研究

医師としてのキャリアを磨く過程においては、科学的なものの見方を養うための研究活動も重要です。医療統計学からライフサイエンスに関わる領域まで、リハビリテーション医学の興味は尽きません。

 

-研究内容
-英文論文

 

<杏林リハがフォーカスするテーマの一例>

1リハビリのアウトカムスタディ
脳卒中の発症超急性期から回復期リハビリのゴールを見通して積極的介入を行うプログラムを考案し、リハビリ効果の医療統計学的検証を進めているほか、国際生活機能分類(ICF)の臨床応用にも取り組んでいます。また、麻痺や高次脳機能と日常生活動作、起居/歩行動作との関連についても急性期病院ならではの研究を進めています。

2) 巧緻運動解析と運動学習
動作・運動はリハビリテーションの主たる対象で、これを解明し臨床につなげることはリハビリテーション医学の命題の1つとなっています。脳卒中片麻痺や運動失調症の上肢動作を3次元解析して、その特徴を抽出し、その障害の本質をとらえ、リハビリテーションに役立てます。

3) 廃用症候群のリハビリテーションと予防
高齢化社会を迎え、種々の疾患による廃用症候群に焦点があたり、最近では筋肉減少症(サルコペニア)といった新しい概念も提起されるようになりました。これらを如何に早く捉え、適切な対応、リハビリテーション介入を行うことが求められています。非常に大きな課題ですが、要素研究を行うことで、これらに資することを目指します。

4) 経頭蓋交流電気刺激(TACS)によるリハビリ効果増強
TACSは、頭皮上に貼った電極から弱い交流電流を脳に加える治療法で非侵襲的脳刺激法に分類されます。交流電流の周波数に応じて脳活動の状態を変遷させる作用があり、運動ニューロンの活動を直接高める機能訓練の学習効率や定着を改善させる、といった効果が最近になって報告されてきました。我々はこの方法の脳卒中リハへの応用を目指しています。

5) 回復期リハにおける神経筋電気刺激法による上肢機能回復
Closed-loop式神経筋電気刺激(NMES)は、運動企図に対して出現する麻痺筋の微弱な筋活動を表面筋電図で検出し、活動量に比例した強めの電気刺激を外部から加えることで筋収縮(=十分な運動)を惹起させる治療です。運動イメージの回復、感覚フィードバックの賦活、麻痺筋自体のコンディション改善という3つの作用点で、特に慢性期脳卒中患者の上肢機能回復効果が立証されてきました。この治療法の回復期・亜急性期患者における効果を検証し、脳卒中ニューロリハの発展に貢献します。

6) 災害リハビリテーション
災害時には事態に即応した普段とは異なるリハの在り方が求められます。地震、水害等のgeographicalな災害、今般のSARS-CoV-2による新型コロナウイルス感染症等、災害リハの在り方を検討・研究することで、我が国と世界の公衆衛生に貢献します。

7) 障害の評価法
日常生活動作や生活機能を分類し、数値化する手法について、その信頼性、妥当性を検証し、臨床での応用と標準的評価尺度としての普及をはかる。

8) 障害と臨床神経生理検査
麻痺・感覚障害・高次脳機能障害に関連して、客観的な機能診断ができる筋電図・神経伝導検査・大脳誘発電位検査などの方法を検討する。

9) 運動障害と動作解析
麻痺・失調症などの定量的評価と機序、また理学・作業療法で用いられる訓練手技や繰返し運動学習の効果を検証する。

10) 義肢・装具と運動
機能代替・代償の目的で用いられる義肢・装具の最適化について、運動学・バイオメカニズムの観点から検討する。

11) 障害者のフィットネス
種々の障害において、呼吸循環系のフィットネスの指標を検討して、定期的な運動の効果を検証する。

 

 

<論文>
杏林リハ医学メンバーが近年上梓した英文論文をご紹介しています。

 

- Tashiro S, Siebner HR, Charalampaki A, Göksu C, Saturnino GB, Thielscher A, Tomasevic L. Probing EEG activity in the targeted cortex after focal transcranial electrical stimulation. Brain stimul. 2020;13(3):815-818.
【解説】ニューロリハビリテーションとして期待を集めている経頭蓋電気刺激法(TCS: 
Transcranial current stimulation)の研究では、刺激電極と効果を検出するための脳波電極は別々です。脳の局所への刺激の有用性が認識されるにつれ、刺激電極の配置は狭く小さくなり、脳波電極を設置するスペースは無くなってきてしまいました。これでは脳波のリアルタイムの変化を調べることができず、研究や臨床応用を進めることができません。我々は、たいへん簡便な刺激電極と脳波電極のハイブリッド・ドーナツ電極(DONUT: Double Electrodes for Nouha U TCS)の作り方を発明し、発表しました。

 

- Tashiro S, Mizuno M, Kawakami M, Nakamura T, Suda M, Otaka Y, Haruyama K, Tsuji T, Liu M. Neuromuscular electrical stimulation-enhanced rehabilitation is associated with not only motor but also somatosensory cortical plasticity in chronic stroke patients – an interventional study., Ther Adv Chronic Dis. 2019;10: 1–13.
【解説】神経筋電気刺激は脳卒中リハを支えるエビデンスの高い物理療法です。その中でも患者さんの麻痺した筋肉から観測できる随意的だけれどもとても弱い筋活動を利用し、その多寡に応じて外部的に増幅された電気刺激を加えて筋収縮を促通するClosed-loop神経筋電気刺激は特に高い効果が知られています。この
方法を用いて脳卒中慢性期重度上肢麻痺患者さんを治療したときに、運動機能だけでなく感覚機能の回復が見られること。さらに感覚を司る脳領域に可塑的変化が見られることを初めて報告しました。

 

- Tashiro S, Oku Y, Gotou N, Sugano T, Kikuhara K, Nakamura T, Suzuki H, Endo E, Miyata C, Mizuno K, Ishii N, Asato Y. Orthotic treatment for refractory plantar ulcers using distribution assessments of sensory disturbance and dynamic plantar pressure in patients with Hansen's disease: A case series. J Dermatol. 2019;46(7):e248-e250.
【解説】現在のような多剤併用療法が普及する前に罹患したハンセン病患者さんでは、感染症が治癒した後、末梢神経の非常に重度な運動感覚障害が後遺症となってしまう場合があります。(今では適切な治療によりほとんど後遺症を残すことなく治癒します。)歩行時の足底の荷重分布と知覚障害の程度を精密に調べ、一人一人に適したtailor-madeな装具を作製して治療した経過を報告しました。
 

- Tashiro S, Kawakami M, Oka A, Liu F, Nishimura A, Ogawa C, Hagai F, Yamamoto S, Yazawa M, Liu M. Estimating nutrition intake status of community-dwelling elderly people requiring care in disaster settings: A preliminary cross-sectional survey. J Rehabil Med. 2019;51(4):312-316.
【解説】在宅高齢者の中には、実は嚥下機能が少し低下していても、慣れた環境でご家族が食べやすい工夫をした「普通の」食事を提供されているために、いわゆる嚥下障害食までは必要としていない方も多くいます。平時ではそれは何も問題にはなりませんが、災害時に避難所のような環境で非常食を食べなくてはならなくなったような場合には、安全に食べることができずに誤嚥性肺炎を発症してしまうかもしれません。でもおそらくこういう方は、避難所にいらしたら「普通の食事を摂っています」と申告されることでしょう。我々は、介護保険制度を利用する在宅高齢者の実に9人に1人が、災害時にこのような相対的な嚥下障害を呈する可能性があることを明らかにし、社会に警鐘を鳴らしました。

 

- Tsuji O, Sugai K, Yamaguchi R, Tashiro S, Nagoshi N, Kohyama J, Iida T, Ohkubo T, Itakura G, Isoda M, Shinozaki M, Fujiyoshi K, Kanemura Y, Yamanaka S, Nakamura M, Okano H.  Concise Review: Laying the Groundwork for a First-In-Human Study of an Induced Pluripotent Stem Cell-Based Intervention for Spinal Cord Injury. Stem Cells. 2019;37(1):6-13.
【解説】慶應義塾大学医学部では、iPS細胞由来神経幹細胞移植の脊髄損傷患者さんへの移植を行う再生医療の実現化が進められています。こうした再生医療実現化への道筋を示した総説です。この総説では、特にリハビリテーションの重要性について分量を割いてまとめられています。

 

- Hiroyuki Kawano, Takashi Johno, Masataka Torii, Hiroshi Kamiyama, Tatsuo Amano, Yuko Honda, Haruko Okano, Yoshiko Unno, Shin Yamada, Yasutomo Okajima, Yoshiaki Shiokawa, Teruyuki Hirano. Predictable Value of Functional Independence Measure Differs Between Anterior and Posterior Circulation Ischemic Strokes. Eur Neurol. 2018;80(5-6):313-320. 
【解説】虚血性脳卒中では、どの血管が梗塞に陥るかによってどの脳の領域が障害されるかが変わり、障害の表れ方も異なります。脳の前方循環と後方循環という血液循環系の大きな違いに着目して、それぞれが障害された場合にFunctional Independence Measure (FIM)という指標でみた日常生活動作の予後がどのように変化するかを調査し、報告しました。

 

- Takahashi N, Takahashi H, Takahashi O, Ushijima R, Umebayashi R, Nishikawa J, Okajima Y: Tone-inhibiting insoles enhance the reciprocal inhibition of ankle plantarflexors of subjects with hemiparesis after stroke: an electromyographic study. PM&R 10(2):168-174, 2018
【解説】脳卒中後遺症において、筋緊張の亢進・痙縮は日常生活動作や歩行に悪影響を及ぼすことが多くあります。筋緊張を緩和するためのインソールを利用することで、脊髄の痙縮緩和の指標の一つである相反性抑制が高まることを見出し報告しました。インソールは比較的簡便に導入・加工できる歩行補助具です。大掛かりな装具や薬物治療を用いずに筋緊張を緩和させられるという知見は、実臨床においてたいへん有用なものであると考えています。

  

- Tashiro S, Nishimura S, Shinozaki M, Takano M, Konomi T, Tsuji O, Nagoshi N, Toyama Y, Liu M, Okano H, Nakamura M.  The Amelioration of Pain-related Behavior in Mice with Chronic Spinal Cord Injury Treated with Neural Stem/Progenitor Cell Transplantation Combined with Treadmill Training. PMID: 29790403 J Neurotrauma. 2018;35(21):2561-2571.
【解説】脊髄損傷の神経再生医療において、感覚機能に与える影響はその後の生活の質へ与える影響が大きい反面、動物実験レベルでは予測がなかなか困難です。途絶えてしまった神経がつながったとして、それが感覚機能を正常な方向に戻すのかそれとも痛みやしびれの増加のような悪い影響をもたらすのかは議論が続いています。この研究では慢性期重度胸髄損傷モデルマウスに対して神経幹細胞移植と運動療法を併用したときに、異常痛覚の緩和が得られることを報告しました。運動療法で発現が増加する神経栄養因子の効果もあると推定していますが、それを明らかにする研究が待たれています。

 

- Tashiro S, Nakamura M, Okano H. The Prospects of Regenerative Medicine Combined with Rehabilitative Approaches for Chronic Spinal Cord Injury Animal Models. Neural Regener Res. Review. 2017,12(1), 43-46.
【解説】脊髄損傷に対する再生医療におけるリハビリテーションの役割と位置づけについての総説です。リハが再生医療に欠かせない1ピースである理由は主に2つあります。まず、移植した細胞は勝手にいろいろな神経とシナプスを作ってゆくと考えられますが、「機能訓練」によって必要な身体機能の遂行に必要な回路の選択的強化、宿主神経系への統合が進みます。次に、「運動療法」を行うことで、移植細胞の増殖や分化を後押しする神経栄養因子の発現が増加することが知られています。このようなリハの概念を「再生リハ」と呼び、これからの高度先進リハビリテーションの柱に一つになることが期待されています。

 

- Shinozaki M, Iwanami A, Fujiyoshi K, Tashiro S, Kitamura K, Shibata S, Fujita H, Nakamura M, Okano H. Combined treatment with chondroitinase ABC and treadmill rehabilitation for chronic severe spinal cord injury in adult rats.  Neurosci Res. 2016;113:37-47.
【解説】慢性期脊髄損傷では損傷部に厚いグリア瘢痕が形成され、脳と損傷部以下の連絡を難しくしています。この研究ではchondroitinase ABCというグリア瘢痕の主成分を分解する酵素を薬剤として用いながら、トレッドミル歩行訓練を行った場合に運動機能回復が得られることを明らかにしました。

 

- Liu F, Kawakami M, Tamura K, Taki Y, Shimizu K, Otsuka T, Tsuji T, Miyata C, Tashiro S, Wada A, Mizuno K, Aoki Y, Liu M. Feasibility of a Respiratory Movement Evaluation Tool to quantify thoracoabdominal movement for neuromuscular diseases. Respir Care. 2017;62(4):423-431.
【解説】重症神経筋疾患の患者さんでは呼吸機能の維持がたいへん重要な課題です。さまざまな呼吸リハが行われますが、疾患が進行性であることもあってその効果を正確に評価するのは困難です。これでは患者さんの呼吸機能がどのような変化を見せているのか、どのような呼吸リハが最も適しているのか調べることができません。そこで本研究では胸郭と腹壁の動きを精密に評価する装置を開発し効果を報告しました。

 

- Tashiro S, Nishimura S, Iwai H, Sugai K, Zhang L, Shinozaki M, Iwanami A, Toyama Y, Liu M, Okano H, Nakamura M. Functional Recovery from Neural Stem/Progenitor Cell Transplantation Combined with Treadmill Training in Mice with Chronic Spinal Cord Injury. Scientific Report. 2016 Aug 3;6:30898. doi: 10.1038/srep30898.
【解説】脊髄損傷に対する再生医療では、急性期や亜急性期での移植には効果が期待できる反面、慢性期では移植をしても運動機能回復が得られないことが知られています。しかし脊髄損傷後遺症に苦しむ患者さんのほとんどは慢性期なのです。我々は慢性期重度胸髄損傷モデルマウスに、世界で初めて神経幹細胞移植とトレッドミル歩行訓練を併用し、リハを併用すると有意な運動機能回復が得られることを報告しました。機序としても、相加的な効果だけではなく、移植細胞の分化傾向の変化や腰髄歩行中枢の可塑性などの点で相乗的な効果が働いていることを見いだしました。慢性期患者さんへの再生医療の可能性を拓いた、学術的・臨床的に大変意義深い報告です。

 

- Fujisawa Y, Okajima Y.: Characteristics of Handwriting of People with Cerebellar Ataxia: Three-Dimensional Movement Analysis of the Pen Tip, Finger, and Wrist. Phys Ther. 2015; 95: 547-558.
【解説】小脳性失調の患者さんにとって、書字は最も難しい作業の一つです。この研究では、ペン先、指、手首の中で、どの成分が最も障害されているかを三次元計測で解析しました。

 

- Yoshikazu Sumitani, Toshio Hosaka, Yuka Susaki, Yuhki Fujisawa, Kinuyo Kuriyama, Yoshie Tsukada, Toshihiko Yokoyama, Junetsu Ogasawara, Susumu Nishida, Kouichi Inukai, Yasutomo Okajima, Hideki Ohno, Hitoshi Ishida. Clinical Effect of Real Time Pulse Rate Monitoring With a Portable Pulsimeter on Physical Exercise Therapy for Male Patients With Type 2 Diabetes. Diabetol Int. 2015 Oct 26;7(3):228-234.
【解説】Ⅱ型糖尿病患者さんでは、耐糖能の改善や減量のために運動療法が重要です。機材が許せば心拍数をモニターしながら行いますが、自覚症状のみを参考にすることもしばしばあります。本研究では、血中酸素飽和度を測るパルスオキシメーター(心拍数も測れます)を用いて運動負荷を可視化した群とそうでない群で、前者の方がより高い運動療法の効果が得られることを報告しました。

 

- Hao W, Tashiro S, Hasegawa T, Sato Y, Kobayashi T, Tando T, Katsuyama E, Fujie A, Watanabe R, Morita M, Miyamoto K, Morioka H, Nakamura M, Matsumoto M, Amizuka N, Toyama Y, Miyamoto T.  Hyperglycaemia promotes Schwann cell de-differentiation and de-myelination via sorbitol accumulation and Igf1 downregulation. J Biol Chem 2015;290(28):17106-15.

 

- Tashiro S, Shinozaki M, Mukaino M, Renault-Mihara F, Toyama Y, Liu M, Nakamura M, Okano H.  BDNF Induced by Treadmill Training Contributes to the Suppression of Spasticity and Allodynia after Spinal Cord Injury via Up-regulation of KCC2. Neurorehabil Neural Repair. 2015;29(7):677-89.

 

Yamada S, Ohshima H, Yamaguchi T, Narukawa T, Takahashi M, Hase K, Liu M, Mukai C. Simulation Studies of Bipedal Walking on the Moon and Mars. Transactions of the Japanese Society for Artificial Intelligence, Aerospace Technology Japan 10: 5-7, 2012.

 

- Takako Harada, Yasutomo Okajima, Hidetoshi Takahashi. Three-dimensional Movement Analysis of Handwriting in Subjects With Mild Hemiparesis Arch Phys Med Rehabil. 2010 Aug;91(8):1210-7.

 

- Yamada S, Liu M, Fujimoto M, Hase K, Tsuji T, Fujiwara T, Okajima Y. Identification of Quasi-In-Need-Of-Care State (QUINOCS) Among Community Dwelling Elderly People Using a Seven-Item Subset of the Functional Independence Measure (FIM). Disabil Rehabil 31: 381-6, 2009.

 

- Tashiro S, Akaboshi K, Kobayashi Y, Mori T, Nakaga M, Liu M. Herpes zoster-induced trunk muscle paresis presenting with abdominal wall pseudohernia, scoliosis, and gait disturbance and its rehabilitation: a case report. Arch Phys Med Rehabil. 2010;91(2):321-325.

 

- Yamada S, Liu M, Hase K, Tanaka N, Fujiwara T, Tsuji T, Ushiba J. Development of a short version of the FIM for use in long-term care settings. Journal of Rehabilitation Medicine, 37:1-8, 2005.