ネットワーク解析を用いた脳卒中片麻痺患者の姿勢制御の解明

• 研究課題/領域番号: 22K11353
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分59010:リハビリテーション科学関連
• 研究機関: 星城大学
• 研究代表者: 冨山 直輝 星城大学, リハビリテーション学部, 准教授 (00367872)
• 研究分担者: 林 浩之 星城大学, リハビリテーション学部, 准教授 (40440820) ; 備前 宏紀 関西医療大学, 保健医療学部, 講師 (50828770) ; 木村 大介 関西医療大学, 保健医療学部, 教授 (90513747)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2024年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 脳卒中 / 片麻痺 / 姿勢制御 / ネットワーク解析 / 姿勢 / 立位

研究開始時の研究の概要

本研究では，人の動作分析について，これまでの還元主義的なアプローチから，ネットワーク解析を応用し，全体論的アプローチによって 解明する．具体的には，脳卒中片麻痺患者の姿勢制御に焦点を当て，非麻痺側による代償によって新たに学習される姿勢制御を，足圧中心軌跡，体幹・下肢の筋活動および脳活動について，各パラメータの要素間の相互作用をシステムと捉え，ネットワーク解析を用いて全体論的に検討する．また，各パラメーター間の相互作用についてもネットワーク解析で検討し，脳卒中片麻痺患者の姿勢制御の特性を全体論的視点から明らかにしていく．

研究実績の概要

回復期リハビリテーション病棟に入院中の脳卒中片麻痺患者４名とした．計測条件は，支持物なしでの立位保持を30秒間の3回とした．立位時の左右の足部の幅は，自然な状態とし，条件を設けなかった．表面筋電図の計測は，サンプリング周波数を1000Hzとした．被検筋は非麻痺側の内側広筋，前脛骨筋，腓腹筋内側頭，長腓骨筋の4筋とし，皮膚処理ジェルにて皮膚処理し，SENIAMが推奨する位置に電極を貼付した．データは，整流波を行った後，2-500Hzのバンドパスフィルターを行った．解析には各計測データから前後5秒間を除いた中央の20秒間を使用した．得られた20秒間のデータは，3回分の平均値を算出し，個人ごとの20秒間のデータとした．解析はグラフ理論のネットワーク解析を用い，各筋の媒介中心性を求めた．
結果は，各筋の媒介中心性は，内側広筋0.900，前脛骨筋0.400，長腓骨筋0.167，腓腹筋内側頭0.000であり，内側広筋と前脛骨筋が他の２筋に比べ，数値が高かった．
本研究の結果から，脳卒中片麻痺患者の立位保持における非麻痺側下肢では，内側広筋や前脛骨筋の２筋は他の筋間での情報伝達や協調的な働きにおいて中心的な役割を果たしていると考えられ，立位保持において、これら２筋が他の筋群をつなぐ重要な「ハブ」として機能している可能性が示唆された．このことから，脳卒中片麻痺患者の立位練習では，非麻痺側の内側広筋を含む大腿四頭筋や前脛骨筋の機能強化やこれら筋と他の筋群との協調性を高めるようなバランストレーニングなどを取り入れることが，脳卒中片麻痺患者の立位能力を高める一助のなるかもしれない．

現在までの達成度

3: やや遅れている

理由

協力していただける対象者数が十分集まっていないため．

今後の研究の推進方策

引き続き，研究協力施設に対象者選定を依頼し対象者数を増やしていく．