COVID-19 症状・治療/肺の後遺障害・呼吸リハビリテーション

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コロナウイルス 肺の機能障害 呼吸リハ

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COVID-19患者の肺異常

HighWire Lens: Abnormal pulmonary function in COVID-19 patients at time of hospital discharge
退院時のCOVID-19患者の異常な肺機能

COVID-19に関連した肺損傷が広く報告されていることから、退院患者の肺損傷の評価に関する懸念が提起されている。最近の報告では、COVID-19 肺炎を有する退院患者が胸部 CT スキャンで最も一般的なパターンとしてグラウンドグラス不透過性を有していることが示されている 。

他のコロナウイルス肺炎(重症急性呼吸器症候群/SARSや中東呼吸器症候群/MERS)の回復者では、肺機能や運動能力の持続的な障害が数ヶ月から数年にわたって続くことが知られている 。

 

2月5日から3月17日までの期間に入院患者からCOVID-19の臨床検査で重症でないことが確認された症例。退院した100例10名を募集したが、その内訳は軽症24例、肺炎67例、重症肺炎19例であった。これらの症例の平均年齢は49.1歳で、そのうち55例は女性であった。44例(40%)に少なくとも1つの併存疾患があり,そのうち高血圧が23.6%,糖尿病が8.2%であった。

慢性呼吸器疾患を有する患者は3例(2.7%)のみであった(喘息1例、慢性気管支炎1例、気管支拡張症1例)。性別、喫煙状況、基礎疾患、BMI値との関連では、3群間で有意差は認められなかった。

肺拡散能力試験(DLCO)

DLCO%は51例(47.2%),総肺活量(TLC)%は27例(25.0%),第1秒強制呼気量(FEV1)%は15例(13.6%),強制バイタル容量(FVC)%は10例(9.1%),FEV1/FVCは5例(4.5%),小気道機能は8例(7.3%)に異常が認められた.表1に示すように、重症度別にみると、拡散能力低下は軽症群で30.4%、肺炎群で42.4%、重症群で84.2%と有意な差があった(p<0.05)。

DLCO値が徐々に低下する傾向は,重症度の違いにかかわらず,同じであった。DLCOが低下した患者の約半数(25/51例)では,肺胞容積補正後のDLCO(DLCO/VA)は正常範囲内であり,回復した患者ではDLCOの低下がDLCO/VAを上回っている可能性が示唆された。

※DLco/VA はDLcoを肺胞気量(VA)で除した値

重症肺炎症例のTLC%予測値は肺炎や軽症に比べて大幅に低下しており,重症症例の方が肺容積の障害が大きいことが示唆された。

重症度の異なる退院生存者間では,他の人工呼吸障害(例:FEV1,FVC,FEV1/FVC)に関して有意な差は認められなかった。

肺の機能障害

最近の研究では、COVID-19の影響を最も受ける臓器は肺であり、びまん性肺胞上皮の破壊、毛細血管の損傷・出血、ヒアリン膜の形成、肺胞中隔線維の増殖、肺の圧密化などの病態が明らかにされている。これまでの研究で、コロナウイルス肺炎で回復した患者では、肺胞上皮が損傷した状態で残存することが明らかになっている。肺機能の障害は一般的であり、数ヶ月から数年続くこともある。

SARS、MERSの追跡調査

リハビリを行っているSARS患者の半年~2年間の追跡調査では、DLCOの障害が15.5~43.6%の範囲で最も一般的な異常で、5.2~10.9%の範囲で全肺気量(TLC)の異常が続いていた。

MERS生存者の37%に肺拡散能力試験(DLCO)障害が認められたが、12ヵ月後には全肺気量は正常であったことを示している 。我々の研究は、SARSでの知見とより一致しているように思われる。

拡散能の障害

興味深いことに、我々の研究では、DLCO の低下が DLCO/VA と比較して大きいことから、拡散膜が肺容積の低下と比較して肺機能障害の原因となる可能性があることが示唆されている。

我々のコホートでは小気道機能障害の割合と重症度が低かったことから、COVID-19は拡散性肺上皮障害と小気道のうっ血に関連している可能性が高いことも示唆されている。

DLCOの障害や胸部CTの残存異常を有するCOVID-19の生存者が肺線維症を発症するかどうかは、さらなる調査が必要である。

発病前のベースラインの肺機能検査(PFT)の結果がないため、発病後の結果との比較が困難であるが、慢性呼吸器疾患を有する患者は少数派であることから、大多数の患者の肺の基礎機能は正常であると推測しても差し支えないであろう。

 

結論として、本研究ではまず、COVID-19患者の退院後の肺機能異常としては、拡散能の障害が最も一般的であり、次いで制限的換気障害があり、これらはいずれも疾患の重症度と関連していることが明らかになった。

肺機能検査(スピロメトリーだけでなく、拡散能検査も)は、特に重症例では、回復した生存者に対しては、ルーチンの臨床フォローアップで実施することを検討すべきである。その後の呼吸リハビリテーションはオプションとして検討されるべきであろう。

肺のリハビリテーション

Pulmonary Rehabilitation for Patients with Coronavirus Disease 2019 (COVID-19)
As a highly infectious respiratory tract disease, coronavirus disease 2019 (COVID-19) can cause respiratory, physical, and psychological dysfunction i…

SARS患者の呼吸リハビリテーションに関するエビデンス

フォローアップ研究では、重症急性呼吸器症候群(SARS)患者は退院後も、制限性肺機能障害、動悸、手の震え、労作性呼吸困難などの症状に悩まされる可能性があり、これらはすべて日常生活に影響を与え、生活の質を損なうことが示されている。

これらの症状は、長期のベッドレスト、ステロイド薬の副作用、無気孔症、持続性肺胞炎、肺線維症、および程度の差こそあれ筋力低下や機能障害などの病理学的変化の残存と関連していることが示唆されている。

SARSと比較して、COVID-19患者では肺線維症などの病理学的変化は優勢ではないが、特にARDSの重症患者では、SARS-CoV-2による肺や他の臓器システムへの損傷が、程度の差はあれ、残存する身体機能障害につながるのではないかと推測される。

有酸素運動+筋トレ

Lauらは、治療後に退院したSARS患者133人を対象に、6週間の呼吸リハビリテーションプログラムを実施した。各リハビリテーションセッションは1~1.5時間、週4~5回実施された。

介入には、Borg Rating of Perceived Exertionのスコアが4~6になるようにChester Step Testを用いて予測した最大心拍数の60~75%(一部の被験者では80~85%まで)で30~40分間の有酸素運動を行った後、10~15RM(repetition maximum、各セットで10~15回の動作を繰り返すことができる最大負荷)で3セットの上肢および下肢の抵抗運動を行い、関連する健康教育を行った。

リハビリテーション群の患者は、従来のケアのみを受けた対照群の患者と比較して、6分間の歩行距離やインクリメンタル運動時の最大酸素消費率に有意な差が認められた。また、三角筋前筋と大臀筋の等尺筋力、両手の握力(遠位筋力)、1分間のカール・腕立て伏せテストの結果(腹筋・上肢筋の持久力)はいずれもリハビリ群で大幅に上昇していた。

リハビリテーション群では,SF-36問診票の役割-身体機能,役割-情動,社会機能の各尺度は6週間以内に改善したが、両尺度間の差は有意ではなかった。

復職しなかった患者(主に医療従事者)は、介入終了前に復職した患者に比べて、ほぼすべての尺度(身体的苦痛を除く)で低いスコアを示し、迅速な復職が患者の生活の質の向上に役立つことを示した。

深呼吸とストレッチ

また、中国で行われた9名のSARS退院患者を対象とした小規模サンプル研究では、深呼吸とストレッチを組み合わせた呼吸運動、低~中強度のトレッドミル有酸素持久運動、および直流Iontophoresis肺理学療法で構成されるリハビリテーションを3週間実施したところ、患者の肺機能の灌流速度がベースライン値と有意に異なることが示唆された。

また、リハビリテーション群の呼吸困難度は対照群に比べて大幅に改善し、安静時心拍数は両群ともにある程度回復していた。

COVID-19患者 呼吸リハビリテーション・ガイドライン

第一線で活躍する専門家のコンセンサスと参考文献に基づき、中国のリハビリテーション専門家がCOVID-19患者のための実践的で実現可能な呼吸器リハビリテーションガイドラインを作成した。

(1) 短期目標・長期目標

呼吸リハビリテーションの短期的な目標は呼吸困難を緩和し、不安や抑うつを和らげることであり、長期的な目標は患者の機能を最大限に温存し、生活の質を向上させ、社会復帰を容易にすることである。

(2) アセスメント

リハビリテーションプログラムを開始する前に、包括的なアセスメントを行うことが必要である。例えば、患者さんの臨床症状、バイタルサイン、補助検査、画像検査、併存疾患、禁忌などをもとに、臨床的・運動的リスク評価を行い、QOL、日常生活の持久力、心理的・栄養的評価を問診票の形で行う必要がある。

これらの評価結果を患者さんの有酸素持久力、筋力、バランス、柔軟性などと組み合わせて、個々の患者さんに合わせた進行性のリハビリテーション処方箋を作成しする。

プロトコル内容

A. 有酸素運動

ウォーキング、早歩き、ジョギング、水泳など、強度の低いものから始め、徐々に強度と持続時間を上げていき、週に3~5回、1回20~30分。

B.筋力トレーニング

段階的な抵抗トレーニングを推奨する。

各目標筋群のトレーニング負荷は8~12RM、1~3グループ/回。各グループのトレーニング間隔は2分、2~3回/週で、トレーニング負荷は毎週5~10%ずつ増加させる。

C. バランストレーニング

バランス機能障害のある患者には、非武装バランストレーニングやバランストレーニング器具を用いたバランストレーニングに参加させる。

D.呼吸訓練

退院後の息切れ、喘鳴、喀痰困難等の症状がある場合は、体位管理、呼吸リズムの調整、呼吸筋群呼吸運動の牽引、喀痰訓練等の呼吸モード訓練を評価結果と併せて行う。

E.漢方薬を使用するための健康管理訓練

主に軽症・一般患者、退院患者を対象とする。禁忌(四肢機能障害や意識異常など)がない場合は、一日一回、一回30~50分ずつ、八頭勁、二十四式簡易太極拳、六字気功などを実施することが望ましい。

(3) 安全確保

すべてのリハビリテーションは安全を前提に行うこと。末梢毛細血管酸素飽和度(SpO2)が88%未満の場合や、動悸、発汗、胸の締め付け、息切れなどの症状が現れ、臨床医がリハビリテーションに適さないと判断した場合は、直ちにリハビリテーションを中止する。

(4) 早期開始

軽症・中等症の場合は、できるだけ早期にリハビリテーションを開始する。一方、重症・重症症例では、病状が不安定な場合や病状が進行している場合には、救命処置を優先すべきである。このような場合には、患者の状態が安定してから呼吸リハビリテーションを導入すべきである。また、安全性や人的資源の観点から、重症・重症患者の移動はベッドやベッドサイドでの移動に限定すべきである。退院後は、風邪など他の感染症に対する防御・予防を強化することを前提に、個別リハビリテーションを継続する。

(5) 感染リスクの回避

一般的な慢性疾患患者に対するリハビリテーションと比較して、COVID-19患者に対するリハビリテーションの最大の特徴は、感染性である。したがって、指示咳、呼気訓練、気管圧迫など、感染リスクを高める可能性のある操作は最小限にとどめるべきである。また、感染を防ぐために、呼気時には密閉されたビニール袋で口を覆う必要があります。また、COVID-19患者の呼吸リハビリテーションは、保護具の節約と交差感染の回避のために、主に教育用ビデオ、パンフレット、遠隔診察、オンライン指導などで行うべきである。(6)呼吸リハビリテーションプログラム全体を通して評価とモニタリングを行うべきである27,28。

慢性肺疾患を合併したCOVID-19患者の呼吸リハビリテーションへの考え

COPD、気管支喘息、肺間質性線維症等の慢性肺疾患を合併しているCOVID-19患者に対しては、リハビリテーションガイドラインに基づいてアセスメントを行い、処方箋を作成することに加えて、以下のような指示を行う。

(1) 標準化された基本薬の継続と合理的な食事の確保。

(2) 禁煙、インフルエンザ予防接種、肺炎球菌ワクチンの接種を促進する。

3)慢性肺疾患を有するCOVID-19患者では気道分泌が過剰になることが多いので、一般的な気道クリアランス運動に加えて呼気運動を行い、痰の排泄を促進し、咳嗽による疲労を軽減する。また、振動性陽圧呼気法(OPEP)の適用などの補助手技を活用することができる。

(4) 運動時には適切な酸素療法を行う。慢性肺疾患患者では、安静時に低酸素血症を起こすことがあります。その後、運動時には、赤血球が肺胞毛細血管を通過する間隔が短くなると、換気流量の乱れが大きくなり、酸素摂取量が減少する。一方、呼吸速度がエスカレートすると、肺動性亢進やガストラップが起こり、末端呼気肺容積、死腔換気量、呼吸仕事量が増加し、血中酸素飽和度がさらに低下する。

これに対し、運動中に酸素療法を導入することで、代謝要求の高まりに対応し、低酸素血症を予防し、肺動性高インフレを抑制することで、運動効果を向上させつつ、運動の強度と持続時間を増加させることが可能となる。

運動中の低酸素血症は、酸素療法(SpO2が88~90%または相対的に2~5%低下した状態、0.5~5.0分持続)が必要な適応とされています。酸素療法の目的は、SpO2を90~92%の範囲内に維持するように酸素流量を調整することである。運動効果を高めるために、運動強度に応じて酸素流量を増加させ、SpO2を約95%に維持することができる29

(5) 胸部前弯の矯正 慢性肺疾患患者では、長期にわたる呼吸困難や咳などにより、呼吸の仕事が増えることが多く、異常な呼吸パターンが形成されます。その結果生じる慢性肺肥大は、通常、胸部の前径・後径の肥大を引き起こし、樽状胸などの胸部奇形を生じる。嚢胞性線維症の若年患者143人を対象とした研究では、15歳以上の患者では女性77%、男性36%に40°以上の胸部前弯変形を合併していた30。この変形は気道のクリアランスを阻害し、呼吸の仕事を増加させるため、胸部前弯矯正のための総合的な呼吸リハビリテーションプログラムに胸部・筋ストレッチや集中トレーニングなどの理学療法を取り入れることが重要である。

モバイルアプリ・遠隔リハビリテーション

近年、インターネット技術の急速な発展により、遠隔モニタリングやモバイルインテリジェンス技術の導入が容易になってきた。情報通信技術とウェアラブルデバイスの利用により、慢性肺疾患患者のためのインテリジェントなデジタル遠隔リハビリテーションの実践が可能となり、その有効性と安全性は従来のアプローチよりも劣らないことが証明されている。

その過程で、リハビリテーションのコンテンツを専用のリハビリテーションモバイルアプリケーションにテキストや動画形式で取り込み、素手での有酸素運動、弾性バンドを用いたレジスタンストレーニング、呼吸筋牽引運動などを実施している。

患者さんがアプリをダウンロードすると、アプリを通じて個別のリハビリテーション処方箋を直接取得し、その後、ビデオトレーニングやリハビリテーション運動の記録などを行うことができる。

また、モバイルアプリには、症状の評価と記録、服薬の自動リマインダー、健康教育などの機能が搭載されている。取得したすべてのデータは、情報通信技術を介して医療プラットフォームの管理端末に送信され、医療スタッフが患者から提供された情報を遠隔で定期的に監視・評価し、対応する措置や介入を導入することができるようになっている。

リハビリテーションの効果を評価するための無作為化比較臨床試験は現在も継続中である。この遠隔モデルは、医師と患者の直接の接触や被ばくを減らし、感染予防や保護具の節約につながるだけでなく、心肺持久力の向上、身体機能の回復、不安感や抑うつ感の軽減など、長期的な効果が期待され、患者の生活の質を高めた社会復帰を促進するものと期待されている。

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