＜抄録＞

　脳卒中後の運動麻痺は多くの対象者に生じ、彼らのQuality of lifeを低下させると言われている。昨今、様々なアプローチが開発されている。そのうちの一つに、振動刺激を用いたアプローチ方法が昨今挙げられている。振動刺激を用いた介入としては、痙縮の低下に対して、米国心臓/脳卒中学会が取り上げるほど、一般的なアプローチの一つとされている。しかしながら、どういった成り立ちで振動刺激が一般臨床において利用され、どのような利用に効果があるのかについては、不明な点が多い。本コラムにおいては、脳卒中後のリハビリテーションにおいて、振動刺激がどのように発展しどのように使われてきたかについて、複数回にわたって解説を行う。第一回は、振動刺激が発展した歴史とアプローチの対象となる将校について、解説を行う。

1. 脳卒中後のリハビリテーションにおける振動刺激の歴史

　脳卒中は世界で2番目に多い死因であり、成人発症の障害の原因として、最も一般的な疾患の一つである。最近の研究では、脳卒中患者の26%は日常生活活動に何らかの障害を持ち、50%は片半身の麻痺によって、運動機能障害を有しているとされている[1]。また、脳卒中は運動障害だけでなく、感覚系の問題も多く引き起こす。感覚障害は、麻痺側上下肢の運動において重要な役割を果たしており、これらが障害されると運動制御の悪化を招くだけでなく、将来的な予後にも影響を与えると考えられている[2]。感覚の問題は特に、意図した運動と実際の運動が異なった場合、その誤差検出に大いに役立つと考えられており、これらが障害されることで、運動の補正が困難となり、四肢の運動制御に問題を与えると考えられている[3]。

　これら運動障害や感覚障害に対して、様々なアプローチが開発され、多くのランダム化比較試験を通して、その効果検証がなされている。そのうちの一つに振動刺激を用いたアプローチがある。振動刺激を用いたアプローチは、Murilloら[4]によると、リハビリテーションにおける最初の利用は、1969年にHagbarthら[5]が、振動刺激を用いた際に、刺激を与えた筋肉の作動性金収縮と拮抗筋の弛緩をもたらす緊張性振動反射を観察した際に遡ることができると報告している。この観察をもとに、彼らが脳卒中後の対象者の筋肉の痙縮を低下させるために振動刺激を痙縮筋肉の拮抗筋に用いたことが始まりと言われている。

　この出来事から、振動刺激がニューロリハビリテーションにおいて、経験的に利用されてきたが、近年では中枢神経の様々なレベルにおける振動刺激の効果やその現象のメカニズムについても研究が行われている。

　ニューロリハビリテーションにおける振動刺激の効果としては、痙縮の軽減[6-11]、筋収縮の促進[12]、歩行の改善[13-15]、半側空間無視の改善[16-18]、運動制御の促進等[19-21]の目的で利用されている。

まとめ

　リハビリテーションの領域で伝統的に使われている振動刺激について、その歴史的な側面から解説を行った。現在の臨床においては、一般的に痙縮を下げるための手段として用いられることが多い振動刺激だが、歴史的にも多くの症状に対する手法として用いられていることを解説した。次回は、振動刺激がどのような影響を身体に与えるのか、そのメカニズムについて、解説を行っていく。

参照文献

1. Katan, M.; Luft, A. Global burden of stroke. In Seminars in Neurology; Georg Thieme Verlag: Stuttgart, Germany, 2018

2. Bolognini, N.; Russo, C.; Edwards, D.J. The sensory side of post-stroke motor rehabilitation. Restor. Neurol. Neurosci. 2016, 34, 571–586. 

3. Hughes, C.M.L.; Tommasino, P.; Budhota, A.; Campolo, D. Upper extremity proprioception in healthy aging and stroke populations, and the effects of therapist-and robot-based rehabilitation therapies on proprioceptive function. Front. Hum. Neurosci. 2015, 9, 120.

4. Murillo, N.; Valls-Sole, J.; Vidal, J.; Opisso, E.; Medina, J.; Kumru, H. Focal vibration in neurorehabilitation. Eur. J. Phys. Rehabil. Med. 2014, 50, 231–242

5. The effects of muscle vibration in spasticity, rigidity, and cerebellar disorders. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry 1968, 31, 207–213

6. Laessøe L, Nielsen JB, Biering-Sørensen F, Sønken J. Antispastic effect of penile vibration in men with spinal cord lesion. Arch Phys Med and Rehabil. 2004;85:919-24. 

7. Alaca R, Goktepe AS, Yildiz N, Yilmaz B, Gunduz S. Effect of penile vibratory stimulation on spasticity in men with spinal cord injury. Am J Phys Med Rehabil 2005;84:875-9. 

8. Murillo N, Kumru H, Vidal-Samso J, Benito J, Medina J, Navarro X et al. Decrease of spasticity with muscle vibration in patients with spinal cord injury. Clin Neurophysiol 2011;122:1183-9. 

9. Noma T, Matsumoto S, Etoh S, Shimodozono M, Kawahira K. Anti-spastic effects of the direct application of vibratory stimuli to the spastic muscles of hemiplegic limbs in post-stroke patients. Brain Inj 2009;23:623-31. 

10. Noma T, Matsumoto S, Shimodozono M, Etoh S, Kawahira K. Anti-spastic effects of the direct application of vibratory stimuli to the spastic muscles of hemiplegic limbs in post-stroke patients: a proof-of-principle study. J Rehabil Med 2012;44:325-30. 

11. Marconi B, Guido M, Filippi G, Koch G, Giacobbe V, Pecchioli C et al. Long-term effects on cortical excitability and motor recovery induced by repeated muscle vibration in chronic stroke patients. Neurorehab Neural Repair 2011;25:48-60

12. Ribot-Ciscar E, Butler J, Thomas CK. Facilitation of tríceps brachii muscle contraction by tendón vibration after chronic cervical spinal cord injury. J Appl Physiol. 2003;94:2358-67

13. Kawahira K, Higashihara K, Matsumoto S, Shimodozono M, Etoh S, Tanaka N et al. New functional vibratory stimulation device for extremities in patients with stroke. Int J Rehabil Res 2004;27:3357. 

14. Paoloni M, Mangone M, Scettri P, Procaccianti R, Cometa A, Santilli V. Segmental muscle vibration improves walking in chronic stroke patients with foot drop: a randomized controlled trial. Neurorehabil Neural Repair 2010;24:254-62. 

15. Field-Fote E, Ness LL, Ionno M. Vibration elicits involuntary, steplike behavior in individuals with spinal cord injury. Neurorehabil Neural Repair 2012;26:861-9

16. Schindler I, Kerkhoff G, Karnath HO, Keller I, Goldenberg G. Neck muscle vibration induces lasting recovery in spatial neglect. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2002;73:412-9. 

17. Johannsen L, Ackermann H, Karnath HO. Lasting amelioration of spatial neglect by treatment with neck muscle vibration even without concurrent training. J Rehabil Med 2003;35:249-53. 

18. Kamada K, Shimodozono M, Hamada H, Kawahira K. Effects of 5 minutes of neck-muscle vibration immediately befor occupational therapy on unilateral spatial neglect. Disabil Rehabil 2011;33:2322-8

19. Liepert J, Binder C. Vibration-induced effects in stroke patients with spastic hemiparesis-a pilot study. Res Neurol Neurosci 2010;28:729-35. 

20. Conrad MO, Scheidt RA, Schmit BD. Effects of wrist tendon vibration on targeted upper-arm movements in poststroke hemiparesis. Neurorehabil Neural Repair 2011;25:61 

21. Tavernese E, Paoloni M, Mangone M, Mamdic V, Sale P, Franc eschini M et al. Segmental muscle vibration improves reaching movement in patients with chronic stroke. A randomized controlled trial. Neurorehabilitation 2013;32:591-9.