こんにちは、理学療法士の大塚です。今回は、理学療法士・作業療法士の臨床に不可欠な「病態生理と呼吸リハビリテーション」を、基礎から応用まで詳細に解説します。
呼吸器疾患を持つ患者さんのQOL向上を目指す上で、その根底にある病態生理の理解は不可欠です。この知識が、より効果的なリハビリテーション戦略へと繋がります。
7. 病態生理と呼吸リハビリテーション
7.1 COPD：Dynamic Hyperinflation と “息切れ認知ギャップ”
慢性閉塞性肺疾患（COPD）の患者さんが抱える息切れの要因は多岐にわたります。このセクションでは、特に重要な概念である Dynamic Hyperinflation (DH) と、それによって生じうる「息切れの感覚」と「実際の呼吸状態」との間のギャップ（息切れ認知ギャップ）に焦点を当てて解説します。
7.1.1 病態を 4D で捉える
COPDの複雑な病態をより深く理解するためには、単一の側面から見るのではなく、多角的な視点が必要です。以下の表では、COPDの病態を「構造」「力学」「代謝」「ニューロ」という4つの次元から整理し、それぞれの変化が臨床的にどのように現れるかを示しています。
| 次元 | 病理・生理学的変化 | 臨床表現 | 代表数値/閾値 |
|---|---|---|---|
| 構造 | 細気管支径 ≤2 mm で軟骨消失 → チェックバルブ閉塞 | ERV↓, TLC↑ | HRCT LAA% >20 % |
| 力学 | 静弾性反力↓ + 抵抗↑ ＝ 時間常数 τ 延長 | 呼息 0.5–1 s 残気 | τ>1.5 s／区画 |
| 代謝 | DH に伴う呼吸筋 O₂ コスト +30 % | VO₂/VE 上昇 | VE/VO₂ >35 |
| ニューロ | 呼気作業“感覚入力” と DH“肺伸展受容” がズレ → 感覚運動ミスマッチ | 「息苦しいのに息が入らない」 | Borg 8+ で FEV₁ 50 %残 |
この4Dアプローチにより、例えば力学的な時間常数τ（タウ）の延長が呼気時の残気量増加（DH）に繋がり、結果として呼吸筋の酸素消費量が増大（代謝的変化）し、さらには「息苦しいのに息が吸えない」といった感覚運動のミスマッチ（ニューロ的変化）を引き起こすメカニズムが明確になります。
臨床 Tip：サルコペニアを合併するCOPD患者さんでは、横隔膜の厚さが1.3mm未満（安静時超音波検査）の場合、最大吸気圧（PImax）が予測値の50%以下になる可能性が示唆されています。呼吸筋の評価も忘れてはなりません。
7.1.2 工程分析 × 実例
COPD患者さんの息切れは、特定の活動や状況で顕著になることがあります。ここでは、日常生活の具体的な工程（タスク）における問題点を抽出し、それに対応する評価ツールと介入のヒントを実例を通じて見ていきます。
| 工程 | 問題抽出 | 評価ツール | 介入フック |
|---|---|---|---|
| ①外出準備 | 前屈時 Dyspnoea（靴履き） | TUG＋SpO₂ | 前方支持 + 口すぼめ |
| ②階段 1–8 段 | Ti/Ttot↑、呼気停止 | Wearable 呼吸インダクタンス (RIP) | PLB リズム拍手法 |
| ③踊場休憩 | ΔIC <80 mL → 回復不十分 | 即時 IC スナッチ | ミニピークフロー練習 |
| ④再開～到着 | Borg ≧7、SpO₂ 88 % | PulseOX + Borg チャート | 徒手胸郭圧迫リズム |
このように、個々の患者さんが日常生活のどの場面で呼吸困難を強く感じるのかを具体的に把握し、呼吸パターンや酸素飽和度と関連付けて評価することで、より個別化された効果的な介入戦略を立案できます。
7.1.3 エビデンス骨格の介入
COPDに対する呼吸リハビリテーションは、その効果を裏付ける多くのエビデンスが蓄積されています。以下の表は、主要な介入カテゴリーと、それぞれの推奨される処方パラメータ、エビデンスレベル（Grade）、そして期待される効果をまとめたものです。
| カテゴリ | 処方パラメータ | Grade | 期待効果 |
|---|---|---|---|
| IMT (吸気筋トレーニング) | 30 % PImax → 50 %/6週, 5 d/w | A | PImax +25 %, 6MWD +45 m |
| NMES (神経筋電気刺激) 大腿 | 50 Hz, 360 µs ON/OFF 5/5 ×30 min | B | 筋 CSA +8 %, DH↓ |
| HIIT (高強度インターバルトレーニング) 歩行 | 1 min 90 % VT₂ : 1 min 50 % ×10 | A | VO₂peak +12 %, LT↑ |
| CBT (認知行動療法) 呼吸不安 | 6 セッション, 曝露＋再構成 | B | Dyspnoea Cat. –4 pt |
これらの介入法は、単独で行うだけでなく、患者さんの状態や目標に応じて複合的に組み合わせることで、より大きな効果が期待できます。特に運動耐容能の改善、呼吸困難感の軽減、QOLの向上を目指す上で重要な選択肢となります。
7.2 術後肺合併症（PPC）：肺量・排痰・換気の“三つ巴”を守る
手術後の患者さんの回復過程において、術後肺合併症（Postoperative Pulmonary Complications: PPC）は避けるべき重要な問題です。PPCを予防するためには、「適切な肺容量の維持」「効果的な気道クリアランス（排痰）」「十分な換気の確保」という3つの要素をバランス良く管理することが鍵となります。
7.2.1 ハイリスクプロファイル
どのような患者さんがPPCを発症しやすいのか、そのリスク因子を術前から把握しておくことは極めて重要です。以下の表に、PPC発症のオッズ比を高める可能性のある主なスコア要素とカットオフ値を示します。
| スコア要素 | カットオフ | PPC オッズ比 |
|---|---|---|
| Pre-op FEV₁ (術前1秒量) | <1.5 L | 2.3 |
| PaO₂ (動脈血酸素分圧) | <60 mmHg(空気) | 2.0 |
| 手術時間 | >3 h | 1.9 |
| 切開部位 | 開胸/上腹部 | 2.8 |
| βブロッカー中止 | 有 | 1.6 |
これらのリスク因子を複数有する患者さんに対しては、より積極的な周術期呼吸リハビリテーションの計画と実施が求められます。早期からの介入がPPCの発生率を低減させる可能性があります。
7.2.2 術前 14 日プログラム（“PREP-14”）
PPC予防において術前からの介入は非常に有効です。ここでは、具体的な術前14日間の呼吸リハビリテーションプログラムの一例として「PREP-14」を紹介します。このプログラムは、患者さんの呼吸機能と身体機能の向上を目指します。
- IMT (吸気筋トレーニング)：30 % PImaxから開始し、徐々に負荷を上げ40％を目指す。1日20分実施。
- 筋力トレーニング：Sit-to-Stand (立ち座り運動) を3セット×10回。運動強度(RPE)は13 (ややきつい)程度。
- 奬励歩数：1日の目標歩数を現在より+1,500歩増やす（歩数計アプリなどと連動して管理）。
- 吸入指導：吸入薬を使用している場合、その手技が正確に行えているかを確認し、100%の正確度を目指す（デモンストレーション→患者による再現）。
この様な術前プログラムの導入により、PPC発生率が27%から12%へ減少し、在院日数も平均2.4日短縮されたという報告もあります。術前からの積極的な関わりが重要です。
7.2.3 術後 72 h “3×3 規則”
術後の急性期、特に最初の72時間はPPC予防のための集中ケアが不可欠です。ここでは、その期間における具体的な行動指針として「3×3規則」を提案します。これは、早期離床、深呼吸、効果的な咳嗽を促すためのシンプルなルールです。
- 3 時間以内離床：術後、可能な限り早期にベッドから離れることを目指す。
- 3 分深呼吸 ×3 セット/h：1時間ごとに、3分間の深呼吸（インセンティブスパイロメトリー使用時は体重1kgあたり10mlを目標）を3セット実施する。
- 3 サイクル咳介助：創部を保護（スプリンティング）しながら、咳嗽を3サイクル促す。必要に応じてMI-E (Mechanical Insufflation-Exsufflation) を使用するか、PCF (Peak Cough Flow) >270 L/min を目標とする。
疼痛閾値の考慮：疼痛はPPCの大きな阻害因子です。NRS（Numerical Rating Scale）で4未満であれば自発的な咳嗽が可能と判断し、4以上の場合はEAPCA（硬膜外自家鎮痛法）などの調整を検討し、疼痛コントロールを図りながら上記ケアを行います。
7.3 神経筋疾患：呼吸サポートは 24 h 連続プロジェクト
筋萎縮性側索硬化症（ALS）に代表される神経筋疾患では、呼吸筋の筋力低下が進行性に進み、呼吸機能障害が生じます。これは患者さんのQOLや生命予後に直接影響するため、疾患の進行に合わせた24時間体制での継続的な呼吸サポート戦略が極めて重要になります。
7.3.1 ALS Stage‐ADR（Airway, Diaphragm, Reserves）
神経筋疾患、特にALSにおける呼吸機能障害の進行度を評価し、適切な介入時期を判断するために、ステージ分類が有用です。以下の表では、ALSの呼吸機能に関するステージ（ADR：Airway, Diaphragm, Reserves）と、各ステージでの主要な指標、推奨される介入開始時期、そして主な介入内容を示しています。
| ステージ | 指標 | 推奨開始 | 主介入 |
|---|---|---|---|
| A (Airway) | SNIP >70 cmH₂O | — | 年 2 回 モニター |
| D (Diaphragm) | SNIP 40–70 cmH₂O or PImax <60 cmH₂O | IMT + 咳訓練 | IMT 15 %↑目標 |
| R (Reserves) | SNIP <40 cmH₂O, PImax <40 cmH₂O, FVC<70 %予測値 | 夜間 NIV (非侵襲的陽圧換気) | BiPAP S/Tモードなど |
| S (Support) | Daytime PaCO₂ >45 mmHg, PCF<160 L/min | 24時間 NIV + MI-E | 気管切開も検討 |
SNIP (Sniff Nasal Inspiratory Pressure)、PImax (最大吸気圧)、FVC (努力性肺活量) などの呼吸機能検査値を定期的にモニタリングし、これらの指標が特定の閾値を下回った場合には、ためらわずにNIV導入やMI-E（Mechanical Insufflation-Exsufflation）の使用、さらには気管切開といったより高度な呼吸サポートを検討することが、患者さんの予後改善に繋がります。
7.3.2 夜間 NIV 導入アルゴリズム
夜間非侵襲的陽圧換気療法（NIV）は、多くの神経筋疾患患者さんにとって呼吸機能の重要なサポートとなります。NIV導入をスムーズかつ効果的に行うための基本的なアルゴリズム（手順）を以下に示します。適切な評価と設定が、NIV療法の成否を分けます。
- 睡眠ポリグラフ検査等による評価：睡眠中の低換気（例：TcCO₂のピーク値 >50 mmHg）や低酸素血症（例：SpO₂<90 %が5分以上持続）を確認。
- マスク選択：患者さんの顔の形状や口の閉じ具合を考慮し、鼻マスク（口の閉鎖が可能なら第一選択）からオロナサルマスク、フルフェイスマスクへと検討。
- 初期設定とタイトレーション：IPAP（吸気陽圧）は12cmH₂O程度から開始し、患者さんの状態を見ながら最大18cmH₂O程度まで漸増（タイトレーション）。EPAP（呼気陽圧）は4–6cmH₂O、バックアップ呼吸回数は14回/分程度に設定。
- フォローアップと調整：導入後2週間程度でAHI（無呼吸低呼吸指数）が5未満、かつNIVの使用時間が4時間以上であることを確認。問題があれば、マスクリークの有無や装着感、圧設定などを再調整。
NIV療法の効果を最大限に引き出すためには、導入時だけでなく、定期的なフォローアップを通じて患者さんの状態変化に合わせた設定調整やマスクの適合性確認が不可欠です。
7.3.3 呼吸筋–姿勢統合訓練
NIVによる呼吸サポートと並行して、残存する呼吸筋の機能を最大限に活用し、維持・強化するための訓練も重要です。また、換気に有利な姿勢を獲得することも、呼吸困難感の軽減に繋がります。ここでは、具体的な訓練方法の例をいくつか紹介します。
- EMGdia バイオフィードバック：横隔膜の筋電図（EMGdia）を視覚的にフィードバックし、最大随意換気量（MVV）の45%程度をターゲットに、4分間の運動と5分間の休息を繰り返す。
- GPR / PNF Patterns (グローバルポスチュラルリアライゼーション / 固有受容性神経筋促通法)：胸郭の拡張を促しつつ骨盤を前傾させるような特定のパターン運動を行い、横隔膜の長さ-張力曲線を最適化し、効率的な収縮を促す。
- Air-Stacking (エアスタッキング)：最大吸気位からさらに空気を積み重ねるように3回連続で吸気し、1～2秒間息を止める。これにより最大吸気量を増やし、咳嗽能力（PCF）の50%向上を目指す。
これらの訓練は、患者さんの呼吸予備能を高め、日常生活における呼吸の快適性を向上させることを目的とします。個々の状態に合わせてプログラムを調整することが重要です。
7.3.4 在宅家族コーチング“2–2–2”
神経筋疾患患者さんの在宅療養において、NIV管理や気道クリアランスなどの呼吸ケアは家族の協力が不可欠です。しかし、介護者である家族への負担は大きく、適切なサポートと指導が求められます。ここでは、効果的な在宅家族コーチングのモデルとして「2–2–2」アプローチを紹介します。
| 期間 | コーチ回数 | 内容 |
|---|---|---|
| 初回 2 週 | 2 回/週 | NIV機器の取り扱い、マスク装着、緊急時対応、咳介助（MI-Eなど）のデモンストレーションと実践指導。 |
| 次 2 月 | 2 回/月 | MI-Eの圧設定の調整（タイトレーション）、栄養摂取時の姿勢調整、日常生活での注意点などのフォローアップ。 |
| 以後 | 2 回/年 | 予備機器の点検、消耗品の交換指導、緊急時連絡体制の再確認、介護状況の変化に応じた計画更新。 |
この「2-2-2」アプローチは、導入初期の集中的な指導から、徐々に頻度を減らしつつも定期的なフォローアップを継続することで、家族の介護スキル向上と心理的負担の軽減を目指します。これにより、患者さんの在宅療養の質を高め、安全を確保することに繋がります。
7.x INCET 四層統合：呼吸リハを“意味ある体験”へ変えるキーポイント
これまで疾患別の病態生理と具体的なリハビリテーションアプローチについて解説してきましたが、より包括的かつ患者中心のケアを提供するためには、INCET（統合的神経認知運動療法®︎）の四層モデルに基づく視点が重要となります。このモデルは、呼吸リハビリテーションを単なる身体機能の訓練として捉えるのではなく、患者さん自身の「意味のある体験」へと昇華させるための鍵となります。
- 身体層 (Soma)：CTや超音波、スパイロメトリーなどの構造解析と、CPX（心肺運動負荷試験）やRIP（呼吸誘導プレチスモグラフィ）などの機能負荷試験を組み合わせ、呼吸メカニクスの隘路（ボトルネック）を客観的かつ定量的に評価します。
- 脳層 (Neuro)：呼吸運動の指令を出す神経ドライブの遅延（Phase I）や、呼吸リズム生成の障害などを、横隔膜筋電図（EMGdia）の位相解析などを用いて可視化し、必要に応じて呼吸パターンの再学習（ペーシング訓練など）へと繋げます。
- 環境層 (Environment)：室内空気質の管理（例：CO₂濃度 <700 ppm、温度 22–24 °C、湿度 50 %維持）や、家屋改修による“呼吸しやすい生活動線”の確保など、患者さんを取り巻く物理的・社会的環境を最適化します。
- 心理層 (Psyche)：呼吸困難が引き起こす破局的思考や不安に対して、Dyspnoea-Visual MBCT（呼吸困難に特化したマインドフルネス認知療法）などの手法を用いて思考パターンを再構築し、「息を整え、自らのHOPE（希望・目標）を遂行する自分」を具体的にイメージできるよう支援します。
これら身体・脳・環境・心理の四層を統合的に評価し、それぞれの層に働きかける介入を計画・実行することで、患者さんのQOLを真に向上させ、生きる価値や希望を見出す手助けとなることを目指します。
まとめ
本記事で解説してきた多岐にわたる内容の中から、臨床で特に意識していただきたい重要なポイントを、以下の4つのメッセージに凝縮しました。日々の実践の指針としてご活用ください。
- COPD：根本にあるDynamic Hyperinflationの軽減が、あらゆる介入効果を高めるための“はじめの一歩”である。
- PPC：術前の吸気筋トレーニング（IMT）と術後早期の「3×3規則」の徹底は、時に“胸腔ドレナージよりも効果的”な場合があることを認識する。
- 神経筋疾患：SNIP（最大鼻吸気圧）とPCF（最大呼気流量）のモニタリングを怠るな。これらの指標が閾値を下回ったら、NIV（非侵襲的陽圧換気）およびMI-E（機械的咳介助）の導入をためらわない。
- INCET：身体・脳・環境・心理の四層すべてに同時にアプローチし、調和（チューニング）させることこそが、患者さんに「呼吸すること＝生きる価値」を再認識していただくための道筋である。
INCET concept （統合的神経認知運動療法®︎）とは？
最後に、本稿でも触れたINCETコンセプトについて、改めてその概要をご紹介します。
統合的神経認知運動療法®は、ICF（国際生活機能分類）とバイオ・サイコ・ソーシャルモデルの理念を基盤に、「存在意義／社会／心理／身体」という人間の多層的な側面と、「身体・脳・環境」の三位一体の相互作用を一元的に捉えるための臨床フレームワークです。患者さんのHOPE（したい生活、ありたい姿）を起点とし、そこから逆算して工程レベル、ADLレベル、基本動作レベル、そして局所の機能障害レベルへと階層的に課題を抽出します。その上で、構造・中枢神経系・環境要因・発達歴・心理認知状態という5つの視点から多角的に分析し、階層性・統合性・個別性・持続性という4つの原則に基づいて介入戦略を体系化します。徒手療法、神経筋電気刺激（NMES）、固有受容感覚トレーニング、ミラーセラピー、住環境調整、認知行動療法的アプローチ（CBT的コーチング）などを効果的に組み合わせることで、神経系の可塑性と行動変容を最大限に引き出すことを目指します。さらに、家族や職場といった患者さんを取り巻く人々や環境を「治療的環境」として積極的に巻き込み、社会参加の促進と再発予防を同時に実現する点が大きな特徴です。このフレームワークを用いることで、多職種間での共通言語が確立され、情報共有や連携が円滑になり、結果として記録や説明に要する時間も短縮されます。AIを活用したデータ解析やオンラインでのフォローアップシステムを導入することで、遠隔地であっても質の高いリハビリテーションを提供し、エビデンスに基づいたアウトカムを可視化することも可能です。新卒のセラピストから経験豊富なベテランまで、誰もが活用できる評価チャートと5×5介入マトリクスを習得できる認定コースも用意されています。明日からの理学療法・作業療法の実践を、共にアップグレードし、次世代の臨床力を磨いていきませんか？詳細は以下のリンクよりご確認ください。
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