2020 年度研究助成報告書

心臓血管外科術後のせん妄発生が自律神経活動ならびに生命予後に与える影響

1

日数，年齢，性別，身長，体重，Body Mass Index（以下，BMI），使用薬剤，入院前からの併存疾患，喫煙歴，心エコー検査値，生化学検査値，栄養状態，手術形態（予定 / 緊急），EuroSCORE Ⅱ，Acute Physiology and山本周平（PT）1），塚越大智（OT）1），佐藤正彬（OT）2）
2）

1）

野嶌一平（PT） ，古橋啓介（OT）

Chronic Health Evaluation（以下，APACHE）Ⅱ Score，
ICU せん妄の有無を調査した。せん妄は集中治療室の看護師評価による Intensive Care Delirium Screening1）

信州大学医学部附属病院リハビリテーション部

Checklist（以下，ICDSC）に基づき，4 点以上をせん

2）

信州大学医学部保健学科・大学院保健学研究科

妄ありと判断した。同時に，自律神経活動指標として

キーワード：せん妄，自律神経，心疾患（High Frequency Power），LF/HF（Low Frequency

ECG から心拍変動（Heart Rate Variability/HRV）の HF
Power/High Frequency Power），RMSSD（Square root
はじめにof the Squared Mean of the Difference of successive

本研究の目的は，自律神経活動と術後せん妄および術後イベントとの関連を検討することである。

NN-intervals），SDNN（Standard deviation of the NNintervals）を評価した。また，退院後 1 年以内の再入院や死亡の有無を確認した。なお，本研究は信州大学医学

背景部倫理委員会の承認（承認番号 4325）を得て実施した。

本邦における心臓血管手術の施行件数は，この 20 年で約 30 倍まで増加し，その後も高い施行件数を維持し
1）

2．評価項目。また，早期リハビリテーションに関するエ

対象者の属性として，疾患名，入院日，退院日，在院

キスパートコンセンサスが発表され，集中治療（以下，日数，年齢，性別，身長，体重，BMI，使用薬剤，入院ICU）領域で療法士がかかわる機会も増加している。

前からの併存疾患，喫煙歴，心エコー検査値，生化学検ている

術後リハビリテーションの目的は，いかに術後の合併査値，栄養状態，手術形態（予定 / 緊急），EuroSCORE症を少なく退院できるか，また退院後のイベント発生をⅡ，APACHE Ⅱ Score，せん妄の有無を調査した。せ減らせるかという点である。しかし，術後の経過を大きん妄は ICU の看護師評価による ICDSC に基づき，4 点く阻害する要因のひとつがせん妄であり，心臓手術患者以上をせん妄ありと判断した。同時に，自律神経活動指2）。

標として ECG から心拍変動（Heart Rate Variability/

せん妄は ICU 滞在期間の延長，術後合併症の増加，死HRV） の HF，LF/HF，RMSSD，SDNN を 評 価 し た。の 11 〜 46％がせん妄を発症すると報告されている，および長期的な認知機能低下に関連する 3）。

HRV は昼間と夜間それぞれ 1 時間抽出し，対応した時我々の高齢心不全を対象とした研究でも，認知機能の低間に評価された ICDSC を収集した。HRV データ処理に

下はその後のイベント発生に強く関連することが認めら

は数値解析ソフトウエア Kubios HRV ver.3.4（Kubios）れており，せん妄も退院後のイベント発生に強い影響をを用いた。また，退院後１年以内の再入院や死亡の有無与えると考えられる。せん妄と自律神経障害は関連するを確認した。

亡率2）ことが報告されており，心疾患患者にとって自律神経障害は有意な予後関連因子である。すなわち，せん妄発生

3．統計解析

より自律神経障害が引き起こされることで予後不良とな主要評価項目，副次的評価項目，背景情報に ついる可能性が考えられるが，自律神経評価を含めてせん妄て，せん妄あり群とせん妄なし群間で，対応のない t 検と予後について検討した報告はきわめて少ない。

2
定，Mann-whitney の U 検定，もしくは χ 検定を行った。また，せん妄の有無で死亡および再入院イベントに方法1．対象対してカプラン・マイヤー（Kaplan-Meier）法を行った。さらに，Cox 比例ハザード回帰分析を用いてせん

対象は 2018 年 1 〜 12 月までに当院で，開胸または開妄，EuroSCORE Ⅱおよび APACHE Ⅱ Score で調整を腹による心臓血管外科術が施行され，術後リハビリテー行い，各 HRV 指標が死亡および再入院イベント発生へション介入をした 65 歳以上の高齢患者 177 名であった。

与える影響を検討した。統計処理は EZR version 1.54

そのうち，補助人工心臓植込み患者，下肢閉塞性動脈硬と STATA version 15.0（StataCorp, College Station,化症手術施行患者，ペースメーカー使用患者，心房細Texas, USA）を用い，時計学的有意水準を 5% とした。

動やその他の RR 間隔不整が持続する不整脈を有する患者，Electrocardiogram（以下，ECG）データ欠損患者が除外され，除外後の 71 名を解析の対象とした。
対象者の属性として，疾患名，入院日，退院日，在院

結果
せん妄群および非せん妄群の 2 群における患者背景および自律神経活動指標に関する結果を表 1 と 2 に示す。

22020 年度研究助成報告書

表1

せん妄群と非せん妄群の患者背景

Age (years)

非せん妄群
n=39

せん妄群
n=32

P値

73.5 [71.2, 81.0]

77.0 [70.7, 80.0]

0.51

Male gender (%)

34 (87.2)

20 (62.5)

0.02

BMI (kg/m2)

23.7 (3.4)

22.2 (2.4)

0.06

NYHA class III/IV (%)

2 (16.7)

1 (20.0)

1.00

Brinkman index, mean

465.0 (604.6)

436.1 (585.7)

0.84

chest̲surgery (n, %)31 (79.5)

28 (87.5)

0.53

Mechanically Ventilated, mean (day)1.31 (1.23)

2.35 (1.85)

0.01Charlson Comorbidity Index, mean

2.0 [0.0, 7.0]

2.0 [0.0, 6.0]

0.58

APACHE II score, mean

15.0 [8.0, 35.0]

17.0 [10.0, 32.0]

0.13

ACE-I

4 (10.3)

1 (3.3)0.38

ARB0 (0.0)

1 (3.3)0.44

Beta blocker

10 (25.6)

5 (16.7)

0.56

calcium antagonist

14 (35.9)

14 (46.7)

0.46

Diuretic

10 (25.6)

6 (20.0)

0.78

Prescription at preoperative (%)

Values are median [interquartile range], n (%), or mean (standard deviation).
ACE-I; angiotensin-converting enzyme inhibitor, ARB; angiotensin receptor blocker, BMI; body massindex, NYHA; New York Heart Association.

表2

せん妄群と非せん妄群の HRV 指標
非せん妄群
n=39

せん妄群
n=32

P値

昼間

14.58 [4.11, 74.92]

110.90 [7.39, 1124.48]

0.04

夜間

16.05 [0.44, 11328.90]

23.00 [0.14, 26493.76]

0.23

2

HF (ms )LF (ms2)
昼間

39.33 [5.79, 83.10]

73.90 [9.12, 650.54]

0.17

夜間

18.74 [0.07, 4893.48]

35.24 [0.02, 9221.78]

0.39

昼間

1.27 [0.45, 2.75]

0.53 [0.34, 1.01]

0.02

夜間

1.20 [0.06, 9.61]

0.60 [0.10, 7.47]

0.05

昼間

8.20 [5.57, 14.89]

19.53 [6.71, 65.92]

0.04

夜間

8.27 [1.28, 223.12]

11.27 [0.63, 348.30]

0.23

LF/HF (ratio)

RMSSD (ms)SDNN (ms)
昼間

9.45 [5.18, 15.09]

16.98 [7.25, 53.22]

0.08

夜間

7.47 [0.89, 159.64]

10.21 [0.55, 230.49]

0.21

Values are median [interquartile range]
HF; High Frequency, LF; Low Frequency, LF/HF; Low Frequency/High Frequency,HR; heart rate, SDNN; Standard deviation of NN-intervals, RMSSD; Root Mean
Square of Successive Diﬀerences.

せん妄群は非せん妄群と比較して女性の割合が多く，人た， イ ベ ン ト 従 属 変 数，ICU せ ん 妄， 各 HRV 指 標，工呼吸器装着期間が有意に長かった。

EuroSCORE Ⅱ，APACHE Ⅱを独立変数とした単変量

また，一年以内の死亡および再入院の複合イベントと多変量の Cox 比例ハザード回帰分析の結果を表 3，4，を従属変数とした結果，せん妄群は非せん妄群と比5 に示す。多変量解析で背景を調整したうえでもせん較してイベント発生率が有意に高かった（図 1）。ま妄の有無は退院後一年以内の複合イベント発生に有意2020 年度研究助成報告書

3

図 1 せん妄の有無と退院後の複合イベントの関係

表3

単変量の COX 比例ハザードモデル
昼間夜間HR

95% CI

P値

HR

95% CI

P値

4.37

1.41 ‒ 13.55

0.01

4.37

1.41 ‒ 13.55

0.01

HF**

1.00

1.00 ‒ 1.00

0.03

1.00

1.00 ‒ 1.00

0.03

LF/HF**

0.84

0.61 ‒ 1.18

0.32

0.84

0.61 ‒ 1.18

0.32

ICU せん妄SDNN**

1.01

1.00 ‒ 1.02

<0.01

1.01

1.00 ‒ 1.02

<0.01

RMSSD**

1.01

1.00 ‒ 1.01

<0.01

1.01

1.00 ‒ 1.01

<0.01

CI; conﬁdence interval, HR; hazard ratio* 対数変換後データ

表4

多変量の COX 比例ハザードモデル（昼間の HRV 使用）
多変量解析 **ICU せん妄HR(95% CI)

P値

HR(95% CI)

P値

HR(95% CI)

P値

HR(95% CI)P値

HR(95% CI)

P値

3.59(1.09 ‒ 11.83)

0.03

2.67(0.88 ‒ 8.23)

0.08

2.79(0.91 ‒ 8.58)

0.07

2.70(0.88 ‒ 8.32)

0.08

2.75(0.89 ‒ 8.52)

0.07

1.24(1.02 ‒ 1.51)

0.03
0.48 (0.15 ‒ 1.65)

0.25
3.01(1.13 ‒ 8.45)

0.02
2.88(1.16 ‒ 7.10)

0.02

HF*
LF/HF*SDNN*
RMSSD** 対数変換後データ．** EuroSCORE Ⅱ，APACHE Ⅱ Score にて調整．

表5

多変量の COX 比例ハザードモデル（夜間の HRV 使用）
多変量解析 **ICU せん妄HF*

HR(95% CI)

P値

HR(95% CI)

P値

HR(95% CI)

P値

HR(95% CI)

P値

HR(95% CI)

P値

3.59(1.09 ‒ 11.83)

0.03

2.76(0.90 ‒ 8.47)

0.07

2.78(0.90 ‒ 8.59)

0.07

2.77(0.90 ‒ 8.51)

0.07

2.75(0.90 ‒ 8.45)

0.07

1.01(0.83 ‒ 1.23)

0.89
0.63(0.19 ‒ 2.0)

0.43
0.99(0.40 ‒ 2.44)

0.98
1.12(0.46 ‒ 2.73)

0.80

LF/HF*SDNN*
RMSSD** 対数変換後データ．** EuroSCORE Ⅱ，APACHE Ⅱ Score にて調整．

42020 年度研究助成報告書な影響を与える傾向があった。さらに，HRV 指標につ本研究の限界として，本研究のせん妄評価は ICDSC

いてみると，夜間の HRV 指標は有意な因子ではなかっを用いており，せん妄のサブタイプの評価を行っていたが，昼間の HRV 指標は副交感神経指標である HF，ないため，低活動性せん妄の副交感神経活動が不明なこRMSSD，また自律神経のバランスを示す SDNN は有意と，また ICU 内のせん妄と自律神経活動の評価に限定な因子として抽出された。

していたこと，が考えられる。したがって，今後さらなる検証が必要となる。

考察
本研究結果から，心臓血管外科術後患者においてせん結論

妄群は非せん妄群と比較して昼間の副交感神経活動が亢

心臓血管外科 ICU 患者において，せん妄群では非せ進しており，さらにせん妄の存在と昼間の副交感神経活ん妄群に比べ日中の副交感神経活動が増加していた。さ動の亢進は，それぞれ一年以内の死亡と再入院を予測すらに，せん妄の存在と日中の副交感神経活動の増加は，る独立した因子であることが示された。

それぞれ死亡と 1 年以内の再入院という複合イベントのICU でのせん妄発症は ICU 滞在期間の延長，術後合併症の増加，死亡率上昇にかかわること2）独立した予測因子であることが示された。

が報告されており，本研究の結果でも先行研究と同様の結果が得ら

謝辞：データ収集にご協力いただいた信州大学医学部附れた。本研究の新規性は，せん妄に自律神経評価を組み属病院心臓リハビリテーションチームメンバーに心より合わせて実施したところである。一般的に，心疾患患者感謝申し上げます。

においては交感神経活動が予後不良因子として報告されており，副交感神経活動の高い方が予後がよいことが報文告されている。しかしながら，この自律神経活動で報告

1）Sakata R, Fujii Y, et al.: Thoracic and cardiovascularsurgery in Japan during 2008: annual report by TheJapanese Association for Thoracic Surgery. Gen Thorac
Cardiovasc Surg, 2010; 58: 356‒383.
2）Inouye SK, Westendorp RG, et al.: Delirium in elderly
people. Lancet. 2014; 383: 911‒922.
3）Saczynski JS, Marcantonio ER, et al.: Cognitive trajectories
after postoperative delirium. N Engl J Med. 2012; 367:30‒39.
4）Galinier M, Pathak A, et al.: Depressed low frequency
power of heart rate variability as an independent
predictor of sudden death in chronic heart failure. Eur
Heart J. 2000; 21: 475‒482.
5）Kiely DK, Jones RN, et al.: Association between psychomotor
activity delirium subtypes and mortality among newly
admitted post-acute facility patients. J Gerontol A Biol Sci
Med Sci. 2007; 62: 174‒179.
6）Zaal IJ, van der Kooi AW, et al.: Heart rate variability
in intensive care unit patients with delirium. J Neuropsychiatry Clin Neurosci. 2015; 27: e112‒e116.

されている疾患は心筋梗塞や心不全患者のデータが大半
4）であり ，心臓血管外科術後やせん妄を加味した報告は少ない。今回の結果で新たに明らかになったことは，心不全患者を対象とした先行結果と異なり，心臓血管外科術後患者は昼間の副交感神経活動が高い方が予後不良となったことである。この理由として，心臓血管外科術後患者は低活動性せん妄が多いことが理由として考えられる。せん妄を活動性，低活動性，混合性の 3 種類に分けた場合，低活動性せん妄は活動性せん妄や混合性せん妄
5）と比較して死亡率が高く ，また低活動性せん妄は副交感神経が高い

6）ことが報告されている。すなわち，今回の結果でせん妄群の昼間の副交感神経活動が高かった理由として，せん妄のなかでも低活動性せん妄が多く存在したことで，予後不良となった可能性が考えられた。
さらに，特筆すべきは夜間の副交感神経活動ではなく，献昼間の副交感神経の亢進が予後不良因子となった点である。副交感神経活動は休息時に働く自律神経機構である

発表実績

ため，活動的になるはずの日中で休息していることが不【学会発表】
1）塚越大智，山本周平，野嶌一平，佐藤正彬，古橋啓介：心臓血管外科術後のせん妄と副交感神経活動は一年以内の再入院と死亡に強く関連する．第 5 回日本循環器理学療法学会学術大会．2021 年 8 月 28 日

良アウトカムにつながっていることを示している。多変量 COX 比例ハザードの結果において，せん妄や術前後のリスク因子を調整したうえでも，昼間の副交感神経活動が予後不良因子として抽出されており，今後リハビリの重要なアウトカムになり得ると考えられる。

2020 年度研究助成報告書（Appendix）

図 2 HF と退院後の複合イベントの関係
第 1 三分位；0.13 ‒ 8.58，第 2 三分位；9.27 ‒ 74.06，第 3 三分位 =3；74.47 ‒ 26,494.76

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