Preclinical Speech Science 2 p.9~p.73
第2章 Breathing and Speech Production
呼吸と発話生成
INTRODUCTION
イントロダクション
発話呼吸障害は、臨床の場でしばしば遭遇する。発話障害を持つ人のうち15%は、少なくとも部分的に1つ以上の発話呼吸の異常が原因で問題が起こると推定されている。発話呼吸障害は、機能的および/または器質的な原因の結果であり、呼吸運動、ガス交換、呼吸快適性の問題、またはこれらの任意の組み合わせとして現れることがある(Hixson & Hoit, 2005)。
本章では、まず呼吸の基本について考察し、次に正常な発話を行うための呼吸について考察していく。続いて、呼吸の測定方法について説明する。次に、本章で取り上げた基礎科学の領域とその臨床応用の橋渡しとして、発話呼吸障害とそれを扱う臨床専門家の一般的な情報を考察するこの章は、レビューと冒頭のシナリオを完成させることで終わる。
FUNDAMENTALS OF BREATHING
呼吸の基礎 P.10
呼吸装置は、機械式のエア・ポンプである。このポンプには、エネルギー源と、このエネルギー源と空気を動かすための受動的な成分が含まれている。本項では、このポンプの性質とその機能について考察する。呼吸の解剖学的基盤、呼吸の力と動き、呼吸装置の調整、呼吸の出力変数、呼吸の神経制御、タイダル呼吸時の換気とガス交換などのトピックを取り上げる。本章の目的では、呼吸装置は、肺装置および胸壁（いずれも以下に定義）を含むとみなされる。喉頭装置、口蓋帆咽頭‐鼻部装置と咽頭口腔装置の構造は、他の章でカバーされる。
Anatomical Bases of Breathing
呼吸の解剖学的基盤
呼吸装置は、胴体（体幹）の中にある。骨と軟骨からなる骨格は、胴体の上部構造を形成している。この上部構造は、図2-1に描かれている。
図2-1 胴体の骨格上部構造
Skeletal Superstructure
骨格の上部構造
胴体の後ろ側には、34個の不規則な形をした椎骨（骨）があり、これが椎骨（背骨）を形成しています。このうち、一番上の7個を頸椎（首）、その下の12個を胸椎（胸）、その下の5個ずつの3つのグループを腰椎、仙骨、尾骨（まとめて腹部）と呼ぶことにしている。
肋骨は、骨格上部の大部分を構成している。左右12個の平らな弓形の骨である。肋骨は胴体の側面に沿って後ろから前に向かって傾斜しており、胸郭を形成し、上部構造に丸みを与えている。肋骨のほとんどは、前方で肋軟骨に付着しており、肋軟骨は胸骨に付着している。胸骨は、胸郭の前中心柱として機能する。一般的な胸郭は、胸骨に肋軟骨で固定されている上側の肋骨と、肋軟骨を共有している下側の肋骨、そして下側の2本が前面に固定されずに浮いている状態になっている。
残りの上部骨格は、胸帯（肩帯）により形成されている。この構造は胸郭の上部付近にある。胸郭の前面には、胸骨から第一肋骨を越えて胸郭の側面と背面に向かう支柱である2つの鎖骨（カラーボーン）が形成されている。背面では、鎖骨は2つの三角形のプレート、肩甲骨（shoulder blades）に付着しています。肩甲骨は、胸郭の背面上部の大部分を覆っている。
下部骨格の上部構造には、不規則な形をした大きな2つの寛骨（腰骨）がある。この2つの骨は、仙椎、尾椎とともに骨盤帯（骨盤）を形成している。
Breathing Apparatus and its Subdivisionsss
呼吸装置とその下部組織
呼吸装置（呼吸ポンプ）とその細分化したものを図2-2に描いている。装置を収納する胴体は、横隔膜で仕切られた上下の空洞で構成されている。上部の胸腔は心臓と肺でほぼ完全に満たされており、下部の腹腔は消化器系やその他の臓器や腺が多く含まれている。呼吸装置の構造は、大きく分けて肺器官と胸壁（chest wall胴体）の2つを形成している。これらの小区画は同心円状に配置されており、肺装置は胸壁に囲まれている。
図2-2 呼吸装置とその下部組織
図 2-3 肺装置の特徴
Pulmonary Apparatus
肺装置
肺装置は、呼吸装置のうち、空気を含有し、空気を管理し、ガスを交換する部分である。図2-3は、その最先端の作りの一部を示したものである。肺装置は、体内の細胞に酸素を供給し、二酸化炭素を排出する。この装置自体は、肺気道と肺の2つの構成要素に細分化される。
Pulmonary Airways.
肺気道
肺気道は、肺の異なる部分の間を空気が行き来するための柔軟なチューブで構成された複雑なネットワークを形成している。
このチューブは、落葉樹の枝を逆さにしたような模様になっている。このネットワークは、実際一般的に「呼吸樹（pulmonary tree）」と呼ばれている。
呼吸樹の幹（上の部分）は気管である。気管は、喉頭（ヴォイス・ボックス）の底に付いている管です。それは、首を通って胴体に走る。気管は、C字型の軟骨が連なっており、その開口端は背中側を向いていて、食道（胃につながる筋肉質の管）と共有する柔軟な壁によって成っている。気管はその下端で、左肺に向かう管と右肺に向かう管の2本に分かれている。この2本の管は主幹気管支と呼ばれ、肺の5つの葉（左2つ、右3つ）につながる気管支である葉状気管支と呼ばれるものに分岐しています。5つの気管支がそれぞれ枝分かれし、その子孫もまたそれぞれ枝分かれして、20世代以上にわたって続いていくのです。枝分かれするたびに、肺装置の構造は小さくなり、剛性も低下する。これらは、順次、区気管支、下位区気管支、小気管支、末端細気管支、細気管支、終末細気管支、呼吸細気管支、肺胞管、肺胞嚢、肺胞と続く。最後の肺胞は、空気で満たされた非常に小さな袋小路である。その数は3億以上、酸素と二酸化炭素の交換の場でもある。
Lungs
肺
肺は呼吸をするための器官である。一対の円錐形の構造で、多孔質でスポンジ状になっている。肺の中には弾力性のある弾性繊維がふんだんに入っていて、まるで伸縮自在の袋のような働きをする。肺の外側は、臓側胸膜という気密性の高い薄い膜で覆われている。胸壁の内側にある肺に接する部分には、同様の膜である壁側胸膜があります。この2つの膜が合わさって、肺を包む二重壁の袋を形成している。この袋の両壁は薄い液体の層で覆われており、これが潤滑油となって互いに容易に動くことができる。水の膜が2枚のガラス板をくっつけるように、同じ液体の層が内臓膜と壁側胸膜を結びつけている。そのため、肺と胸壁は一体となって動き、一方が進めば他方がついてくるという傾向がある。
Chest Wall
胸壁
胸壁は、肺装置を覆っている。胸壁には、胸郭壁、横隔膜、腹壁、腹部内容物の4つの部位がある。
Rib Cage Wall
胸郭壁
胸郭壁は肺を取り囲み、樽のような形をしている。胸郭の上部構造には、胸椎、肋骨、肋軟骨、胸骨、胸帯が含まれていることを思い出しなさい。胸郭の残りの壁は、肋骨の間を埋める筋肉組織と非筋肉組織で形成され、その内側と外側を覆っている。
Diaphragm
横隔膜
横隔膜は、胸郭の凸の床と、腹部の凹の屋根を形成している。横隔膜は、胸部と腹部を隔てていることから、”間の垣根 “という意味で「ダイアフラム」と呼ばれています。横隔膜はドーム状で、お椀をひっくり返したような形をしています。構造上、左側は右側より少し低い位置にありる。横隔膜の中心には、非弾性の丈夫なシート状の組織である腱中心があります。残りの部分は、胸郭内下部の全周から広縁状に起始し、中央の腱の端まで上方に伸びるシート状の筋肉で形成されている。
Abdominal Wall
腹壁
腹壁は、胴体の下半分を包むように存在しています。この包装材は長方形の筒のような形状で、胴体の周囲をぐるりと一周しています。胴体の上部骨格の下部は、腹壁を構築するための骨格を形成している。これは、胸郭の下付近から尾骨、骨盤帯に至る15個の椎骨（腰椎、仙骨、尾骨）からなる背中のセンターポストを含む。腹壁の大部分は、2枚の広い結合組織といくつかの大きな筋肉で構成されています。腹壁の表と裏を覆う2枚の結合組織で、それぞれ腹部腱膜、腰背部筋膜と呼ばれる。筋肉は腹壁の前後左右にあり、腹部骨膜、腰背部筋膜、椎骨、骨盤帯と結合して、その包囲を形成しています。
Abdominal Content
腹腔内容物
腹腔内容物は、腹腔内のすべてのものを指す。胃や腸など、体内のさまざまな構造物が含まれる。この含有量は単位密度（水の密度）に近く、比較的均質なかたまりを構成している。この塊は、横隔膜の下面での吸引力によって上から吊り下げられ、腹壁のケーシングによって円周方向と底面が固定されている。腹腔と腹腔内容物を合わせると、水の入った弾力性のある袋のような力学的性質がある。
Pulmonary Apparatus-Chest Wall Unit
肺装置-胸壁ユニット
肺装置と胸壁は、胸膜による結合で一つの機能ユニットを形成している。
図2-4に示すように、この完全なユニットにおける肺装置と胸壁の安静位置は、両者を分離した場合のそれぞれの安静位置とは異なる。
図2-4。肺装置と胸壁の一体性。
肺装置を胸壁から離したときの安静状態は、空気をほとんど含んでいないしぼんだ状態である。これに対して、肺装置を取り除いた胸壁の安静時の位置は、より拡大した状態である。肺装置と胸壁が胸膜連結によって一緒に保持されている状態で、呼吸装置は、肺装置がやや拡張し、胸壁がやや圧縮されるように、これら2つの別々の位置の間の静止位置を取る。肺装置と胸壁が連動したこの安静時の位置は、肺装置がしぼもうとする力と、胸壁が広げようとする力が等しく対極にある、機械的に中立または均衡のとれた状態である。
Forces and Movements of Breathing
呼吸の力と動き
呼吸装置のさまざまな部分に加えられる力によって、動きが生じる。このような力と動きが機械的なレベルでの呼吸を構成している。
Forces of Breathing
呼吸の力
呼吸装置には受動的な力と能動的な力が作用する。受動的な力は内在し、常に存在する。これに対して、能動的な力は、意思を持って、能力に応じて行使されるものである。
Passive Force
受動的な力
呼吸における受動的な力は、（a）筋肉、軟骨、靭帯、肺組織の自然な反動、（b）肺胞の表面張力、（c）重力の引っ張りからくる。これらの要因によって、呼吸装置はコイルスプリングのように、伸びたり縮んだりすると、その静止時の長さに向かって反動で動く傾向がある。
受動的な力のサイン（吸気か呼気）と大きさは、呼吸装置内の空気の量に依存する。装置が静止しているときよりも多くの空気を含むと、伸びたバネのように反動で小さくなる（息を吐く）。 装置内の空気が多いほど反動力は大きくなる。これに対して、静止状態よりも空気の量が少なくなると、圧縮されたバネのように大きくなる（息を吸う）。装置内の空気が少ないほど反動力は大きくなる。したがって、コイルばねのように、呼吸装置が安静時のレベルから変形すればするほど、吸気方向であれ呼気方向であれ、より大きな受動的反動力を発生させることになる。
Active Force
能動的な力
呼吸の能動的な力は、胸壁【訳注；chest wallは胴体と考えた方が分かりやすい】の筋肉の働きによってもたらされる。この力のサイン（吸気か呼気）と大きさは、どの筋肉がどのようなパターンで活動しているかによって決まる。能動的な力も、呼吸装置内の空気の量に依存する。装置内の空気が多いほど呼気を発生させる能動的な力が大きくなり、装置内の空気が少ないほど吸気を発生させる能動的な力が大きくなる。
以下に、胸郭壁、横隔膜、腹壁について、それぞれの筋肉の活動力発生における役割について説明する。これらの記述は、対象となる筋肉のみが活動し、収縮時に短縮していることを前提とする。しかしながら、他の筋肉の働き、胸壁の様々な部位の力学的状態、行われている呼吸活動など、いくつかの要因が個々の筋肉の寄与に影響を与える可能性があることに注意しなければならない。
Muscles of the Rib Cage Wall
胸郭壁の筋肉
図 2-5 胸郭の諸筋肉
胸郭壁の筋肉は、首と胸郭の筋肉を含むように定義されています。図2-5では、これらの筋肉をいろいろな視点から描いている。
胸鎖乳突筋（sternocleidomastoid muscle）は、首の前面と側面にある太い筋肉である。これらの下位区分からの線維は、上方および後方を通り、耳の後ろの頭蓋骨【乳様突起】に挿入される。頭の位置を固定すると、胸鎖乳突筋の収縮により胸骨と鎖骨が上昇する。発生した力は、胸骨と鎖骨との結合部を通じて肋骨に伝えられる。その結果、肋骨の位置も高くなる。
前斜角筋（scalenus anterior）、中斜角筋（scalenus medius）、後斜角筋（scalenus posterior muscles）の3つの筋肉は、機能的なグループを形成する独立した筋肉である。これらは、首の横に配置されている。前斜角筋は、第3～6頸椎から起始し、下方から側方に向かって走り、第1肋骨上部の内縁に沿って挿入されます。中斜角筋は、頸椎の下6本から生じ、椎骨の側面に沿って下降し、前頭筋の挿入点の後方の第1肋骨に挿入されます。そして後斜角筋は、頸椎の下2～3本から起始し、下方と側方を通過して第2肋骨の外面に付着している。頭部が固定された状態で、前斜角筋や中斜角筋が収縮すると第1肋骨が上がり、後斜角筋が収縮すると第2肋骨が上がる。
大胸筋（pectoralis major muscle）は、胸郭の前壁上部に位置する扇形の幅広い筋肉である。 この筋肉は、上肋軟骨の前面、胸骨、鎖骨の内半分など複雑な起始部を持っている。繊維は胸郭の壁の前面を横切り、収束して上腕骨（上腕の主要な骨）に挿入されます。上腕骨を固定すると、大胸筋の収縮により、胸骨と肋骨が上方に引き上げられる。
小胸筋（pectoralis minor muscle）は、大胸筋の下にある比較的大きく、薄い筋肉である。その繊維は、第2から第5肋骨の軟骨付近から始まる。そこから上方、側方に伸びていき、肩甲骨の前面に挿入される。肩甲骨の位置が固定されると、小胸筋の収縮により第2～5肋骨が挙上する。
鎖骨下筋（subclavius muscle）の筋肉は、鎖骨の下面から始まる小さな筋肉である。やや下方から正中線に向かって走り、第一肋骨とその軟骨の接合部に付着している。鎖骨が引き締められると、鎖骨下筋の収縮により第一肋骨が挙上する。
前鋸筋（serratus anterior muscle）は、胸郭の壁側に位置する大きな筋肉です。上部8～9本の肋骨の外面から始まる。繊維は胸郭の脇を後方に回り、そこで収束して肩甲骨の前部に挿入される。肩甲骨の位置が固定されると、前鋸筋の収縮により上部肋骨が上昇する。
外肋間筋（external intercostal）は、肋骨の間の外側を埋める11の筋肉です。それぞれ、隣接する肋骨の間を走る薄い筋肉の層である。筋肉の繊維は、前と下に向いている。隣接する肋骨の間を走る11本の筋肉を合わせたもの。肋骨と肋骨をつなぐシート状の筋肉。このシート状の筋肉は、上から第一肋骨、頸椎、頭蓋骨の底に定着している。肋骨間の筋肉が収縮すると、すぐ下の肋骨が上昇し、おそらく筋肉のシートと連動して下の他の肋骨も上昇する。筋肉が異なる肋骨合間で個々に起動させるかもしれない、あるいは、彼らが全体的に起動させるかもしれない外肋間。一斉に起動することで、肋骨が一体となって上方に移動します。また、筋肉が活性化することで、組織で満たされた肋骨の間が硬くなる。これにより、内圧を下げると内側に、上げると外側に、それぞれ吸い込まれるのを防ぐことができる。
内肋間筋（internal intercostal muscles）は、肋骨の間の内側にある11の筋肉です。外肋間筋の下側に位置し、胸郭の両脇から胸骨まで伸びています。内肋間筋は胸郭の奥にある肋骨の間を埋めることはできない。内肋間筋の線維は、下方と後方に、外肋間筋の線維と直角に走っている。内肋間筋は、他の筋肉（特に腹壁の筋肉）を介して肋骨同士や骨盤帯をつなぐ大きなシート状の筋肉を形成しています。肋骨間の筋肉が収縮すると、すぐ上の肋骨、そしておそらく筋肉シートによって作られた連結部を通して上の他の肋骨を下向きに引っ張ります。内肋間筋は、どの肋骨間でも個別に活動することもあれば、集団で活動することもある。後者の場合、肋骨が一体となって下方に移動する傾向があります。筋肉の収縮により、組織で満たされた肋骨の間が硬くなり、内圧を下げるときと上げるときにそれぞれ内側に吸い込まれたり、外側に膨らんだりするのを防ぐことができます。
内肋間筋のうち肋軟骨の間にある部分（肋軟骨間内肋間筋）は、筋肉組織が、骨付き肋骨の間にある部分（骨間内肋間筋）が発揮する胸郭壁への下方への引っ張りよりも、むしろ胸郭壁への上方への引っ張りを発揮するように配置されています。このように、内肋間筋は胸郭壁全体で仲間の外肋間筋が担っているのと同様の機能的役割を胸郭間領域で演じているのである。つまり、2層の肋間筋（外側と内側）は、胸郭の前方では同じように機能するが、それ以外の場所では異なる働きをするのである。
胸横筋（transversus thoracis）は、胸郭の内側、前壁にある扇状の構造物である。胸骨下部と第4、5～7肋軟骨の内面、正中線上に起始する。そこから胸郭を横切って扇状に伸び、肋軟骨の内面と第2～第6肋骨の骨端に挿入される。筋肉の上部の繊維はほぼ垂直に走り、中間の繊維と下部の繊維は別の角度で走っている。胸横筋が収縮すると、第2肋骨から第6肋骨を下に引っ張る力が働きます。
広背筋（latissimus dorsi ）は、体の背面部に位置する大きな筋肉です。胸椎、腰椎、仙椎の下6本と、肋骨の下3～4本の裏面から複合的に発生するものである。繊維は、胴体下部の背面を上方に角度を変えながら走り、上腕骨に挿入されます。上腕骨の位置が固定されると、肋骨下部に挿入されている広背筋の線維が収縮し、肋骨を上昇させることができます。一方、筋肉全体が収縮すると、胸郭壁の下部が圧縮される。このように、広背筋の筋肉は、異なるサイン（吸気で呼気）の活発な力を発生させることができる。
上後鋸筋（serratus posterior superior muscle）は、胸郭壁の背面上部に位置する筋肉である。それは、脊柱の後ろから始まる細い筋肉である。起点となるのは、第7頸椎と第1～4胸椎である。繊維は胸郭の後方を下向きに進み、第2?第5肋骨に挿入されます。上後鋸筋が収縮すると、第2肋骨から第5肋骨を上方に引き上げることができる。
下後鋸筋（serratus posterior inferior muscles）は、胸郭壁の下部背面部分に位置する細い筋肉である。胸椎の下部2個と腰椎の上部2～3個から起始し、胸郭の背面を上方に傾斜して、下部4本の肋骨の下縁に挿入さ れる。下後鋸筋の収縮は、下の4本の肋骨が下に引っ張られる。
側腸肋筋（lateral iliocostalis muscle）グループは、胴の背面にある3つの筋肉を含む。
椎骨の横に位置し、頸椎と腰椎の間をつなぐように伸びています。側頸腸肋筋（lateral iliocostalis cervicis muscle）は、第３～6肋骨の外面から起始し、上方へ正中線に向かって進み、第4～6頸椎に挿入される筋肉である。側胸腸肋筋（lateral iliocostalis thoracis muscle ）は、下6本の肋骨の上縁から起始し、上方に向かい上6本の肋骨の下縁に挿入する。そして、側腰腸肋筋（lateral iliocostalis lumborum muscle ）は、腰背筋膜、腰椎、尾骨の裏面から起始している。上方へ、そして横方向へと進み、下部6本の肋骨の下縁に挿入する。測頸腸肋筋の収縮により第3～6肋骨が上昇し、測腰腸肋筋の収縮により下6肋骨が下降している。測胸腸肋筋の収縮は、胸郭壁の背面の大きな部分を安定させ、筋肉群の頸部と腰部の要素によってそれぞれ引き起こされる肋骨の上昇または下降のいずれかと協調して動くようにします。
肋骨挙筋（levatores contarum）は、胸郭壁の裏側に位置する12個の小さな筋肉です。起始部は第7頸椎と第11胸椎の上部にあり、下方にやや外側に伸びて起始部の椎骨のすぐ下の肋骨の裏面に挿入される。肋骨挙筋群の個々の筋肉が収縮すると、それが挿入されている肋骨を上昇させる。筋肉群が集団で収縮すると、外肋間筋が集団で収縮したときと同じような作用（肋骨が一体となって上昇する）が得られます。
腰方形筋（quadratus lumborum muscle）は、体幹の背中にある平らな四角形のシート状の筋肉である。尾骨の上部から発生し、上方へ、そして正中線に向かって走り、最初の4つの腰椎と最下部の肋骨の内側半分の下縁に挿入される。
肋下筋（subcostal muscles）は、胸郭の内側後壁にある薄い筋肉群 である。人によって数は異なるが、胸郭壁の下部に位置し、最もよく発達していることが多い。肋骨下筋は、肋骨内側の椎骨付近から発生し、上方・側方に向かい、すぐ上の肋骨に挿入するか、1?2本飛ばして上の肋骨に挿入します。
p.19
Muscle of the Diaphragm
横隔膜の筋肉
横隔膜（diaphragm）の筋肉の特徴は、図2-6のように描写される。横隔膜は、胴体を2つの区画に細分化する、大きく複雑な筋肉である。その起点は胸郭下部の内周付近である。胸骨の下、肋骨の下6本とその軟骨、腰椎の上3～4本が含まれる。この内縁から筋繊維が上方に放射状に伸び、横隔膜の最中心部を形成する非弾性組織の広いシートである腱中心のまわりに挿入されます。横隔膜の筋肉が収縮するとき、2つの作用がありえる。図2-7に示すように、一つは中央の腱を下方から前方に引っ張って胸郭を垂直方向に拡大するものであり、もう一つは下部6本の肋骨を上昇させて胸郭を円周方向に拡大するものである。胸郭の底部を下げる動作と胸郭の周囲を広げる動作は、胸郭壁と腹壁の相対的な硬さに依存する型で発生する。
図 2-6 横隔膜の筋肉
図2-7。横隔膜の動作。音声呼吸障害の評価と管理から見た構造的特徴
Muscle of the Abdominals wall
腹壁の筋肉
腹壁の筋肉は、図2-8に示される。異なる角度からの表示である。
図 2-8 腹壁の諸筋肉
腹直筋（rectus abdominis muscle）は、中央線を離れてちょうど下の胸郭壁と腹壁の正面にあるリボン状の構造である。寛骨上縁、前縁から発生し、上方に垂直に走り、第5、第6、第7肋軟骨と胸骨下部の外面に挿入される。腹直筋は、腱膜の切れ目によって4～5個の短い部分に区分けされている。全ての筋肉は、腹部の腱膜によって作られる繊維のさやに入っている。筋肉と鞘は、胸骨が胸郭壁に形成する前面センターポストの延長線上にある腹壁の前面に沿ってセンターポストを形成する。腹直筋が収縮すると、肋骨の下部と胸骨を下方に引き下げ、腹壁の前面を内側に押し込むように力がかかります。また、区画された筋分節は独立した収縮が可能である。
外腹斜筋（external oblique muscle）は、胸郭壁下部と腹壁の側面と前面にある幅の広い筋肉である。正中線付近の寛骨と腹部腱膜の上面から起始する。繊維は、腹壁を様々な角度で上方に伸びている。一番目立つコースは上方から側面に向かってで、挿入するのは下8本の肋骨の外表面と下縁である。外腹斜筋が収縮すると、肋骨の下部を下方に引き下げ、腹壁の前面と側面を内側に押し込む力が働きます。
内腹斜筋（internal oblique muscle）は、胸郭壁下部と腹壁の側面と前面に位置する大きな筋肉である。外腹斜筋の下にある。内腹斜筋は寛骨と腰背筋膜の上面から起始している。その繊維は腹壁を横切って扇状に伸び、腹部腱膜と下部3～4本の肋骨の肋軟骨の下縁に挿入さ れる。内腹斜筋の線維は、外腹斜筋の線維と直角に走っている。内腹斜筋が収縮すると、肋骨の下を下に引っ張り、腹壁の前面と側面を内側に押し込む力が働く。したがって、その機能的可能性は外腹斜筋と同様である。
腹横筋（transversus abdominis muscle）は、腹壁の前面と側面にある幅広い構造を持つ筋肉である。内腹斜筋の下にある。腹横筋は寛骨上面、腰背筋膜、7～12肋骨の肋軟骨内面など、複雑な起始部を持っている。筋の線維は腹壁の周囲を水平に走り、前部で腹部腱膜に挿入する。左右一対の腹横筋は、腹壁を取り囲むように配置されている。腹横筋の筋肉が収縮するとき、それは中で腹壁の表と側面を強制する。
今説明した4つの筋肉は、腹壁の前面と側面にあり、日常的に「腹筋」と呼ばれている。しかし、腹壁は胴体をぐるりと囲むように存在し、その前面と側面だけではありません。その他、3つの筋肉が背中で腹壁を横断しており、先ほど説明した筋肉と同じように腹壁の一部となっている。これら3つの筋肉は、胸郭壁の関連で前述したとおりである。広背筋、測腰腸肋筋、腰方形筋などである。これらの筋肉は、腹壁の大きな変位には関与しない。それでも、腹壁を背中で支え、その硬さを変えることができるのです。したがって、他の4つの腹筋と機能的に重要なパートナーとなっている。
Realization of Passive and Active Forces
受動的および能動的力の実現
呼吸の力は、2つの方法で実現される。一つは構造物への引っ張り、もう一つは様々な場所で発生する圧力によるものである。引っ張る力は複雑に分布している。幸いなことに、それらは圧力として現れるある地点に一様に分布している。これらの圧力で最も重要なものの位置は、図2-9の中で示される。
肺胞圧、胸膜圧、腹圧、経横隔膜圧（transdiaphragmatic pressure）などがある。肺胞内圧は、肺の内側の圧力である。胸膜圧とは、胸郭の内側で、肺の外側（胸膜の間）の圧力のことである。腹腔内圧は、腹腔の内側の圧力である。そして、経横隔膜圧とは、横隔膜を挟んだ圧力の差（胸膜圧と腹圧の差）のことである。
図2-9。呼吸装置の圧力
Movements of Breathing
呼吸の動き
呼吸の動きは、胸郭壁、横隔膜と腹壁で起こる。ここでは、動きの可能性を、その原因となる力とは別に考える。
Movements of the Diaphragm.
横隔膜の動き。
横隔膜の動きは見えないので、胸壁の他の構造物の動きから推測する必要がある。このような動きは横隔膜の曲率半径の変化として現れ、中心腱と下肋骨の相対的な固定に依存する。
図2-11 横隔膜の動き
図2-11に示すように、横隔膜を平らにしたり、より高いドーム型にすることができる。扁平化は中心腱の下降や肋骨下部の上昇によって起こり、軽度から著しいものまで様々である。印をつけると、横隔膜が逆さになったパイパンのような形になる。横隔膜のドーミングの増大は、中心腱の上昇および/または下肋骨の下降に起因し、また、軽度から著しいものまで様々である。印をつけると、横隔膜は丸みを帯びた弾頭のような形状になる。
胸郭の位置が固定されている場合、横隔膜の動きは腱中心の動きと一致する。一方、腱中心の位置が固定されていると、横隔膜の動きは腹壁の動きと一致する。
Movements of the Abdominal Wall.
腹壁の動き。
腹壁の形状は人により異なる。腹筋の強さや体型などの要因で、そのような違いが生じる。直立したり座ったりすると、下腹部の壁が多少膨張する。これは、腹部内部の圧力が横隔膜の下面付近よりも底部付近の方が大きく、下腹部の壁を外側に押し出すためである。2つの動きで腹壁の形状を変化させることができる。壁を内側に動かしたり、外側に動かしたりすることも含まれる。
内側に動かすと腹壁が平らになる。このような平坦化には、わずかなものから顕著なものまでがある。平坦化を示す場合、壁の形状は直線的であるが、例外的に痩せた人の場合、実際にはわずかに内側に湾曲していることがある。より顕著な腹壁の膨張は、腹壁を外側に移動させることによって達成される。外側へ向かうほど、壁の出っ張り度合いが大きくなる。このような出っ張りを示すと、壁の形状から、横から見ると胴体が洋ナシに近い形になる。
Relative Movements of the Rib Cage Wall, Diaphragm, and Abdominal Wall
胸郭壁、横隔膜と腹壁の相対的な動き
図2-12は、胸郭壁、横隔膜、腹壁の動きが、それぞれ異なる機能的結果をもたらすことを示している。胸郭壁と横隔膜・腹壁は、異なる割合で肺の表面と接触しているからである。
胸郭壁は、肺の表面の約4分の3に接している。したがって、その動きは肺胞内圧や空気の移動に大きな影響を与える。胸郭壁が少し動いただけでも、大きな圧力変化が起こり、肺装置に大量の空気を出し入れすることが可能となる。
一方、横隔膜は肺の表面に4分の1程度しか接していない。つまり、同じ肺胞圧の変化、または同じ量の空気を肺装置に出し入れするには、胸郭壁よりはるかに大きく横隔膜が伸縮しなければならない。
腹壁も同じような状況をしめす。腹壁と横隔膜は、非常に大きな胸壁部分（横隔膜-腹壁）の対向面であり、その間に腹部の内容物が存在する。したがって、腹壁は横隔膜を介して間接的に肺装置と接触しており、横隔膜と同じように肺の表面の1/4にアクセスすることができる。横隔膜と同じように、肺胞圧を変化させたり、同じ量の空気を肺装置に出し入れするには、腹壁は胸郭壁よりはるかに大きな伸展をしなければならない。【太線強調：山本、これは、いわゆる腹式呼吸を否定するもので、ガルシアが言った“the thoracic（胸式呼吸）”(Hints On Singing p.4)と一致する。】
図2-12胸郭壁、横隔膜と腹壁の相対的な動き。
等しい呼気量と圧力変化
Adjustments of the Breathing Apparatus
呼吸装置の調整
呼吸装置は、多くの調整をすることができる。これらの中には、それらが起こる胸壁の部分に限定されるものもある。また、胸壁のさまざまな部位間の作用の結果であることもある。図2-13は、呼吸器の調整に寄与し得る受動力と能動力をまとめたものである。これらは、肺装置、胸壁、そして胸壁を構成する3つの要素である胸郭壁、横隔膜、腹壁を個別に描いたものである。図中のマイナス記号は呼吸装置を吸おうとする力、プラス記号は吐こうとする力をそれぞれ表す。
図2-13 呼吸の受動的力と能動的力
Pulmonary Apparatus
肺装置
肺装置は、受動的に呼吸装置の調整に参加するだけである。引き延ばされたコイルバネのように、常に小さいサイズに向かって反動で動く。したがって、呼気方向にのみ作動する。
Chest Wall
胸壁
【訳注；chest wall 胸壁と云うとどうしても胸に壁のように思いがちですが、上の図の左から2つ目で示されるように腹部と胸部を含む胴体全体のことであることに注意してください。】
胸壁は、受動的にも能動的にも呼吸装置の調節に関与することができる。胸壁のサイズが大きいと内側に、小さいと外側に反動がかかる。したがって、胸壁のサイズが大きいときには肺装置の反動を補完し、胸壁のサイズが小さいときには反動に対抗することになる。胸壁の筋肉は、どのような胸壁の大きさであっても、呼吸装置を吸気または呼気するための活動的な力を発生させることができる。装置を吸い込もうとする筋肉は胸郭壁と横隔膜にあり、装置を吐こうとする筋肉は胸郭壁と腹壁にある。胸壁が小さいと呼吸装置を吸引するのに有効な力が大きくなり、胸壁が大きいと呼吸装置を呼気するのに有効な力が大きくなる。その理由は、胸壁の吸気筋と呼気筋が、それぞれ胸壁のサイズが小さいときと大きいときに、長さ-力特性（length-force characteristics）においてより有利な部分にあるためである。
Rib Cage Wall
胸郭壁
胸郭壁は、受動的にも能動的にも呼吸装置の調整に寄与することができる。大きなサイズでは内側に、小さなサイズでは外側に反動する（真横の体勢を除く）。そのため、胸郭が大きい場合は肺装置の反動を補い、胸郭が小さい場合は反動に対抗する。また、胸郭壁の筋肉は、吸気方向と呼気方向の両方に活動力を発生させることができる。吸気力を司るものは胸郭壁の表層に、呼気力を司るものは壁の深層に位置している。呼吸装置を吸い込もうとするために利用できる活動的な力は、胸郭壁のサイズが小さいほど大きく、一方、呼吸装置を吐こうとするために利用できる活動的な力は、胸郭壁のサイズが大きいほど大きくなります。胸郭壁の大きさが異なる場合の力の優位性は、胸郭壁の大きさが小さい場合、吸気筋と呼気筋の長さ-力特性がそれぞれより有利であることに関連している。呼吸装置の最小の筋肉は胸郭壁にあり、迅速かつ正確な動作の能力を提供する。
Diaphragm
横隔膜
横隔膜は、受動的にも能動的にも呼吸器の調節に寄与することができる。肺気量が多いときのように、足側に変位してドーム状でない場合は、反動が生じない。これに対して、肺気量が小さいときのように、頭側に変位してドーム状になった場合は、吸気方向に反動が生じる。吸気の反動は、横隔膜に作用する力によって横隔膜の筋繊維が受動的に伸張することによって起こる。このように、肺気量が小さいときには横隔膜は肺装置の反動に対抗する。横隔膜は、吸気方向にのみ能動的な力を発生させることができる。横隔膜の形状が高ドーム型であるほど、構造体が発揮できる活動的な力は大きくなります。これは、その筋繊維が長く、長さ-力特性においてより有利な部分にあるためである。
Abdominal Wall
腹壁
腹壁は、呼吸器の調節に受動的にも能動的にも寄与することができる。腹壁の容積が大きいと呼気方向に、小さいと吸気方向に反動がある（真下を向いた体勢を除く）。このように、それはかなりの腹壁容積で肺装置のはね返りを補って、少ない腹壁容積でそれに反対する。腹壁は呼気方向にしか能動的な力を発生させることができません。腹壁筋が彼らの長さ-力特徴のより好ましい部分の上にあるので、そのような活発な力はかなりの腹壁容積でより大きくありえる。
Pulmonary Apparatus-Chest Wall Unit
肺装置-胸壁ユニット
肺装置-胸壁ユニットの異なる部分間の機械的配置は、呼吸装置の動作がどのように現れるかを決定する。このような配置により、図2-14に示され、以下の例で説明されるように、呼吸装置の1つの部分が装置の他の部分の調整を引き起こすことが可能になる。
図2-14 胸郭壁、横隔膜、腹壁の構成要素の互いへの影響。
胸郭壁の作用により、横隔膜と腹壁の両方が調整されます。たとえば、胸郭壁が拡大する、そして、横隔膜と腹壁が静止しているとき、胸膜腔内圧は中へ頭部方向の横隔膜と腹壁を降ろして、引く。これはストローで液体が上に吸い上げられるのに似ている（したがって、腹壁の結果を指して「吸い込む」と表現している）。逆に胸郭の壁が圧迫されると胸膜圧が上昇し、横隔膜を足側に、腹壁を外側に押し出す。
横隔膜の働きによって、胸郭壁と腹壁の両方が調整されます。
これらの調整の性質は、胸郭壁と腹壁の力学的状態に依存する。
例えば、胸郭壁の位置が固定されている場合、横隔膜の動きは足方向の変位と腹壁の膨張に分解される。これに対して、腹壁の位置が固定されている場合、横隔膜の動きは胸郭壁の頭側への移動に解消される。通常、胸郭壁も腹壁も剛体ではないので、相対的なコンプライアンス（たわみ性、迎合性）に応じて動きます。
腹壁の作用により、胸郭壁と横隔膜の両方が調整されることがある。例えば、腹壁の筋肉が収縮すると、腹壁が内側に押し込まれ、腹腔内圧を上げる。これにより、胸郭下部の壁が外側に、横隔膜が頭側に押し出される。この2つの効果が相まって、胸郭壁が受動的に持ち上げられ、腹壁がどんどん内側に移動して胸郭が高くなる。
呼吸装置の作用は、しばしば一見単純に見え、それが観察される装置の部分のみに起因するものであると誤って判断されることがある。しかし、上述したように、呼吸装置の異なる部品間および部品間の力学的相互作用は重要であり、呼吸装置のあらゆる調整を理解しようとするときに考慮されなければならない。
Output Variables of Breathing
呼吸の出力変数
呼吸装置は多くの変数を制御する。その中で重要なのは、量、圧力、形状である。
Volume
ボリューム（体積、量）
ボリュームとは、3次元の物体や空間の大きさのことである。ここで注目されるのは、肺装置内の空気の量である。この量は肺気量と呼ばれ、呼吸装置の大きさを反映している。呼吸装置の動作が肺気量に依存するので、肺気量は重要である。
呼吸装置の動きは、肺装置に空気を入れたり出したりすることで、肺気量を変化させることができます。このような体積の変化は、体積変位（volume displacement）と呼ばれ、喉頭と上気道が開いている場合にのみ発生することができる。
体積の変数は、肺気量（lung volumes ）と肺気容量（lung capacities）と呼ばれるものに分割することができる。体積は、スパイログラム（スパイロメーター（体積変位を記録する装置）から得られる肺体積の経時的変化の記録）で表示されることが多い。スパイログラムは、図2-15で示される。
図2-15 肺気量と肺気（容）量
4つの肺気量がある。
それぞれ、肺活量範囲の一部をカバーし、相互に排他的である。
一回換気量（tidal volume（TV））とは、呼吸サイクル中の吸気から呼気までの空気量のことである。安静時の個人で記録した場合、この量を安静時一回換気量（resting tidal volume）と呼ぶ。
予備吸気量（inspiratory reserve volume（IRV））は、潮の終わり吸気レベル（一回換気量（TV）サイクルのピーク）から示唆されることができる空気の最大量である。
予備呼気量（ERV）とは、一回換気量終末呼気レベル（一回換気量潮容サイクルの谷）から呼気できる最大空気量のことである。
残気量（RV）とは、最大呼気終了時の肺装置内の空気量のことである。
肺装置は自発的に空にすることができないので、この量を直接測定することはできない。
p.30
4つの肺気容量がある。それぞれ、上述した肺活量が2つ以上含まれている。
最大吸気量（inspiratory capacity（IC））は、安静呼気レベルから吸引できる最大空気量のことである。それは、一回換気量（TV）と予備吸気量の合計である。
肺活量（vital capacity（VC））は、最大吸気後に呼気できる空気の最大量のことである。それは、予備吸気量（IRV）、一回換気量（TV）と予備呼気量（E.R.V.）を含む。
機能的残気量（FRC）は、安静呼気レベルの肺装置内の空気量である。この容量は、予備呼気量（ERV）と残気量（RV）を含む。
全肺気量（total lung capacity （TLC））は、最大吸気終了時の肺装置内の空気量のことである。それは、予備吸気量（IRV）、一回換気量（TV）、予備呼気量（ERV.）と残気量（RV）を含む。
図2-16は、操作可能な肺活量（％VC）の値域を、スピログラムとは異なるグラフィックフォーマットで描いたものである。この表示は、日常のさまざまな呼吸活動で使用する肺活量を表示している。40%VCレベルは、呼吸装置の静止レベルを表す。
図2-16。日常生活の一部で使用される肺気量。
Pressure
圧力
圧力は、表面上に分布する力（圧力＝力／面積）として定義される。ここで最も重要なのは、肺の中の圧力である。この圧力が肺胞内圧と呼ばれることを思い出しなさい。肺胞内圧は、呼吸装置に作用するすべての受動的および能動的な力の総和を表す。
肺胞内圧は、肺の中で空気の分子がぶつかり合うことで発生する。空気の分子が密集していると、より多くの衝突が起こり、圧力が高くなる。 反対に、空気の分子が密集していないと、衝突が少なく、肺胞内圧が低くなる。喉頭や上気道が閉じている場合、肺容量と肺胞内圧は反比例の関係にある。つまり、体積が半分になると圧力は2倍になり、体積が2倍になると圧力は半分になる（温度が一定である場合）。
図2-17。容積-圧力図。
肺胞内圧を表示する方法として、図2-17に示すような体積-圧力図がある。図の縦軸は肺気量（単位：肺活量（VC）の％）、横軸は肺胞圧（単位：センチメートル水、cmH2O）を表している。横線の実線は呼吸装置の静止レベルを表し、図では40%VCと表示されている。縦の実線は大気圧（表記ゼロ）を表す。この線の左側の点は大気圧より低い圧力（表記マイナス）、右側の点は大気圧より高い圧力（表記プラス）を表している。3つの曲線は、弛緩時、最大吸気時、最大呼気時の体積-圧力関係を表している。
弛緩圧は、呼吸装置の受動的な力のみによって生じる圧力である。図2-17で示すように、弛緩圧は肺気量によって変化する。弛緩圧は、肺気量が呼吸装置の安静時レベルより大きい場合は正圧、小さい場合は負圧となる。最大の肺気量で最も大きな正弛緩圧が発生し、最も少ない肺気量で最も大きな負弛緩圧が発生する。肺活量の中域では、弛緩圧は肺活量変化にほぼ比例して変化するが、極域では肺活量変化に対してより急激に変化する。これは、肺活量が非常に大きい場合と小さい場合では、呼吸装置が硬くなるためである。
弛緩圧から離れるには、能動的に筋肉に力を入れる必要がある。肺気量が多いときに弛緩圧（容-圧弛緩曲線の左側）より低い圧力を発生させるためには、ネットの吸気筋圧が必要である。これに対して、一般的な肺活量で弛緩圧（曲線の右側）よりも高い圧力を発生させるためには、ネットの呼気筋圧が必要である。ここでいうネットとは、吸気筋圧と呼気筋圧の両方が同時に作用していても、どちらかが優位であることを意味する。圧力が弛緩圧と等しいとき、これは呼吸装置のすべての筋肉が弛緩していることを意味するか、または吸気と呼気の筋肉圧が等しく発揮され、それらが互いに相殺されることを意味します。
呼吸装置によって発生しうる最大吸気圧は、図2-17の左端の曲線で表される。
最大吸気圧は肺気量が大きいときよりも、小さいときの方が大きくなる。これは、肺気量が小さいほど負の弛緩圧圧がより強く働くためで、肺気量が小さいほど吸気筋はより好ましい長さ-力の条件下で作動するためである。
呼吸装置によって発生しうる最大呼気圧は、図2-17の一番右の曲線で表される。最大呼気圧は、肺気量が小さいときより大きいときの方が大きくなる。これは、肺気量が大きい方が陽の弛緩圧が強く、肺気量が大きい方が呼気筋がより好ましい長さ-力条件で動作するためである。
図2-18は、到達可能な肺胞内圧の範囲（単位：cmH2O）を別の形式のグラフィック表示で示したものである。圧力スケールに沿って、活動内容とその活動に関連する典型的な肺胞内圧のリストが表示される。
図2-18 さまざまな活動で使われる肺胞内圧。
(240cmH2O)肺を満たした状態での最大呼気（吹き込み）力
(220cmH2O)肺気量が半分のときの最大呼気（吹き込み）力。
(190cmH2O)トランペットのフォルテを吹く
(140cmH2O)大型ボトルの吹き込み
(80cmH2O)非常に大きな反抗的な叫び
(40cmH2O)肺を膨らませた状態での弛緩
(30cmH2O)バースデーケーキのロウソクを吹き消す
(10cmH2O)会話型スピーキング
(0cmH2O)静かな呼吸終了後の緩和
(-20cmH2O)突然の鼻すすり
(-40cmH2O)肺を空にした状態での弛緩
(-100cmH2O)肺気量が半分のときの最大吸気（吸引）力
(-130cmH2O)肺がからっぽの状態での最大吸気（吸引）力
Shape
形状
形状とは、物体の大きさや体積とは無関係に構成されているものである。ここでいう形状とは、胸壁の形状のことである。具体的には、胸壁のうち外から観察できる胸郭壁と腹壁の表面形状を指す。形状は、胸壁のさまざまな部分の力学的な優位性を示す情報として重要である。
胸郭壁と腹壁は、通常、それぞれ1つの自由度の動きをしている。つまり、胸郭壁と腹壁の相対的な大きさ（体積に換算できる）をモニターすることで、胸壁の形状を特徴づけることができる。形状を説明するための一つの慣例は、胸郭壁と腹壁の相対的な大きさを表示することである。図2-19は、大きさの指標である胸郭壁の前後径を縦軸に、腹壁の前後径を横軸にとり、右肩上がりに表示したもので、この慣例に従ったものである。
図2-19 相対的直径図。
図2-19の破線は胸壁の弛緩特性を表している。これは、呼吸筋が完全に弛緩しているときに、肺気量が異なる胸壁がとる形状である。弛緩特性の上部の円は全肺気量を、下部の円は残気量（R.V.）を表しています。特性の中央付近にある塗りつぶされた円は、呼吸装置の静止レベルを表している。図中の外接部は、胸壁が取り得るあらゆる形状を表している。胸郭壁と腹壁の両方が非常に大きい、あるいは非常に小さいという直径の極値付近では、形状の幅は小さくなる。形状の幅は、直径の中域で最も大きくなる。
図2-19の各ポイントは、胸壁の形と肺気量のユニークな組み合わせを表しており、根本的な筋肉メカニズムとの関連で解釈することが可能である。図 2-20 はその方法を示している。
図2-20 相関直径図から筋肉機構を解釈する
図2-20の弛緩特性上の点は、胸壁の筋肉が完全に弛緩しているか、あるいは、互いに打ち消しあう等しい反対の筋力が働いていることを表す。
弛緩特性になく、能動的な筋力によってのみ達成されるポイント。
緩和特性の左側のポイントは、（a）正味の吸気胸郭壁力、（b）呼気腹壁力、（c）正味の吸気胸郭壁力と呼気腹壁力、（d）正味の呼気胸郭壁力と大きな呼気腹壁力を使用して達成することができる。弛緩特性の右側のポイントは、（a）正味の呼気胸郭壁力、または（b）正味の呼気胸郭壁力と少ない呼気腹壁力を使用して達成することができます。
図2-21は、実現可能な胸壁形状の範囲（相対値）を別の形のグラフィック表示で示したものである。図中の目盛りに沿って、現象や 状況とそれに関連する胸壁形状の一覧を示した。
図2-21 胸壁は、異なる現象と状況の特徴を形づくる。
p.35~p.43
Neural Control of Breathing
呼吸の神経コントロール
呼吸運動は、神経系によってコントロールされる。このセクションでは、呼吸の神経基盤について、その基質とタイダル呼吸および呼吸の特殊行為のコントロールへの参与に焦点をあてて説明します。
Neural Substrates
神経基盤
図2-22は、呼吸のコントロールにとって重要な神経系の構造を表す。これらの構造は、神経系を大きく分けて、中枢神経系と末梢神経系の2つに分類されます。
図2-22 成人神経系
中枢神経系には、脳と脊髄が含まれる。前者は頭蓋骨内の神経組織の塊で、後者は椎骨の下方に伸びる脳の外枝に沿っている。
末梢神経系は、中枢神経系と呼吸器官のさまざまな部分をつないでいる。これらの接続は、脳神経と脊髄神経を通じて行われる。呼吸のコントロールには、4つの脳神経が参与している。これらは、吸気時に喉頭と上気道を拡張する筋肉を支配する脳神経IX（舌咽頭）、X（迷走神経）、XII（舌下神経）、そして、胸骨、鎖骨、胸郭を持ち上げる胸鎖乳突筋を支配する脳神経IX（副神経）などがある。
呼吸の制御には22本の脊髄神経が関与している。表2-1に、それらが神経を分布する筋肉と共にリストされる。このように、呼吸に関係する脊髄神経は、8本の頚椎（C）神経、12本の胸椎（T）神経、最初の2本の腰椎（L）神経がある。連続する下位の脊髄神経は、一般に、呼吸装置の連続する下位の領域に運動神経を供給する。横隔膜は例外で、横隔神経と呼ばれる運動神経の集合体であるC3-C5から運動神経を供給されている。表2-1には、胸壁の筋肉に供給される運動神経のみを列挙した。胸壁への感覚神経供給は、一般に運動神経供給と同様のパターンであるが、横隔膜のセンサー供給は、横隔神経と下部胸郭神経が担っていることが特徴である。
P. 38
これらの神経基盤は、さまざまな呼吸活動をコントロールしている。このような活動は、起きている、警戒している、覚醒している、眠っている、意識がある、あるいは無意識であるなど、さまざまな状態と関連付けることができる。現在のところ、呼吸の制御に関する議論は、タイダル呼吸と呼吸の特殊行為という単純な二項対立で整理されている。
Control of Tidal Breathing
タイダル呼吸のコントロール
最も一般的な呼吸法であるタイダル呼吸は、自動呼吸、代謝性呼吸、不随意呼吸と呼ばれることもある。タイダル呼吸のコントロールは、脳幹に委ねられている。特に重要なのは、脊髄（spinal cord）と連続する脳幹（brainstem）の領域である髄質に位置する構造である。これらの構造には、呼吸のための低次脳中枢（lower brain center）と総称される神経細胞のネットワークが含まれています。この低次脳中枢の主な仕事は、呼吸のリズムパターンを生み出すことと、換気を調節して動脈血中のガス濃度（酸素と二酸化炭素）を調整することである（Feldman&McCrimmon, 1999; Lumb, 2000）。低次脳中枢は、高次脳中枢からの入力がなくても自動的に呼吸を実行することができ、しばしば呼吸の中枢パターン発生装置と呼ばれる。
表2-1 胸壁の筋肉に供給される運動神経の分節起源のまとめ（C=頸部、T=胸部、L=腰部）
Souce: Based on Dickson and Maue-Dickson (1982）
脳幹からの信号は末梢神経を経由して胸壁の筋肉に到達する。例えば、吸気では、脳幹からの信号が横隔神経を経由して横隔膜筋に到達し、その繊維を収縮させる。信号は外肋間筋にも伝わり、胸郭の壁を硬くしたり（安静時タイダル吸気）、横隔膜を補助的に動かす（より強いタイダル吸気時）ように働きます。喉頭筋と上気道筋に同時に送られる信号は、関連する気道を大きくして吸気抵抗を減らし、気道を囲む組織を硬くして内側に吸い込まれる可能性を低くする。
脳幹で生成される呼吸パターンは、さまざまな情報源からの求心性（入ってくる）情報によって強く条件付けされている。この求心性の情報は、ほとんどの場合、無意識に受信・処理されている。しかしながら、求心性の情報は、自覚のレベル（感覚）、あるいは意味や連想のレベル（知覚）にまで処理されることがある。そのような時、個人は意識的に自分の呼吸に注意を払い始め、呼吸を発現させ、いくつかの例を挙げると、力、動き、呼吸の快適さの感覚に関係する呼吸関連の知覚を発現させることができる。
最も重要な求心情報は、化学受容体と機械受容器からもたらされる。化学物質の状態を感知するのが化学受容器で、呼吸に最も関係の深いものは中枢化学受容器と末梢化学受容器と呼ばれている。中枢化学受容器は、髄質の前面と側面にあり、主に脳脊髄液中の二酸化炭素の量の変化に反応する。末梢化学受容器は、脳への主要な血液供給源に近い、総頸動脈の分岐部にある頸動脈小体に存在する。これらは体のための主要な酸素受容体である、しかし、それらも動脈血で二酸化炭素と酸性度-アルカリ度バランスのレベルの変化に応じる。一般に、中枢と末梢の化学受容器は相乗的に作用し、血液中のガス濃度を刻々と更新することで呼吸の調整を促す。ガス濃度の変化は脳幹を刺激し、適切な換気量の調整を行う。例えば、二酸化炭素の増加や酸素の減少が脳幹を刺激し、末梢神経を通じて胸壁の筋肉に信号を送り、換気を促進させるのである。
機械受容器は機械的な変化に敏感で、タイダル呼吸のコントロールに特に重要なものは肺装置と胸壁に存在する。平滑筋の伸縮（肺気量の増加時など）、気道刺激物（煙、塵、化学物質、冷気など）、肺胞壁の変形（過剰な水分が肺胞を囲んだ時など）などの刺激に肺装置内のものが反応する。これらの肺機械受容器からの信号は、脳神経Xを介して中枢神経系に到達する。胸壁の機械受容器は、筋肉の長さの変化（胸郭壁や腹壁の体積の変化で生じる）や力の変化（吸気や呼気の筋力の変化で生じる）に反応する。その求心信号は脊髄神経を経由して中枢神経系に到達する。
他の求心性入力もタイダル呼吸に影響を与えることがある（Shea, Walter, Pellery, Murphy, & Guz, 1987; Wyke, 1974）。例えば、喉頭や上気道にある機械受容器からの求心信号や、視覚や聴覚の情報を伝達する脳神経（それぞれ脳神経IIとVII）からの信号が、呼吸に影響を与えることがある。このように、喉頭や上気道に刺激物がある場合、アクション映画の映像、音楽会のリズムなどによって、タイダル呼吸が変化することがある。
タイダル呼吸は、脳幹以外の脳領域から内部で発生する活動によっても影響を受けることがある（Mador & Tobin, 1991; Shea, 1996; Shea, Murphy, Hamilton, Benchetrit, & Guz, 1988; Western & Patrick, 1988）。例えば、暗算に関連する認知活動（大脳皮質に由来する）は、タイダル呼吸を変化させることがある。実は、呼吸を意識するだけでも、そのパターンを変えることができるのだ。感情的な影響（大脳辺縁系に由来する）も、タイダル呼吸に大きな影響を与えることがある。例えば、興奮、怒り、恐怖などの感情は、過呼吸、息こらえ、不規則な呼吸を伴うことがある。タイダル呼吸の変化は、不安障害やパニック障害などの特定の心因性疾患の主徴候（息切れ感も主徴候）であることもある。この種の障害は、呼吸と強く結びついているため、過換気障害と分類されることもある（Gardner, 1996）。
Breathing as a Laughing Matter
笑うときの呼吸
笑いには呼吸が大きく関わっています。笑いの多くは、特に心からの大笑いは予備呼気量（E.R.V.）内で行われます。また、笑いには腹壁の大きな動きが伴います。そのため、「腹を抱えて笑った」、「彼のジョークには笑わされた」、「脇腹が痛くなるほど笑った」などという言葉が、私たちの民間の語にはあふれていいます。笑いの基となる神経機構は、発話呼吸の基となる神経機構とは異なります。このことは、腹壁を命令で動かしたり、発話するために使うことができない人が、不随意的に笑うときに腹壁を激しく動かしていることからもよくわかる。したがって、たとえ麻痺しているように見える人がいたとしても、”何の活動で麻痺しているのか “という質問を常にすることが賢明である。
Control of Special Acts of breathing
呼吸の特殊行為のコントロール
呼吸の特殊行為は、動脈血ガスの恒常性を維持することを主目的としない呼吸の行為と定義することができる（Shea, 1996）。これらは高次脳中枢によってコントロールされ、低次脳幹の呼吸中枢の活動を上書きするか、迂回する。呼吸の特別な行為は、息を止めたり、訓練された呼吸法を行うなど、随意的（非常に意識的）なものである。あるいは、学習し、よく練習し、呼吸をほとんど意識的にコントロールする必要がない場合もあります。たとえば、ガラスを吹く、管楽器を演奏する、歌う、話すことに関連した呼吸などです。その他、笑ったり泣いたりといった呼吸の特殊行為は、主に感情によって動いている。
他の随意運動活動と同様に、呼吸という随意活動にも運動計画が必要である。運動計画とその生成過程は複雑で、部分的にしか解明されていない。この過程には、皮質下構造（特に大脳基底核、小脳、視床）と皮質構造（特に一次運動野、運動前野、補足運動野、体性感覚野）など、多くの脳中枢が関与していることが確実視され、また、このような脳中枢が存在することで、運動神経症状が発生しやすいこともわかっている。行動が学習され、意識的に導かれることが少なくなると、運動計画の展開において皮質への依存度が低くなる可能性がある。高次脳中枢からの指令は、脳幹レベルで統合され、呼吸の中枢パターン生成器を乗り越えることができる。また、コマンドは大脳皮質から脊髄液に直接送られ、脳幹を完全にバイパスし（Corfield, Murphy, &Guz, 1998）、呼吸行為に皮質制御を課すことができる。
感情表現に関連する呼吸の特別な行為は、系統的に古い脳の部分である大脳辺縁系によって駆動されている。大脳辺縁系は、泣いたり笑ったりといった呼吸の特殊行為の制御に強い影響を及ぼしている。泣いたり笑ったりすることで、大脳辺縁系の駆動が皮質系の駆動に勝ることが示された。例えば、すすり泣きながら声を出そうとする状況を考えてみなさい。
神経系は複数の呼吸関連駆動を同時に管理するのが一般的であり、これらの駆動が互いに競合することもしばしばある。自発的な息止めもそのひとつです。息止めは大脳皮質がコントロールしており、大脳皮質が脳幹を飛び越える能力があることを明確に示している。それでも、化学受容器からの危険信号により、吸気を抑制し続けることができなくなると、やがて皮質の制御は脳幹の制御に委ねざるを得なくなる。運動中に声を出そうとしたり、あがり症なのに管楽器を演奏したりと、それほど劇的ではない例もよくあることだ。
p. 41
Ventilation and Gas Exchange During Tidal Breathing
タイダル呼吸における換気とガス交換
【tidal breathing or tidal respiration; 潮汐（チョウセキ）呼吸、潮式呼吸、周期性呼吸、チェーン・ストーク呼吸などの訳語があるが、ここではタイダル呼吸としておく。】
タイダル呼吸は、最も多くの時間行われている呼吸のタイプである。その名は、海の潮の満ち引きに由来する。タイダル呼吸は、ガス交換（酸素（O2）を体内に送り込み、二酸化炭素（CO2）を体外に排出すること）のために、換気（空気を肺装置に出し入れすること）を行う必要性によって駆動される。
図2-23 タイダル呼吸中のガス交換プロセス
図2-23は、タイダル呼吸におけるガス交換の過程を示したものである。約21％の酸素を含む空気は、タイダル呼吸で肺胞に入る。そして、酸素は肺胞から血流に乗り、全身の組織へと運ばれる。組織は、血液から酸素を吸収し、代謝の副産物である二酸化炭素を血液に戻す。そして、二酸化炭素は血流に乗って移動し、最終的に肺胞に到達して放出される。身体活動や精神活動が活発になるなど、代謝の要求が高まると、より多くの酸素が消費され、より多くの二酸化炭素が生成される。
安静時のタイダル呼吸は、呼吸装置の安静レベルで始まり、安静レベルで終わる比較的規則的な吸気-呼気パターンと関連している。このパターンは、肺気量（リットル、L）、気流（リットル／秒、LPS）、肺胞内圧（cmH “O）について、図2-24に例示されている。吸気時には胸壁が膨らみ、肺が拡張して肺胞圧が低下する。このとき、肺の中の圧力は、肺の外の圧力よりも低く、圧力勾配が生じる。その結果、空気は肺装置内に流入する。平衡に達すると（肺装置の外側の圧力と内側の圧力が等しくなると）、吸気流が停止する。
図2-24 安静時タイダル呼吸のパターン
肺が圧縮する、そして、肺胞内圧が上がって、呼気気流は始まる。このような空気の流は呼吸装置の静止レベルに達するまで続く。体位によって絶対的な肺気量範囲が異なることを除けば、これらの肺気量、気流、圧力の変化のパターンは、一般に体位によらず同じである。
図2-25 安静時タイダル呼吸の受動的及び能動的力
安静時のタイダル呼吸は、受動的な力と能動的な力の組み合わせで駆動される。これらを図2-25に、直立（upright）と仰向き（supine）の体勢でグラフ化したものである。吸気時には、基本的にすべての活動力が横隔膜からもたらされる。横隔膜が収縮して胸郭壁と腹壁を外側に変位させる。これはすべての体位に言えることである。直立姿勢では、吸気時に同じく胸郭壁筋と腹壁筋も活動する (Hixon, Goldman, & Mead, 1973; Loring & Mead, 1982)。横隔膜が収縮する際に、胸郭壁が内側に引っ張られないように、胸郭壁筋の活動により、胸郭壁が硬くなるようにする。腹壁の筋肉の活動は、通常、腹壁を内側に移動させる。腹壁が内側に移動すると胸郭壁が持ち上がり、横隔膜が頭側に押し出される。これにより、横隔膜の繊維が引き伸ばされ、収縮に有利な長さ-力特性部分に配置されるようになる。仰向けの体勢では、腹壁の筋肉は弛緩している。これは、腹壁がすでに内側に引っ張られ、横隔膜が重力の力で頭側に押されているためだ。
呼気時には、呼吸装置の弛緩圧により、胸郭壁と腹壁が内側に移動する。このように、安静時タイダルは主に受動的な現象である。とはいえ、直立した体位では、腹壁の筋肉は安静時の潮汐呼吸サイクルの間中、活動的なままである。
安静時タイダル呼吸は、個人間で一般的な特徴を共有しているが、その具体的な内容は人によって異なる。実際、人はそれぞれ特徴的な安静時のタイダル呼吸パターンを持っており、それは何年経っても比較的変わらない。（Benchetritほか、1989; Dejours（1996）; Shea &Guz（1992）; Shea、Horner、BenchetritとGuz（1990）; Shea、Walter、MurphyとGuz（1987））。
2022/07/02
p. 43
BREATHING AND SPEECH PRODUCTION
呼吸と発声
呼吸装置は、発話の生成を可能にする駆動力を提供する。発声時の呼吸装置の働きは、発話の強弱（ラウドネス）、声の周波数（ピッチ）、言語的ストレス（強調）、発話の単位（音節、単語、フレーズ）への分割（セグメンテーション）のコントロールに寄与しています。呼吸装置は、これらの発話に関する機能を果たすと同時に、換気とガス交換という本来の機能も果たし続けている。
このセクションでは、直立した体勢（立位または座位）で行われる2つの形態の発話呼吸 -伸ばした定常的な発話と連続した発話活動- について説明します。これらの記述に続いて、他の体位、換気とガス交換、呼吸への意欲、認知・言語的要因、会話の交換、体型、発達、年齢、性別との関連で発話呼吸について考察する。
Breathing in Extended Steady Utterance
伸ばした定常的な発声での呼吸法
伸ばした定常的な発声とは、肺活量の大部分を通して発せられるものである。伸ばした定常的な発声は、できるだけ深く吸気した後に始まり、空気の供給がなくなるまで続けられます。このような発声は、持続的な母音、同じストレスで繰り返される一連の音節、または歌われる音であるかもしれない。伸ばした定常的な発声は、他の概念化と精緻化に従って、ここで考察される（HixonとHoit、2005のHixon、MeadとGoldman、1976; Weismer、1985）。
図2-26. 伸ばした定常的な発声を直立姿勢で行ったときの音量、音圧、形状に関する事象。
図2-26は、通常の安定したラウドネス、ピッチ、声質で発声される持続母音に関連する音量、圧力、形状の事象を示したものである。数字で分かるように、肺気量は発声を通して一定の率で減少する。肺胞内圧は急激に上昇し、発声中は一定に保たれ、発声が終わると急激に下降します。胸壁の形状を反映する胸郭壁容積と腹壁容積は、一定かつ同程度の速度で減少している。
図2-27 直立姿勢で発声する持続母音に対する弛緩圧、標的肺胞内圧、筋肉圧、胸壁構成要素の時間的活動。
伸ばした定常的な発声には、弛緩圧と筋肉圧の両方が寄与している。図2-27は、図2-26と同じ発声を示している。図2-27の上段では、肺胞圧（単位：cmH2O）を横軸に、負（吸気）から正（呼気）へと表示されている。肺気量（％VC）は縦軸で表示されれ、40％VCは呼吸器の安静時レベルを表す。安静時レベルとは、呼吸装置が機械的に中立の位置にあり、肺胞圧が大気圧と同じ、すなわちゼロであるレベルであることを思い出しなさい。なお、弛緩圧は肺気量が安静時より大きい場合はプラス、小さい場合はマイナスになる。目標とする肺胞内圧は、肺気量を通じて一定であることが示されている（これは図2-26の圧力トレースを水平方向ではなく垂直方向にしたものと相似している）。
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完全なリラックス
完全にリラックスすることは、口で言うほど簡単ではありません。本文で述べたような観察のために呼吸筋をリラックスさせようと思っても、それがどの程度成功するかは誰にもわからない。主要な呼吸筋の電気的な働きを静めることができる人もいます。しかし、呼吸に関わるすべての筋肉の電気的な動きをモニターすることは不可能なので、それは完全なリラクゼーションの証拠とは言えません。呼吸生理学者は、その作業に関連した通常の感覚以外のフィードバックを受けることなく、肺活量全体にわたって繰り返し弛緩圧を作り出すことができる人を「優れた弛緩者」とみなしています。また、このような人たちは「完全なリラックス」を得るための格好の材料であると考えられる。なぜなら、彼らのデータは、ヒトの薬物誘発性麻痺の研究で得られたものとよく対応しているからである。そのような研究に参加するのはいかがなものでしょう？私たちは違います。私たちは完全にリラックスできるかどうかわからないことに満足しているのです。
図2-27の中段は、目標とする肺胞内圧を達成するために必要な筋肉圧を示したものである。肺気量が大きいとき（発声の初期付近）、高い正（呼気）弛緩圧を打ち消すために負（吸気）筋肉圧が必要となる。中程度の肺気量領域では、目標とする肺胞内圧を達成するために、わずかにプラスの筋肉圧が必要である。そして、肺気量が少ないとき（発声の終わり近く）には、ますます大きな筋肉の陽圧が必要となる。図2-27の上2図を調べると、通常の音量で伸ばした定常的な発声の目標肺胞内圧が8cmH2Oであることを知ることで、必要な筋肉圧を特定できることがわかるはずだ。目標とする肺胞内圧は、大きな発声では高く、小さな発声では低くなる。目標とする肺胞内圧が高い場合（大きな声で話す場合）、肺気量が大きいときにはより少ない負圧で、肺気量が小さいときにはより多くの正圧の筋肉圧が必要となる。一方、目標とする肺胞内圧が低い場合（ソフトスピーチ）には、肺気量が大きいときにはより多くの負の筋肉圧が必要となり、肺気量が小さいときにはより少ない正の筋肉圧が必要となる。
図2-27の下段は、筋肉圧の生成における呼吸装置のさまざまな構成要素の活動を示している。*1
*1 このパネルは、Hixon et al (1976)の研究を基に、Hixon and Hoit (2005)によって、図のようなシンプルなグラフィック表示に落とし込まれたものです。パネルに描かれている胸郭壁、横隔膜、腹壁の動作は、それぞれ異なるひずみ-応力（体積-圧力）解析に基づいており、胸壁の異なる構成要素の個々の筋肉圧の寄与を決定することができた。これらの解析に必要なデータは、胸郭壁量、腹壁量、肺気量（本章で紹介する呼吸磁計で推定）、胸膜圧、腹圧、経横隔膜圧（食道と胃に飲み込んだカテーテルバルーン装置を圧力変換器に接続して推定）であった。Hixonらのデータでは、胸壁の各部位が発生する筋肉圧に個々の筋肉がどのように寄与しているかは明記されていない（その部位には筋肉が1つしかない横隔膜を除く）。筋電図とは、筋肉の上に金属製の電極を置いたり、直接筋肉に挿入したりして、筋肉の電気的な活動を測定する方法であり、個々の筋肉の働きに関するデータが得られる。この種の利用可能なデータは断片的で不完全であり、場合によっては無効であることが知られている（Hixon & Weismer, 1995）。
水平のバーは、胸壁のさまざまな構成要素が活性化するタイミングを示している。バーの濃淡が濃いほど、発生している筋肉圧の大きさが大きいことを表している。左から右へ、横隔膜（吸気）、吸気胸郭壁成分、腹壁（呼気）成分が、発声開始時に活性化していることが図によって読みとれる。横隔膜と吸気胸郭壁成分により、この大きな肺気量領域で能動的な弛緩圧に対抗するために必要な 負の圧力が生成される。しかし、横隔膜は非常に早く停止し、吸気胸郭壁成分だけが高い呼気弛緩圧に対する「ブレーキ」の役割を担う。吸気胸郭壁成分が停止した瞬間に呼気胸郭壁成分が活性化し、発声の終わりまで活性化したままとなる。
このように、伸ばした定常的な発声は、連続的に変化する弛緩圧と筋肉圧の組み合わせと、連続的に変化するさまざまな胸壁成分の活性化を用いて生み出される。弛緩圧は、実質的に正のものから実質的に負のものへと変化する。筋肉圧は逆のパターンで、実質的な負の圧力から実質的な正の圧力へと変化する。肺気量が大きいときには、胸郭壁の吸気筋がほぼすべての吸気作業を行い、胸郭壁と腹壁筋の呼気筋がすべての呼気作業を行う。興味深いことに、正味の負圧が必要なときでも、腹壁の筋肉は発声中を通じて活発に活動している。
図2-28 横隔膜の腹腔内容物が油圧で引っ張られるメカニズム
なぜ横隔膜ではなく胸郭壁の吸気筋がより多くの吸気ブレーキを行っているのだろうか？その答えは、力学的なもので、図2-28に示すとおりである。胸郭壁の吸気筋が収縮して横隔膜が不活発になると、胸郭壁は膨張し、胸膜と腹圧は低下する。腹圧の低下により、液体で満たされた腹腔内容物は横隔膜の下面に下向きの油圧的な引き（hydraulic pull）をかけることになる。この油圧引き（hydraulic pull）によって、横隔膜が収縮しなくても胸郭壁の吸気筋が収縮できるような安定した土台ができたのである。事実上、腹部の内容物の油圧引きにより、胸郭壁の吸気筋が胸郭壁を上昇させると同時に横隔膜を下方に引っ張ることが可能になるのである。胸郭壁の吸気筋は、胸壁の2つの構成要素【胸郭壁と横隔膜】の機能を効果的に果たすことができるため、この状況では筋肉の2組を活動させる必要がなくなる。後述するように、このメカニズムは体を伏せた状態では機能しない。
肺気量が多く、ネットの吸気筋圧が必要な場合であっても、なぜ、腹壁の筋肉は伸ばされた一様の発声を通して、活動し続けるのだろうか？その答えは、腹壁の活性化が発話呼吸の精度とコントロールを高めることにあるようだ。横隔膜が不活性な場合（伸ばされた一様の発声のほとんどすべてにおいてそうである）、いかなる圧力変化も胸郭壁と腹壁の両方に同じように現れる（呼吸装置は機能的に単一のコンパートメントとなる）。このような圧力が胸郭壁や腹壁、あるいはその両方の動きにおさまるかどうかは、2つの構造物の相対的なインピーダンスに依存する。一方が（筋肉の活性化により）比較的高いインピーダンス、他方が（筋肉の活性化がないため）比較的低いインピーダンスの場合、肺胞内圧の変化により最初は低インピーダンス部分が動くことになる。【訳注；インピーダンスとは声門抵抗のことを言いますが、ここでは空気流に対する抵抗と考えていいと思います。】
図2-29 呼吸器装置のコントロールのバルーンアナロジー。
Hixon and Hoit (2005)は、今述べた概念をより完全に理解しようとする際に有効な、簡単なアナロジーを提案している。このアナロジーは、図2-29に描かれ、彼らの著作から以下の引用で説明されている。
2つのパートで同時に活動させないことで生じる非効率性は、首（喉頭）にスクイーカーを入れた長く膨らんだ風船（呼吸装置を表す）でいくつかの簡単な操作を行うことで理解することができる。スクイーカーに近いバルーンの半分（胸郭壁を表す）を絞ると（胸郭壁の吸気効果の低下により胸郭壁の容積が減少することをシミュレート）、バルーン内の圧力（肺胞内圧）が上昇し、バルーンの残り半分（腹壁を表す）が外側に移動する。しかし、バルーンの両半分を同時に絞ると（胸郭壁と腹壁の容積の減少を表す）、同等の圧力調整を達成するために、胸郭壁を表す半分をより少なく且つゆっくりと動かす必要がある。これはまた、腹壁を表すバルーンの半分が非生産的に外側に動く（逆説的な）ことを回避することを意味します。バルーンの両端を同時に内側に移動させると、バルーン内の圧力をより精密にコントロールすることができる（P.63）。
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Breathing in Running Speech Activities
連続発話活動でのブレッシングについて
連続発話には、伸ばした定常的な発声とは異なる要求があり、異なる筋力戦略が必要となる。連続発話には、音読、即興、会話など、比較的継続的な発声が要求される活動が含まれる。伸ばした定常的な発声のための議論と同様に、ここでは、Hixon (1973), Hixon and Hoit (2005), Hixon et al (1976), Weismer (1985) の先行概念化と推敲に従って、連続した発話活動を考察している。
連続発話活動に伴う音量、音圧、形状事象は、伸ばした定常的な発声に伴う事象よりもはるかに多様である。これは、連続発話の場合、発話の内容は、音韻（発声や生成方法が異なる音）、韻律（速度、イントネーション、大きさの変化、言語的ストレスが異なる発声）、声質（息づかいや音色が異なる発声）などが異なるためである。
図2-30 連続発話の際のボリューム事象について
連続発話中のボリューム事象は、通常、肺活量の中域で発生する。図2-30に示すように、会話の発話生成は一般に安静時のタイダル呼吸容量の2倍（またはそれ以下）で始まり、時には呼吸装置の安静時レベル近くまで続くが、予備呼気量に及ぶことがある。この肺気量領域で話すことには、力学的な利点がある。そもそも呼吸装置が硬くなく、弛緩圧も肺気量が非常に大きいときや小さいときほど極端でない。さらに、弛緩圧はほとんどの連続した発話生成のために正圧であり（弛緩圧は呼吸装置の静止レベルより大きい肺気量で正圧となるため）、その正圧は必要な筋肉圧を補完するために使用される。発話のために予備呼気量が圧迫されると、負の弛緩圧力に抗して筋肉圧をかける必要がある。
連続発話の生成中は、肺胞内圧力は比較的安定している。小さな圧力の変化は、一般的に言語的なストレスと関連しており、ストレスのある（相対的に目立つ）音節は、瞬間的な圧力の上昇によって生成される。肺胞内圧がブレス群末尾でわずかに低下することがあり、特に音量や音程が低下しやすい宣言文の末尾で低下することがある。
連続発話において、胸郭壁と腹壁の容積は一般的に発話のブレス群全体で減少する。多くの人は、胸郭壁の容積が腹壁の容積よりはるかに速い速度で減少していく。胸郭の壁は、腹壁（横隔膜を介した間接的なものだが）よりもはるかに大きな肺の表面を覆っていることを思い出そう。このように、胸郭壁の容積は連続発話の肺気量変化を効果的に行うのに適している。
連続した発話呼吸の生成には、弛緩圧と筋肉圧の両方が寄与している。ほとんどの場合、目標とする肺胞内圧は、一般的な弛緩圧よりも高い（より能動的）。したがって、発話のブレス群全体を通して、弛緩圧に能動的な筋肉圧を加える必要があります。目標とする肺胞内圧力を維持するために、発話のブレス群が進むにつれて正の筋肉圧の大きさが増加するのは、弛緩圧が次第に正でなくなり、呼吸装置の安静レベルより小さい肺容積を通して発話のブレス群を継続することにより負にさえなる可能性があるからである。通常、連続発話生成中に吸気筋圧を使用する必要はない。ただし、通常より大きな肺気量で発声を開始した場合は、短期間の吸気ブレーキが必要な場合がある。
通常より音量が大きい、または小さい発話の場合、目標とする肺胞内圧力は、通常の発話の場合より高く、または低くなる。したがって、一般的な肺気量では、発話の音量が大きくなるためには通常より高い筋肉圧が必要であり、発話の音量が小さくなるためには通常より低い筋肉圧が必要になる。しかし、図 2-30 に示すように、大きな音量で発話しているのは、弛緩圧が大きい肺気量であることが多いので、注意が必要である。【訳注；大きく息を吸った時に筋肉圧をくわえることにとって、大きな弛緩圧が加わり過剰な圧力を使ってしまうという注意。】
ほとんどの連続発話の呼気相は、呼気の胸郭壁と腹壁の筋圧で作られ、後者が優勢である。連続発話の呼吸サイクルの吸気相は、横隔膜によって駆動される。これによって、吸気が終わると同時に、駆動呼気（発声）を開始できる状態にすることができる。
腹壁は、連続発話呼吸で重要な役割を演ずる。それは、発声時の呼気筋圧の大部分を発生させる。また、発話の呼吸サイクルの間、胸壁が想定する一般的なバックグラウンド形状を付与する役割も担っている。このように、腹壁が連続発話の呼吸に重要な役割を果たすことには、重要な利点がある。
図2-31 連続発話活動のための胸壁の形。
図2-31は、これらの利点を、連続発話時の胸壁の形状に置き換えて示したものである。腹壁が内側に移動すると、横隔膜は頭側に押され、その曲率半径が大きくなり、主筋肉繊維が伸長する。これにより、横隔膜の位置を整え、連続発話活動の中断を最小限に抑えるために重要な、迅速で力強い吸気を可能にします。これにより、胸郭壁の呼気筋がストレッチされ、言語のストレスや 声量変化を生み出すのに必要な素早い呼気パルスを発生させる潜在能力を高める。また、腹壁がしっかりと内側に保持されているため、胸郭壁による呼気努力を圧力変化に完全に還元することができる。もし、腹壁がしっかりと固定されていなければ、胸郭壁の呼気力は、圧力変化を起こす前に腹壁の外側への移動に変わってしまう（上記の風船の例えを思い出しなさい）。このように、腹壁筋の活性化とそれに伴う内側への変位は、連続発話の呼吸における吸気と呼気のために呼吸装置を「機械的に調整」する役割を担っているのです。腹壁の筋肉が障害されると、発話呼吸が障害されることは予測できる。
最後に、音声（音響）信号には、連続発話を実行するための音量、圧力、形状イベントに関する多くの情報が含まれている。このように、聞き手は、人の話し声を聞くだけで、連続発話呼吸の手がかりを集めることができる。ブレス群の長さは、音量現象の手がかりとなる。一般に、ブレス群が長くなればなるほど、ヴォリューム変化は大きくなる。2つは強い正の相関があるので音量は肺胞圧を知る手がかりとなる。したがって、一般に、生成された発話が大きくなるほど、肺胞内圧は高くなる。最後に、吸気持続時間と音量の変化率から、胸壁の形状を知る手がかりを得ることができる。胸壁が発声に適した状態（胸郭の壁が弛緩状態より大きく、腹壁が弛緩状態より小さい）になると、吸気は短くなり、言語的ストレスに対する音量の変化が素早く行われる。
Adaptive Control of Speech Breathing
発話呼吸の適応制御
発話呼吸は通常、上記のような方法で行なわれるのだが、それ以外にもさまざまな方法がある。つまり、状況に応じて発話呼吸を変化させることができる。
適応制御は発話呼吸に限ったことではなく、基本的にすべての運動制御系で発生する。例えば、バイオリニストが演奏中に弦を切ってしまった場合、演奏を止めるのではなく、いつもの指使いを再プログラムすることで演奏を続けることを選択することができる（Wolff, 1979）。熟練したバイオリニストの場合、この再プログラミングは瞬時に、しかもそれほど労力をかけずに行うことができる。これぞ適応の極みある。ヴァイオリニストは、「モーター・アイディア」に演奏をコントロールさせることで適応していく。大切なのは目標であって、それを達成する方法ではない。
適応制御は発話呼吸でも当たり前のように行われている。例えば、体位が変化したとき、換気駆動が変化したとき（運動や高低差による）、ベルトがきつくて胸壁の動きが制限されるとき、気温が極端に高いまたは低いときなど、スピーカーは適応しなければならない。このように、日常生活で起こる状況の変化には、発話呼吸の適応的な制御が必要な例が多くある。また、音声の出力目標を損なうことなく、呼吸をどのように変化させるかについて、体験的な研究が行われ、興味深い資料となっている（Bouhuys、ProctorとMead（1995）; Hixonほか、1973; HixonとWeismer（1995）; Warren、Morr、RochetとDalston（1989））。
例えば、呼吸装置の有効弛緩圧を高める（気道開口部の圧力を下げる装置を用いる）ことで、大きな肺気量において高い正弛緩圧に逆らってブレーキをかけ、通常の戦略を変更することが可能である。人は通常、胸郭壁の吸気筋のみでブレーキをかけるが（直立姿勢の場合）、弛緩圧を異常に高くすると、横隔膜が胸郭壁のブレーキ力を補うことになる。
別の例として、通常、胸壁の背後形状は比較的一定であるが、胸壁の形状が常に変化する発話を実現することが可能である。これは、母音を持続させながら腹壁の出し入れを繰り返し、肺胞内圧（声の大きさ）を一定に保つことで実証することができる。
もう一つの例は、発話生成装置のもう一つの部分である口蓋帆咽頭筋との相互作用に関わるものである。実験的に口蓋帆咽頭からの漏があると（「鼻声で話す」）、人は話しながら通常より多くの空気を排出することになる。この調節は、適切な子音生成を達成するために適切なレベルの口腔内圧を維持するのに役立つ。
最後に、日常のさまざまな場面で起こる例を挙げておこう。直立姿勢の人は、通常、普通の肺気量の安静時のそれぞれのサイズより胸郭壁が大きく、腹壁が小さい胸壁形状で連続発話を行う。しかし、胸郭壁の前で腕を組むと、同じ人でも胸郭壁の大きさは通常より小さく、腹壁の大きさは通常より大きい胸壁の形となる。その結果、腕組みをしたときにかかる大きな機械的負荷に腹壁が負けてしまうのである。
Body Position and Speech Breathing
ボディポジションと発話呼吸
この大きな組織に重力が強く作用するため、体位が変わると呼吸装置の機械的動作も変化する可能性がある。そのため、新しい体位をとるたびに、発話呼吸のための新しい機械的な解決策を見出す必要があるかもしれない。本章の大部分は仰臥位（前述の直立位との対比）の考察に費やされているが、他の体位についても同様に考察している。伸ばした定常発声や連続発話のセクションと同様、ここでの議論はHixon (1973), Hixon and Hoit (2005), Hixon et al (1976) の概念化および推敲に基づくものである。
図2-32 呼吸装置に対する重力の影響。
図2-32は、直立と仰臥の体位で胸壁の各部分にかかる重力の影響を表したものである。直立姿勢では、胸郭の壁は重力が呼気方向に作用して小さくなり、腹壁の壁は重力が吸気方向に作用して大きくなる傾向がある。仰臥位に転じると、重力は胸郭壁と腹壁の両方に呼気方向に作用する。そのため、仰臥位では直立位に比べ、いかなる肺活量でも弛緩圧が大きくなる。腹壁にかかる呼気重力により横隔膜が頭側に押され、呼吸装置の静止レベルは直立時の（肺活量の）約40%VCから約20%VCに低下する。このような呼吸装置の力学的状態の変化は、発話呼吸に影響を及ぼす。
Extended Steady Utterances in the Supine Body Position
仰向きの体位での伸ばした定常発声
図2-33は、仰向けの体位で肺活量を通して、通常の音量で母音を持続させたもので、図2-27の直立体位の場合と類似している。
図2-33 仰臥位で発声する持続母音に対する弛緩圧、目標肺胞内圧、筋圧、胸壁構成要素の時間活動
図2-33と図2-27の上段を比較すると、仰向けの方が直立よりも弛緩圧が高く（グラフではより右側に位置する）、呼吸装置の静止レベル（弛緩圧曲線がゼロ肺胞内圧と交差する肺活量）が小さいことがわかる。
両図の中段を比較すると、仰向けの体位で同じ目標肺胞圧を達成するためには、直立の体位に比べて、肺活量が多いときに大きな吸気努力（大きな負の筋圧）を行い、その努力を小さな肺活量まで継続しなければならないことがわかる。また、肺活量が少ない場合、仰向けの体位では直立の体位に比べて実質的な呼気努力は少なく（正の筋圧は低くなる）なる。
図 2-33 の下段は、仰向けの体勢で伸ばした定常発声を行う際の胸壁の各構成要素の活動を示している発声の初期には、横隔膜が唯一の胸壁構成要素として活動している。筋圧が負圧になる肺活量範囲では、連続的に減少する吸気力（ブレーキ）を発揮する。横隔膜が活動を停止した瞬間、胸郭壁と腹壁は呼気活動を開始し、発声の残りの時間、呼気方向に活動を続ける。このような胸壁の活動パターンは、目標とする肺胞内圧が異なっても概ね同じである。唯一の違いは、目標肺胞圧が高いほど吸気ブレーキが少なく、呼気活動が早く大きくなり、目標肺胞圧が低いほど吸気ブレーキが多く、呼気活動が遅く少なくなることである。
2つの体位で作られる伸ばした定常発声の大きな違いは、吸気ブレーキが仰向けの体位では横隔膜のみによって行われ、直立した体位では主に吸気胸郭壁筋によって行われることである。これには力学的な理由がある。仰向けでは、腹壁にかかる重力の影響が大きく、腹圧が高くなるからだ。直立の体位にあるような横隔膜の下面への重要な油圧引き（hydraulic pull ）がない。横隔膜が活性化しない限り、重要な油圧引き無しでは吸胸郭壁の筋肉は、肺胞内圧の低下にあまり寄与しない（対抗するものがないため）。したがって、横隔膜を収縮させることは、仰向きの体位で肺気量が大きいときに高い弛緩圧に対抗する唯一の効率的な方法である。
Running Speech Activities in the Supine Body Position
仰向きの体位の連続発話
連続発話呼吸も、直立した体位と比較して仰向きの体位において異なる。連続発話は、直立体位のときと同様に、安静時のタイダル呼吸深度の約2倍（またはそれ以下）から始まり、呼吸装置の安静時レベル近くまで続くが、実際の肺気量域は異なる。体位によって呼吸装置の静止レベルが変化するため、肺気量現象は、仰臥位で約40～20％VCであるのに対し、直立位では約60～40％VCに変化する。連続発話のための肺胞内圧現象は、両方の体位で同じである。一方、胸郭壁の容積と腹壁の容積の事象は大きく異なり、仰向けの体位では2つの胸壁部分の容積変化が比較的等しいのに対し、直立した体位では胸郭壁の容積変化が優位になる。
仰向きの連続発話生成中の胸壁の形状は、直立した連続発話生成中に想定される形状とは違っている。直立姿勢では腹壁を内側にずらし、胸郭壁を高くして発声するのに対し、仰向けの姿勢では逆の胸壁の形状で発声する。つまり、肺気量が普通のリラックスした位置に比べて、腹壁は外側に押し出され、胸郭壁は小さくなっている。
仰向けの体位での連続発話生成には、弛緩圧と筋圧の両方が必要である。弛緩圧は、連続発話が行われる肺気量範囲ではわずかにプラスであるが、ほとんどの発声で目標とする肺胞内圧（一般に5cmH2O以上）を達成できるほどのプラスではない。そのため、ブレス群全体にわたって正の筋圧が必要となり、その大きさは希望する発話の大きさによって異なる。
仰向け体位では、胸郭壁の呼気成分の活性化のみで、ほとんどの連続発話が可能である。大きな音量で発声したときや、予備呼気量の範囲内で発声したときのみ、腹部成分も活性化する。仰向けの体位で発話を継続する際も、横隔膜は直立体位と同じように吸気を駆動している。胸郭壁の吸気筋は、直立体位で連続発話を行うときと同様に吸気中も能動的に活動し、呼気（発話）のために再活性化する時間を失わないようにする。
仰向けの連続発話と直立の連続発話では、腹壁の筋肉の使い方がかなり異なる。直立体位での発話では腹壁が極めて重要な役割を果たすのに対し、仰向け体位での発話では腹壁はほとんど、あるいは全く役割を果たさない。これは、直立体位で腹壁の筋肉が行っていることを仰向け体位では重力が行っているためである。つまり、重力によって腹部内容物と横隔膜が頭側に移動し、横隔膜の筋繊維が引き伸ばされ、急激な吸気が行われる。また、重力によって胸郭壁が頭側に押し出され、その呼気筋が素早く動作できるように位置決めされている。
p.56
Speech breathing in Other Body Positions
その他の体位での発話呼吸
体位の数は、無限である。しかし、直立や仰向け以外の体位でも機能を推定できる包括的な原則がいくつかある。
その一つが、体位が変わると呼吸装置の静止レベルが変化する、という原理である。これは、図 2-34 に、いくつかの異なる体位で示されている。安静時のレベルの変化の多くは、腹部内容物への重力の影響と、それに伴う横隔膜の軸方向変位に起因している。横隔膜が頭側に押されると、空気が肺装置から移動し、安静時のレベルが小さい肺気量に変化する。逆に横隔膜が足側に引かれると、空気が肺装置内に移動し、安静時のレベルをより大きな肺気量に変化させることができる。ここで特に重要なのは、連続発話生成のための肺気量事象は、主に呼吸装置の静止レベルによって決定されるという事実である（図2-34の数組の縦線によって示され、各線はひとつの呼吸群を表している）。
図2-34 異なる体位の連続発話生成中のブレス群
第二の原則は、身体を直立から仰向きに傾けると、与えられた肺気量に対する弛緩圧が増加することである。つまり、指定された肺気量において、指定された肺胞内圧目標を達成するためには、異なる筋肉圧が必要となる。
第三の原則は、体位が変化すると、さまざまな胸壁成分が異なる役割を担って筋肉圧を発生させることである。より直立した体位では、大きな肺気量において胸郭壁の吸気筋が吸気制動を主に行うが、仰向けに体を傾けると横隔膜がこの役割を担うようになる。また、直立した体位では腹壁筋の活動が活発であるのに対し、仰向けに体が傾くと腹壁筋の活動は低下する。
第四の原則は、体位に関係なく、呼気胸郭筋はほぼ常に連続発話に関与していることである。胸郭壁は、横隔膜-腹壁よりもはるかに広い面積の肺を覆うという力学的な利点と、小さくて即効性のある筋肉を含むという構造的な利点がある。これらの特徴により、胸郭壁は、あらゆる体位で発話を行うための筋肉圧の変化を生み出すのに適している。
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Ventilation, Gas Exchange, and Speech breathing
換気、ガス交換と発話呼吸
この章では、発話のための呼吸に主眼を置いている。とはいえ、呼吸装置の主な機能は、換気とガス交換によって生命を維持することであることを心に留めておくことは重要である。換気とは、肺の気道と肺に空気を出し入れすることであり、その目的はガス交換である。ガス交換とは、体内に酸素を送り込み、そこから二酸化炭素を放出することだ。幸いなことに、安静時のタイダル呼吸とは換気パターンが異なるが（吸気は速く、呼気は通常遅い）、会話しながらでも適切な換気とガス交換を維持することが可能である。
ほとんどの場合、空気は体の代謝の必要性に応じた速度で呼吸装置に出し入れされている。例えば、睡眠時（代謝の必要度が低い）は、運動時（代謝の必要度が高い）よりも空気の出入りが少なくなる。しかし、時には呼吸装置への空気の出入りが多すぎたり少なすぎたりして、それぞれ過換気や低換気になることがある。話すという行為は、呼吸装置から空気を吸い込み（吸気）、吐き出す（呼気、発声時）必要があるため、換気とガス交換が同時に行われることになる。
発話中の換気については、いくつかの研究がなされている。また、これらの研究では、ガス交換も測定されている場合がある。基本的に、これらの研究はすべて、私たちが話すときに過呼吸になる傾向があることを示している（Abel、Mottau、KlubendorfとKoephen（1987）; BunnとMead（1971）; HoitとLohmeier（2000）; MeanockとNicholls（1982）; Warner、WaggererとKronauer（1983））。つまり、何もしゃべらずに静かに座っているときよりも、しゃべっているときの方が空気の出入りが多く、二酸化炭素の量も少なくなる。
過換気の程度は、話す活動の性質によって決まる。連続的な会話（講義など）の時の方が、断続的な会話（会話など、一部は話し、一部は聞く）よりも換気量が多い。また、音声サンプルに流量の多い音（無声子音など）が多く含まれる場合、すべての有声音が含まれる場合よりも換気量が多くなることが確認されている。また、換気量が多いと、押された声質と比較して、気息が多い声質になる可能性がある。最後に、換気は、大声で話しているときの方が、小声で話しているときよりも大きくなる（Russell、CernyとStathopoulos、1998）。
Drive to breathe and Speech Breathing
呼吸と発話呼吸の駆動力
ほとんどの場合、発話呼吸はとても簡単なので、何も考えずに行うことができる。しかし、発話呼吸が困難になる時期がある。高いところや運動中に声を出そうとするときなど、ほとんどの人が覚えがあるのではないだろうか。普段は簡単なことが、突然難しくなる。呼吸の欲求が強いと、呼吸の欲求と会話の欲求のバランスを取らなければならないという意識が生まれ、さらなる神経回路が働くようになる（「呼吸の神経制御」の項を参照）。
高駆動条件下での発話呼吸は、一般的に2つのアプローチで研究されている。ひとつは、ルームランナーで歩く、固定式自転車に乗るなど、運動しながら話してもらう方法。もう一つは、血液中のガス組成を変えるもので、通常は高濃度の二酸化炭素を含む空気を吸わせることで行う。この2つのアプローチを用いた研究でも、同様の結果が得られており、高駆動状態での発話呼吸は、通常の状態とはかなり異なることが示されている（BaileyとHoit（2002）; BunnとMead（1971）; DoustとPatrick（1981）;HaleとPatrick、1987、Hoit、LansingとPerona（2007）; MeanockとNicholls（1982）; OtisとClark（1968）; Phillipson、McClean、SullivanとZamel（1978））。
最も強固な発見は、運動中の会話や高濃度の二酸化炭素を吸ったときに換気量が増加するというもので、おそらく最も驚くに値しないものである。つまり、呼吸をしようとする意欲が高まると呼吸が増えるのである。換気量の増加は、一回換気量（TV、タイダル・ヴォリューム）を増やすか、呼吸回数を増やすか、あるいはその両方によって達成される。一般に、刺激レベル（運動や二酸化炭素）が高くなると換気量は増加する。しかし、興味深いことに、人が高い駆動力で話しているときは換気量が増えるものの、話していないときほどは増えない。これは、話すという行為が、高刺激に対する完全な反応を抑制する（あるいは無効にする）傾向があることを示唆している。
また、これらの研究で一貫して見られるのは、高い駆動力で話すと、通常の条件で話すよりもブレス群あたりの発話の量が少なくなることである。これは、高駆動条件下では1回の呼吸でより多くの空気が排出される（呼気量は通常より大きい）ことを考えると、直感的に反するように思われるかも 知れない。しかし、これは、高揚した状態で話すときに、より多く空気を吐き出すために、人々がよくとる2つの方策によって容易に説明できる。この方法を使う場合、いくつかの音節を発声した後、残りの呼吸を無声化することがある。これは通常、有声音声の発声時に喉頭を通過する気流が大きくなり、無声子音の発声に伴う気流も大きくなることを意味する。しばしば、人々はこれらの2つの戦略の組合せを使う。
高い駆動力で話すとき、人は呼吸装置の全体的なサイズと形状を調整する傾向がある。サイズについては、人は通常よりも大きな肺気量でブレス群を開始し、終了する傾向があり、通常の状態で話すときよりも全体的に呼吸装置が大きくなっている。形状については、高い駆動力で話すと大きな形状変化を伴うのが一般的である。これは通常、胸郭壁や腹壁が大きく動くという形で、通常の会話時に見られる動きよりもはるかに大きく、速い動きである。このようなサイズや形状の調節は、呼吸への強い欲求に伴う不快感を和らげるための生理的な戦略を反映しているのかもしれない。
最後に、高い駆動力で比較的変化しにくい発話呼吸動作があるようだ。これは、発話の言語内容による吸気の調整である。たとえ「息せき切って」話そうとする場合でも、少なくとも音読の場合は、文、節、句の境界など、言語的に適切なタイミングで（空気を抜く、気持ちを切り替える、あるいはその両方のために）間を置く傾向がある。このことは、呼吸の駆動力が非常に強い場合でも、言語的な要因が発話の呼吸に強く影響することを示している。
Cognitive-Linguistic Factors and Speech Breathing
認知言語学的要因と発話呼吸
前節では、高い駆動力で話すという課題に直面したとき、言語的な要因が発話呼吸に強く影響することを説明した。しかし、発話呼吸のすべての側面において、言語的な強い影響が優勢であると考えるべきなのであろうか？簡単に言うと「ノー」です。以下に説明するように、発話呼吸は発話内容によって影響を受けるが、それはある特定の方法によるものだけである。
よく覚えた詩を朗読するか、簡単な文を音読するか、友人と会話するか、複雑なテーマで即興スピーチをするかによって、認知言語学的な要求は大きく異なる。詩を朗読する場合、言語的な内容はもちろん、テンポやポーズの位置まで台本に書かれている。言語的な内容はパラグラフを読むときにも提供されるが、一息でどれだけの発話をするか、どこで息継ぎをするか、といった選択肢があるのである。何気ない会話をするとき、言語内容は自由に変化し、セリフも決めなければならないが、会話相手の言動に強く影響される。即興で話す場合、アイデアや言語的な内容は、外部の合図や指導を受けずに、その場で考えなければならない。これら4つのスピーチ活動のうち、複雑なトピックについて即興で話すことは、一般的に最も高い認知言語学的負荷を伴う活動である。発話呼吸に関するさまざまな研究では、さまざまなタイプの発話活動が用いられており、それによって、認知的・言語的な要求が発話呼吸にどのように影響するか、あるいは影響しないかについての洞察が可能となる。その結果、認知・言語的な要因は、発話の呼吸サイクルの特定の細部に影響を与えるが、呼吸装置の一般的な機械的挙動には影響を与えないことが判明した。
吸気、特にそのタイミングと深さは、認知言語的な要因にによる影響を受けている。吸気は、言語構造の境界（文、節、句の境界）で最も発生しやすく、特に音読時や、程度の差こそあれ、即興で話すときに発生することが多い（BaileyとHoit（2002）; Conrad、ThalackerとSchonle（1983）; GrosjeanとCollins（1979）; Henderson、Goldman-EislerとSkarbek（1965）; Hixonほか、1973; Sugito、OhyamaとHirose（1990）; Winkworth、Davis、AdfamsとEllis（1995）; Winkworth、Davis、EllisとAdfams（1994））。また、音読や即興で話すとき、長いブレス群の後に吸気は大きく（深く）、短い呼吸群の後に吸気は小さく（浅く）なる傾向がある（Denny、2000; HoriiとCooke（1978）; McFarlandとSmith（1992）; SperryとKlich（1992）; WhalenとKinsella-Shaw（1997）; Winkworthほか、1994、1995）。
呼気もまた、認知言語的な要因に影響される。呼気中に生成される発話単位（音節）の数は、一般に、呼吸群が肺活量内のどこで停止するかを決定する。より多くの発話単位を含んでいる呼気はより少ない肺気量のところで終わる傾向がある、そして、より少しの発話単位を含んでいる呼気はより大きい肺気量のところで終わる傾向がある（HodgeとRochet、1989; Wilder、1983; Winkworth et. al.、1994、1995）。しかし、呼気に最も強い認知・言語的な影響を与えるのは、無言の休止に関するものである。無音の休止とは、少なくとも200ミリ秒から250ミリ秒の沈黙のことで、これから話すメッセージを練り上げるために必要な時間を反映していると考えられている（Mitchell、HoitとWatson、1996; Webb、WilliamesとMinifie、1967）。発話しない呼気は「空気を無駄にする」ことになるので、認知・言語的要求が高いときには、低いときよりも一回の呼吸で発せられる発話量が少なくなる傾向がある。
発話呼吸の吸気相と呼気相のいくつかの特徴は、認知・言語的要因の影響を受けるが、呼吸装置の一般的な機械的動作は影響されないように思われる。音読であれ、即興的な語りであれ、発話呼吸は、安静時よりも大きな音量で、リラックスした状態よりも大きな胸郭壁と小さな腹壁を使い、予測可能な筋肉戦略を用いて、肺活量の中間の範囲で行われる傾向がある（Hixonほか、1973、1976; HodgeとRochet（1989）; HoitとHixon、1986、1987; Hoit、Hixon、AltmanとMorgan（1989）; Hoit、Hixon、WatsonとMorgan（1990）; Mitchellほか、1996）。
Conversational Interchange and Speech Breathing
会話のやり取りと発話呼吸
発話呼吸のほとんどは、会話のやりとりの中で行われる。教師、ニュースキャスター、政治家、説教師など、教訓的なスピーチを要求される職業の人でも、おそらく会話での呼吸の時間の大半を家族、友人、同僚との会話に費やしているのではないだろうか。会話型発話呼吸は、他の発話呼吸と重要な点で異なっている。これは、ある会話相手（パートナー）の行動が、他の会話相手（パートナー）の行動に影響を与えるからである。
会話中に発生するリズムのパターンがある。典型的な会話パターンは、一方がしばらく話し、相手が話している間、聞くというものである。人は相互作用している人と生物学的および行動学的な固有のリズムを同調させる傾向があり、最も楽しい相互作用は個々のリズムが互いに同調しやすいものであるという実質的な証拠がある（Chapple, 1970）。
会話の発話呼吸には、2種類のリズムが確認されている。（McFarland、2001; Warnerほか、1983）。これは長期振幅と呼ばれ、1分程度の短いものから数分程度の長いものまであり、会話中の換気や発声で確認されている。会話中の換気や発声では、短いもので1分、長いもので数分の長時間の振幅が確認されています。具体的には、会話中は換気も会話活動も比較的周期的に増減する傾向がある。興味深いことに、会話パートナー間のリズムカップリング（一方が話し、他方が聞く、またはその逆）は、個人内の会話活動と換気のカップリングより強い。このことから、会話中は生理的な制約よりも社会的な影響の方が強いことが示唆できる。
短期振幅は、会話相手の呼吸の動きに同期していることが特徴である。この同調性は、リスニング時の呼吸の動きが、会話相手の発話呼吸の動きに似ていることが特徴である。つまり、会話のやりとりの中で他人の話を聞いているときは、話を聞いていないときに比べて、吸気運動が速くなる（発話呼吸のときに出る吸気に近くなる）。また、呼気運動は、話す直前により長い（発話呼吸中に、生み出される吸気により近い）傾向がある。最後に、実際の会話の場面では、会話相手の呼吸運動は、同じ方向に同時に（両方吸気または両方呼気）、あるいは逆方向に（一方が吸気、一方が呼気）なるような相関がある傾向がある。
このように、会話のやりとりの中で生み出される発話呼吸には、何らかの創発的な性質があるように思われる。その性質は複雑で、話し手、会話相手、話し手と会話相手の相互作用によって決定される。
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Body Type and Speech Breathing
体型と発話呼吸
人はさまざまなサイズ、形、体型、いわゆるボディタイプを持っている。呼吸装置は身体の大部分を占めるので、体型の違いによって呼吸装置の大きさ、形状、構成が異なるのは理にかなっている。また、その違いが発話呼吸のための呼吸器官の機能に影響を与える可能性があることも理解できる。これは、実は、事実として判明している。
体型の異なる3人の青年を対象に、発話呼吸に関する研究を行った（HoitとHixon、1986）。男性の中には、内胚葉型（相対的脂肪率が高い）、内胚葉型（実質的脂肪率が高い）、中胚葉型（筋骨格系の発達が高い）、外胚葉型（相対的直線性が高い）がいた。
発話呼吸は体型によって顕著に異なり、内胚葉型と外胚葉型の間で最も劇的なコントラストを示すことが明らかになった。内胚葉型の被験者は、腹壁をより内側に保持する傾向があり、発話呼吸時に外胚葉型の被験者よりも腹壁をより大きく動かす傾向があった。中形態の被験者は、一般的にこの2つの極端な数値の間に位置する。
体型によって発話呼吸が異なるのは、それなりの理由があるのだろう。一番良い説明は、吸気努力の速度と効率を最適化することと関係がある。迅速かつ強力な吸気力を生み出すには、横隔膜（吸気の主要筋）がドーム状になり、その筋繊維が伸長する必要があることを思い出そう。このドーム状の位置は、腹壁を内側に移動させ、それによって横隔膜が頭側に押されることで実現する。内胚葉型の人と外胚葉型の人の横隔膜の安静時の形状の違いについて考えてみよう（直立した体勢で）。内胚葉型の人の大きな腹部は横隔膜を引き下げ、平らにし、その筋繊維を短くするため、横隔膜は吸気力を発生させるのに機械的に不利な状態になる。一方、外胚葉型の人の腹壁は平らで、安静時でも筋繊維が伸長したドーム型の横隔膜が維持されている。したがって、外胚葉型の人が無理なく維持できる吸気的優位性を内胚葉型の人が得るためには、腹壁の筋肉を使って腹壁を内側に移動させなければ ならない。そしてその人は、次の吸気の横隔膜を準備するために、話しながら腹壁を内側に動かしておかなければならない。
Development and Speech Breathing
成長と発話呼吸
これまで、本章では、発話呼吸を、完全に成長したシステム、大人のシステムという観点から論じてきた。しかし、発話呼吸はこのようにして始まるわけではない。他の運動行動と同様、時の経過とともに発達し、幼児期、児童期、思春期と変化し続ける。
発声のための呼吸や、新生の発話生成は、多くの乳幼児グループで生後3年の間に記録されている（Boliek、Hixon、WatsonとMorgan、1996、1997）。この記録は、8つの年齢層を対象にしたもので、年齢が上がるにつれて、1回の呼吸で吐き出される空気の量が多くなることが明らかになった。発声のための呼吸の他のいくつかの特徴は、年齢によって変化しないようであった。乳幼児は、生後5週間でも3歳でも、通常、肺活量の中域で、一回換気量（TV）より大きな肺気量でブレス群を開始した。とはいえ、最も顕著な特徴であり、乳幼児における発声のための呼吸が成人の発話呼吸と大きく異なっているのは、その変動性であった。発話呼吸が時間的にかなり一定になりがちな大人とは異なり、乳幼児は発声ごとに異なる戦略をとっているようである（肺気量の違い、胸郭壁の形状の違い、肺気量変化に対する胸郭壁と腹壁の相対的な貢献度が異なる）。まるで、発声の実験と同じように、呼吸装置で何が一番効果的かを試しているようだ。
7歳、10歳、13歳、16歳を対象とした研究で、幼児期後半から青年期にかけての発話呼吸の発達経過を記録した（Hoitほか、1990）。彼らは、年長児や青年に比べて、より大きな肺気量（および胸郭壁と腹壁の容積）でブレス群を開始・終了し、ブレス群ごと、音節ごとにより多くの空気を消費し、ブレス群ごとの音節数はより少なかった。幼児は発話に高い圧力を用いることが知られていることから、より大きな肺気量を用いて、より高い反跳圧力を生み出す戦略であると解釈した（BernthalとBeukelman、1978; StathopoulosとSapienza、1993; StathopoulosとWeismer、1985）。また、この7歳児は、大人が話すときに想定する胸壁の形状（腹壁はリラックス時より小さく、胸郭壁はリラックス時より大きく）を必ずしも再現していないことが指摘された。7歳児が示すその他の発話呼吸の違いは、呼吸装置の大きさ、発話流暢さ、認知・言語能力の違いに起因するものであった。明らかに、7歳になっても発話呼吸は改善され続けていた。
意外なことに、10歳、13歳、16歳の間で、ほとんどの発話呼吸の測定値に差はなかった（年齢による体格差を考慮して音量を規準化する限りにおいて）。このことから、本来、発話呼吸は10歳（思春期前）までに大人と同じようになることが示唆さ れる。この年齢以降に見られる大きな違いは、ブレス群ごとの発話呼吸量の増加のみで、これは言語的なスキルや洗練度の変化を反映している。
Age and Speech Breathing
年齢と発話呼吸
年を取ると、人はより賢くなるのであろう。また、年をとると、呼吸装置の構造や機能も変化する。このように、年をとるにつれて、発話呼吸が変化するのは当然のことかもしれない。
研究によると、少なくとも非常に健康な成人では、発話呼吸の大きな変化は人生の7０または8０年目頃に起こることが分かっている（HoitとHixon、1987; Hoitほか、1989; SperryとKlich1992）。老年期の人の発話呼吸は、若年期の人と比較すると、（a）より大きな肺気量（および胸郭容積）から始まり、（b）より多くの肺活量（および胸郭容量）を含み、（c）音節あたりにより多くの空気を消費するブレス群を伴うことが判明している。このことから、老化した人は話すときに「空気を無駄にする」傾向があり、おそらく予測される空気の損失を補うために、話す前に深い呼吸をすることが示唆できる。この空気損失の原因は、下流側の構造物による不経済なバルブにあるのではないかと思われた。候補としては、喉頭、口蓋帆咽頭、口腔内の構造などが挙げられる。
別の研究（Hoit & Hixon, 1992 Melcon, Hoit, & Hixon, 1989）では、加齢に伴う喉頭機能の変化が、老化した人に見られる空気の消耗を説明できるかもしれないという考えが検証された。年齢が異なる複数の健康な男女を対象に、母音生成時の喉頭気道抵抗を測定することにより、喉頭機能を評価した。その結果、男女で異なることが判明した。男性では、喉頭気道抵抗は25歳から65歳まで概ね同じであったが、75歳では大幅に低下した。女性では、年齢による変化はみられなかった。しかし、別の研究では、年配の女性は、話し言葉の前後に空気を抜く（非発声呼気を出す）傾向があることが示唆されている（Sperry & Klich, 1992）。このように、空気の浪費は、老化した男性では喉頭の「漏れ」が原因であることが多く、老化した女性では非音声の呼気が原因であることが多いようである。
ここで、年齢という概念が複数の意味を持ちうることを指摘しておきたい。一般的に年齢というと時間的な年齢を思い浮かべますが、特に生理的な状態を考えた場合、生物学的な年齢の方が重要であることが多いのです。このように、発話呼吸や喉頭機能の加齢変化は、年代よりも生物学的な年齢と密接に関連している可能性がある。
Sex and Speech Breathing
性と発話呼吸
男性と女性では呼吸が違うという迷信が蔓延している。この迷信は、それを否定する実質的な証拠があることを除けば、発話呼吸にも適用されるかも 知れない（Boliekほか、1996,1997; HodgeとRochet、1989; Hoitほか、1989、1990）。幼児期から老年期まで、発話呼吸は一般に男女で同じである。例外は、思春期以降、発話呼吸に伴う肺気量の絶対値は、一般に女子より男子の方が大きいことである（男子は一般に身長が高く、したがって気道も大きいので、女性より男性の方が大きい）。しかし、大きさの違いを考慮して音量を規準化すると、発話呼吸に性差は見られなくなる。
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MEASUREMENT OF BREATHING
呼吸の測定
このセクションでは、呼吸の機器による測定、特に臨床でよく遭遇する方法について考察する。ここで取り上げたのは、体積、圧力、形状の機械的測定に関する3つのカテゴリーである。
Volume Measurement
ボリューム測定
発話呼吸のために最も重要なボリュームは、肺気量である。このボリュームは、呼吸装置の一般的な大きさを反映しており、気道開口部または身体の表面のいずれかで測定することができる。
気道開口部でのボリューム測定は、口や鼻を通して肺に出入りする空気の動きに基づいている。測定器は、用途に応じてマウスピースやマスクで人と結合される。いくつかの装置を使って、目的の測定を行うことができる。湿式スパイロメーターとニューモタコメーター（信号積分器付き）の2つである。
図2-38 湿式スパイロメーター
図 2-38 は湿式スパイロメーターを示している。この装置は、水の入った容器と、容器内に浮くベルを備えている。ベルに流入・流出する体積によって、ベルは上昇・下降し、 ベルの高さは、スパイロメーター内の空気の体積に正比例する。ベルに固定されたペンは、回転するドラムに取り付けられた紙に体積変化を記録する。また、ベルの動きで駆動する電位差計から電気信号を出力し、画面に表示することもできる。
図2-2 ニューモタコメーター。呼気気流計。
図2-39は、抵抗膜を介した瞬間的な気圧差を記録することで、両方向の気流を感知するニューモタコメーター空気圧計の図である。圧力差は空気圧変換器によって感知され、空気流量に比例した電気信号が供給される。その後、電子積分器を用いて信号を集積（和算）し、体積変化の指標とする。気流計測は自動車のスピードメーターを読むようなものであり、気流積算による体積計測は自動車の走行距離計を読むようなものである。気流積算から得られる体積変化信号は、前述の湿式スパイロメーターのベルの動きを測定して得られる信号と類似している。
体表面での体積測定は、胴体の動きを感知して、それを体積変化の推定値として利用するものである。この種の測定には、いくつかの装置が使用できる。そのうちの2つが、呼吸磁力計（respiratory magnetometers）と呼吸誘導式プレチスモグラフ（respiratory inductance plethysmographs）である。
図2-40 呼吸磁力計。
図2-41 呼吸誘導式プレチスモグラフ
図2-40は、体積計測を行うために配置される呼吸磁力計のイメージ図である。ペア（フロントメイト・バックメイト）の電磁コイルで胸郭壁と腹壁の前後径変化を計測している。胸郭壁と腹壁はそれぞれ動くことで体積を変位させ、それらを合わせると肺の変位量に匹敵する体積を変位させることができる。そのため、2組の電磁コイルの出力信号を合計するだけで、体表での肺気量変化の測定値を得ることができる。呼吸磁計は、臨床で使用しても安全な低電力の電磁界を発生する。ただし、妊娠中の女性や電子ペースメーカーを埋め込んでいる人には、呼吸磁計の使用を避けるのが賢明である。
図 2-41 は、体積測定に使用する呼吸誘導式容積脈波計（respiratory inductance plethysmographs）の配置を示したものである。電線を埋め込んだ幅広のゴムバンドで、胸郭壁と腹壁の平均断面積を検知する。ここでも呼吸型磁力計と同様、胸郭壁と腹壁がそれぞれ移動しながら体積変位し、その総和が肺の変位量と等しくなる。この場合、2つの弾性の検出バンドからの出力信号（平均断面積）を合計するだけで、体表での肺活量変化の測定が可能となる。
Pressure Measurement
圧力測定
発話呼吸のために最も重要な圧力は肺胞内圧である。肺胞内圧は、発話生成中に直接測定することはできない。問題は、発話の際、喉頭や咽頭口腔装置に沿ったさまざまな障害物や狭窄物が、肺胞へのアクセスを妨げていることである。それでも、肺胞内圧は特定の種類の発話サンプルの生成時の口腔圧から推定されることができる。
図2-42 発話生成中の肺胞内圧を推定する方法。
上段は、話者と測定器の接点を例示する。
下段は、連続した線形補間により、隣接する無声停止撥音に関連する
最高口腔内気圧から作成した横向きの肺胞空気圧の輪郭。
図2-42の上図に示すように、前歯のすぐ後ろの口の片隅に小さなポリエチレン製の圧力検知チューブを置き、その一端が口から出る空気の流れに対して垂直になるようにする。チューブのもう一方の端は空気圧変換器に接続され、空気圧変換器は圧力を電気的に等価なものに変換する。
重要なのは、発話生成中の口腔内圧と肺胞内圧が等しくなるタイミングを利用することである。このような状態は、無声停止撥音の閉鎖相で、口腔弁と咽頭弁が完全に密閉され、喉頭弁が開いているときに起こる。この間、口腔内圧検知管で記録される圧力は、基本的に肺胞内圧と等しくなる。無声停止撥音（/pipipipipi/）を挟むように発話列を設計した場合、子音時に測定した最高口腔内圧を相互に接続するだけで、その下にある歯槽圧輪郭を明らかにすることができる。これは、図 2-42 の下段に示すように、隣接する子音のピーク圧を連続的に線形補間して輪郭を作成することで行われる。
Shape Measurement
形状の測定
形状は、体表面で測定される。胴体壁からの肺活量変化を測定するために、上述したのと同じ装置、呼吸磁計や呼吸誘導式プレチスモグラフで測定される。しかし、胸郭壁と腹壁からの信号を電子的に合計して肺活量変化を推定することはできない。むしろ、図2-19に示すような方法で互いに表示される。 胸郭壁の信号は縦軸に上方に向かって増加し、腹壁の信号は横軸に右方向に向かって増加するように描かれている。このような図を用いると、話すときの胸壁の形状が直接わかり、図中の点が胸壁の一般的な形状を示すことになる。
SPEECH BREATHING DISODERS
発話呼吸障害
発話呼吸障害には様々な形態があり、あらゆる年齢層、あらゆる生活様式の人が影響を受ける可能性がある。発話呼吸障害は、機能性ベースと器質性ベースに分類されます。これらは同時に起こることもある。
機能性発話呼吸障害とは、身体的な原因が不明なものを言う。呼吸器の機能的誤用は、教師、セールスマン、説教師、ニュースキャスター、インスピレーションを与える話者、俳優など、仕事で言葉を多用する人に見られることがある。例えば、ある先生は、特別に長い呼吸群で、小さな肺気量で話す習慣があり、それが呼吸の不快感や疲労の原因になっているかもしれない。機能性発話呼吸障害には、心因性のものもありうる。例えば、仮病（病気や怪我をしたふりをすること）や転換反応（感情的な葛藤の結果、運動や感覚機能に対する自発的な制御ができなくなること）などがある。仮病は、人身事故の訴訟を勝ち取るために、呼吸困難のふりをすることもあります。転換反応は、家族に否定的な感情を表現することへの恐れから、実際に呼吸困難のような感覚（身体的根拠はないが、それでも現実的である）を引き起こすかもしれない。
器質性発話呼吸障害とは、身体的な原因が特定できるものを指す。このような疾患は、胸壁や肺装置の障害を伴うことがある。胸壁の障害には、脊椎側湾症などの骨格の発達性または後天的な変形が含まれることがある。器質的な原因による胸壁障害で最も多いのは、神経系の損傷や疾患によるものである。その一例が、特に若い男性に多い脊髄損傷だ。脊髄損傷により胸壁筋が麻痺することがあるが、その程度は脊髄のどの部分が損傷したかによる。脊髄の下部のみが損傷している場合は、発話呼吸は十分であるが、脊髄の上部が損傷している場合は、発話呼吸が著しく損なわれることがある。その他、脳性麻痺（筋肉のコントロールに影響を与える発達神経障害）や筋萎縮性側索硬化症（運動神経が死んでしまう病気）などがある。後者の例では、呼吸器官だけでなく、発話装置全体が影響を受けていることが多い。
器質性の発話呼吸障害には、肺装置の疾患に伴うものもある。喘息や肺気腫など空気の流れが滞る病気や、サルコイドーシスなど肺が硬くなる病気も含まれます。肺の病気の人は、呼吸の不快感（呼吸困難）を訴えることが多く、その不快感を和らげるために、話し方の呼吸を変えることがある。
胸壁や肺装置の障害により、生命維持のために人工呼吸器が必要とされるほど重度の呼吸障害を引き起こすこともある。高度の頸髄損傷者、特定の進行性神経運動疾患者、重度の慢性閉塞性肺疾患者などに起こる可能性がある。このような場合、発話呼吸の大部分（または全部）が人工呼吸器によって駆動されることがある。図 2-43 は、人工呼吸器を使用している人物を示している。
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REVIEW
復習
発話呼吸障害は、呼吸運動、ガス交換、呼吸の快適さ、またはこれらの組み合わせの問題として現れるかもしれない。
呼吸装置は、エネルギー源と、このエネルギー源を動かす空気と連結する受動的な構成要素を含む機械的なポンプである。
呼吸装置は、骨格の上部構造を中心に形成され、肺装置と胸壁（一体に連結）からなり、前者は肺気道と肺を、後者は胸郭壁、横隔膜、腹壁、腹部内容物を含んでいる。
呼吸の力には受動的なものと能動的なものがあり、前者は組織の自然な反動、肺胞内の表面張力、重力から生じ、後者は胸壁の20以上の筋肉に担われている。
胸郭壁の筋肉には、胸鎖乳突筋、前斜角筋、中斜角筋、後斜角筋、大胸筋、小胸筋、鎖骨下筋、前鋸筋、外胸骨間、内胸骨間。 胸横筋、広背筋、上後鋸筋、下後鋸筋、外側腸骨筋、胸筋、外側腸骨筋、腰筋、肋骨挙筋、腰方形筋、そして肋骨下筋などがある。
横隔膜の仕切りの筋肉は、横隔膜を含む。
腹壁の筋肉には、腹直筋、外腹斜筋、内腹斜筋、腹横筋、広背筋、外腸腰筋、腰方形筋などがある。
呼吸の動きは、胸郭壁、横隔膜、腹壁の中で起こり、呼吸装置のさまざまな部分にかかる力、そしてそれによって生じるものである。
呼吸装置の調整機能は、装置のさまざまなパーツ内およびパーツ間の受動的・能動的な相互作用を含んでおり、さまざまな調整の原因となる動作を特定しようとする際に課題として提示される。
呼吸の出力変数には、肺気量、肺胞内圧と胸壁形状がある。
神経系は、運動の知覚、呼吸の必要性に関する感情を媒介する低次および高次の脳中枢群を通じて、呼吸のさまざまな行為を制御している。
換気は、酸素と二酸化炭素の交換という生命維持のプロセスを支えるもので、そのパターンは人それぞれで比較的個性的であり、体位の影響を受けるのが特徴である。
発話呼吸は、発話音を発生させるための駆動力を供給すると同時に換気とガス交換の機能を果たすプロセスである。
弛緩圧と筋圧を組み合わせることで 発話呼吸を実現し、その時に必要な筋圧は、その時の肺気量と発話の目標とされる肺胞内圧で利用できる弛緩圧に依存する。
異なる肺気量で異なる肺胞内圧を伴う発話の生成には、胸壁の各部位（胸郭壁、横隔膜、腹壁）の活動が変化することが考えられる。
発話活動を実行するための制御戦略は、他の呼吸とは異なり、呼吸の吸気相と呼気相の両方において機能を強化し、発話コミュニケーションを促進する役割を担っている。
発話呼吸は適応的であり、予測可能なものとそうでないものがある機械的および換気的要求の変化に対応する。
発話呼吸は、主に重力が弛緩圧、呼吸装置の静止レベル、胸壁のさまざまな部分の機械的利点に影響を与えるため、体位に影響されます。
換気量（安静時タイダル呼吸より呼吸装置への空気の出入りが多い）およびガス交換量（安静時タイダル呼吸より発話時の呼気中の二酸化炭素が少ない）に示されるように、人は発話呼吸時に過呼吸状態になる。
発話呼吸は、運動時や高濃度の二酸化炭酸を吸引した時など、呼吸の欲求と発話の欲求が競合するほど強くなると難しくなり、呼吸装置の調整によって呼吸の不快感を解消しやすくしようとする特徴がある。
認知言語学的な要因は、いつ吸気が起こるか、その深さはどのくらいか、その後の呼気の長さはどのくらいか、休止の頻度はどのくらいか、1呼吸群あたりどのくらい発話されるかを決定する方法で、発話呼吸に影響を与える。
会話相手は、相互作用や 発話呼吸の質に影響を与え、長期的および短期的な同期が確立される。
体型は発話呼吸に大きく影響し、内胚葉型（相対的脂肪率が高い）と外胚葉型（相対的直線性が高い）では、前者は腹壁の関与が大きく、後者は胸郭壁の関与が大きいという、最も劇的なコントラストが存在する。
発話呼吸は時間とともに発達し、幼児期、児童期、青年期と変化し続け、10歳までには基本的に成人並みとなるが、その後、呼吸群ごとの発話量が増加する（言語技能と洗練度の変化を反映している）。
年齢による発話呼吸の影響は、人生の7、80年目あたりで、より大きな肺気量から呼吸を開始し、1回の発話により多くの利用可能な空気が消費されるようになる。この要因は、喉頭弁の節約および空気の消耗に関係していると考えられている。
男女で呼吸が違うという俗説が広まっているが、この考えを支持する証拠はなく、発話呼吸の場合は、それを否定する実質的な証拠もある。
機器による方法は、発話呼吸の研究、特に肺気量、肺胞内圧、胸壁形状の機械的測定に有益に適用される。
発話呼吸障害には様々な種類があり、あらゆる年齢層の人々が罹患する可能性がある。その原因は、機能的および器質的なものであり、肺装置と胸壁の両方に関連している。
発話呼吸障害の評価と管理には、さまざまな臨床専門家が関わっており、特に言語聴覚士、呼吸器科医、神経科医、理学療法士、心理学者が含まれます。
2022/07/21 訳：山本隆則