20240711: 横隔膜・ZOAのキソとウソ

古典にみるZOA（2005)：推察による解剖学的可能論

横隔膜の機械的な動作と呼吸の利点は、肋骨との関係と解剖学的配置に依存しています。横隔膜の円筒状の部分は、下部縦隔壁の内側面に対向しており、これが付着帯を構成します。この領域は、横隔膜が肋骨縁近くに尾側で挿入される位置から、肋骨横隔角まで延び、そこで筋線維は肋骨から離れて自由な横隔膜ドームを形成します。横隔膜の付着帯の領域は、打診による鈍い音が始まる頭側の極端な位置から、肋骨縁のすぐ上の尾側の極端な位置まで広がっています。多くの場合、頭側の極端な位置はT8のすぐ下、または横隔膜ドームの頭側の位置の下に始まります。付着帯は、主に横隔膜ドームの高さではなく、肋骨の向きによって影響を受けます。前方に上昇し、外向きに回転した肋骨を持つ個人は、横隔膜の付着帯が片側または両側の胸腹部で減少する可能性があります。これは、横隔膜の対向パターン、腹部の弱さ、および使用方法によります。

横隔膜の付着帯の領域は、肋骨全体の表面積の重要な部分を占めますが、その割合は変動します。残気量では全体の表面積の半分以上を占め、総肺容量ではゼロになります。直立姿勢での静息呼吸中には、全表面積の4分の1から3分の1を占めます。付着帯は、腹筋と斜筋によって制御され、横隔膜の張力を調整するため、解剖学的に重要です。付加呼吸筋の過剰使用、胸壁の可動性、および肺の過膨張は、呼気終了時の横隔膜と付着帯の休止位置に影響されます。

したがって、肋骨と腹部の経路は常に付着帯を通じて機械的に結合されています。腹筋の休止張力は、横隔膜の収縮時に腹部が外側に突出するのではなく、腹腔内の圧力を上昇させることで、横隔膜の吸気作用に対抗します。したがって、付着帯と横隔膜のドーム形状は、腹部筋の休止張力が腹部内臓と胃を横隔膜の下側に支えることによって吸気中に維持されます。

まとめると、横隔膜のドームは中央腱に対応し、円筒部分は付着帯と呼ばれる下部肋骨の内側面に直接接する部分に対応します。機能に関連して、横隔膜はドームで覆われた楕円形の円柱状と考えることができます。立っている人間の静止状態では、付着帯は肋骨全体の表面積の約30％を占めます。吸気中に横隔膜が収縮すると、その筋線維が短縮します。付着帯の軸方向の長さが減少し、横隔膜のドームは肋骨挿入部に対して下降します。正常な被験者では、静息吸気中に付着帯の高さは実際に約1.5 cm減少しますが、横隔膜のドームのサイズと形状は比較的一定のままです。したがって、横隔膜の形状における最も重要な変化は、付着筋線維の短縮に関連するピストンのような軸方向の変位であり、これが呼吸中の横隔膜の体積変位の大部分を占めます。横隔膜の形状の最も重要な変化、すなわち付着横隔膜筋の短縮は、横隔膜の呼吸機械的利点、作用、および位置のために前外側腹筋の対向に依存します。

横隔膜の付着帯は片側（ほぼ常に左側）または両側で失われることがあります。その結果、左前内側鎖パターン（L AIC）または後外側鎖パターン（PEC）が生じます。L AICパターンの理由と臨床的証拠に基づくサポートは、www.posturalrestoration.comに掲載されています。

腹筋、内腹斜筋および腹横筋は、主に同側の横隔膜葉の対向と、吸気中の収縮による同側の下部葉の対向に責任があります。その結果、特に体幹の回旋や歩行中に反対側の上部肋骨と頂部胸壁が拡張します。同側または両側の腹筋の対向と横隔膜の付着が失われると、過膨張が生じます。研究によれば、慢性的な過膨張によって引き起こされる横隔膜の寸法の変化は、専ら付着帯に生じることが示されています。横隔膜の収縮は、肋骨に対向する表面積の割合を減少させることが示されています。

立位で指をつま先に伸ばし、前縦隔圧縮と後縦隔拡張で吸気ができるとき、活発な確立された付着帯（ZOA）の良い例が示されます。活発なZOAが得られない場合、PRI手動技術を通じて受動的ZOAを達成できます。最大ZOAは、仰臥位で受動的に完了し、呼気フェーズの終わりに、活発なZOA収縮中の横隔膜の強度が胸腰部の屈曲時に最強で、胸腰部の伸展時に最も弱くなります。手動復元技術の最終段階では、ため息をつく患者の前下部葉が肋骨の内旋を通じて容易に尾側に沈下し、「後方に落ちる」ことができます。

Ultrasound Sonographyによる観察

横隔膜の超音波画像

超音波では、横隔膜は2つの音響窓を通して調べることができます。図に示すように、肋骨下領域（SCA）の上です。図2;ZOAの上では、図に示すようにSCAウィンドウを通して超音波検査を行うと、横隔膜が胸部と腹部を隔てる深い位置にある湾曲した構造として表示されます。 ZOAウィンドウを通して、横隔膜は3層構造として識別できます、 1 つの低エコーの内筋層と、それを取り囲む 2 つの高エコーの外膜（腹膜と胸膜）で構成されています。
健康 な人の横隔膜収縮中、SCA ウィンドウを通した超音波では、横隔膜が頭尾方向（つまり、トランスデューサーに向かって）に下降していることがわかります。 一方、ZOA ウィンドウを通した超音波では、筋肉の短縮と肥厚が見られます 。したがって、超音波を使用すると、横隔膜の可動性と厚さを測定できます。横隔膜の可動性と肥厚を客観的に定量化するには、少なくとも 3 つの画像を評価し、値を平均する必要があります

横隔膜の可動性

横隔膜の可動性は、前肋骨下ビュー（推奨方法）、後肋骨下ビュー、または剣状突起下ビューを介して、2次元（B）モードまたは1次元（M）モードで半横隔膜を視覚化することによって測定されます。 選択 した手法に関係なく、横隔膜の可動性は3つの時点で測定されます。 静かな呼吸中、最大吸気時の深呼吸中、および自発的な嗅ぎ出し中。

後方肋骨下像は通常、患者を座位にして行います。低周波コンベックストランスデューサーを後方肋骨下領域に置き、右または左矢状面と B モードで評価し、オペレーターは肝臓または脾臓ウィンドウを通して個々の片側横隔膜を探します。次に 、頭尾方向の横隔膜可動性の振幅を M モードで測定します。後方肋骨下像は特定の患者姿勢を必要とするため、重篤な患者や機械的人工呼吸器（MV）を使用している患者では通常実行できません。
剣状突起下ビューは、子供や細身の成人に特に有効です。低周波の凸型トランスデューサーを剣状突起の下に横向きに配置し、後部横隔膜に向かって頭側と背側に角度を付けます。 B モードでは、右横隔膜と左横隔膜の両方が見えるようになり、それらの移動を定性的に比較できます。 M モードでは、各横隔膜の移動を客観的に測定できます。

Testaら は、前肋骨下像の使用について詳細な説明を行った。簡単に説明すると、低周波コンベックストランスデューサーを中鎖骨線と前腋窩線の間の前頸動脈上に配置します。 右横隔膜と左横隔膜は、それぞれ肝臓と脾臓の窓から評価できます。B モードでは、肝臓を横切って画面の右側にある下大静脈と画面の中央にある胆嚢を横切ってスキャンします。右横隔膜は、太く湾曲した高エコー線として表示されます 。トランスデューサーは内側、頭側、背側に向けられ、超音波ビームが右横隔膜の後ろ3分の1に到達する。 トランス デューサーはしっかりと固定され、患者は静かに呼吸し、深呼吸し、自発的に鼻をすする動作を行うよう求められる。Mモードでは、Mモードラインは可能な限り垂直に配置され、最大の変位が得られます。 横隔膜 運動 の 振幅は、横隔膜吸気勾配の底部と上部にノギスを置くことによって測定されます。

横隔膜の各部位の可動性には地域差があります。 横隔膜 の中央部と後部は、自発呼吸時に頭尾方向の移動が最も大きくなります。B モード超音波では、横隔膜の移動方向、つまりトランスデューサに向かう方向 (下降 = 正常) か、トランスデューサから離れる方向 (逆説的 = 異常) を意識することが重要です。

Diaphragmatic ultrasound: a review of its methodological aspects and clinical uses

古典原文

Zone of Apposition

ZOA position & Mechanical function
The diaphragm’s mechanical action and respiratory advantage depends on its relationship and anatomic arrangement with the rib cage 8,16 . The cylindrical aspect of the diaphragm that apposes the inner aspect of the lower mediastinal (chest) wall, constitutes the zone of apposition. Its region extends from the diaphragm’s caudal insertion near the costal margin, cephalid to the costophrenic angle, where the fibers break away from the rib cage to form the free diaphragmatic dome 16,17 . The area of apposition of diaphragm to rib cage has a cephalad extreme at the beginning of dullness by percussion and a caudal extreme just above the costal margin16 . For many of us the cephalid extreme begins immediately below T8 or below the cephalid aspect of the diaphragm’s dome. The zone of apposition, for the most part, is not influenced by height of diaphragm dome but rather by the orientation of the rib cage. Individuals with elevated anterior, externally rotated ribs will have a decrease in their zone of apposition on one side or both sides of their thoraco-abdominal, depending on their pattern of diaphragm opposition, abdominal weakness and use. The area of apposition of diaphragm to rib cage makes up a substantial but variable fraction of the total surface area of the rib cage. It accounts for more than one half of the total surface at residual volume and decreases to zero at total lung capacity 16 . During quiet breathing in the upright posture, it represents one fourth to one third of the total surface area of the rib cage 16 . The zone of apposition has anatomic importance because it is controlled by the abdominal and oblique muscles and directs diaphragmatic tension. Accessory respiratory muscle overuse, chest wall mobility and lung hyperinflation are all influenced by diaphragm and zone of apposition resting positions at the end of exhalation10 . The rib cage and abdominal pathway are therefore always mechanically coupled through the zone of apposition1 . Abdominal muscle resting tension opposes the inspiratory action of the diaphragm by facilitating an increase in pressure in the abdominal compartment rather than outward protrusion of the abdomen during diaphragmatic contraction19 . Therefore, the zone of apposition and dome shape of the diaphragm are maintained during inspiration by abdominal muscle resting tension supporting the abdominal viscera and stomach up against the diaphragm’s undersurface. In summary, the dome of the diaphragm corresponds to the central tendon and the cylindrical portion corresponds to the portion directly apposed to the inner aspect of the lower rib cage called the zone of apposition. In relationship to its function, the diaphragm can be considered as an elliptical cylindroid capped by a dome (see figures). In standing humans at rest, this zone of apposition represents about 30 percent of the total surface of the rib cage. When the diaphragm contracts during inspiration its muscle fibers shorten. The axial length of the apposed diaphragm diminishes and the dome of the diaphragm descends relative to its costal insertions. The height of the zone of apposition in normal subjects actually decreases by about 1.5 cm during quiet inspiration, while the dome of the diaphragm remains relatively constant in size and shape. Thus, the most important change in diaphragmatic shape, the one responsible for most of the diaphragmatic volume displacement during breathing, is a piston-like axial displacement of the dome related to the shortening of the apposed muscle fibers 5 . The most important change in diaphragmatic change, ie shortening of the apposed diaphragm muscle, is also dependent therefore on opposition of the anterolateral abdominal muscle for diaphragmatic respiratory mechanical advantage, action and position11 .

ZOA Restoration
Apposition of the diaphragm can be lost unilaterally, almost always on the left or bilaterally; resulting in a left Anterior Interior Chain pattern (L AIC) or Posterior Exterior Chain pattern (PEC), respectfully. Reasoning and clinical evidence-based support of the prominent L AIC pattern is offered on-line at www.posturalrestoration.com. Abdominal muscle, internal obliques and transverse abdominis are primarily responsible for ipsilateral diaphragm leaflet opposition and for ipsilateral lower leaflet opposition upon contraction during inspiration, resulting in contralateral upper rib cage and apical chest wall expansion, especially during trunk rotation or gait. Loss of ipsialteral or bilateral abdominal opposition and diaphragm apposition results in hyperinflation. Studies have demonstrated that changes in diaphragm dimensions produced by chronic hyperinflation occur exclusively in the zone of apposition. Contraction of the diaphragm has been demonstrated to reduce the proportion of surface area apposed to the rib cage 3 . Reducing physical and physiological symptoms associated with hyperinflation, paradoxical breathing and accessory respiratory muscle overuse requires repositioning and re-training of the diaphragm for normal zone of apposition activity. Using the Postural Restoration Institute™ L AIC manual technique one can guide the rib cage and diaphragm into a position where the left leaflet of the diaphragm regains proper mechanical advantage to efficiently contract via the central tendon and where the dome can rest at expiration since tangential force is no longer needed for postural stabilization. Proper position of the diaphragm is reached when expansion of the abdominal wall is no longer required during maximal opposition (internal rotation of the ipsilateral rib cage) at inspiration. Although simultaneous “belly” expansion and chest wall expansion is desirable upon inhalation via the nose without using accessory muscles of the neck; contralateral apical flexibility and chest wall mobility is needed during ipsilateral diaphragm apposition contraction for diaphragmatic breathing to occur effortlessly with assistance from external barometric pressure, chest wall re-coil, pleural elastic properties and negative internal mediastinal pressure. A good example of active established ZOA occurs when one can perform a successful standing reach test, fingers to toes in standing, and inhale with anterior mediastinal compression and posterior mediastinal expansion. Passive ZOA can be reached through PRI manual techniques, if active ZOA is unobtainable. Maximum ZOA is completed passively, in supine, when at the end of the exhalation phase the trans-diaphragmatic strength during active ZOA contraction is the strongest at thoraco-lumbar flexion and the weakest at thoraco-lumbar extension. At the end stage of a L AIC manual restoration technique the anterior lower leaflet of the sighing patient will easily depress caudally and “drop” posteriorly, through internal rotation of the rib cage.