小脳

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ときなこしの
5 years ago
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1 はじめに小脳梗塞と運動学習今回右小脳梗塞を呈し運動失調測定障害など一般的な小脳症状が生じていないにも関わらず歩行時にふらつき右側の障害物に衝突してしまう症例を担当した小脳障害では運動学習が障害されるが知識について理解に乏しかった平成 28 年 9 月 26 日佐藤病院リハビリテーション科理学療法士石川拓磨小脳の機能大脳小脳 ( 小脳半球 ) 脊髄小脳 ( 小脳虫部 ) 入力出力主な機能大脳皮質運動の情報脊髄 ( 筋腱などから ) 意識できない深部感覚前庭小脳前庭神経 ( 片葉小節葉 ) ( 内耳からの ) 頭の動き傾き大脳皮質脊髄意識できない深部感覚とは筋紡錘や腱紡錘 ( ゴルジ腱器官 ) から伝えられる感覚 ( 脊髄小脳路 ) 筋紡錘筋長の情報腱紡錘張力の情報四肢の動きの調節運動の開始企画タイミング ( 主に四肢の ) 協調運動滑らかな発語体幹の動きの調節姿勢の保持歩行の調節脊髄体の平衡眼球運動系の核眼球運動の調節 (Ⅲ Ⅳ Ⅵ) 小脳の運動制御区分位置入力小脳核出力機能前庭小脳片葉小節葉前庭感覚前庭神経外側核前庭神経核群前庭脊髄路姿勢と平衡の維持脊髄小脳 ( 内側要素 ) 脊髄小脳 ( 外側要素 ) 虫部脊髄小脳路前庭感覚室頂核前庭神経核群網様体中間半球脊髄小脳路中位核赤核視床の前腹側核と外側腹側核大脳小脳外側半球橋小脳路歯状核視床の前腹側核と外側腹側核赤核内側脳幹下行路運動遂行中の体幹筋と近位筋の制御皮質脊髄路赤核脊髄路運動遂行中の遠位筋の制御一次運動皮質と運動前皮質複雑な運動の計画開始タイミング制御に重要大脳小脳 ( 小脳半球 ) 運動の開始企画タイミングを調節大脳皮質領域橋核中小脳脚小脳半球 ( 外側部のプルキンエ細胞 ) 歯状核赤核小細胞部 ( 視床 VL 核 ) 下オリーブ核へ同側性投射赤核オリーブ核非運動性機能にも関わる小脳後葉の障害 ( 小脳性認知情動症候群 ) 行動目的の遂行と達成に重要な実行機能, 抽象的な推理, 視空間の推理, 作業記憶に障害, 感情鈍麻, 人格変容大脳小脳の歩行時の役割小脳半球にて大脳皮質からの入力を受け歯状核を経て視床を経由し大脳皮質へ出力する機能連結フィードフォワード制御を行う歩行運動の学習における予測的制御において重要な機能を担う 1

にて右小脳梗塞と診断になり入院既往歴右足趾 1 2 趾離断 ( 交通事故による ) 右鎖骨骨折服薬エリキュース

低緊張眼振 (-) 右足趾 1 2 趾欠損 (MP 関節以降切断 ) 評価 2 四肢運動失調鼻指鼻試験 (-)

測定異常過回内試験 (-) 線引き試験 (-) 反復拮抗運動不能手回内回外検査 (-) Foot Pat(-)

体幹右側屈伸展位右肩甲帯下制歩行一般的な小脳障害による症状 1 右足部の荷重点の軌跡小脳性運動失調

2 症例紹介現病歴 4 月 22 日昼食を摂取しその後嘔吐し横になり休んでいたが症状改善しないため職場の人に連れられ車で来院降車した際転倒し右眼瞼部に切創 MRI にて右小脳梗塞と診断になり入院既往歴右足趾 1 2 趾離断 ( 交通事故による ) 右鎖骨骨折服薬エリキュースメトリジン評価 ➀ 著名な筋力低下運動麻痺無し ROM 下肢体幹著名な可動域制限なし筋緊張赤 : 高緊張青 : 低緊張眼振 (-) 右足趾 1 2 趾欠損 (MP 関節以降切断 ) 評価 2 四肢運動失調鼻指鼻試験 (-) 膝打ち試験 ( 速度を上げると右側にてリズム不規則 ) 足趾手指試験 (-) 踵膝試験 (-) 向う脛叩打試験 (-) 測定異常過回内試験 (-) 線引き試験 (-) 反復拮抗運動不能手回内回外検査 (-) Foot Pat(-) 運動分解 (-) 立位姿勢右足部回外位内側縦アーチ下腿前傾位股関節伸展位骨盤前方 sway 腰椎前湾体幹右側屈伸展位右肩甲帯下制歩行一般的な小脳障害による症状 1 右足部の荷重点の軌跡小脳性運動失調小脳は多くの感覚情報を並列的に処理して運動をスムーズかつ正確に行うことに寄与している運動失調とは随意運動における空間的時間的な秩序や配列が失われた状態と定義される体幹運動失調と四肢の協調運動障害がある 2

3 一般的な小脳障害による症状 2 一般的な小脳障害による症状 3 四肢の協調運動障害測定障害身体の一部を随意的に目的物に近づけようとした場合に測定の誤りが生じる測定過大測定過小など運動の分解二関節以上を用いる運動は円滑に行えず筋収縮のタイミングに異常がみられる交互反復運動障害運動方向パターンの変換時に拙劣さがみられ特に素早い返還運動を要求と顕著となる四肢の協調運動障害続き終末時動揺目標の近くで四肢が動揺し直線的に進まなくなる企図振戦との鑑別が必要共同運動障害日常生活における行為はいくつかの運動が組み合わさって行われるが筋収縮のタイミングがずれたり運動分解測定異常などがあったりすると異常な運動がみられる時間測定障害運動の興奮の遅れであり動作の開始や完成に遅れがみられる一般的な小脳障害による症状 4 筋緊張の低下 γ および α 運動ニューロンの活動の抑制や拮抗筋群の反射抑制が遅いことが原因と推察されている過回内試験や振り子試験などで確認できる筋緊張低下のため運動の遅れや筋の脱力などをきたすと同時に関節の中間位での固定などに影響し運動の自由度を減少させることになる眼振小脳は正確な眼球運動を行わせ固視の安定性を高めて合目的的な運動の遂行に関与している水平眼振垂直性眼振注視眼振などがみられることがあり視覚情報に影響を及ぼし運動や動作の障害となる構音障害発語に働く筋の運動の測定障害筋緊張の低下反復運動拮抗運動不全により構音障害が生じる発話のリズム強さが乱れスピードが遅く各音節が途切れ途切れになる一般的な小脳障害による症状 5 姿勢保持および動作障害視覚系前庭系固有感覚の情報などの入力が障害されなおかつ平衡を維持するために必要なそれらの情報の統合がなされないと空間に自己定位できなくなり姿勢保持の障害が生じる動作の機能障害として運動の大きさや方向の測定障害運動の開始と停止の遅れ運動の連続性と円滑性の障害共同運動障害などがあり複雑な運動の組み合わせである歩行ではこれらの症状が顕著に現れる問題点 ➀ 歩行時のふらつき右 Tst にて足底の荷重点が外側に残る右内側縦アーチ交互反復運動障害右 Mst~Tst にかけての体幹動揺四肢の筋緊張の低さ右肩下がり足関節を用いたバランス戦略の低下距骨下関節回外位右広背筋 Tone 体幹を用いたバランス戦略優位右 1 2 趾の欠損リハを進めたが運動失調測定障害は認められないが歩行時ふらつきまた右側の障害物に当たることがある障害物があることは分かっていてギリギリをよけたつもりが当たってしまったフィードフォワード制御ができていない? リハビリを進めてもなかなか姿勢制御を変えられない運動学習にも問題? 3

運動学習運動学習戦略知覚を手掛かりとして運動を目的合うようにコントロールする能力である運動技能が向上していくプロセス運動学習の種類 ➀ 適応学習身体が環境との相互作用を繰り返し行うことで認知される感覚情報と運動情報間に整合性を表現する内部モデルを獲得する 2 連続学習連続的な運動の中から順序の知識を獲得する ➀

4 運動学習運動学習戦略知覚を手掛かりとして運動を目的合うようにコントロールする能力である運動技能が向上していくプロセス運動学習の種類 ➀ 適応学習身体が環境との相互作用を繰り返し行うことで認知される感覚情報と運動情報間に整合性を表現する内部モデルを獲得する 2 連続学習連続的な運動の中から順序の知識を獲得する ➀ 教師無し学習明確な基準がない状態で課題を繰り返し記憶を生成し記憶と実際の結果を結合していく学習過程 2 強化学習報酬予測誤差情報によりその運動が強化される学習過程 3 教師あり学習比較照合する基準があり意図した運動 ( 予測 ) と実際にした運動結果の誤差により修正しながら学習していく過程内部モデル生成フィードフォワード制御による歩行パターンの修正教師なし学習 ➀ あらかじめ出力すべき明確な基準がない課題を繰り返すことでその記憶と実際の結果を結合していく相関学習何に注意を向けるべきかどのように注意を配分すべきかどの記憶を使いシミュレーションすべきかといった作業記憶のプロセスを含むワーキングメモリイメージ想起も含まれる海馬前頭前野頭頂葉運動前野補足運動野が関わる教師なし学習 2 海馬記憶の固定前頭前野情報の一時的保存注意行動の保存目標設定行動企画カテゴリ化結果の評価頭頂葉身体座標と外部座標を用いて身体と運動の現在の情報と記憶を保持運動前野小脳と頭頂葉の関係から適応学習に関わり道具を操作するオープンスキルに関わる補足運動野外部環境の影響を受けずに記憶に基づいて運動を学習する際に働く強化学習報酬を最大化するように行動の価値を学習ドーパミン作動系報酬予測実際の報酬正の強化シナプス伝達効率実際の報酬負の強化学習性無力感側坐核線条体偏桃体前頭前野が関わる強化学習 =( 予測された報酬 - 実際の報酬 ) 教師あり学習 ➀ 意図した運動が基準となりその基準と結果を比較することで学習学習初期小脳プルキンエ細胞は大脳皮質から意図を伝達する苔状繊維平行繊維と誤差信号を伝達する登上繊維からの情報を統合調節するその情報を大脳に伝達 ( 大脳小脳連関 ) 新たな運動戦略フィードバック誤差学習学習後期誤差学習によって形成された最適な運動記憶を小脳核に保存この情報を一次運動野に送り運動指令を調整運動の自動化内部モデルの形成フィードフォワード制御 4

教師あり学習 2 内部モデル形成に必要な情報一次運動野から筋収縮の程度に関する情報腹側運動前野からの運動空間に関する情報内部モデルの種類

逆モデル小脳と上頭頂小葉の関わり小脳だけでなく頭頂葉の活動も重要症例ではフィードバック情報の調整不十分フィードフォワード制御の破綻

歩行時のふらつきフィードバックの情報調整不十分大脳皮質からの外界情報の伝達障害歯状核 ( 小脳半球 ) の障害最適な運動指令の保存

多関節運動ゆっくりした運動速い運動聴覚からのフィードバックも随時行うフィードフォワード制御の破綻内部モデルの形成運動療法 2 立位比較

5 教師あり学習 2 内部モデル形成に必要な情報一次運動野から筋収縮の程度に関する情報腹側運動前野からの運動空間に関する情報内部モデルの種類運動指令がどのような運動を引き起こすか順モデル小脳と下頭頂小葉の関わり動作を行いたいときにどのような運動指令を出せばよいか逆モデル小脳と上頭頂小葉の関わり小脳だけでなく頭頂葉の活動も重要症例ではフィードバック情報の調整不十分フィードフォワード制御の破綻内部モデル現在の身体機能にそくした姿勢制御能力の獲得つまり現在の身体機能にそくした内部モデルの形成問題点 2 運動療法 ➀ 歩行時のふらつきフィードバックの情報調整不十分大脳皮質からの外界情報の伝達障害歯状核 ( 小脳半球 ) の障害最適な運動指令の保存文献より小脳損傷患者の学習速度は遅いが学習量は健常者と変わらない時間はかかるが学習は可能情報の難易度に配慮徐々に情報量を多くする単関節多関節運動ゆっくりした運動速い運動聴覚からのフィードバックも随時行うフィードフォワード制御の破綻内部モデルの形成運動療法 2 立位比較ベッド上での足関節底背屈距骨下関節回内外運動バランスボードを用いた足関節バランス練習バランスディスクを用いた足関節バランス練習バランスディスクに足を置いたままスタンス練習 Etc 5

ぶつかることはなくなりフィードフォワード制御が可能になったと考えるおわりに今までなんとなく運動学習を意識し

6 最終歩行結果立位姿勢に大きな変化は見られなかったが足関節でのバランス練習スタンス練習を段階的に行うことで足関節での制御が可能となり歩容に変化が見られた障害物や外乱に対してもぶつかることはなくなりフィードフォワード制御が可能になったと考えるおわりに今までなんとなく運動学習を意識しリハビリを行っていたがそのメカニズムについて理解ができていなかった運動学習のプロセスを考慮した介入を行っていきたい結局姿勢を変えることができなかった運動学習といっても自然治癒廃用によるものも考えられるご清聴ありがとうございました 6

2 片脚での体重支持 ( 立脚中期, 立脚終期 ) 60 3 下肢の振り出し ( 前遊脚期, 遊脚初期, 遊脚中期, 遊脚終期 ) 64 第 3 章ケーススタディ ❶ 変形性股関節症ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

2 片脚での体重支持 ( 立脚中期, 立脚終期 ) 60 3 下肢の振り出し ( 前遊脚期, 遊脚初期, 遊脚中期, 遊脚終期 ) 64 第 3 章ケーススタディ ❶ 変形性股関節症ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー PT OT ビジュアルテキスト姿勢動作歩行分析 contents 序ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー畠中泰彦 3 本書の使い方ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー