左室補助人工心臓を装着した患者に対する高強度イ...

268 心臓リハビリテーション（JJCR）第20巻第1号 2015年

要旨

症例報告

左室補助人工心臓を装着した患者に対する高強度インターバルトレーニングの効果Effect of high-intensity interval training on exercise capacity in patient with leftventricular assist device―case report―

はまざきのぶあきますだたかしかみやけんたろうきたむらただしいのまたたかゆきみいだかずまさきのしたはるなかわのまりえびなゆかり

濱崎伸明*1，増田卓 *2，神谷健太郎*1，北村律 *3，猪又孝元*4，見井田和正*1，木下春奈*5，河野真理*1，蛯名由加里*1，いがらしあきこのだちはるあこじゅんやみやじかがみ

五十嵐亜希子*1，野田千春*4，阿古潤哉*4，宮地鑑 *3

【背景】左室補助人工心臓（LVAD）を装着した患者に高強度インターバルトレーニング（HIIT）を施行し，運動耐容能の改善が得られた症例を経験した．【症例】29才，男性．左室駆出率（LVEF）12％の拡張型心筋症で入院し，第 6病日に体外式 LVAD植え込み術を施行した．心臓リハビリテーションを開始し，第 86病日の LVEFは 54％で，LVAD駆動時の心肺運動負荷試験（CPX）では peak�O2 16.9 mL/kg/min，�E/�CO2 slope 31.1 であった．運動耐容能の向上のため，LVAD装着中にリカンベント型自転車エルゴメータにて高強度運動 1分と低強度運動 2分を交互に 30分間行うHIIT を 14日間施行した．第145病日の LVAD停止時のCPXは，peak�O2 17.3 mL/kg/min，�E/�CO2 slope 26.6，最大運動負荷時の LVEF 72％であった．【結論】HIIT は，心不全状態が安定した LVAD症例の運動耐容能を改善した．

〔心臓リハビリテーション（JJCR）20（1）：268-272，2015〕

Key words：心不全，左室補助人工心臓，高強度インターバルトレーニング，運動耐容能

1．はじめに

左室補助人工心臓（left ventricular assist device：LVAD）は，重症心不全の治療手段として使用されるようになり，LVADを装着した患者の生命予後は著しく改善した１，２）．さらに，LVAD患者が心臓リハビリテーションを行うと，運動耐容能やQOLの改善が得られることが明らかとなった３，４）．一方，心不全患者の運動耐容能の向上には，中強度持続

運動より高強度インターバルトレーニング（high-intensityinterval training：HIIT）の方がより効果的であると報告されている５）．しかし，LVAD患者に対する運動療法は，一般に中強度以下の運動強度で施行されるため，LVAD患者に対するHIIT の効果に関する報告はない．我々は，LVAD装着患者にHIIT を施行し，運動耐容能の

改善が得られた症例を経験したので報告する．

2．症例

症例報告に関して，患者に十分な説明を行い書面をもって同意を得た．なお，本論文で表示した検査所見は，すべて治療上必要であった検査から得られたものである．症例は，29 歳の男性．2012 年 5 月に，労作時の呼吸困難を自覚して病院を受診した．胸部単純X線写真で心胸郭比（cardiotho-racic ratio：CTR）58.0％の心拡大と胸水を認めたため，急性心不全の診断で入院となった．内科的治療と人工呼吸器管理，さらに大動脈内バルーンパンピング（intraaortic bal-loon pumping：IABP）による治療を行ったが，心不全が改善せずにLVAD装着の目的で北里大学病院へ転院となった．入院時所見は，身長 161.0 cm，体重 50.0 kg，血圧 100/

*1北里大学病院心臓リハビリテーション室，*2北里大学医療衛生学部リハビリテーション学科，*3北里大学医学部心臓血管外科学，*4北里大学医学部循環器内科学，*5北里大学病院MEセンター

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症例報告：左室補助人工心臓を装着した患者に対する高強度インターバルトレーニングの効果

心臓リハビリテーション（JJCR）第20巻第1号 2015年 269

図1　入院経過LVAD：左室補助人工心臓 , LVEF：左室駆出率 , LVDd：左室拡張末期径 , BNP：脳性ナトリウム利尿ペプチド , HIIT：高強度インターバルトレーニング , CPX：心肺運動負荷試験．第6病日に LVAD挿入術を施行して，第9病日に心臓リハビリテーションを開始，第53病日から有酸素運動を開始した．第126病日に LVAD駆動時のCPXを実施し，第128病日からHIIT を行った．第145病日に，LVAD停止時のCPXを実施した．

61 mmHg，脈拍 82/分，人工呼吸器管理（圧制御，同期式間欠的陽圧換気，FIO2 0.4）で呼吸数 18 回/分，SpO2 100％であった．血液検査所見は，白血球数 10,400 /μL，赤血球数5.07×106/

μL，ヘモグロビン 15.0 g/dL，総蛋白 5.8 g/dL，総ビリルビン 3.3 mg/dL，尿素窒素 17.5 mg/dL，クレアチニン 0.94mg/dL，C反応性蛋白 7.92 mg/dL，脳性ナトリウム利尿ペプチド（brain natriuretic peptide：BNP）1,082 pg/mLであった．来院時の胸部単純X線写真ではCTR 60.3％の心拡大があ

り，心電図では心拍数 85/分の洞調律，前胸部誘導でR波の減高と全誘導でT波の平低化あるいは陰性化を認めた．仰臥位で測定した心臓超音波検査では，左室拡張末期径（leftventricular end-diastolic diameter：LVDd）75 mm，左室収縮末期径（left ventricular end-systolic diameter：LVDs）69mm，心室中隔壁厚7mm，左室後壁厚7mm，modified Simp-son法による左室駆出率（left ventricular ejection fraction：LVEF）12％で，軽度の僧房弁逆流（mitral regurgitation：

MR）を認めた．心臓カテーテル検査では肺動脈楔入圧 13mmHg，心係数 1.7 L/min/m2で，冠動脈造影では冠動脈の有意狭窄は認めなかった．左室心筋生検の結果から，特発性拡張型心筋症と診断された．

3．入院後経過

本症例の入院経過を図 1に示す．IABPを装着し，カテコラミンを投与しても心不全が改善しないため，第 6病日に体外式 LVAD（ニプロ補助人工心臓セット，ニプロ，大阪，日本）の挿入術が施行された．LVAD挿入翌日に IABPの抜去と人工呼吸器からの離脱が可能となり，第 9病日から日常生活動作の獲得を目的として心臓リハビリテーションが開始された．第 21 病日にハンドヘルドダイナモメーター（μTas F-1，

ANIMA，東京，日本）を用いて測定した等尺性膝伸展筋力は 20.3 kgf（35％体重比）と低下していたため，大腿四頭筋に対して 1 repetition maximum（1RM）の 30％を 10 回行う筋力トレーニングを開始した．第 53 病日には 300 mの連




表1　HIIT 施行前後におけるCPXの結果

1回目CPX（第126病日）

2回目CPX（第145病日）

LVADの設定 LVAD駆動時 LVAD停止時LVAD拍動数：72/分駆動陽圧/陰圧：＋200/－60mmHg

Peak V・O2（ml/min） 924 980Peak V・O2（ml/kg/min） 16.9 17.3V・E/V・C02 slope 31.1 26.6Peak HR（/min） 150 157Peak R 1.55 1.53⊿ V・O2/⊿Work 6.78 7.89V・O2/HR 6.16 6.24End point 下肢疲労下肢疲労

CPX：心肺運動負荷試験，HllT：高強度インターバルトレーニング，LVAD：左室補助人工心臓，HR：心拍数，R：ガス交換比

続歩行が可能となったため，リカンベント型自転車エルゴメータでBorg 指数 13 以下の運動強度による低強度持続運動を開始した．第 86 病日には膝伸展筋力 51.4 kgf（95％体重比），BNP 33.8 pg/mL，LVEF 50％（仰臥位で測定）へと改善した．第 96病日に行ったLVAD停止時の水負荷試験では，心機能の悪化を認めなかった．第126病日に行ったLVAD駆動時の心肺運動負荷試験（cardiopulmonary exercise test-ing：CPX）では，自転車エルゴメータによる 15 W/minの ramp負荷でpeak�O2は 16.9 mL/kg/minと低値を示し，�E/�CO2 slope は 31.1 と高値を示していた（表 1）．運動耐容能をより良好な状態に保つため，第 128 病日よ

りHIIT を 14 日間施行した．HIIT は，リカンベント型自転車エルゴメータを用いて，ウォームアップ 5分の後，カルボーネン法k＝0.8 で心拍数 130/分の高強度相 1分と k＝0.4で心拍数 100/分の低強度相 2分の運動を，交互に 30分間繰り返す方法で行った．HIIT 中は，過度な血圧上昇や不整脈の出現を認めず，HIIT 開始当初の負荷強度は 70 Wであったが，HIIT 開始後 10 日目には最大 100 Wの強度で運動が可能となった．第 145 病日に，1回目のCPXと同様の方法でLVAD停止

時のCPXを実施した．LVAD停止にもかかわらず，peak�O2は 17.3 mL/kg/min，�E/�CO2 slope は 26.6 と改善を示した（表 1）．CPX中の循環動態を図 2に示す．座位で測定した LVEF

は，LVAD停止後でも低下せずに，運動負荷開始 3分後のLVEFは 68％，最高運動負荷時の LVEFは 72％を示した．第 180 病日に LVAD離脱術を施行し，第 231 病日に自宅退院となった．

4．考察

LVAD患者に対する運動療法は，低強度から中強度の負荷で行うことが推奨され，廃用症候群の回復や日常生活動

作の拡大が目的となっている４，６）．その理由として，LVAD患者は長期間の心不全治療やLVAD装着後の活動制限のため，著しいデコンディショニングを呈していることによる６）．LVAD患者では，LVAD挿入術から 6か月後の peak�O2は同年代健常者の60％程度に低下していることから７），LVADを装着している患者の運動耐容能を向上することは重要と考えられる．本症例に対する運動療法は，第 53 病日から第125 病日の約 70 日間に低強度から中強度の持続運動を実施した．Jonge らは３），LVAD患者に対して心臓リハビリテーションを行い，LVAD挿入から 8週間後のpeak�O2は 21.3mL/kg/min，12週間後のpeak�O2は 24.2 mL/kg/minと改善したことを報告している．本症例は，第 126 病日に実施したCPXで peak�O2が 16.9 mL/kg/minであったため，運動耐容能の向上が十分ではないと考えられた．心不全患者において，HIIT は運動強度依存性に筋力を改

善し，持続運動と比較してより効果的に運動耐容能を向上すると報告されている５）．さらに，Wisloff らは８），心不全患者に対してHIIT を施行すると，左室の逆リモデリングが生じて LVEFが増大することを報告した．これは，有酸素運動によって血管内皮機能が改善して冠血流量が増加し，さらに自律神経活動の不均衡が是正された結果であるといわれている９）．また，HIIT は持続運動と比較して副交感神経活動をより賦活化し１０），心筋細胞内カルシウム動態を改善することによって左室の逆リモデリングを誘導すると報告されている１１）．本症例の運動耐容能の向上には，HIIT 前後で下肢筋力の増加がわずかであったことから，心機能の改善が大きく関与していた可能性が考えられた．このことは，LVAD停止時のCPXで運動負荷の増加と共に LVEFが増大したことからも推察された．一般に，LVEFは最大下運動負荷から最大運動負荷にかけて低下することが知られている１２）．本症例において，最高運動負荷時まで LVEFが増加した理由として，運動終了理由が下肢疲労であったため，



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図2　LVAD停止時のCPXにおける循環指標の経過SBP：収縮期血圧，HR：心拍数，LVEF：左室駆出率，PCWP：肺毛細血管楔入圧，CPX：心肺運動負荷試験，LVAD：左室補助人工心臓座位で測定した LVEFは，LVAD停止後でも低下せずに，運動負荷開始3分後の LVEFは 68%，最高運動負荷時の LVEFは 72%を示した．

運動負荷が最大運動強度に到達していなかったことが考えられた．LVAD患者にHIITを施行する際の注意点として，初めに

患者のLVEFやBNPの値から心不全状態が改善していることを確認する．HIIT 施行中には，血圧と心拍数をモニタリングし，過度な血圧の上昇や低下，さらに不整脈の出現がないことを確認する．HIIT 施行後には，血圧や体重，BNPの著しい上昇がないかをモニタリングし，HIIT が患者に対して過負荷となっていないかを評価する．LVAD患者に対しては，このような監視を行うことによってHIITを安全に実施できると考えられる．

5．まとめ

特発性拡張型心筋症で LVADを装着した患者にHIITを実施した．HIIT は，患者の運動耐容能を向上し LVADからの離脱を容易にした．

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（受付日平成 25 年 12 月 4 日／受理日平成 26 年 7 月 14 日）


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