タに Wilcoxon 順位和検定名義データにカイ二乗検定を行った帰結の指標 (BRS FIM 運動関連および総入院日数 ) と rfa 値の関連についてまず脳出血群と脳梗塞群のそれぞれで次に両群の総計で Spearman の順位相関解析を行ったいずれの解析においても P < 0.05

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きのこしばもと
5 years ago
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1 拡散テンソル法 MRI による脳卒中帰結予測大脳脚 FA 値の有用性 : 出血例と梗塞例の比較 Koyama T, et al: Utility of fractional anisotropy in cerebral peduncle for stroke outcome prediction: comparison of hemorrhagic and ischemic strokes. J Stroke Cerebrovasc Dis 27, , 2018 doi.org/ /j.jstrokecerebrovasdis 解説用小山哲男 Tetsuo Koyama MD, PhD 兵庫医科大学リハビリテーション医学特別招聘教授西宮協立脳神経外科病院リハビリテーション科部長背景拡散テンソル法 MRI 脳画像 (DTI) が脳卒中患者の帰結予測に応用されつつある 1) 脳卒中には脳出血と脳梗塞の 2 つの主要病型があるこれまでの脳卒中 DTI と帰結に関する研究の殆どは病型別に行われてきた 1) しかしこれら 2 つの病型の臨床症状は類似するところが大きく ( 例 : 上下肢の片麻痺 ) 診療の現場では共通した内容のリハビリテーションが行なわれている 2) この現状に即した DTI の臨床応用ためには双方の病型に共通の簡便な脳画像解釈の手法が必要であるそこで筆者らは脳出血例と脳梗塞例の間で皮質脊髄路 ( 大脳脚 ) の Fractional anisotropy(fa) 値低下と帰結の関連を比較し両者の共通点と相違点を検討した方法対象患者と DTI 撮像筆者らの既報研究に含まれる脳出血 40 例 3) 脳梗塞 40 例 4) を対象とした 5) 典型的には患者は発症直後に筆者の勤務する病院に搬入され画像装置 (CT あるいは拡散強調 MRI) を用いて脳卒中と診断された ( 図 1) その後理学療法作業療法および言語聴覚療法のリハビリテーション加療を受けた (1 日最大 180 分間 ) 2) 入院後日に DTI 撮像が行われ FA 脳画像が作成された ( 図 1) 患者個人の FA 脳画像は標準脳変換を経た後左右の大脳脚を解析関心領域 (Regions of Interest: ROI) とした FA 値の算出がなされた 5) さらに年齢等の個人差を補正するため病巣半球と非病巣半球の FA 比 ( rfa) が計算され神経障害の指標とされた今回既報 3, 研究 4) の内容に加え脳卒中患者の主要な合併症 6) である高血圧糖尿病脂質代謝異常不整脈に関するデータを後方視的に採集した 5) データ収集の対象患者は発症前の日常生活動作 (ADL) が自立していた初回脳卒中患者に限られたさらにリハビリテーション内容の相違を避けるため筆者が在籍する医療法人内の回復期リハビリテーション病院に転院となった患者のみを対象とした帰結評価と統計解析回復期退院時点での麻痺側上肢手指下肢の Brunnstrom stage(brs: 重度麻痺 1 点正常 6 点 ) 7) Functional Independence Measure(FIM) 運動項目合計点 ( 全介助 13 点完全自立 91 点 ) 8) 総入院日数を帰結の指標とした 2 つの病型の群間比較のため数値デー

2 タに Wilcoxon 順位和検定名義データにカイ二乗検定を行った帰結の指標 (BRS FIM 運動関連および総入院日数 ) と rfa 値の関連についてまず脳出血群と脳梗塞群のそれぞれで次に両群の総計で Spearman の順位相関解析を行ったいずれの解析においても P < 0.05 を統計的有意とした結果表 1 は両群の患者の要約統計と群間比較の結果を示す脳出血群 (40 例中 29 例 ) の男性比率は脳梗塞群 (40 例中 18 例 ) を上回った脳梗塞群は糖尿病脂質異常症不整脈の併存率がより高かった一方高血圧は脳出血群でより併存率が高かった麻痺側上肢手指下肢の重症度に関して脳出血群は脳梗塞群より重篤であった同様に総入院日数は脳出血群でより長かったこれらと合致して rfa 値は出血群で統計学的に有意に低かったこれらと対照的に FIM 運動項目について統計的優位差は検出されなかった特筆すべきは脳梗塞群の FIM 運動項目データは脳出血群より広い範囲に分布していたことである図 2 は rfa と帰結の指標の散布図と相関を示している出血群と梗塞群の両方において rfa は帰結の指標すべてで統計的有意な相関を示した ( 表 2) BRS の相関係数は 0.6 を超えており大脳脚 rfa が上肢手指下肢機能と密接に関連していることを示している対照的に FIM 運動項目の相関係数はからであり前述ほど明瞭ではなかった上肢手指下肢機能障害および総入院日数データから脳出血例がより重症 ( 図 2 と表 1) であることが示されたその一方 rfa と帰結の相関は脳出血群と脳梗塞群とでほぼ同等であった ( 図 2 と表 2) しかしこの同等性は FIM 運動項目ではそれほど明らかでなかった考察脳卒中の運動関連の帰結に関する DTI 研究の殆どはこれまで病型別に行われてきた今回筆者らの既報データを用い 2 つの病型の系統立てた比較を行ったその結果臨床症状に関して脳出血群は脳梗塞群より重篤であったが rfa と運動機能障害の相関は双方ほぼ同等であることが示された既存の運動機能障害に関する脳卒中 DTI 研究の多くで皮質脊髄路の FA 値が神経線維変性の指標として用いられている DTI-FA 値に関する基礎的研究のひとつは FA 値はセッション間で再現性が高いことを報告している 9) 別の基礎的研究は FA 値は多施設スキャナー間において再現性が高いことを示している 10) 解析の簡便性と再現性のため筆者らの研究グループはコンピュータプログラミングを用いて FA 値計算を自動化しているこの点についてまた別の既存研究はコンピュータ自動化で得られた FA 値と手動操作により得られた FA 値は概ね一致することを報告している 11) セッション施設計算手法の違いに関わらず FA 値の再現性は一貫しているこのことを考慮すると本稿の相関図 ( 図 2) は DTI による脳卒中予後予測に広く役立つ参照となりうる BRS および総入院日数と比較して FIM 運動項目と rfa の相関は特異であった脳梗塞群の FIM 運動項目データの分布は脳出血群よりも広範囲であった糖尿病や心臓病 ( 不整脈等 ) の併存疾患は脳出血例より脳梗塞例においてより多いことが知られている

12) 筆者らのデータでも同様であった併存疾患は帰結に影響する因子であることから脳梗塞患者の FIM 運動関連項目データの分布がより広い理由と考えうるこの研究にはいくつかの限界があるこれは後方視的研究であるため日本で広く使用されている BRS を帰結指標のひとつとした今後のより詳 13) 細な研究には Fugl-Meyer 評価等の間隔尺度として解析できる指標を用いるべきである

3 12) 筆者らのデータでも同様であった併存疾患は帰結に影響する因子であることから脳梗塞患者の FIM 運動関連項目データの分布がより広い理由と考えうるこの研究にはいくつかの限界があるこれは後方視的研究であるため日本で広く使用されている BRS を帰結指標のひとつとした今後のより詳 13) 細な研究には Fugl-Meyer 評価等の間隔尺度として解析できる指標を用いるべきである本研究のデータベースにクモ膜下出血患者および脳幹 / 小脳病変患者は含まれていないこれら患者の症状は重篤な意識障害や運動失調などが特徴的で本稿に示したテント上髄内病変患者の症状とかなり異なっているまたこの研究は発症前に日常生活動作が独立していた初回脳卒中患者のみを対象としているこの知見をより広い範囲の脳卒中患者に当てはめるには慎重な検討が必要である図 1: 脳出血の 1 例と脳梗塞の 1 例発症直後の CT および DWI 脳画像と発症 2 週間後の DTI-FA 脳画像 ( 標準脳変換後 ) 文献 5) より改変引用略号 :CT, computed tomography DTI, 拡散テンソル MRI 画像 DWI, 拡散強調 MRI 画像 FA, fractional anisotropy ROI, regions of interest.

$independence measure rfa, ratio FA 病巣半球と非病巣半球の fractional anisotropy$

4 図 2 帰結指標と rfa の相関文献 5)より改変引用略号 BRS, Brunnstrom stage FIM, functional independence measure rfa, ratio FA 病巣半球と非病巣半球の fractional anisotropy の比

5 表 1. 患者背景脳出血 (40 例 ) 脳梗塞 (40 例 ) P 値年齢 (51.5, 62, 72.8) (61, 69, 77) P = 性別 ( 男性 / 女性 ) 29/11 18/22 P = 高血圧 P = 糖尿病 3 10 P = 脂質代謝異常 1 12 P = 不整脈 2 10 P = 非病巣半球 FA 値 (0.548, 0.579, 0.596) (0.552, 0.580, 0.603) P = rfa (0.767, 0.845, 0.943) (0.881, 0.931, 0.971) P = BRS 上肢 1-6 (2, 4, 5) 1-6 (3, 5, 6) P = BRS 手指 1-6 (2, 4, 5) 2-6 (3, 4.5, 6) P = BRS 下肢 2-6 (3, 4, 5) 3-6 (4.3, 5, 6) P = FIM 運動項目 (74.3, 78, 80) (70.3, 79.5, 84) P = 総入院日数 (117.5, 175.5, 201) (78.3, 130, 173.8) P = 文献 5) より改変引用数値表記は最小値 - 最大値 ( 第 1 四分位値中央値第 3 四分位値 ) 統計的有意は太字印字略号 : FA, fractional anisotropy rfa, 病巣半球と非病巣半球のFA 比表 2. rfaと帰結のspearman 順位相関係数 BRS 上肢 BRS 手指 BRS 下肢 FIM 運動項目総入院日数脳出血 (P <.0001) (P <.0001) (P <.0001) (P =.0040) (P <.0001) 脳梗塞 (P <.0001) (P <.0001) (P <.0001) (P =.0331) (P =.0039) 総計 (P <.0001) (P <.0001) (P <.0001) (P =.0009) (P <.0001) 文献より改変引用統計的有意は太字印字略号 :BRS, Brunnstrom stage FIM, functional independence measure.

6 参考文献 1. Kim B, et al: Can Neurological Biomarkers of Brain Impairment Be Used to Predict Poststroke Motor Recovery? A Systematic Review. Neurorehabil Neural Repair 31: 3-24, Shinohara Y, et al: VII. Rehabilitation. J Stroke Cerebrovasc Dis 20: S , Koyama T, et al: Outcome assessment of hemiparesis due to intracerebral hemorrhage using diffusion tensor fractional anisotropy. J Stroke Cerebrovasc Dis 24: , Koyama T, et al: Diffusion tensor fractional anisotropy in the superior longitudinal fasciculus correlates with functional independence measure cognition scores in patients with cerebral infarction. J Stroke Cerebrovasc Dis 26: , Koyama T, et al: Utility of fractional anisotropy in cerebral peduncle for stroke outcome prediction: comparison of hemorrhagic and ischemic strokes. J Stroke Cerebrovasc Dis 28: In-press, Shinohara Y, et al: I. Stroke in general. J Stroke Cerebrovasc Dis 20: S7-30, Brunnstrom S: Motor testing procedures in hemiplegia: based on sequential recovery stages. Phys Ther 46: , Heinemann AW, et al: Relationships between impairment and physical disability as measured by the functional independence measure. Arch Phys Med Rehabil 74: , Lin CC, et al: Reproducibility of corticospinal diffusion tensor tractography in normal subjects and hemiparetic stroke patients. Eur J Radiol 82: e , Grech-Sollars M, et al: Multi-centre reproducibility of diffusion MRI parameters for clinical sequences in the brain. NMR Biomed 28: , Petoe MA, et al: A template-based procedure for determining white matter integrity in the internal capsule early after stroke. Neuroimage Clin 4: , Paolucci S, et al: Functional outcome of ischemic and hemorrhagic stroke patients after inpatient rehabilitation: a matched comparison. Stroke 34: , Fugl-Meyer AR, et al: The post-stroke hemiplegic patient. 1. a method for evaluation of physical performance. Scand J Rehabil Med 7: 13-31, 1975

またリハビリテーションの種類別では理学療法はいずれの医療圏でも 60% 以上が実施したが作業療法言語療法は実施状況に医療圏による差があった病型別では脳梗塞の合計(59.9%) 脳内出血 (51.7%) が3 日以内にリハビリテーションを開始した (6) 発症時の合併症や生活習慣高血圧を

またリハビリテーションの種類別では理学療法はいずれの医療圏でも 60% 以上が実施したが作業療法言語療法は実施状況に医療圏による差があった病型別では脳梗塞の合計(59.9%) 脳内出血 (51.7%) が3 日以内にリハビリテーションを開始した (6) 発症時の合併症や生活習慣高血圧を栃木県脳卒中発症登録 5 ヵ年の状況資料 2 1 趣旨栃木県では平成 10 年度から脳卒中発症登録事業として県内約 30 の医療機関における脳卒中の発症状況を登録し発症の危険因子や基礎疾患の状況病型等の発症動向の把握に取り組んでいる医療機関から保健環境センターに登録されるデータは年間約 4,200 件でありこれまでに約 8 万件のデータが同センターに蓄積されている今回蓄積データのうち