2017年 08月 06日 ( 2 )

 

Breathing and Chronic Neck Pain: 慢性頸椎痛と呼吸の関係。

慢性的に首が痛い、というのも決して珍しい主訴ではないと思うんですが、頸部の痛みも呼吸と呼吸障害への密接な関係があります…という論文ふたつ、さくっとレビューです。
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首の痛みが呼吸障害を生むのでは?という論文1は見たことがあったんですけど、これは常々chicken or eggなんじゃないのかなと思っておりました。私個人の意見としては、どちらかというとdriving forceは呼吸なんじゃないかと。それで痛みによって不安に駆られ交感神経優位になり、ますます呼吸が悪化するんじゃないのかな、とか。まー恐らく正解はこの中間の「どちらもchickenでどちらもegg」なんでしょうけれども。

さて。この論文2では45人の慢性頸椎痛患者(男13人、女32人、平均年齢35.9±14.5歳)と同じく45人のmatched-control(男13人、女32人、平均年齢35.4±14.0歳)を対象に、1) 息を吸う・吐く強さ (ICC=0.81~0.83); 2) 首の屈曲筋・伸展筋の強さ (Isometric Strength、ICC=0.90~0.96); 3) Craniocervical Flexion Test (*首の深層屈曲筋群の持久力を見るテスト、ICC=0.91); 4) 頸椎可動域; 5) Forward Head Postureの度合い(craniovertebral angle: C7から耳までの角度を計算、ICC=0.88, 下図参照); 6) VAS; 7) 全5つのPatient-Based Outcome Measures - Neck Disability Index (=痛みによるdisabilityがどれほどあるか), the Baecke Questionnaire of Habitual Physical Activity (普段どれだけ運動をしているか), Hospital Anxiety and Depression Scale, Tampa Scale for Kinesiophobia, Pain Catastrophizing Scale…を計測、記録したそうな。うわー膨大なデータ。これらのOutcome Measureの測定の順番はランダムだったそうで、バイアスやorder effectsがないようにしましたよー、という記述アリです。それぞれの測定法とrationaleをしっかり説明しているところも好感が持てます。
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*知らなかったので調べてみました。テーブルに寝た状態で、バイオフィードバック圧力計を首の下に入れて20 mmHgになるまで膨らませてから(↓写真左、中央)、Chin tuckをして圧を22 mmHg; 24 mmHg; 26 mmHg; 28 mmHg; 30 mmHgまで上げ(↓写真右)それを10秒キープする…というのをそれぞれの圧で3回繰り返すんだそうな。
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で、結果はというと、慢性頸椎痛のある患者は健康なコントロールに比べて…
1. Forward Head Postureと鬱・不安症の症状に関しては大差なし
2. 頸椎伸展筋が著しく弱く(p<005)、屈曲筋群も弱い傾向にある(p-value not reported)。深層屈曲筋群の持久力は著しく低く (p<0.05)、頸椎の可動域も全ての面において制限が大きい(p<0.05)。
3. 吸気/呼気の割合こそ大差が見られなかったものの(p>0.05)、最大吸気圧(13.8%)、最大呼気圧(15.4%)はそれぞれ共に、健康な被験者のそれに比べて著しく低かった(p<0.05、Table 1参照)。
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…で、最大吸気圧と相関性が見られたのは、頸椎屈曲筋(r=0.70, p<0.001)と伸展筋(r=0.62, p<0.001)の強さ、Kinesiophobia(r=-0.43, p<0.01)、とCatastrophizing(r=-0.3, p< 0.05)。最大吸気圧との相関性が認められたのは頸椎屈曲筋(r=0.69, p<0.001)と伸展筋(r=0.66, p<0.001)の強さ、頸椎の痛み (r=0.33, p<0.05)、Neck Disability Index(r=-0.35, p<0.05), Kinesiophobia (r=-0.40, p<0.05)とCatastrophizing (r=-0.36, p<0.05)だったそうで。
つまるところ、ものすごくざっくり言って、首の屈曲・伸展筋群が弱い、首が痛い、機能制限がある、首を動かすことに恐怖心がある…こういった度合が高ければ高いほど呼吸力が下がっている傾向にあるというわけですね。
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この論文は、慢性頸椎痛の患者のアセスメント・リハビリは呼吸の要素を含むべきである、という風に〆られていますが、もっと言うと、呼吸介入を早めにすれば頸椎慢性痛そのものの予防にもつながるかもしれませんね。もちろん、相関関係≒因果関係なので、これは他の研究を持って証明する必要がありますけど。

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同じ研究チームの論文で、こちら3も。
こちらの論文で着目しているのはthe actual gas exchange。冒頭で腰椎などの痛みを抱える患者はHypocapnia(血液中の二酸化炭素が下がり、pHがアルカリ性に傾く現象)に陥りやすいという理論を紹介(これは知らなかった)しており、4,5 この現象が慢性頸椎痛の患者にも認められるかどうか、先の研究と全く同じ被験者(慢性頸椎痛患者45人、Matched Control 45人)を使って検証しています(…というか、上野研究と同時進行で行われていますね、明らかに)。80% Statistical Powerを得るために必要な被験者数は各グループ26人だそうなので、45人はそれを優に超えている、という表記もいいですね。
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手っ取り速く、結果です。動脈内の二酸化炭素は慢性頸椎痛患者のほうが著しく低下しており(34.9±2.9 mmHg vs 37.3±3.5 mmHg、↑上表参照)、35 mmHg未満が一般的に"hypocapnia”と診断のつくカットオフになることを考えれば、平均的な慢性頸椎痛の持ち主はhypocapniaと名前がついて然るべきということが分かりますね。血中二酸化炭素との相関性が見られたのは頸椎屈曲筋(r=0.34)と伸展筋(r=0.35)の強さ、深層屈曲筋群の持久力(r=0.31)、痛みの強さ(r=0.34)、Kinesiophobia(r=0.35)とCatastrophizing(r=0.30; p<0.05)だったそうな。

Substance Pがhyperventilationを生むのか、痛みがあることによって患者の呼吸が浅くなり、self-induced hyperventilationが起こるのか…(過呼吸時は、ちょいとした興奮状態なので、痛みの感覚が鈍るんですよね。6 そのanalgesic effects/鎮痛効果を身体が自然に求めて、浅い呼吸をprogrammingしてしまうのか)。それとも、そもそも呼吸がこの痛みの原因のひとつなのか…。色々と妄想は尽きませんが、「首がずっと痛いんです」と訴えてくる患者の体の中でこれだけ複雑なことが起こっているとしたら、「よし、じゃあ鎮痛剤出しましょう」「ストレッチしましょう」「ホットパック当てましょう」のような対処療法では問題の本質に対して対応しきれないことは明らかですね。患者の主訴に対して原因を見極め、holistic approachを!とはアメリカでもよく謳われますが、最近の様々な研究結果を見ていると、呼吸に介入せずにholisticなアプローチをしているとはもはや言えないだけの科学的なエビデンスは十分にあるように思います。…まぁ、もちろんそう考える私の頭の中は私らしいバイアスでいっぱいなわけですけども。

1. Kapreli E, Vourazanis E, Strimpakos N. Neck pain causes respiratory dysfunction. Medical Hypotheses. 2008;70(5):1009-1013.
2. Dimitriadis Z, Kapreli E, Strimpakos N, Oldham J. Respiratory weakness in patients with chronic neck pain. Man Ther. 2013;18(3):248-253. doi: 10.1016/j.math.2012.10.014.
3. Dimitriadis Z, Kapreli E, Strimpakos N, Oldham J. Hypocapnia in patients with chronic neck pain: association with pain, muscle function, and psychologic states. Am J Phys Med Rehabil. 2013;92(9):746-754. doi: 10.1097/PHM.0b013e31829e74f7.
4. Glynn CJ, Lloyd JW, Folkhard S. Ventilatory response to intractable pain. Pain. 1981;11:201-211.
5. McLaughlin L, Goldsmith CH, Coleman K. Breathing evaluation and retraining as an adjunct to manual therapy. Man Ther. 2011;16:51-52.
6. Chalaye P, Goffaux P, Lafrenaye S, et al. Respiratoryeffects on experimental heat pain and cardiac activity. Pain Med. 2009;10:1334-1340

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  by supersy | 2017-08-06 22:30 | Athletic Training | Comments(0)

横隔膜呼吸エクササイズでバランス能力が向上する?研究レビュー。

「知識アップデート期」と称して『トピックをひとつ決め、半日~一日かけてデータベース使って関連論文の検索・読み込みに費やす』みたいなことを定期的にするんですが、今日は呼吸関連の論文で最新のもの、読み飛ばしているのがないかどうかと色々と読み漁っていました。面白いものを見つけたのでまとめておきます。

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一番の収穫はこの論文ですかね。今年3月発表の比較的新しいPreliminary clinical trial。1

バランスを取る能力に欠けていると怪我をしやすくなる、2,3 だからバランス能力って大事ですよね、という観点から、コアを鍛えるとバランス能力が上がる4-8→ではコアの要とよく称される横隔膜を鍛えることでバランス能力は上がるのか?という新たな説を検証しています。呼吸エクササイズをやることでバランス能力が向上するか?っていう、その切り口が面白いっすね。

この研究はあくまで「この新説は検証する価値があるのか」を見極めるためのPreliminary clinical trialなんで規模は小さいし、control組もないんですけど、とりあえず詳細を見てみましょう。21歳以上の健康な被験者を募り、inclusion/exclusion criteriaには脳震盪・下肢のケガ・耳の病気など、バランス能力に直接影響が出そうな要素も含まれていて、こういった既往歴のある被験者は丁寧に除外してあります。研究に実際に参加した被験者の数は13人(男7人、女6人、平均年齢33歳)。80%のStatistical powerでlarge effectをdetectできるように統計を設定(=前例が無いので、この研究を通して適切な被験者数を決めようとしている)してますね。規模が小さい以外はここまでは妥当なデザインでしょうか。いーですね

被験者にassignされた呼吸エクササイズは各週2種類。ひとつのエクササイズにつき5分、一日2回ずつ毎日合計20分行ってもらい、それを一週間に少なくとも5日間、計8週間継続してもらったとのこと。呼吸エクササイズは全部で難易度別に5種類あり(↓)、全被験者は最も簡単なもの(難易度☆☆☆☆★)から始め、ぞれぞれの週の終わりの顔合わせ(face-to-face)のセッションでそれを完璧にやりこなせるようになっていれば、翌週からはひとつ難易度の高いエクササイズにレベルアップする…というシステム(完璧にできなければ、同じ難易度をもう一週繰り返す)。各エクササイズの指導動画のリンク(YouTube)が毎週被験者に送られ、必要があれば被験者が何度でも正しいエクササイズを確認できるような環境を整えていたのは評価されるべきですね。
 難易度☆☆☆☆★(1): supine breathing & crocodile breathing
 難易度☆☆☆★★(2): supine breathing w/ Theraband & crocodile breathing w/ Theraband
 難易度☆☆★★★(3): supine breathing w/ belt & crocodile breathing
 難易度☆★★★★(4): seated breathing & 90/90/90 breathing
 難易度★★★★★(5): seated breathing w/ Theraband & 90/90/90 breathing w/ belt
何故これらのエクササイズなのか(過去にどんな研究で使われたものなのか)?どうしてこれらのprogressionが正しいと言えるのか?説明が一切無いのが気になります(個人的にcrocodile breathingの利点はさほど感じません)。あと、face-to-faceセッションは週に一回で、残りの週6日はエクササイズを家で各自やってもらうシステムも、コントロールしていない要素を増やす原因になります。監視していない分、被験者が実際指示通りにエクササイズをやってくれていたかどうかの信憑性は低くなるわけです。研究の最後(8週目の終わり)に被験者は各自8週間分のエクササイズログを提出した、との記述は一応ありますが、そんなのはいくらでも偽造捏造できますからね。実際の被験者のcompliance rateも別にこの研究では報告されていませんし。あと、「少なくとも」5日間の「少なくとも」が個人的に気になってしまいます…。どうして「5日間」と決めず、幅を設けたのでしょう?週5日間やった人と、7日間やった人とでは効果の現れ方が違う可能性も否定できません。一週あたりたった2日間の違いでも、8週積み重ねれば16日分になりますしね。

…ともあれ。

各週に一度face-to-faceセッションがあったわけですが、このセッションでは横隔膜呼吸のエクササイズをする前に毎回以下のテストをおこなったそうです。ちなみにデータを取る側の研究スタッフは一貫性があるように毎回同じscriptを読み上げ、指示に違いが無いように配慮したそうな。
静的テスト: Modified BESS test (SCATに載ってるやつ)…なぜ正規のBESS Testでなく、Modified? Rationale?正規のもののほうが研究されているのは間違いないと思うが?
動的テスト: 目を開けて、そして閉じて、それぞれ40秒間その場で更新してもらい、パワープレートを使ってバランスを計測。右足で荷重していた時間と左足で荷重していた時間の差が少なければ動的バランスが取れているという指針になるらしい。OptoGait protocolsと呼ばれるプロトコルらしいんですが、私はこれを今までに見たことがありません。Reliability, validityの表記無し?
呼吸テスト: 試験者が被験者の脚を90/90/90 positionで支え(↓写真のように股関節、膝、足首を90°に屈曲)、肋骨を内旋位に持っていく。この状態で、試験者は下肢の支えを外し、被験者は自力でこのポジションを保ったまま「下腹部と胸部後方に空気を入れるようなイメージ」で呼吸。被験者が開始ポジション(90/90/90且つ肋骨内旋位)を保ったまま呼吸ができれば最高点の3点、代償が見られれば2点、フォームが崩れれば1点、痛みがあれば0点をつける。これもとある一冊のリハビリの教科書から抜粋されたもののようだけど、rationaleやvalidityは?「ポジションが保たれた」「代償がある」というのは判断する人によっても変わるのでは?どれほどのトレーニングを受けた試験者なら適切な判断ができるのか?
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手っ取り早く結論を言ってしまうと、呼吸テストの点数(p=0.001), Modified BESSの片足スタンス(p =0.001)とタンデム・スタンス(p=0.039)は時間軸を追うごとに著しく改善(Table 2, Figure 1, Figure 2参照)。特に片足バランスのスコアの改善は呼吸テストのスコアの改善と大いに関係あり(Figure 1参照)、と出たそうな。

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個人的には「取ったデータは全部見せやがれ」と思うタイプの私。incompleteなデータが何より嫌いなので、両足バランス時のBESSスコアと動的テストの結果が「Result」セクションで一切触れられていないのが納得いきません。書かれていないということは相関関係も改善もなかったと考えるのが全うだろうけど、もしかしたら悪化が認められたのかも、などとしたくもない詮索をしてしまうではありませんか。後述(「Discussion」セクション)で、両足スタンスはどの計測ポイントで誰もエラーを起こさなかったこと(=スコアは常に最高で、変化は全く見られなかった)、そして動的バランスに関しては計測器具の不備があったかもしれないことや、このOptoGaitプロトコルがやはりどれだけ確立されたものかのエビデンスが欠如していることが改めて挙げられています。…じゃあなんでこれ選んだの?時間の無駄では?Y-Balanceとかもっとシンプルでもっと研究が進んでいる動的バランステストじゃダメだったの?

あとですね、個人的には静的バランス能力に変化が出たのは面白いなぁと思う一方で、動的バランスに変化が(少なくともこの研究では)認められなかったとしたら、それはいったいどれほどのclinical relevanceがあるのかというイジワルな問いを著者らに投げかけたくはなりますね。

考察には、横隔膜呼吸を通して深層腹筋群の活性化が促されたのではとの見解が示されており、私もそれは妥当な推測ではないかと思います。もちろん、単純に8回テストを行ったから、learning effectsによって改善が見られたという可能性も否定できません。これは、次の研究でcontrol組と比較をおこなえば明らかになることでしょう。

考察に書いてあったことで、特筆されるべきと思ったこともメモしておきます。8週間のエクササイズを終えた13人の被験者に、研究の最後に口頭で感想インタビューを行ったらしいのですが(特に聞いた質問の一覧表などはなかったので、informalなものだったんだろうと推測します)、その際の感想として1) 被験者が呼吸エクササイズを総じて楽しんでおこなえたこと、2) 日常の様々な活動でその効果を感じられたこと(例: 趣味のロッククライミングの際により体のバランスが取れていると感じた、ロードバイクに乗っているときに腰痛が起きなかった、オリンピックリフティングをする際により力が入るようになったなど)が出てきたんだそうです。バランス向上のみならず多角的な改善が見られたのは興味深いです、本格的な研究をする際には、こういった声がもっと聞けるようにMixed-studyにしてQualitative analysisも入れてほしいですね!

さて、粗削りではありますし穴も多いですが、楽しく読めた論文でした。近々出るであろう本編の研究も楽しみにしたいと思います!

あ、おまけですがこんな論文9も読みました。こちらは一年ほど前に発表されたもの。
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この論文にはAbdominal hollowingやabdominal bracing maneuversはpelvic floor(骨盤底筋群)の不活性を促す、という内容の結論が書かれており、理想的な横隔膜の活動には協調性のある骨盤底筋活動が欠かせないという他の研究結果10,11と合わせて解釈すれば、abdominal hollowingやabdominal bracing maneuversをおこなっている際、横隔膜を最大限に使った呼吸は実践できていないということになります。abdominal hollowingやbracingそのものができる能力があること、そしてそれを状況に応じて時に選択・実行することには何も問題はないと思うのですが(以前書きましたね、availabilityやvariabilityの話に繋がります)、こういった呼吸がhabitualになったり、こういった呼吸法のみしか選択肢がなくなってしまったら、身体の様々なdysfunctionに繋がるのではないかと危惧させられるような結果です。

1. Stephens RJ, Haas M, Moore WL, Emmil JR, Sipress JA, Williams A. Effects of diaphragmatic breathing patterns on balance: a preliminary clinical trial. J Manipulative Physiol Ther. 2017;40(3):169-175. doi: 10.1016/j.jmpt.2017.01.005.
2. Hrysomallis C, McLaughlin P, Goodman C. Balance and injury in elite Australian footballers. Int J Sports Med. 2007;28(10):
844-847.
3. McGuine TA, Greene JJ, Best T, Leverson G. Balance as a predictor of ankle injuries in high school basketball players. Clin J Sport Med. 2000;10(4):239-244.
4. Sato K, Mokha M. Does core strength training influence running kinetics, lower-extremity stability, and 5000M performance
in runners? J Strength Cond Res. 2009;23(1):133-140.
5. Sekendiz B, Cug M, Korkusuz F. Effects of Swiss-ball core strength training on strength, endurance, flexibility and balance in
sedentary women. J Strength Cond Res. 2010;24(11):3032-3040.
6. Filipa A, Byrnes R, Paterno MV, Myer GD, Hewett TE. Neuromuscular training improves performance on the star
excursion balance test in young female athletes. J Orthop Sports Phys Ther. 2010;40(9):551-558.
7. Zazulak BT, Hewett TE, Reeves NP, Goldberg B, Cholewicki J. Deficits in neuromuscular control of the trunk predict knee
injury risk: A prospective biomechanical-epidemiology study. Am J Sports Med. 2007;35(7):1123-1130.
8. Sandrey MA, Mitzel JG. Improvement in dynamic balance and core endurance after a 6-week core-stability-training program in high school track and field athletes. J Sport Rehabil. 2013;22(4):264-271.
9. Ehsani F, Arab AM, Assadi H, Karimi N, Shanbehzadeh S. Evaluation of pelvic floor muscles activity with and without abdominal maneuvers in subjects with and without low back pain. J Back Musculoskelet Rehabil. 2016;29(2):241-247.
10. Park H, Han D. The effect of the correlation between the contraction of the pelvic floor muscles and diaphragmatic motion during breathing. J Phys Ther Sci. 2015;27(7):2113-2115. doi: 10.1589/jpts.27.2113.
11. Park H, Hwang B, Kim Y. The impact of the pelvic floor muscles on dynamic ventilation maneuvers. J Phys Ther Sci. 2015;27(10):3155-3157. doi: 10.1589/jpts.27.3155.

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  by supersy | 2017-08-06 02:00 | Athletic Training | Comments(0)

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