[P-KS-07-6] 末梢神経への電気刺激と経頭蓋磁気刺激の組み合わせが皮質脊髄路の興奮性変化に及ぼす影響
キーワード：末梢電気刺激, 経頭蓋磁気刺激, 刺激間隔
【目的】
脳卒中に対するリハビリテーション手法のひとつにpaired associative stimulation（PAS）があり，それは末梢神経への電気刺激と対側の経頭蓋磁気刺激（TMS）のペア刺激を一定の間隔で繰り返し行う手法である。その効果として，脳卒中により失われた運動機能を再建する効果が報告されており（Shin, et al., 2008），その効果には皮質脊髄路の興奮性増大が関与していると考えられている（Castel-Lacanal, et al., 2009）。しかし，この電気刺激とTMSのペア刺激がもたらす効果やその持続性が解明されていないため，至適なPASの周波数は未だ明らかになっていない。そこで，本研究では，末梢電気刺激とTMSのペア刺激が皮質脊髄路の興奮性に及ぼす影響とその効果の持続性を検証した。
【方法】
対象は健常成人11名（男性8名，女性3名，平均年齢22.0±0.6歳）であった。ペア刺激は右正中神経への電気刺激と対側への経頭蓋磁気刺激の組み合わせとした。末梢神経への電気刺激は電気刺激装置SEN-8203（日本光電社製）を使用し，パルス幅を200μs，刺激強度を運動閾値の0.8倍とした。運動閾値は短母指外転筋（APB）のM波が誘発される強度とした。TMSは磁気刺激装置Magstim200（マグスティム社製）と8字コイルを使用し，刺激部位を右APBのhotspot，刺激強度を右APBから1mVのMEPが誘発される強度とした。ペア刺激による刺激条件は①末梢電気刺激とTMSの刺激間隔（ISI）が25ms，②ISIが100msの2条件とし，各条件は1週間以上の間隔を空けてランダムに実施した。これらの各刺激条件について，ペア刺激前後，刺激後5秒，10秒，20秒で右のAPBと小指外転筋（ADM）の運動誘発電位（MEP）の測定を行った。そのときの刺激強度は右APBから1mVのMEPが誘発される強度とした。統計解析は刺激条件と測定時間を要因とした2要因の反復測定分散分析を行い，post-hoc比較にTukey検定を用いた。有意水準は5％とした。
【結果】
APBについて，2要因の反復測定分散分析の結果，測定時間に主効果を認め，刺激条件と測定時間の間に交互作用を認めた（ともにp＜0.05）。ISI=25msについて，ペア刺激前が0.82±0.15mV，ペア刺激中が0.53±0.21mV，ペア刺激後5秒が0.60±0.28mV，ペア刺激後10秒が0.67±0.21mV，ペア刺激後20秒が0.56±0.12mVであった。ペア刺激中（p＜0.01）および刺激後5秒（p＜0.05），刺激後20秒（p＜0.01）では刺激前と比較して，有意にMEPが低下した。一方，ISI=100msについて，MEPに有意な変化は認めなかった。
ADMについて，2要因の反復測定分散分析の結果，刺激条件および測定時間の主効果とこれら2つの要因の間の交互作用はともに認められなかった。
【結論】
ISI=25msのペア刺激はMEPを低下させ，その効果が持続することが明らかとなった。
脳卒中に対するリハビリテーション手法のひとつにpaired associative stimulation（PAS）があり，それは末梢神経への電気刺激と対側の経頭蓋磁気刺激（TMS）のペア刺激を一定の間隔で繰り返し行う手法である。その効果として，脳卒中により失われた運動機能を再建する効果が報告されており（Shin, et al., 2008），その効果には皮質脊髄路の興奮性増大が関与していると考えられている（Castel-Lacanal, et al., 2009）。しかし，この電気刺激とTMSのペア刺激がもたらす効果やその持続性が解明されていないため，至適なPASの周波数は未だ明らかになっていない。そこで，本研究では，末梢電気刺激とTMSのペア刺激が皮質脊髄路の興奮性に及ぼす影響とその効果の持続性を検証した。
【方法】
対象は健常成人11名（男性8名，女性3名，平均年齢22.0±0.6歳）であった。ペア刺激は右正中神経への電気刺激と対側への経頭蓋磁気刺激の組み合わせとした。末梢神経への電気刺激は電気刺激装置SEN-8203（日本光電社製）を使用し，パルス幅を200μs，刺激強度を運動閾値の0.8倍とした。運動閾値は短母指外転筋（APB）のM波が誘発される強度とした。TMSは磁気刺激装置Magstim200（マグスティム社製）と8字コイルを使用し，刺激部位を右APBのhotspot，刺激強度を右APBから1mVのMEPが誘発される強度とした。ペア刺激による刺激条件は①末梢電気刺激とTMSの刺激間隔（ISI）が25ms，②ISIが100msの2条件とし，各条件は1週間以上の間隔を空けてランダムに実施した。これらの各刺激条件について，ペア刺激前後，刺激後5秒，10秒，20秒で右のAPBと小指外転筋（ADM）の運動誘発電位（MEP）の測定を行った。そのときの刺激強度は右APBから1mVのMEPが誘発される強度とした。統計解析は刺激条件と測定時間を要因とした2要因の反復測定分散分析を行い，post-hoc比較にTukey検定を用いた。有意水準は5％とした。
【結果】
APBについて，2要因の反復測定分散分析の結果，測定時間に主効果を認め，刺激条件と測定時間の間に交互作用を認めた（ともにp＜0.05）。ISI=25msについて，ペア刺激前が0.82±0.15mV，ペア刺激中が0.53±0.21mV，ペア刺激後5秒が0.60±0.28mV，ペア刺激後10秒が0.67±0.21mV，ペア刺激後20秒が0.56±0.12mVであった。ペア刺激中（p＜0.01）および刺激後5秒（p＜0.05），刺激後20秒（p＜0.01）では刺激前と比較して，有意にMEPが低下した。一方，ISI=100msについて，MEPに有意な変化は認めなかった。
ADMについて，2要因の反復測定分散分析の結果，刺激条件および測定時間の主効果とこれら2つの要因の間の交互作用はともに認められなかった。
【結論】
ISI=25msのペア刺激はMEPを低下させ，その効果が持続することが明らかとなった。