臥位エルゴメータ運動機器を用いた慢性心不全患者の身体機能と運動プログラムの開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K12803
• Research Institution: Teikyo University of Science & Technology
• Principal Investigator: 廣瀬 昇 帝京科学大学, 医療科学部, 准教授 (60460391)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 臥位エルゴメータ運動 / 運動療法 / 運動負荷

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，臥位エルゴメータ運動機器による運動負荷量の違いについて，呼吸循環応答，筋活動量，自律神経活動および末梢血行動態などの身体的要因を網羅的に解析し，相互の関係性を見出すことである．また，その検証結果を基に，慢性心不全患者の臥位エルゴメータ運動機器（ポータブル）における生理機能および身体運動機能を考慮した効率的な運動プログラムを作成することである．そのため，本年度は，運動肢位別によるエルゴメータ運動機器を利用した生理機能と身体運動機能の解析方法（呼吸循環応答，筋活動量，自律神経活動および末梢血行動態の変化）について，測定方法を検証した．主に健常成人に対して，負荷量可変式エルゴメータ機器を用いた臥位および坐位姿勢による運動負荷試験を実施し，両対象の肢位による生理機能を比較検討した．具体的な測定項目は，①呼気ガスは分析装置を用いて呼気と吸気気流量，呼気ガス濃度を同時計測し，VO2，VCO2，VE，RR，AT，RC，②筋活動量は下肢筋群を中心に表面筋電計を用いて，各筋群のiEMGから%MVC，③自律神経機能は超軽量ワイヤレス生体センサー（RF-ECG）を用いて，R－R間隔から心拍変動リアルタイム解析システム（MemCalc法）による副交感神経活動指標(HF)，交感神経活動指標(LF/HF)，④末梢血行動態は運動負荷前後で足背動脈を超音波パルスドプラ法による血行動態を確認し，レーザー血流計にて運動負荷中の血行動態を測定した．以上より，同方法において，座位エルゴメータ運動に比べ臥位エルゴメータ運動の運動効果が静脈還流の増大に加えて換気量なども増加し，運動時の活動筋への血液供給が効率的に行われている現象の一端を確認した．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度は，運動肢位による臥位エルゴメータ運動機器を利用した生理機能の解析方法（呼吸循環応答，筋活動量，自律神経活動および末梢血行動態の変化）について，測定方法を確立し，健常成人に対して負荷量可変式エルゴメータ機器を用いた臥位および坐位姿勢による運動負荷試験を実施し，両肢位による生理機能の比較検討を実施した．しかし，運動負荷量はいずれもATレベルのみで実施したため，運動負荷量の検証には至っていない．また，新型コロナウィルス感染症の影響で，当初計画した測定回数が実施出来ず，妥当性や慢性心不全患者への測定の検証が未だ出来ていない．このため，研究は計画よりもやや遅れていると評価した．次年度は，当初計画した回数まで測定を継続した上で，妥当性の検証と合わせて慢性心不全患者への臥位エルゴメータ運動機器による運動負荷量による生理機能の検証について，まとめる予定である．

Strategy for Future Research Activity

次年度は，本研究課題である慢性心不全患者に対する測定および介入方法の検証を計画している．特に，運動負荷量の違いによる臥位エルゴメータ運動の生理機能解析の結果から，最も効果が高いと思われる運動負荷量に設定し，慢性心不全患者への臥位エルゴメータ運動機器を利用した適正な運動処方となる2週間のプロトコール（頻度，強度，時間）を作成し実施する予定である．また，同運動の効果判定や測定の信頼性および妥当性についても検証したい．

Causes of Carryover

新型コロナウィルス感染症の影響で，当初計画した測定回数が実施出来ず，妥当性や慢性心不全患者への測定の検証が未だ出来ていない．そのため，次年度は，当初計画した回数まで測定を継続した上で，妥当性の検証と合わせて慢性心不全患者への臥位エルゴメータ運動機器による運動負荷量による生理機能の検証について実施する．