はじめに

原土井病院では、心肺運動負荷試験（CPX）を導入します。運動耐容能※1や心臓リハビリ分野に欠かせない運動負荷検査です。実際にNASAの宇宙飛行士やオリンピック選手が運動耐容能の評価として使用しているシステムと同じものです。このCPXを導入し、今後、心臓リハビリの運動処方、包括的心臓リハビリの外来診療、入院診療に積極的に活用していく予定です。また、高齢者心不全や高齢サルコペニア※2診療にも力を入れ、栄養リハビリを実装して、推進していきます（図1）。高齢者心不全の患者さんを広く、外来や入院で受け入れていく予定です。

最高酸素摂取量は運動耐容能と生命予後を規定します

人間は、1日に一万七千〜二万回ぐらい呼吸を行い、酸素（O₂）を取り込んで、二酸化炭素（CO₂）を排出しています。特に、酸素は生体の中で運動エネルギーを作るために欠かせないものです。ジョギングなど運動で息が切れるのは、運動中に必要となる酸素をたくさん取り込もうとしているためですが、酸素を最大でどれくらいの量を取り込めるか（最高酸素摂取量）が、その人がどれくらい運動できるか（運動耐容能）を決定するということが解っています。そして、その最高酸素摂取量は、独立した生命予後規定因子であることが知られています。つまり、最高酸素摂取量を知ることで、運動耐容能が把握でき、今後の寿命が推定できるようになるのです。CPXは、この最高酸素摂取量が測定できる検査です。

ワッサーマンの歯車から見た酸素の運搬

酸素は、筋肉を動かすときに必要なエネルギーを作るために欠かせないものです。運動する際、酸素は、吸気によって肺に取り込まれ、肺胞を介して赤血球のヘモグロビンに取り込まれます。赤血球に取り込まれた後、心臓のポンプ作用により血流にのって全身に送られます。最終的には、血流によって運ばれる酸素は筋肉に届けられます。筋肉では、筋肉内に存在するミトコンドリアで、炭水化物や脂肪を材料として、酸素はエネルギーと二酸化炭素とに変換されます。二酸化炭素は血流を介して心臓から肺へと運搬され、呼気として体外に排出されます。その際、二酸化炭素は速やかに排出される必要があります。運動中の必要なエネルギーを供給し続けるために「3つの歯車」である❶肺の呼吸機能、❷心臓のポンプ機能、❸筋のミトコンドリアでのエネルギー交換機能を介して、酸素と二酸化炭素をスムーズに循環させる必要があります。この3つの歯車の要素を考慮したガス交換の考え方を「ワッサーマンの歯車」といいます（図2）。

ワッサーマンの3つの歯車を評価するためのCPX

CPX（心肺運動負荷試験）は、血圧、心電図、呼気ガスを計測しながら、エルゴメーターと言われる自転車をもう漕げなくなる限界まで行う運動生理学に基づく運動負荷試験で、このワッサーマンの歯車のひとつひとつの要素を評価できる検査です。運動中の酸素濃度、二酸化炭素濃度、換気量を分析するだけで、数多くの血行動態指標を得ることが出来ます。CPXを行うことで、ワッサーマンの歯車の入口と出口にあたる酸素摂取量、二酸化炭素排出量を評価することができるため、肺のみ、心臓のみ、筋肉のみといった単独の臓器を評価するのではなく、肺機能・心機能・末梢循環・肺循環・骨格筋機能を含んだ全身の運動耐容能を包括的に評価できるのが大きな特徴になります。また、一定の負荷をかけることが出来るため、運動強度に対応した生体応答を知ることができます。さらに、運動中の血圧や脈拍をモニターしながら、評価することができるため、安全に包括的な血行動態の評価が出来ます。

CPXを用いる本質的な意義

このCPXを利用することで、❶患者の運動耐容能指標・生命予後指標である最高酸素摂取量（peak VO₂）を把握することができます。また、❷有酸素運動を行うことのできる脈拍の上限を知ることができます。有酸素運動から無酸素運動へ変化する点を嫌気性代謝閾値（ATレベル）と呼びます。ATレベルでの運動が効率よく脂肪を燃焼し、最も効率の良い運動が出来ると考えられており、心臓リハビリのガイドラインでも推奨されています。そして、❸CPXは、運動介入前後の改善の指標となります。つまり、採血検査データのように、運動療法による影響を科学的に評価する臨床指標となります。このように、CPXは、心臓リハビリの領域では運動処方や効果判定など重要な役割を果たしています。　

CPXで用いられる指標

CPXを行うことで多くの指標が得られますが、その中でも重要な指標としてPeakVO₂、AT、RC、VE/VCO₂ slope、△VO₂/△WR、PeakVO₂/HRが挙げられます（図3-4）。

PeakVO₂（最高酸素摂取量）

これ以上運動ができないという強度における最大酸素摂取量です。このPeakVO₂は、一般的に運動耐容能の指標として広く用いられています。PeakVO₂は、心不全の予後予測のみならず、生命予後に直結すると考えられています。つまり、最高酸素摂取量が多ければ多いほど、長生きすることとなります。

AT（AnaerobicThreshold、嫌気性代謝閾値）

有酸素運動から無酸素運動に変わる時点での酸素摂取量です。ATレベル以下であれば、運動療法中に乳酸を蓄積することなく、効率よく安全に運動できます。心臓リハビリの運動処方は、このATレベルの心拍数を元に処方されます（図5）。

おわりに

心臓リハビリは、心臓の病気の発症後も日常活動や運動を制限してしまうことがないよう、運動療法を続け、以前と同等の体力や生活の質を維持していくようにする治療プログラムです。さらに病気が悪くならないように予防法を学び、病気の自己管理を実践していくための治療プログラムでもあります。医師、理学療法士、看護師、薬剤師、栄養師などの多職種から構成される心臓リハビリチームで、CPXを取り入れた科学的根拠に裏付けられた栄養リハビリを実践することで、高齢者心不全の患者さんでも、健康的に動けるようになり、楽しい生活が送れるようになります。体力を回復させるとともに、心臓リハビリプログラム終了後も家庭での運動療法と再発予防に向けた自己管理を続けれるように協力していきます。実際、みんなで楽しく運動し、美味しくご飯が食べれるようになり、結果的に心不全や狭心症の症状が改善し、元気に暮らせるようになった患者さんは少なくありません。

❶急性心筋梗塞、❷狭心症、❸開心術後（冠動脈バイパス術・弁膜症手術など）、❹慢性心不全、❺大血管疾患（大動脈瘤・大動脈解離など）、❻末梢動脈閉塞性疾患の病気を持っている患者さんは心臓リハビリの適応になります（図6）。これらの疾患があり、少し動いただけで息切れがあったり、何するにしても筋力の衰えを自覚する患者さんがおられましたら、ぜひ原土井病院の心臓リハビリチームにご相談ください。