神経筋電気刺激と運動制御

フェーズ I: 予備研究 20 歳から 40 歳までの被験者で、腰痛の既往歴のあるものとないものを募集します。 参加に関心のある被験者は、包含/除外基準チェックリストを使用したスクリーニングプロセスを受け、研究に関する簡単な情報を受け取ります。 それらがすべての包含基準を満たしている場合、同意プロセスが実行されます。

書面によるインフォームドコンセントを取得した後、すべての被験者は人口統計データの情報シートに記入します。 体のランドマークが識別されます。 これらのランドマークには、1) L2-L5 の腰椎棘突起、2) L4-5 椎間関節 (L4 の棘突起の下半分から 2 cm 外側)、および 3) 腰椎多裂筋 (L5 棘突起の外側 2 cm およびL2 棘突起の外側 3 cm)。 腰椎多裂筋を捕捉するための超音波トランスデューサーを配置するために両側L4-5椎間関節が使用され、腰椎多裂筋の位置はNMES電極を配置するために使用されます。 次に、被験者は、機能的運動中の異常な運動パターンの臨床観察、受動的SLR、ハムストリングス筋長テスト、修正トーマスおよびオーバーテスト、腹部および背部筋力を含む臨床結果測定を受けます。

被験者は、胸部 (T3 レベル) と骨盤 (S2 レベル) がベッドにしっかりと固定された状態で、治療台の上で腹臥位になります。 ハンドヘルドダイナモメーターを胸部に配置して、背部伸展力を測定します。 次に、超音波トランスデューサーは、評価者 A によって右の L4-5 椎間関節に配置されます。 安静時の右腰部多裂筋の活性化が記録されます。 次に、評価者 A はトランスデューサを左の L4-5 椎間関節に移動して、左の腰椎多裂筋の活性化を測定します。 その後、対象者は、反復間に 1 分の休憩を入れて、背部伸筋の最大随意等尺性収縮 (MVIC) を 2 回繰り返すよう求められます。 評価者 A は、MVIC 中の左右の腰椎多裂筋の活性化を測定し、両方の繰り返しのハンドヘルド ダイナモメーターから後方伸展力を記録します。 繰り返し 1 と 2 からのデータは、超音波画像測定の評価者内信頼性を確立し、検出可能な最小の変化を計算するために使用されます。一方、左右の腰部多裂筋からのデータは、左右の違いを判断するために使用されます。 被験者は、知覚運動 (RPE) の評価を評価し、筋肉疲労を防ぐために 5 分間休憩するよう求められます。 休憩期間の後、評価者 B は評価者 A と同じプロセスを実行します。 これらのデータは、超音波画像測定の評価者間の信頼性を確立するために使用されます。 評価者 A と評価者 B は、被験者のグループを知らされていません。

NMES 電極は、両側の腰部多裂筋 (L3 で正の電極、L5 で負の電極) に配置されます。超音波トランスデューサーは、L4-5 椎間関節に配置され、腰椎多裂筋の活性化を捉えます。 NMES は最初にファラデー モード (20 Hz、1 ms) に設定されます。 調査員は、1 mA 単位で強度を上げます。 超音波画像データが記録されますが、被験者は 5 mA ごとに 0 ～ 10 レベルの不快感を評価するよう求められます。 評価者 A と評価者 B は、観察可能な腰椎多裂筋収縮を誘発するために使用される強度を記録します。 NMES 強度は、最大レベルの不快感 (10 のうち 10) まで増加します。 被験者は RPE を評価し、筋肉疲労を防ぐために 10 分間休憩するよう求められます。 休止期間の後、NMES は干渉モード (6000 Hz、ビート周波数 20 ～ 50 Hz、スキャン効果) に設定されます。 調査員は、データ収集プロセス全体を繰り返します。 2 つの刺激モードからのデータを使用して、腰部多裂筋を活性化するための適切なモードと用量を決定します。

提案されたプロトコルの実現可能性を判断するために、NMES は干渉モードに設定されます。 研究者は、腰部多裂筋の厚さが 10% 増加するまで NMES 強度を増加させます。 その後、被験者は背部伸筋の MVIC を実行するよう求められます。 評価者 A は、MVIC 中の左右の腰部多裂筋の活性化を測定し、胸部に取り付けられたハンドヘルド ダイナモメーターからバック伸展力を記録します。 治験責任医師は NMES 強度をゼロに下げます。 被験者は10分間休息します。 その後、被験者は NMES なしで腰部多裂筋の別の MVIC を実行するよう求められます。 評価者 A は、腰椎多裂筋の活性化を測定し、背部伸展力を記録します。 NMES電極が取り除かれ、被験者の皮膚が洗浄されます。 データ（ＭＶＩＣおよびＭＶＩＣ＋ＮＭＥＳ）は、腰部多裂筋の関節形成性筋抑制の存在を予備的に決定するために使用される。 さらに、NMES 前後の NMES を含まない MVIC データを使用して、NMES の保持効果の有無を判断します。

提案された介入の実現可能性を判断するために、NMES は両側腰部多裂筋に干渉モードを使用して適用されます。 研究者は被験者の最大耐性まで強度を上げます。 筋肉疲労を最小限に抑えるために、刺激は 10 秒オン、60 秒オフに設定されます。 合計 NMES 時間は 15 分です。 この介入用量は、Hicks らによる以前の研究に基づいています。 この研究では、四足歩行運動を運動制御トレーニングとして使用します。 この演習は、運動系障害の概念に基づいています。 被験者は、背骨が中立位置、肩と腰が 90 度、腰が膝の中心にあり、足の背が支持面にある状態で足が体から離れている状態で、四足歩行を行うように求められます。 次に、被験者は両手で押し戻すことで揺り戻しを行うように求められます。 この口頭での指示は、「動作中は背中をまっすぐに保ちます。 背中ではなく腰を動かすことを考えてください。 腰を均等に動かします。」 被験者は、観察可能および/または触知可能な骨盤後旋を引き起こす位置に戻るように揺動します。 対象者は、研究者が監督するこの目標点まで揺動を10回繰り返し、続いて筋肉疲労を最小限に抑えるために1分間の休息を行うように求められます。 被験者は、10回繰り返した後、RPEを評価するよう求められます。 次に、調査員は、次の 10 回の繰り返しのためにターゲット ポイントを再評価します。 このプロセスは 15 分間連続して実行されます。

介入の完了後、被験者は同じプロトコルを使用して介入後データ収集を受けますが、評価者 A のみが介入後データ収集を実行します。 NMES 電極は、両側腰部多裂筋に再適用されます。 超音波トランスデューサーは L4-5 椎間関節に再配置され、ハンドヘルド ダイナモメーターは胸部に再配置されます。 被験者は、背部伸筋の MVIC を 2 回繰り返し、繰り返しの間に 1 分間休憩するよう求められます。 評価者 A は、MVIC 中の左右の腰椎多裂筋の活性化を測定し、両方の繰り返しのハンドヘルド ダイナモメーターから後方伸展力を記録します。 研究者は、腰部多裂筋の厚さが 10% 増加するまで NMES 強度を増加させます。 その後、被験者は背部伸筋の MVIC を実行するよう求められます。 評価者 A は、MVIC 中の左右の腰部多裂筋の活性化を測定し、胸部に取り付けられたハンドヘルド ダイナモメーターからバック伸展力を記録します。 治験責任医師は NMES 強度をゼロに下げます。 被験者は10分間休息します。 その後、被験者は NMES なしで腰部多裂筋の別の MVIC を実行するよう求められます。 評価者 A は、腰椎多裂筋の活性化を測定し、背部伸展力を記録します。 NMES電極が取り除かれ、被験者の皮膚が洗浄されます。 介入前後のデータは、提案された介入の実現可能性を判断するために使用されます。

フェーズ II: ランダム化比較試験研究 フェーズ II 研究では、20 歳から 40 歳の間の便利なサンプルを使用します。 腰痛の既往歴のある被験者とない被験者は、2 つの大学の理学療法クリニックに掲示されているチラシ、および被験者や友人からの口コミによって募集されます。 参加に関心のある被験者は、包含/除外基準チェックリストを使用したスクリーニングプロセスを受け、研究に関する簡単な情報を受け取ります。 それらがすべての包含基準を満たしている場合、同意プロセスが実行されます。

書面によるインフォームドコンセントを取得した後、すべての被験者は人口統計データの情報シートに記入します。 次に、被験者は衣服を研究室のタンクトップに着替えて、腰の部分を露出させるよう求められます。 予備調査と同じ身体ランドマークが特定されます。 被験者は、胸部 (T3 レベル) と骨盤 (S2 レベル) がベッドにしっかりと固定された状態で、治療台の上で腹臥位になります。 ハンドヘルドダイナモメーターを胸部に配置して、背部伸展力を測定します。 NMES 電極は両側腰部多裂筋に配置され、システムは干渉モードに設定されます。 次に、超音波トランスデューサーは、評価者 A によって右の L4-5 椎間関節に配置されます。

被験者は、背部伸筋の MVIC を 2 回繰り返し、繰り返しの間に 1 分間休憩するよう求められます。 評価者-A は、安静時および MVIC 中の左右の腰椎多裂筋の活性化を測定し、両方の繰り返しのハンドヘルドダイナモメーターからの背部伸展力を記録します。 研究者は、腰部多裂筋の厚さが 10% 増加するまで NMES 強度を増加させます。 その後、被験者は背部伸筋の MVIC を実行するよう求められます。 評価者 A は、MVIC 中の左右の腰部多裂筋の活性化を測定し、胸部に取り付けられたハンドヘルド ダイナモメーターからバック伸展力を記録します。 NMES電極が取り除かれ、被験者の皮膚が洗浄されます。 データ（ＭＶＩＣおよびＭＶＩＣ＋ＮＭＥＳ）は、腰部多裂筋の関節形成筋抑制の存在を決定するために使用される。 介入前のデータ収集後、LPC 障害のある被験者は、NMES とモーター コントロール トレーニング グループ (COMB) の組み合わせ、または隠しエンベロープでランダムに生成された番号を使用するモーター コントロール トレーニング単独グループ (MCT) のいずれかにランダムに割り当てられます。

COMB グループは、両側腰部多裂筋の干渉モードを使用して NMES を受け取ります。 強度は被験者の最大許容値に設定されます。 筋肉疲労を最小限に抑えるために、刺激は 10 秒オン、60 秒オフに設定されます。 合計 NMES 時間は 15 分です。 NMES の後、COMB グループは、運動システム障害の概念に基づいて 30 分間の運動制御トレーニングを受けます。 この運動制御トレーニングは、さまざまな機能的タスクにおける腰部多裂筋の制御に焦点を当てます。 関節形成性筋抑制のある個人の運動単位を回復すると考えられています。 この運動制御トレーニングには約 30 分かかります。 COMB グループは、週に 2 回、8 週間介入を受けます。 いくつかの研究で8週間の運動プログラム後に有意な改善が示されているため、私たちは8週間の運動トレーニングプログラムを使用しています.1,8 MCTグループの被験者は、プラセボNMES（電流なし）およびCOMBグループと同じ運動制御トレーニングプログラムを受けます。 運動制御トレーニングを提供するセラピストは、グループの割り当てを知らされません。 介入プログラムの完了後、各被験者は、最初のセッションの直後（Post-1）および介入の8週間後（Post-2）に介入後のデータ収集を受け、神経筋電気刺激と運動制御の組み合わせの効果を判断します。腰椎コントロール障害のある個人のトレーニング。