69 J． Health Sci．， 15 ： 69−74， 1993． 水中歩行負荷心電図の試み 金 谷 庄 藏 藤 島 和 孝 堀 田 舜 大 柿 哲 朗 正 野 知 基＊ 唱 水 富 弘＊＊ 萩原博嗣＊＊＊ 藤 野 武 彦 New Exercise ECG by Treadmill Walking in Water， Using the Flow Water Training System． Shozo KANAYA， Noboru HOTTA， Tetsuro OGAKI， Kazutaka FUJISHIMA， Tomoki SHOUNO“， Tomihiro SHIMIZU”， Hirotugu HAGIWARA”“ and Takehiko FUJINO Summary Walking in water is not only useful therapeutic modality， but also good exercise for fit− ness enhancement， especially appropriate for the patiens with obesity and／or orthopedic dideases， because the human body is more inbuoyant in water to decrease the compressive joint forces． Although the elder patients with orthopedic diseases or obese humen may have ischemic heart disease， they could not be recorded stress ECG during walking or running in water with standard 12 leads electrocardiogram（ECG）， because they do always move in the pool during walking or jogging in the water． We developed a new type of flow water treadmill exercise ECG system，which consists of treadmill in the bottom of small walking pool and water flow generating system． Using this system， we examined the energy expenditure， heart rate， blood pressure， and exercise ECG were measured from 6 healthy men and 8 elder patients with orthopedic diseases． Water temperature was 34±O．20C，and depth was 110 cm． We could take good enough ECG tracing with waterproof electrode in all subjects． Espe− cially， apropriate stress ECG recordings were obtained， even from some patients who could not walk by themselves on land in the air． Oxygen consumption of the elder patients with orthopedic diseases was from 2．53 to 2．95 Mets during 40 m／min walking， and mean 5．82 Mets from normal adult men during 60 m／min walking in the flowmi！1． This system is very useful and unique exercise stress ECG system to check the silent is一 Institute of Health Science， Kyushu University 11， Kasuga 816， Japan． ’Beppu Women’s Junior College， Beppu 874−Ol， Japan． ”Oita University， Oita 870−11， Japan． ”’ rasebo KyosaiKai Hospital， Sasebo 857， Japan． 70 健 康 科 学 第15巻 chemia and exercise induced arrythmia． After checking Flowmil｝ stres s ECG， patients． with coronary heart disease or coronary risk factor， e．g． obesity ， may be able to enjoy walk− ing ，jogging and aerobic dance in xN’ater to get better quality of life． Key words： FloxA，rmill，Stress ECG，F．xercise ECG，Walking in water （J． Health g． cience， 15， 69 74， 19． 9． 3） 緒 言 最近，呼吸器疾患のみならず心疾患患者にも水泳療 ミ 法を取り入れるところが見られるようになってきた7｝。 − f！ し @い《 しかしながら，水泳は呼吸が制限されること，および 1； l l D」レ！ ･一隔皇▲． そのエネルギー消費量は各個人の経験・技量により大 v」， v」． 日F’1！ ・團騨詳 P 2 し＿＿＿ ｝Ψ里L きく左右されることから，低体力者の運動処方として 垂・， 適当ではない。それに比し水中歩行は，呼吸も制限さ 一 丁曹一一一一一｝一騨 fo㌔ 〇一 treadmill l れず，圭た浮力によろ重力の一荷のため，整形外科的 な障害を有する患者および陸ヒでは膝に過大な負担が かかる肥満を合併する患者にも適している6）・8’。したが って，肥満や糖尿病および整形外科的な疾患を合併す る成人病（特に虚血性心疾患）のリノ・ビリに有用であ る、、しかしながら，水中歩行中の循環器系や呼吸器能 の変化に関する基礎的検討は圭だ十分ではなく，また 水中運動処方を与える前に水中運動中の12誘導負荷心 電図を記録検討した報告は皆無である。その主三な原因 は，水中が定位置でできなかったこヒに起因する。我々 prope睡er ／壷 一．一一．一“壽輩…・ 一 t， 一 1 ： ， の ロにコ ロも ロへ i ＼ ⇒ 宛4一一劉圭一＿一一＿↓一一＼ ぎ 蚕 ぎ ×＄ は，最近目本で開発されたflow water trainillg sys− 馴 1 一 ’ii仁ii．一一一一一一酔P一一一邑陶 XX 1 ／ m 一十一ノ tem “フローミル”を用いて水中歩行負荷12誘導心電 図の記録を試み，陸ヒトレッドミルに劣らない負荷量 の定量化および負荷心電図記録ができたので報告する。 方 面 Fig 1． The schema of “Flovv’ Water Training System”． Upper panel shows lateral view． Lower panel s． hows． over view． 11 対 象 実験1 予備実験として成人男性15名（42−59才，’Vl エット法により非観血的に測定した。心拍数は，実験 均49．3才） 1はCM5誘導のテレーメーター心電図より，実験2 実験2 実験3 整形外科人院中の中高年男性6名と女性2名 および3はFig．2 U）ように，這1常U）トレ・ソドミル運重1」 の計8名（52 一 81才，平均69．9才） 負荷12誘導心電図と同様に電極を付け，さらにliから 水中歩行中も12誘導負荷心電［叉1を記録した正 防水用ドレープテープを貼り日本光電社：製Cardiofax 常成人男性6名（32−52才，平均44．2才） Vにより1分毎に記録した。 運動プロトコールは，下記のごとく施行した，． ［2］装置ならびに方法 水中歩行には，萩原ら6）が開発したトレッドミルと流 実験1 水中安静時を記録後，10分間の．・段階負荷ヒ イく回路を有する治療用プール“Flow Water Training し，同…被検者をトレッドミノしヒイく流を同じ System：フローミル”を用いた。（Fig．1）水位は，110 速度にて30，40，5〔〕，60m／mjnヒ各ステージ Cm，水温は，34±0．2℃であった。酸素摂取量1は，ミナ 間に約2時間の休息をはさみ4回施行しだ、 ト医科学社製呼気ガス分析器エアロモニターAE−10 により，30秒毎に連続的に測定した。血圧は，マンシ 実験2 Fig．3のプロトコールにしめすように①陸ヒ 仰臥位安静時記録後，②入水後水中立位安静 71 水中歩行負荷心電図の試み HR 2・ 30 m／min 難1 S らり o w・x−pm一郵醐噺一㌔一 “．k−r一一一“｝甲騨へr．｝t幽｛”rtt 饗 一 ．“ 、 レ 晒ドサ甲ハ叱脳■ 邑噛、西馳い 2 、r一＾一’− 四一’一r一一一’ざへ’、一 ．暫へ｝・｝’t￥一一’一v．〕冷pm、＾’ 一v、“vtt− t t 40 m／min i H．R． 1二二ご二二二二二＝＝＝耐1…lil t t ド ド コ コ 50m／min ：’ ぶロ ユうむ 雪 、、、 撫『 ］服 栫A．．．，晒、，．，輔、、．〆洲開侍∼∼㌧ノ短∼一 8 m 『’『’−「L−rrt『 ドー．』−、．’、 ∫ 一・し・ヂ・一．｝・へ7t’・∠㌧ミ’『＾〒“、←＿、d．月 r−va 、 r一’一一∼、、＿／ 」− 「 “ρ坪一り一”’VLvSv■一Nμ■ ↑− ． 覧 ＿、 ↑ 60m／minI ロ ロ らロ 〆ル｝∼輔四一剛＿／｝ノStL 讐 Wrヤ卿．v“一Nヤ、噺Vti．v1，・摩、・wρ《幽 「＼ ゑ の 鴫ノ㌔『t’一一一Mnyit．．．一’h一、、、（，沸v、4㌧〉・v一．一’・㌔・一・一・”い ∼一一・t一” 「 」r遭 l S量art end ST Fig 4． Examples of heart rate trend and trend during walking in the Flowmill “flow water training g． ystem”． Fig 2． A healthy man who are atached ECG 記録，③水流40m／minのみで歩行なし，④歩 electrodes and thermisters． ／−j；およびぺ流2〔｝m／min，⑤30m／min⑥40m／ minと各段階5分毎の漸増負荷にて施行した。 60 Walking Speed 実験3：Fig．3のプロトコールのうち⑦水中安静時記 50 （m／min） 40 at rest 20 ＝’ s’ 録後，水流40m／minのみと歩行・水流20m／ 30 minをスキップして，ベルト速度および水流 。 室鯵 R一蓄 40 20 30 40 50 ③30m〆min④40m／min⑤50m／min⑥60m／ 60 minと各段階6分毎の漸増負荷にて施行した。 Water Flow Speed 〈m／min） 軍 結 果 Fig 3． Exercise Protocol． （1）実験1：Fig．4にM． Y．氏が速度①30 m／ Table 1．： Mean values of heart rate〈HR＞， blood pressure（BP），＞entilatory volume（∼㌦）， ● breathing rate（RR）， oxygen consumption（Vo L，）， metabolic equivalent（Mets）， oxy− gen pulse（02 pulse）， from patients with orthopedic diseases． Speed m／min at rest HR BPM 79． ．6 BP mmHg 156／85 やE RR 15．6 only water flow 78．9 146／83 8．75 20 m／min 30 m／min 40 m／min 85．0 150／83 11．60 19．0 88．1 158／84 12．43 21．0 98．5 170／87 14．80 Mets 16．0 21．0 218 221 308 357 473 02 pulse ml／beat ml／mir． L／min 8．88 tro ，， 1．22 2．84 1．22 2．88 1．72 3．72 2．21 4．14 2．53 5．07 72 第15巻 健 康 科 学 min，②40 m／min，③50m／min，④60 m／minの とした。Table 1．に各段階のパラメーターをしめすが， 速度で10分間水中歩行した時の心拍トレンドを示す。 40m／minまで到達できたのは8藩中5名であった。し 水中歩行速度30，40，50m／minでの心拍ならびに酸素 かし，20，30m／minの軽い負荷なら陸上では，全く歩行 摂取量は，約5分で定常状態になっていた。また60m／ できない障害者や超高齢者でも歩行でき2−3Mets程 minでも約6分でほぼ定常状態となっていた。16名中 度の運動負荷心電図が記録できた。 （3）実験3：健常成人男性において，上記のプロト 15名は，60m／minでも10分間の歩行を完遂することが 出来たが，1名のみ60m／minを5分間も施行できず心 コールにて水中歩行負荷心電図を記録した。健常者6 拍も160拍を越えた。15名の各速度での酸素消費量 名では，全員stage−4（60m／min）まで合計24分の漸増 負荷を完遂でき，また良好な負荷心電図が記録できた。 （Mets表示）の平均は，それぞれ①2．32±0．28，②3． 28±0．40，③4．51±O．72，④6．46±1．24Metsであった。 Fig，5に，47才男性の水中安静時（上段）とstage一’4（60 （2）実験2：実験1にて各段階の水中運動負荷に対 m／min）負荷直後の心電図を示す。Table 2．に，6名の する身体反応は5分でほぼ定常状態になることがわか 各段階における，心拍数，血圧，Metsの平均値を示す。 ったので低体力者にたいしては，上記のプロトコール のごとく弱い負荷から始め，各段階5分毎の漸増負荷 物r 副L霜取黙謬！輯 壁講掛赴 1騨摯1／藩・舳一・ lt 茸1 茸薫脳菰 士： L口亡：一．L i’TTI”［（ ’1 r’i’1i”！il ∴皆筆∫1読翌冬 πF需幸福「臼［一5 辛「1憎：霞幕i琴il界 r ト．L L ．一 ．鴨鮒ll IJIi 二i．1 一 ’ P戸 ’t’ ［．．1 ．i ［liJ．． I I 漏il， Lli1．li， ?二⊥、JI二L．む．［．．、L．ビ．、．．lit， ．、．一．． Fig 5． ECG at rest in the water． 6．16Mets 一i一一一一tr一・一一一一 BP 158180 一丁1ナ ．一 ■ーノ 「tei− OFF ≠k．一！”一L II ﾛLL9⊥ま＿⊥＿］＿一 ? μ 訓幅一答毎遡畢 皿｝ ｬ††††一rJ1 工三＝P耳1 T i i 論蓋荘 f 10翻 一1．亡㍑L＝、一、 L−1 奉 ’』一’』一「 二IY．tiゴ、ゴ 1−1 ml．L 冒「一’→ 目ナτ賞ユ＿ 1 Flii Wi一’t 封 d r出＋1 Z− →熱 「u二「 g’Lgi ．干「 狽 −1「「 ］ ミコミ 球摺幽 ；1− IlilL／V−1 』11、 ri− ki：T十i zar‘r ヨ±． urm 込一門 1tit 狙 目⊥一■一一一E一二H二4上一、一一：「一「■…． 霞、一｝L憶測蒼ヨエrゴ・…、・二≧ 焦 刃E． ＝詳 「1『「 i 一：’「1 ﾏ一．．一ζ一L 一 一． 箕 「1…一「『一 ＿一 圃 1 ．」一L、 1 一 碧『 十一 、〔蜘士工掲 1．工臨Eコ 鐙 ！＋ 111」一一1一．．L Lト＋一・・一 rt．i・一1，i一＝，： けド 曹 m“ 1一 鉦 目［応 1121−1’ 十｝、・ 欝乎モ 二「『 Il．li irl， 1’ 撃 l−r一了一 l−Ll ． 広l！ 撫認1懸， 一．L i：．．r 細 F；繍ハ 磁a i．．nL． コ：」■L山1［L ．一．llr．LJ，：“，． ．， ：ZWPN pEN コ ド ロダ ヒ 配 Ii ， 、『．．1］］i l・． 1！ユーL、一⊥ コ 一「『 P ！l．一1一 一i ， 1 マ に uL！！ 隼 II 一4 i” 十 rL．’［ こt 、1＋一説 斗工 ．i −r1「r−T コロロけ アて ⊃．一ヰ it’ r一 1， ，rll／ Fig 6． ECG during 60 m／min walking in the water． 背二t一 韮陥五．畿 73 水中歩行負荷心電図の試み Table 2． Mean values of same parameters as Table 1． from 6 normal men． Speed HR BP VE BPM mmHg L／min m／min at rest 30m／min 40m／min 50m／min 60m／min 考 74．8 126／78 83．9 132／79 16．29 91．6 133／77 20．41 105．6 142／82 28．！3 122．6 152／80 39．58 案 水中での運動は浮力による重力の免荷と水抵抗によ る筋力回復や体力増進の目的で，最近リハビリテーシ RR Vo 2 Mets 02 pulse ml／min ml／beat 25．0 25．3 29．7 33．3 525 684 931 1342 2．25 6．36 2．95 7．57 4．15 9．37 5．82 11．14 その結果，以下のことが明かとなった。 （1）12誘導負荷心電図が，陸上のトレッドミルや自 転車エルゴ負荷心電図に劣らず良好な記録が出来た。 （2）浮力による重力の免荷のために陸上では殆ど歩 ョンの分野）・6）・’｝・8）のみならず，肥満や漆関節症・腰痛者 行できない整形外科手術後や低体力老人でも容易に歩 の健康増進にも応用されるようになってきたが，プー 行できるため他の運動負荷心電図が施行できない障害 ルに於ける運動という性質上，被検者の定位置での身 者においても応用できる。 体反応や心電図記録が十分なされていない。特に，心 （3）正常成人においても，6Mets位の身体負担度で 電図に関しては，テレメーター心電図記録による報告 あると結果が得られたので，肥満や糖尿病の治療など しか見あたらない1）・2），3）・4）・5）・7）。しかし今回，萩原らが新 に，膝関節や腰部に過重な負荷を与えず持続的運動の しく開発したFlow Water Training System中にて システムとして応用できる。 歩行させると，良好な12誘導心電図が記録できた。し 我々は，運動処方を与えるまえに水中歩行負荷12誘 たがって，長期臥床を余儀なくされたdeconditioning 導心電図の記録を試み，陸上トレッドミルに劣らない の患者，自転車がこげないため自転車エルゴ負荷心電 負荷量の定量化および負荷心電図記録ができたので報 図が記録できない人や整形外科的疾患を有する陸上歩 告する。 行が不可能な患者でも歩行負荷心電図が記録でき，リ 文 ハビリ前や水中運動前の心疾患のチェックに有用であ 献 1） American College of Sports Medicine：Guide− る。 ところで，水中歩行の身体負担度であるが，当然の Iine for Exercise Testing and Prescription． ことながら，水深や水温が大きく影響すると思われ 4th edition，しea＆Febiger（Philadeiphia，Lon− る2），3）・4）・5）・8）。我々も，若年男性2名において34℃と38℃ don；1991） において検討したが，やはり380Cのほうが34℃に比し 2） Bishop，P．A．，Frazier，S．，Smith，J．，and 2．5％一20％酸素摂取量が大きくなるという結果を得て Jacobs，D．： Physiologic responses to tread− いる。今後，被検者を増し温度や水位の影響を検討す mill and water runnning．， Physician Sports− る必要がある。しかし，今回の結果から，水深110cm， med．，17，87−94，1989 水温34。Cに限って言及すれば，40m／minの速度で一応 3）大道 等，岩崎輝雄，宮下充正：水中エルゴメー の退院の目安と考えられる2．53−2．95Metsという結果 ターの試作．体育の科学，33（6），477−482，1983 が得られた。また60m／minの速度でレクレーション的 4） Fernhall，B．，Manfredi，T．G．，and Congdon， スポーツの許可基準と考えられる約6Metsという結果 K．：Prescribing water−based exe rcise from が得られた。これらの結果から，このプロトコールは， treadmill and arm ergometry in cardiac 退院の目安や運動処方に使用できると考えられる。 patients．， Med． Sci． Sports Exerc．， 24（1）， 結 語 新たに開発された水中歩行システム（フローミル） を用いて，水中歩行負荷心電図の有用性を検討した。 139−143，1992 5） Gleim，G．W．，and Nicholas，J．A．：Metabolic costs and heart rate responses to treadmill walking in water at different depths and 74 健 康 科 学 第15巻 temperatures． American J Sports Medi− 7）浜崎 博：スポーツ・リ・・ビリテーション：水泳・ cine ，17（2），248’252，19． 89． 水中体操．神原啓文，川初清典編著，心臓病のスポ 6）萩原博嗣，川上勝利，豊村勝義，松元薫，小倉理 ーッ・リハビリテーシコン，杏林書院（1989） 一，谷［大，西本正彦：新しいプール治療装置 8）宮下充正：水中ランニング，水中ウォーキング， “Flow Water Training System”の開発及びそ 体育の科学．41，576・577，1991 の使用経験．整形外科と災害外科．38，1819−1822， 9）野村武男：アクアフィットネス．善本社，1987． 1990．
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