ALS の肺気量分画と ALSFRS R との関連性原著筋萎縮性側索硬化症における肺気量分画と ALS 機能評価スケールとの関連性の検討安田正代 * 栗﨑玲一 , * 本多史美 * 東原悦子 * 阪本徹郎中原圭一 , ** 植川和利要約方法 : 筋萎縮性側索

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さゆりみょうだに
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1 原著筋萎縮性側索硬化症における肺気量分画と ALS 機能評価スケールとの関連性の検討安田正代 * 栗﨑玲一 **, *** 本多史美 * 東原悦子 * 阪本徹郎 ** 中原圭一 **, **** 植川和利 ** 要約方法 : 筋萎縮性側索硬化症 (amyotrophic lateral sclerosis:als) 患者 18 名を対象に, 座位での努力性肺活量 (forced vital capacity:fvc), 肺活量 (vital capacity:vc) を約 1ヵ月ごとに測定し,ALS 機能評価スケール改訂版 (ALS functional rating scale revised:alsfrs R) の球麻痺, 身体, 呼吸の各関連項目に対する %VC,%FVCとの関連性, およびALSFRS R 総スコアと % 予備呼気量 (expiratory reserve volume:erv),% 最大吸気量 (inspiratory capacity:ic) との相関について統計学的に検討した. 結果 :ALSFRS R 各関連項目の中で %FVC,%VCと高い相関を示したのは身体関連項目と球麻痺関連項目であり, 呼吸関連項目との相関は低かった.ALSFRS R 総スコアの低下は %VC の中でも特に吸気分画を示す %ICの低下と高い相関を示していた. 結語 :ALS 患者において呼吸機能検査を評価することで身体機能の低下や球麻痺の進行程度を類推できる可能性があると考えられた.ALSの呼吸機能評価には吸気分画も含めた多面的な評価が重要である. ( 神経治療 35:38 42,2018) Key Words:amyotrophic lateral sclerosis, spirogram, ALS functional rating scale, inspiratory capacity はじめに筋萎縮性側索硬化症 (amyotrophic lateral sclerosis:als) は, 原因不明で根本的な治療法がない進行性の神経難病である. 一般的に発症後 3~5 年で進行する呼吸不全のために, 死亡するか人工呼吸器装着の選択を必要とする. 呼吸不全に際して, 非侵襲的陽圧換気 (noninvasive positive pressure ventilation:nppv) 療法や気管切開下陽圧換気 (tracheostomy positive pressure ventilation: TPPV) 療法をいつ導入するかは臨床上の大きな課題である. 加えて, 進行する嚥下障害に対して安全に胃瘻造設を行うことのできる時期を推察するためには呼吸機能の評価が大変重要である. そのためALS 患者の呼吸機能評価は, 定期的に検査を繰り返す必要がある. ルーチン検査として, 努力性肺活量 (forced vital capacity:fvc) を測定する 1). 一方で ALS 診療ガイドライン2013 では球症状があるとFVCは不正確になると記載されている 2). FVCの測定は, 安静呼吸が安定した後, 安静呼気位から最大吸気位まで吸気させたら, 最大限の力で一気に努力呼気させて最大呼気位まで呼出させ 3), 肺活量としては呼気肺活量のみを反映する. それに対し肺活量 (vital capacity:vc) は, 安静呼吸から最大呼気, 最 * 国立病院機構熊本南病院研究検査科 ** 国立病院機構熊本南病院神経内科 *** 国立病院機構熊本再春荘病院神経内科 **** 熊本大学医学部附属病院神経内科 (2017 年 8 月 24 日受付 /2017 年 12 月 27 日受理 ) 大吸気, 最大呼気を行い, 吸気肺活量の後呼気肺活量を測定する方法が標準である 3). したがって呼気肺活量と吸気肺活量のうち大きい方を肺活量とすることができる 3). 正常例においては,FVCとVCは同程度の値を示すことが多い. しかし, 球麻痺のあるALS 患者においては, 呼気肺活量のみを反映するFVCは再現性に乏しく不正確と考えられる場合も多く 2), 結果の採択にも苦慮することが多い. 一方, 吸気肺活量の再現性は比較的安定している例があり, 呼気肺活量と吸気肺活量の両方を反映するVCの測定も有用であると考えられる. また,VCの測定を行うことにより肺気量分画の分析も可能となる. 方法我々の施設では,ALS 患者において,FVCの測定に加え,VCの測定の有用性にも注目し検討を行ってきた 4). およそ1ヵ月ごとを目安にVCとFVCの測定を行ってきた. 今回, 呼吸機能検査とALS 機能評価スケール改訂版 (ALS functional rating scale revised: ALSFRS R) との関連性について後方視的に検討を加えた. 対象は2011 年 3 月より2015 年 3 月までの4 年 1ヵ月の間に当施設において呼吸機能検査とALSFRS R の同時評価を約 1ヵ月間隔で5 回以上行ったALS 患者 18 例 ( 男性 9 例, 女性 9 例 ) とした. 当院での初回評価時の年齢は52~77 歳 ( 平均 66.2 歳 ) であった. 具体的な検討の方法は以下の通りである. 1ALSFRS R( 総スコア48 点 ) を球麻痺関連項目 (12 点 ), 身体関連項目 (24 点 ), 呼吸関連項目 (12 点 ) に分け集計した. これら各 38

2 結果 Volume(L) IRV IC TV TLC ERV FRC RV Time(s) TV: tidal volume IRV: inspiratory reserve volume ERV: expiratory reserve volume IC: inspiratory capacity FRC: functional residual capacity RV: residual volume VC: vital capacity TLC: total lung capacity Fig. 1 Lung volume compartment 関連項目に対する %FVC,%VCとの経時的な相関を検討した. 相関係数 0.7 以上を相関ありと定義した. 2 次に,ALSFRS R 総スコアと %VCの相関係数 0.4 以上の症例を抽出し,ALSFRS R 総スコアと % 予備呼気量 (expiratory reserve volume:erv),% 最大吸気量 (inspiratory capacity:ic) との経時的な相関を検討した. 相関係数 0.7 以上を相関ありと定義した.VCはERVとICに分けられるが,ERVはVC 中の呼気部分,IC は吸気部分を示す (Fig. 1). 測定機器にはフクダ電子株式会社 ( 本社 : 東京 ) 製のFUDAC 77 を用い, 予測式には, 日本呼吸器学会肺生理専門委員会の式を用いた 5). 口からの息漏れを防ぐためにフクダ電子株式会社製のひだ付きシリコンマウスピースを使用した. 呼吸機能検査は測定経験が充分な2 名の臨床検査技師が担当した. 測定は座位にて行った. 患者負担を考慮し, まずVC 測定法 ( 安静呼吸 ¼ 最大呼出 ¼ 最大吸入 ¼ 最大呼出 ) を1 回施行した後,FVC 測定法 ( 安静呼吸 ¼ 最大吸入 ¼ 最大強制呼出 ) を2 回施行し,FVC 値が VC 値を上回った場合は,FVC 値をVC 値として採用した. 測定の妥当性再現性と採択基準については呼吸機能検査ガイドライン 3) に従ったが, 最大限の力で一気に努力呼気を行わなければならないピークフローや1 秒量は測定結果の妥当性再現性を得ることが困難な症例も多く, 今回の検討においては,FVC 測定法ではピークフローや1 秒量よりもFVC 値を優先して採択した. 統計には,Microsoft Excel 2010(Microsoft Corporation, 本社 : アメリカ合衆国ワシントン州 ) を使用した. 1 ALSFRS R の各関連項目に対する %FVC,%VC の経時的相関 (Table 1) 初発症状から, 上下肢麻痺が球麻痺に先行した症例群をA 群, 球麻痺が上下肢麻痺に先行した症例群をB 群, 球麻痺と上下肢麻痺が同時期に発症した症例群をC 群とし,ALSFRS R 総スコアおよび各関連項目に対する %FVC,%VCの相関係数を表に示した. また, 相関係数 0.7 以上の相関ありを示した症例数を最下段に記した. 各関連項目においてスコアに全く経時的変動がないものは, 算出不可とした. ALSFRS R 総スコアと相関を示したのは,18 例中 %FVC が 13 例,%VCは 14 例であった. 各関連項目については, 身体関連項目が,%VC,%FVCともに12 例と最も多く, 次いで球麻痺関連項目が 11 例で相関を示した. 呼吸関連項目とは,%FVCが6 例,%VCも5 例しか相関を示さず, 呼吸機能検査 (%FVC,%VC) の相関性は, ALSFRS Rの各関連項目の中で呼吸関連項目との相関が最も低い結果となった. 各症例について見ると, 球症状が先行した症例の中で Case B 3は徐々に四肢の筋力低下も進行しており, すべての相関が低い結果となった. また,Case B 5 も球症状の進行はあったものの自力歩行は可能で, 身体関連項目の一部では良好な相関を示したが, 呼吸関連項目との相関は不良であった. Case B 2は呼気肺活量に比べ吸気肺活量の方が再現性良好で FVC の測定に加え VCの測定も行っていくことが有用であると考えられた症例であった.ALSFRS Rに対する%VC,%FVCそれぞれの相関グラフをFig. 2 に示した.%FVCに比べ%VC の方が ALSFRS R とより良い相関を示している. 特に, グラフの前半部分の差は明らかである. 病期の進行に従い %FVCも相関を示す傾向にあった. 2 ALSFRS R 総スコアと %ERV,%ICとの経時的相関(Table 1) ALSFRS R 総スコアと %VCの相関係数が0.4 以上を示したのは18 例中 15 例で, それらの症例について, ALSFRS R 総スコアと %ERV,%ICとの相関係数を表に示した.ALSFRS R 総スコアに対し % IC が 13 例で相関を示した. それに対し,%ERV では5 例と,%ERVよりも%ICと高い相関を示した.%ERV,%ICともに相関を示したのはCase A 2,A 9,B 2,B 6 の4 例で, 残り11 例中 Case A 3,A 7を除く9 例では %ICとのみ相関を示した.%ERVとのみ相関を示したのは,Case A 7の1 例だけであった. 考察今回の検討において, 結果 1 については,%FVC と %VC は, ALSFRS R の身体関連項目や球麻痺関連項目と高い相関を示した. このことより, 呼吸機能検査を継続的に行うことで, 呼吸機能の評価はもとより, 身体機能の低下や球麻痺症状の進行程度を類推できる可能性がある.ALSFRS Rなどの客観的な評価と併せ, 正確な呼吸機能検査の評価は, 病態の把握に有用であることに加え, その変動にも注視していくことが重要である. また, 呼吸機能検査は呼吸機能評価であるにもかかわらず,ALSFRS Rの呼吸関連項目との相関が身体関連項目や球麻痺関連項目より低かった. 呼吸関連項目は, 呼吸困難や起座呼吸, 呼吸不全の3つの小項目で構成されている. 39

3 Table 1 The correlation coefficient between the respiratory function (%VC or %FVC) and ALS functional scales (ALSFRS R), and the correlation coefficient between the respiratory function (%ERV or %IC) and ALS functional scales (ALSFRS R) total score. %FVC %VC Initial Symptom Case No. Total ALSFRS R Bulbar Physical paralysis function Respiratory Total ALSFRS R Bulbar Physical paralysis function Respiratory %ERV %IC A * * A A * * A Bulbar paralysis preceding type A * * A * * A A A * * A * * * * A * * B B * * Quadriplegia preceding type B * * B B B Simultaneous type C The number of cases CC %FVC :%forced vital capacity %ERV :%expiratory reserve volume * : Without a change in the ALSFRS R score. it is impossible to calculate. %VC :%vital capacity %IC : inspiratory capacity : No available data CC : correlation coefficient (shadowed) : 0.7 これら項目の内容を見ると, 呼吸困難の項目では歩行や日常動作での呼吸症状を患者自身が自覚しにくくスコアに反映されないこともあると考えられる. 呼吸不全の項目においては, 呼吸補助装置を使用していない病期においてはスコアが全く低下しない. また, 病期が進行しても呼吸補助装置を装着しない患者もいるなど, スコアに変化が生じにくい内容が多く見受けられる. 呼吸機能検査が施行可能な病期では, 呼吸機能検査の結果に低下が見られても, 呼吸関連項目のスコアの低下は少ない, あるいは全く低下しない症例も多いことが, 呼吸機能検査と呼吸関連項目との相関が低い原因と考えられた. ALS 患者の肺活量は, 病期の進行に伴い低下していくが, 我々はさらに,ALSFRS R 総スコアと %VC との相関が良好な ( 相関係数 0.4 以上 )15 例について, 肺活量の中でも吸気量と呼気量, どちらの低下がよりALSFRS R の低下と相関するかを検討した. その結果, ALSFRS R 総スコアの低下は, 肺気量分画の中の呼気量分画を示す %ERVより吸気量分画を示す%ICと高い相関を示しており,ALS 患者の病期の進行は, 呼気量よりも吸気量との相関が高い可能性が示された.ALS 診療ガイドラインでは呼吸機能の評価法の中に, 最大吸気圧 (maximal inspiratory pressure: MIP) や鼻腔吸気圧 (sniff nasal inspiratory pressure:snip) が挙げられているが, これらはいずれも吸気に関する項目である.MIPの低下はNPPV 開始の指標として有用と考えられている. また,SNIPは%FVCより呼吸筋麻痺を鋭敏に検出するとされている 2). 今回の検討での,%IC, すなわち吸気量分画が重要であるという結果は, これらの記載と矛盾しない. これらより,ALS 患者の病態の進行において, 吸気力を注視することは重要であると考えられた. FVCの測定は, 球麻痺症状がある場合に判断に苦慮することが多く, 我々はVCの測定結果も注視している. 通常 FVCの測定は,1 秒率やピークフロー等の評価を伴うために, 最大吸気位から最大呼気位まで勢いをつけて一気に呼出しなければならない. 肺活量として 40

4 Fig. 2 An example of the bulbar paralysis type ALS showing that the VC measurement is useful (Case B 2) 計測の対象になるのは呼気の肺活量のみである. 球症状が進行してくると舌萎縮や口輪筋筋力低下のために, スムーズな呼出が行えず, 最大吸気量と同じ呼気量を呼出できない状況をしばしば経験する. そのうえ勢いをつけた強制的な呼出となると力が入り, 更にその傾向は強くなる. よって, 呼気量のみを反映するFVCは過小評価となる場合がある. また,FVCの測定での呼気量は吸気量に比べ再現性が不良なことが多い. それに対し VCの測定は, 吸気時にも呼気時にも勢いをつける必要はなく, 量的な評価のみである.VCは吸気肺活量, 呼気肺活量の両方が計測の対象となり, 量的な評価においては, FVCよりも過小評価になる可能性が低く, 再現性が高いと考える. また,VCは肺気量分画の分析も可能であり,VCのみを評価することの有用性には着目する必要がある. 結論今回, 我々はALS 患者の定期的な呼吸機能評価には肺機能の吸気分画も重要であることを見出した.ALS 患者の定期フォローに当たっては, 人工呼吸療法や胃瘻造設の導入の 1つの指標となる呼吸機能検査をより正確に, かつ多面的に評価活用していくことが重要である. この論文はCOI 報告書の提出があり, 開示すべき項目はありません. 文献 1 )Lechtzin N, Rothstein J, Clawson L et al : Amyotrophic lateral sclerosis : evaluation and treatment of respiratory impairment. Amyotroph Lateral Scler Other Motor Neuron Disord 3 : 5 13, ) 筋萎縮性側索硬化症診療ガイドライン作成委員会: 筋萎縮性側索硬化症診療ガイドライン2013, 東京, 南江堂,pp.36 37; ) 呼吸機能検査ガイドラインスパイロメトリー, フローボリューム曲線, 肺拡散能力 : 日本呼吸器学会肺生理専門委員会 ; ) 安田正代ほか : 筋萎縮性側索硬化症患者の経時的な肺機能検査の意義について~ 第 2 報 ~ 第 67 回国立病院総合医学会会議録 : p ) 日本呼吸器学会肺生理専門委員会報告日本人のスパイログラムと動脈血液ガス分圧基準値日本呼吸器学会肺生理専門委員会 ;

5 Relative examination with lung capacity compartmentation and ALS functional rating scale in the amyotrophic lateral sclerosis Masayo YASUDA*, Ryoichi KURISAKI**, ***, Fumi HONDA*, Etsuko HIGASHIHARA*, Tetsuro SAKAMOTO**, Keiichi NAKAHARA**, ****, Kazutoshi UEKAWA** * Department of Clinical Laboratory, National Hospital Organization Kumamoto Minami National Hospital ** Department of Neurology, National Hospital Organization Kumamoto Minami National Hospital *** Department of Neurology, National Hospital Organization Kumamoto Saisyunsou National Hospital **** Department of Neurology, Graduate School of Medical Sciences, Kumamoto University Background : In patients with amyotrophic lateral sclerosis (ALS), various guidelines recommend to perform a diachronic pulmonary function test. Furthermore, we pay attention to the usefulness of measuring the vital capacity as percent of predicted (%VC), inadditiontomeasuring the forced vital capacity as percent of predicted (%FVC) at our institute. Methods : We measured VC and FVC every month. We also examined bulbar paralysis, physical function, and respiratory function based on the ALS usability test scale and their association with %VC and %FVC in 18 patients with ALS. Furthermore, we analyzed the correlation between the spare expiratory reserve volume, inspiratory capacity, and ALSFRS R total score. Results : For each ALSFRS R item, physical function and bulbar paralysis correlated with %FVC and %VC ; however, respiratory function did not correlate with them. In patients with ALS, the diachronic pulmonary function test was useful for estimating physical function and bulbar paralysis. In addition, the inspiratory component of the pulmonary function test correlated with the ALSFRS R total score. Conclusion : Multidimensional evaluation of the pulmonary function test is important during follow up for patients with ALS. 42

在宅で生活する機能障害が軽度の筋萎縮性側索硬化症患者に対するホームエクササイズの効果多施設共同研究 - < 申請者 > 北野晃祐 < 所属機関 > 医療法人財団華林会村上華林堂病院リハビリテーション科科長理学療法士福岡県福岡市西区戸切 < 共同研究者 > 浅川孝

在宅で生活する機能障害が軽度の筋萎縮性側索硬化症患者に対するホームエクササイズの効果多施設共同研究 - < 申請者 > 北野晃祐 < 所属機関 > 医療法人財団華林会村上華林堂病院リハビリテーション科科長理学療法士 819-8585 福岡県福岡市西区戸切 2-14-45 < 共同研究者 > 浅川孝司上出直人菊地豊澤田誠米田正樹寄本恵輔武内伸浩小森哲夫吉野内科神経内科医院理学療法士北里大学医療衛生学部講師理学療法士美原記念病院科長理学療法士国立病院機構鳥取医療センター理学療法士公立八鹿病院主任理学療法士国立精神