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吸気筋トレーニング（IMT）とは？｜スレショルド・パワーブリーズの使い方、負荷設定、COPDへの効果
呼吸筋もトレーニングで鍛えられるのでしょうか？
呼吸リハビリテーションでは、さまざまな訓練器具が使用されています。
以前の記事では、コーチ2やトライボールといった、深呼吸を促すための器具を紹介しました。
今回は、少し目的の異なる「吸気筋トレーニング」について紹介します。
吸気筋トレーニング（Inspiratory Muscle Training：IMT）は、息を吸うときに抵抗を加え、吸気筋の筋力や持久力を高める方法です。
代表的な器具には、スレショルド（Threshold IMT）やパワーブリーズ（POWERbreathe）があります。
僕も以前、呼吸筋トレーニングについて勉強した際に、「最大吸気口腔内圧の30％以上の負荷をかける」と教わった記憶があります。
でも、そもそも30％という数値には、どのような意味があるのでしょうか。
また、呼吸筋力が強くなれば、息切れが改善したり、運動耐容能が向上したりするのでしょうか。
今回は、吸気筋トレーニングの方法と、その効果について考えてみたいと思います。
1．吸気筋とは？
呼吸に関わる筋肉には、横隔膜、外肋間筋、内肋間筋、腹筋群などがあります。
その中でも、安静時の吸気に大きく関わるのが横隔膜です。
横隔膜が収縮すると、横隔膜は下降し、胸腔内の容積が増加します。
また、外肋間筋などの働きによって胸郭も拡張します。
その結果、肺胞内圧が大気圧より低下し、空気が肺へ流入します。
呼吸困難が強い場合には、胸鎖乳突筋や斜角筋などの補助吸気筋の活動が増加することもあります。
呼吸筋も骨格筋ですから、適切な負荷を加えることで、筋力や持久力の向上が期待できます。
ただし、呼吸筋は通常の四肢筋とは異なり、生命維持のために絶えず活動している筋肉です。
そのため、負荷のかけ方や疲労には十分な注意が必要です。
2．吸気筋トレーニング（IMT）とは？
IMTは、吸気時に一定の抵抗を加えることで、吸気筋を鍛えるトレーニングです。
筋力トレーニングの基本原則である「過負荷の原則」は、呼吸筋にも当てはまります。
十分な負荷がなければ、筋力の向上は期待しにくくなります。
一方、負荷が強すぎれば、呼吸困難や疲労が増強する可能性があります。
したがって、患者さんの呼吸筋力を評価し、それに応じた負荷を設定することが重要です。
コーチ2やトライボールとの違い
ここは混同しやすいところです。
コーチ2やトライボールは、インセンティブ・スパイロメトリー（IS）に用いられる器具です。
患者さんが深く息を吸うことを促し、吸気容量や吸気流量を視覚的に確認します。
一方、IMTでは、吸気筋に抵抗を加えて筋力や持久力の向上を目指します。
つまり、目的が異なります。
| 項目 | IS | IMT |
| 主な目的 | 深吸気を促す | 吸気筋力・持久力の向上 |
| 代表的な器具 | コーチ2、トライボール | スレショルド、パワーブリーズ |
| 主な指標 | 吸気容量・吸気流量 | PImax、負荷圧、反復回数など |
| トレーニングの特徴 | 深く吸う練習 | 抵抗に抗して吸う練習 |
どちらも吸気を行う器具ですが、同じものとして考えない方がよいでしょう。
3．吸気筋力をどう評価するのか？
IMTを行う前には、まず吸気筋力を評価する必要があります。
代表的な指標が、最大吸気口腔内圧（PImax、MIP）です。
PImaxとは？
PImaxは、最大努力で息を吸い込もうとしたときに発生する口腔内圧です。
一般的には、残気量付近まで息を吐いた状態から、閉塞されたマウスピースに対して最大吸気努力を行い、その圧を測定します。
単位はcmH₂Oです。
吸気時の口腔内圧は陰圧になりますが、臨床ではその絶対値を用いて、例えば「PImax 60cmH₂O」のように表すことが一般的です。
PImax測定時の注意点
PImaxは比較的簡便に測定できますが、いくつか注意点があります。
まず、最大努力を必要とする検査であることです。
患者さんが測定方法を十分に理解していなかったり、努力が不十分だったりすると、実際の筋力より低い値が出る可能性があります。
また、マウスピースからの空気漏れや、測定開始時の肺気量によっても結果が変化します。
そのため、測定方法を十分に説明し、複数回測定して再現性を確認する必要があります。
2019年のERSステートメントでは、PImaxは一般に残気量付近から測定し、複数回の努力で得られた値の再現性を確認することが説明されています。
なお、PImaxは吸気筋全体の筋力を反映する指標であり、横隔膜だけの筋力を直接測定しているわけではありません。
PImaxが低ければ、すぐにIMTを行う？
必ずしもそうではありません。
例えば、COPD患者さんでは肺の過膨張によって横隔膜が短縮し、力を発揮しにくくなることがあります。
この場合、PImaxの低下には、筋そのものの機能低下だけでなく、呼吸筋が置かれている力学的条件も関係しています。
また、呼吸困難の原因は呼吸筋力の低下だけではありません。
気流閉塞、動的肺過膨張、ガス交換障害、循環機能、身体活動量の低下など、さまざまな要因が関係します。
PImaxの値だけで判断するのではなく、呼吸困難や運動耐容能なども合わせて評価する必要があります。
4．スレショルド（Threshold IMT）とは？
スレショルドは、吸気筋トレーニングに使用する器具です。
内部にバネ式の弁があり、設定した圧を超える吸気努力によって弁が開く仕組みになっています。
このような方法を、圧閾値負荷法（Pressure Threshold Loading）と呼びます。
スレショルドの特徴
一般的な流量抵抗型の器具では、吸気流量によって抵抗が変化します。
一方、スレショルドでは、設定された圧を超えるまで弁が開かないため、一定の圧閾値を利用した負荷を加えることができます。
ただし、実際の吸気中の圧や筋活動が完全に一定になるという意味ではありません。
また、製品によって設定できる負荷範囲が異なります。
基本的な使用方法
- 患者さんのPImaxを評価します。
- 目標となる負荷圧を設定します。
- 呼吸しやすい姿勢をとります。
- マウスピースをくわえ、空気が漏れないようにします。
- 設定された抵抗に抗して息を吸います。
- 無理のない呼気を行い、休憩を挟みながら繰り返します。
呼吸困難や疲労が強くなる場合には、負荷や回数を調整します。
5．パワーブリーズ（POWERbreathe）とは？
パワーブリーズも、吸気筋トレーニングに使用する器具です。
スレショルドと同じように、吸気時に負荷を加えることを目的としています。
ただし、パワーブリーズには複数の機種があり、負荷の設定方法や表示機能が異なります。
手動で負荷を調整するものもあれば、電子制御によって負荷を調整する機種もあります。
また、吸気圧やトレーニング結果などを表示できる製品もあります。
重要なのは、製品名だけで判断せず、使用する機種がどのような負荷方式を採用しているのかを確認することです。
6．IMTの負荷は何％に設定するのか？
ここが、臨床で気になるところだと思います。
IMTでは、PImaxの30％程度以上を開始負荷の目安とする方法が、以前から広く用いられてきました。
例えば、PImaxが60cmH₂Oだった場合、30％は18cmH₂Oになります。
60cmH₂O × 0.30 ＝ 18cmH₂O
この場合、18cmH₂Oが開始負荷を検討する際の一つの目安になります。
ただし、30％という数値は、すべての患者さんに適した絶対的な基準ではありません。
疾患、呼吸筋力、呼吸困難、疲労、使用機器の負荷範囲などによって調整する必要があります。
負荷は少しずつ増やす
筋力トレーニングでは、同じ負荷を続けているだけでは、十分なトレーニング効果が得られなくなる場合があります。
そのため、患者さんの状態に応じて負荷を段階的に増やしていきます。
ただし、呼吸困難や疲労が強い状態で、無理に負荷を増やすことは適切ではありません。
呼吸パターン、努力感、疲労の回復状況などを確認しながら調整します。
どのくらいの回数・頻度で行う？
研究では、1日15〜20分程度、週5〜7日など、さまざまな方法が用いられています。
また、短い時間に分けて実施する方法や、一定回数の吸気を繰り返す方法もあります。
2010年に発表されたCOPD患者さんに対する実践的な提案では、週3回、8週間の高強度インターバル型IMTも紹介されています。
このように、IMTの方法は一つではありません。
現在も、最適な負荷、回数、頻度、期間については十分に確立されていない部分があります。
患者さんの状態と使用機器の特性に合わせて、個別に設定する必要があります。
7．COPD患者さんにIMTは効果があるのか？
以前、COPD患者さんに対するIMTについて、次のような説明を聞いたことがあります。
「呼吸筋力は改善するけれど、運動耐容能や呼吸困難はあまり改善しない」
僕も、そのように理解していた時期がありました。
しかし、現在の研究を確認すると、もう少し複雑な結果が示されています。
吸気筋力の改善
IMTによって吸気筋力が改善することは、多くの研究で報告されています。
2024年のシステマティックレビュー・メタ解析では、16研究を対象として、IMTによる吸気筋力、呼吸困難、生活の質への効果が検討されました。
その結果、吸気筋力の改善が認められています。
これは、呼吸筋も適切な負荷によってトレーニング効果が得られることを支持する結果です。
呼吸困難や生活の質は改善する？
同じ2024年のメタ解析では、呼吸困難や生活の質にも改善が報告されています。
したがって、IMTは筋力だけを改善し、患者さんの症状にはまったく影響しない、と考えるのは適切ではありません。
ただし、研究によって対象患者、負荷、頻度、期間、比較対象などが異なります。
そのため、すべてのCOPD患者さんに同じ効果が期待できるわけではありません。
通常の呼吸リハビリテーションに追加する価値は？
ここは特に重要な点です。
2023年のCochraneレビューでは、COPD患者さんに対するIMTの効果が検討されています。
IMTを単独で行う場合、通常の介入を行わない場合と比較して、運動耐容能などに改善がみられる可能性が示されています。
一方、通常の呼吸リハビリテーションにIMTを追加した場合には、呼吸困難、運動耐容能、生活の質に明確な上乗せ効果が認められないという結果でした。
つまり、IMTに効果があるとしても、すでに適切な運動療法を行っている患者さんに追加することで、さらに大きな効果が得られるとは限らないのです。
また、2026年に公表された9研究・295人を対象とするシステマティックレビューでは、IMTを呼吸リハビリテーションに追加することで、吸気筋力や一部の生活の質の指標に改善が報告されました。
しかし、運動耐容能については研究間で結果が一致せず、通常の呼吸リハビリテーション単独に対する優越性も、すべての指標で一貫していたわけではありません。
したがって、現時点では、IMTをすべてのCOPD患者さんに一律に追加するよりも、吸気筋力の低下や症状、運動療法への参加状況を考慮して適応を判断することが重要だと思います。
8．どのような患者さんにIMTを検討するのか？
COPD患者さんの中でも、特に吸気筋力が低下している患者さんでは、IMTを検討する意義があります。
研究や実践的な提案では、PImaxが60cmH₂O未満などを吸気筋力低下の目安として用いることがあります。
ただし、この値だけで適応を決めるわけではありません。
年齢や性別による予測値、測定の信頼性、呼吸困難の程度なども考慮する必要があります。
また、四肢の運動療法を十分に実施できない患者さんでは、IMTが補助的な介入となる可能性があります。
一方、呼吸筋力の低下が明らかでなく、通常の運動療法を十分に行えている患者さんでは、IMTを追加する必要性を慎重に考えるべきでしょう。
COPD以外の疾患では？
IMTはCOPD以外にも、心不全、神経筋疾患、術前・術後の患者さんなどを対象として研究されています。
ただし、疾患によって病態やリスク、期待できる効果は異なります。
例えば、神経筋疾患では呼吸筋力が低下していても、筋疲労や病状の進行を考慮する必要があります。
また、術前のIMTについても、手術の種類や患者さんのリスクによって効果が異なる可能性があります。
したがって、COPDで得られた研究結果を、そのまま他の疾患に当てはめることはできません。
9．IMTを行う際の注意点
IMTは、呼吸筋に負荷を加えるトレーニングです。
そのため、実施前には患者さんの状態を確認する必要があります。
特に注意したいのは、次のような場合です。
- 気胸がある、または気胸のリスクが高い場合
- 呼吸状態や循環動態が不安定な場合
- 強い呼吸困難や疲労がある場合
- 胸部・腹部の疼痛が強い場合
- 使用方法を十分に理解できず、安全な実施が難しい場合
実際の禁忌や注意事項は、疾患や使用機器によって異なります。
また、トレーニング中にめまい、胸痛、強い呼吸困難、著しい疲労などが出現した場合には、中止して状態を確認する必要があります。
特に呼吸筋力が低下している患者さんでは、最初から高い負荷をかけるのではなく、適切な評価と監督のもとで実施することが重要です。
10．IMTの効果を何で判断するのか？
IMTを行った後、PImaxが改善したとします。
例えば、トレーニング前は40cmH₂Oだったものが、終了後に55cmH₂Oになったとします。
吸気筋力が改善した可能性があります。
でも、それだけで十分でしょうか。
患者さんの息切れは軽減したのでしょうか。
歩行距離は伸びたのでしょうか。
階段昇降が楽になったのでしょうか。
日常生活で疲れにくくなったのでしょうか。
IMTの効果を評価する際には、PImaxだけでなく、次のような指標も確認したいところです。
- 呼吸困難の程度（mMRC、Borgスケールなど）
- 運動耐容能（6分間歩行試験など）
- 生活の質（CAT、SGRQなど）
- 日常生活動作や身体活動量
- トレーニング中の疲労や負荷への耐性
もちろん、どの評価指標を用いるかは患者さんの状態や目的によって異なります。
重要なのは、トレーニングの目的に合った評価を行うことです。
おわりに
今回は、吸気筋トレーニング（IMT）について紹介しました。
IMTは、吸気筋に抵抗を加えることで、筋力や持久力の向上を目指す方法です。
代表的な器具には、スレショルドやパワーブリーズがあります。
COPD患者さんに対しては、吸気筋力の改善が比較的一貫して報告されており、呼吸困難や生活の質にも改善が認められる場合があります。
一方、通常の呼吸リハビリテーションに追加することで、さらに大きな効果が得られるかについては、研究結果が必ずしも一致していません。
僕が以前教わった「呼吸筋力は改善するけれど、運動耐容能や呼吸困難は改善しない」という説明も、現在の研究を踏まえると、少し修正する必要がありそうです。
ただし、IMTが有効だからといって、すべての患者さんに行えばよいわけでもありません。
まずは、呼吸筋力が低下しているのかを評価する。
次に、その低下が患者さんの症状や生活にどのように関係しているのかを考える。
そして、トレーニング後には、筋力だけでなく、患者さんの呼吸困難や活動がどう変化したのかを確認する。
呼吸筋を鍛えることは目的の一つですが、最終的に改善したいのは、患者さんの呼吸や生活なのだと思います。
ありがとうございました。
参考文献
- Laveneziana P, Albuquerque A, Aliverti A, et al. ERS statement on respiratory muscle testing at rest and during exercise. European Respiratory Journal. 2019;53:1801214.
https://doi.org/10.1183/13993003.01214-2018 - Gosselink R, De Vos J, van den Heuvel SP, Segers J, Decramer M, Kwakkel G. Impact of inspiratory muscle training in patients with COPD: what is the evidence? European Respiratory Journal. 2011;37(2):416–425.
https://doi.org/10.1183/09031936.00031810 - Charususin N, Gosselink R, Decramer M, et al. Inspiratory muscle training protocol and clinical considerations in COPD. 関連する実践的資料として、以下も参照。
Inspiratory Muscle Training for Patients With Chronic Obstructive Pulmonary Disease: A Practical Guide for Clinicians. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 2010.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20801269/ - Cochrane. Are exercises for strengthening breathing muscles effective for people with chronic obstructive pulmonary disease? 2023.
https://www.cochrane.org/ja/evidence/CD013778_are-exercises-strengthening-breathing-muscles-effective-people-chronic-obstructive-pulmonary-disease - Effects of Inspiratory Muscle Training in People with Chronic Obstructive Pulmonary Disease: A Systematic Review and Meta-Analysis. Life. 2024;14(11):1470.
https://doi.org/10.3390/life14111470 - Inspiratory Muscle Training plus Pulmonary Rehabilitation versus Rehabilitation alone in COPD: A Systematic Review of Randomized Controlled Trials. 2026.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42723736/
※本記事は、吸気筋トレーニングの一般的な知識と研究結果を紹介するものです。実際の負荷設定や実施方法は、患者さんの病態、呼吸筋力、使用機器の仕様、医療機関の方針に従って個別に判断してください。
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