田舎の理学療法士

田舎の急性期大学病院勤務PT&大学院生PTのメモ用ブログ(2人で運営してます)

サクッと紹介! 運動麻痺回復のステージ理論:② Corticospinal Excitability(1st stage recovery)

こんばんは。

前回から運動麻痺回復のステージ理論を紹介しております。

今回はCorticospinal Excitability(1st stage recovery) についてです。

 

 

ちなみに運動麻痺回復のステージ理論はSwayne OBら(2008)によって提唱された運動麻痺の回復において時期によって改善のメカニズムがことなりますよーという理論になります。

 

 

 今回は急性期の段階で起こるCorticospinal Excitability について解説したいと思います(下図)。

 

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 図1 運動麻痺回復のステージ理論(原寛美, 2013より一部改変)

 

Question:Corticospinal Excitabilityとは何か?

Answer:

  • 安静時運動閾値(Resting Motor Threshold:rMT
  • 収縮時運動閾値(Active Motor Threshold:aMT) 
  • Recruitment Curves(RCs

 

運動閾値(MT)とは経頭蓋磁気刺激法で一次運動野を刺激した際に標的筋から得られる筋電図波形である運動誘発電位(MEP)が誘発される強度のことです。経頭蓋磁気刺激法では「どのくらいの強度で刺激するのか」によって得られるMEPの出現頻度や大きさが変化します。

 

例えば、50%の強度でMEPが誘発される被験者がいるとします。その後、何らかの影響で大脳皮質が興奮状態(すなわち運動閾値が低い状態)に鳴った場合、同じ50%でもMEPは誘発されやすさなど(頻度や振幅)は変化します。逆に大脳皮質が抑制状態(すなわち運動閾値が高い)であれば刺激強度が前者と同じであってもMEPは誘発されないかもしれません。

 

 

そして、安静時と収縮時で分けている理由は、筋収縮の状態によってMEPの結果が異なってしまうからです。

 

 

最後に、RCsというのは様々な刺激強度で大脳皮質に刺激を行い、刺激強度によってMEPの大きさがどのように影響を受けるかというものを調べるものであり、こちらもCorticospinal Excitabilityを評価する一つの指標として用いられています。

 

これらの指標の結果が図2の結果になります。

 

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 図2 Corticospinal Excitabiityの結果

 

損傷半球の運動閾値は安静時・収縮時ともに高い結果であり、RCsは逆に低い結果となっております。

 

さらにパフォーマンスとの関連を示したのが図3になります。

 

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急性期ではARATとの相関があることを示しております。急性期ではパフォーマンスと皮質脊髄路の興奮性に相関関係があり、3ヶ月後・6ヶ月後ではより弱い相関にとどまったという点から急性期では皮質脊髄路の興奮性が重要であると考察しています。

 

 

ということで今日はここまで!

今回は少し気合が入ってしまい、自分も若干疲弊してしまいました(笑)

細かく説明しようとすると一日かけても足りない気がしています。次回はもう少し、サクッと行きたいと思います。

 

次回はIntracortical Excitabilityについてです。

よろしくおねがいします。

 

Reference

 

www.ncbi.nlm.nih.gov

サクッと紹介!運動麻痺回復のステージ理論:①概要編

こんにちは。

 

今回のテーマは運動麻痺回復のステージ理論です。

 

こちらはOB Swayneらが提唱した理論であり、日本でもだいぶ浸透したのではないかと思います。この理論には3つのステージがあることはご存知の通りかと思います。

 

 

私は最初この理論を読んだときに「1st stageではCorticospinal Excitabilityが大事???残存する皮質脊髄路????」な状態でした。(自分が完全に勉強不足だっただけですが)

 

 

この理論を理解するためには、経頭蓋磁気刺激法における評価方法を知らないと理解することは至難かと思います。各ステージにおいて皮質がどのように変化しているのか?これをどう調べたのかは理解する必要があるかと思います。

 

 

そこで今回はステージ理論についても触れていきたいと思います。

(気まぐれ更新なので途中で別の話題に切り替わることもありますが)

 

 

初学者の方もいるかと存じますのでまずはステージ理論についてサクッと解説して今日は終わりたいと思います。

 

 

運動麻痺回復のステージは3つあります。

これが下図になります。

 

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 図 運動麻痺回復のステージ理論 (原寛美, 2013より一部改変)

 

 

  • 1st Stage:発症から3ヶ月
  • 2nd Stage:3ヶ月〜6ヶ月
  • 3rd Stage:6ヶ月以降

 

そして、それぞれの時期で関わる回復メカニズムは異なります。

1st StageではCorticospinal Excitability(残存する皮質脊髄路の関与)

2nd StageではIntracortical  Excitability(皮質内興奮性)

3rd StageではTraining-Induced Synaptic Strengthening(シナプス伝達の効率化)

 

 

なので臨床では各時期に上記の回復メカニズムを考慮し、様々な方法で回復を促進する必要があると考えられます。

 

 

ということで次回から、各ステージにおいてどうやってこれらを調べたのか?も含めて解説していきたいと思いますので今後ともよろしくおねがいします。

 

 

Reference

 

www.ncbi.nlm.nih.gov

 

 

セラピストが知るべき経頭蓋磁気刺激の知識!:反復4連発磁気刺法(QPS)

こんにちは。

GWも明けて気持ちが戻りきらない人も多いのではないでしょうか?

私もまったく気持ちが戻りません(笑)

シフトで動いている人はGWなんか関係ないって方も結構多いのでしょうか?

GW明け一発目は反復経頭蓋磁気刺激法の紹介です。

 

 

今回は、4 連発磁気刺激法(Quadripulse Stimulation:QPS)について。

 

 

昨今、反復経頭蓋磁気刺激法では様々な刺激方法が開発され、それぞれに特徴的な効果やメカニズムが考えられており、今回ご紹介するQPSもその一つです。

 

 

QPSは従来の磁気刺激の4連発を5秒ごとに与える刺激方法。QPSの刺激1.5〜10msの場合の間隔では促通状態となり、30〜100msでは抑制状態となります。

 

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QPSは従来のrTMSよりも持続時間が長く、より強力な効果を得ることができます。 

 

 

このように脳の機能を促通・抑制することができる反復経頭蓋磁気刺激法はまだまだたくさんあり、今回はその一部をご紹介しました。今後はこういった刺激方法を理解して現象を検討する論文がより増えることでしょう。

 

 

ということで今回はここまで。

また、次回もよろしくお願い致します。

 

 

Reference

www.jstage.jst.go.jp

 


予測的姿勢制御と補足運動野:④(追記:補足説明)

こんにちは。

T-memoです。

 

 

前回は上肢を急速に挙上する予測的姿勢制御(Anticipatory Postural Adjustmnet:APA)の課題の前に経頭蓋直流電流刺激を補足運動野へ適応し、促通・抑制することでAPAが変化することをお伝えしました。また、上記の結果から補足運動野はAPAにおける重要な役割を担っていることをお伝えしました。(過去の記事を一番下に貼り付けてありますのでよければどうぞ)

 

 

 

ここでちょっと疑問に思うわけです。

この結果は、上肢を急速に挙上する課題に特異的な結果なのでは?

 

…と。

 

ということで今日は歩行開始時におけるAPAと補足運動野(SMA)との関係について、論じているRichard Aらの論文を紹介します。

 

 

結論から言いますと、補足運動野はAPAのタイミングや振幅に影響を及ぼしている可能性があるということです。

 

 

www.ncbi.nlm.nih.gov

 

 

 

Richard Aらは健常者を対象に、補足運動野と小脳に抑制をかけた時APAはどう変化するのかということを検証しています。ちなみにここでいう「抑制」というのは反復経頭蓋磁気刺激法(rTMS)によるcontinuous theta burst transcranial stimulation(cTBS)という刺激方法で行っています。(cTBSについては一番下に記事を追記しております、確認したい方は御覧ください)

 

 

このcTBSを行う前後でステップ動作を行い、APAの変化を観察しました。

 

 

結果は…

 補足運動野へのcTBSは、APAにおける筋活動のタイミングや振幅(強さ)に影響を及ぼしたと報告しています(Richard A, 2017)

 

 

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また、彼らは小脳にもcTBSを行っており、こちらの結果は肢内・肢節間協調性に影響を及ぼしたと報告しています。

 

 

歩行の開始には補足運動野や橋、小脳、視床、皮質経路などが関与するという点を踏まえると、納得がいく結果かと思います。

 

 

このように補足運動野を抑制状態にすることで歩行の開始におけるAPAにも影響が確認されており、補足運動野への抑制は上肢挙上課題以外でも確認されておりました。

 

 

ということで今日はここまで。

 

 

次回は、どの論文を紹介しようか迷っているのですが、上肢の予測的姿勢制御とか興味ある方いらっしゃるでしょうかね?この前友人に言われたのでちょっと紹介していこうか迷っています(笑)いずれにせよ、引き続き予測的姿勢制御の論文を紹介してきたいと思いますのでよろしくおねがいします。

 

 

Reference

www.ncbi.nlm.nih.gov

 

 

 

 

t-memo.hatenadiary.jp

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cTBSについて

 

t-memo.hatenadiary.jp

 

 

 

 

 

 

 

 

セラピストが知るべき経頭蓋磁気刺激の知識!:シーターバースト刺激

こんばんは。

 

今日はセラピストが知るべき経頭蓋磁気刺激の知識シリーズでTheta Burst Stimulation:TBSについての紹介です。

 

少し前に予測的姿勢制御の論文を紹介していましたが、次に紹介する論文はデバイスの知識を紹介しておくと理解が早いのでサクッと解説します。

 

 

皆さん反復経頭蓋磁気刺激法はご存知ですか?

これは大脳を興奮状態にしたり抑制状態にしたりと神経の状態を調節することができる磁気刺激装置になります。

 

 

中枢神経のリハビリテーションに関わる方には是非とも知っていただきたい知識です。

 

 

今日は前回からの続きでTBSについて紹介したいと思います。

(前回の記事は一番下に貼り付けてあります)

 

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図 野嶌, 2013 より一部改定

 

 

3 連発の刺激を 50 Hz の周期で200 ms 間隔で繰り返し、シータ周波数(すなわち5Hz)の刺激を脳に与えます。intermittent TBS(iTBS) は間欠的な刺激様式で皮質を興奮状態にします。 continuous TBS(cTBS)は機能的には抑制状態します。筋収縮時運動閾値)の 80%程度で刺激するので痛みも少ないのが特徴です。

 

 

このような刺激を脳の様々なところで刺激することにより特定の部位を抑制したり促通したりして反応の変化をみたりするわけですね。

 

 

ということで今日はここまで。

次回はrTMSの4連発刺激について紹介したいと思います。

 

 

 Reference

 

 

 

 

t-memo.hatenadiary.jp

 


 

 

 

 

 

CPX結果から中等強度の運動処方しても、持久性運動中には想定より高い負荷になる?

どうも。

田舎のPT、イナピーです。

 

本日は、

4つのドメインのうち、中等度〜高強度の負荷に当たる「Moderate to High-Intensity Exercise」について話します。

 

 このドメインは、1st Ventilatory Threshold(ast VT)~Critical Point(CP)の間に当たる仕事率(WR)を指します。

 

 CPはいわゆる”臨界点”のことです。

VO2と乳酸の両方が定常状態のままで居られるWRの最大値で、

長時間の有酸素運動を続ける上限を示す指標とされています。

 

ここでのポイントは2つ。

・CPXにおいては、60-70%peak WRや70-80%peak HRと同等の強度となる

・定常負荷運動中には上記の相対負荷よりも高い定常状態となる

 

 ポイント1つ目に関しては、以下の図の関係性の通り。

 

Pasted Graphic 2.png

 

 

 ポイントの2つ目に関しては、VO2の”slow component”の出現が原因とされています。

 このドメインの強度での運動開始から約2-3分後に見られる特徴的なVO2力学で、定常負荷中の運動でしか検出されません。 

 そして、VO2とHRの定常状態は、上図の通り1st VT以前のVO2とWRの関係から予測される値よりも高いレベルに到達します。

 

 運動時の酸素消費量が上昇することで、moderate-high ドメインにおける運動はlight-moderateドメインほどは長い時間運動を持続できません。

 ですが、このドメインでの30分間の持久運動であっても、慢性心不全のように運動耐容能の低下した患者で実施することは可能です。

 

今日はここまで。

ではでは。

セラピストは必読!経頭蓋磁気刺激の知識:rTMS

T-memoです。

また、経頭蓋磁気刺激法(TMS)の知識関連の記事に戻ってきました。

 

 

経頭蓋磁気刺激法の理解は研究を理解するために必要不可欠です。

最近は様々な刺激方法が開発されており、臨床や基礎的機序について考えるには必須の知識になります(ちなみに脳卒中のステージ理論は経頭蓋磁気刺激法から得られた結果から考えられています)。臨床をする方々にこそ是非知ってほしい知識でもあります。

 

 

今後、紹介する論文も必出の知識ですので要点だけ抑えてお伝えしたいと思います。

 

 

ということで今日は反復経頭蓋磁気刺激法(repetitive Transcranial Magnetic Stimulation:rTMS)について紹介したいと思います。

 

 

rTMSは以前説明したTMSを反復して刺激することにより、脳を抑制状態にしたり、促通状態にする刺激方法です。

 

刺激方法も非常に様々で、種類が結構あります。一般的なのが1Hz(1秒間に1回)以下の低頻度rTMSと1Hz以上の高頻度で刺激する高頻度rTMS(一般的に5Hz以上)です。

 

 

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図1 反復経頭蓋磁気刺激法の概要

低頻度刺激法は脳を抑制状態にし、高頻度刺激は脳を興奮状態にすることが可能です。

 

rTMSをある部位に適応する前後で反応がどう変わるのか?ということをみることができます。

 

また、臨床では半球間抑制を是正するために治療用の刺激装置としても用いられています。

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図2 半球間抑制と反復経頭蓋磁気刺激法

脳卒中後は半球間のバランスが崩壊し、非損傷半球が損傷半球を抑制しているという考えがあります。低頻度rTMS:損傷半球を過剰に抑制をしている非損傷半球を抑制し、半球間のバランスを是正する. 高頻度rTMS:損傷半球の興奮性増加させ、非損傷半球との半球間バランスを是正する. 

 

 

このように、基礎研究から臨床まで幅広く活躍するTMSは臨床家の人は知っておくことで日々の臨床に役立つものと思います。

 

 

今日はここまで!

次回もrTMSの刺激方法についてまたご紹介していきます。

 

 

www.ncbi.nlm.nih.gov