Effect of peripheral magnetic stimulation below the motor threshold combined with rehabilitation treatment

• Project/Area Number: 21K17520
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
• Research Institution: Fujita Health University
• Principal Investigator: Mastuura Hirotaka 藤田医科大学, 医学部, 講師 (80801696)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: 磁気刺激 / 運動閾値 / 感覚閾値 / 痙縮 / 末梢磁気刺激

Outline of Research at the Start

運動閾値未満の電気刺激を与える経皮的電気刺激（TENS）は痙縮，慢性疼痛の軽減目的に有効であり，リハビリテーション治療との併用効果も報告されているが，電極を皮膚に貼付するなどの煩雑さがある．磁気刺激はより簡便な刺激が可能であるが，装置が大きいという欠点を持つ．しかし，運動閾値未満の刺激強度であれば大型の装置は必要なく，われわれは磁石を利用した小型軽量の磁気刺激器機を開発した．本研究では，運動閾値未満の磁気刺激について電気生理学的にTENS器機との比較を行い，リハビリテーション治療への併用効果を検証する．本器機の有効性が証明されれば，運動閾値未満の磁気刺激という新たな治療法が確立すると思われる．

Outline of Final Research Achievements

Transcutaneous electrical nerve stimulation reduces spasticity but can cause skin irritation due to electrode attachment. Peripheral magnetic stimulation stimulates nerves and muscles without electrodes, reducing pain by avoiding direct stimulation of skin pain receptors.
In the fiscal year 2021, we conducted rehabilitation using this device and examined its feasibility. In 2022, we presented a case report at a conference on the immediate spasticity reduction effect of this device on the plantar flexor muscles in a stroke patient. In 2023, we submitted the same report as a paper for publication.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

運動閾値未満の電気刺激を与える経皮的電気刺激は，痙縮，慢性疼痛の軽減目的に有効であり，リハビリテーション治療との併用効果も報告されているが，電極を皮膚に貼付するなどの煩雑さがある．磁気刺激はより簡便な刺激が可能であるが，装置が大きいという欠点を持つ．しかし，運動閾値未満の刺激強度であれば大型の装置は必要なく，われわれは磁石を利用した小型軽量の磁気刺激器機を開発した．本機器による磁気刺激の有用性の可能性を示したことで，運動閾値未満の磁気刺激という新たな治療法の選択肢ができたと考える．

Research Products

• [Journal Article] Immediate Reduction in Spasticity of Ankle Plantar Flexors in a Stroke Patient after Treatment with a Spinning Permanent Magnet Device (2023)
  • Author(s): Matsuura Hirotaka、Aoyagi Yoichiro、Nomura Makoto、Sasa Naoki、Mizuno Emi、Wada Yuji、Kagaya Hitoshi
  • Journal Title: Progress in Rehabilitation Medicine Volume: 8 Issue: 0 Pages: n/a
  • DOI: 10.2490/prm.20230040
  • ISSN: 2432-1354
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 足関節底屈筋群の痙縮に対して 小型磁気刺激装置を用いて 即時的な痙縮軽減効果を呈した脳卒中患者の1例 (2023)
  • Author(s): 松浦広昂，青柳陽一郎，野村真，佐々直紀，水野江美，和田勇治，加賀谷斉，大高洋平
  • Organizer: 第6回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会
• [Presentation] 脳卒中患者の足関節底屈筋群の痙縮に対して小型磁気刺激装置（spining permanent magnet；SPM）を用いて痙縮が軽快した一例 (2022)
  • Author(s): 松浦広昂，青柳陽一郎，野村真，佐々直紀，水野江美，和田勇治，加賀谷斉，大高洋平
  • Organizer: 第6回日本リハビリテーション医学会秋季学術集会