脳性麻痺の子どもの歩行速度を改善するためのリハビリテーション介入の効果:システマティックレビューとメタアナリシス
今回は「Mobillity training」を中心に読んでいきます。
モビリティトレーニングとは「歩く、しゃがむ、ひろう、持ち上げる、押す 、引く、伸ばす」などといった日常生活で繰り返し行われる基礎動作の身体能力の改善・向上を目的としています。
背景
脳性麻痺（CP）の子どもは歩行速度が低下するため，地域社会への参加や生活の質に悪影響を及ぼす可能性がある。しかし，歩行速度を改善するための効果的なリハビリテーション介入のエビデンスは不明なままである。
【脳性麻痺（CP）の特徴】子どもの身体障害の中で最も多く見られ、米国では出生1,000人あたり3.6人が罹患しています1。運動機能の障害には、感覚障害、認知障害、コミュニケーション障害、知覚障害などが伴うことが多くあります。世界保健機関（WHO）の国際機能・障害・健康分類（ICF）によると、人間の機能には3つのレベルがあるとされています。(CPでは、身体の構造や機能のレベルでの障害が、最終的には活動制限や地域社会への参加制限につながります。一般的な運動障害には、痙性、硬直、共縮、脱力、力の発達速度の低下、パワーの低下などがあります。これらの身体構造および機能レベルでの障害により、CPの子どもたちでは、歩行という活動が損なわれることが多く、健康や仲間についていく能力に悪影響を及ぼすことで参加が制限されます。
歩行速度は、CPの子どもたちの機能的な能力や生活の質に関連する、実施しやすい客観的かつ有効な歩行活動の指標と言われています。 歩行速度の低下は、CPの衰弱性合併症であり、移動障害や歩行障害は、子供の日常生活を著しく制限し、生活の質や社会的な交流能力に影響を与える。
歩行速度の低下やその他の歩行異常は、参加や生活の質に影響を与えるため、理学療法による介入は歩行の改善に置かれることが多い。
歩行訓練や自重で支えるトレッドミルトレーニングなどで、反復してステップを踏む練習をすることで、歩行の機能的改善を目指して実施される。系統的な文献レビューによると、トレッドミルトレーニングと体重支持の使用は、CP児の歩行速度と総運動機能を改善するための介入として有望であると報告されている。しかし、エビデンスの質は低く、この分野の無作為化臨床試験は不足しています。これらのレビュー以降、このテーマについて複数の無作為化対照試験（RCT）が発表されており、これらの介入の有効性についてさらに調査する必要があります。
タスクに特化した介入とは対照的に、障害に基づく介入は、機能または活動の制限を生み出していると考えられる身体の構造と機能の障害を治療することに焦点を当てています。
筋力低下は、CPの子どもたちの重大な障害であり、筋力は、歩行速度や運動能力と高い相関性があることが示されているため、レジスタンストレーニングの一種である筋力トレーニングは、一般的な障害ベースの介入である。しかし、CPの子どもたちにおける筋力トレーニングの機能や活動制限への有効性に関するエビデンスは相反しています。
Scianniらは、CPの子どもたちにおける筋力トレーニングの効果を調べるためにシステマティックレビューを行い、歩行速度と機能の改善には効果がないと報告している。また、別のシステマティックレビューでは、CPの子どもの歩行速度の改善に対する筋力トレーニングの効果を調査したところ、結論の出ない結果となりました。
CP児の歩行速度を向上させるためのリハビリテーション介入を支持する証拠は限られており、さらなる調査が必要である。さらに、どのリハビリテーション介入がCP児の歩行速度の向上に最も効果的であるかについては、一般的なコンセンサスが得られていない。システマティックな文献レビューの大半は、ICFモデルの様々なレベルにおける複数のアウトカム指標に対する単一の介入の効果を調査している。このシステマティックな文献レビューの目的は、CPの子どもの歩行速度を向上させるために、どのような介入が最も効果的であるかを明らかにすることであった。
目的
本研究の目的は，歩行可能なCP患児の歩行速度を改善するための介入の有効性を明らかにすることである。
方法
【データソース】 MEDLINE/PubMed, CINAHL, ERIC, PEDroを創始から2014年4月まで検索した。
【研究の選択】選択された研究は，無作為化対照試験または比較群を伴う実験デザインで，CPの子どもに対する理学療法またはリハビリテーションの介入を含み，アウトカム指標として歩行速度を報告していた。
【データの抽出】方法論的品質はPEDroスコアで評価。歩行速度の平均値，標準偏差，変化スコアを抽出した。一般的な研究情報と、介入の投与パラメータ（頻度、期間、強度、量）を記録した。
【データの統合】24件の研究が含まれた。介入のカテゴリーは、歩行トレーニング（n=8）、レジスタンストレーニング（n=9）、その他（n=7）の3つに分類された。メタアナリシスの結果、歩行トレーニングは歩行速度の向上に有効であり、標準化された効果量は0.92（95％信頼区間＝0.19、1.66、P＝.01）であったが、レジスタンストレーニングは無視できる程度の効果しかないことが示された（効果量＝0.06、95％信頼区間＝-0.12、0.25、P＝.51）。
歩行速度は分析された唯一のアウトカム指標であった。
※研究の質、歩行速度の結果、カテゴリー別の効果サイズ
【歩行トレーニング】
このカテゴリーの論文のPEDroのスコアは、4から8の範囲で、全体の平均評価は6.5、中央値は7でした。歩行トレーニングによる歩行速度の変化の平均値は0.01〜0.26m/sで、効果量は-0.17〜3.20でした（Tab.2）。歩行トレーニングを自重支持で行った研究の効果量は-0.17～0.82、自重支持を行わなかった研究の効果量は1.32～3.20であった。このカテゴリーでは、4つの論文（50％）がMCIDを満たした、または超えた3つの論文（38％）がグループ内統計的有意性を報告し、4つの論文（50％）がグループ間統計的有意性を報告した（詳細は表2参照）。
【レジスタンストレーニング】
このシステマティックな文献レビューでは、9件の研究（38％）、参加者236人）が、主要な介入として何らかのレジスタンストレーニングを行っていた。このカテゴリーの研究のPEDroスコアは3～8で、全体の平均評価は5.7、中央値は6でした。このカテゴリーに含まれる9件の研究のうち、5件（56%）が良いと評価され、 3件（33%）がまあまあと評価され、 1件が悪いと評価されました。レジスタンストレーニングに関する9件の論文のうち、自己選択速度については、3件（33％）がMCIDを満たし、34～36件（33％）がグループ内統計的有意性を示し、1件（11％）がグループ間統計的有意性を示した。
【その他】
研究のうち 3 件（43%）は電気刺激を介入手段として用いていた。 残りの 4 件（57%）は、筋電図（EMG）バイオフィードバック、ステーショナリーサイクリング、全身振動、抵抗を伴う機能的活動中の感覚入力の強化など、異なる介入手段を含んでいた。
これらの研究における歩行速度の平均変化は0.05～0.17m/sで、効果量は0.00、0.12、1.96であった。1つの研究ではMCIDを超え、グループ内およびグループ間の統計的有意性が報告されました。介入内容は、大腿四頭筋と前脛骨筋の神経筋電気刺激（NMES）、大殿筋の電気刺激（47）、周期的NMES（デューティサイクル＝6秒「オン」、10～14秒「オフ」）の後、歩行中の大腿四頭筋と背屈筋の機能的電気刺激であった。1回のセッションの長さは、20～30分から1時間であった。これらの研究のうち2件は、前脛骨筋の強化と下腿三頭筋の弛緩時のEMGバイオフィードバックと全身振動の介入について、MCIDを満たしているか超えており、グループ内およびグループ間の統計的有意性が報告されている。
※メタアナリシス※
歩行トレーニング(n=201)とレジスタンストレーニング(n=236)の歩行速度に対する全体的な効果を定量化し、これら2種類の介入の比較を始めるために、ランダム効果メタアナリシスを実施した。大半の研究（21/24、88％）は、介入カテゴリーを無治療または従来の理学療法と比較した。
歩行トレーニング（体重支持あり、なし）については、全体のHedges' gは0.92（95％CI=0.19、1.66）で、統計的に有意であった（Z=2.45、P=.01）。
レジスタンストレーニングでは、全体のHedges' gは0.06（95% CI=-0.12, 0.25）で、統計的に有意ではなかった（Z=0.66, P=.51）。2種類のレジスタンストレーニングを比較した1つの介入を分析から除外したところ、Hedges' gは同程度であった（0.058; 95% CI=-0.15, 0.27; Z=0.54, P=.59）。
異質性分析の結果、歩行トレーニング（I2=8.84%、Q7=7.68、P>.05）とレジスタンストレーニング（I2=0%、Q8=8.03、P>.05）のカテゴリーでは、研究間の分散が同質であった。カテゴリー内では研究間の分散が均一であったことから、メタ分析に含まれる研究全体で効果は強固であり、結果の解釈には要約統計を用いることができると結論づけることができます。
【歩行トレーニング】
メタアナリシスの結果、歩行トレーニングの歩行速度に対する全体的な効果は大きく、標準化効果量は0.92でした。これは、CPの子どもの歩行訓練に関する知識に重要な追加となります。以前のシステマティックレビューでは、メタ分析が行われていませんでした。DamianoとDeJongは効果量を含めていましたが、彼らのシステマティックレビューでは、計算に十分なデータを提供したのは3つの研究だけでした。さらに、これらの過去のレビュー論文は、すべてのタイプの歩行トレーニングではなく、トレッドミルトレーニングに焦点を当てていました。レビューされた歩行トレーニングの研究は、トレーニングの種類（地上で行うものとトレッドミルで行うもの）、比較介入、研究対象者の機能的歩行レベル、トレーニング中の体重サポートの量などによって異なっていた。しかし、これらの文献からいくつかの一般的な結論を得ることができる。グループ間の差、効果の大きさ、PEDroスコア、およびMCIDを検討した結果、
体幹サポート付きの歩行トレーニングの効果サイズ（-0.17～0.82）は、体幹サポートなしの歩行トレーニングの効果サイズ（1.32～3.20）よりも低かった。しかし、体重サポートなしでトレーニングを行った3つの研究のうち2つは、片麻痺の子どものみを対象としていました。 一方、体重サポートを使用した研究では、痙性片麻痺または四肢麻痺の子どもで、自立歩行または松葉杖、歩行器、歩行訓練器などの補助器具を使用している子どもを対象としており、全体的に介入の頻度と期間が低いことが報告されています。そのため、機能的な歩行レベル（Gross Motor Function Classification System [GMFCS]レベル、片麻痺/片麻痺）を問わず、自重サポートに対する歩行トレーニングの効果は不明なままである。
片麻痺の子どもを対象に、従来の理学療法に加えて「話す」歩数計を用いた地上での歩行訓練を行ったところ、歩行速度の平均変化量（平均変化量＝0.26m/s）、グループ内およびグループ間の有意差、歩行速度の効果量（Hedges' g=3.20）が最も大きい。ただし、従来の理学療法に加えて地上での歩行訓練を行った比較群でも、歩行速度の有意な改善が見られました。したがって、この研究では、地上での歩行トレーニングの補助療法として歩数計を使用することの付加的な効果が強調されています。同様に、Gharibらの研究では、歩行トレーニングに聴覚的および視覚的なフィードバックを加えたところ、歩行速度がグループ間で有意に変化した。このように、自重サポートなしの歩行トレーニング中のフィードバック（「話す」歩数計、聴覚的および視覚的な合図）が増強されたことで、歩行トレーニングのみで観察されたよりも歩行速度の改善が見られた可能性がある。
現在までのところ、CP患者の歩行速度を向上させるための歩行トレーニングの使用に関する投与ガイドラインは発表されていません。今後は、歩行可能なCPの子どもたちの年齢と機能レベル（GMFCS、片麻痺/片麻痺）による個別処方を導くために、トレッドミルトレーニングの種類、頻度、強度、期間、および量を確立するための最適な投与パラメータを決定することに焦点を当てるべきである。最適な投与パラメータが決定されたら、縦断的なコホート研究または人口ベースの横断的な研究でさらにテストを行い、成熟期のCP児童の歩行活動の変化に関連した集中的な歩行トレーニングのタイミングを理解することが不可欠である。
歩行トレーニングに関する一連の文献にはいくつかの限界があり、結果を臨床に応用することに影響を与えている。その限界とは、提供される自重サポートの量が一定していないこと、歩行トレーニングの期間、強度、総量が不十分である可能性があることなどであり、これらが結果に悪影響を及ぼしている可能性がある。
【レジスタンストレーニング】
レジスタンストレーニングとは、筋力トレーニング、パワートレーニング、プライオメトリクスなど、あらゆる種類の抵抗運動を指します。ScianniらによるRCTの系統的な文献レビューと、Verschurenらによるそのレビューのフォローアップでは、筋力が適度に増加したにもかかわらず、筋力トレーニング（CPで最も広く使用されているレジスタンストレーニングの形態）が歩行可能なCPの子供の歩行能力または全体的な機能を改善したという証拠はないと結論づけられた。Scianniらは、介入を行わない場合と比較した強化介入の全体的な効果は、歩行速度を0.02m/s増加させることであったと報告しており、これは臨床的には重要ではないと考えられています。我々のメタアナリシスとシステマティックな文献レビューは、Scianniらの研究以降に発表されたいくつかのRCTを含み、統計的有意性と標準化された効果量に加えて、この集団における歩行速度のMCIDと比較できる変化スコアを提供することで、この文献群に追加されたものである。我々のメタアナリシスの結果では、レジスタンストレーニングの歩行速度に対する全体的な効果は統計的に有意ではなく、標準化された効果量は0.06であり、些細なことだと考えられる。しかし、これらの知見に何らかの光を与える可能性のある、関連する研究について議論することは重要です。
Verschurenらは、CPに特化した筋力トレーニングに関するいくつかのRCTが、強度（負荷または1RMの割合）と期間について推奨されたガイドラインに従っていないと報告している。強度の推奨値は、1RMの85%を週2～3回、期間は8週間以上とされています。これらの研究で報告された投与量が少なかったため、良好な結果が得られなかったのかもしれない。しかし、最近発表された質の高い2つのRCTでは、推奨された投与量のガイドラインをすべて遵守し、筋力トレーニングによってCPの子どもの歩行能力が向上するかどうかという疑問に答えようとしました。しかし、これらの十分な検出力のある研究では、歩行速度を含む歩行能力に対する筋力トレーニングの効果を示すことはできませんでした。
質の高い別のRCTでは、筋力トレーニングの一種である速度トレーニングと、等速性動力計を用いて大腿四頭筋を鍛える従来の筋力トレーニングが比較されました。速度トレーニング群は、筋力トレーニングと比較して、MCIDを満たすか超える歩行速度の有意な増加を示し、自分で選択した速い歩行速度では中程度の効果サイズに近づきました。筋力トレーニングでは歩行速度の変化は見られず、他の質の高いRCTの結果がさらに確認されました。
9件の研究のうち2件は、実験群の歩行速度の平均変化がMCIDを超え、従来の理学療法または介入なしと比較してグループ内またはグループ間の統計的有意性を示したと報告している。Leeらは機能的筋力トレーニングと等張運動および等速運動を組み合わせて複数の筋群をトレーニングし、PandeyとTyagiは機能的筋力トレーニングを調査した。しかし、これらの研究の質はかなり低いものでした。PandeyとTyagiは、この研究を適切に評価または再現するための投与パラメータに関する十分な情報を報告しなかった。また、両研究の期間は、推奨ガイドラインである最低8週間に満たなかった。
今回のメタアナリシスと系統的文献レビューに質の高いRCTが含まれたことで、レジスタンストレーニングの歩行速度に対する効果を判断するための追加的な証拠が得られました。
メタアナリシスの結果から、
しかし、速度トレーニングなどの筋力増強のためのレジスタンストレーニングの予備的な取り組みは、質の高い個人研究において、従来の筋力トレーニングと比較して、歩行速度を向上させる有効な手段であることが示されており、さらに調査を進める必要があります。
雑多なカテゴリーに属する残りの4つの研究のうち、2つ（50％）の研究がMCIDを超える歩行速度の有意な増加を報告し、効果量も大きかった。Dursunらは、前脛骨筋の強化と下腿三頭筋の弛緩時にEMGバイオフィードバックを使用した。LeeとChonは、参加者が立った状態で全身振動トレーニングを行った。どちらの研究もPEDroスケールで良いと評価されており、前脛骨筋を対象としているか、それに続く効果がありました。これらの研究では、実験群は従来の理学療法に加えて実験的介入を受けたため、1セッションあたりの介入時間は実験群の方が長かった。
まとめると、足首のEMGバイオフィードバックトレーニングと立位での振動トレーニングの予備的な研究は、個別の質の高い研究で歩行速度の向上に有効であることが示され、さらなる調査が必要であると考えられる。電気刺激の歩行速度向上の有効性を支持するエビデンスは限られている。
結論
歩行トレーニングは、歩行可能なCPの子供の歩行速度を改善するための最も効果的な介入であった。筋力トレーニングは、たとえ適切に投与されたとしても、歩行速度の改善に有効であることは示されなかった。速度トレーニング、筋電図バイオフィードバックトレーニング、全身振動は、個々の研究で歩行速度の改善に有効であり、さらなる調査が必要である。
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