慢性閉塞性肺疾患の早期における呼吸筋力測定意義と有用性の確立

• 研究課題/領域番号: 22K16189
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分53030:呼吸器内科学関連
• 研究機関: 滋賀医科大学
• 研究代表者: 松尾 裕美子 滋賀医科大学, 医学部, 特任助教 (30896577)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: COPD / 吸気・呼気CT / 呼吸筋力

研究開始時の研究の概要

慢性閉塞性肺疾患（COPD）患者では、呼吸筋力が低下することが知られているが、病期の進行に伴ってどの程度低下するかは明らかではない。本研究では、COPD患者へ、呼吸機能検査、呼吸筋力測定、吸気・呼気CT画像検査を行う。画像解析では、吸気CTのみならず呼気CTも行うことで、両者の肺野濃度の差から、吐ききれない空気のとらえこみ減少（gas-trapping）を定量的に評価する。これらの結果から、呼吸筋力が、どのような肺の形態変化と関連しているのかを示し、早期に呼吸筋力測定を実施することの有用性を確立する。

研究実績の概要

慢性閉塞性肺疾患 (COPD)では、気流制限による動的肺過膨張が運動耐容能低下を引き起こし、予後を悪化させるため、肺過膨張を反映する簡便なモニタリング指標の確立が重要である。
本研究では、吸気・呼気CT画像解析を用いて、従来吸気CT画像で評価してきた気腫性病変のみならず、その前段階にあたる肺過膨張と関連するgas-trapping領域の定量的測定を行っている。2024年4月時点86症例に対して、研究参加の同意取得及び検査を行った。現時点で、60症例の画像解析が終了し、着実に研究を進める事が出来ている。また、呼吸筋力測定にて、同じく肺過膨張という病態生理を反映すると考えられるPImax測定を実施した。呼吸筋力低下と肺の形態変化の関連を統計学的に解析し、結果、呼吸筋力（PImaxとPEmax）が、COPD患者における肺過膨張を示す有効な指標であることが示された。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

現在、60例に対して、吸気・呼気CT画像を用いた、定量的画像解析が完了し、また、呼吸筋力に関しても測定が完了した。画像指標と呼吸筋力の関連を統計学的に解析し、呼吸筋力（PImaxとPEmax）が、COPD患者における肺過膨張を示す有効な指標であることが示された。結果は2023年11月の国際学会（APSR2023）で発表している。さらに、追加の解析結果も含め、最終的な研究結果は、2024年4月現在論文化し英文雑誌に投稿中である。
また、本研究の参加者は、2011年より継続している外来クリニカルパス適用患者を対象としたCOPDコホート研究も並行して参加している。COPDコホート研究としてのデータ収集も同時に達成できており、吸気・呼気CT画像解析パラメターを用いた画像フェノタイプに関連する論文(Yumiko Matsuo, Emiko Ogawa, Yoko Tsunoda, Akio Yamazaki, Satoru Kawashima, Yasuki　Uchida, Hiroaki Nakagawa, Daisuke Kinose, Masafumi Yamaguchi, and Yasutaka Nakano. Inspiratory and Expiratory Computed Tomography Imaging Clusters Reflect Functional Characteristics in Chronic Obstructive Pulmonary Disease International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 18: 1047-1055. 2023.)として、英文紙に掲載された。

今後の研究の推進方策

呼吸筋力低下と肺の形態変化の関連を統計学的に解析し、研究結果は、現在論文化し英文雑誌に投稿中である。今後、掲載まで進めていく方針である。また、2023年12月までに87症例の研究参加が完了し、現在、同参加者を対象として、経年的な測定へ移行している。将来的には、COPD患者における呼吸筋力の経年的な変化を用いた研究を予定している。

研究成果

• [雑誌論文] Inspiratory and Expiratory Computed Tomography Imaging Clusters Reflect Functional Characteristics in Chronic Obstructive Pulmonary Disease (2023)
  • 著者名/発表者名: Matsuo Yumiko、Ogawa Emiko、Tsunoda Yoko、Yamazaki Akio、Kawashima Satoru、Uchida Yasuki、Nakagawa Hiroaki、Kinose Daisuke、Yamaguchi Masafumi、Nakano Yasutaka
  • 雑誌名: International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease 巻: Volume 18 ページ: 1047-1055
  • DOI: 10.2147/copd.s405845
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Respiratory muscle strength and pulmonary function in smokers. (2023)
  • 著者名/発表者名: Yumiko Matsuo, Emiko Ogawa, Tomoko Iriyama, Yoko Tsunoda, Akio Yamazaki, Yasuki Uchida, Hiroaki Nakagawa, Daisuke Kinose, Masafumi Yamaguchi, and Yasutaka Nakano
  • 学会等名: Asian Pacific Society of Respirology (APSR) conference 2023.
  • 国際学会