18.　ハイブリッドトレーニングシステムを用いたエルゴメータの呼気ガス分析 | Analysis of expired gas during cycling exercise with the hybrid training system

一般演題

18.　ハイブリッドトレーニングシステムを用いたエルゴメータの呼気ガス分析

松瀬　博夫¹，志波　直人¹，名護　健¹，高野　吉郎²，山田　深³，大島　博³，田川　善彦⁴

¹久留米大学　リハビリテージョン部
²帝京大学　福岡医療技術学部
³宇宙航空研究開発機構
⁴九州工業大学大学院　工学研究院

Analysis of expired gas during cycling exercise with the hybrid training system

Hiroo Matsuse¹, Naoto Shiba¹, Takeshi Nago¹, Yoshio Takano², Shin Yamada³, Hiroshi Ohshima³, Yoshihiko Tagawa⁴

¹Division of Rehabilitation, Kurume University Hospital
²Department of Physical Therapy Faculty of Medical Technology, Teikyo University
³Japan Aerospace Exploration Agency
⁴Department of Mechanical and Control Engineering, Kyushu Institute of Technology

【目的·背景】　ハイブリッドトレーニングシステム（HTS）は，拮抗筋の電気刺激筋収縮を主動作筋の運動抵抗とする運動である。HTSの特徴は，主動作筋と拮抗筋が同時に訓練できる，運動中骨の長軸方向に荷重が加わる，さらに微小重力下でも外力を用いずに運動抵抗を得ることができる，といった特徴がある。これまでに，健常者や高齢者において，関節の屈伸運動での筋力増強·筋肥大効果を報告してきた。宇宙空間では座位での膝の屈伸運動などは難しいため，下肢の運動方法の一つとして宇宙ステーションでも実際に用いられている自転車エルゴメータ運動にHTSを組み合わせた方法を検討している。実験では，HTSを用いてエルゴメータを行った際の呼気ガス分析を行い，エネルギー代謝への影響を評価した。
　【方法】　健常成人11名（21±1.3歳）に，自転車エルゴメータを回転速度60 rpmで，運動負荷20, 40, 60, 80 watt（W）で各3分間ずつ，呼気ガス分析をHTS有りとHTS無しで行った。呼気ガス分析は，ミナト医科学社製AE-300Sを用いて， Breath by Breath法で計測した。3分間の運動負荷毎の最後の1分間の酸素摂取量（VO₂)，二酸化炭素排出量（VCO₂)，換気量（VE)，呼吸商（RER）の平均値を比較検討した。また，別の日にランプ負荷試験を行い，最大酸素摂取量と嫌気性域値を計測した。
　【結果】　VO₂は，HTS無し20 W:7.4±0.8 ml/kg/min，40 W:10.1±1.9 ml/kg/min，60 W:12.7±2.8 ml/kg/min，80 W:15.4±3.7 ml/kg/min，HTS 有り 20 W:9.6±1.4 ml/kg/min，40 W:12.3±1.8 ml/kg/min，60 W:14.5±2.7 ml/kg/min，80 W:17.6±3.4 ml/kg/minで，20, 40, 60, 80 Wで，HTS有りがHTS無しより有意に多かった（p<0.01）。VCO₂は，HTS無し 20 W:478.1±59.5 ml/min，40 W:605.6±92.6 ml/min，60 W:800.3±134.4 ml/min，80 W:999.9±174.0 ml/min，HTS 有り　20 W:602.5±116.1 ml/min，40 W:720.6±105.9 ml/min，60 W:869.4±168.4 ml/min，80 W:1,095.2±197.4 ml/minで，20, 40, 60, 80 Wで，HTS有りがHTS無しより有意に多かった（p<0.05）。VEは，HTS無し　20 W:6.5±2.4 l/min，40 W:19.5±3.1 l/min，60 W:23.7±4.5 l/min，80 W:29.1±5.5 l/min, HTS 有り　20 W:19.8±3.41，40 W:22.1±3.2 l/min，60 W:25.9±4.8 l/min，80 W:32.4±5.8 l/minで，20, 40, 80 Wで，HTS有りがHTS無しより有意に多かった（p<0.05）。RERは，HTSありとHTSなしに有意差は認めず，すべて1.0未満であった。
　【まとめ】　自転車エルゴメータ運動にHTSを組み合わせることによって，運動負荷をさらに加えることが可能であると思われる。今後，自転車エルゴメータ運動とHTSを組み合わせた運動の長期的な効果について検討していく。