１．
COPDの診断と息切れの評価
当院（刀根山病院）における診断と治療の流れ■ 患者個々の病態と環境に適した呼吸リハビリテーションの流れ

労作時呼吸困難を訴える患者さんは、安静時の肺機能検査と動脈血ガス測定

問診と診察、検査（肺機能、動脈血ガス、血液、レントゲン、心電図、心エコーなど）だけでは、運動中の病態を正確に把握することは出来ません。

の上、適切な薬物治療を開始。日常生活での問題点を聴取。

そのために運動負荷心肺機能検査が必要となります。それは、個々に労作時患者個々の運動能力を制限する息切れの病態を、運動負荷心肺機能検査（CPET）呼吸困難を訴える患者さんの病を用いて解析。

態 が 異 なって おり、そ の 病 態 に適した 薬 物 療 法や呼 吸リハビリ

この結果から個々の病態と問題点を解決するための方策を提案。

テーションを行うためです。

この時、生命予後悪化因子の検討から生活安全領域（safe range：SpO 2と脈拍で指示）を設定し、この範囲内での運動訓練を含む理学療法と作業療法の処方を指示。
さらに、薬物療法の追加を検討。

4週間（20セット）入院又は外来での呼吸リハビリテーションプログラムを行う。

症例70 才（男） 主訴

労作時息切れ（DOE)

H20年頃よりDOE出現、H22年春頃よりDOE増強、平地歩行でも人より遅れる。階段や坂道では、息が早くなり息切れがする。咳（ー）痰(−）熱発（ー）。153cm, 54kg, BMI 23.1、呼気の延長あるが喘鳴は聴
喫煙；20本30年,SpO2 95%、取せず。
白血球数 5180, 好酸球数 280(5.5%), CRP <0.1,IgE 471 IU/ml, 糖尿病と高血圧症あり。
● 肺機能検査（フローボリュームカーブ）

訪問看護ステーションなどと連携し、在宅での継続リハビリテーションを行い、環境整備を含めた介護サービスの必要性を検討の上調整する。

■ 診療報酬点数
D211 トレッドミルによる負荷心肺機能検査、サイクルエルゴメーターによる心肺機能検査● 気道可逆性試験（β2刺激気管支拡張剤吸入）● 努力性肺活量（FVC）

1.02● 一秒量(FEV1)

0.44 → 0.69(L)(+56.8%)

1.86(L)● %FEV1(予測値％）

18.6

29.1(%)

トレッドミルによる負荷心肺機能検査、サイクルエルゴ
メーターによる心肺機能検査……………………800点● 一秒率（FEV1/FVC;FEV1%)

43.1

37.1(%)

連続呼気ガス分析加算…………100点

気管支拡張剤吸入後の一秒率が70％未満であり、一秒量が56.8％改善しますが、それでも予測値の30％未満であり、気管支喘息の要素を持った最重症のCOPDと診断し、薬物療法を開始します。

運動療法における運動処方の作成、心・肺疾患の病態や重症度の判定・治療方針の決定又は治療効果の判定を目的として連続呼気ガス分析を行った場合に加算※運動負荷心肺機能検査：CPET（Cardiopulmonary exercise testing）

2.労作時息切れと運動制限因子に ついて呼吸と代謝の関連性
肺機能に異常のない成人女性がエルゴメータを使ったCPETの結果を示します。この女性は、下肢 疲労で運 動を停止しました。仕事量 増加（10W/分）に対して酸 素摂 取 量と心拍数は、ほぼ直線的に増加します。

分時換気量が最大努力換気量の７０％程度で運動を停止しているので、換気能力にはまだ余力があるということになります。二酸化炭素排出量も分時換気量も乳酸値が急激に増加する変曲点（乳酸閾値：LTポイント)を越えて急激に増加しています。この換気量の増加を「換気ドライブ」と呼びます。
ボルグスケールも同じように増加し、血液中のノルエピネフリン濃度も変曲点を持って増加します。
また、健常人は、運動を始めると筋肉内で酸素を利用して糖を代謝してエネルギーを産出し、この時も二酸化炭素と水も産出されます。さらに運動仕事量の増加にともない嫌気性代謝が始まり、乳酸が産生され血液が酸性に傾き、これを重炭酸イオンで緩衝するためにさらに二酸化炭素が産生されます。結果的に血液は酸性に傾き、これを代償するために二酸化炭素排出量を増やすために分時換気量を増加（換気ドライブ）させ、血液を中性に保とうとします。
換 気ドライブが 起こるころよりボルグ スケールは上 昇し、交 感 神 経 の 緊 張（血 液 中ノルエピネ
フリン濃 度の増 加）を伴うように成ります。ほとんどの 健常人は、心 拍数の増加が限界に達し、運動を終了します。

運動に伴う心拍数と酸素摂取量の増加

心拍数(beats/min)(ml/min)

分時換気量も仕事量の増加に伴い変曲点（嫌気性閾値：ATポイント)を持って増加します。この最大運動時運動時の分時換気量（VE）と血中乳酸値とノルエピネフリン値の上昇

◆ VO2
■ HR

負荷（watt）

酸 素摂 取 量の増 加にともない 二酸 化炭 素排出量も増 加しますが、その増 加は途中から 変曲点（嫌気性代謝閾値：ATポイント）を持って急峻に増加します。呼吸困難 感の程 度はボルグスケールで表現しますが、呼吸困難感もATポイント付近から感じ始め、この後、急激に増大します。
運動に伴う酸素摂取量の増加とCO 2 排出量の増加と呼吸困難感の程度（ボルグスケール）
ボルグスケール
点数

呼吸困難感

10→

最大限に強い9→

非常に強い

8→7→6→5→

強い4→

やや強い

3→

中くらい

2→

弱い

1→

とても弱い

0.5→

非常に弱い

0→

まったく感じない

最大努力換気量（MVV）、嫌気性閾値（AT）、乳酸閾値（LT）、ノルエピネフリン閾値（NT）

とても強い

運動負荷心肺機能検査（CPET）により、① 個々の労作時息切れの病態② 生命に危険を及ぼす要因の両方をしっかり評価することが重要です。
ノルエピネフリン（ノルアドレナリンともいう）交感神経終末からも分泌される。血管収縮、血圧上昇、血糖上昇作用などがある。

３．
運動負荷心肺機能検査（CPET）に よる病態解析
運動負荷心肺機能試験の必要性■ トレッドミルを用いた多段階漸増運動負荷心肺機能検査による
COPDの運動制限因子とその病態解析
COPD患者の運動制限の原因は、気道の閉塞性障害（１秒量の低下）による換気障害（運動に伴う１回換気量の増加の制限）が主な原因（約65％）であり、次にガス交換障害(約30％）と心機能障害（5％）であります。ただし、一人の患者さんにこれらの障害が複数、違った比率で重複して運動制限を引き起こしています。
〜に、安定 期のCOPD患者297例（心疾 患や神経 筋疾 患などの 運 動能 力に関与する疾 患を除く）のCPET結果を運動能力別に示しました。
A群は、最 大酸 素摂 取 量が11ml/kg,min未満の身 体障害１級程 度に運 動能 力が最も低下した群で、他臓器の手術も禁忌となります。BとC群は、最大酸素摂取量が15ml/kg,min未満の日常生活が息切れにより制限される身体障害3級程度に運動能力が低下した群です。
D、E、F群は、普段の日常生活は問題ないが激しい動作で息切れ感じる程度です。
G 群 は、最 大 酸 素 摂 取 量 が21ml / k g,min 以 上の日常 生 活には全く問 題を感じない 運 動 能力が 残っている群です。有 意 差は、A群と他 群それぞ れと2群間で比 較したものであり、各点は1症例ごとの 値を 示しています。
Total
最大酸素摂取量A< 11(ml/kg/min)

16.9±5.4

例数(n)

297

BCDE

FG

11=<,<13 13=<,<15 15=<,<17 17=<,<19 19=<,<2121=<

指 数（ F E V1/ V C p ( %) ）は 、呼 吸 器 身 体
障 害 程 度 を 判 定 する重 要 な 指 標 で あり 、
運 動 制 限 の 程 度 は あ る 程 度 反 映していますが、個 々の患 者で身 体 障 害 程 度1級の 判
断 基 準 指 数 2 0 ％ 未 満を 満たさないでも 、明らかに1級 程 度 に 運 動 制 限され た 例（ A群）が 多 数 存 在します。呼 吸 器 身 体 障 害 程度を判定するためには、運 動 負荷心 肺 機能
検 査 を用 いて最 大 酸 素 摂 取 量を 測 定 するのが 、最 も 科 学 的 であると考 えら れ ま す 。
(図2参照 )

※ P<0.001, ♯ P<0.001☆ P<0.01, ＊ P<0.05

運 動に伴う1回換 気 量 増 加の 程 度 が、最も運動能力を反映しています。通常我々は、漸増 負荷を行うと無 意 識のうちに1回換 気量が増加し、この増加が頭打ちなったところから呼吸数が増加します。また、この時点から乳酸アシドーシスなどの影響を受けて、呼吸中枢からの呼吸筋に換気を刺激する換気ドライブが起こり呼吸困難感を感じ始めます。
運動能力が制限されたCOPD患者では、換気ドライブは低酸素血症や呼吸性アシドーシスなどの影響を受けます。

3853334028

☆

☆

※

♯☆

☆

※

67

から一秒量は、1Lを切ると運 動制限が強くなっている。しかし、各群とも一秒量のばらつきは大きいといえます。

♯

図3 最大運動時の1回換気量（ml)※ P<0.001, ♯ P<0.001☆ P<0.01, ＊ P<0.05

9.5±1.3 11.9±0.6 13.9±0.5 15.9±0.6 18.0±0.6 20.1±0.6 24.8±3.138

図2 指数（FEV1/VCp (%)）

の各点は、各群の各ステージごとの平均値を示します。

最大運動時の息切れ感の強さの程度は、運動能力が違っていてもその程度（Borg scale)には差がなく、運動能力が小さいほど、軽 い労作で息切れ感を強く感じます。

図1 一秒量（FEV1 (L)）

図4

息切れ感（Borg scale)86420-20500

1000

酸素摂取量(ml/分)※ P<0.001, ♯ P<0.001☆ P<0.01, ＊ P<0.05

♯☆

☆

※

▲A ■B ▲Ｃ ×D ＊E ●F + G

1500

４．
CPETを用いたCOPDの生命予後因子
生命予後因子運 動負荷量の増加に伴って、酸素 消費 量は増加し

図5

ますが、COPDではガス交換能が障害されている

90

ために空気中から十分な酸素を取り込むことが出■ COPD患者の生命予後を左右する運動負荷心肺機能検査のパラメーター（病態）PaO 2 の低下（mmHg)◆A ■B ▲Ｃ ×D ＊E ●F +G

80

来ず、動脈血中の酸素分圧は低下します。

運動負荷心肺機能検査後、109例のCOPD患

70

最も運動能力が低下したA群では他のすべての群に比較して有意にPaO2は急峻に低下し、60mmHg60未満の低酸素血症を来していました。

50者を前向きに3年間 以 上または死亡までを毎月観察し、その死亡原因を記録しました。96例
0500

10001500

酸素摂取量(ml/分)

また、COPDは換 気とガス交換障害のために、運動中に体内に産生されたCO 2 の呼気への排出も制限されます。このため、最も運動能力が低下したA群では運動早期からPaCO 2 が上昇し、呼吸性アシ

図6亡し、死亡原因は、呼吸不全が67％•循環器疾患が14％•悪性疾患が10％でした。そこで、対pHの低下

7.45

で観 察 が 終 了し、この間に21例（22 ％）が 死

象を各パラメーターごとに4分割し、生命 予後◆A ■B ▲Ｃ ×D ＊E ●F +Gを比 較したのが右の図です。

7.43
7.41

ドーシスのため動脈血中のpHも運動に伴って急峻7.39に低下します。PaCO 2 が上昇するのは、主に1回換a）最 大 運 動時の酸 素摂 取 量では、最も制限さ7.37

気量増加の制限による肺胞低換気によるものと考れ た群 は 明らかに生 命 予後 が 悪く、5 年生

7.35

えられます。
健 常 者では、動 脈 血中 の 乳 酸とノルアドレ ナリン

図7は、乳 酸の上 昇は低 値（2mEq/L程 度）に止まり、2中のノルアドレナリンは、低負荷でも他の群と同じ1500

労作で強い息切れを訴える群は明らかに生命予後が悪く、5年生存率は50％を切っていました。
c）労作時のPaO 2 の低下の程度については、軽10

存率は50％であった。
b）息切れの程度（Borg scale)では、最も軽い◆A ■B ▲Ｃ ×D ＊E ●F +G

昇しま す が 、運 動 能 力 が 低 下した C O P D 患 者でしかし、最も運 動能 力が低下した A群では動脈 血

1000

Norepinephrine（ng/ml)の上昇3の低下も認められません。

500

酸素摂取量(ml/分)

は運動中嫌気性閾値を越えて同じように急激に上乳酸アシドーシスを緩 衝するための重 炭酸イオン0

い労作で最も急峻にPaO 2 が低下する群も
0

500
1000
酸素摂取量(ml/分)

1500

明 ら か に 生 命 予 後 が 悪 く 、5 年 生 存 率 は50％を切っていました。

程度に上昇していました。
A群の患者は、軽い労作で強い呼吸困難を感じ、健常者に近い患者が最大限に運動した後にこれ 以 外にも、運 動にともなって急峻にpHが感じるのと同 程 度の呼吸困難 感と交 感 神 経 の興奮（ノルアドレナリンの上 昇）を受けていた低下する群やノルアドレナリンが急激に上昇すことになります。

る群では、生命予後が悪い結果でした。

COPDの重症度を判定するのに重要な一秒量・指数では運動能力を正確に予測することは出来ません。運動負荷心肺機能検査は、個々の最大酸素摂取量を測定し、運動制限因子を正確にかつ客観的に評価することが出来ます。

5．
予後因子から設定した生活安全 領域の効果
生命予後因子とSafe rangeの設定の重要性■ 生活安全領域を設定した呼吸リハビリテーションは在宅酸素療法(HOT)を受けたCOPD患者の生命予後を改善する。

この 運 動 負荷心 肺 機 能 検 査によるC OP D患

また、日常 生 活 の 中 で 最 もSpO 2 が 低下 する者 の 生 活 安 全 領 域（safe range)の 決 定は、

入 浴 動 作 で も 、無 駄 な 動 きを 省 いて 動 作 を

当 院 の 生 活 安 全 領 域 を 設 定した 呼 吸リハビ

疾 患と突 然 死 であり、明らかに呼 吸不全によ下 図 のように P a O 2 が 6 0 m m H g を 切る点 、 単 純 化 し 、動 作 ス ピード を 調 節 し 適 切 に 休リテ ーション プ ログラムは 、19 9 5 年 より開る死 亡例 が 減 少していました 。同 期 間にこのノルアドレナリンの変曲 点および 呼 吸困難 感

憩 を 入 れ て作 業 療 法 を 行 い ま す 。こ れ で も始しており、2 0 0 5 年までにこのプ ログラム

プ ログラムを 受 け ず に 在 宅 酸 素 療 法 を 開 始を軽く訴える点を 参 考に行 いました 。運 動 訓

入浴中にsafe rangeを越えてしまうときは、入を 受 け て 、在 宅 酸 素 療 法 も 開 始 さ れ た

さ れ た C O P D 患 者 76 例 と 生 命 予 後を 比 較練 を 含 む 理 学 療 法 や日常 生 活 指 導 な ど を 行

浴 介 助 の 必 要 性 を 説 明し 受 け入れて もら い

C O P D 患 者 72 例 を 呼 吸 不 全 外 来 で 死 亡 ましました が 、このプ ログラムを 受 け た 症 例 はう作 業 療 法 もこの 生 活 安 全 領 域 内 を 守った

ま す 。在 宅 で の 継 続リハビリテ ーションの 必で 毎 月 追 跡 し ました 。平 均 追 跡 期 間 7. 6 年 、 明 らか にそ の 生 命 予 後 は 良 好 で あり 、半 数処方を出します。最大酸素摂取量の60％負荷

要 な 例 は 、訪 問 看 護 ス テ ー ション 等 とも 連

4 6 例 が 死 亡し 、そ の 死 因 は 4 4％ が 呼 吸 不近くの 例が HOT開始から10 年以 上 生存して量 からはじめた下肢 運 動 訓練もsafe range

携を取って行うことが 重 要 で す。

全であり、22 ％が 悪 性 疾 患、20 ％が 循 環 器いました。

を越えて負荷量を増やすことはありません。

当院の呼吸リハビリテーションの有無によるCOPD-HOT患者の生命予後の比較

SpO2 と pulse rate

1.0

Borg scale & NE (rg/nl)

0.9

PaO2 (mmHg)

9PT+OT+HOT(n=72)

0.8

生存率

運動負荷心肺機能検査によるCOPD患者の生活安全領域の決定

Sale range

80.770.660.580

PaO26050.4HOT（n=76）

0.3

ノルエピネフリン（ N E ）44030.2

p=0.00010.1

変曲点

2

Borg Scale

10.0012345678

HOT開始からの生存期間（年）9100200400600

8001000

酸素摂取量（ml/min）

1200

・PaO 2が60mmHgを切る点
・NEが急激に上昇する点・呼吸困難感を軽く訴える点
・Borg scale 1〜2

運動負荷心肺機能検査（CPET）により生活安全領域（safe range）を設定し、作業療法を含めた呼吸リハビリテーションを実 施することが、最 重 症のCOPD患者の 生命 予後を改善するために重要です。