心血管リスクが高い患者におけるエクサゲームの効果。

はじめに 心血管 (CV) 疾患は、世界中で早期死亡および罹患率の主な原因となっています。 年齢、性別、高血圧、脂質異常症、糖尿病、喫煙が心血管疾患の主な危険因子であることは広く知られています[1]。 最近の研究では、他の多くの CV 危険因子とそのマーカーが特定されています。 これらのうち、心肺機能 (CRF) と内皮機能障害は、心血管疾患の発症リスクの強力な予測因子です [2、3]。 また、心外膜脂肪組織は心臓の心外膜に蓄積する内臓脂肪であり、最近では心血管リスクの新たな指標として考えられています[4, 5]。

定期的な運動 (身体活動) が、健康関連のフィットネスを改善することにより、CV 危険因子の予防と治療に効果的であることは十分に確立されています [6]。 定期的な運動の健康上の利点にもかかわらず、心血管リスク要因を持つ多くの患者は、時間、動機、または興味の欠如などの理由で定期的な運動に参加しないことがよくあります.

近年、ゲームや仮想現実プログラムの技術的進歩の結果、エクサゲームと呼ばれる新しい運動プログラムが開発されました。 Exergames はインタラクティブなビデオ ゲームで、全身の動きを必要とすることで身体活動を増やす機会を提供し [7]、代替の運動様式であることが証明されています。 さらに、エクサゲームは、小児の肥満と闘い[8]、高齢者の身体能力を改善し[9]、脳卒中後の運動リハビリテーションを促進するために使用されます[10]。 しかし、エクササイズが心血管疾患や慢性疾患関連の危険因子に及ぼす影響を調べた研究はごくわずかです。 さらに、将来、エクサゲームが心血管疾患の予防と治療のためのリハビリテーションプログラムとして進歩するためには、従来の有酸素運動と比較する必要があります。

したがって、この研究の目的は、CV リスクが高い患者の心肺フィットネス (CRF)、内皮機能、心外膜脂肪、心臓代謝、および人体測定パラメータに対するエクサゲームとトレッドミル運動の効果を比較することでした。

方法 参加者と研究デザイン この単一施設研究は、コーシン大学ゴスペル病院の治験審査委員会によって承認されました (プロトコル番号. クグ 2016-06-029)。 Framingham CV 疾患の 10 年リスクスコアが 20% を超える 64 人の女性患者がこの研究に登録されました [11, 12]。 すべての参加者は自発的に研究に参加し、研究プロセスに同意する同意書に署名しました。 性差や生理学的反応による誤差を可能な限り減らすために、月経中に起こるホルモンの変化を考慮して、閉経後の女性のみを採用しました。 選択基準は、過去 3 か月以内に定期的な運動に参加した履歴がない 80 歳以下の閉経後の女性でした。 除外基準は、抵抗性高血圧、重大な肝疾患を含む全身性疾患、神経障害、悪性疾患、腎不全、慢性閉塞性肺疾患、心臓弁膜症、陽性のトレッドミル検査、急性冠症候群の病歴、心筋梗塞または何らかの血行再建術でした。手順、または運動が不可能な筋骨格系の患者。 患者は、エクサゲーム (EG: n=22)、トレッドミル (TM: n=22)、またはコントロール (n=20) のグループに無作為に割り付けられました。

すべての被験者は、トレーニングの 3 か月前と 3 か月後の 2 日間にわたってテストされました。 初診時、被験者の身長、体重、腹囲 (WC)、採血、血圧 (BP) を 8 時間の絶食後に測定しました。 2 回目の訪問では、4 時間の絶食後に、上腕動脈血流媒介拡張 (FMD)、心エコー検査による心外膜脂肪厚 (EFT)、および CRF テストが実施されました。 また、被験者には、すべてのテストの 24 時間前から、過度の運動、過食、カフェインの摂取を控えるよう求めました。

心肺フィットネス CRF は、トレッドミル テスト プロトコルを使用して評価されました [13]。 テストはプログラム可能なトレッドミル (GE CASE T2100; GE Medical Systems, Milwaukee, WI, USA) で温度管理された部屋 (21-23°C) で疲労するまで Ramp プロトコルを使用して実行されました。 心調律は、12 誘導心電図システムで継続的に監視されました。 BP モニタリングは、自動化された装置 (Suntech Tango; Suntech Medical、Morrisville、NC、USA) を使用して実行されました。 換気 (VE)、酸素摂取量 (VO2)、および二酸化炭素排出量 (VCO2) は、コンピューター化されたシステム (Cosmed K4b2、Cosmed Ltd.、Rome、Italy) を使用して測定されました。 テストの終了は、被験者の評価された知覚運動 (RPE) が 17 を超えた場合、呼吸交換比が 1.05 を超えた場合、作業負荷が増加したにもかかわらず酸素摂取量が頭打ちになった場合、または被験者がテストの終了を要求した場合に発生しました。 記録された最高酸素摂取量は、各人の VO2 ピークとして定義されました。

Flow-Mediated Dilation FMD は、現在のガイドラインに従って上腕動脈で測定されました [14]。 被験者が仰臥位で10～20分間十分にリラックスした後、ベースライン値が測定されました。 2 次元超音波検査 (Vivid 7; General Electric、Horten、ノルウェー) は、10 MHz リニアアレイトランスデューサープローブを使用して実行されました。 ベースライン測定後、前腕で 5 分間 180 ～ 200 mmHg (SBP より 50 mmHg 高い) まで空気圧カフを膨張させることにより、反応性充血を誘発しました。 上腕動脈の最大直径については、カフを急激に収縮させてから 40 ～ 60 秒後に直径を記録しました。 反応性充血によって誘発されたFMDの割合は、ベースラインからの相対的な変化として表されました（％FMD = 100×[充血後の直径-ベースライン直径] /ベースライン直径）。 表面心電図の R 波のピークで、各直径を 2 回の心拍中に 3 回測定し、平均値を最終分析に使用しました。

心外膜脂肪厚 心外膜脂肪組織は、心エコー検査による EFT を評価することによって測定されました [15]。 EFTの心エコー評価は、心筋の外壁と心膜の内臓層との間の無エコー空間として定義されました。 3.5 MHzトランスデューサ（Philips iE33、Philips Medical Systems、ボセル、ワシントン州、米国）を使用して、被験者を左側臥位で標準的な2次元心エコー検査を実施しました。 心エコー EFT テストは、3 心周期の収縮終期点で右心室の自由壁から垂直に実施されました。 EFT 測定の主な問題の 1 つは、測定位置の不一致です。 したがって、この研究では、EFT 値は、胸骨傍の長軸、胸骨傍の短軸、および頂端 4 腔ビューの平均を考慮して記録されました。 さらに、アプリオリおよび事後分析における観察バイアスを最小限に抑えるために、研究者はベースライン値を知らされていませんでした。

運動トレーニング EG グループは、Exer Heart デバイス (D&J Humancare、ソウル、韓国) を使用して運動を行いました。これは、ランニング/ジャンプ ボードとボードに接続されたスクリーンで構成されていました (図 1)。 ランニングベースのエクサゲームであるエクササイズプログラム「Alchemist's Treasure」は、ユーザーの動きに合わせてアバターを動かし、エクササイズセッションに使用されました。 「アルケミスト トレジャー」は、刺激的な音楽を聴きながらアバターと一緒に走りながら障害物を避けながら、エクササイズボードの前後左右のセンサーを使ってアイテムを獲得するゲームです（図2）。 被験者は、ボード上で歩く速度や走る速度を調整することで、アバターの動きの速度を制御できます。 さらに、エクサー ハート ゲームはエクササイズ ボードの柔らかい素材で行われるため、関節に害を及ぼすことはありません。

エクサゲームは、プログラムの特性上、トレッドミルのように速度と傾斜を固定して継続的に強度を維持することができません。 一方、エクサゲームの最大の利点は楽しさです。 この研究では、患者がエクサゲームを楽しめるようにするために運動強度を強制することはありませんでした。 したがって、トレーニング期間中、患者は自分で選択したペースで 1 日 40 分間運動しました。 代わりに、HR (Polar RS400sd; マディソン ハイト、ミシガン州、米国) を監視することで個々の運動強度を監視し、エクサゲーム トレーニング期間中の安静時、最小、最大、および平均 HR を記録しました。 患者の安静時の HR は 79 ± 12 拍/分 (bpm)、最小 HR は 98 ± 26 bpm、最大 HR は 153 ± 28 bpm、平均 HR は 120 ±19 でした。 American College of Sports Medicine (ACSM) のガイドラインによると、エクサゲーミングの運動強度の範囲は、HR リザーブの 42% から 82% の間です。

超越瞑想グループは、心拍数 (HR) 予備力の 60 ～ 80% で 40 分間のウォーキングまたはジョギングで構成されていました。 運動強度は、カルボネン法の目標 HR = [運動強度 × (HRmax - 安静時 HR)] + 安静時 HR を使用して決定されました。 HR モニター (Polar RS400sd; Madison Height, Michigan, USA) を使用して、各セッション中に HR を記録しました。 対照群は、通常の身体活動レベルを 12 週間維持するよう求められました。

コシン大学福音病院U-Healthcare Centerで運動トレーニングが行われました。 すべての被験者は、ディレクターの専門的な監督の下で運動トレーニングに従事し、運動トレーニング中に異常な症状が発生した場合は、すぐにディレクターに通知し、必要に応じて医師に相談するように訓練されました. EG グループと TM グループの両方で、エクササイズ トレーニングは 5 分間のウォームアップ、40 分間のメイン エクササイズ、5 分間のクールダウンで構成されていました。 必要な 2 週間の初期調整期間の後、週 3 回の運動トレーニングを 12 週間行った。 12 週間の運動プログラムの 80% 以上を実行しなかった被験者は、この研究から除外されました。

統計分析 すべての値は、平均 ± 標準偏差 (SD) として表示されます。 カテゴリ タイプの変数にはカイ 2 乗検定を使用しました。 対応のある t 検定を使用して、各グループの 12 週間の運動介入後のベースラインとデータを比較しました。 反復測定（グループ×時間）による一元配置分散分析を使用して、グループ間のデータを比較しました。 グループ間の差異を評価するために、ボンフェローニ事後分析を行った。 ピアソンの相関を使用して、変数間の関係を評価しました。 統計的有意性は p < 0.05 に設定されました。 統計分析には、Windows 用の統計プログラムである SPSS 21.0 (SPSS、Chicago、IL、USA) を使用しました。