リサーチ
エクササイズ
2025年3月13日
徒手療法と運動が頚部痛の脳適応に及ぼす影響
はじめに
慢性の非特異的な頚部痛は、重大な身体障害と医療費の増加につながる有病状態である。 可動域訓練や受動的治療法といった従来の理学療法的アプローチが一般的に用いられているが、新たなエビデンスによれば、徒手療法に運動療法を組み合わせることで、より優れた治療効果が得られる可能性がある。 しかし、こうした介入に伴う頚部痛の根底にある脳の適応については、まだ十分に解明されていない。
慢性疼痛は、中枢神経系（CNS）の不適応と関連し、持続的な疼痛と機能不全の一因となっていることが広く認識されている。 徒手療法は神経生理学的効果によって痛みを調整することが示されており、一方、運動療法は中枢神経系を脱感作するのに役立つ可能性がある。 これらの治療が、頚部痛や疼痛処理における脳の適応にどのような影響を及ぼすかを理解することは、リハビリテーション戦略を最適化し、患者の転帰を改善するために不可欠である。
研究目的
この無作為化比較試験の目的は以下の通りである：
- 運動と組み合わせた手技療法が、日常的な理学療法と比較して、頚部痛患者の脳の適応（皮質の厚さや体積など）にどのような影響を及ぼすかを調査する。
- 疼痛、身体障害、心理的症状、頚椎の可動性、筋力の臨床的改善を評価する。
- 痛みが著しく軽減した（50％以上軽減）患者と、ほとんど改善しなかった患者の脳構造の違いを探る。
- 脳の変化と臨床転帰との潜在的な相関関係を調べる。
運動と組み合わせた手技療法は、日常的な理学療法よりも効果的に痛みに関連する脳領域を変化させ、より大きな臨床的改善につながるという仮説が立てられた。
方法
本研究では、並行単盲検ランダム化比較試験デザインを用いた。
参加者
慢性非特異的頚部痛（3ヶ月以上、100mmVASで35mm以上）を有する成人（18～59歳）を、病院、診療所、ソーシャルメディアを通じて募集した。 除外基準には、頸部の損傷・手術歴、神経学的・筋骨格系障害、代謝性疾患、精神疾患、BMI≧25、MRI禁忌、過去1年間の理学療法などが含まれた。
無作為化と盲検化
参加者は、年齢と性別で層別化され、コンピューターで作成された配列を用いて、介入群と対照群のいずれかに無作為に割り付けられた（1対1）。 独立した評価者とMRI解析者は群分けを盲検化した。
介入
介入グループ： 参加者は、頸部モビリゼーションと、頸部、肩の筋肉、姿勢、機能を対象とした段階的な運動プログラムを受けた。 徒手療法は、理学療法士の評価により、最も症状の強い頚椎部分に焦点を当てた。 エクササイズには、頚椎屈筋・伸筋のトレーニング、肩甲軸の強化、姿勢の矯正などが含まれ、反復回数、方向、負荷を段階的に変化させた。 セッションは週2回（30～40分）、10週間にわたって行われ、毎日の自宅でのエクササイズは日記に記録された。 一貫性を保つため、理学療法士は3日間のトレーニングを受けた。
対照群： ルーチンの理学療法（モダリティ、頸部ROMエクササイズ、ストレッチ）を週2回、10週間受けた。
成果測定
主要アウトカム 脳構造の変化（皮質の厚さと体積）をMRIで評価した（FreeSurfer解析）。 この方法は、よく知られた2つの脳アトラス（Desikan-KillianyとDestrieux）を使って、さまざまな脳構造を自動的に識別し、マッピングする。
これまでの研究に基づき、両側性など特定の脳領域に焦点を当てた：
- 一次運動皮質（M1）-運動制御に関与する。
- 島 - 痛みの知覚と情動処理に関係する。
- 前頭前皮質（PFC）-意思決定と痛みの調節に関与する。
- 前帯状皮質（ACC）-痛みの処理と情動反応に関与する。
- 楔前部 - 自己認識と認知機能に関連する。
- 一次体性感覚皮質（S1）- 触覚や痛みなどの感覚情報を処理する。
- 視床-感覚と痛みの信号の重要な中継センターである。
副次的アウトカム： この研究では、首の痛みと機能のさまざまな側面を以下の方法で測定した：
首の痛みの強さ： 0-100mmのVisual Analog Scale（VAS）で測定し、0＝痛みなし、100＝想像しうる最悪の痛みとする。
首の障害： タイ版頚部障害指数（NDI）を用いて評価し、スコアが高いほど障害が強いことを示す。
不安とうつ： タイ版病院不安・抑うつ尺度（HADS）で評価し、得点が高いほど症状が悪化していることを意味する。
頸椎可動域（ROM）： CROMゴニオメーターで全方向（屈曲、伸展、側屈、回旋）を測定。 それぞれの動きを3回記録し、その平均値を使用した。
頚椎の筋力： ハンディダイナモメーターで頭蓋頸部の筋力を3回測定し、最高値を記録した。
統計分析
記述統計を用いて、参加者の属性とベースライン／治療後のデータを要約した。
脳の構造解析 皮質体積と厚さの差は、多重比較の補正（FDR法とTFCE法）を用いて、FreeSurferソフトウェアで評価し、統計的有意性はp<0.05とした。
グループ比較である：
- ANCOVA（ベースライン値で調整）では、脳の関心領域（ROI）とその他の結果における群間差を検定した。
- 一般線形混合モデルは、各群内の変化を分析した。
- 効果の大きさは、0.01（小）、0.06（中）、0.14（大）の閾値で、部分エタ2乗（η²p）を用いて報告した。
回答者の分析 痛みが50％以上軽減した参加者を反応者、50％未満軽減した参加者を非反応者と分類した。 脳の変化は、Mann-Whitney U検定を用いてこれらのグループ間で比較された。
相関関係がある： 脳の変化と臨床的特徴（疼痛、障害、精神症状）との関係は、ピアソンの相関を用いて分析した。
この研究で使用された統計的手法の詳細は、「オタクな話をしよう」のセクションで見ることができる。
結果
参加者と介入
研究期間は2022年11月から2024年2月までで、367人のボランティアから52人が登録され、追跡調査不能者はいなかった。
介入群： 10週間で20セッションを完了した（1名は19セッションを完了）。 自宅でのエクササイズは80％以上守られ、追加治療は報告されていない。
対照群： 日常的な理学療法を受けた。 3人（11.54％）がNSAIDsを使用し、2人（7.69％）がマッサージを受けていた。 重大な有害事象は発生しなかった。
主要業績
脳構造の変化：
介入群： 一部の脳領域で皮質の厚さと体積が対照群と比較して増加した（減少した特定の領域を除く）。
関心領域（ROI）分析：
- ACCの両半球で厚みが増加した。
- 左PFC、左右S1、左右楔前部の厚みが減少した。
- 対照群では、左S1、左M1、右楔前部に皮質の菲薄化がみられた。
- いずれの群でも皮質容積に有意な変化はなかった。
ANCOVA分析： 介入群では対照群に比べ、左右のACCと左M1で皮質の肥厚が大きかった。
副次的アウトカム
両群とも、頚部痛の強度、頚部障害、精神症状、頚部ROM、筋力の改善を示した。(p < 0.05, η2p = 0.10 - 0.84）。
ANCOVA分析の結果、介入群では対照群に比べ、頸部痛の強度、障害、頸部可動域（全方向）において有意に大きな改善がみられ（p＜0.05）、効果量（η2p）は中程度から大きなもの（0.09～0.33）まであった。
心理症状（不安/抑うつ）、頸部筋力ともに群間に有意差はなかった。(p > 0.05).
脳の変化と頚部痛強度の臨床的改善
80.77％（42人）の参加者において、痛みの強さが50％以上改善した（介入25人 vs. 介入42人）。 17コントロール)。 介入群でより多くの反応者がみられた（p = 0.01）。
奏効者（痛みの強さが50％以上改善）は、以下のような結果を示した：
左のS1の厚さと右のPFCの容積が減少し、右の島体積が増加した。非応答者（痛みの強さが50％未満しか改善しなかった）には、そのような結果が示された：
痛み強度の軽減は、左ACC、PFC、M1の皮質厚、左S1、左M1、右島皮質の体積と負の相関があった。
障害の軽減は右視床体積の変化と相関していた。
心理的変化と脳構造の変化には相関関係はない。
主な調査結果
- この介入により、脳構造は大きく変化し、臨床結果（痛みの軽減、機能の改善）も改善した。
- 主要部位の皮質肥厚は疼痛処理と相関している。
- 反応者は非反応者と比較して、脳構造に明らかな変化がみられた。
- 首の痛みや障害の改善は特定の脳の変化と関連していたが、心理的な改善は見られなかった。
質問と感想
痛みの評価は主観的なものであるため、本質的に複雑である。 Toussignant-Laflamme疼痛モデルによると、疼痛は多因子性であり、生物学的、心理学的、社会的、環境的要因の組み合わせによって影響を受ける。 しかし、この研究では痛みの測定にVisual Analog Scale（VAS）を多用しており、これは非常に主観的なもので、痛みの複雑さを十分にとらえきれていない可能性がある。 提案されている、痛みが50％未満または50％以上軽減した患者への分類は、痛みの経験を単純化しすぎており、痛みの多様な要因を適切に反映していない可能性がある。
Toussignant-Laflammeモデルは、環境的、文脈的、認知的要因が痛みの知覚に重要な役割を果たすことを強調しているが、本研究ではこれらの要因の評価が不十分であった。 例えば、患者の信念、社会的背景、環境的ストレス要因などの因子が転帰に影響を与えた可能性があるが、体系的に評価されたわけではない。 しばしば "イエローフラッグ "と呼ばれる心理的・心理社会的要因（例えば、運動恐怖、不安、抑うつなど）は、痛みの知覚や回復に影響を及ぼすことが知られているが、十分に検討されていない。 このように交絡変数に対する考慮が欠けているため、疼痛緩和や治療反応性の背後にあるメカニズムを完全に説明するには限界がある。
さらに、慢性疼痛に苦しむ患者にとって、中枢性感作が痛みを持続させるメカニズムであることはよく知られている。 中枢性感作では、中枢神経系の痛み信号に対する感受性が亢進し、しばしば痛み反応が増幅される。 中枢性感作インベントリー（CSI）のような中枢性感作の評価も含めれば、脳の構造的変化との潜在的な相関について臨床的に貴重な知見が得られたであろう。
オタクな話をしよう
この研究では、ロバストな統計的枠組みを用いて、脳の構造的変化と臨床症状との関係を分析した。 研究者たちは、数千のボクセル（脳画像で使用される小さな3次元単位）にわたって皮質の厚さと脳容積を測定し、偽陽性の割合をコントロールするためにFDR（False Discovery Rate）補正を適用した。 FDRはp値をランク付けし、有意閾値を調整することで、感度を維持しながら偽陽性の割合を低くする。 空間的に拡張された効果の検出を強化するために、任意の閾値を必要とせずにボクセルのクラスターを識別するThreshold-Free Cluster Enhancement（TFCE）が使用され、データ内の意味のあるパターンに焦点を当てることで結果を洗練させた。 さらに厳密性を期すため、Family-Wise Error（FWE）補正が適用され、データセット全体にわたって偽陽性の確率が極めて低いことが確認された。 この手法（FDR、TFCE、FWE）の組み合わせは、所見に高い信頼性をもたらした。
脳構造と副次的アウトカム（疼痛強度、可動域など）の群間差は、ベースライン値を共変量とした共分散分析（ANCOVA）を用いて分析した。 一般線形混合モデル（GLMM）を用いて、経時的なグループ内の変化を評価した。 介入効果の大きさはPartial Eta Squared（η2ȉ）を用いて定量化され、閾値は小さい効果（0.01）、中程度の効果（0.06）、大きい効果（0.14+）とした。 参加者は、反応者（50％以上の疼痛軽減）と非反応者に分類され、Mann-Whitney U検定により、これらのグループ間の脳構造の変化が比較された。 最後に、ピアソンの相関係数を用いて、脳の構造的変化と臨床的転帰（痛みの強さ、障害、精神症状など）との関連を調べた。
統計的手法は厳密であったが、この研究は相関関係を調べたに過ぎず、因果関係を調べたわけではないことに注意する必要がある。 徒手療法や特定の運動介入による中枢神経系（CNS）の適応の根底にあるメカニズムを調べるためには、さらなる研究が必要である。
持ち帰りメッセージ
脳の構造と痛み-皮質の厚さと体積の変化は、痛みの強さと障害の変化と関連しており、中枢メカニズムが筋骨格系の痛みに寄与していることを示唆している。
レスポンダーvs. 非反応者の違い-疼痛が有意に軽減した（50％以上）患者では、脳構造の変化も明瞭であり、効果的なリハビリテーションは身体的な改善だけにとどまらないという考えを補強するものであった。
治療アプローチの最適化-この研究では、非特異的な慢性頚部痛に対しては、従来の理学療法よりも徒手療法と運動療法を組み合わせた方が効果的であることが示唆されている。 メイトランドの徒手療法の枠組みは確かな出発点となるが、運動処方は徹底した患者評価に基づいて個別に行うべきである。
包括的な患者評価-StarT Back Questionnaire、Tampa Scale for Kinesiophobia、Pain Catastrophizing Scaleなどのツールを用いて、痛みの心理社会的要因（イエローフラッグ）を評価する。 さらに、主観的な評価において環境要因を考慮することは、治療戦略の改善に役立つかもしれない。
参考
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