気流閉塞の重症度は静的肺気量と相関していますか

閉塞性肺疾患は、過剰な粘液、筋緊張の喪失、および構造変化によって引き起こされる呼気気流の制限によって定義されます。 時間の経過とともに気流が減少すると、肺にガスが閉じ込められる可能性があります (過膨張)。 ハイパーインフレは、運動耐性の低下、息切れ、生活の質の低下に関連しています。 早期治療の選択肢には、吸入器と呼吸リハビリテーションが含まれます。ただし、後の段階では外科的介入と酸素療法が必要になる場合があります。 より迅速で正確な診断は、患者の転帰を改善し、治療経路を最適化するのに役立ちます。

肺容量と過膨張を決定するために使用される 2 つの方法論は、窒素ウォッシュ アウトとボディ プレチスモグラフィです。 閉塞性肺疾患患者の肺容量を定義する際のそれぞれの精度は、文献で議論されています。 プレチスモグラフィでは、患者は密閉された箱の中に座ってあえぎ操作を行う必要があり、測定された容積と圧力の変化を使用して肺容積を導き出します。 プレチスモグラフィーは、閉塞性肺疾患患者の肺容量を過大評価することが示唆されています。 一方、窒素ウォッシュアウトは、肺の容積を計算するために、肺からすべての窒素を「洗い流す」ことに依存しています。 気流障害のある患者に発生するガストラッピングおよび気流循環不良は、肺容量の過小評価につながる可能性があります。

この研究は、閉塞性肺疾患患者の窒素ウォッシュアウトとボディプレチスモグラフィーの両方によって得られた肺容量に有意差があるかどうかを調査することを目的としています。 軽度、中等度、重度、および非常に重度の障害のある被験者は、比較のために障害のないものを含め、各グループから約 10 人が含まれます。 彼らは、定期的な病院の予約中に追加の検査を受けることに同意するかどうか尋ねられます。これにより、訪問に約 15 分かかります。

呼気気流の制限は、閉塞性肺疾患の特徴です。実質のリモデリング、粘液の固着、浮腫、および平滑筋の緊張の低下はすべて、発生する構造的および解剖学的変化に寄与します (O'Donnell, 2006)。 気管支拡張症や慢性閉塞性肺疾患の患者は、気道に炎症を起こしていることがよくあります (COPD)。 粘膜繊毛クリアランスの障害と粘液産生の増加は、気道上皮内で発生する炎症によって引き起こされます。 結合組織の沈着が増加するため、気管支壁が厚くなり、気道の内腔が時間とともに減少します (Hogg, 2004)。 気流障害は、吐き出された総空気量と比較した場合の呼気気流の減少として定義され、スパイロメトリーと呼ばれる検査によって調査されます。 閉塞性肺疾患を特定するために必要な 2 つの測定値は、FEV1 (最大吸気後の呼気の最初の 1 秒間の強制呼気量) と FVC (強制肺活量 - 最大吸気後に強制的に吐き出すことができる空気の最大量) です。 気流障害を診断するには、FEV1/FVC 比が

多くの場合、慢性閉塞性肺疾患の結果として、FRC の異常な増加である過膨張が発生します。 これは、肺の総容積と比較して、肺からの気流の減少の間の不均衡によって引き起こされます。 肺の弾性特性の変化と吸気筋機能の障害も、経時的な過膨張の程度に寄与します (Gibson, 1996)。 ハイパーインフレは、運動能力の低下、呼吸困難、および生活の質の低下と関連しています。 COPD 患者は、同じ年齢の健康な人が 1 日の約 1/2 を立ったり歩いたりするのに比べて、1 日の 1/3 を立ったり歩いたりすることに費やしていることがわかりました。このような身体的衰弱は、疾患の進行を著しく加速させます (Cooper, 2009)。 ハイパーインフレを標的とする治療と介入は、呼吸器症状だけでなく、代謝パラメーターと慢性炎症も改善できます。 肺リハビリテーション、気管支拡張薬、酸素療法がよく利用されますが、肺容量減少手術 (LVRS) などの外科的介入が最も効果的であると考えられています (Criner, 2017)。 介入治療（気管支拡張薬、LVRS、酸素補給など）が成功したかどうか、または患者に外科的介入が必要かどうかを判断するには、肺容量測定の精度が不可欠です。

臨床医は、肺容量を計算するために、身体プレチスモグラフィ、窒素ウォッシュアウト、ヘリウム希釈、コンピュータ断層撮影 (CT) を利用したより新しい X 線撮影法などの方法を使用しています。 それらは、TLC の計算に使用される FRC (機能的残気量)、IC (吸気容量)、および VC (肺活量) を含む測定値を生成します (Delgado, 2019)。 図 1 は、これらの値が相互にどのように関係しているかを示しています。 この研究プロジェクトで調査されている 2 つの方法は、窒素ウォッシュ アウトとボディ プレチスモグラフィーです。 窒素ウォッシュアウトは、患者がマウスピースから 100% 酸素を吸入して肺から窒素を除去するガス希釈法です。 マウスピースには 2 方向弁があり、患者が酸素を吸い込みながら、呼気中の窒素濃度を測定する気管から息を吐き出すことができます。

肺容量測定技術の精度については長い間議論があり、Garfield らは、CT と比較して気道閉塞患者の肺容量を身体プレチスモグラフィーが過大評価していると述べています (Garfield, 2012)。 Lufti らは最近、窒素ウォッシュアウトなどのガス希釈技術が閉塞性肺疾患患者の TLC を過小評価する可能性があると研究で述べています (Lutfi, 2017)。 閉塞性肺疾患の 1 人の患者の肺容量を調べた 1 つのケーススタディは、プレチスモグラフィーが気道抵抗と口腔コンプライアンスのために肺容量測定値を誤って上昇させる可能性があることを示唆しましたが、窒素ウォッシュアウトは肺の非伝達領域のために容量を過小評価する可能性があります (Sue、 2013)。 一方、別の研究では、閉塞性肺疾患の患者において、CT から得られた肺容量を体圧記録およびヘリウム希釈と比較すると、CT とヘリウム希釈の間には有意差があったが、CT と体圧記録には有意差がなかったことがわかった (O'Donnell CR, 2010)、プレチスモグラフィーが 2 つのうちより正確であることを示唆しています。 ヘリウム希釈と窒素ウォッシュアウトはどちらもガスの混合に依存して肺容量を決定するため、窒素ウォッシュアウトを使用してこれを繰り返した場合、おそらく同様の結果が見られる可能性があります。 研究者の知る限りでは、さまざまな重症度の閉塞性肺疾患を持つ患者の窒素ウォッシュアウトとボディプレチスモグラフィーによって得られた肺容量の比較は行われていません。 これらの方法に有意差が見られた場合、閉塞性肺疾患患者に最も適切で正確な肺容量測定ツールを選択するのに役立つ可能性があります。 このような調査結果は、予約時間を短縮し、患者の治療経路を改善し、病院の金銭的コストを削減する可能性があります。 COPD は NHS に年間約 19 億の費用をかけており、早期の介入と治療がこの負担を軽減するのに役立つ可能性があります (The_Lancet, 2018)。