左脳・右脳でメカニズムが異なると予想されるが違いは不明だった

東北大学は4月9日、脳卒中後の歩行中に脚の関節で発生する力やタイミングが歩行速度に与える影響を、3次元動作解析装置を用いて明らかにしたと発表した。この研究は、同大病院診療技術部リハビリテーション部門の関口雄介主任理学療法士、同大大学院医学系研究科の海老原覚教授、出江紳一名誉教授、本田啓太非常勤講師、同大大学院工学研究科の大脇大准教授らの研究グループによるもの。研究成果は、「Frontiers in Bioengineering and Biotechnology」にオンライン公開されている。

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脳卒中は、日本において介護が必要となった原因の第2位になるなど、脳卒中で自立した生活が困難になることが多い。発症すると約8割近くが歩行障害を生じるとの報告もあり、特に歩行速度が低下するとされている。現状ではロボットや電気療法と併用した歩行トレーニングなど、さまざまなトレーニングが提唱されているが、脳卒中症例の歩行速度は十分な改善ができていない。そのため、脳卒中による歩行速度低下の詳細なメカニズムの解明が望まれていた。

脳卒中の症状は、右脳と左脳のどちらに損傷を受けたのかによって異なる。右脳はバランス、左脳は微細な運動の調整に関わる。したがって、右脳と左脳、それぞれの脳卒中による歩行速度低下のメカニズムは異なることが予想されるが、その違いは明らかにされていなかった。

左脳の脳卒中症例・健常者ともに右脚は歩行の推進、左脚は歩行を制動し安定させる役割

研究グループは今回、3次元動作解析装置を用いて脳卒中症例と健常者の大規模な歩行解析を行った。下肢の関節で発生する力や下肢の3つの関節（足、膝、股関節）の間で協調して発揮される力のタイミングを網羅的に解析し、左脳と右脳の脳卒中による歩行速度低下の要因の違いを明らかにした。

解析の結果、特に着目するポイントとして、左脳の脳卒中症例と健康者との間で歩行速度と関係する要因が類似していることがわかった。具体的には、歩行中に右脚で蹴り出す時期に右脚の関節間で協調して発揮する力のタイミングと左足の指先を上げる力が歩行速度と関係していた。左足の指先を上げる力は足の裏が床に着くことを調整し、歩行速度を制動する。左脳の脳卒中症例も健常者も右脚が歩行の推進の役割を果たし、左脚は歩行を制動し安定させる役割を担っていた。

右脳の脳卒中症例では左脚が推進、右脚が制動の役割

一方で右脳の脳卒中症例では、協調して発揮する力のタイミングと歩行速度とは関係がなく、左脚で蹴り出す時期に右足の指先を上げる力と左足で蹴る力と歩行速度が関係していた。つまり、右脳の脳卒中症例は左脚が推進、右脚が制動の役割を担っていることが判明した。麻痺がある左脚については膝を曲げる力が大きく働いており、安定性が低下している。この影響もあり、左脳と右脳の脳卒中症例は左右の下肢の役割が異なっていた可能性がある。

歩行リハビリテーションの個別化や、装具・ロボット開発の促進に期待

今回得られた知見から、左脳と右脳の脳卒中症例では異なる歩行速度低下のメカニズムを持つことが明らかになった。

「これらの違いを考慮に入れた個別化された運動プログラムや、ロボット型装具、短下肢装具の開発などが進むことが考えられ、患者に合わせた最も効果的な歩行リハビリテーションを提供できるようになることが期待される」と、研究グループは述べている。（QLifePro編集部）