筋電図バイオフィードバックを併用した足部内在筋の筋力増強エクササイズは高齢者の足趾屈曲力を増加させる：予備的ランダム化比較試験

筋電図バイオフィードバックを併用した足部内在筋の筋力増強エクササイズは高齢者の足趾屈曲力を増加させる：予備的ランダム化比較試験

Kazunori Okamura , Kohei Egawa , Akira Okii , Sadaaki Oki , Shusaku Kanai . Intrinsic foot muscle strengthening exercises with electromyographic biofeedback achieve increased toe flexor strength in older adults: A pilot randomized controlled trial. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2020 Dec; 80: 105187.

PMID: 33038685 DOI: 10.1016/j.clinbiomech.2020.105187

No.2021-08

執筆担当：県立広島大学 岡村 和典

掲載：2021年3月31日

【論文の概要】

　高齢者の転倒を予防するために、足趾屈曲力の強化が重要である。足趾屈曲力を強化するためには、足部外在筋だけでなく足部内在筋も鍛える必要がある。しかし、多くの高齢者にとって足部内在筋の筋力増強エクササイズは技術的難易度が高いため、これを適切かつ効果的に実施するための手段が求められている。本研究では、23名の地域在住高齢者をランダムにコントロール群と筋電図バイオフィードバック（EMG-BF）群に割当て、高齢者の足部内在筋の筋力増強エクササイズにEMG-BFを併用することの効果を検証した。コントロール群は従来通りの方法で、10分間の足部内在筋の筋力増強エクササイズを週に2回6週間実施した。EMG-BF群は同様のエクササイズをEMG-BF併用下で実施した。なお本研究では、筋力増強エクササイズ中の母趾外転筋の筋活動の大きさをランプの点灯数で対象に知らせる視覚的EMG-BFと、筋活動の大きさに比例した強度の電気刺激を母趾外転筋に与える筋電制御型電気刺激によるEMG-BFの2種類を同時に使用した。6週間後、利き足の足趾屈曲力は両群とも増加したのに対し、非利き足ではEMG-BF群のみ足趾屈曲力が増加した。

【解説】

　足部内在筋は足趾屈曲力の重要な決定因子である1)。足部内在筋の筋力増強エクササイズとしては、本研究でも用いられたShort foot exerciseやToe spread out exercise等が有名だが、技術的難易度が高く若年者であっても修得に多くの練習が必要である。EMG-BFの利用は、若年者が足部内在筋の筋力増強エクササイズを学習する際に有効であると報告されており2)、本研究の結果はこれが高齢者にも適用可能であることを示唆している。バランス能力の向上や転倒予防効果について明らかになっていないものの、足部内在筋の筋力増強エクササイズの修得に難渋する症例への介入として、一考の価値があると考える。

【引用・参考文献】

1) Kurihara T, Yamauchi J, Otsuka M, et al. Maximum toe flexor muscle strength and quantitative analysis of human plantar intrinsic and extrinsic muscles by a magnetic resonance imaging technique. J Foot Ankle Res. 2014; 7: 26.

2) Okamura K, Kanai S, Hasegawa M, et al. Effect of electromyographic biofeedback on learning the short foot exercise. J Back Musculoskelet Rehabil. 2019; 32(5): 685-691.

在宅神経筋電気刺激による足関節底屈筋力トレーニングは高齢者の姿勢安定限界を改善する

在宅神経筋電気刺激による足関節底屈筋力トレーニングは高齢者の姿勢安定限界を改善する

Antoine Langeard , Lucile Bigot , Gilles Loggia , Nathalie Chastan , Gaëlle Quarck , Antoine Gauthier . Plantar Flexor Strength Training With Home-Based Neuromuscular Electrical Stimulation Improves Limits of Postural Stability in Older Adults.J Phys Act Health. 2020 Jun 1;17(6):657-661.

PMID: 32432443 DOI: 10.1123/jpah.2019-0501

No.2021-07

執筆担当： 和歌山国際厚生学院 福井 直樹

掲載：2021年3月17日

【論文の概要】

60歳以上の高齢者は年間に平均1％安定性限界が低下することが報告されている。安定性限界が１cm減少することにより転倒のオッズ比を１０％上昇させる。この減少は足関節の筋力に関連している。しかし、高齢者において足関節の底屈筋と背屈筋の訓練が安定性限界を拡大させるかについては知られていない。よって本研究は安定性限界に対して足関節底屈筋に対するNMESの効果を検証し、これらの効果が筋力の増加という形で計測可能かを検証する。対象は健常高齢者27名。評価は、股関節90度屈曲位で、3回の最大等尺性足関節底屈・背屈筋力を記録した。また、安定性限界を捉えることを目的としてフォースプレートに裸足で立ち、4方向（前後左右）の圧力中心の面積を計測した。NMESはパルス幅400μsの二相対称方形波を用い、刺激強度は、最大強度に設定し、順次サイクル数と周波数を増加させた（50Hz・42サイクルから70Hz・52サイクル）。結果、トレーニング前後で背屈筋35％、足底屈筋47％増加した。メディエーション分析では足底屈筋力に対してのみ有意なNMESトレーニング効果を示した。また、前方への安定性限界に対してのみ有意な効果があり、安定性の前方限界に対するNMESトレーニング効果は足底屈筋の筋力増強によって予測されると結論付けることができた。

【解説】

本研究は、足首の筋肉のNMESトレーニングが高齢者の安定限界を改善できることを示している。NMESによって足関節底屈筋力が向上したことは、他の研究と一致している。1）前方安定限界と足底屈筋力の関係はすでに報告があり、2）本研究では，NMESによって足関節底屈筋力を高めることで臨床的に安定限界を直接改善できることを明らかにした。今回の知見によって、転倒の危険性のある高齢者において、安定性の前方限界を維持することを考慮することができること、NMESトレーニングは安全で、利用しやすく、効果的な方法であることが明らかとなった。NMESは転倒予防プログラムでの有用性があると思われる。

【引用・参考文献】

1) Mani D, Almuklass AM, Amiridis IG, Enoka RM. Neuromuscular electrical stimulation can improve mobility in older adults but the time course varies across tasks: double-blind, randomized trial. Exp Gerontol. 2018;108:269–275.

2) Melzer I, Benjuya N, Kaplanski J, Alexander N. Association between ankle muscle strength and limit of stability in older adults. Age Ageing. 2009;38(1):119–123.

重症患者における筋萎縮に対するベルト型電極による骨格筋電気刺激の効果：無作為化比較試験

重症患者における筋萎縮に対するベルト型電極による骨格筋電気刺激の効果：無作為化比較試験

Kensuke Nakamura , Atsushi Kihata , Hiromu Naraba , Naoki Kanda , Yuji Takahashi , Tomohiro Sonoo , Hideki Hashimoto , Naoto Morimura . Efficacy of belt electrode skeletal muscle electrical stimulation on reducing the rate of muscle volume loss in critically ill patients: A randomized controlled trial.J Rehabil Med 2019; 51: 705-711.

PMID: 31544949 DOI: 10.2340/16501977-2594

No.2021-06

執筆担当：関西福祉科学大学 保健医療学部 リハビリテーション学科　梛野浩司

掲載：2021年3月11日

【論文の概要】

重篤なICU患者は重度の筋萎縮と筋機能の障害が生じる。これはICU関連筋力低下（ICU-AW）と呼ばれる。本研究はICUに入院した患者を対象にベルト型電極による骨格筋電気刺激（B-SES）による筋肉量への効果を検証した。ICUに入院した220名のうち基準を満たした94名を無作為にB-SES群とコントロール群に割り当てた。B-SESでは、通常リハビリテーションプログラム（可動域練習、モビライゼーションなど）に加えて、ベルト型電極を腰部、左右膝関節近位部、左右足関節近位部の計５箇所に巻き付け、周波数20Hz、パルス幅250μs、通電時間5秒、休止時間2秒にて電気刺激を1日1回20分間行った。コントロール群では通常リハビリテーションプログラムのみ行った。評価はCTにより大腿四頭筋筋量を測定しICU入院1日目と10日目とを比較した。その他、ICU入院期間、入院期間、人工呼吸器装着の有無、Barthel Indexを評価した。最終評価までを行うことができたのはB-SES群が21名、コントロール群17名であった。結果、両群共に筋のボリュームは有意に低下（p<0.0001）していたが、B-SES群の低下率はコントロール群より有意に少なかった（p=0.04）。退院時のBarthel IndexはB-SES群とコントロール群を比較した場合、階段昇降のみ有意な差を認めた（p=0.04）。B-SESによって血圧、不整脈などのイベントは生じなかった。

【解説】

ICU-AWの予防として数多くの研究がなされている。その中でも、栄養療法と早期リハビリテーションの組み合わせが有効であったとする報告がある1)。また、電気刺激による骨格筋量への影響についても複数の報告があるが、その効果については不明確である2-5)。

本研究ではベルト型電極を用いることで、単一筋だけでなく多くの筋群を刺激することが可能で、その結果、コントロール群に比べ筋量の減少率を抑えることができたことを示している。ただし、機能面での評価はBarthel Indexのみであることから筋機能の詳細な評価が行われていないことが気になるところである。また、本研究では副作用報告はなかったが、B-SESについての研究報告が少ないため臨床応用にはまだまだ慎重さが求められると思われる。

【引用・参考文献】

1) Kou K， Momosaki R， Miyazaki S， et al:Impact of Nutrition Therapy and Rehabilitation on Acute and Critical Illness:ASystematic Review. J UOEH 41: 303-315，2019

2) Gerovasili V, Stefanidis K, Vitzilaios K, et al. Electrical muscle stimulation preserves the muscle mass of critically ill patients: a randomized study. Crit Care. 13(5):R161. 2009

3) Meesen RL, Dendale P, Cuypers K, et al. Neuromuscular electrical stimulation as a possible means to prevent muscle tissue wasting in artificially ventilated and sedated patients in the intensive care unit: A pilot study. Neuromodulation. 13(4):315-20; 2010

4) Kho ME, Truong AD, Zanni JM,et al. Neuromuscular electrical stimulation in mechanically ventilated patients: a randomized, sham-controlled pilot trial with blinded outcome assessment. J Crit Care. 30(1):32-9, 2015

5) Poulsen JB, Møller K, Jensen CV, et al. Effect of transcutaneous electrical muscle stimulation on muscle volume in patients with septic shock. Crit Care Med. 39(3):456-61, 2011