[O-RS-03-5] 吸気負荷が呼吸循環動態に及ぼす影響
Keywords:吸気負荷, 呼吸循環動態, 安全性
【はじめに，目的】呼吸・心疾患患者において，最大吸気筋力，最大呼気筋力が有意に低下することが報告されている。最大吸気筋力は，生命予後や運動耐容能と相関関係がみられている。吸気筋力の改善に伴い，最大酸素摂取量や6分間歩行の改善についての報告もあり，吸気筋力に対する，介入が近年注目されている。介入方法としては吸気負荷（Inspiratory muscle loading：IML）にて吸気筋力増強が行われるが，IMLは胸腔内の陰圧を強め，静脈還流量を増加させる。静脈還流量は心臓の前負荷となるため，IMLは前負荷を増加させ，心臓に過負荷となる恐れがあるが，IML中の呼吸・循環動態について詳細に調査した研究は皆無である。そこで本研究はIMLが，呼吸循環動態に及ぼす影響を明らかにし，IMLの安全性について検討することを目的とした。
【方法】呼吸筋力評価，IMLが可能である健常成人24名を対象とした。電子スパイロメーターにて吸気筋力評価後，吸気負荷装置であるPower Breathe classicを用いて10，20，30，40 cmH2Oの計4種のIMLをランダムに実施し，その間・直後の呼吸・循環動態を評価した。IMLは，吸気時間1.5秒，呼気時間3秒の調節呼吸をパソコンの指示画面に合わせて3分間実施させ，3分間の休憩を行った後，次の負荷へ移行した。呼吸動態は呼気ガス分析器（AE-310S，ミナト医科学）にて酸素摂取量（VO2）を，自律神経活動は心拍計（POLAR RS800CX，ポラール・エレクトロ・ジャパン）にて心拍変動（HF：副交感神経活性度，LF/HF：交感神経活性度）を，循環動態は連続血圧・血行動態測定装置（PORTAPRES，Finapres Medical Systems）にて収縮期血圧（SBP），心拍数（HR）を測定し，ダブルプロダクト（DP：心筋酸素消費量）を算出した。統計解析方法として，各測定項目について反復測定一元配置分散分析を行った。多重比較はTukey-Kramer法にて行い，有意水準は5％未満とした。
【結果】DP，SBP，HF，LF/HFは安静時と比較し，各負荷において有意差が認められなかった。HRとVO2に関しては安静時と40cmH2O負荷の間において有意差を認めた（p＜0.05）。各負荷の内，DP，SBP，HR，VO2の平均最大値は，DP：10187，SBP：132.97mmHg，HR：77.49bpm，VO2：5.43ml/kg・min（1.6METs）であった。これらの値はSBPを除き，40cmH2O負荷時で最大値であった。
【結論】各評価項目における最大値と，運動療法の中止基準としては，DPは20000～25000以上の場合，SBPは安静時よりも40mmHg以上上昇した場合であり，HRは120bpmを超えた場合や運動前の30％を超えた場合を中断基準とされている。今回の研究においては上記の中止・中断基準を上回ることなく，安全に実施が可能であった。さらにIMLがもたらす身体への負荷強度としては，40cmH2O負荷の時においても1.6METs程度であることから，健常若年者における40cmH2O以下の吸気負荷は低強度で安全なトレーニングであると考えられた。
【方法】呼吸筋力評価，IMLが可能である健常成人24名を対象とした。電子スパイロメーターにて吸気筋力評価後，吸気負荷装置であるPower Breathe classicを用いて10，20，30，40 cmH2Oの計4種のIMLをランダムに実施し，その間・直後の呼吸・循環動態を評価した。IMLは，吸気時間1.5秒，呼気時間3秒の調節呼吸をパソコンの指示画面に合わせて3分間実施させ，3分間の休憩を行った後，次の負荷へ移行した。呼吸動態は呼気ガス分析器（AE-310S，ミナト医科学）にて酸素摂取量（VO2）を，自律神経活動は心拍計（POLAR RS800CX，ポラール・エレクトロ・ジャパン）にて心拍変動（HF：副交感神経活性度，LF/HF：交感神経活性度）を，循環動態は連続血圧・血行動態測定装置（PORTAPRES，Finapres Medical Systems）にて収縮期血圧（SBP），心拍数（HR）を測定し，ダブルプロダクト（DP：心筋酸素消費量）を算出した。統計解析方法として，各測定項目について反復測定一元配置分散分析を行った。多重比較はTukey-Kramer法にて行い，有意水準は5％未満とした。
【結果】DP，SBP，HF，LF/HFは安静時と比較し，各負荷において有意差が認められなかった。HRとVO2に関しては安静時と40cmH2O負荷の間において有意差を認めた（p＜0.05）。各負荷の内，DP，SBP，HR，VO2の平均最大値は，DP：10187，SBP：132.97mmHg，HR：77.49bpm，VO2：5.43ml/kg・min（1.6METs）であった。これらの値はSBPを除き，40cmH2O負荷時で最大値であった。
【結論】各評価項目における最大値と，運動療法の中止基準としては，DPは20000～25000以上の場合，SBPは安静時よりも40mmHg以上上昇した場合であり，HRは120bpmを超えた場合や運動前の30％を超えた場合を中断基準とされている。今回の研究においては上記の中止・中断基準を上回ることなく，安全に実施が可能であった。さらにIMLがもたらす身体への負荷強度としては，40cmH2O負荷の時においても1.6METs程度であることから，健常若年者における40cmH2O以下の吸気負荷は低強度で安全なトレーニングであると考えられた。