血糖コントロールに対する神経筋電気刺激の効果:システマティックレビュー&メタアナリシス

Effects of neuromuscular electrical stimulation on glycemic control: a systematic review and meta-analysis

Michael J Sanchez, Ali Mossayebi , Solmaz Sigaroodi, Jehu N Apaflo, Michelle J Galvan , Kisuk Min, Francisco J Agullo, Amy Wagler, Sudip Bajpeyi

PMID: 37583429 PMCID: PMC10424918 DOI: 10.3389/fendo.2023.1222532

No.2024-01

執筆担当：医療法人富田会 富田病院 木村 文彦

掲載：2024年1月4日

【論文の概要】

神経筋電気刺激(NMES)は筋収縮を誘発する効果的な方法であり、特に身体障害や代謝性疾患を有する患者に有効とされるが、血糖コントロールの改善に対する有効性は不明である。本研究は血糖コントロールに対するNMESの有効性を明らかにすることを目的にシステマティックレビューを行った。結果、35の研究がシステマティックレビューの包括基準を満たし、そのうち9研究がメタ解析の対象となった。既存のエビデンスでは、NMESが主に2型糖尿病、肥満、脊髄損傷等の中高年患者において血糖コントロールを効果的に改善することが示唆されていた。メタアナリシスは180人の参加者から構成され、NMES介入により空腹時血糖が低下したことが報告されている。各研究で報告された主要指標（OGTT,HOMA-IR,空腹時血糖）を用いた追加解析でも、血糖コントロール改善に対するNMESの有意な効果が確認された。しかし、プロトコールは研究によって異なっており、今後は標準化が必要である。本研究によってNMESは、身体障害および代謝障害を有する 患者における血糖コントロールを改善する治療戦略として考慮される可能性が示された。

【解説】

本論文はNMESによる血糖コントロールの有用性を示したものである。糖尿病に対する運動療法は血糖コントロール等に有効とされており高齢者糖尿病診療ガイドライン2023においても、強く推奨されている1)。（推奨グレードA）しかし、臨床場面において運動療法が困難な例も多く代替手段としてNMESが広く用いられている。本邦でもその効果検証として、基礎的研究においてNMESによる筋肉の糖取り込み促進作用2)や、食後高血糖を抑制する効果3)などが報告されている。また、近年ではⅠ型糖尿病に対しての血糖降下作用の報告もされており4 )、今後も臨床活用すると共に、その効果検証についても注目していきたい。

【引用・参考文献】

1）高齢者糖尿病診療ガイドライン2023　page129

2）Hamada T,Sakaki H,Hayashi T,Moritani T, and Nakao K: Enhancement of whole body glucose uptake during and after human skeletal muscle low-frequency electrical stimulation. J Appl Physiol 94:2107-2112,2003

3）Miyamoto T,Fukuda K,Kimura T,Matsubara Y,tsuda K, and Moritani T: Effect of percutaneous electrical muscle stimulation on postprandial hyperglycemia in type 2 diabetes.Diabetes ResClin Pract 96: 306-312,2012

4）Fatemeh Fallah, Morteza Alijanpour, Soraya Khafri, Mohammad Pournasrollah & Ghadam Ali Talebi．The effect of neuromuscular electrical stimulation on serum glucose levels in children and adolescents with type-1 diabetes mellitus: a single group clinical trial．BMC Endocrine Disorders volume 22, Article number: 246 (2022)

慢性耳鳴りに対する経皮的迷走神経刺激の刺激強度

Characteristics of Stimulus Intensity in Transcutaneous Vagus Nerve Stimulation for Chronic Tinnitus.

Won Choi Suk, Su Jin Kim, Dong Sik Chang, and Ho Yun Lee

J Int Adv Otol. 2018 Aug; 14(2): 267–272.

PMCID: PMC6354472. doi: 10.5152/iao.2018.3977

No.2023-09

執筆担当： 福井 直樹 和歌山リハビリテーション専門職大学

掲載：2023年11月30日

【論文の概要】

迷走神経は心臓、肺、消化器官への副交感神経支配、嚥下や発声などの分枝運動機能、体性感覚や内臓感覚など、全身のさまざまな機能の制御に関与している。頸部迷走神経刺激（VNS）は、難治性てんかんやうつ病の治療薬として米国で承認されている。その作用機序は網様体賦活系、中枢自律神経ネットワーク、大脳辺縁系、びまん性ノルアドレナリン作動性投射系の活動の変化が考えられている。近年、迷走神経耳介枝（ABVN）の非侵襲的経皮的VNS（tVNS）が注目され、機能的磁気共鳴画像法（fMRI）スキャンにより、tVNS後に大脳辺縁系（扁桃体、海馬、海馬傍回）の不活化が観察されている。この所見は、頸部VNSを調査した研究と同様であった。

耳鳴りは、外的要因のない音響知覚を指し、tVNSとクラシック音楽の併用によって効果を示す予備的研究が行われている。他の研究で刺激強度の異なる基準が使用されているが、刺激部位の最適な位置については研究されていない。当研究は、「各部位において、痛みを感じることなく耐えられる最大感覚閾値が、耳鳴りの特徴に関連し、治療成績に影響する」という仮説を立て、前向き観察研究を行っている。

対象は3ヵ月以上持続する片側性・非拍動性・自覚的耳鳴りを訴える24名の患者。tVNSは経皮的電気神経刺激装置を用い、パルス幅200μs・周波数30Hz・刺激部位は順番にcavum, cymba, tragusの表面とし、4分間刺激している。評価は耳鳴りの苦痛をTinnitus Handicap Inventory（THI）、Beck Depression Inventory（BDI）、耳鳴りの大きさ、自覚度、煩わしさ、生活への影響を視覚的アナログスケール（VAS）を用いて評価した。統計分析は治療後のVAS、THI、BDI得点の変化は、Wilcoxon符号順位検定を用いて比較した。刺激強度とVASの相関は、スピアマン相関分析を用いて評価した。また反復測定分散分析（ANOVA）を用いて、経時的な各刺激部位における刺激強度の差を評価した。結果、tragusの平均最大感覚閾値は5.79 mAであり、これはcymba（4.98 mA）やcavum（5.1 mA）よりも高い傾向にあった。治療後の耳鳴りの苦痛を示すVASスコアはすべて改善した（p<0.05）

【解説】

慢性耳鳴りの治療に対するtVNSの実行可能性を探るために各部位ごとにtVNSの刺激強度の効果を評価した研究である。当研究では、多くの先行研究で見落とされがちであった刺激強度が治療成績に及ぼす影響を検討し、最適な刺激部位と強度を同定している。初期VASスコアと刺激強度の間には正の相関が存在するものの、刺激強度が治療成績に及ぼす影響は限定的であると思われる。他の研究では、tVNSの治療効果の根底にあるメカニズムについて、孤束核NTS、青斑核（LC）のノルアドレナリン作動性およびセロトニン作動性の相互作用に由来するのではないかという仮説を提唱している(1)。また他の研究では、健常者の4つの刺激部位-内耳道、外耳道内側壁、蝸牛、耳小葉-を比較し、最適なtVNS部位を確認している(2)。当研究では反応者はセッション間で刺激強度の変化を示し、初回の刺激強度がVASスコアと最も相関することを発見しているが、複数回のセッション後には相関は観察されなかった。初回の相関は、tVNSの治療効果を支持する証拠となるか、主観的な耳鳴りの苦痛に比例した改善に対する患者の期待（プラセボ）を反映している可能性がある。複数回のセッション後の相関に関しては、tVNSの反復による電気刺激耐性が起こった可能性が考えられる(3) 。

【引用・参考文献】

1). Lehtimäki J, Hyvärinen P, Ylikoski M, Bergholm M, Mäkelä JP, Aarnisalo A, et al. Transcutaneous vagus nerve stimulation in tinnitus: a pilot study. Acta Otolaryngol. 2012;133:378–82.

2). Yakunina N, Kim SS, Nam EC. Optimization of transcutaneous vagus erve stimulation using functional MRI. Neuromodulation. 2017;20:290–300.

3). Chandran P, Sluka KA. Development of opioid tolerance with repeated transcutaneous electrical nerve stimulation administration. Pain. 2003;102:195–201.

脳卒中後感覚障害を呈した一症例に対する歩行時脛骨神経支配領域への経皮的感覚神経刺激法のN -of-1 Trial

N-of-1 Trial of Electrical Sensory Stimulation Therapy on the Tibial Innervated Area during Gait in a Case of Post-stroke Sensory Disturbance.

Yamaoka T, Takagi Y, Shimomura R, Murata Y, Shimotake K, Itoh A, Mima T, Koganemaru S. Prog Rehabil Med. 2023 Jun 22;8:20230018. doi: 10.2490/prm.20230018. PMID: 37351114; PMCID: PMC10281861.

No.2023-08

執筆担当： 岸和田リハビリテーション病院　嘉摩尻　伸

掲載：2023年11月8日

【論文の概要】

脳卒中患者の約50％に感覚障害がみられ1) ，運動麻痺がなくても日常生活動作（ADL）や社会参加が低下する2) ．脳卒中後の感覚障害に対する治療法として，経皮的電気感覚神経刺激(TESS)が患側上肢の運動機能やADLの改善に有効であることが報告されている3）が，歩行障害に対するTESSの有効性は不明である．本研究では左大脳皮質下出血後に下肢の感覚障害を呈した患者において，歩行訓練とTESSの併用が歩行能力，表在感覚，バランス機能に及ぼす影響を検証した．症例は42歳の男性．左海綿体出血後4ヶ月が経過しており右上肢・下肢の感覚障害を認めた．ビデオ解析による歩行評価では，患側右下肢を振る際に右足関節背屈と股関節屈曲が過剰であった．また，右立脚相で体重を乗せることが困難となり，長距離歩行時で易疲労性を示した．そこで，足底の表在感覚をターゲットとした脛骨神経支配領域へのTESSと歩行訓練を併用することで，歩行時の足底への表在感覚入力を増強し，歩行機能を改善できるかをN-of-1試験デザインで検討した．介入プロトコールはA期（A1，A2）：TESSを用いない歩行訓練を1日1セット，10分×2回（休憩1分），B期（B1，B2）：足底感覚をターゲットとしたTESSを用いた歩行訓練，C期（コントロール）：大腿外側部にTESSを用いた歩行訓練．TESSによる介入はA1 - B1 - C - A2 - B2の順で行われた．各期は7日間実施した．結果，足底感覚をターゲットとしたTESSと歩行トレーニングを併用した場合，大腿外側部をターゲットとしたTESSや歩行トレーニングを併用しない場合よりも，患者の歩行距離と歩幅が改善し，感覚障害が改善を示した．これは，足底感覚を対象とした歩行訓練とTESSの併用は，感覚認識に関連する高次認知領域に影響を与えたと考えられる．

【解説】

脳卒中後感感覚障害は，異常な内部モデルを形成し，高次の運動機能に影響を与え，誤ったフィードフォワードやフィードバック情報につながり4），日常生活動作や円滑な動作に多大なる影響を及ぼす．感覚障害へのリハビリテーションでは，受動的感覚トレーニング（電気刺激など）と，能動的感覚トレーニング（物品探索など）に分類される5）．今回は脳卒中後感覚障害を呈した歩行障害に対する受動的感覚トレーニングTESSのN -of-1 Trialを紹介した．TESSは感覚閾値あるいは運動閾値の低強度を使用し，電気刺激がGABA抑制系の脱抑制を起こし脳の損傷側の運動領域が賦活されることが期待される．また，筋収縮が生じない程度の刺激強度のため運動療法と併用しやすいという特徴がある．本研究は足底感覚をターゲットとしたTESSと歩行訓練の併用により，歩行機能と足底の表在感覚が改善した．この治療法は，脳卒中後の感覚障害を有する患者に対する効果的な治療アプローチとしての可能性がある．治療法の有効性を調査するため，より多くの患者を対象にさらなる研究が必要である．

【引用・参考文献】

1) Zeman BD, Yiannikas C: Functional prognosis in stroke: use of somatosensory evoked potentials. J Neu- rol Neurosurg Psychiatry 1989;52:242–247.

2) CareyLM,MatyasTA,BaumC:Effectsofsomatosenso- ry impairment on participation after stroke. Am J Occup Ther 2018;72:7203205100p1–7203205100p10.

3) Schabrun SM, Hillier S: Evidence for the re- training of sensation after stroke: a system- atic review. Clin Rehabil 2009;23:27–39.

4) Frey SH, Fogassi L, Grafton S, Picard N, Rothwell JC, Schweighofer N:Neuro-logical principles and reha- bilitation of action disorders:computa-tion, anatomy, and physiology(CAP)model. Neurorehabilita-tion and neu-ral repair 25(5):6-20，2011.

Carlsson H, Rosén B, Pessah-Rasmussen H, Björkman A, Brogårdh C. SENSory re-learning of the UPPer limb after stroke (SENSUPP): study protocol for a pilot randomized controlled trial.Trials. 2018;19(1):229.