[O-KS-04-5] 脳卒中片麻痺患者に対するanodal tDCSとpatterned electrical stimulationの併用が歩行時下肢筋活動に与える影響
Keywords:電気刺激療法, 経頭蓋直流電気刺激, 歩行分析
【はじめに，目的】
脳卒中後には，皮質運動野から脊髄への下行性入力が減少することで，脊髄相反性抑制（RI）が障害され，歩行時の下腿筋の同時収縮などの異常筋活動を呈する。Patterned electrical stimulation（PES）は，RIを増強することが報告されている（Perez, et al., 2003）。さらに，PESによるRIへの効果は，経頭蓋直流電気刺激（tDCS）による皮質興奮性の変化により修飾される（Fujiwara, et al., 2011）。そこで本研究の目的は，脳卒中患者を対象に，anodal tDCSとPESの併用が歩行時下肢筋活動に及ぼす効果を検討した。
【方法】
対象は，2015年6月から10月までに当院回復期病棟に入院し，以下の基準を満たした脳卒中片麻痺患者10名（平均年齢56±15歳）とした。採用基準は，初発の片側半球皮質下の脳卒中，SIASのFoot-pat testが1以上，10 m以上の連続歩行が可能な者とした。除外基準は，感覚脱失，てんかんの既往，体内に金属などを有している者とした。
研究は，double-masked，sham-controlled，cross over designとした。課題は，1）anodal tDCS+PES，2）anodal tDCS+偽PES，3）偽tDCS+PESとし，3日以上の間隔で実施した。tDCSは，刺激強度を1 mAとし20分間行った。電極は陽極を麻痺側下肢一次運動野の直上，陰極を対側前額部に貼付した。PESは100 Hzの刺激パルス10発を1 trainとして，この刺激trainを0.5 Hzで20分間行った。刺激は総腓骨神経に行い，前脛骨筋（TA）の運動閾値で刺激した。偽tDCSと偽PESでは，最初の30秒のみ刺激した。
評価は，10 mの快適歩行中に，歩行距離因子（歩行速度，重複歩幅，歩行率）および下肢筋電図を課題前後で各2回計測した。筋電図は麻痺側下肢のTAおよびヒラメ筋（SOL）から記録した。得られた筋電図は全波整流後に10歩行周期分を加算平均し，立脚相と遊脚相に分けてRoot Mean Square（RMS）値を算出した。立脚相および遊脚相のRMS値は，それぞれ課題前後の増加率を算出した。さらに，SOLのRMS値をTAのRMS値で除し，それぞれ課題前後の同時収縮の減少率を求めた。統計解析は，反復測定分散分析および多重比較検定（Bonferroni法）を用いた。有意水準は5％とした。
【結果】
課題前後と課題間において，歩行距離因子に有意差を認めなかった。分散分析の結果，遊脚相のTA増加率について有意な主効果を認めた（p=0.007）。遊脚相のTA増加率は，anodal tDCS+PESで18.1％，anodal tDCS+偽PESで0.7％，偽tDCS+PESで-4.0%であった。多重比較検定では，anodal tDCS+PESにおいて，他の2課題と比較し，増加率が有意に高値を示した（伴にp＜0.05）。同時収縮の減少率において，遊脚相で課題間の有意な主効果を認めた（p=0.041）。多重比較検定では，偽tDCS+PESと比較して，anodal tDCS+PESの同時収縮の減少率が有意に高値を示した（p=0.008）。
【結論】
Anodal tDCSとPESの併用は，歩行中の麻痺側下肢の振り出しにおいて，前脛骨筋の活動を高め，同時に拮抗筋であるヒラメ筋との同時収縮を改善することが示された。
脳卒中後には，皮質運動野から脊髄への下行性入力が減少することで，脊髄相反性抑制（RI）が障害され，歩行時の下腿筋の同時収縮などの異常筋活動を呈する。Patterned electrical stimulation（PES）は，RIを増強することが報告されている（Perez, et al., 2003）。さらに，PESによるRIへの効果は，経頭蓋直流電気刺激（tDCS）による皮質興奮性の変化により修飾される（Fujiwara, et al., 2011）。そこで本研究の目的は，脳卒中患者を対象に，anodal tDCSとPESの併用が歩行時下肢筋活動に及ぼす効果を検討した。
【方法】
対象は，2015年6月から10月までに当院回復期病棟に入院し，以下の基準を満たした脳卒中片麻痺患者10名（平均年齢56±15歳）とした。採用基準は，初発の片側半球皮質下の脳卒中，SIASのFoot-pat testが1以上，10 m以上の連続歩行が可能な者とした。除外基準は，感覚脱失，てんかんの既往，体内に金属などを有している者とした。
研究は，double-masked，sham-controlled，cross over designとした。課題は，1）anodal tDCS+PES，2）anodal tDCS+偽PES，3）偽tDCS+PESとし，3日以上の間隔で実施した。tDCSは，刺激強度を1 mAとし20分間行った。電極は陽極を麻痺側下肢一次運動野の直上，陰極を対側前額部に貼付した。PESは100 Hzの刺激パルス10発を1 trainとして，この刺激trainを0.5 Hzで20分間行った。刺激は総腓骨神経に行い，前脛骨筋（TA）の運動閾値で刺激した。偽tDCSと偽PESでは，最初の30秒のみ刺激した。
評価は，10 mの快適歩行中に，歩行距離因子（歩行速度，重複歩幅，歩行率）および下肢筋電図を課題前後で各2回計測した。筋電図は麻痺側下肢のTAおよびヒラメ筋（SOL）から記録した。得られた筋電図は全波整流後に10歩行周期分を加算平均し，立脚相と遊脚相に分けてRoot Mean Square（RMS）値を算出した。立脚相および遊脚相のRMS値は，それぞれ課題前後の増加率を算出した。さらに，SOLのRMS値をTAのRMS値で除し，それぞれ課題前後の同時収縮の減少率を求めた。統計解析は，反復測定分散分析および多重比較検定（Bonferroni法）を用いた。有意水準は5％とした。
【結果】
課題前後と課題間において，歩行距離因子に有意差を認めなかった。分散分析の結果，遊脚相のTA増加率について有意な主効果を認めた（p=0.007）。遊脚相のTA増加率は，anodal tDCS+PESで18.1％，anodal tDCS+偽PESで0.7％，偽tDCS+PESで-4.0%であった。多重比較検定では，anodal tDCS+PESにおいて，他の2課題と比較し，増加率が有意に高値を示した（伴にp＜0.05）。同時収縮の減少率において，遊脚相で課題間の有意な主効果を認めた（p=0.041）。多重比較検定では，偽tDCS+PESと比較して，anodal tDCS+PESの同時収縮の減少率が有意に高値を示した（p=0.008）。
【結論】
Anodal tDCSとPESの併用は，歩行中の麻痺側下肢の振り出しにおいて，前脛骨筋の活動を高め，同時に拮抗筋であるヒラメ筋との同時収縮を改善することが示された。