平成 29 年度研究助成報告書

心不全に合併するサルコペニアにおける超音波法を用いた多面的骨格筋評価の有用性

1

筋力測定は等速度運動器 Biodex Syestem4（酒井医療株式会社）を使用し実施した。最大努力にて膝関節屈曲伸展運動を行うように指示し，60 deg/sec を 5 回，180 deg/sec を 10 回，300 deg/sec を 15 回実施した。測定結果から，

1）

堀弘明（PT），千葉健（PT）

最大トルク / 体重値を使用した。計測前に左右片脚立位
1）（PT）1），小島尚子（PT）1），由利横田

卓（MD）2），福島，阿部隆宏

真（PT）1），を実施し，長時間片脚立位が可能であった肢を計測した（両側 1 分以上可能な場合は，右下肢とした）。

新（MD）3）

超音波診断装置の HI VISION Avius（日立製作所）
を使用し筋厚を計測した。画像表示モードは B モード，

1）

北海道大学病院リハビリテーション部5 〜 12 MHz のプローブで撮影した。計測肢は，筋力測2）定を実施した側を計測肢とし，対象筋は大腿直筋・中3）間広筋・内側広筋・外側広筋とした。また，Real-time

北海道大学病院臨床研究開発センター
あさぶハート・内科クリニック

Tissue Elastography は， 音 響 カ プ ラ ー EZU-TECPL1
キーワード：心不全，サルコペニア，超音波診断装置（日立アロカメディカル株式会社製）を使用し，StrainRatio を求め数的な標準化を行った。関連領域は，A を目的生体，B を音響カプラーと設定し Strain Ratio ＝ B/A

慢性心不全患者はサルコペニアを 20 〜 30% 合併し，運動耐容能および予後に関与することが報告されていで比率を算出した。対象が硬くなれば Strain Ratio の値は高く，軟らかければ低い値と判断した。

1）
る 。サルコペニアの診断において筋量・筋力の評価が比較・検討は，サルコペニア非合併症群とサルコペニ必須であり，MRI や CT を用いた筋断面積や二重エネ

ア合併症群において最高酸素摂取量，嫌気性代謝閾値，ルギー X 線吸収測定法（DXA 法）を用いた筋量計測が換気応答，各最大トルク / 体重値，各筋の筋厚・Real-推奨されるが，機器が高価であるうえに放射線被爆を伴

time Tissue Elastography に つ い て Mann-Whitney Uう。超音波測定装置による筋厚測定はきわめて良好な再test を用い，サルコペニア合併群に関しては，最高酸現性が確認されており，MRI による筋断面積と高い相素摂取量と各筋の筋厚，Real-time Tissue Elastography2）関が示され，骨格筋の量的評価が可能である 。本研究の関連性について Spearman の順位相関係数を用い統計の目的は，心不全サルコペニアにおける新たなバイオ学的処理を実施した。また，最高酸素摂取量を従属変数マーカーとしての超音波診断法による多面的骨格筋評価とし，関連の認められた項目を独立変数とした重回帰分の有用性を検討する。

析（stepwise 法）を実施し，最高酸素摂取量に影響を与える因子について検討した。

対象および方法

統計処理には，SPSS 20.0J for Windows（エス・ピー・

対象者は，平成 29 年 6 月〜平成 31 年 3 月までの通院エス・エス株式会社）を使用し，5％を有意水準とした。

中および入院中の NYHA 心機能分類 I-III 度の心不全患者 80 名の中から，生体電気インピーダンス法（BIA 法）倫理的配慮・説明と同意による測定が可能であった 41 名とした。サルコペニア

本研究はヘルシンキ宣言に沿い，北海道大学病院の自の診断基準は，European Working Group on Sarcopenia

主研究検査機関の承認（自 017-0119）を受け，十分な説in Older People 2（EWGSOP2）の定義

3）を使用し，サルコペニア非合併群 30 名とサルコペニア合併群 11 名の明をした後，被験者本人の自由意思による文書同意を得てから測定を行った。

2 群に分けた。
心肺運動負荷検査は，自転車エルゴメーターを用い結果た症候限界性心肺運動負荷試験を施行し，breath by

心肺運動負荷検査は，サルコペニア合併群が最高酸素

breath 法で連続的に呼気ガス分析を施行した。測定結摂取量と嫌気性代謝閾値は低値を示し，換気応答は高値

果から最高酸素摂取量，嫌気性代謝閾値，換気応答を使となり有意差を認めた（＜ 0.00，＜ 0.02，＜ 0.01：表 1）。

用した。

筋力測定の最大トルク / 体重値は，すべての角速度で
表1

心肺運動負荷検査結果

サルコペニア非合併群（ n ＝ 30）

サルコペニア合併群（n ＝ 1 1）p

最高酸素摂取量（ml/kg/min）23.7 ± 6.6

18.3 ± 2.6＜ 0.00嫌気性代謝閾値（ml/kg/min）13.2 ± 2.8

10.8 ± 2.6＜ 0.02二酸化炭素換気当量（VE/VCO2）

29.9 ± 3.8

34.1 ± 4.2＜ 0.01

心肺運動負荷検査

2

平成 29 年度研究助成報告書

表 2 等速度運動器の最大トルク / 体重値結果
サルコペニア非合併群（n ＝ 30）

サルコペニア合併群（n ＝ 11）

p60 deg/sec

163.9 ± 57.6

118.8 ± 20.0

＜ 0.02180 deg/sec

109.3 ± 30.6

70.6 ± 19.4

＜ 0.00300 deg/sec

88.7 ± 21.7

66.2 ± 12.9

＜ 0.00表3筋厚（cm）

Elastography

超音波診断装置の各計測結果

サルコペニア非合併群（n ＝ 30）

サルコペニア合併群（n ＝ 11）p

RF

1.5 ± 0.4

1.2 ± 0.3

＜ 0.06VI

1.5 ± 0.4

1.2 ± 0.4

＜ 0.02VM

1.8 ± 0.4

1.6 ± 0.3

＜ 0.07VL

1.7 ± 0.3

1.4 ± 0.4

＜ 0.03RF

0.1 ± 0.1

0.2 ± 0.1

＜ 0.04VI

0.2 ± 0.1

0.3 ± 0.2

＜ 0.01VM

0.5 ± 0.4

0.7 ± 0.6

＜ 0.23VL

0.1 ± 0.1

0.3 ± 0.3

＜ 0.02

RF：大腿直筋・VI：中間広筋・VM：内側広筋・VL：外側広筋

表4VO2max
VO2max筋厚−RFVI

サルコペニア合併群の相関関係
筋厚RFVI

Real-time Tissue Elastography
VM

VL

RFVI

VM

VL

‒0.17

‒0.72*‒0.03‒0.65*

0.73**

0.33

0.25

0.65*

−0.00

0.16

0.48

‒0.17

‒0.66*

0.13

‒0.19

−0.76**

0.22

‒0.38

‒0.51

‒0.26

‒0.15

−

0‒0.38‒0.61*‒0.55‒0.23−

‒0.24

‒0.39

0.14

‒0.49

−

0.24

0.27

0.05

−

0.21

0.45

−

0.37

VM
VL
Elastography

RFVI
VM
VL−

**：p ＜ 0.01，*：p ＜ 0.05
VO2max：最高酸素摂取量，RF：大腿直筋，VI：中間広筋，VM：内側広筋，VL：外側広筋

サルコペニア合併群が低値となり有意差を認めた（＜目は，大腿直筋筋厚，外側広筋筋厚，Elastography の中0.02・＜ 0.00・＜ 0.00：表 2）。

間広筋，外側広筋が検出され，最高酸素摂取量＝ 12.548

超音波診断装置の筋厚は，サルコペニア合併群が中間広筋と外側広筋で低値となり有意差を認めた（＜ 0.02・+ 4.034 ×大腿直筋筋厚 +1.784 ×外側広筋筋厚 + 1.019 ×
Elastography 中間広筋 + ‒5.974 × Elastography 外側広＜ 0.03）。Real-time Tissue Elastography は，サルコペ筋（調整済み R2 乗＝ 0.932）であった（表 5）。

ニア合併群が大腿直筋，中間広筋，外側広筋で高値となり有意差を認めた（＜ 0.04・＜ 0.01・＜ 0.04：表 3）。

考察

サルコペニア合併群の最高酸素摂取量と大腿直筋筋厚

本研究の心不全サルコペニア合併群は運動耐容能は低は強い正の相関を認め（r=0.73，p ＜ 0.01），外側広筋下しており，筋力においても全角速度で最大トルク / 体筋厚は中等度の正の相関を認めた（r=0.65，p ＜ 0.05）。

重値は低値を示し筋力低下を認めた。等速度運動器とReal-time Tissue Elastography では，中間広筋が強い負の相関を認め（r=‒0.73，p ＜ 0.05），外側広筋は中等筋線維について先行研究では，180 deg/sec 以上で type度の負の相関を認めた（r=‒0.65，p ＜ 0.05：表 4）。の骨格筋は，Ⅰ型筋線維からⅡ型筋線維への線維型変重回帰分析は，最高酸素摂取量と関連が認められた項Ⅱ線維と相関すると報告している化5）4）。慢性心不全患者，廃用性筋力低下 6），筋萎縮 7） など様々な要因が平成 29 年度研究助成報告書

表5筋厚Elastography

3

最高酸素摂取量を従属変数とした重回帰分析結果
偏回帰係数

標準化偏回帰係数

t値

有意確率

RF

4.03

0.42

2.72

0.34

VL

1.78

0.26

2.08

0.82

VI

10.01

0.08

0.39

0.70

VL

‒5.97

‒0.73

‒3.83

0.00

RF：大腿直筋・VI：中間広筋・VL：外側広筋重複し筋力低下を生じる。本研究結果から，心不全患者がサルコペニアを合併することで，筋線維が総合的に影響を受け筋力低下を悪化させる可能性が示唆された。
次に，筋量の評価として筋厚を計測した。サルコペニア合併群は，特に中間広筋と外側広筋に萎縮を認め，Real-time Tissue Elastgraphy では大腿直筋，中間広筋，外側広筋で硬度が高くなる結果となった。超音波診断装置による筋厚は筋力と中等度の相関を認め 8），Elastgraphy の筋硬度は，発揮筋力や筋活動量の判断に有効であると報告されている 9）。そのため，サルコペニ
ア合併群の筋組織は量的な減少と質的な変化を生じる可能性が示唆された。
最高酸素摂取量との関連性については，筋厚の大腿直筋と外側広筋，Real-time Tissue Elastography の中間広筋と外側広筋で相関を認めた。相関が認められた項目から最高酸素摂取量に影響を及ぼす要因について重回帰分析を行った。その結果，大腿直筋筋厚，外側広筋筋厚，Elastography の中間広筋，外側広筋との間に関連性が認められた。
このような背景から，超音波診断法は慢性心不全に合併するサルコペニアの下肢骨格筋における筋量・筋力低(SICA-HF). Eur Heart J. 2013; 34: 512‒519．
2）Dupont AC, Sauerbrei EE, et al.: Real-time sonography toestimate muscle thickness: comparisen with MRI and CT.
J Clin Ultrasound. 2001; 29: 230‒236．
3）Cruz-Jentoft AJ, Bahat G, et al.: Sarcopenia: revised
European consensus on definition and diagnosis. AgeAgeing. 2019; 48: 16‒31.
4）Ivy JL, Withers RT, et al.: Isokinetic contractile propertiesof the quadriceps with relation to ﬁber type. Eur J Appl
Physiol Occup Physiol. 1981; 47: 247‒255．
5）Drexler H, Riede U, et al.: Alterations of skeletal muscle
in chronic heart failure. Circulation. l992; 85: 1751‒1759．
6）Lipkin DP, Jones DA, et al.: Abnormalities of skeletal
muscle in patients with chronic heart failure. Int J
Cardiol. 1988; 18: 187‒195．
7）Mancini DM, Walter G, et al.: Contribution of skeletal
muscle atrophy to exercise intolerance and alteredmuscle metabolism in heart failure. Circulation. l992; 85:1364‒1373．
8）Freilich RJ, Kirsner RL, et al.: Isometric strength andthickness relationships in human quadriceps muscle.
Neuromuscul Disord. 1995; 5: 415‒422．
9）Yoshitake Y, Takai Y, et al.: Muscle shear modulus
measured with ultrasound shear-wave elastography
across a wide range of contraction intensity. Muscle
Nerve. 2014; 50: 103‒113.

下を簡便に評価する有用なツールである可能性があり，発表実績

これらは身体機能や運動耐容能の予測因子となり得るた

学会発表
1）堀 弘明：等速性筋力測定による心不全患者と非心不全患者の筋力の比較．第 70 回北海道理学療法士学術大会，
2019 年 6 月 22 日
2）堀 弘明：慢性心不全患者における超音波法による下肢骨格筋機能と運動耐容能との関連．第 25 回日本心臓リハビ
リテーション学会学術集会，2019 年 7 月 13 日

め，臨床上の有用性が高いと考えられる。
文献1）Fulster S, Tacke M, et al.: Muscle wasting in patientswith chronic heart failure: results from the studies
investigating co-morbidities aggravating heart failure