呼吸介助の介助部位別における呼吸代謝応答の違いについて―座位姿勢での検証―
中津留優里奈・早崎雄喜
要旨
本研究では，座位姿勢における上部胸郭と下部胸郭の介助部位の違いが呼吸代謝応答に与える影響について比較検討した．若年健常者 17 名（男子 8 名，女子 9 名）を対象に，座位姿勢で上部胸郭と下部胸郭へ呼吸介助を 2 回施行し，それぞれ，呼吸介助施行前・中・後において，換気面，代謝面，自覚症を評価した．その結果，換気面では下部胸郭への呼吸介助は，一回換気量（tidal volume，以下 VT）が安静時より介助施行中に有意に増加し，呼吸数（frequency，以下 f）は有意に減少した．VT の経時的変化は，呼吸介助開始 2 分で下部胸郭が有意に高値を示した．また，代謝面では酸素摂取量は上部胸郭，下部胸郭共に安静時より介助中に有意に減少した．自覚症は両部位に差はなかった．今回，座位姿勢での下部胸郭への呼吸介助は換気面において VT と f の変化量が大きく，介助による効果が早期に現れること示唆された．

位などの様々な姿勢で施行されるが，その姿勢の選択を明確にした先行研究はほとんどない．これまでに伊橋ら 3) は，健常者を対象に座位の上部胸郭，仰臥位の上部および下部胸郭といった姿勢や介助部位など3つの条件別に静的肺気量分画を比較，検討した．その結果，これらの条件別にVT の増加には差は認められなかったことを報告している．
一方，臨床の場面で呼吸困難が生じている患者は起座呼吸を呈することが多い．その際，呼吸困難の軽減を目的に座位姿勢で呼吸介助を施行することが多い．しかし，座位姿勢で上部胸郭，下部胸郭のいずれに呼吸介助を施行すればよいか，また，効果の相違はあるのか疑問である．
座位姿勢における呼吸介助の効果について，
有薗ら4)は慢性呼吸器疾患患者を対象に呼吸循環応答を検討し，VT の有意な増加とfおよび酸素はじめに呼吸介助とは，患者の胸郭に用手接触し，呼気にあわせて，胸郭を生理的な運動方向に一致して圧迫し，次の吸気時には圧迫を解放することを繰り返す，徒手的に胸郭運動を他動的に介助する手技である 1)．その主たる目的は，換気量の改善である．加えて，気道分泌物の移動，呼吸仕事量の減少，呼吸困難の減少などの効果もあり1)，呼吸リハビリテーションにおいてコンディショ
ニングの手技として用いられている2)．
これまでに，呼吸介助の効果に関する先行研
究は，呼吸循環機能に及ぼす影響から検討されているものが多い．伊橋らは3），健常者を対象に呼吸介助施行中の静的肺気量分画について検証し，VT が有意に増加したことを示した．また有薗らの 4 ） 慢性呼吸器疾患患者を対象とした報告においても，VT の有意な増加を認めている．これ
らの効果の背景として，VT の増加には予備呼気量（expiratory reserve volume，以下ERV），予備吸気量（inspiratory reserve volume，以下IRV）の減少が起こるといわれており5），呼吸介助施行中のERVさらには機能的残気量が減少することが示されている3-6)．
そして，この呼吸介助は側臥位や仰臥位，座・摂取量（oxygen uptake，以下VO2）の有意な減少を報告した．しかし，本研究は下部胸郭のみに呼吸介助を施行したものであり， 上部胸郭と下部胸郭の2つの部位の影響の相違について検討していない．
そこで，今回，座位姿勢における上部胸郭と下部胸郭への介助部位の違いついて検討することとした．

- 49 -仮説として，先行研究3-4)より，上部胸郭，下部胸郭ともに呼吸介助中のVTは安静時より増加し，fは減少すると考えた．また，VT の増加に介助部位別の差はないと予測した．さらに，静的肺気量分画においては，いずれにおいても予備呼気量は減少すると仮説をたてた．
本研究の目的は，健常者を対象に座位姿勢における上部胸郭と下部胸郭の2つの介助部位の呼吸代謝応答への影響について，上記仮説を検証し，臨床での適用を明確にするための基礎資料とすることである．

測定プロトコル
測定は呼吸介助前にスパイロメーターを用い，静的肺気量分画を3回測定し，予測値に近い測定値を採用した．その後，被験者は図1に示すよ
うな安楽した椅子座位にて前方のテーブルを支持した前傾座位とした．その際，呼気ガス分析器のマスクを装着し，10分間の安静座位後に呼吸介助を5分間施行，終了後は3分間の安静座位を保ち，合計18分間にわたって連続的に測定した．
呼吸介助終了後，再度スパイロメーターにて静的肺気量分画を測定した．自覚症は，上部胸郭および下部胸郭の2回の呼吸介助実施後に聴取した．

対象
対象は，若年健常者22名（男性11名，女性11名）で，年齢，身長，体重は平均でそれぞれ21．
6 ± 1.0歳，164.4 ± 8.2cm，58.1 ± 12.2kgであった．
除外基準は，現在喫煙をしているもの，脊椎疾患，呼吸器疾患，心疾患のあるものとした．対象者には，本研究の目的および手順，リスクについて説明し，同意を得た上で安全面を重視して測定を行った．本研究は，長崎大学倫理委員会の承認後実施した（承認番号15051415）．

研究デザイン
本研究は，対象者を上部胸郭，続いて下部胸郭の順に呼吸介助を実施する群と，その逆の順番の群とにランダムに割り付け，ランダム化クロスオーバー比較試験にて行った．2回の測定の間隔は1日以上設けた．呼吸介助は手技に熟練した同一の理学療法士1名が行った．

図 1 測定実施状況
統計処理と解析方法
呼気ガス分析による測定データはbreath-bybreath方式で取り込み，1分ごとの平均値を算出した．安静時と施行中の比較については，安静時は最も呼吸が安定した3分間の平均値，呼吸介助中は呼吸介助開始後2分経過後からの1分間の平均値を用いた．
上部胸郭と下部胸郭の比較ならびに安静時と呼吸介助施行時の比較について，正規性の検定をShapiro-Wilk検定を実施し，正規性が認められた場合は対応のあるt検定，認められなかった場合はWilcoxonの符号付順位検定を実施した．
また，統計解析ソフトはPASW Statistics 18を使用
し，危険率5％を統計学的有意とした．

評価項目
呼吸介助施行中，施行前後において，携帯型呼気ガス分析装置（アニマ社製エアロソニック・AT-1100 Ver．3．01）を使用し，VT，f，VO2，二酸・化炭素摂取量（ carbon dioxide output ，以下VCO2）を測定した．また，呼吸介助施行前後の静的肺気量分画はスパイロメーター（ミナト医科学社製AUTOSPIRO AS-500）を使用し，ERV，IRVを測定した．自覚症の評価は，2回の呼吸介助施行後，上部胸郭，下部胸郭への呼吸介助でどちらがより呼吸が楽であったかを口頭で聴取した．

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表 3 IRV

結果
対象者 22 名中，上部胸郭と下部胸郭の呼吸介助開始前の安静時の VT の差が標準偏差の 2倍を越えていた者（5 名）を除外し，解析対象者
は，若年健常者 17 名（男性 8 名，女性 9 名）となった．解析対象者の平均年齢は 21.6 ± 1.0 歳，平均身長は 164.4 ± 8.2cm，平均体重は 58.1 ±12.2kg であった．
①換気面
VT は下部胸郭，上部胸郭ともに安静時より呼吸介助施行中において増加したが，下部胸郭のみで有意差を認めた（表 1）．f も下部胸郭において有意に減少した（表 2）．さらに，上部胸郭と下部胸郭の VT の変化率の継時的変化の違いについては，開始 2 分で下部胸郭が 26.6%，上部胸郭は 7.8%増加し，上部胸郭に比べ下部胸郭が有意に高値を示した（図 2）．静的肺気量分画のIRV と ERV は，呼吸介助前後で上部胸郭，下部胸郭とも有意差は認められなかった（表 3，4）．

上部(L)
下部(L)

呼吸介助前

呼吸介助後

1.65±0.49

1.67±0.53
1.62±0.42

1.79±0.58

Mean±SD

表 4 ERV
上部(L)
下部(L)

呼吸介助前呼吸介助後1.65±0.49
539.3±82.6

594.6±96.4
660.1±159.2
Mean±SD②代謝面・

VO2 は上部胸郭と下部胸郭共に安静時より呼・吸介助施行中で有意に減少した（表 5）．V CO2は上部胸郭と下部胸郭共に有意差は認められな・かった（表 6）．さらに，VO2 の継時的変化の違いについても上部胸郭と下部胸郭の間で有意差を認めなかった（図 3）．
・

表 5 VO2

表 1 VT
安静時
555.6±96.2
539.3±82.6

上部(ml)
下部(ml)

呼吸介助中594.6±96.4
660.1±159.2※

上部(ml/min)
下部(ml/min)

安静時
238.3±78.7
231.9±56.3

呼吸介助中207.9±59.9※
202.5±47.1※

Mean±SD ※P<0.05

Mean±SD ※P<0.05・

表 6 VCO2

表2 :f
上部(回/min)
下部(回/min)

安静時
16.3±3.7
16.4±2.7

呼吸介助中18.1±4.5
14.0±3.4※

上部(ml/min)
下部(ml/min)

安静時
246.7±74.7240.3±50.7

呼吸介助中258.2±85.7
246.7±70.6
Mean±SD

Mean±SD ※P<0.05・

図 3 VO2 の経時的変化

図 2 VT の経時的変化- 51 -

③自覚症
上部胸郭の方が呼吸が楽であったと答えた者
が 7 名，下部胸郭と答えた者が 10 名であった．

手技終了後は速やかに施行前の状況に復するものと考えられた．
・考察
座位姿勢における呼吸介助の介助部位の違いが呼吸代謝応答に与える影響について換気，代謝，自覚症の面から比較， 検討した．
換気面においては，下部胸郭への呼吸介助においてVTの早期に増加し，かつ呼吸介助施行中での有意な増加，fの有意な減少が認められた．
VTの増加に関する先行研究において，胸郭の呼気時の圧迫と吸気時の拡張の可動域が胸郭拡張差に反映されVT の増加量に影響しているということ7) が報告されている．健常者の胸郭拡張差は、腋窩部で2.8～2.9cm，剣状突起部で3.3～3.5cm，第10肋骨部で3.1～3.6cmと上部胸郭より下部胸郭の方が胸郭拡張差が大きいといわれている8)． また田平ら9)は上部胸郭より下部胸郭の方が胸郭の可動性が大きい傾向にあったと報告している．今回，我々の結果も胸郭拡張差に反映し下部胸郭でVTが有意に増加した可能性があると考えられた．fに関して，呼吸介助を行うとVTが増加することでfが減少し，VT 優位の呼吸パターンになることが示されている10)．有薗らの研究4)
でも，慢性呼吸器疾患患者に呼吸介助を行うことでVTが増加し，fが減少すると報告されている．今回の結果において，下部胸郭では有薗らの報告と同様の結果が示された．しかし，上部胸郭においてVT は有意に増加せず，fは減少を認めなかった．この理由として，上部胸郭は吸気時に前後径が増大するが，仲保ら 11) は，前傾座位姿勢では上部胸郭の上前方への拡張運動が制限されるという報告している．このことから，本研究における測定姿勢が前傾座位であり，上部胸郭の動きが制限されたことでVT の増加が抑制されたものと推測された．それにともなって，fも減少しなかったと考えられる．IRVとERVはともに呼吸介助施行前後で上部胸郭，下部胸郭ともに有意差は認められなかった．健常者を対象とした研究において，呼吸介助は安静呼気位を越えて呼気を介助するため，呼吸介助施行中はERVが減少すると報告されている 3) ．このことから呼吸介助の肺気量分画への影響は呼吸介助施行中のみであり，- 52 -代謝面においては，VO2 は上部胸郭，下部胸郭ともに呼吸介助中は有意に減少した．これは，呼吸介助によって呼気を介助することで，次の吸気が受動的に行われることにより，吸気の際の呼吸筋の仕事量が減るため，酸素消費量が減少したと考えられる．呼吸器疾患患者を対象とした有・

薗ら4)の研究でも，VO2の減少は呼吸筋の仕事量が減少していると推察している．
さらに自覚症においては上部胸郭と下部胸郭で違いはなかった．これは，今回の対象は健常者であり，日常生活の中で呼吸困難や呼吸努力を自覚することがないため，呼吸介助そのものによる影響の相違が得られなかったと考えられる．
また，呼吸器疾患患者 を 対象 に，息切れ感とSpO2の関連性を検討した研究では，主観的指標と客観的指標は一致しなかったという報告されており12)，われわれの結果も同様であったと推察した．
本研究の制限因子として，上部胸郭および下部胸郭の柔軟性を評価していないこと，被験者の前傾姿勢の条件を設定しなかったことなどが考えられた．今後はこれらの因子の影響を検討するとともに，対象者数を増やし，その年齢層や基礎疾患ならびに呼吸困難の有無といった状況を考慮して検討していく必要がある．
本研究では下部胸郭への呼吸介助にて換気面の変化量が大きい結果となった．今回の対象は健常者という制限はあるが，臨床で応用する際も下部胸郭への呼吸介助において呼吸代謝応答が得られやすい可能性が予想される．

まとめ
今回，座位姿勢での介助部位別における呼吸代謝応答の違いについて，若年健常者を対象に比較，検討した．その結果，換気面では下部胸郭の呼吸介助でVT が安静時より呼吸介助中に有意に増加し，fは有意に減少した．また，VT は上部胸郭より早期に増大していた．代謝面，自覚症では両部位間に差は認められなかった．以上のことから，座位姿勢での呼吸介助の介助部位の違いの特徴として，下部胸郭への呼吸介助の方が換気面においてVTとfの変化量が大きく早期に影響が現れることが明らかになった．

謝辞
本研究を進めるにあたり， ご指導，ご尽力を賜りました田中貴子助教，神津玲教授ならびに 長
崎大学大学院医歯薬学総合研究科の諸先生方，研究にご協力いただいた長崎大学生の方々に厚く御礼申し上げます．

参考文献
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3） 伊橋光二，斎藤昭彦，他：呼吸介助手技が肺気量分画に与える影響．理学療法学．1989；16；4：267272．
4） 有薗信一，北川知佳，他：慢性呼吸器疾患患者に対する座位呼吸介助手技の換気代謝機能へ及ぼす影響．長崎大学医療技術短期大学部紀要．2000；13；133-137．
5） A．I．Kapandji，訳：塩田悦二： カパンジー機能解剖学 カラー版 第6版．医歯薬出版，東京，2010，
pp．152-155．
6） 山崎允，上村洋充，他：用手的呼吸介助手技施行時の肺気量分画の変化と横隔膜の移動距離の観察．
日本私立医科大学理学療法学会誌．2008；25：113-116．
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8） 千住秀明：呼吸リハビリテーション入門 理学療法士の立場から 第4版．神陵文庫，長崎，2004，pp82．
9） 田平一行，神津玲，他：中高年者における胸郭拡張差を加味した肺機能予測式の検討．理学療法学．
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10） 上村洋充，真淵敏，他：術後呼吸不全患者に対する徒手的呼吸介助時の換気変化について．理学療
法学．1997，24；203
11） 仲保徹，山本澄子，他：脊柱後彎位が胸郭運動に与える影響 Slump SittingとStraight Sittingの比較か
ら．理学療法科学．2009；24：697-701．
12） 大場友裕，小松直正，他：患者の訴えに振り回される新人理学療法士の取り組み 主観的な訴えと客観的指標との関連．理学療法京都．2013；42；102-103．

（指導教員：田中貴子・神津- 53 -玲）