自宅で行う漸進的レジスタンストレーニングや高強度サーキットトレーニングは、脳性麻痺の子供の筋力、機能、活動、参加を向上させるか？
今回は前回あがった筋力トレーニングについて、特にトレーニング方法の違いで効果が異なるのかどうかを読んでいきます。
概要
脳性麻痺（CP）は、運動と姿勢の障害であり、発達の初期段階における脳の病変または異常によって二次的に生じる非進行性の運動障害症候群の一群と定義されています。痙性などの典型的な神経学的障害のほかに、CPの子どもは定型発達児に比べて体力も低下します。
長い間、痙性を高めると考えられたため、CPの子どもには強化は推奨されていませんでした。しかし、最近の研究により、運動トレーニングは、痙縮やその他の副作用を増加させることなく、CPの子供の筋力を増加させることができること、そして、筋力低下は、痙縮よりも筋機能と良い相関があることが示されている。 筋力強化は、現在、小児の介入の主軸であり、子供の将来の運動能力の予後を変え、障害と参加のレベルに臨床的に関連した違いをもたらすことができる。
筋力トレーニングが成功するためには、漸進的な過負荷が必要です。これを達成する最も一般的な方法は、漸進的抵抗トレーニング（PRT）です。子どもたちは、パフォーマンスの進歩に基づいて漸進的に増加する個別の重量で運動します。PRTは、CPの筋力向上に有効です。しかし、その機能的な利点については、相反する研究結果があります。
PRTは筋持久力の向上に重点を置いているが、日常の多くの動作は収縮時間50～200msの速い手足の動きを伴う。したがって、速い力の発生はCPの子供にとって臨床的に重要である。
高強度サーキットトレーニングは、急速な動きに焦点をあてた運動プログラムである。運動は、最大強度の短いインターバルで行われ、その間には短い休憩が入るだけである。健常者では、中程度の運動トレーニングに比べ、わずかな時間で同様の有酸素運動能力の向上と無酸素運動能力の改善をもたらす。
最近、持久力を向上させるための高強度トレーニングが、LaugloらによってCPの子供で研究されている。この研究では、高強度トレーニングは有酸素運動能力を向上させるが、参加は向上しないことが示されている。
ICFは、世界保健機関が提唱する健康と障害を測定するための枠組みです。ICFは、障害を体の構造および/または機能レベル、活動レベル、参加レベルという異なる構成要素に体系的に分類しています。CPの子供たちは、ICFのすべてのレベルで影響を受けているので、ICFのすべての構成要素をカバーする成果指標を採用することが不可欠である。
施設内での理学療法は依然として小児に対する主な運動介入であるが、多大な費用と時間的負担があるため、施設での恒久的な筋力向上介入は不可能である。しかし、CP小児に対する筋力向上プログラムとして、監督のない在宅での質の高い研究は存在しない。
この前向き無作為化研究は、臨床的に適用可能な家庭用高強度運動プログラムを開発し、質問に答えることによって、痙性CPの小児における高強度トレーニングおよび漸進的抵抗トレーニングの違いを調査することを目的とするものである。"在宅PRTまたはHICTは脳性麻痺児の筋力、機能、活動または参加を改善するか？"
この研究は、異なるICFレベルでの変化を完全に把握するために、すべてのICFコンポーネントのアウトカム指標を採用するように設計された。
方法
本研究は，CP患児を対象とした家庭用漸進的レジスタンストレーニングと高強度サーキットトレーニングの効果の違いを検討する無作為化前向きパイロット研究として企画されたものである．
8週間のPRTまたは8週間の下肢をターゲットとした高強度サーキットトレーニング（HICT）のいずれかに無作為に割り振られた。子供たちは週3回運動し、両群ともウォームアップとクールダウンのセッションを伴う5つの機能的エクササイズによるサークルトレーニングを3ラウンド行った。PRT群ではウェイトベストを用いて徐々に強度を上げていったが、HICT群では30秒の短いインターバルで同じエクササイズを最大強度で行い、その間に30秒の休憩を入れた。
【5つの共通したエクササイズ】
4回に分けて調査評価
T0は介入8週間前のコントロール測定、T1は介入前のベースライン測定、T2は介入後の測定と介入後16週間のフォローアップ時である。
CP児の場合、ICFのすべての構成要素を把握することが不可欠である。 すべてのアウトカム指標と対応する構成要素 の概要を示している。身体/構造要素では、筋力は携帯型ダイナモメーター（MicroFET2）を用いて測定し、可動域と痙性（ハムストリングス、ふくらはぎ、大腿四頭筋の Modified Ashworth Scale）を追加パラメーターとして測定した。
さらに、3D 解析で取得した運動データを用いて、歩行プロファイルスコア（GPS）を算出した20。より困難な機能的作業を行う能力は、時間差階段試験（TST）を、無酸素性機能能力は、筋力スプリント試験（MPST）を用いて評価した。
参加要素については、子供とその両親を対象としたアンケートで調査された。日常生活動作の改善は、子どもにはActivity Scale for Kids Performance version（ASKp）、保護者にはPediatric Outcome Data Collection Instrument（PODCI）parent reportを用いて測定された。
参加者の基本的な特徴を報告するために記述統計学を用い、各群の経時的な変化を調べるために反復測定分散分析を行った。非正規分布データはFriedman検定、次いでWilcoxon signed-rank検定で評価した。群間比較は、T2とT1の差についてt検定を用いて行った。統計計算にはIBM SPSSバージョン23.0bを使用した。両側性CPの子どもでは、統計的独立性を確保するため、神経学的に関与の大きい方の脚のみを用いて、ハンドヘルドダイナモメーター、可動域、痙性の計測を行った。
結果
本研究には28名の児童が募集され、2015年4月から2017年7月にかけて参加した。そのうち、1名の児童がコントロール期に脱落した。残りの27人の子どもは、いずれかの介入に無作為に割り付けられた。本研究の参加者のフロー図は、図3に示されている。また、5人の参加者が介入中に脱落した。無作為化により、そのうち1人はプログレッシブ・レジスタンス・プログラムに、4人は高強度サーキット・プログラムに割り付けられた。脱落者の理由は、親子ともに研究を継続する意欲がないこと4、時間がないこと2であった。したがって、最終的に22人の子どもが研究を完了した。参加者全員のベースライン特性は表1に示すとおりである。
研究終了時に、各グループ10名ずつ、計20名の子どもたちが運動日記を記入した。その結果、PRTグループは平均86％、HICTグループは88％のトレーニングセッションをこなしていることがわかった。また、1回のトレーニングに要する時間は、PRT群では平均40分であったが、HICT群では28分であり、30％短縮された。
本研究の目的は、すべてのICFレベルのCP患児において、在宅PRTとHICTのトレーニング後の変化を調べることであった。ベースラインと比較したすべてのアウトカム指標は表2に、グループ間比較は表3に示した。
表2.3
身体構造と機能のICFレベルでは、両群ともベースラインと比較して総アイソメトリック筋力を向上させることができたが、HICT群のみ5.04N/kg（19.6%、P=.02）と有意な向上を示した。個々の筋群を見ると、HICT群は股関節伸筋、股関節外転筋、膝関節屈筋、足底屈筋で有意な改善を示したが、PRT群ではいずれの筋群にも有意な改善は見られなかった。個々の筋群の結果は、表4に示すとおりである。グループ間比較では、HICTグループが膝屈筋と足底屈筋の筋力向上が高いことが示された。
また、ICFの活動レベルにおいても、グループ内での改善が見られました。PRT群はTUGT（11.7%、P=.05）、TST（14.3%、P=.003）を改善した。一方、無酸素運動の指標である平均筋力と最大筋力で測定したMPSTでは、HICT群がより良い結果を得た（P=.001/P=.004）。その他の可動性や活動性の指標は変わらなかった。両トレーニングプログラムを比較すると、HICT群はMPSTで、PRT群はTSTでより良いスコアを示した。
ICF参加レベルでは、PRT群のASKpスコアのみが改善傾向を示した（P=.051）。親が報告したPODCIの総合得点は改善しなかったが、サブスコアには興味深い好転がみられた（表5）。HICT群では、Basic Mobility and TransferスケールとHappinessスケールの改善がみられた。
筋力トレーニング後のフォローアップ期間から、長期的な効果についての情報が得られます。平均筋力（P=.05）と総等尺性筋力（P=.03）は、HICTグループ内で有意に低下した。他のアウトカム指標は変化しなかった。PRT群については、コントロールもフォローアップ期間も変化はなかった。
考察
脳性麻痺は進行性の疾患であり、子どもやその両親、医療従事者に大きな負担を強いるため、理学療法や筋力強化を含む活動的なライフスタイルが強く推奨されています。どちらの在宅強化プログラムも、ベースラインと比較して、介入に特有の機能を改善することに成功した。しかし、HICT群のみが有意な筋力向上を示した。さらに、1回の運動セッションの平均時間は、PRT群に比べHICT群でかなり短かった。これらの結果は、どちらの運動プログラムも機能を改善するが、CP児の強化にはHICTが望ましいかもしれないことを示している。
施設での類似研究と比較して、我々の在宅研究では、筋力だけでなく、介入に特有の機能の改善も見られた。これらの結果は、在宅筋力トレーニングは、施設でのトレーニングを延長し、より安価で頻繁な筋力トレーニングを可能にする、CP患児における価値ある介入であることを示している。両トレーニングとも自宅での運動プログラムであるにもかかわらず、両介入ともかなり高いコンプライアンスを示した（HICT：88％、PRT：86％）。このコンプライアンスは、類似の施設研究と同等である。このことは、CP患児は自宅でも運動プログラムに従う意欲を持つことができることを示している。
機能的改善を達成するためには、強化は介入に望まれる機能的目標に対して課題特異的である必要がある。本研究における機能的改善は、先行研究からのステートメントを確認するものである。したがって、PRT群の子どもたちは、最大負荷以下の継続的な負荷がかかるテスト（TSTとTUGT）において、ベースラインと比較してより良い結果を達成し、HICT群の参加者は、高エネルギーの短時間バーストを必要とするテスト（MPST）においてより良い結果を達成した。グループ間では、PRTグループがTSTで、HICTグループがスプリントテストでより高い改善を示した。
その他の運動量や活動量のアウトカム指標は改善されなかった。本研究に参加した小児は，機能レベルが高く，そのほとんどがGross Motor Function Classification SystemレベルIで，日常生活の一般的な作業をこなすのに十分な筋力をすでに持っていた．また、長距離歩行が可能であり、地域のスポーツにも参加していた。歩行能力の更なる向上は、バランス、協調性、持久力など他の側面にも依存する可能性がある。したがって、彼らにとって純粋な強化トレーニングは、歩行能力を向上させるのに十分なものではなかったと思われる。
日常生活への参加に関する選択された総合指標は改善されなかった。我々は、天井効果がこれらの結果に影響を与えたと推測している。何人かの参加者は、介入前にすでに最高得点であった。また、質問票が十分に具体的でなかった可能性もある。両者とも、介入の対象とはならない活動に関する項目を含んでいた。しかし、PODCIサブスコアを調査すると、HICT群では、基本的移動と移動のスコアと幸福のスコアが改善されていることがわかる。このことは、選択されたアウトカム指標に改善が見られないにもかかわらず、少なくとも参加指標に何らかの改善が見られたことを示している。
予想通り、両群ともフォローアップ期間中に多少の悪化が見られた。HICT群では、等尺性筋力の総和と平均筋力の低下が顕著であった。また、PRT群では、いくつかの結果指標でかなりの悪化が見られた（例えば、TST：-9.9％）。これらの結果は、筋力強化はCP児の機能を改善することができるが、この改善は長期的には持続しないことを示している。CP患児は、頻繁に一貫して訓練を行うことが不可欠である。施設での理学療法を拡張し、一貫した長期的な介入を可能にするために、家庭でのトレーニングプログラムの必要性は間違いなくある。本研究では、パフォーマンスの向上を維持するために必要なトレーニングの頻度と強度を決定することは目的としていないため、今後の研究において分析する必要がある。
【まとめ】
小児期の日常的な活動の多くは、短時間の激しい活動、無酸素性体力、急速な力の開発からなり、これらは機能的能力に不可欠である。さらに、力の時間的特性は、最大筋力よりも機能的活動にとってより重要であるかもしれない。両強化プログラムは同じエクササイズを使用しているが、トレーニングのモードは異なっており、その結果、両群に固有の結果指標はなかった。HICT群では、無酸素性パワーと急速な力発生の改善に焦点を当てたトレーニングが行われた。そのため、MPSTを特定のアウトカム指標として使用した。しかし、私たちは、無酸素性パワーと急速な筋力発達の改善が、私たちの研究がICFの機能と活動レベルの変化だけでなく、HICTグループの参加レベルでもいくらかの改善を見つけることができた理由であると推測している。このポジティブな結果は、PRTの効果のみを調査した他の質の高い論文とは対照的である。PRTトレーニングに関する以前の研究では、すでにICFのすべてのレベルを調査したが、機能的な改善を示すことはできなかった。
この研究では、すべての脱落者は、モチベーションの欠如が原因であった。高強度トレーニングはCPの子供の筋力と機能を向上させる効果的な介入であるが、親と子供の両方に十分なコンプライアンスがある場合にのみ推奨される。
CPの子供の集団で高強度トレーニングを調査した研究は1つしかありません。Laugloらは、24セッションの運動プログラムが有酸素運動能力の向上に成功したことを示したが、患者が報告するQOLは向上しなかった。しかし、この研究は、コントロールされておらず、ICFのすべての構成要素の結果指標を分析していない。本研究では、CP患児に対する高強度筋力トレーニングについてより広範な分析を行い、CPにおける強化運動の基準である漸進的レジスタンストレーニングとの比較を行ったものである。
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