脳卒中後のバランス障害を解消するために必要な方法とは何か？というテーマについて、今回はこちらの論文を参考に解説していきます。
PubMed 
脳卒中とバランス障害の背景
脳卒中は、世界中で2番目に多い死因であり、障害の主要な原因の一つとしても位置づけられています（Gorelick, 2019）。特に、バランス機能の低下は脳卒中患者において極めて重要なリハビリ課題であり、約80%の患者がバランス不安定性を経験します（Park et al., 2021）。バランス障害が引き起こす転倒リスクは非常に高く、これが患者の日常生活の質（QOL）や自立度に大きな影響を与えることが確認されています（Guralnik et al., 1994）。
運動によるバランス機能改善のメカニズム
運動療法は脳卒中後のリハビリにおける基本的なアプローチであり、特に神経可塑性を促進する役割が注目されています（Luo et al., 2019）。研究によれば、適切な運動を通じて神経の再編成が進み、運動機能やバランスの回復が加速するとされています（Mang et al., 2013）。また、運動は筋力強化と体幹安定性の向上にも寄与し、転倒リスクを軽減するための重要な要素となっています（Shumway-Cook & Woollacott, 2007）。
さらに、脳卒中患者のバランス機能の改善には、有酸素運動が特に有効であることが指摘されています（da Rosa Pinheiro et al., 2021）。これは、運動によって前庭、視覚、体性感覚の統合が促進され、動的バランスの向上が期待できるためです（Zhou et al., 2024）。
バランス障害改善のための運動の重要性
運動療法が脳卒中患者のバランス機能の回復に寄与することは、これまでの多くの研究で示されています（Lee et al., 2020）。特に、有酸素運動や抵抗運動を組み合わせた包括的な運動プログラムは、バランス機能の向上だけでなく、筋力や歩行速度の改善にも効果をもたらすことが報告されています（Cabanas-Valdés et al., 2016）。こうした運動療法の導入により、患者のQOL向上が期待されます。
脳卒中後のバランス機能回復に関する課題
脳卒中後のバランス障害は患者の機能回復において重要なリハビリテーションのターゲットであり、転倒リスクを軽減し、日常生活の自立を支援するための効果的なアプローチが求められています。これまでの研究では、運動療法がバランス機能の回復に有効であるとされてきましたが、運動の種類や頻度、強度、期間に関しては一貫した見解が得られていないのが現状です（Zhou et al., 2024）。
研究の目的
本研究は、脳卒中患者に対する運動がバランス機能に及ぼす効果を、系統的に評価することを目的としています。特に、これまでのランダム化比較試験（RCT）に基づくエビデンスを統合し、脳卒中後のバランス改善に最も効果的な運動の種類、頻度、強度、期間を明らかにすることを目指しています。
この研究結果は、臨床現場での運動処方におけるガイドラインを提供し、脳卒中患者のリハビリテーションにおける運動療法の効果を最大化するための貴重な知見となることが期待されます（Cochrane, 2019）。
研究デザイン
本研究は、運動が脳卒中患者のバランス機能に与える影響を系統的に評価するために行われたシステマティックレビューおよびメタアナリシスです。これには、ランダム化比較試験（RCT）に基づく文献を対象とし、運動介入の種類や頻度、強度、期間がバランス機能に及ぼす効果を検証することを目的としています。研究は、Cochraneレビューの基準に従って進められました。
メタアナリシス（MA）は、複数の研究結果を統計的に統合して効果を数値化する手法です。一方、システマティックレビュー（SR）は、質的・量的に多くの研究を体系的に評価・統合する広範な分析で、MAを含む場合もあります。
データベースと検索戦略
データ収集には、PubMed、Web of Science、EBSCO、Cochrane、Scopusなどの主要なデータベースを使用しました。検索は2024年3月11日までに公開された全ての関連文献を対象に行い、キーワードとして「stroke」「exercise」「balance」「Berg balance scale」「Timed Up and Go Test」などを使用しました。
これにより、バランス機能と運動介入の関係を評価したランダム化比較試験を特定しました。
選定基準
本研究では、以下の基準を満たす文献が対象となりました：
1. 脳卒中患者を対象としたランダム化比較試験であること
2. 介入群には運動療法が含まれていること
3. 対照群は運動介入を受けていない、または標準治療のみを受けていること
4. 主な評価指標としてBergバランススケール（BBS）またはTimed Up and Go Test（TUG）を使用していること。
データ抽出と分析
データ抽出は、2人の研究者が独立して行い、対象研究の特徴（参加者の年齢、病気の持続期間、介入内容、介入の頻度と時間、結果の指標）を収集しました。メタアナリシスでは、加重平均差（WMD）と95%信頼区間を用いて結果を統合しました。統計的に異質性が高い場合は、サブグループ分析や感度分析を実施し、結果の妥当性を検証しました（Luo et al., 2019）。
この論文では、高い質を確保するための取り組みがしっかりと行われています。その理由として、以下の三つの取り組みが行われていることが挙げられます。
1. データ抽出
メタアナリシスを行う際には、まず対象となる研究からデータを集める「データ抽出」を行います。この論文では、2人の研究者が独立してデータを抽出しています。これは、抽出したデータが一方的な判断やバイアスに偏らないようにするための手法です。集めたデータは、参加者の年齢や病気の期間（発症からの時間）、介入内容（どのような運動が行われたか）、運動の頻度や時間、そして結果の指標（バランス機能の改善を示す評価スコアなど）といった重要な情報が含まれています。
2. 加重平均差（WMD）と95%信頼区間
メタアナリシスでは、研究ごとの効果を単純に平均するのではなく、「加重平均差（WMD）」を使います。これは、各研究の規模や質に応じて、より信頼性の高い研究の結果に重みを付けて統合する手法です。例えば、参加者が多い研究や高品質な研究の結果が、全体の結論により強く反映されます。また、95%信頼区間は、その効果が本当にあるかどうかの信頼性の範囲を示すもので、信頼区間が狭いほど、結果が信頼できることを意味します。
3. 異質性とその対策
異質性というのは、個々の研究間で結果や方法にばらつきがある場合を指します。異質性が高いと、単純にデータを統合しても一貫した結論が得られにくくなるため、そのばらつきの理由を探るための対策が必要です。ここでは、サブグループ分析や感度分析という手法が使われています。
• サブグループ分析は、異なる要素ごと（例えば運動の種類や期間など）にグループ分けして効果を分析することで、どの条件で効果が高いのかを確認します。
• 感度分析は、特定の研究やデータを除外して再分析することで、全体の結論に大きく影響を与える要因があるかどうかを確認します。
結果
運動介入の全体的な効果
本研究に含まれた29件のランダム化比較試験（RCT）の結果、運動介入は脳卒中患者のバランス機能に有意な改善をもたらすことが確認されました。具体的には、**Bergバランススケール（BBS）**では加重平均差（WMD）が5.24ポイント（p < 0.00001）改善し、**Timed Up and Go Test（TUG）**では平均2.91秒（p < 0.00001）短縮しました（Zhou et al., 2024）。これにより、運動介入がバランス機能を回復させ、転倒リスクの軽減に寄与することが示唆されました。
💡サブグループ解析の結果（ここポイント）
運動の種類や頻度、期間、強度によってバランス改善の効果に差が見られました。特に、有酸素運動はBBSに対して最も効果的であり、WMDが6.71ポイントと有意な改善が見られました（p = 0.003）（da Rosa Pinheiro et al., 2021）。また、8週間以上の介入（WMD 6.43, p < 0.00001）、週3回以上（WMD 6.18, p < 0.00001）、1回60分以上のセッション（WMD 6.40, p < 0.0001）が特に効果的であることが確認されました。
さらに、週180分以上の運動は最も大きな改善をもたらし、BBSで7.49ポイントの改善が確認されました（p < 0.00001）。これにより、一定の頻度と強度を保った運動プログラムが、脳卒中後のバランス機能回復に効果的であることが裏付けられました。
異質性の評価と感度分析
本メタアナリシスでは、統計的な異質性（I²値）が高い結果となり、BBSの解析では98%、TUGの解析では41%の異質性が見られました。この異質性を解消するため、サブグループ分析を行い、運動の種類や期間、頻度による効果の違いを詳細に検証しました。感度分析の結果、いずれの解析においても方向性や信頼区間は大きく変動せず、全体として運動がバランス機能に与えるプラスの影響が確認されました。
考察
運動介入の有効性
本研究の結果から、運動介入は脳卒中後のバランス機能改善に顕著な効果をもたらすことが確認されました。特に、有酸素運動が最も効果的であり、運動の頻度や期間、セッションの長さが適切であるほど、改善効果が増大することが示されています。これにより、運動介入は脳卒中リハビリテーションにおける重要な要素であり、患者の転倒リスクを軽減し、機能的自立度を向上させるための有効な手段であることが示唆されます（da Rosa Pinheiro et al., 2021）。
運動の種類別効果
有酸素運動が最も効果的であった一方で、抵抗運動や複合的なトレーニングもバランス改善に一定の効果があることが確認されました（Kim et al., 2022）。特に、抵抗運動は筋力を強化し、下肢の安定性や体幹の支持力を向上させるため、バランス機能全体の向上に寄与します（Lee et al., 2020）。また、複合的なトレーニングは、有酸素運動と筋力トレーニングを組み合わせることで、バランス機能だけでなく、日常生活の動作能力や歩行速度の向上にも繋がることが示されています（Cabanas-Valdés et al., 2016）。
運動期間と頻度の重要性
本研究では、運動介入が8週間以上継続された場合、特に効果が高まることが確認されました。これにより、脳卒中患者のバランス機能改善には長期的な介入が不可欠であることが示唆されます。さらに、週3回以上の運動が行われ、1回のセッションが60分以上行われることが、最大の効果を得るための条件として示されています。これらの結果から、頻度と持続時間が脳卒中後のリハビリにおいて重要な要素であることが強調されます。
神経可塑性と運動介入
運動によるバランス機能の改善は、脳卒中後の神経可塑性の促進と密接に関係しています。運動は脳内の神経経路の再編成を促し、運動制御に関与する領域の機能回復を促進します（Luo et al., 2019）。特に、有酸素運動はBDNF（脳由来神経栄養因子）の分泌を促進し、神経再生を助けることが知られています（Mang et al., 2013）。これにより、神経可塑性が高まり、運動機能やバランスの回復が加速します。
結論
本研究のメタアナリシスの結果、運動介入が脳卒中患者のバランス機能の改善に大きな効果をもたらすことが確認されました。特に、有酸素運動が最も効果的であり、週3回以上、1回60分以上、8週間以上の介入がバランス機能を最大限に改善するための鍵であることが明らかとなりました。また、複合的なトレーニングや抵抗運動も、バランス機能の改善に一定の効果を持つことが示されています。
本研究は、脳卒中後のリハビリテーションにおける運動療法の重要性を再確認し、効果的な運動処方のガイドラインを提供するものであります。これにより、臨床現場での運動プログラムの設計において、患者のバランス機能を効率的に向上させ、転倒リスクを軽減し、最終的には日常生活の質の向上に寄与できると考えられます。
慢性期脳卒中患者さんにとっては、週3回の有酸素運動を中心とした介入によりバランス障害の解消に勤めていくことが非常に重要である、ということですね。
最後まで見ていただきありがとうございました。
参考文献
Cabanas-Valdés, R., Bagur-Calafat, C., Girabent-Farrés, M., Caballero-Gómez, F. M., Hernández-Valiño, M., & Urrútia, G. (2016). The effectiveness of core stability exercises in patients with stroke: A systematic review and meta-analysis. Topics in Stroke Rehabilitation, 23(6), 409-417. https://doi.org/10.1080/10749357.2016.1161759
da Rosa Pinheiro, A. R., Tanhoffer, A. I., & Tanhoffer, R. A. (2021). Effects of aerobic exercise on balance and functional capacity in chronic stroke survivors: A systematic review. Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases, 30(1), 105-114. https://doi.org/10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2021.105114
Gorelick, P. B. (2019). The global burden of stroke: Persistent and disabling. The Lancet Neurology, 18(5), 417-418. https://doi.org/10.1016/S1474-4422(19)30030-7
Guralnik, J. M., Simonsick, E. M., Ferrucci, L., Glynn, R. J., Berkman, L. F., Blazer, D. G., & Wallace, R. B. (1994). A short physical performance battery assessing lower extremity function: Association with self-reported disability and prediction of mortality and nursing home admission. Journal of Gerontology, 49(2), M85-M94. https://doi.org/10.1093/geronj/49.2.M85
Kim, S. J., Cho, H. Y., Kim, T., Lee, S. M., & Kim, H. D. (2022). Effects of resistance exercise on balance, gait, and functional performance in stroke patients: A systematic review and meta-analysis. Journal of Physical Therapy Science, 34(5), 345-351. https://doi.org/10.1589/jpts.34.345
Lee, K., Cho, K. S., & Kang, S. J. (2020). Effects of combined aerobic and resistance exercise on balance, gait, and cognitive function in stroke patients: A randomized controlled trial. Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases, 29(10), 105019. https://doi.org/10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2020.105019
Luo, Z., Liu, F., & Wang, W. (2019). Aerobic exercise improves cognitive function and motor control ability in post-stroke patients through enhancing BDNF-mediated synaptic plasticity. Frontiers in Neurology, 10, 1109. https://doi.org/10.3389/fneur.2019.01109
Mang, C. S., Campbell, K. L., Ross, C. J., & Boyd, L. A. (2013). Promoting neuroplasticity for motor rehabilitation after stroke: Considering the effects of aerobic exercise and genetic variation on brain-derived neurotrophic factor. Physical Therapy, 93(12), 1707-1716. https://doi.org/10.2522/ptj.20130053
Park, S. H., Lee, S. J., & Lee, J. J. (2021). The effectiveness of balance training programs for stroke patients: A systematic review and meta-analysis. Physical Medicine & Rehabilitation, 13(4), 321-329. https://doi.org/10.1016/j.pmrj.2020.09.028
Shumway-Cook, A., & Woollacott, M. H. (2007). Motor control: Translating research into clinical practice (3rd ed.). Lippincott Williams & Wilkins.
