The functional gait recovery with transcutaneous spinal afferent stimulation among patients with stroke

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26350587
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 藤原 俊之 順天堂大学, 医学部, 教授 (50276375)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 脳卒中 / 歩行障害 / リハビリテーション / 電気刺激 / 脊髄反射

Outline of Annual Research Achievements

慢性期脳卒中片麻痺患者の歩行障害に対して運動閾値下での経皮的脊髄電気刺激(Transcutaneous spinal afferent stimulation; TSAS)による歩行類似筋活動パターンの誘導と歩行訓練の併用における効果を検討するために１）臨床使用可能な、携帯型のTSASを開発し、さらに２）TSASの治療的介入効果を無作為化比較試験(RCT)により検討することを目的とする。
健側下腿三頭筋の筋活動より片麻痺患者の歩行周期を読み取るシステムを完成し、適切なタイミングで脊髄刺激を行える携帯型の脊髄刺激システムを完成した。本装置を用いて、無作為化比較試験「脳卒中片麻痺患者歩行障害に対する経皮的脊髄電気刺激による歩行機能再建の臨床研究」を継続。割り付けは中央割り付けとす、無作為に脊髄電気刺激＋トレッドミル歩行群とトレッドミル歩行群に分けクロスオーバー試験とした。1週間に1回、15分間の歩行訓練を2回施行し、脊髄刺激＋トレッドミル歩行群、トレッドミル歩行群ともに10回の介入を行い、前後で10m歩行速度ならびにトレッドミル歩行時の歩行解析を行った。現在までの症例は11例である。現在までに有害事象の報告はなく、安全に施行が可能である。
10m歩行速度ならびに歩行の対称性の指標であるTime Symmetric Index (TSI)は脊髄電気刺激＋トレッドミル歩行群において有意な改善を認めた。
慢性期脳卒中片麻痺患者においても我々の開発した脊髄電気刺激を用いたトレッドミル歩行訓練は歩行速度を改善させた。歩行の対称性も改善させたことより、本法による歩行訓練による歩行速度の改善は非麻痺側による代償を強化したのではなくて、麻痺側下肢の機能改善によるものと示唆される。

Research Products

• [Journal Article] Hybrid Assistive Neuromuscular Dynamic Stimulation Therapy: A new strategy for improving upper extremity function in patients with hemiparesis following stroke (2017)
  • Author(s): Fujiwara T, Kawakami M, Honaga K, Tochikura M, Abe K
  • Journal Title: Neural Plasticity Volume: 2350137 Pages: １－５
  • DOI: https://doi.org/10.1155/2017/2350137
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A new therapeutic application of brain-machine interface (BMI) training followed by hybrid assistive neuromuscular dynamic stimulation (HANDS) therapy for patients with severe hemiparetic sstroke: A proof of concept study. (2016)
  • Author(s): Kawakami M, Fujiwara T, Ushiba J, Nishimoto A, Abe K, Honaga K, Nishimura A, Mizuno K, Kodama M, Masakado Y, Liu M
  • Journal Title: Restor Neurol Neurosc Volume: ３４ Pages: 789-79
  • DOI: 10.3233/RNN-160652
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The effect of anodal transcranial direct current stimulation and patterned electrical stimulation on spinal inhibitory interneurons and motor function in patients with spinal cord injury (2016)
  • Author(s): Yamaguchi T, Fujiwara T, Tsai YA, Tang SC, Kawakami M, Mizuno K, Kodama M, Masakado Y, Liu M
  • Journal Title: Exp Brain Res Volume: 234 Pages: 1469-1478
  • DOI: 10.1007/s00221-016-4561-4
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 脳卒中片麻痺患者における脊髄電気刺激を用いた歩行機能再建 (2016)
  • Author(s): 藤原俊之
  • Organizer: 第46回 日本臨床神経生理学会
  • Place of Presentation: 郡山 ホテルハマツ
  • Year and Date: 2016-10-27 – 2016-10-29
  • Invited
• [Presentation] 脳卒中リハビリテーションの新しい流れ (2016)
  • Author(s): 藤原俊之
  • Organizer: 第64回 日本リハビリテーション医学会関東地方会
  • Place of Presentation: 新潟 新潟医療人育成センター
  • Year and Date: 2016-10-01 – 2016-10-01
  • Invited
• [Presentation] : Hybrid Assistive Neuromuscular Dynamic Stimulation (HANDS) therapy-New sthrapeutic strategy for hemiparetic upper extremity aftr stroke. Non-invasive brain and nerve stimulation for health and neurological disorders (2016)
  • Author(s): Fujiwara T
  • Organizer: 第10回 International Conference on Complex Medical Engineering
  • Place of Presentation: Utsunomiya Tochigi culture center
  • Year and Date: 2016-08-04 – 2016-08-06
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 脳卒中治療ガイドラインから読み解く新しい脳卒中リハビリテーションの流れ (2016)
  • Author(s): 藤原俊之
  • Organizer: 第53回 日本リハビリテーション医学会学術集会
  • Place of Presentation: 京都 京都国際会議場
  • Year and Date: 2016-06-09 – 2016-06-11
  • Invited
• [Presentation] HANDS therapy (2016)
  • Author(s): Fujiwara T
  • Organizer: 第10回 International Society of Physical & Rehabilitation Medicine
  • Place of Presentation: Kuara Lumpur Malaysia convention and exhibition bureu
  • Year and Date: 2016-05-31 – 2016-06-02
  • Int'l Joint Research / Invited