関節リウマチ患者に対する運動プログラム後の生体電気インピーダンス分析による水分補給と体細胞量の変化の評価

関節リウマチ(RA)は、急性関節痛、筋力の低下、身体機能障害により、患者の機能や自立性に影響を与える障害疾患であり、これらはすべて疾患固有の炎症過程に関連しています^1,2。進行した段階では、持続的な炎症は変形、関節機能障害、およびリウマチ悪液質につながる構造変化を引き起こし、これらの患者の予後不良因子です^3,4。

リウマチ悪液質は、安定した体重と脂肪量の増加による筋肉の減少などの体組成の変化を特徴とし、これらの患者の生活の質に大きな影響を与える可能性があります^3,5,6。体組成を評価するにはさまざまな手法が利用可能であり、最も広く使用されているのは生体電気インピーダンス分析(BIA)です。ただし、従来のBIA分析が体組成が変化した被験者に使用される場合、推定値は、健康または正常に水分補給^{された集団に対して}定式化された予測方程式に基づいているため、制限される可能性があります^7,8。

生体電気インピーダンスベクトル解析(BIVA)と呼ばれる別のアプローチでは、グラフィカルなRXcに基づくインピーダンスベクトルを利用します。高さを補正したインピーダンス、抵抗(R)、リアクタンス(Xc)のデータを利用して、細胞塊の水和状態と完全性に関する情報を提供するベクトルが得られます。BIVAは、患者を脱水症、水分過多、正常、アスリート、痩せ、悪液質、肥満などのカテゴリーに分類することができ、関節リウマチ患者にとって貴重なツールとなっています^8,9,10。主軸(楕円の左半分または右半分)の上または下に位置するベクターは、それぞれ軟部組織の細胞量の増加と低さと関連しています。長軸に平行なベクトルの前方および後方変位は、脱水と流体過負荷に関連しています。アスリートは、脱水症状を伴う可能性のある細胞量の多い個人として定義されます。除脂肪分類は、脱水症状を伴う可能性のある細胞量が少ない人を指し、肥満の分類は、体液過負荷を伴う可能性のある細胞量の多い個人に適用されます。BIVAによる悪液質の分類は、グラフの右側にあるベクトルの動きで表される高抵抗と低リアクタンス値によって決定され、細胞量の減少を示し、潜在的に水和状態^{の変化を伴う11}(図1)。

関節リウマチに対する従来の薬理学的治療は、主に痛み、炎症、および関節損傷の進行を軽減することに焦点を当てており、体組成の変化にはあまり注意が払われていません¹²。この集団で一般的に使用されている非薬物療法の中で、運動ベースの介入は、機能、疲労、痛み、関節の可動性、有酸素能力、筋力、持久力、柔軟性、および心理的幸福の改善において肯定的な結果を示しています。重要なことに、これらの介入は、症状を悪化させたり、広範な既存の損傷のない患者に関節損傷を引き起こしたりすることなく、これらの利点を達成することが示されています13,14,15,16,17。しかし、この集団における運動介入後の水分補給と体細胞量の変化の実装と評価に関する知識は限られています。これらの患者は、痛み、炎症、関節の構造変化を経験することが多く、従事できる活動の種類が制限され、従来のアプローチを使用した体組成評価がさらに複雑になります。このプロトコルは、関節リウマチ患者のための動的運動プログラムを実施した後、生体電気インピーダンスベクトル分析を使用して水分補給と体細胞量の状態の変化を評価する方法を実証することを目的としています。さらに、プロトコルは、心血管容量、筋力、調整コンポーネント、手順、機器、制限、および一般的な考慮事項など、動的運動プログラムの詳細を提供します。

本プロトコルは、国立医科学栄養研究所サルバドール・ズビラン(参考文献:1347)のヒト研究・倫理委員会のガイドラインによって承認され、それに従っている。この研究に参加する前に、人間の参加者からインフォームドコンセントが得られました。全関節置換術または部分関節形成術^18,19がなく、プロテーゼの候補ではなかった機能クラスI〜IIIの患者のみがこの研究に含まれました。除外基準には、心血管疾患、がん、慢性腎臓病、妊娠、または関節リウマチと重複するその他の自己免疫疾患の患者が含まれていました。

1. 参加者の募集

1. 患者を募集します。
   注:本研究では、12人のRAの女性がリウマチ外来から募集されました。
2. 患者が過去6か月間に安定した薬理学的治療を受けるようにします。これには、抗マラリア薬(クロロキン、ヒドロキシクロロキンなど)、疾患修飾性抗リウマチ薬(DMARD)(メトトレキサート、レフルノミドなど)、グルココルチコイド(プレドニゾンなど)のいずれかが含まれます²⁰。
   注:リウマチ専門医による評価によると、必要に応じて、介入期間中に薬理学的治療の変更を行うことができます。

2. 参加者の事前テスト

注意: 事前テストは、動的運動プログラムを開始する1週間前に実施されました。多周波生体電気インピーダンス分析装置( 材料表参照)を使用し、4〜5時間絶食した患者で測定を行った。

1. テスト前の手順
   1. これらの測定は、豊富な経験を持つ標準化された担当者が実施するようにしてください。
   2. 0.05%クロルヘキシジンを使用して機器を清掃し、手を洗っていることを確認します。
   3. 患者に手順を説明し、体重(kg)と身長(cm)の測定値を取得します。
   4. 患者に、靴と右の靴下の両方、および皮膚に接触している金属物をすべて取り除いてもらいます。
   5. 両脚と両腕を伸ばして5分間仰臥位に患者を置き、体のどの部分にも接触していないことを確認します。
2. BIAの測定
   1. 手の甲と右足を70%アルコールできれいにします。
   2. 手の甲に2つの電極を配置します:1つは第3中手指節関節に、もう1つは尺骨頭の高さの手首の中央にあります。
   3. 右足に2つの電極を配置します:1つは第3中足指節関節、もう1つは内側と外側のくるぶしの間にあります。電極間には5〜10cmの隙間が必要です。
   4. 機器の4本のケーブルを接続します。接続したら、赤いclを置きますamp 指の爪と足の爪の近くの電極に。残りの電極に黒いクランプを置きます。ケーブルは互いに交差してはなりません。
   5. 4つの異なる周波数(5、50、100、および200 kHz)のインピーダンス値(Z)が機器画面に表示されます。50 kHz 周波数の抵抗値とリアクタンス値に注意してください。これらの値は、悪液質の患者を分類するために必要になります。
      注:テトラポーラ多周波機器を使用した生体電気インピーダンス解析では、50 kHzの単一周波数での正確な抵抗値とリアクタンス値、および200 kHzと5 kHzのインピーダンス値(200/5 kHz)の比が得られます。
3. BIVAによる悪液質の分類
   1. BIVA公差R-Xcグラフソフトウェア( 材料表を参照)をダウンロードして開きます。
      注: このソフトウェアは、7 つのワークシートの下部に表示されるスプレッドシートです。
   2. 2番目のワークシート「 Reference populations」に移動します。参照母集団に対応する行を選択します。それをコピーします。そして、黄色でマークされた2行目に貼り付けます。
      注:参照母集団は、評価する母集団の年齢層、人種、性別、およびBMIに従って選択されます。
   3. 5番目のワークシート「 被験者」に移動し、2行目に患者のデータを挿入します:列Aに 患者のIDを入力します。列Bに番号 1を入力します。次の 2 つの列では、患者の名前を入力するかどうかを選択できます。
   4. 列Eに、男性の場合はM、女性の場合はFを使用して、患者の性別を入力します。列 F と G に、前述の抵抗値とリアクタンス値を 50 kHz で挿入します。次の2つの列に身長(cm)と体重(kg)を入力します。
   5. 列Jに、2番目のワークシートで選択した参照母集団に対応する数値を入力します。
   6. 列 K に 1 から 10 までの数値を挿入します。これは「ポイントグラフ」シートに必要になります。次の列に、患者の年齢を入力します。
      注:BIVAトレランスソフトウェアで同時にグラフ化する患者は最大10人であるため、1から10までの値を選択できます。
   7. オプションバーはソフトウェアの上部にあります。 補数 オプションを見つけて クリックします 。次に、表示される 計算 オプションを選択して クリックします 。高さと位相角で調整された抵抗値とリアクタンス値を観察します。
   8. 次に、シート3のポイントグラフに移動し、選択した参照母集団に従ってBIVA グラフを観察します。ダイアログボックスが表示されます。手順2.3.6の列Kに入力した グループコード を選択します。 OKを選択すると、BIVAグラフが表示され、患者のベクトルが幾何学的図形として描画されます。
   9. BIVAグラフの50%、75%、95%の公差楕円と、象限I、II、III、IVを観察します。BIVAを使用して悪液質の患者を分類するには、ベクトルが右下の象限(象限IV)にあり、75%許容楕円の外側にある必要があります(図1)。
      注:ベクターが<75%許容楕円内の象限のいずれかに該当する患者は、通常の体組成分類²¹で考慮されます。

3.ダイナミックエクササイズプログラム

注:プログラムは理学療法士によって適用および監督されました。患者一人当たり48回の介入期間が推定された。エクササイズセッションは、「INCMNSZ」のリウマチ学および免疫学部門に属する理学療法エリア内のメカノセラピージムで、週2回、90分間実施されました。

1. セッションの評価
   1. 関節に感じる痛みや不快感について患者に尋ねます。
      注:ビジュアルアナログスケール(VAS)は、痛みを評価するために使用されました。いずれかの関節でVASが7/10を超える痛みを報告した場合、理学療法部門によってより具体的な評価が実施された(例えば、痛みのみがある場合は電気療法、こわばりがある場合は温熱療法、痛みと炎症の両方がある場合は凍結療法が使用された)。
   2. 各エクササイズセッションの前にバイタルサインを取ります。
2. ウォームアップ
   注:15分間の持続時間で、フェーズに分割された一般的な動的ウォームアップが確立されました。活性化段階:10〜15回の繰り返しで、静的な位置にとどまりながら、すべての動きの弧に対して、単純で穏やかでグローバルな動きが実行されました。セットアップ段階:この最後の部分では、作業段階で実施される動きのジェスチャーをシミュレートする穏やかな動的エクササイズを10〜15回繰り返して実行しました。
   1. アクティブ化フェーズ
      1. 上肢と下肢の関節とその可動域など、最適なウォームアップエクササイズを選択してください。
         1. 上肢:関節の動きごとに不快感のない可動域に到達するように患者に指示します。インストラクターは、患者を通常の速度で動かし、痛みを伴う可動域を避けるように患者に指示する必要があります。
         2. 下肢:両足を地面につけ、安定した面に置いて立った姿勢でウォームアップを行うように患者に指示します。患者が椅子に座っている間、各関節の可動域を通じて痛みのない移動速度に達するように患者に指示します。.
            注:長時間立っていられる患者がいる場合は、背もたれをまっすぐにし、足を地面につけて安定した椅子を考慮して、座位に到達する必要があります。股関節、膝、足首、足の可動域を含める必要があります。
   2. セットアップフェーズ
      1. セグメントごとに2つ以上の関節(下肢または上肢)を含む機能的な動作パターンを実行するように患者に指示します。.
      2. この段階では、運動中に健康感をもたらし、患者が不快感を示したときに可動域を調整するために監督を行います。
3. 作業フェーズ
   注:60分の期間で、作業フェーズはそれぞれ20分の3つの段階に分かれています。
   1. 有酸素運動:トレッドミルで作業を行います。
      注意: デフォルトの傾斜のないトレッドミルを選択してください。
      1. 非常停止装置が正しく作動していることを確認し、患者に安全対策を説明してください。患者にスポーツシューズを履くようにアドバイスします。
      2. トレッドミルの始動時に実行する必要がある適応に関する情報を患者に提供し、不自然な歩行動作を避けるために適切に実行する必要があります。
      3. 各患者の基本速度を確立し、歩行中の正常な感覚を求めます。
      4. トレッドミルで5分後に速度を調整します。パルスオキシメータ(材料表を参照)を使用して、HRmaxの55%〜75%^14,31の心拍ゾーンに達するまで速度を上げながら心拍数を測定します。
         注意: 患者の心拍数が75%HRmaxを超える場合は、速度を理想的な心拍数ゾーンまで下げる必要があります。患者に快適なペースを探すように指示します。.
      5. 10分後、知覚された努力評価尺度を使用して評価を患者に依頼します。
         注:知覚された運動スケールの修正されたボーグ評価は、知覚された運動を評価するために使用されました。
      6. 患者の最後の5分間、トレッドミルの速度を快適なペースに下げます。5分に達したら、速度を完全に停止するまで速度を下げる必要があります。
      7. トレッドミル使用後の痛みや不快感について患者に尋ねてください。
   2. レジスタンスエクササイズ
      注:指向性関節可動性エクササイズは、筋力エクササイズと組み合わせて使用されました。ワークアウトは、エクササイズごとに8〜10回の繰り返しのセットで構成されていました。ソフト(0.5〜2.6 kg)およびミディアム(0.7〜3.2 kg)の抵抗バンドを使用し、抵抗を2週間ごとに徐々に増加させました。運動の投与量は、介入時の患者の状態に依存した。
      1. 上肢
         1. 両手で木の棒(<1kg)を扱いながら上肢の可動性を行うように患者に指示します。
         2. 2つ以上の関節の可動域を含む複合運動を患者に教える(例:肩と肘の屈曲)。
         3. 端の上にバンドを持つように患者に指示します。.患者は、バンドの端で手をまくり上げて、確実に握らなければなりません。
            注意: 患者の手に不快感がある場合、インストラクターはバンドを手首にそっと固定する必要があります。
         4. バンドの一端を床に置き、足で踏むように患者に指示します。次に、バンドの抵抗に対して肘の屈曲を行います。肘の伸展は、ニュートラルな位置に戻りながら、偏心収縮に働きかける必要があります。
            注意: 患者は安定した足の付け根と良い姿勢で立っている必要があります。患者が不快感を示した場合、この運動は座った姿勢で行う必要があります。
         5. 患者に手にバンドを巻き上げるように指示し、過度の圧力がかからないようにします。もう一方の端は、腰の高さで体の隣にある患者の自由な手で保持する必要があります。次に、肘をニュートラルな位置にして、肘を90°曲げるように患者に指示します。
            注意: 患者は動きの間に20秒間休むことができます。
      2. 下肢
         1. 股関節と膝を90°曲げた安定した椅子に座り、抵抗バンドの端を結び、ループバンドを作るように患者に指示します。患者は、大腿骨の遠位部(膝の上)で輪ゴムで脚を囲む必要があります。この姿勢で、開始位置から最大20〜30度上まで各脚の股関節屈曲を行うように患者に指示します。
            注意: 正しい位置合わせのために、股関節の回転と膝の屈曲を避けてください。患者が不快感を示した場合は、可動域を狭めます。
         2. 股関節と膝を90°曲げた安定した椅子に座り、抵抗バンドの端を結び、ループバンドを作るように患者に指示します。患者は、大腿骨の遠位部(膝の上)で輪ゴムで脚を囲む必要があります。この姿勢で、わずかな股関節屈曲(基部位置から10°以上)と股関節外転を行うように患者に指示します。
            注意: 正しい位置合わせのために、股関節の回転や過度の膝の屈曲を避けてください。患者が不快感を示した場合は、可動域を狭めます。
         3. 股関節と膝を90°曲げた安定した椅子に座り、抵抗バンドの端を結び、ループバンドを作るように患者に指示します。患者は、最も近い椅子の脚と自分の脚を足首の輪ゴムで囲む必要があります。ゆっくりとしたテンポで基本位置に戻るように患者に指示します。
            注意: 正しい位置合わせのために、患者は快適な座位を維持し、股関節屈曲補償を避ける必要があります。必要に応じて、患者は椅子のベースを手で保持して安定性を高めることができます。ステップは、一度に片方の脚で、または側面を変えて実行できます。
         4. 患者に立った姿勢を保つように指示します。次に、患者にレジスタンスバンドの端を結び、ループバンドを作り、バンドを足首に巻き付けるように依頼します。座っているときと立っている人の間で体位を変える回数を行うように患者に指示します。
            注:運動中に患者が不快感を感じた場合は、膝の屈曲を減らすために高い椅子を使用するか、患者が自分自身を支えて動きを容易にすることができる2番目の椅子を使用して、運動を再評価し、簡単にします。
   3. 娯楽ゲーム
      注:サッカー、バスケットボール、バレーボールなどの特定のスポーツから適応したジェスチャーや動きを含むエクササイズシリーズの実装で構成され、柔軟性と調整コンポーネントを統合し、多関節運動とさまざまなエクササイズで構成される4〜7ステーションが作成され、8〜15回の繰り返しの2つのシリーズが機能します(難易度は2週間ごとに増加します)。
      1. 各セッションの患者にとってスポーツのジェスチャーに基づいて最適なエクササイズを選択し、エクササイズステーションを作成します。各ステーションは、患者の制限を考慮して設計する必要があります。
      2. 1.3mの間隔を空けて2つの椅子でサッカーゴールを作ります。
      3. サッカーゴールの3m前の3mの地点で30cmのプラスチックボールを足で打つように患者に指示します。
      4. ステーションごとの繰り返しまたはセットを増やし、回路に新しいステーションを追加することで、難易度を制御します。
         注:ステーションの設計例:(1)1.3mの木の棒の先端に「ウラウラ」リングを取り付け、リングの前の2mの投球ポイントに患者を置き、腕で30cmのプラスチックボールを「ウラウラリング」に投げるように指示します。各患者は少なくとも5回得点する必要があり、最大10回得点することができます。(2)部屋の壁に沿ってロープを取り付けて、バレーボールのネットを模擬します。ロープの高さは1以上でなければなりません。7 m で、両側に 2 人の患者が配置されている必要があります。40cmの気球をロープの上を少なくとも10〜15回通過するように患者に指示します。(3)3mの間隔を空けて2人の患者を置き、30cmのプラスチックボールを腕で投げるように指示します。各患者は、腕ごとに少なくとも10回プラスチックボールを投げる必要があります。患者は常に監督しなければなりません。
4. 冷却
   注意: 冷却の持続時間は15分で、アクティブな静的ストレッチで構成されています。
   1. ストレッチは、関節に負担をかけずに優しく行う必要があります。ストレッチは患者に不快感を与えるべきではありません。
   2. 各ストレッチを15〜20秒間維持します。

4. 試験後の評価

注:テスト後の評価は、最後のエクササイズセッションの翌週にスケジュールする必要があります。

1. 体組成の測定を繰り返して、事前テストで説明したように、BIVA分類を取得します。
   注:動的運動プログラムの実施前と実施後を比較するには、抵抗差を高さで割った平均値(dR/H)、リアクタンス差の平均値を高さで割った値(dXc/H)、および差の標準偏差とピアソン相関係数を次の式⁸で求める必要があります。
2. 抵抗とリアクタンスの変化を得るには、BIVAコンフィデンスソフトウェア( 材料表を参照)をダウンロードして開きます。
   注:ソフトウェアはスプレッドシートです。下部には、5 つのワークシートが表示されます。
3. 4番目のワークシート「対応のあるデータ」で、要求されたデータを挿入する必要がある10列を確認します。
   1. 列 A にグループ ID を入力します。列Bに、評価された患者の数を配置します。
   2. 列Cに、前に取得したd R/Hの平均を挿入します。次の列に、標準偏差を追加します。
   3. 列Eにdの平均Xc/Hを挿入し、次の列に標準偏差を挿入します。列Gに、前に取得した相関係数を挿入します。
      注: 列 H で、グラフに信頼楕円を表示できる場所に 1 を配置するか、信頼楕円と差平均ベクトルを表示する場合はオプション 2 を配置します。
   4. 次の 2 つの列では、グループの名前と測定に使用された機器を配置するかどうかを選択できます。
4. 必要なデータがすべて揃ったら、シート5「対応のあるグラフ」に進みます。そこには、差の平均のグラフが表示され、信頼楕円に加えて、抵抗とリアクタンスの平均のベクトルを見つけることができます。
5. 変化が統計的に有意かどうかを評価するには、ツールバーで 補数 オプションを見つけて クリックします 。ホテリングの T2 検定統計量⁸ のボックスが開き、p の値を見つけることができます。

結果は、48セッションの動的運動プログラムに参加したRAの女性患者6人について提示されます。患者の平均年齢は52.7±13.1歳で、BMIは26.8±4.6でした。.平均疾患期間は15.5±6.1年であり、疾患活動性スコア28で測定された疾患活動性は、平均1.9±1の低活動性に分類された。障害については、健康評価質問票障害の平均スコアは0.5±0.3でした。運動プログラムを受けなかった6人の参加者の平均年齢は55.8±7歳で、BMIは27.2±4.8でした。罹患期間は21.8±10であり、疾患活動性は動的運動プログラムを受けたグループと同様であった。

表1 は、グループの薬理学的処理、ならびにC反応性タンパク質(CRP)および赤血球沈降速度(ESR)の濃度を示しています。治療を行うリウマチ専門医によると、介入期間中の患者に薬理学的治療の変更は必要ありませんでした。

図2Aは、動的運動プログラムの実施前の6人の患者の初期状態を示しています。各患者は、RXcグラフの75%許容楕円の外側に位置しており、BIVA分類に従って悪液質を示しました。運動プログラム前の平均抵抗は630±88で、リアクタンスは46.5±7.4でした。図2Bは、図2Aに示した6人の患者に対する動的運動プログラムの実施後のBIVA分類の変化を示しています。BIGAによると、それらは正常として再分類されました。平均抵抗は577±54.9で、リアクタンスは57.5±11.4でした。

図3Aは、運動プログラムに参加しなかった6人の患者を示しています。2人の患者が悪液質に分類され、1人は正常、2人は痩せ型に分類されました。図3Bは、図3Aに示した患者の6ヵ月後のBIVA分類の変化を示す。BIVA分類によると、最初に痩せたと分類された患者は悪液質に移行し、最初に正常分類の患者も悪液質に移行しました。

動的運動プログラム実施後の高さあたりの抵抗の平均変化(dR/H)は-55.9±51であり、高さあたりのリアクタンスの平均変化(dXc/H)は10.7±10.3であった。これらの変化は、体液量(R成分)に対する細胞膜表面および膜完全性(Xc成分)の増加と関連しており、体細胞量の増加と細胞機能および筋肉機能の改善を反映しています(図4A)。動的運動プログラムを受けなかったグループでは、6か月後に統計的に有意な変化は観察されませんでした(図4B)。

図1:BIGAによる悪液質の分類。 RXcグラフは、50%、75%、95%の公差楕円で象限に分割されて表示されます。右下隅には、黒い三角形でマークされた悪液質BIVA分類の患者が例示されている。 この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。

図2:動的運動プログラム実施前後のBIVA 分類 (A)運動プログラムに組み込む前の6人の患者の分類を示しており、全員が悪液質であったことが観察できる。(B)動的運動プログラムの48セッション後のBIVA分類の変化が示されており、6人の患者が悪液質で分類されていた状態から正常に分類されたことが観察されています。 この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。

図3:運動プログラムのない患者における基礎BIVA分類と6か月後の分類 。 (A) ベースライン測定時の 6 人の患者の分類。(B)6カ月後の変化がみられ、3人の患者が悪液質に分類を変更したが、すでに悪液質に罹患した患者は変わらなかった。 この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。

図4:運動プログラムを受けた患者と受けなかった患者のR/HとXc/Hの変化 。 (A)グラフは、R/HとXc/Hの平均と信頼楕円のベクトルを示しています。運動プログラム後に抵抗は減少し、リアクタンスは増加しました。(B)グラフは、R/HとXc/Hの平均と信頼楕円のベクトルを示しています。抵抗とリアクタンスは6か月後に増加しました。しかし、これらの変化は統計的に有意ではなかった。 この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。

表1:参加者の特徴 この表は、48回の動的運動プログラムを受けた6人の参加者と、運動プログラムを受けなかった6人の参加者の特徴を示しています。年齢、体重、疾患期間、疾患活動性、障害、CRPおよびESR濃度、処方された薬理学的治療などのデータが提示されます。 この表をダウンロードするには、ここをクリックしてください。

著者は何も開示していません。