脳卒中後の患者における脳動脈系、認知機能、および運動機能に対する有酸素運動の影響。

脳卒中は、「脳機能の局所的（または全体的）障害の臨床徴候が急速に進行し、症状が24時間以上続くか死に至る、血管起源以外に明らかな原因がないもの」と定義される病状です。 これは、とりわけ血行動態、運動機能、認知機能の低下を特徴とします。 この状態は死亡および障害の第 2 位の原因であるため、世界中で深刻な経済的および社会的負担を引き起こしています。 中国では脳卒中が悪性腫瘍や心臓病に次ぐ死因の第3位となっており、2018年の報告死亡率は10万人当たり149.5人、157万人の死亡者を占めているのに対し、香港では2020年に登録された全死亡者数の6.2％が脳卒中だった。脳血管疾患が原因と考えられています。

脳卒中に伴う課題と負担を軽減するために、脳卒中の危険因子を制御するために健康的な生活を奨励するなどの予防策が提案されています。 しかし、そのような対策が存在するにもかかわらず、上記の統計が証明しているように、脳卒中の発生が避けられないと主張することはできません。 したがって、脳卒中の再発を予防し、脳卒中後の患者の生存と生活の質を改善することを目的とした、強力で効率的な脳卒中治療および管理アプローチを考案する必要がある。 リハビリテーションは、脳卒中に関連するさまざまな領域で失われた機能を回復することを目的とした非薬理学的治療介入の 1 つです。 虚血性脳卒中は、血栓塞栓性閉塞による脳への血流と酸素の不足の結果であるため、リハビリテーション技術は、脳動脈（頭蓋内および頭蓋外）の健康状態を改善し、良好な状態を達成するために認知機能と運動機能を回復することを目標とすべきである。脳卒中後の結果。 さまざまなリハビリテーション技術の中でも、有酸素運動トレーニング (AET) は、「長期間にわたって大きな筋肉をリズミカルに動かす構造化された運動プログラム」と定義されており、脳卒中の特徴である低下した血行力学、認知機能、運動機能を回復する可能性があります。サイクル エルゴメーターとトレッドミル トレーニング (TT) は、このような 2 つの一般的なタイプの AET です。

AET が脳血管血流を改善する主なメカニズムは、内皮機能の既知のメディエーターである一酸化窒素 (NO) の生成の増加によるものです。 NO には、血管内でのプラークの蓄積を防ぐ抗アテローム生成特性があることが報告されており、したがって、虚血性脳卒中患者の大きな頭蓋内および頭蓋外動脈内の脳血管の形態学的変化を促進する可能性があり、これは脳卒中後の症状の改善に必要な重要な特性です。脳卒中患者の生活の質と脳卒中の再発予防に貢献します。 しかしながら、AETを受けている慢性脳卒中患者におけるアテローム性動脈硬化プラークの減少の可能性に関する情報は限られている。 二重頚動脈超音波 (DCUS) と経頭蓋ドップラー超音波 (TCD) は、それぞれ頭蓋外および頭蓋内の脳動脈内の血行力学的変化と形態学的変化を評価するために使用できる 2 つの非侵襲的かつ非電離技術です。 脳血行力学は虚血性脳損傷の発生に重要な役割を果たすことが実証されているにもかかわらず、脳卒中後の患者および脳卒中患者においてAETによってもたらされる頭蓋内および頭蓋外大脳動脈内の根底にある血行力学的変化を調べる試みは限られたものしか行われていない。これらが運動機能と認知機能の両方の変化の可能性とどのように関連しているか。 AET の潜在的な脳血管系への有益な効果を評価したいくつかの研究では、矛盾した結果が報告されています。

矛盾した発見にもかかわらず、これらの研究は、単一の血行力学的パラメータ、つまり平均流速（TCD）のみに対する運動トレーニングの効果を評価することに焦点を当てており、頭蓋外大脳への影響についての証拠が不足していることに注意する必要があります。動脈の血行力学的および形態学的特徴。 さらに、頸動脈超音波スキャン技術は近年進化しており、頸動脈剛性分析、三次元（3D）血管壁イメージング、コンピュータ支援画像分析（CAIA）などの新しい技術が登場しており、これらの方法は信頼性が高く正確であると結論付けられています。慢性脳卒中患者以外の他の集団における頭蓋外脳血管の形態を評価することにより、有酸素運動トレーニングを受けている脳卒中後の患者の頭蓋外脳動脈に起こる可能性のある変化をより適切に監視し、総合的な評価を提供できる可能性がある。

高度な超音波検査技術の出現と併せて、上記の多様で矛盾した背景を考慮すると、ロバストな脳卒中患者の脳動脈の血行力学と形態、さらには認知機能と運動機能を改善する上での AET の可能性をさらに検討する必要がある。主要な結果を評価するために、新しい CUS 技術を組み込んだマルチパラメトリックアプローチを利用しながら、証拠に基づいた処方箋を組み込んだ研究デザインは、いくら強調してもしすぎることはありません。 上記の背景情報に基づいて、以下の目標が策定されました。

研究の目的は、新しいマルチパラメトリック二重頸動脈超音波 (DCUS) 技術と経頭蓋ドップラー (TCD) 超音波によって評価される頭蓋内および頭蓋外の大脳動脈に対する AET の効果、および認知機能と運動機能に対する AET の効果を調査することです。脳卒中後の慢性患者。 さらに、この研究は、DCUSおよびTCD超音波によって測定された、脳卒中後の患者と脳卒中を持たない年齢が一致した対照との間で、頭蓋内および頭蓋外の大脳動脈の形態学的および血行力学的特徴を比較することを目的としています。

この研究は、成人慢性脳卒中患者と年齢が一致する非脳卒中被験者を対象とした定量的前向きランダム化比較試験で、2023年1月から2024年8月まで香港理工大学の超音波研究室で実施される。 倫理的承認は香港理工大学の倫理審査委員会 (IRB) から得られました (参照: HSEARS20220714001)。 患者からはインフォームドコンセントが得られますが、研究対象者の機密性と匿名性を確保するためにコーディングシステムが使用されます。 単純なランダム手法を含む確率サンプリングが使用されます。 脳卒中後の患者と年齢間の頭蓋内および頭蓋外大脳動脈の形態学的および血行力学的特徴を比較するという目的を達成するには、中間効果サイズ 0.5、α 0.05、統計検出力 80%、脱落率 17% を仮定します。一致する非脳卒中被験者 t 検定 (2 つの独立した平均間の差) を使用して G* Power ソフトウェアから計算されたサンプル サイズ 120 人の被験者 (脳卒中患者 60 人、非脳卒中患者 60 人) が対象となります。 効果量 0.59、α 0.05、統計検出力 80%、脱落率 15% に基づいて、AET を受ける 3 つの脳卒中後グループのそれぞれに 13 人の被験者という最小サンプル サイズが必要です。 F 検定 (一元配置固定効果 ANOVA) を使用する G* Power ソフトウェア。

2つのAETを実施できる軽度から中等度の障害を有する中国出身の脳卒中後の慢性患者が研究の対象となる。 年齢は脳卒中後の回復において交絡的な変数であるため、50歳以上で脳卒中発症から6か月以上経過している患者（慢性脳卒中患者）のみが対象となります。 脳卒中サブタイプの臨床因子に対応するために、最も一般的な脳卒中サブタイプである虚血性脳卒中を有する被験者のみが募集される。 TCD評価を可能にするのに十分な骨窓を持たない患者や、AETを実施するのに十分な心血管危険因子を有する患者も研究から除外される。

頸動脈超音波装置と経頭蓋ドップラー超音波装置は、それぞれ大きな頭蓋外動脈と頭蓋内動脈の血行力学的特徴と形態学的特徴を検査するために使用されます。 AETにはトレッドミルとサイクルエルゴメーター機器が使用されます。 頸動脈プロトコルには、動脈狭窄の 3D 度評価、動脈硬化分析、自動 CIMT 分析などの新しいアプローチを使用して頭蓋外頸動脈の形態学的パラメーターを評価することが含まれますが、血行力学的特徴 (平均流速 (MFV)、最大収縮期速度 (PSV) ）、拡張終期速度（EDV）、抵抗指数（RI）、拍動指数（PI）も評価されます。 TCD 超音波プロトコルには、経側頭窓を通した両側の中大脳動脈 (MCA) のスキャンが含まれます。 スペクトル ドップラー パラメーター (MFV、PSV、EDV、PI、および RI) が測定されます。

2 つの AET モードの目標投与量は、1.) セッション期間 = 30 分、2.) 頻度 = 週 3 回、3.) 高強度 = (60 ～ 84% の心拍数予備 (HHR)。4.) で構成されます。 種類 = トレッドミルと自転車エルゴメーター 5.) プログラム全体の期間 = 3 か月。

この研究では、IBM SPSS (Statistical Package for the Social Science) バージョン 25 統計パッケージをデータ分析に使用します。 記述統計と推論統計の両方が利用されます。 反復測定分散分析またはノンパラメトリック同等のフリードマン検定は、結果測定のグループ内評価を実行するために使用されますが、一元配置分散分析はグループ間の分析を実行します。 統計的有意性は、p<0.05 で考慮されます。 標準化平均差 (SMD) は、AET の治療上の利点または効果を定量化するために使用されます。 効果の大きさは、小 (0.2 ～ 0.5)、中 (0.5 ～ 0.8)、または大 (≥0.8) に分類されます。

研究の意義。

AET後の脳卒中患者における頭蓋内および頭蓋外の大動脈の血行力学的および形態学的特徴の改善の可能性に関する知識は、脳卒中後の患者の健康転帰の改善におけるAETの有効性の尺度を提供し、したがって臨床管理に役立つ可能性がある。これらの患者の。 この対象グループにおける 3D 動脈狭窄、動脈硬化、自動 CIMT 解析などの新しいマルチパラメトリック超音波ベースのアプローチの使用により、将来の研究に役立つベースライン値が設定されます。 この研究結果はまた、脳卒中後の患者における脳動脈の血行力学および形態学的特徴、および認知機能および運動機能の転帰を改善するのにより効果的なAETモダリティについて、療法士や臨床医に情報を提供することになる。 脳卒中後の患者における神経認知機能と運動機能の改善は、認知症のリスク増加と高い死亡率に関連する神経認知機能のさらなる悪化に伴う社会経済的負担を軽減するため、公衆衛生上重要な意味を持ちます。