[0331] ロボットスーツHALを連続10回使用した回復期脳卒中患者の歩行能力の推移
Keywords:脳卒中, 回復期, ロボットスーツHAL
【目的】
ロボットスーツHAL（Hybrid assistive limb）は歩行支援を目的に使用され,神経疾患を中心にその効果が報告されている。脳卒中では維持期における症例報告が多く,使用の頻度や期間も異なっており,一定の見解を得ていない。本研究の目的は,回復期脳卒中患者にHALを連続で使用し,対照群と比較した際の歩行能力の変化の違いを検証することである。
【方法】
対象は回復期病棟に入院し,重篤な高次脳機能障害を有さず,入院時に10m以上の歩行が可能で,入院から1か月後でも歩行は非自立であり,HALの使用に理解が得られた脳卒中片麻痺患者10名（男性7名・女性3名,平均年齢69.2歳,FIM77.2点）である。HALの運用は入院から約1か月後に始め,1日1回,2週間内に合計10回,連続で使用した。1回の所要時間は約60分で脱装着に15-20分,起立・歩行練習に30-40分を充てた。なおHAL使用期間以外は通常の理学療法を提供した。HAL使用前後の歩行能力を比較するため,10m最大歩行速度（以下，10MWS：m/min）,歩幅（cm）,歩行率（step/min）を,入院時,HAL使用前（1ヵ月後）,HAL終了から2週間後（2ヵ月後）の各時期に測定した。次に過去5年間の回復期脳卒中患者の中から,年齢,身長,罹病期間,発症回数,入院時と1か月後にHAL群と同等の歩行速度を有するなどの臨床像が類似した16名を対照群として選出した（男性8名・女性8名,年齢67.7歳,FIM78.8点）。入院時の身体機能に差がないことを検証するため,下肢のBrunnstrome recovery stage,感覚障害の有無,CYBEXによる両側の等速性膝関節伸展筋力（%BW）をMann-WhitenyのU検定およびχ2検定で比較した。そして各時期の歩行能力を二元配置分散分析で比較し,最後に退院時の歩行自立度およびFIMを比較した。
【倫理的配慮】
対象者には書面で十分な説明を行い,同意書を得てHALを使用した。使用中は理学療法士が常に傍に着き,事故のないように配慮した。
【結果】
身体機能に関し,Brunnstrome recovery stageがIV以下の者は対照群14名,HAL群7名,V以上の者は対照群2名,HAL群3名,感覚障害を有する者は対照群14名,HAL群10名,膝関節伸展筋力は非麻痺側で対照群114.1±29.5％BW,HAL群102.1±41.0％BW,麻痺側で対照群30.2±23.2％BW,HAL群29.9±24.5％BWと,いずれも有意な差はなかった。二元配置分散分析の結果,10MWS,歩幅,歩行率で交互作用を認め,10MWSでF値7.36,p値0.004,歩幅でF値4.75,p値0.018,歩行率でF値3.59,p値0.046となった。入院時,1ヵ月後,2ヵ月後の順に,10MWSは対照群12.3±4.1→21.4±8.7→26.4±9.6m/min,HAL群17.5±12.0→24.5±15.5→44.5±20.8 m/min,歩幅は対照群23.3±5.4→29.6±7.5→32.7±7.0cm,HAL群26.7±8.0→32.2±10.3→43.1±11.5cm,歩行率は対照群52.3±12.1→70.2±15.7→80.0±19.4step/min,HAL群60.7±27.1→71.4±26.7→99.8±23.5sstep/minとなり,入院時および1ヵ月後で有意な差はなかった。しかし,2ヵ月後の10MWS,歩幅,歩行率はHAL群で有意に高い値を示した（いずれもp＜0.05）。退院時の歩行自立度は,対照群で15名が歩行自立,HAL群で9名が歩行自立,FIMは対照群113.4±8.1点,HAL群113.5±6.7点といずれも有意な差はなかった。
【考察】
入院時の身体機能および1ヵ月後の歩行能力に違いはなかったが,2ヶ月後では対照群に比べHAL群は歩行速度,歩幅,歩行率が有意な改善を示した。歩行速度の向上には歩幅と歩行率の改善が寄与するとされ,HALの使用は一側下肢の支持性を高め,対側下肢の歩幅を延長させる効果と,重心移動を円滑に行わせ,麻痺側下肢の振り出しを支援して歩行率を高める効果をもたらし,歩行が習熟した結果,歩行速度も向上したと推察される。一方で退院時の歩行自立度とFIMの得点に差がなかったことから,HALの使用が歩行自立度やADL到達度にまで直接影響を及ぼすものではないことが明らかになった。
【理学療法学研究としての意義】
ロボットスーツHALは,入院から一定期間内に連続して使用することにより,回復期脳卒中患者の歩行能力の改善を促進する有益なツールと成り得る。
ロボットスーツHAL（Hybrid assistive limb）は歩行支援を目的に使用され,神経疾患を中心にその効果が報告されている。脳卒中では維持期における症例報告が多く,使用の頻度や期間も異なっており,一定の見解を得ていない。本研究の目的は,回復期脳卒中患者にHALを連続で使用し,対照群と比較した際の歩行能力の変化の違いを検証することである。
【方法】
対象は回復期病棟に入院し,重篤な高次脳機能障害を有さず,入院時に10m以上の歩行が可能で,入院から1か月後でも歩行は非自立であり,HALの使用に理解が得られた脳卒中片麻痺患者10名（男性7名・女性3名,平均年齢69.2歳,FIM77.2点）である。HALの運用は入院から約1か月後に始め,1日1回,2週間内に合計10回,連続で使用した。1回の所要時間は約60分で脱装着に15-20分,起立・歩行練習に30-40分を充てた。なおHAL使用期間以外は通常の理学療法を提供した。HAL使用前後の歩行能力を比較するため,10m最大歩行速度（以下，10MWS：m/min）,歩幅（cm）,歩行率（step/min）を,入院時,HAL使用前（1ヵ月後）,HAL終了から2週間後（2ヵ月後）の各時期に測定した。次に過去5年間の回復期脳卒中患者の中から,年齢,身長,罹病期間,発症回数,入院時と1か月後にHAL群と同等の歩行速度を有するなどの臨床像が類似した16名を対照群として選出した（男性8名・女性8名,年齢67.7歳,FIM78.8点）。入院時の身体機能に差がないことを検証するため,下肢のBrunnstrome recovery stage,感覚障害の有無,CYBEXによる両側の等速性膝関節伸展筋力（%BW）をMann-WhitenyのU検定およびχ2検定で比較した。そして各時期の歩行能力を二元配置分散分析で比較し,最後に退院時の歩行自立度およびFIMを比較した。
【倫理的配慮】
対象者には書面で十分な説明を行い,同意書を得てHALを使用した。使用中は理学療法士が常に傍に着き,事故のないように配慮した。
【結果】
身体機能に関し,Brunnstrome recovery stageがIV以下の者は対照群14名,HAL群7名,V以上の者は対照群2名,HAL群3名,感覚障害を有する者は対照群14名,HAL群10名,膝関節伸展筋力は非麻痺側で対照群114.1±29.5％BW,HAL群102.1±41.0％BW,麻痺側で対照群30.2±23.2％BW,HAL群29.9±24.5％BWと,いずれも有意な差はなかった。二元配置分散分析の結果,10MWS,歩幅,歩行率で交互作用を認め,10MWSでF値7.36,p値0.004,歩幅でF値4.75,p値0.018,歩行率でF値3.59,p値0.046となった。入院時,1ヵ月後,2ヵ月後の順に,10MWSは対照群12.3±4.1→21.4±8.7→26.4±9.6m/min,HAL群17.5±12.0→24.5±15.5→44.5±20.8 m/min,歩幅は対照群23.3±5.4→29.6±7.5→32.7±7.0cm,HAL群26.7±8.0→32.2±10.3→43.1±11.5cm,歩行率は対照群52.3±12.1→70.2±15.7→80.0±19.4step/min,HAL群60.7±27.1→71.4±26.7→99.8±23.5sstep/minとなり,入院時および1ヵ月後で有意な差はなかった。しかし,2ヵ月後の10MWS,歩幅,歩行率はHAL群で有意に高い値を示した（いずれもp＜0.05）。退院時の歩行自立度は,対照群で15名が歩行自立,HAL群で9名が歩行自立,FIMは対照群113.4±8.1点,HAL群113.5±6.7点といずれも有意な差はなかった。
【考察】
入院時の身体機能および1ヵ月後の歩行能力に違いはなかったが,2ヶ月後では対照群に比べHAL群は歩行速度,歩幅,歩行率が有意な改善を示した。歩行速度の向上には歩幅と歩行率の改善が寄与するとされ,HALの使用は一側下肢の支持性を高め,対側下肢の歩幅を延長させる効果と,重心移動を円滑に行わせ,麻痺側下肢の振り出しを支援して歩行率を高める効果をもたらし,歩行が習熟した結果,歩行速度も向上したと推察される。一方で退院時の歩行自立度とFIMの得点に差がなかったことから,HALの使用が歩行自立度やADL到達度にまで直接影響を及ぼすものではないことが明らかになった。
【理学療法学研究としての意義】
ロボットスーツHALは,入院から一定期間内に連続して使用することにより,回復期脳卒中患者の歩行能力の改善を促進する有益なツールと成り得る。