亜急性脳卒中患者における上肢機能および皮質脊髄興奮性のための従来型リハビリテーションを用いた全身進行的垂直振動

サマリー

本ランダム化比較試験は、進行性全身垂直振動(WBVV)と従来のリハビリテーションが亜急性脳卒中患者の上肢運動機能および皮質脊髄管の興奮性に与える影響を検討し、神経生理学的メカニズムの可能性を探ることを目的としました。

要約

脳卒中はしばしば上肢の障害を引き起こします。多くの患者が自立歩行を再開しますが、上肢機能の回復は未完全であり、日常生活活動(ADL)が制限され、生活の質が低下します。上肢のリハビリテーション戦略の最適化は、脳卒中ケアにおける大きな課題であり続けています。本論文は、進行的WBVVトレーニングが亜急性脳卒中患者における上肢機能および皮質脊髄興奮性に与える影響を調査したランダム化比較試験プロトコルを提示します。48名の亜急性脳卒中患者が実験群(n=24)と対照群(n=24)に割り当てられています。対照群は従来のリハビリテーション訓練を受け、実験群は追加の段階的なWBVVトレーニングを受けます。この介入は、実施の容易さ、エネルギー消費の低さ、そして亜急性脳卒中患者にとって良好な忍容性という利点を提供します。WBVVプロトコルは4週間かけて頻度と振幅を調整して徐々に強化されます。4週間の介入後、両群とも上肢機能、ADL能力および神経生理学的指標で有意な改善が認められました(p < 0.05)。実験群は、上肢のFugl–Meyer評価(FMA-UE)、ウルフ運動機能検査(WMFT)、修正バルテル指数(MBI)スコアで対照群と比較して有意に良好な結果を達成しました(p < 0.05)。両群とも運動誘発潜在潜伏が短縮され、ピーク間振幅が増加しましたが、神経生理学的指標ではグループ間で有意な差は認められませんでした(p > 0.05)。これらの結果は、WBVVと従来のリハビリテーションを組み合わせることで、亜急性脳卒中患者における上肢機能回復とADLのパフォーマンスを効果的に促進できることを示しています。皮質脊髄の興奮性に対する影響を検証するためにさらなる研究が必要です。

概要

脳卒中は世界中で障害と死亡の主な原因の一つ^です。中国では、人口の高齢化と生活習慣の変化により脳卒中の発生率と有病率が継続的に増加しており、若年層への影響も大きくなっています².脳卒中生存者の約80%が上肢機能障害を経験しており、日常生活活動(ADL)の能力が著しく制限され、生活の質が低下し、家族や社会双方に大きな負担を強いています。³。上肢の機能回復は依然として重要な研究課題であり、臨床上の大きな課題です。したがって、上肢機能を改善するための安全かつ効果的な介入策の開発は、現在のリハビリテーション研究の重要な焦点となっています。

WBVVはスポーツ医学の分野で初めて応用^され、4は脳卒^{中患者の補助}リハビリテーション介入として広く採用されています^5,6。過去の研究では、WBVVが特に高齢者や臨床リハビリテーション集団(例:脳卒中患者や心臓移植後の患者)において、筋力、爆発力、骨密度^7,8を有意に向上させることが示されています。その治療メカニズムは、筋固有受容体を活性化し、中枢神経系の興奮性を調節する垂直方向の機械的刺激を含んでいると考えられています。

脳卒中リハビリテーションにおいて、WBVVはバランスと下肢の^{運動機能の}改善に効果的であることが証明されています9;しかし、上肢リハビリテーションへの影響に焦点を当てた研究は依然として限られています。現在確立されている上肢リハビリテーション戦略は、依然として顕著な実務上の限界を抱えています。タスク指向型トレーニング¹⁰は十分な能動運動制御を必要とし、重度の障害を持つ患者にはしばしば困難です。制約誘導運動療法(CIMT)¹¹は、影響を受けた肢の集中的な使用を要求し、亜急性期¹²期では疲労感や従順力低下を引き起こすことが多いです。ロボット支援療法は正確なトレーニングを可能にしますが、高コストとアクセスの制限により制約^{があります。}これに対し、全身振動(WBV)は持続的な自発的努力を必要としない固有受容性入力^{14を提供します。}費用対効果が高く、耐容性が高く、日常的な臨床ケアに取り入れやすいため、脳卒中¹⁶後の上肢回復のための有望な補助療法となっています。

振動周波数と振幅の段階的な増加を特徴とする進行的WBVVプロトコルは、固定パラメータ介入に伴う神経慣れのリスクを低減しつつ、制御された感覚運動刺激を提供するよう設計されました¹⁷。本研究で用いられたパラメータ(5–25 Hz; 1–8 mm)は、神経学的集団における安全性と耐容性を確認しつつ、固有受容性経路を活性化するための十分な機械的刺激を提供した先行臨床研究に基づいて選定されました¹⁸。脳卒中関連の上肢障害は、皮質脊髄路の損傷および神経興奮性の低下と密接に関連しています¹⁹。運動誘発電位(MEP)は皮質脊髄機能を評価する信頼できるツールを提供します(^4,20–23)。WBVVが上肢の回復を改善する正確なメカニズムは依然として十分に解明されておらず、既存の文献には大きな空白が残されています(^24,25)。

したがって、本ランダム化比較試験は、進行性WBVVが亜急性脳卒中患者の上肢運動機能および皮質脊髄路興奮性に与える影響を調査することを目的としています。本プロトコルは、WBVVと従来のリハビリテーションを組み合わせた場合、従来のリハビリテーション単独と比較して上肢の運動機能およびADLのパフォーマンスに与える効果を評価しています。さらに、MEP潜伏期、振幅、運動閾値の測定により皮質脊髄の興奮性の変化を評価し、機能的アウトカムとこれらの神経生理学的パラメータとの関係を検証します。

プロトコル

徐州医科大学倫理委員会(承認番号:XYFY2024KL31601)から倫理的承認を得ており、登録前に全参加者から書面によるインフォームド・コンセントが取得されました。本試験は中国臨床試験登録簿(登録番号:ChiCTR2500097167)に前向きに登録されています。2024年1月から2025年1月の間に、48名の脳卒中入院患者が徐州医科付属病院リハビリテーション医学科から募集されました。

1. 参加者の包含および除外基準

1. 選択基準:以下の基準を満たす患者を含みます:世界保健機関(WHO)基準で診断された、虚血性脳卒中または脳内出血を含む、コンピュータ断層撮影(CT)または磁気共鳴画像(MRI)で初めて確認された脳卒中患者;臨床的に安定している状態;病気の期間は10日から6ヶ月、年齢は35歳から80歳の間です。上肢のブルンストロム期II以上;座り方バランスがグレード2以上であること;ミニ精神状態検査(MMSE)スコア≥26;肩の痛みについては視覚アナログスケール(VAS)スコア=0;4週間の研修と評価を自発的に完了すること。
2. 除外基準:重度の心血管または脳血管疾患、変形性関節症、末梢神経損傷の患者を除外します。経頭蓋磁気刺激(TMS)の禁忌がある者、振動に耐性がない人や起立性低血圧の人、そして研究に参加したくない人々の一角です。

2. 研究デザイン

1. 前向き、単一施設、無作為化、評価者盲検対照試験を設計します。すべてのアウトカム評価者および統計分析者は、参加者のグループ割り当てについて完全な盲検状態を維持し、統計解析完了まで盲検を維持し、結果評価における主観的バイアスを最小限に抑えること。
2. 一次アウトカム(FMA-UE)に基づくサンプルサイズ計算を行い、両側α 0.05、検し方0.80、予備および公開データから得られる効果サイズを適用します。必要なサンプル数は合計48名です。
3. 独立した統計学者がランダムな配列を生成します。配分の隠しには、連番で不透明、密封され改ざん防止の封筒を使いましょう。ベースライン評価後、48名の適格患者を実験群(n=24)と対照群(n=24)に1:1の比率で無作為に割り当てます(図1)。

3. ベースライン評価

無作為化前に、神経リハビリテーションの臨床経験が少なくとも5年、標準化された訓練(FMA-UE、MBI、WMFT、MEP)を含む1名のリハビリテーションセラピストによって、すべての基準評価を実施します。

1. FMA-UE
   1. FMA-UEを実施します。これは肩、肘、遠位関節の動きを評価する33項目から成ります。FMA-UEは脳卒中後の上肢運動回復の評価に広く受け入れられており、高い信頼性(ICC = 0.96–0.99)と高い妥当性を示しています。²⁶
   2. 各項目に0点から2点まで採点し、点数が高いほど運動機能が向上を示します。参加者に各標準化された動きを行い、課題の完了に応じてスコアをつけるよう指示します。
2. MBI
   1. MBIを実施し、日常生活項目の10の活動を評価し、合計スコアは100です。得点が高いほど自立性が高いことを示します。MBIは脳卒中リハビリテーション集団において高い信頼性(ICC = 0.90–0.95)と強い妥当性を示しています²⁷。
   2. 参加者の機能的自立性を評価し、実際の課題の成果に基づいてスコアをつけます。
3. WMFT
   1. WMFTを実施します。15の課題から構成されています:項目0–6は単純な動きを評価し、7–15項目は複雑な動作を評価します。WMFTは脳卒中リハビリテーションにおいて優れた信頼性(ICC = 0.88–0.97)と強い構成的妥当性^{を示しています。}
   2. 参加者に各課題を迅速かつ正確に完了させるよう指示し、時間と動きの質に基づいて得点をつけます。
4. 運動誘発電位(MEP)記録
   1. 影響を受けていない短外転筋(APB)から運動電位²⁹ を記録。70mmのフィギュア・オブ・エイトコイルを持つ経頭蓋磁気刺激装置を使いましょう。
   2. 表面EMG電極を活性電極を影響を受けていないAPB筋の腹部に、基準電極を影響を受けていない親指の遠位側に、接地電極を影響を受けていない手首の背面に置きます。
   3. 国際的な10–20脳波図(EEG)システムに従い、コイルを影響を受けていない一次運動皮質(C3/C4)の上に位置させ、ハンドルを中直線に45°後方に向けて運動ホットスポットを特定します。
   4. 安静運動閾値(RMT)を、連続した5回のうち少なくとも3回の連続刺激で≥50 μVのMEPを誘発できる最低刺激強度と定義します。刺激強度をRMTの120%に設定します。
   5. 20 Hz–2 kHzのフィルタ信号で、100msの解析ウィンドウを持つ。8〜10の刺激を≥3秒ごとに与え、平均5回のアーティファクトなし試行を行います。
   6. レイテンシーを刺激開始から最初の正のピークまでの時間と定義します。振幅をピーク間の値として定義します。

4. 介入プロトコル

1. 対照群:従来型リハビリテーション
   1. 脳卒中リハビリテーションに関するエビデンスに基づくガイドラインに従って従来型リハビリテーションを実施し^{てください。}
   2. すべての治療は、少なくとも5年の臨床経験と統一された標準化された研修を受けた有資格リハビリセラピストによって提供されます。
   3. 各治療セッションには以下の要素を含めてください:
      1. 健康教育:初回セッションで約20分間の講演を行い、脳卒中リハビリテーションの知識、安全対策、自己管理の指導を扱います。
      2. 作業療法:1回のセッションで20分間実施します。ペグ配置、ローラートレーニング、スクリュー旋盤、つまみやクランプ、リング積み作業など、個々の機能レベルに応じてタスク難易度を調整します。
      3. 日常生活活動(ADL)トレーニング:1回のセッションで10分間の演技を行い、着替え、給餌、入浴、グルーミングのトレーニングが含まれます。
      4. 理学療法:肩、肘、手首、手、股関節、膝、足首の関節に対して受動的な可動域運動を行います。1関節あたり5〜10回、2セットずつ繰り返します。筋肉の緊張と運動の回復段階に応じて、Bobath³¹ やBrunnstrom³² を含む神経筋促進技術を1回10分間適用してください。これらの技術は、異常な筋肉の緊張を軽減し、通常の四肢の動きを誘導しつつ、患者の運動回復段階に基づいた段階的なトレーニング戦略を用いることを含みます。
      5. 従来の鍼治療:中国中医協会発行の標準化鍼治療プロトコルに従い、1回のセッションで30分間実施します。
   4. 週6日、4週間連続で治療を実施
2. 実験グループ
   1. 対照群に対して説明された従来のリハビリテーションプロトコルを提供します。垂直振動プラットフォームを使ったWBVVトレーニングを追加しましょう
   2. 一般的なトレーニングプロトコル
      1. WBVVセッションは1日1回、15分間、週6日、4週間連続で実施します。
      2. すべてのセッションは標準化された訓練を受け、最低5年の臨床経験を持つセラピストによって行われます。
   3. 機器の設置、校正、パラメータ設定
      1. 試験前に振動プラットフォームを安定した滑り止め面に設置し、水平な位置を確保するように調整してください。
      2. 各セッション開始時に周波数、振幅、タイマー、緊急停止機能を確認してください。
      3. 校正済みの周波数振幅計を使ってパラメータの精度を検証します。
      4. 予定された休憩間隔を置かずに15分間連続振動を投与します。
      5. 著しい疲労感や不快感が出た場合は一時的に振動を停止し、症状が治まり次第再開してください。
      6. 各セッションの開始時に、あらかじめ決められた週ごとの範囲に従って頻度と振幅を設定します。
      7. 各レンジの下限から始め、個々の耐性や運動コントロールに応じて徐々に増やします。
      8. 一度設定したら、セッション中は一定のパラメータを維持しましょう。
   4. 姿勢制御
      1. 振動するプラットフォームの前に座る参加者を、足を肩幅に開き、体をやや前に出させます(図2)。
      2. 患部の上肢を直接プラットフォームに置きます (図3)。肩を30°〜45°の屈曲角度で位置させ、軽度の外転を施します。
      3. 肘は骨に接触しないように約5度の屈曲を保ちます。手首は背屈15°から20°に保ちます。指を伸ばして均一な体重を支えましょう。
      4. セッション中、影響を受けた手足で能動的な体重を支えるよう指導します。
      5. トランクの補償を最小限に抑えましょう。四肢のアライメントと胴体の位置を継続的にモニタリングしてください。姿勢を維持するために必要な最低限の支援のみを行いましょう。
   5. 週ごとの進行プロトコル
      1. 第1週:周波数を5〜10Hz、振幅を1〜2mmに設定。影響を受けていない手で支え、影響を受けた上肢を台に置きます。継続的な体重維持。
      2. 第2週:周波数を10〜15Hz、振幅を2〜4mmに設定。肘は5°の屈曲、手首は15°〜20°の背屈を維持します。影響を受けた上肢を支えなしでプラットフォームに置きます。継続的な体重維持。必要に応じて言葉や軽い触覚の合図を与えてください。
      3. 第3週:周波数を15〜20Hz、振幅を4〜6mmに設定。2週目と同じ手足の位置を維持してください。サポートなしで継続的な体重を支え続けてください。影響を受けていない手で、ペグボードからペグを順次5分間上に持ち上げます。影響を受けていない手でプラットフォーム上で前後のボールコントロールを5分間行います (図4)。胴体のアライメントと上肢の支持を継続的に監視してください。
      4. 第4週:周波数を20〜25Hz、振幅を6〜8mmに設定。完全に立つことなく部分的に座って立つトレーニングを行いましょう。影響を受けた上肢を通じて継続的な体重を支え続けてください(図5)。安全のためにセラピストの近くにいることを確認しましょう。

5. 安全監視および不利益事象管理

1. 各セッション前に血圧や心拍数などのバイタルサイン(血圧<140/90 mmHg;心拍数60〜100拍)。
2. めまい、吐き気、胸の不快感、過度の発汗、激しい痛み、筋肉痙攣、不随意性震え、姿勢の不安定がある場合は、直ちにトレーニングを中止してください。
3. すべての有害事象を発症時期、症状、期間、介入を含めて記録してください。症状が続くか重症化した場合は、すぐに担当医に通知してください。
4. 低血圧(血圧<90/60 mmHg)や頻脈(心拍数>120 bpm)が発生した場合は、参加者を仰向けにして酸素を投与します。

6. フォローアップ評価

1. ベースラインで適用したのと同じ評価ツールや方法を使いましょう。
2. FMA-UEを用いて一次アウトカムを評価します。
3. MBI、WMFT、MEPを用いて二次アウトカムを評価する。
4. すべての評価は、事前定められた介入後時刻で同一の評価者を用いて実施し、一貫性を確保します。

7. 統計解析

1. すべての統計解析はSPSS 26.0を使用して実施してください。連続変数は平均±標準偏差として、カテゴリ変数は数値として表します。
2. シャピロ–ウィルク検定を用いて正規性を評価し、分散の均質性をレヴェーン検定で評価します。統計的に有意な両側 P値<0.05を考えます。
3. 独立標本t検定を用いたベースライン連続データと、不等分散およびカイ二乗検定を用いたカテゴリカルデータのウェルチ補正を比較します。
4. グループ内の変化をペアt検定を用いて分析します。独立標本t検定を用いてグループ間の違いを調べます。
5. 一次アウトカムへの複数比較には調整を加えないでください。二次的アウトカムには比較数に応じて有意水準を調整することでボンフェローニ補正を用いてください。
6. 平均差と統合標準偏差に基づいてコーエンのdを用いて効果量を計算します。

結果

合計48名の脳卒中患者が募集され、対照群と実験群に無作為に分けられ、各群24名が参加しました。すべての患者は評価および介入の全過程を完了し、追跡観察の欠如や中退は報告されず、4週間の介入期間中、いずれのグループでも介入に関連する有害事象(めまい、局所疼痛、疲労、異常バイタルサインなどの軽度症状を含む)は観察されず、進行的WBVVトレーニングプロトコルの安全性と臨床的耐容性が良好であることが示されました。

年齢、性別、疾患経過、脳卒中サブタイプなどのベースライン特性において統計的に有意な差は両群間で認められず(P > 0.05, 表1)、これによりグループ間のベースラインデータのバランスと比較可能性が確認されました。

介入前は、FMA-UE、WMFT、MBI(グループ間)スコアに有意な差異は認められませんでした(P > 0.05、 表2)。介入後、3つのスコア...

ディスカッション

本研究は、WBVVと従来のリハビリテーションを組み合わせることで、亜急性脳卒中患者の上肢の運動機能と日常生活活動が改善し、この集団における皮質脊髄路の興奮性の改善が示唆される可能性を示しています。このプロトコルは、段階的な振動パラメータと影響を受けた上肢の制御された体重負荷を統合し、構造化され再現可能な刺激フレームワークを提供します。

過去の研究では、脳卒中後の上肢回復に対する振動療法の有益な効果が記録されています 33,34,35。本プロトコルはこの証拠を基に、パラメータの進行と位置付けを標準化し、セッション間の一貫性を向上させています。

プロトコルの中心的な特徴は、振動の周波数と振幅を段階的に調整することです。感覚適応を支持し過剰な反射活性化を抑えるために、最初は低い周波...

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
SPSS統計	IBMコーポレーション		バージョン26.0
経頭蓋磁気刺激装置	南京ウィス医療技術有限公司		マグニューロR130
全身垂直振動療法装置	台湾ボディグリーン		MF1