| 研究課題/領域番号 |
19K19851
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| 研究機関 | 藤田医科大学 |
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研究代表者 |
谷川 広樹 藤田医科大学, 保健学研究科, 講師 (90705013)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 脊髄神経 / 電気刺激 / 磁気刺激 / 脳卒中 / 歩行再建 |
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| 研究実績の概要 |
脊髄の硬膜外電気刺激によって下肢筋に歩行様の筋活動と関節運動が観察されたことから、ヒトの第2腰髄レベルに、上位の中枢神経からの入力がなくても下肢に歩行様の周期的放電を発せさせる神経機構が存在すると報告された（Dimitrijevic, et al. 1998）。以降、同グループが経皮的に脊髄神経を電気刺激しても同様の結果を得ており（Gerasimenko Y, et al. 2010, 2015）、追実験を行った。
対象は健常男性3名とし、側臥位で両下肢を免荷した。刺激するための電極を対象の第11胸椎を挟むように貼り、電気刺激時の下肢筋（上側の外側広筋、大腿二頭筋、前脛骨筋、腓腹筋外側頭、下側の腓腹筋内側頭）の筋活動を記録（MQ16, KISSEICOMTEC）し、関節運動の有無を観察した。電気刺激は、IVES（OG Wellness）と電気刺激装置（SGN-8203, 日本光電）を用い、周波数と強度は先行研究における設定を含め、下肢筋の活動が最大になる条件を探索した。さらに、電極を貼る位置を変化させ、至適部位を探索した。また、健常男性1名を立位とし、20cm台の上で片脚立位をさせ、非支持側下肢をリラックスさせた状態で同様の電気刺激を行い、下肢筋の筋活動と関節運動が得られるかを検証した。
いずれの姿勢、電気刺激条件でも下肢筋活動と関節運動は生じなかった。周波数と強度を高くすると脊柱起立筋に筋活動が生じ、体幹が伸展することで股関節が伸展するかのように見えたが、先行研究のような下肢が屈曲と伸展を繰り返す歩行様の交互運動ではなかった。
下肢の免荷量、免荷方法によって反応が異なることが考えられ、今後検討する。先行研究と同様の結果が得られれば、電気刺激を磁気刺激に置き換え、得られる効果の違いを検証する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
2019年度の研究計画は、脊髄神経を経皮的に電気刺激することで下肢筋に歩行様の筋活動と関節運動を認めたという先行研究（Gerasimenko Y, et al. 2010, 2015）の追実験を行い、同様の結果を確認後、電気刺激を磁気刺激に置き換え、得られる反応の違いを検討することであった。しかし、健常人を対象とした研究により現時点ではまだ先行研究と同様の結果を得るに至らないため、慢性期の歩行可能な脳血管障害患者を対象とした磁気刺激の効果検証はまだ行えていない。
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| 今後の研究の推進方策 |
磁気刺激の利点は、電気刺激と比較して疼痛が少ないことであり、そのため、刺激 強度を上げることが可能である。2020年度の計画は、脊髄神経の磁気刺激により、電気刺激よりも高い効果が得られるかを検証することであった。磁気刺激のもう一つの利点として、磁気刺激は電気刺激に必要な電極を対象の皮膚に貼る必要がなく、刺激コイルの位置を変えるだけで簡単に刺激部位を変えることができる。そのため、磁気刺激を用いて下肢筋の反応が得られる刺激部位をスクリーニングし、その後、電気刺激で反応を確認する方法を検討したい。また、先行研究では対象の下肢を免荷するシステムを自作しており、追実験において再現できていない実験環境である。そのため、下肢を免荷するために支える部位、量、方向なども検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
健常人を対象とした研究により現時点ではまだ先行研究と同様の結果を得るに至至っておらず、慢性期の歩行可能な脳血管障害患者を対象とした磁気刺激の効果検証はまだ行えていない。そのため、実験に必要な消耗品の購入は次年度に持ち越したい。また、情報収集のために関連学会に参加予定であったが、COVID-19の影響により出張を自粛した。旅費についても、次年度に持ち越したい。
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