★運動負荷心肺機能検査
 U.運動負荷試験の方法
測定・評価項目
試験中の測定ソクテイ項目と試験後の評価項目を示す。
<測定項目>
 非観血的測定項目        
@   状 …… 呼吸困難感・疲労感  
A 換気系 …… 分時換気量(VE)・1回換気量(VT)・呼吸数(f)  
            酸素摂取量(VO2)・二酸化炭素産生量(VCO2)・呼気終末PCO2・吸気終末PO2  
B 循環系 …… 心拍数(HR)・心電図・血圧  
C その他 …… SpO2(パルスオキシメーターによる)      
 観血的測定項目        
@ 動脈カテーテルを留置した場合  
  …… PaO2・PaCO2・pH・乳酸・その他(カテコールアミン・各種ホルモン)など  
A 右心カテーテル検査(Swan-Ganz)を行う場合  
  …… 心拍出量・1回心拍出量・肺動脈圧・混合静脈血ガス分圧など    
評価ヒョウカ項目>
 運動中止理由        
  自覚症状(呼吸困難感、疲労感、胸痛、動悸、めまいなど)か他覚所見か。  
  呼吸困難感は                                                    で評価する。
テキスト ボックス: VAS(visual analogue scale)または Borg scale
 
 最大酸素摂取量(VO2max)=運動能力がどれほど低下しているか    
  1分間あたりに摂取される最大酸素量。漸増運動負荷試験では、負荷の増大に伴いVO2は直線テキゾウ加するが、
  ある時点から頭打ちになる。VO2maxは総合的な運動能力を表しており、心臓のポンプ機能、運動筋の酸素消費
  効率、換気の限界などいずれの障害によっても低下する。  
  VO2max=Qmax×(CaO2-CvO2)=SVmax×HRmax×(CaO2-CvO2)    
  (Qmax=最大心拍出量 CaO2-CvO2=動静脈血酸素含量差 SVmax=最大1回心拍出量     
    HRmax=最大心拍数)  
  【健常人】  
  20歳までは増加、その後直線的に低下。加齢と共に減少するHRmaxが最大の理由。  
  心循環系で制限される。  
  【肺疾患患者】  
  呼吸困難などの自覚ジカク症状ショウジョウで運動を中止することが多く(symptom limited VO2max:peak VO2とも  
  表現される)、この場合、心拍数は十分に増加していない。  
 最大心拍数(HRmax)・心拍数予備能力(HRR:Heart Rate Reserve)=心拍数が限界に達しているか
  HRRは予測最大心拍数から漸増運動負荷試験での最大心拍数(HRmax)を引いた値。  
   予測最大心拍数=220−年齢 (Blackburn)  
   予測最大心拍数=210−0.65×年齢 (Jones)  
  【健常人】  
  心循環系が運動制限因子になるためHRRは10以下。  
  【肺疾患患者】  
  運動制限因子は換気障害であることが多く、HRRは高値。  
 VEmax/MVV=換気が限界に達しているか      
  dyspnea index。漸増運動負荷試験で運動を中止したときの最大分時換気量(VEmax)と試験前の安静時肺機能
  試験で測定した最大分時換気量(MVV)の比。この比が1.0に至れば理論的には換気の予備能の限界に達したこ
  とになる。MVVは、FEV1.0×35で代用ダイヨウされることがオオい。  
  【健常人】  
  0.7〜0.8くらい。  
  【肺疾患患者】  
  運動制限因子が換気障害であることが多く、高値(1.0以上のこともある)を示す。  
 1回換気量(VT)・呼吸数(f)=呼吸のパターンはどうなっているか  
  【健常人】
 
  中度負荷までは主にVTを増やす。負荷が強くなると  
  VTの増加は肺活量(VC)の約50%で頭打ちとなり、  
  fの増加で換気量を増やす。  
   
   
   
   
   
   
              運動ウンドウナカ呼吸のパターン  
          点線テンセン呼吸スウ実線ジッセンは1カイ換気カンキリョウシメす。
  【肺疾患患者】  
  拘束性障害があるとVTを十分増やせないためfの増加が著明、浅く早い呼吸(rapid and shallow型)になる。
  COPDでは努力性肺活量(FVC)ほどVCが低下せず、VTは1秒量(FEV1.0)前後まで増加する。COPDでは rapid
  and shallow 型と深くゆっくりした呼吸(slow and deep型)がある。rapid andshallow 型は閉塞性障害
  の程度が強いことがオオい。  
 酸素換気当量(VE/VO2)・死腔換気率(VD/VT)=換気の効率はどうなっているか  
  VE/VO2は一定量の酸素を摂取するのに、どれほどの換気量
 
  がいるかを示す。  
  VE=VCO2/PaCO2(1−VD/VT)で、ある運動量での換気量  
  は、PaCO2が少ないほど、VD/VTが大きいほど高値を示す。  
  【健常人】  
  VD/VTが運動に伴い減少する。  
   
   
   
   
     安静アンセイおよび運動ウンドウナカコウ換気カンキリツ(VD/VT)のウゴ
  【肺疾患患者】  
  安静時からVD/VTが高値、運動による減少も少ない。換気血流比不均等の増強や拘束、または閉塞性呼吸
  機能障害で1回換気量が増やせないためである。運動量の割にVEが大きく、すなわちVE/VO2が高値を示す。
 PaO2・儕aO2/儼O2・SaO2・A-aDO2肺での血液の酸素化はうまくいっているか  
  PaO2が低下する場合、VO2の増加に伴い直線的に低下する。儕aO2/儼O2が運動誘発性低酸素血症の程度の
  指標になる。COPD患者では儕aO2/儼O2と予後との関連が、間質性肺炎では儕aO2/儼O2、僊-aDO2/儼O2
  と肺の線維化との関連が報告されている。  
  【健常人】  
  PaO2変化なし。A-aDO2も30mmHg以上にはならない。  
  【肺疾患患者】  
  肺気腫型はPaO2が低下しやすく、慢性気管支炎型は不変あるいは軽度上昇、間質性肺炎はA-aDO2の開大に
  より強く低下。  
 O2-pulse=stroke volumeの減少はないか      
  酸素摂取量をその時の心拍数で除した値。1回の心拍出量からどれほど酸素を摂取できるかを示す。  
  VO2/HR=SV(CaO2-CvO2)であり、CaO2-CvO2一定イッテイとすれば、SV(1回心拍出量)の運動に伴う増加を反映し
  ているため、心循環系の指標として有用。SVが十分増やせないと心拍出量を心拍数で補うことになり、低値で
  頭打ちとなる。  
  【健常人】  
  安静時3〜4ml/beat、最大負荷では10〜15ml/beat。  
  【肺疾患患者】  
  心拍数が高値に至る前に呼吸困難で運動を中断することが多い。O2-pulseは低値だが、上昇途中であれ
  ばSVを増やせないためではない。  
 Anaerobic Threshold(AT)=運動筋への酸素の運搬能は保たれているか  
  負荷量の増加に伴い、筋収縮のエネルギー源であるATP産生の形態が、好気性代謝から嫌気性代謝へ移行し始め
  る時点のVO2値で、血中乳酸が増加し始める点である。  
  酸素運搬能の指標。心疾患など運動時心拍出量が十分増加しない時、貧血症など活動筋への酸素供給が不十分
  な時に低下する。
 
  【健常人】  
  成長期は体重と共に増加しVO2maxの  
  約60%、成人ではVO2maxの約50%。  
  【肺疾患患者】  
  換気の限界に早く至るため、VO2maxは  
  低下するがATは低下しないのが特  
  徴。ATに至る前に換気の限界に達  
  し運動を中止することが多い。  
  日常の活動性低下、肺循環障害・心  
  疾患の合併、低酸素血症により低下  
  する場合もある。                          図4 筋肉内でのATP生化学的産生過程
   
  ATの測定ソクテイ漸増ゼンゾウテキ運動負荷ウフナカ血中ケッチュウ乳酸ニュウサン、または standard bicarbonate の変化ヘンカをみる観血カンケツテキ方法ホウホウとVE、VO2
  VCO2などの換気カンキ代謝タイシャチョリョウ特徴トクチョウテキ反応ハンノウをみる観血カンケツ
 
  的な方法がある。  
  観血カンケツテキ方法ホウホウ  
  横軸ヨコジク負荷フカリョウ(VO2)を、縦軸タテジク血中ケッチュウ乳酸ニュウサンまたは  
  standard bicarbonate をプロットし、濃度が急  
  変し始めるVO2値をATとする。  
   
   
   
   
   
     血中ケッチュウ[CHO3]-ウゴきによる anaerobic threshold
          の測定  
       (Sue DY, Wasserman K, Moricca RB, Casaburi R. Metabolic
        acidosis during exercise in patients with chronic obstructive 
        pulmonary disease. Chest 1988;94:931-38より引用)
  観血カンケツテキ方法ホウホウ
 
(方法ホウホウ1) 負荷フカリョウ増加ゾウカトモにVO2、VCO2、VE直線チョクセンテキゾウ  
  加するが、ATを越えると乳酸産生に伴うCO2の過  
  剰産生が加わるため、VCO2は上方に折れ曲がる。  
  VEもほぼ同時に急上昇する。この折れ曲がりを  
  形成する負荷量をATとする。  
  ハイでの換気カンキがCO2産生サンセイ見合ミアって適切テキセツオコナわれる  
  条件下でのみ成り立つ現象で、運動中CO2蓄積を  
  来たしやすい肺疾患患者では捉えにくいことが  
  ある。  
   
   
   
   
   
   
   
   
   
      換気カンキ反応ハンノウ代謝タイシャ指標シヒョウウゴきよりanaerobic thresholdモトめる方法ホウホウ
             横軸ヨコジク運動負荷ウフリョウ縦軸タテジクウエから酸素サンソ摂取セッシュリョウ炭酸タンサンガス排泄ハイセツリョウ
           分時換気量、換気当量、ガス交換率(R)を示す。縦の破線は運動開始
           時点、実線はATポイントを示す。  
 
 
(方法ホウホウ2) VCO2をXジクにVO2をYジクにして、運動ウンドウナカイチ呼吸  
  ごと、または数呼吸ごとにプロットし、その屈  
  曲点をATとする (V-slope法)。慢性肺疾患患者  
  に適応可能。  
   
   
   
   
   
   
     V-slope ホウによる anaerobic threshold  の測定
       (Sue DY, Wasserman K, Moricca RB, Casaburi R. Metabolic
        acidosis during exercise in patients with chronic obstructive 
        pulmonary disease. Chest 1988;94:931-38より引用)