は以下のことが考えられた。一つは，上部胸郭介助に比べ下部胸郭介助中にPabがより上昇することで横隔膜を介して上部胸郭を圧迫し，上部胸郭の縮小作用を抑制することである。二つ目は，上部胸郭介助では，呼気時のPes上昇による上部胸郭拡張作用が上部胸郭に加えられる術者の圧により抑制され胸郭が縮小するが，下部胸郭介助では術者の圧は上部胸郭に加えられていないため，Pes上昇による胸郭拡張作用を抑制できず，上部胸郭の縮小が生じないものと考えられた。
【理学療法学研究としての意義】圧迫部位の違いによるchest wallの局所換気運動への影響を理解することは，呼吸介助を実施する上で有益である。