脊椎関節炎における心肺機能の評価

脊椎関節炎 (SpA) は、仙腸関節、脊椎、および末梢関節に影響を及ぼす慢性炎症性疾患で、通常 45 歳未満で発症します。 有病率は約 1.5% で、集団内の遺伝子型 HLA-B27 の分布と相関しています。 治療を受けていない患者のほとんどは、最終的に脊椎の可動性の制限、痛み、身体機能の低下、疲労を経験します。 著しく生活の質が損なわれ、罹患し、就労障害が生じる可能性がかなりあります。 運動は SpA 患者の治療の基礎であり、監視下での高強度インターバルトレーニングは、生物学的免疫調節治療と同様に疾患活動性に対してプラスの効果があることが示されています。 炎症性関節疾患は、伝統的な危険因子と非伝統的な危険因子の両方によって引き起こされる心血管疾患（CVD）などの併存疾患の有病率が高くなります。 CVD は、SpA を含む炎症性関節疾患患者の早期死亡の重要な原因です。肥満や身体活動レベルの低下などの従来の CVD 危険因子と、全身性炎症などの非伝統的な危険因子が重要な原因因子です。

心肺機能のフィットネスは、SpA 患者の全死因死亡率と平均余命の強力な予測因子であり、心肺機能の向上により心血管疾患のリスクが定量的に減少すると考えられます。 ピーク酸素消費量 (VO2peak) として表される個人の心肺機能の測定のゴールド スタンダードは、ランニング、サイクリング、水泳などの大きな筋肉群の最大限の運動中の直接的なガス交換測定値と考えられています。 ただし、ガス交換の直接測定は時間がかかり、技術的な機器と高度なスキルを持った人員を必要とするため、多くの場合、推定値を使用する方が便利です。 正しい VO2peak レベルを測定したり、正しい体力を推定したりするための最大運動テストでは、参加者が技術担当者の応援の助けを借りて自分自身を追い込む意欲と能力がなければなりません。そうしないと、VO2peak が過小評価されてしまいます。 したがって、実行されたテストの結果は、実行された最大の労力に依存することは明らかです。

修正 Balke プロトコルは、トレッドミルでの最大心肺運動テスト (CPET) でよく使用されるプロトコルです。 このプロトコルによれば、傾斜を最大 15% まで上げると作業負荷が増加します。 参加者の作業負荷をさらに高めることができる場合は、参加者が疲れ果てるまでトレッドミルの速度を上げます。 間接テストでは、VO2peak は疲労までの時間 (TTE)、トレッドミルの傾斜、およびトレッドミルの速度から推定されます。 間接テストには、傾斜を調整できるトレッドミル、心拍数モニター、ストップウォッチが必要です。 直接 VO2 測定は、ハンス ルドルフ マスクによる吸気と呼気の呼吸ごとのガス交換測定と、エルゴ肺活量計システムを使用した直接分析によって実行されます。 ガスの直接測定には、高価で高度な機器と、検査を実施するための訓練を受けた職員が必要ですが、これは多くの外来診療所では標準的ではありません。 したがって、間接検査は参加者や医療従事者にとって安価で時間もかからず、直接測定されるガス交換よりも心肺機能の検査として利用しやすい検査となります。 私たちの知る限り、身体パフォーマンスの間接的な推定値は、SpA 患者の修正 Balke プロトコールを使用した直接的なガス測定に対してまだ検証されていません。

仮説と研究上の疑問 研究者らは、最大 CPET から推定された VO2peak が、SpA 患者の直接ガス測定によって測定された VO2peak とよく相関していると仮説を立てています。

テスト CPET を最大化するために修正された Balke プロトコル すべての参加者は、テストの 2 時間前に食事をとらず、測定開始直前に膀胱を空にするように求められます。 CPET に先立ち、参加者は 1.5% の傾斜で 5 分間のウォームアップでトレッドミルウォーキングに慣れます。 CPET の出力設定は 4.5% の傾斜で、推定出力レベル (不適合女性 4.3 km*h-1、不適合男性/通常女性 4.7 km*h-1、適合女性/通常男性 5.3 km*h-1、適合者) です。男性 5.3 km*h-1)。 傾斜は 1 分ごとに 2% ずつ増加し、傾斜が 15% に達すると、トレッドミルのペースは 1 分ごとに 0.3 km*h-1 ずつ増加します。この間、参​​加者が疲れ果てるまで傾斜は一定 (15%) に保たれます。 参加者が疲労点に達し、試験技術者からの口頭での励ましにも関わらず試験を続行できなくなった時点で試験は終了します。 検査技師が異常および/または有害な検査値を観察した場合、または患者が中止を要求した場合、プロトコルは疲労する前に終了します。 ボルグ RPE ≥ 18、VO2 プラトー (2 回の 30 秒連続測定の平均)、呼吸交換比の年齢および性別固有の基準値、年齢基準を超える血中乳酸塩、および年齢予測最大値の 90% 以内の最大心拍数 (211- (0.64*年齢) は、テスト終了時に CPET が最大 CPET であることを検証するために使用されます。 4 つの要件のうち少なくとも 2 つを満たさない参加者は分析から除外されます。

計算

間接推定では、最大 CPET データ TTE、傾斜、および速度が VO2peak の計算に使用されます。 間接計算には 2 つの方程式が使用されます。

ACSM の方程式:

VO2peak = (0.1 * 速度 (m*s-1) + (1.8 * 速度 (m*s-1) * 傾斜 (%)) + 3.5

HUNT3 の方程式:

男性: 24.24 + (0.599 * 傾斜) + (3.97 * 速度) - (0.122 * 体重) - (0.126 * 年齢) 女性: 17.21 + (0.582 * 傾斜) + (3.317 * 速度) - (0.116 * 体重) - (0.099 * 年齢) 2 つの計算式が比較され、これらの計算が直接 CPET および Kondiskalkulatoren (世界フィットネス レベル) からの非運動式に対して検証されます。

測定 CPET は 12 誘導 ECG を備えたトレッドミルで実行され、改良型 Borg RPE (6-20) によってスケーリングされます。 血圧は、テスト開始前 (mmHg) とテスト中 1 分おきに測定されます。 心拍数は CPET 中に継続的に測定され、Borg RPE は 1 分ごとに報告されます。 HRpeakはその発生時刻とともに登録されます。 CPETの前に、身長(m)、体重(kg)、ヒップ周囲(cm)、ウエスト周囲(cm)を測定します。 体組成は生体電気インピーダンス分析 (BIA) によって測定されます。

肺機能は、ガイドラインに従って肺活量計によって評価され、努力呼気量（FEV1 L）、努力肺活量（L）、および最大呼気流量（L/min）が、最大呼気流量ループでの 3 回の試行から記録されます。 最大随意換気量 (MVV、L/min) は、12 秒間深く素早く呼吸することによって 2 回測定されます。 技術が不十分な場合、MVV は FEV1 * 37.5 と推定されます。 ガス交換は、ハンス・ルドルフの双方向マスクを通して、呼気ごとのガス分析システムを使用して測定されます。 VO2max は 2 つの 30 秒サンプルのプラトー VO2 として定義され、VO2peak はテスト中に測定された最高の VO2 として定義されます。

血中乳酸濃度は、嫌気性プロセスのレベルを評価するために、テスト完了後 60 秒以内に指先から採取した少量の血液サンプルで測定されます。 CRP は、ASDAS 計算のための CPET の前に、指先からの少量の血液サンプルで測定されます。