衛　　生　　学　　実　　習衛　　生　　学　　実　　習＜物理学的要因＞＜物理学的要因＞テーマ：重力テーマ：重力ＨＤＴおよび回転運動によるＨＤＴおよび回転運動による人体への影響人体への影響　担当：３班阿河・井美・大貫・奥出・片山・熊井・戸水・佐伯・鈴木　

微小重力環境 μG が人体に与える影響

HDT （ Head Down Tilt ）体液シフトのシュミレーション臥位で頭部をおよそ 6° ～ 10°下げる

μ Ｇで体液の分布が変化。

下肢は減少上半身は増加

7°

体液シフト

HDT と体液シフト

ＢＰ

ＢＰ

TP= ＢＰ＋ＨＰ

TP= ＢＰ＋ＨＰ　　 ＢＰ≒

下肢の血液動態

ＢＰ　真の血圧ＴＰ　壁内外圧差（血圧計の値）ＨＰ　静水圧組織圧＋血漿浸透圧

立位

臥位

ThoraxStomach

Head　Pelvis

Legs

HDT 実験

計測①　最高・最低血圧　Ｐｓ・Ｐｄ　　　　３０秒おき　　　　②　脈拍　ＨＲ　　　　　　　　　　　　　３０秒おき被験者１３人（男性２０～２５歳）＊血圧やその変化を正確に測定するために以下の条件を定めた。　 ・徐脈ではない　　　・朝食や昼食をちゃんと食べた　　　・寝起き、体調不良ではない　　　・動かず安静に、かつ会話はしてはいけない　　　・眠ってはいけない

１、座位安静時 ２、臥位安静時１５ｍｉｎ ３、ＨＤＴ３０ｍｉｎ

各被験者の測定値の評価法

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

8 9 10 11 12 13 14 15 16時間経過（分）

mmHg

血圧

（） Range

Change

Average

体位と検定に用いた時間区分血圧の変化

80

85

90

95

100

105

110

115

120

125

130

通常１ 1.5 4.5 7.5 10.5 13.5 16.5 19.5 22.5 25.5 28.5 31.5 34.5 37.5 40.5 43.5時間経過（分）

mmHg

血圧

（）

座位 臥位 HDT

U U S2S1SU ：不安定期S ：安定期

① 一元配置分散分析法②対応のある２群の ｔ 検定帰無仮説 H0 ：各群は同一の母集団からの標本　　差があるとはいえない←群間分散に対する郡内分散が大きい

群間に差がある　　　←群間分散に対する群内分散が小さい① で有意に差がある項目は、ノンパラメトリック法による追跡検定を行い、どの群間に差があるかをみた。　

各群の平均値

最高血圧Ｐｓ平均動脈血圧Ｐｍ最低血圧Ｐｄ最高血圧・最低血圧の変化

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

110.0

120.0

130.0

通常１ 1.5 4.5 7.5 10.5 13.5 16.5 19.5 22.5 25.5 28.5 31.5 34.5 37.5 40.5 43.5 時間経過（分）

mmHg

血圧

（）

最高血圧最低血圧平均血圧

臥U

臥S

HU HS1 HS2

Ｐｓ　ｔ検定・分散分析・・・有意差あり○

（－５．６９７）

Ｐｄ　ｔ検定・分散分析 有意差な･･･し ×

脈拍　は一定脈拍の変化

15.0

16.0

17.0

18.0

19.0

20.0

21.0

22.0

23.0

24.0

25.0

通常１ 1.5 4.5 7.5 10.5 13.5 16.5 19.5 22.5 25.5 28.5 31.5 34.5 37.5 40.5 43.5 経過時間（分）

20脈

拍（拍

／秒

）

臥U

臥S

ｔ検定・分散分析・・・ ×

HU HS1 HS2

脈圧Ｐｐ　は一定脈圧の変化

25.0

30.0

35.0

40.0

45.0

50.0

55.0

60.0

65.0

通常１ 1.5 4.5 7.5 10.5 13.5 16.5 19.5 22.5 25.5 28.5 31.5 34.5 37.5 40.5 43.5 経過時間（分）

mmHg

脈圧

（）

臥U

臥S

ｔ検定 分散分析・・・･×

HU HS1 HS2

脈圧Ｐｐ＝最高血圧Ｐｓ－最低血圧Ｐｄ　　　　∝　１回拍出量ＳＶ

脈圧Ｐｐ × 脈拍∝心拍出量　は一定BVの変化

500.0

600.0

700.0

800.0

900.0

1000.0

1100.0

1200.0

通常１ 1.5 4.5 7.5 10.5 13.5 16.5 19.5 22.5 25.5 28.5 31.5 34.5 37.5 40.5 43.5 時間経過（分）

Hg20

ｍｍ

・拍／

秒

ｔ検定・分散分析・・・ ×

HU臥U

臥S

HS1 HS2

③ 直線回帰最小２乗法により、各点からの距離の２乗が最小になるように直線を引く。この回帰直線をｙ＝ａ x ＋ｂとすると、この傾き a と切片ｂは以下の式で求められる。

ｂ＝Ｓｘｙ／Ｓｘｘ　　　ａ＝ｙ－ｂ ｘ＝１／ｎ（ Σ ｙｉ－ｂ Σ ｘｉ）

－　 －

相関係数 | Ｒ | は１に近いほど、集団が直線に近くなる。

③ 直線回帰最小２乗法により、各点からの距離の２乗が最小になるように直線を引く。この回帰直線をｙ＝ａ x ＋ｂとすると、この傾き a と切片ｂは以下の式で求められる。

ｂ＝Ｓｘｙ／Ｓｘｘ　　　ａ＝ｙ－ｂ ｘ＝１／ｎ（ Σ ｙｉ－ｂ Σ ｘｉ）

－　 －

最高血圧の直線回帰

104

106

108

110

112

114

116

118

0 5 10 15 20 25 30経過時間（分）

血圧

脈圧の直線回帰

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

0 5 10 15 20 25 30経過時間（分）

脈圧

０ ° ： y = -0.008 x + 113.395 | Ｒ |=0.044ＨＤＴ： y = -0.2519x + 115 | Ｒ |=0.828

最低血圧の直線回帰

58

60

62

64

66

68

70

72

0 5 10 15 20 25 30経過時間（分）

血圧

０ ° ： y = 0.1941x + 64.465 | Ｒ |=0.652ＨＤＴ： y = -0.1937x + 68.189 　　 | Ｒ |=0.583０ ° ： y = -0.2049 x +

48.933 | Ｒ |=0.754ＨＤＴ： y = -0.0601x + 44.842 | Ｒ |=0.235

最高血圧

最低血圧

脈圧＝最高血圧Ｐs －最低血圧Ｐｄ　∝ １回拍出量

脈圧の直線回帰

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

0 5 10 15 20 25 30経過時間（分）

脈圧

BVの直線回帰

780

800

820

840

860

880

900

920

940

960

0 5 10 15 20 25 30経過時間（分）

BV

０ ° ： y = -0.2049x + 48.933 | Ｒ |=0.569ＨＤＴ： y = -0.0601x + 44.842 | Ｒ |=0.0553０ ° ： y = -0.0175x + 19.136 | Ｒ |=0.583ＨＤＴ： y = -0.075x + 18.858 | Ｒ |=0.306０ ° ： y = -4.994x + 938.1 | Ｒ |=0.611ＨＤＴ： y = -1.785x + 882.18 | Ｒ |=0.0889

脈拍の直線回帰

17.8

18

18.2

18.4

18.6

18.8

19

19.2

19.4

19.6

19.8

0 5 10 15 20 25 30経過時間（分）

脈拍

脈拍

脈圧Ｐｐ× 脈拍∝ 心拍出量

脈圧＝最高血圧Ｐs －最低血圧Ｐｄ　∝ １回拍出量

検定法の比較一元配置分散分析 ｔ 検定 直線回帰

長所 ・二群以上の比較が一度にできる ・方法が簡便・二群の差を比較しやすい

・変化の傾向が 一目でわかる短所 ・方法が複雑

・比較の意義のある群間を判別しにくい・二群の差を見るには追跡検定が必要・変化の傾向を見ることはできない

・正規分布のみ・二群のみ・変化の傾向を見ることはできない

・方法が複雑・使える場合が直線的な変化の時のみ

血漿量

ＮＥ

Ｅ

考察

＜実　　　験＞＜実　　　験＞テーマ：回転運動による生体への影響テーマ：回転運動による生体への影響目的：　　回転運動による超急性的変化が体に与える影響を考える。方法：　　まず、安静状態で血圧・脈拍を５回測定してから、回転式椅子に座らせ回転運動を加える。その直後、再び血圧・脈拍を５回測定する。　　回転運動とは、９０ °／秒で５分間回転させ、その途中で１５～２０秒ごとに停止させたり、回転を再開したりする。また、３分間同一方向に回転した後は２分間逆方向に回転させる。

実験結果実験結果

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

回転加速度負荷をかけた直後あがる（回転加速度負荷をかけた直後あがる（ B5 A1⇒B5 A1⇒ ））

最高血圧最高血圧上がった直後急激に下がる（上がった直後急激に下がる（ A1 A2⇒A1 A2⇒ ））フィードバック機構が働いている！フィードバック機構が働いている！

上がったものは落ち着く（上がったものは落ち着く（ A3 A⇒A3 A⇒ ５）５）

回転加速度負荷回転加速度負荷

実験結果実験結果

30

40

50

60

70

80

90

100

110

最低血圧最低血圧

回転加速度負荷をかけた直後あがる（回転加速度負荷をかけた直後あがる（ BB ５⇒５⇒ A1)A1)

上がった直後急激に下がる（上がった直後急激に下がる（ A1 A2⇒A1 A2⇒ ））フィードバック機構が働いている！フィードバック機構が働いている！上がったものは落ち着く（上がったものは落ち着く（ A3 A5⇒A3 A5⇒ ））

回転加速度負荷回転加速度負荷

実験結果実験結果

20

30

40

50

60

70

80

90

100

実験

前１回

目

実験

前２回

目

実験

前３回

目

実験

前４回

目

実験

前５回

目

実験

後１回

目

実験

後２回

目

実験

後３回

目

実験

後４回

目

実験

後５回

目

脈圧脈圧脈圧は一定脈圧は一定

脈圧＝最高血圧－最低血圧脈圧＝最高血圧－最低血圧

回転加速度負荷回転加速度負荷

一回心拍出量：一定！！一回心拍出量：一定！！つまりつまり

実験結果実験結果

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

脈拍脈拍脈拍は脈拍は A1 A2⇒A1 A2⇒ 以外一定以外一定

A1 A2⇒A1 A2⇒ は低下するは低下する

脈圧と脈拍は一定に保たれている脈圧と脈拍は一定に保たれている心拍出量は一定心拍出量は一定回転加速度負荷回転加速度負荷

符号検定（ノンパラメトリック法）最低血圧最低血圧

５回目（前） １回目（後）57 60 -356 73 -1757 67 -1045 56 -1167 99 -3256 76 -2050 58 -869 78 -976 79 -353 73 -2061 71 -1063 73 -1076 86 -1074 76 -289 87 259 79 -2072 77 -565 73 -870 71 -168 76 -868 76 -864 85 -2166 73 -771 86 -1564 63 148 64 -1669 79 -1079 84 -5

　　対応関係のある２群間に“差があ　　対応関係のある２群間に“差がある”といってよいかを検定する方法。る”といってよいかを検定する方法。対応する各ペアの差を求め、その対応する各ペアの差を求め、その差の符号に着目する。 ２群間に差の符号に着目する。 ２群間に“差がない” のであれば符号の出現“差がない” のであれば符号の出現率は１率は１ /2/2 の二項分布に従うはずでの二項分布に従うはずである。そこで、ある。そこで、

　　　　 1. 1. 各ペアの差を求める。各ペアの差を求める。　　　　 2. 2. １で求めた差の符号に注目し、１で求めた差の符号に注目し、

少ない方の符号の個数をｒとする。少ない方の符号の個数をｒとする。　　　　 3. 3. 二項分布において、少ないほ二項分布において、少ないほ

うの符号の出る回数がｒ以下となうの符号の出る回数がｒ以下となる確率る確率 PP （ｘ≦ｒ）と有意水準に（ｘ≦ｒ）と有意水準によって棄却されるかどうかで判定よって棄却されるかどうかで判定を行う。を行う。

Kruskal-WallisKruskal-Wallis の検定の検定　　３群以上の平均値の３群以上の平均値の差で水準が一元のとき差で水準が一元のときに使うノンパラメトリに使うノンパラメトリックの方法である。ックの方法である。　　全部のデータｎに対　　全部のデータｎに対して順位をつけたのち、して順位をつけたのち、各水準ごとの順位合計各水準ごとの順位合計

RR ｉを出し、それを用ｉを出し、それを用いていて HH を計算する。を計算する。　　　　 HH がが χχ22 検定で棄却さ検定で棄却されるかどうかを調べる。れるかどうかを調べる。)1(3

)1(12

1

2

NnR

NNH

k

i i

i

前1回目 2回目 3回目 ４回目 5回目67 69 57 58 5771 61 60 61 5665 61 60 65 5756 66 54 50 4580 72 71 77 6758 59 56 58 5660 62 61 54 5073 69 74 69 6984 83 88 77 7659 57 54 61 5371 65 67 64 6172 70 62 61 6378 78 76 70 7683 76 77 78 7489 84 93 84 8961 61 60 66 5973 66 70 66 7272 75 68 64 6572 76 72 67 7075 74 76 70 6875 74 76 70 6873 74 74 62 6464 74 65 64 6674 70 62 65 7171 68 65 64 6453 62 59 51 4877 74 73 72 6972 74 80 66 79

最最最最最最最最

WilcoxonWilcoxon 検定検定　　ノンパラメトリック法の１つで、ノンパラメトリック法の１つで、

対応関係の存在する２群に“差があ対応関係の存在する２群に“差がある”といってよいかを検定する方法。る”といってよいかを検定する方法。

　　２群の差を表す統計量である符号　　２群の差を表す統計量である符号別順位和別順位和 TT によってによって

　　①　　① n 25≦n 25≦ のときのとき　　　　　　　　 WilcoxonWilcoxon 検定表を用いて判検定表を用いて判

定定　　②　　② nn ＞＞ 2525 のときのとき TT を標準化した値を標準化した値 ZZ が棄却域が棄却域

にに あるかどうかを標準正規分布表 あるかどうかを標準正規分布表 によって判定 によって判定

今回の実験では 今回の実験では nn ＝２８のため＝２８のため　　②　　② nn ＞＞ 2525 の場合を用いた。の場合を用いた。

after １回目 ２回目71 52 -19 T=71.587 71 -16 ｚ＝－2.8168 61 -7 有意差あり62 55 -771 64 -769 62 -778 72 -679 73 -678 73 -574 69 -569 65 -453 49 -469 66 -360 57 -357 54 -381 79 -259 58 -165 64 -193 94 158 59 154 56 250 53 383 86 357 61 485 89 442 48 658 69 11

脈拍脈拍

回転と高血圧患者の入浴回転と高血圧患者の入浴

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 2 4 6 8 10 120

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 2 4 6 8 10 12

mmHg 最高血圧（ ）mmHg最低血圧（ ）

mmHg脈圧（ ）

血管拡張血管拡張静脈還流量ＤＯＷＮ静脈還流量ＤＯＷＮ

回転とノルエピネフリン回転とノルエピネフリン

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 2 4 6 8 10 120

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 5 10 15 20 25

最高血圧最小血圧脈圧

ββ １＋＋＋１＋＋＋

αα １＋＋１＋＋

考察　　入浴することによる直接的な効果は、末梢血管の拡張だけであるため、最高血圧が二回に分けて下がった。　　また、 NA による効果は、心臓と末梢血管の両方に作用するため、最高血圧は一回の上昇のみであった。　　つまり、回転の効果は上昇が一回のみであるため、心臓と末梢血管同時になんらかの作用が働いている，もしくは心臓のみに作用していると考えられる。