脳性麻痺におけるロボット支援歩行訓練が運動機能、呼吸パラメータ、および機能的容量に及ぼす影響

詳細な説明

脳性麻痺（CP）は、発達中の脳における非進行性の障害によって引き起こされ、運動、姿勢、および運動制御に影響を与える永続的な障害のグループです。 痙縮、筋力低下、バランス障害などの運動障害に加えて、脳性麻痺の子供たちは、日常活動中に心肺能力の低下と持久力の低下を示すことがよくあります。 体幹制御の制限、歩行メカニズムの変化、身体活動レベルの低下は、時間の経過とともに呼吸機能に悪影響を与える可能性があります。 このため、現代の小児リハビリテーションアプローチでは、運動パフォーマンスと生理的機能の両方に対処する介入をますます重視しています。

神経発達治療（NDT）は、小児神経リハビリテーションで最も一般的に使用される治療アプローチの一つです。 このアプローチは、正常な運動パターンの促進、姿勢制御の改善、機能的移動性の向上、および課題特異的な運動とセラピスト主導の運動戦略を通じた日常活動への参加促進に焦点を当てています。 NDTに基づく介入は広く適用されていますが、運動の反復を増加させ、構造化された歩行練習を提供する補完技術は、リハビリテーションの成果をさらに向上させる可能性があります。

ロボット支援歩行訓練は、歩行速度や身体アライメントなどの制御されたパラメータを用いて、反復的で課題特異的な歩行練習を提供するために開発されました。 これらのシステムは、神経学的障害を持つ個人が、外部からの機械的サポートと一貫した感覚入力を受けながら、対称的な歩行サイクルを練習することを可能にします。 このような反復的な歩行訓練は、運動学習に寄与し、歩行能力を改善し、リハビリテーション中の心肺関与を潜在的に増加させる可能性があります。 しかし、脳性麻痺の子供たちにおける運動および呼吸アウトカムに対するロボット支援歩行訓練と従来の神経発達治療の組み合わせ効果に関するエビデンスは限られています。

本研究は、歩行可能な脳性麻痺の子供たちにおいて、神経発達治療ベースのリハビリテーションプログラムにロボット支援歩行訓練を追加することの効果を調査します。 介入プログラムは、姿勢制御、バランス、下肢筋力、協調性、呼吸メカニズムなど、機能的パフォーマンスの複数の構成要素を対象に設計されています。 参加者は、神経発達治療群と神経発達治療プラスロボット支援リハビリテーション群の2つの介入群に割り当てられます。 両介入は、小児神経リハビリテーションに経験豊富な理学療法士によって実施されます。

神経発達治療プログラムは、体幹安定性、バランス制御、および機能的移動性を改善するために設計された構造化された一連の運動で構成されています。 運動プロトコルには、呼吸筋の活性化を促進し、呼吸パターンを改善することを目的とした横隔膜呼吸訓練が含まれています。 バランスおよび歩行関連課題は、動的安定性と歩行対称性を向上させることを目的とした、タンデム歩行と歩幅訓練を通じて組み込まれています。 機能的強化運動には、サポートされたバランス面で行われる反復的な立ち座り活動が含まれ、日常活動で一般的に使用される下肢筋の活性化と姿勢遷移を対象としています。

追加の運動は、体幹と骨盤の制御に焦点を当てています。 骨盤挙上（ブリッジング）運動は、股関節伸筋を強化し、骨盤安定性を改善するために使用され、対側到達を伴う四つん這いバランス課題は、体幹の協調性と姿勢制御に挑戦します。 ステッププラットフォームを使用して行われる機能的ステッピング活動は、ステッピング運動と体重移動の課題特異的な練習を提供します。 最後に、座位での体重移動活動は、固有感覚入力を刺激し、体幹アライメントを改善するために、セラピストによる近似を加えて行われます。

実験群の参加者は、全体的なセッション時間を同様に維持するために、反復回数を減らした同じ神経発達運動シーケンスの修正版を行います。 これらの運動の完了後、参加者はロボット歩行システムを使用したロボット支援歩行訓練を受けます。 ロボット訓練中、子供は、下肢をサポートし、反復的な歩行サイクルを促進するデバイスによって提供される機械的ガイダンスで歩行します。 ロボット歩行セッションは、歩行速度0.08 km/h、トレッドミル傾斜なしの制御条件下で行われます。 介入のロボットコンポーネントは、追加の歩行練習を提供し、高反復訓練を通じて協調的な歩行パターンを強化することを目的としています。

リハビリテーションセッションは、呼吸活性化、姿勢制御運動、および機能的歩行関連活動の組み合わせを提供するように設計されています。 これらの活動への反復的な曝露を通じて、プログラムは神経筋適応を刺激し、運動効率を改善することを目指しています。 ロボット歩行訓練の統合は、安全で一貫した運動パターンを確保しながら、歩行練習の量をさらに増加させる可能性があります。

肺機能は、呼吸パフォーマンスの客観的測定値を得るためにデジタルスパイロメトリーを使用して評価されます。 スパイロメトリー評価は、気道機能と呼吸能力を反映する定量的な値を提供します。 本研究は、臨床および研究設定で肺機能を評価するためによく使用される主要なスパイロメトリー指標に焦点を当てています。 これらの客観的な呼吸測定により、歩行訓練および身体関与の増加に関連する潜在的な生理的変化の検討が可能になります。

従来の神経発達療法とロボット歩行訓練を組み合わせることにより、本研究は、技術支援リハビリテーションアプローチが、従来の療法単独で達成される成果を超えて機能的アウトカムを向上させることができるかどうかを探ることを目指しています。 結果は、小児神経リハビリテーションへのロボット技術の統合を調査する研究の増大する知識体系に貢献することが期待され、脳性麻痺の子供たちにおける運動および呼吸パフォーマンスへの潜在的な影響についての洞察を提供する可能性があります。