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脳卒中後片麻痺患者の下肢筋電図活動に対する生理学的感受性の高い歩行運動の意義.低リソース環境におけるフィージビリティスタディ
Implications of Physiology-Sensitive Gait Exercise on the Lower Limb Electromyographic Activity of Hemiplegic Post-Stroke Patients: A Feasibility Study in Low Resource Settings.
PMID: 32685292 PMCID: PMC7363062. DOI: 10.1109/JTEHM.2020.3006181.
抄録
脳卒中は障害の主要な原因の1つであり、脳卒中後の生存者の80%が歩行に関連した障害に悩まされています。従来の歩行リハビリテーションの設定は労働集約的であり、臨床家（患者の能力に基づいて運動強度の量を決定するために専門知識を使用する）の厳密な関与を必要とします。そのためには、患者の能力に応じて運動強度を変化させることができる、技術的に支援された個別化された運動プラットフォームが必要となります。ここでは、生理学に基づいた個別化されたトレッドミル補助歩行運動プラットフォームを使用しています。このプラットフォームが下肢筋力と筋疲労に与える影響を、表面筋電図（sEMG）関連指標と標準的な歩行関連臨床指標を分析することで検討したいと考えた。
Stroke is one of the leading causes of disability with ~80% of post-stroke survivors suffering from gait-related deficits. Conventional gait rehabilitation settings are labor-intensive and need rigorous involvement of clinicians (who use their expertise to decide the dosage of exercise intensity based on patient's capability). This demands a technology-assisted individualized exercise platform that can offer varying dosage of exercise intensity based on one's capability. Here, we have used an individualized physiology-sensitive treadmill-assisted gait exercise platform. We wanted to investigate the implications of this platform on one's lower limb muscle strength and muscle fatigue by analyzing surface Electromyogram (sEMG)-related indices and standard gait-related clinical measures.
方法:
脳卒中後の患者（n=9、44.4(±15)歳、脳卒中後期間=3.1(±3)年）を対象としたフィージビリティスタディを実施した。この運動台に複数回曝露する前と後に、地上を歩行させながら腓腹筋と前脛骨筋の活性化を調査した。このようなプラットフォームを用いた歩行運動が患者の歩行能力に与える影響について、患者の認識に関するフィードバックを収集して、実現可能性研究を終了しました。
METHODS: We designed a feasibility study involving post-stroke patients (n=9; 44.4(±15)years; post-stroke period=3.1(±3)years) and gave them multiple exposures to this exercise platform. We investigated the Gastrocnemius Lateralis and Tibialis Anterior muscle activation prior to and post multiple exposures to our exercise platform while they walked overground. The feasibility study ended with collecting feedback on the patients' perception on the implications of having gait exercise using such a platform on their ambulation capability.
結果:
その結果、この歩行運動プラットフォームへの反復暴露が脳卒中後の患者の歩行リハビリテーションに貢献することが示され、リハビリテーションの結果は、(i)筋力のグループ平均改善率が～14％、(ii)機能的可動性のグループ平均改善率が～6％（私たちのケースのように）という観点から測定されました。
RESULTS: The results showed that repeated exposures to this gait exercise platform can contribute towards gait rehabilitation of post-stroke patients with rehabilitation outcomes measured in terms of group average improvement of (i)~14% in muscle strength and (ii)marginal (~6%) in functional mobility (as in our case).
結論:
このような生理学に基づいたトレッドミル補助歩行運動プラットフォームは、脳卒中後のリハビリテーションに貢献することが期待されており、リハビリテーションのアウトカムはSEMGに基づいた観察で測定されます。
CONCLUSION: Such a physiology-sensitive treadmill-assisted gait exercise platform can hold promise towards contributing to post-stroke gait rehabilitation in low-resource settings with the rehabilitation outcomes being measured in terms of sEMG-based observations.