研究
教育＆キャリア
2025年4月17日
運動機能障害と廃用： 脳卒中後の血管合併症の主な予測因子。
はじめに
脳卒中は心肺機能の著しい低下を招き、機能的能力を低下させる。 脳卒中後、患者は起きている時間の78％を座りっぱなしで過ごしており、推奨される身体活動レベルをはるかに超えているため、心血管疾患や代謝性疾患のリスクが高まっている。 この問題をさらに深刻にしているのが、血管リモデリングによる麻痺肢の灌流障害など、脳卒中後の不適応な血管の変化を明らかにする新たな証拠である。
急性期における現在の理学療法介入は、運動回復に不可欠な神経可塑性を優先している。 しかし、患者の日常生活能力を高め、長期的な血管合併症を軽減するためには、心肺フィットネスを目標とすることも同様に重要である。
この研究は、麻痺のある上肢とない上肢の動脈血流と筋肉内血流を比較することにより、脳卒中後の血管の変化を調べることを目的としている。 さらに、これらの血管パラメータと、脳卒中に関連した機能障害の臨床的評価との関係を検討する。
方法
この研究には、64人の慢性脳卒中患者（脳卒中後6ヵ月以上）と64人のマッチさせた対照者が参加した。 参加者は、肘の可動性（屈曲60°）と認知機能（Abbreviated Mental Test ≥6）が十分で、検査が可能な地域在住の成人（18歳以上）であった。 他の神経学的疾患を有する者、重度の拘縮により検査が制限される者、参加に重大な禁忌を有する者は除外された。 対照群は脳卒中の既往がなく、同一の基準を満たした。
Fugl-Meyer Assessment（FMA）は、上肢の運動障害を定量化するものである（スコア0～66、高いほど悪い）。 痙縮は、上腕二頭筋腱反射（0-4）、受動的伸張抵抗（0-8）、手関節クローヌス（1-4）を組み合わせたComposite Spasticity Index（CSI；0-16）を用いて測定し、0-9＝軽度、10-12＝中等度、13-16＝重度の痙縮とした。 運動活動日誌（MAL）は、動きの質（MAL-QOM）と使用量（MAL-AOU）の下位尺度（得点が低いほど障害が大きい）を通じて、実際の腕の使い方を評価する。
血管評価は、超音波装置を用いて両側上腕二頭筋の筋肉内血液灌流と上腕動脈の血行動態（直径、流量）を評価した。 画像診断では、上腕二頭筋の遠位3分の1（烏口突起と立方骨窩の間の上腕骨長さの66％）と内側上腕動脈に焦点を当てた。 各パラメーターにつき3回の測定トライアルを平均した。
血流量（Vflow; mL/min）は、前述の解剖学的部位でパルス波ドップラー超音波を用いて測定した。 動脈径（AD；cm）は、同じ画像内の内皮境界から求めた。 筋肉内血液の灌流を評価するために、超音波画像を用いて血管性指標（VI）を算出した。VIは、特定の関心領域内の全画素に対するカラー画素の比率として定義される。
データ分析
サンプルサイズは、先行血管試験（群間差についてはCohenのd=3.4、相関についてはr=0.35）に基づいてG*Power（n=64/群）を用いて決定した。 SPSS v28.0は、正規性のシャピロ・ウィルク／レーベン検定を用いてデータを分析した。 血管パラメータは、二元配置反復測定ANOVA（ηp2効果量）を用いて比較し、事後t検定（Bonferroni補正）を行った。 相関（Pearson/Spearman）により、血管指標と臨床評価（FMA、MAL、CSI）との関係が評価された。 階層回帰により、人口統計学と四肢の優位性をコントロールした上で、血管非対称性（%SSD）の決定因子が同定された（共線変数については別のモデル）。 効果の大きさは、Cohenのd（群間）および相関係数（ノンパラメトリック検定）として報告した。
分析方法については、「オタクな話をしよう」のコーナーでさらに深く掘り下げることにしよう。
結果
本研究には、64人の慢性脳卒中生存者（平均年齢62.4±10.1歳、70％が男性）と、年齢・性別をマッチさせた対照者が参加した。 参加者は脳卒中発症後平均5.7±3.9年で、虚血性脳卒中が64％（n=41）、出血性脳卒中が36％（n=23）であった。 彼らは中等度の運動障害を呈した（FMA-UE： 35.9±18.8）、軽度の痙縮（CSI： 8.5±2.4）、最小限の腕の機能的使用（MAL-AOU： 1.3 ± 1.3). 基本的な認知能力は保たれていた（Abbreviated Mental Test ≥6）。 対照群では、合併症と投薬数が有意に少なかった（P≦.05）。 四肢の優位性（28人が利き手側に罹患した vs. 28人が利き手側に罹患した）。 36の非利き)は障害の重症度に影響を与えなかった。 人口統計の詳細は表1を参照のこと。
血管超音波測定：
解析の結果、脳卒中生存者と対照群との血管指標に有意差があることが明らかになった。 注目すべきは、脳卒中患者の麻痺側手足は、非麻痺側手足に比べて動脈径（AD）と血管性指数（VI）が減少していたことである。 脳卒中生存者は、ADとVIにおいて対照群よりも四肢間で大きな非対称性を示した。 四肢の利き手をサブグループとして検討したところ、両グループ（利き手に障害があるグループと利き手に障害がないグループ）とも、麻痺肢ではADの減少がみられたが、その他の違いはサブグループによって異なり、特に血流の非対称性は利き手に障害がある場合に顕著であった。 これらの結果は、利き手に関係なく持続する、麻痺肢における明瞭な血管変化を浮き彫りにしている。
この研究では、脳卒中生存者が四肢間で著しい非対称性を示し、麻痺側では非麻痺側と比べて筋力が弱く、感覚閾値が高く、身体組成が変化している（除脂肪体重の減少、脂肪の増加）ことがわかった。 これらの差は、対照群に見られる通常の優位性に関連した変動を上回るものであった。 注目すべきは、非利き手側の四肢に影響を与えた脳卒中は、利き手側の脳卒中よりも顕著な身体組成の変化をもたらしたことである。 その結果、脳卒中後の四肢の変化は運動障害にとどまらず、自然な四肢間の変化とは異なる実質的な感覚や構造の変化を含むことが明らかになった。
この研究では、脳卒中生存者における血管非対称性（%SSD）と臨床指標との間に、一貫性はあるが緩やかな関連があることがわかった。 血管パラメータ（Vflow、AD、VI）は、運動障害（FMA）および腕の機能的使用（MAL）と弱い相関を示し、血管の変化は臨床的障害に関係するが、他の要因がこれらの障害に寄与している可能性が高いことを示唆している。 同様に、血管の非対称性と組織組成の測定値との相関は、弱いものから中程度のものまであり、血流の変化と四肢の構造的変化との間に何らかの関連があることを示している。 これらの所見を総合すると、脳卒中後の血管の変化は、四肢全体の機能障害の重要な一因ではあるが、それだけではないことが示唆され、臨床評価やリハビリテーション計画において、他の生理学的・機能的指標とともに考慮することが正当化される。
回帰分析の結果、人口統計学的および臨床的因子をコントロールした上で、血管非対称性（%SSD）の主要な予測因子が明らかになった。 麻痺側腕の使用減少（MAL- AOU）は血流非対称性を予測したが、四肢の優位性を考慮すると有意ではなくなった。 運動機能障害（FMA）は動脈径の非対称性を独立に予測し、分散の8％を説明した。 血管性指標については、運動障害と感覚変化（疼痛閾値）の両方が有意な予測因子であり、合わせて分散の20％近くを占めた。 これらの関係は、四肢の優位性を調整した後でも持続し、脳卒中後の血管の変化に運動障害と感覚障害が複合的に影響していることを浮き彫りにした。
質問と感想
本研究では、脳卒中後の有意な血管の変化と、慢性脳卒中における運動障害との関連を明らかにしたが、相関の強さは控えめ（ρ=0.25-0.35）であることから、血管因子は機能障害を部分的にしか説明できないことが示唆された。 重大な未解決の問題が浮かび上がってくる： 脳卒中後の血管の変化は、主に誘発された構造的損傷によるものなのか、慢性的な四肢の廃用によるものなのか、それともその両方のメカニズムによるものなのか？
先行研究では、脳卒中に関連した血管機能障害（例えば、動脈弾力性の低下[1] ）が確認されているが、この研究は観察研究であるため、両者を区別することはできない：
- 構造的なメカニズム 脳卒中後の内皮機能障害または神経血管リモデリングと比較した。
- 廃用メカニズム： 麻痺肢の活動低下による血流介在性血管萎縮。
注目すべきは、認知機能、併存疾患、薬物使用のベースラインにおける群間差（表1）であり、これらの関連性を混乱させ、因果関係の解釈を制限する可能性がある。
今後の方向性としては、因果関係を立証するために介入デザインを採用すべきである。 拘束運動誘発試験とその前後の血管評価により、麻痺肢を強制的に使用することで灌流障害が回復するのか（廃用機序を支持するのか）、それとも障害が持続するのか（不可逆的な構造的障害を示唆するのか）を明らかにすることができる。 このような研究は、血管をターゲットにした治療法（血流増大など）が、従来の運動リハビリテーションを補完するものであるべきかを示すものである。
オタクな話をしよう
研究者たちはまず、分析上の選択の指針となる主要な統計的仮定を検証することから始めた。 Shapiro-Wilk検定を用いて、連続変数が正規分布に従うかどうかを評価し、パラメトリック検定（正規性を仮定）とノンパラメトリック検定のどちらが適切かを決定した。 同時に、Leveneの検定によって群間の分散の均一性が評価され、脳卒中患者と対照群間の変動が同等であることが確認された。 これらの予備的チェックは、その後の分析を検証する上で非常に重要であった。
変数間の関係を調べる際、チームは異なるタイプの関連を区別した。 単調な関係とは、2つの変数の間の一貫した増加傾向または減少傾向のことで、必ずしも直線的な関係とは限らないが、スピアマンのρを用いて評価した。 これは、データが正規性の仮定に反する場合や、順序尺度を分析する場合に特に重要となる。 線形パターンを示す正規分布データについて、ピアソンのrは直線関係の強さと方向を定量化した。
中核となる分析では、複雑な群間差を評価するために混合デザインANOVAを採用した。 この方法では、被験者内効果（脳卒中患者の麻痺肢と非麻痺肢の比較）、群間効果（脳卒中患者対対照参加者）、交互作用効果（群状態による肢の違いの有無）を同時に評価した。 ANOVAは、観察された差の大きさを定量化するために、効果量計算（η2）によって補完された。
有意な所見は、事後検定によってさらに調査された：
- 一対のt検定により、グループ内における特定の四肢の違いが確認された。
- 独立t検定により、非対称性の程度（%SSD）を脳卒中群と対照群で比較した。
- すべての事後検定では、すべての比較において偽陽性の確率（ファミリーワイズエラーレート）を≦0.05に制限するために、ボンフェローニ補正（調整済みα＝0.017）が用いられた。
その他の分析も含まれる：
- 共変量をコントロールしながら、血管非対称性の予測因子を同定するための階層的回帰を行った。
- 四肢の優位性に基づくサブグループ解析
- 信頼性試験（ICC）は、繰り返し超音波検査の一貫性を評価した。
血管パラメータの測定（Vflow、AD、VI）
包括的なアプローチにより、観察された効果の大きさと臨床的妥当性の両方について、タイプIエラーのインフレーションを適切にコントロールしながら、確実な検討が行われた。
持ち帰りメッセージ
慢性脳卒中生存者は、脳卒中後、麻痺肢に測定可能な血管変化（血流、動脈径、組織灌流の減少）を示し、これは運動機能とわずかではあるが相関する。 このような変化が障害の一因である可能性は高いが、その正確な原因（脳卒中による血管障害か廃用性萎縮か）は不明のままである。 臨床的には、このことが強調されている：
- 運動機能の回復と並行して血管の健康状態をモニターすることの価値
- 可動性と灌流の両方をターゲットにした、複合的なリハビリテーションアプローチの可能性（廃用と闘うための活動ベースの療法など）。 今後の研究では、血管への介入によって機能的向上が増強されるかどうかを明らかにする必要がある。
評価だ：
血管スクリーニング（超音波検査など）は、灌流障害により回復不良のリスクがある患者の同定に役立つ。 集学的アプローチ（例えば、血管評価と運動評価を統合する）によって、血管の変化と機能障害との関係を明らかにすることができるだろう。
リハビリの意味合い
四肢の集中的な使用（例えば、拘束運動療法/CIMT）は、脳卒中後の障害に関連した血管の変化を抑制する可能性がある。 バーチャルリアリティは 、このような適応に対処するための貴重な臨床ツールとして役立つ可能性がある。
灌流（例えば、有酸素運動）と運動機能の両方をターゲットにした複合的介入は、麻痺肢の代謝および筋適応を相乗的に改善する可能性がある。
注意が必要だ： 控えめな相関は、血管因子が多因子障害のパズルの一部であることを示唆している。
参考
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