Elucidation of Factors Influencing the Endurance of Respiratory Muscles: Kinematic Analysis Using 3D Motion Analysis

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K21240
• Research Institution: Kawasaki Medical School
• Principal Investigator: 佐藤 宏樹 川崎医科大学, 医学部, 特任研究員 (70901007)
• Project Period (FY): 2021-08-30 – 2023-03-31
• Keywords: 呼吸筋持久力 / 光学式容積変動計測法 / 呼吸リハビリテーション / 周術期の呼吸機能

Outline of Annual Research Achievements

研究実施計画の研究①にて健常成人を対象とし、漸増式呼吸持久力テスト(the Test of Incremental Respiratory Endurance：TIRE) 中に筋電計測と光学式容積変動計測法(Optoelectronic plethysmography :OEP)を組み合わせた測定に関して、測定方法の再現性の検討及び健常パターンの確立を進めている。この新しい測定方法では、「呼吸筋の筋力や持久力」に着目し、OEPにより胸腹部運動を3次元的に捉え、それと同時に複数の呼吸筋の活動を同時評価することにより、呼吸筋の持久力を規定する要因を運動学的に分析することができる。
再現性の検討では、連続2回の測定結果から級内相関係数(ICC)とBland-Altman分析を用いて, 各胸郭の体積変化, 各筋の平均振幅[μV], 振幅積分[V]の測定精度を分析した。その結果, 各測定項目のICCは0.8以上であり, 系統誤差は存在しなかった.健常パターンの確立に関して、TIRE中の胸郭運動は下部胸郭の体積変化が先行し、その後に上部胸郭、腹部と最大値に達する。筋電図にて継続した呼吸筋活動は、Maximum Inspiratory Pressure(MIP)時には、胸鎖乳突筋や肋間筋、横隔膜等の吸気筋群が先行して活動し、その後のTIREの中期から後期にかけて腹部筋群や僧帽筋及び広背筋等の脊柱や骨盤体の安定化に寄与する補助筋の活動が徐々に増加する傾向が示されている。これらの結果は、日本リハビリテーション医学会及び呼吸理学療法学会にて報告予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究実施計画の研究①にて健常成人を対象とし、漸増式呼吸持久力テスト(the Test of Incremental Respiratory Endurance：TIRE) 中に筋電計測と光学式容積変動計測法(Optoelectronic plethysmography :OEP)を組み合わせた測定に関して、測定方法の再現性の検討及び健常パターンの確立に必要な症例数の計測が完了している。現在、呼吸筋の機能が低下している高齢者やサルコペニアの症例の計測を行い、健常パターンとの比較を行なっている。更に研究実施計画の研究②で予定している周術期症例の研究に関して、プレテスト等を開始している。

Strategy for Future Research Activity

本研究の結果は、各種学会報告を行なった後にRespiratory Physiology & Neurobiology等での論文投稿を予定している。研究実施計画の研究②の結果から、呼吸筋の持久力を規定する要因を特定し、研究③以降の実際の臨床場面における呼吸筋トレーニングの効果検証を進め、症例報告なども検討して行きたい。

Causes of Carryover

情報収集等を目的としていた学会参加の出張が、COVID-19の流行により開催の延期やwebとなったため次年度使用額が生じている。使用計画に関して、今年度に、複数の学会にて研究成果の報告や情報収集を行い、かつ論文投稿等などでの経費として使用する予定である。