慢性閉塞性肺疾患における運動耐容能と呼吸パターンに関する研究
| Project/Area Number |
18K10744
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
石川 朗 神戸大学, 保健学研究科, 教授 (10295371)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 暁生 神戸大学, 保健学研究科, 助教 (30758842)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | ６分間歩行試験 / 呼吸数 / クラスター分析 / 慢性閉塞性肺疾患 / COPD / リハビリテーション / 6分間歩行 / バイタルサイン / ウェアラブルセンサ / 呼吸パターン / 運動耐容能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、これまでに取得した慢性閉塞性肺疾患（COPD）の臨床データを元に呼吸数と運動耐容能の関連を調べるために更なる解析作業を分担研究者の山本が実施した。＜方法＞安定期のCOPD患者59名を対象に分析を行った。被検者は６分間歩行試験（6MWT）を行い、試験前の安静座位３分間、歩行中、歩行後の座位安静３分間について呼吸数をウェアラブルセンサにて測定した。主要アウトカムは、６分間歩行距離（6MWD）とした。呼吸数に対しては、非階層的クラスタリング分析（k-means法、クラスタ数=3, 二乗ユークリッド距離）を行った。各クラスタの患者背景（年齢、性別、BMI、肺機能、GOLD分類重症度、息切れ、長期酸素療法）および6MWDを比較し、呼吸数と運動耐容能の関連を分析した。
＜結果＞クラスタ分析により被検者は３群に分けられた。A群は安静時から呼吸数が高く、運動後の呼吸数が最も大きな群であり、B群は安静時から呼吸数が最も低く歩行中の増加量が最も低い、C群は他の２群に対して運動時の呼吸数の増加が中間的であった。三つの群の間では、GOLDの重症度についてA群は軽症群が多く、C群には重症群が多く群間に有意な差が見られた（P=0.024）。運動耐容能を示す6MWDの間には有意な差が見られなかった（P=0.317）。
＜考察・結論＞呼吸数の時系列パターンをクラスタ解析により三つに分けることができた。呼吸数のクラスタはCOPDの重症度を反映していることが分かった。他方で、運動耐容能には群間の差が見られず、時系列パターンは運動耐容能を反映していないことがわかった。呼吸数の時系列パターンが示す患者群の背景の差および試験中のバイタルサイン等との関連について、今後は更に詳細な考察を行っていく必要がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでにウェアラブルセンサを用いて慢性閉塞性肺疾患患者の６分間歩行試験中の呼吸数のデータを集めることができた。新型コロナウイルス感染症により臨床症例の更なる積み増しが難しい状況があるものの、必要な解析を行うためのデータは集まっている。昨年度までは呼吸数の１分毎の値を元に運動耐容能との関連を分析して、一定の関連を見ることができた。他方で、今年は呼吸数の時系列パターン全体と運動耐容能との関連を調べるための分析にクラスタ解析を用いることで着手した。非階層的クラスタ法を用いた手法では運動耐容能と結びつくクラスタは見いだせなかった。他方で、呼吸数によるクラスタはCOPDの重症度を反映していることが分かった。この詳細について次年度は更なる解析を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、これまでに得られた慢性閉塞性肺疾患患者の６分間歩行試験における呼吸数の時系列データと運動耐容能との関連を更に詳細に分析する予定である。既に一分ごとの呼吸数と６分間歩行距離が関連することを見出したが、本年度に実施した時系列パターン全体を反映したクラスタは、６分間歩行距離に差がないことが分かっている。これらの結果の違いを反映する背景を患者の基礎データや試験中の心拍数、酸素飽和度、などの時系列データとの関連から詳細に分析を行う。また、これまでに得られた結果を論文にまとめて国際学術雑誌に投稿する予定である。それと並行して、国内の学術大会にデータを発表し、他の研究チーム等と意見交換を行うことで考察を深める予定である。分析を主として担っている分担研究者と緊密に連携を取りながら最終年度として研究のまとめを進めていく予定である。
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Report
(4 results)
Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Monitoring respiratory rates with a wearable system using a stretchable strain sensor during moderate exercise2019
Author(s)
Yamamoto, A., Nakamoto, H.,Bessho, Y., Watanabe, Y., Oki, Y., Ono, K., Fujimoto, Y., Terada, T., Ishikawa, A.,
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Journal Title
Med Biol Eng Comput
Volume: 57
Pages: 2741-2756
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[Presentation] 慢性閉塞性肺疾患における6分間歩行試験中の呼吸数に関する研究2019
Author(s)
山本暁生, 中本裕之, 澤田格, 大澤悟志, 岩田優助, 別所侑亮, 金子正博, 酒井英樹, 山口卓巳, 門浄彦, 西馬照明, 大西伸悟, 藤本由香里, 石川朗.
Organizer
第59回日本呼吸器学会
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