脳卒中患者の歩行リハビリテーションのための脳コンピューターインターフェース治療
出版物脳卒中は世界中で死亡率と長期障害の主な原因であり、下肢の機能障害を引き起こすことが多く、患者の生活の質に重大な影響を及ぼします。広範囲にわたる治療努力にもかかわらず、多くの脳卒中患者は歩行能力の低下など永久的な障害を経験します。歩行能力の回復に対処するためにさまざまなリハビリテーション方法が開発されており、最近の研究では電気機械支援トレーニングや機能的電気刺激 (FES) などの介入に焦点が当てられています。
2018 年に Mehrholz らが行った研究では、脳卒中後の歩行リハビリテーションに対するさまざまな介入の有効性を評価するためにネットワーク メタ分析を実施しました。この研究では、エンド エフェクタ支援トレーニング (EGAIT_EE) により、従来の歩行リハビリテーションと比較して歩行速度が大幅に改善されることがわかりました。さらに、FES などの受動療法は、筋肉のけいれんを軽減し、運動回復を助ける効果が期待できます。
BCI の統合により、運動回復を促進するリハビリテーション療法が革新される
リハビリテーション療法の最近の進歩には、運動イメージ（MI）を強化し、閉ループフィードバックを提供するための脳コンピューターインターフェース（BCI）の統合が含まれています。MIベースのBCIは、患者が運動に関連する精神的タスクに従事できるようにすることで、神経の再編成と運動回復を促進することで、リハビリテーションへの新しいアプローチを提供します。研究では、BCI技術とFESフィードバックを組み合わせることの有効性が実証されており、患者の運動意図に基づくリアルタイムの感覚フィードバックは、歩行速度の改善など、より良いリハビリテーション結果につながる可能性があることを示唆しています。
この臨床試験は、脳卒中患者の下肢運動回復に対するBCI技術とMIおよびFESフィードバックの組み合わせの有効性を調査することを目的としています。この新しいリハビリテーション方法と、歩行速度の変化などの治療結果との関係を調査することにより、この研究は脳卒中リハビリテーション戦略の最適化に関する洞察を提供することを目指しています。EGAIT_EEなどの従来の治療法と比較し、BCI技術をリハビリテーションプログラムに統合することの潜在的な利点を強調します。
オーストリアの研究はBCI強化脳卒中治療の有望な結果を示している
この研究はオーストリアのオーバーエスターライヒ州委員会と連邦健康安全局の承認を受けており、脳卒中患者を対象に、脳コンピューターインターフェース (BCI) による運動イメージ (MI) トレーニングを実施しました。参加者は同意し、介入前と介入後に評価を受けました。対象基準には、神経学的安定性と指示に従う能力が含まれていました。除外基準には、参加に影響する病状が含まれていました。主に慢性期の 22 人の患者が、離脱後も残りました。機能ベースラインは介入前と変わらず安定していました。個人データと機能評価 (10 メートル歩行テスト (10MWT)、タイムド アップ アンド ゴー (TUG)、ベルク バランス スケール (BBS)、機能的歩行分類 (FAC) による歩行速度など) が記録されました。この研究の目的は、歩行、バランス、可動域、運動機能、認知の改善を評価することでした。本研究では、神経疾患患者の運動機能と認知機能に対する脳コンピュータインターフェース（BCI）療法の効果を評価するために、さまざまな評価スケールとテストを採用しました。痙縮は、足首（MASAnkle）と膝（MASKnee）の痙縮に固有のスケールを備えた修正アシュワーススケール（MAS）を使用して評価しました。足首と膝の動きの可動域（ROM）は、デジタルゴニオメーターを使用して分析しました。足首と膝の筋力は徒手筋力テスト（MMT）で測定し、運動障害は上肢と下肢のFugl Meyer評価（FMA）を使用して評価しました。バーセル指数（BI）を使用して、日常生活の活動を評価しました。認知機能は、ストループ色彩語テスト（SCWT）とモントリオール認知評価（MOCA）を使用して評価しました。脳信号の検出には電極付きEEGキャップを使用し、運動を誘発するために機能的電気刺激（FES）を適用しました。参加者は運動イメージング (MI) タスク中に動きを想像するように指示され、EEG 信号は共通空間パターン (CSP) と線形判別分析 (LDA) を使用して分類されました。オフライン分類精度は、10 倍のクロス検証によって推定されました。統計分析では、同じ患者グループ内で評価結果を比較するために対応のあるサンプル t 検定または Wilcoxon の符号順位検定が使用され、多重比較では p 値が偽発見率 (FDR) を使用して補正されました。機能改善は、治療直後 (Post1)、1 か月後 (Post2)、6 か月後 (Post3) の異なる治療後の時点で分析されました。
「有望な結果：BCI療法は脳卒中患者の歩行と運動機能を改善します
この研究では、参加者から、識別可能な画像やデータの公開の可能性について書面によるインフォームドコンセントを得ました。最初に評価されたのは 27 人の患者で、脳卒中が発生した場所が基準を満たさなかったため 2 人が除外されました。残りの 25 人は BCI 介入グループに割り当てられましたが、3 人が脱落しました。2 人は交通手段の問題で、1 人は興味を失ったためです。その結果、22 人の患者が BCI セッションを完了し、その結果がさらに分析されました。
この研究では、10 メートル歩行テスト (10MWT) やタイムド アップ アンド ゴー (TUG) テストなど、歩行機能とバランスに関するさまざまなテストを評価しました。10MWT パラメーター (自己選択速度と高速速度) の両方で大幅な改善が見られ、治療後のテスト時間が短縮され、速度が増加しました。TUG テストの結果でも、テスト時間と速度の両方で大幅な改善が見られました。
機能的歩行分類 (FAC) スコアは 2 人の患者で改善しました。ただし、バーグ バランス テスト (BBS) では、天井効果によりわずかな改善が見られました。能動可動域 (ROM) の改善は、能動および受動運動の両方において、足首と膝の屈曲および足首の背屈で顕著でした。修正アシュワース スケール (MAS) で測定したところ、治療後、足首の痙縮が大幅に減少しました。徒手筋力テスト (MMT) では、足首の屈曲、足首の背屈、膝の伸展で顕著な改善が見られ、膝の屈曲ではわずかな改善が見られました。
この研究では、運動機能、認知能力、および日常生活活動に焦点を当てた脳卒中患者の治療プログラムの有効性を評価しました。上肢と下肢の運動機能は、Fugl-Meyer Assessment (FMA) を使用して評価しました。FMA スコアは改善しましたが、統計的に有意ではありませんでした。ただし、Barthel Index で評価した日常生活活動では、有意な改善が見られました。認知能力は、モントリオール認知評価およびストループ色彩語テストを使用して評価しましたが、結果はまちまちでした。
BCI療法は脳卒中患者の上肢と歩行能力を長期的に改善する
長期的な効果が分析され、治療から 6 か月後に上肢の機能と快適な歩行速度が大幅に改善したことが示されました。治療には脳コンピューター インターフェース (BCI) システムが含まれており、運動イメージの精度と歩行速度の改善に良い結果が出ました。電気機械式歩行装置や機能的電気刺激などの他のリハビリテーション技術との比較が行われ、歩行速度が同等に改善したことが示されました。
BCI療法の議論では評価の感度と将来の研究の必要性が強調される
議論のポイントには、歩行能力の変化を検出する評価尺度、特に FMA-LE の感度、および対照群の欠如や脳卒中患者の慢性期など、研究の限界が含まれていました。
限界にもかかわらず、この治療法は有害事象を示さず、倫理的に実施され、患者の同意を得ました。より大きなサンプルサイズと対照群を使用したさらなる研究により、治療法の有効性についてより多くの洞察が得られる可能性があります。
