[0681] 脳卒中片麻痺者の歩き始め動作における床反力作用点の分析
Keywords:片麻痺, 歩き始め動作, 床反力作用点
【はじめに】健常者の歩き始め動作では，重心を前方に移すために，下腿三頭筋の活動抑制と前脛骨筋の活動増加によって床反力作用点（以下COP）を後方へ，重心を支持脚に移すために，股関節外転筋によってCOPを振り出し脚側に動かす。これには先行随伴性姿勢調整（以下APA’s）が関与するが，脳血管疾患により中枢神経障害を呈した片麻痺者では，このAPA’sが十分に機能しないといわれている。神経生理学的視点からも，歩き始めの姿勢制御がその後の歩行に影響することが報告されており，治療対象となる動作であると述べられている。片麻痺者の歩き始めについて先行研究では，一歩目の歩幅が小さいことや単脚支持期が短くなることなどが報告されているが，一歩目を振り出すまでの運動力学的報告は少ない。今回，片麻痺者が歩き始めるまでのCOPの分析を行い,健常者と異なるパターンを認めたため報告する。
【方法】〈対象〉健常群：歩行に影響する既往歴のない健常成人（男性2名：女性1名，平均年齢46.6±20.8歳）。片麻痺群：脳血管疾患による初発の片麻痺者（男性4名：女性2名，平均年齢50.5±13.0歳）。診断名は脳梗塞4名：脳出血2名，麻痺側は右4名：左2名，発症からの日数は103.5日±39日。Brunnstrom Stage（以下BRS）は全例IV，下腿三頭筋MASは全例1+，全例病院内歩行が自立していた。下肢に重度のROM制限・感覚障害を有する者，指示動作が行えない者は除外した。〈使用機器〉3次元動作解析装置VICON512（VICON社製）と4枚の床反力計（Kistler社製）を使用しサンプリング周波数は60Hzとした。〈計測方法〉対象者には床反力計上で5秒間立位をとった後，至適速度で歩き始めるよう指示した。振り出す下肢はランダムに決定し，左右それぞれ3試行ずつ計測した。本研究では，片麻痺群では麻痺側からの歩き始めのデータのみを使用し，COP移動量，足関節底背屈および股関節内外転モーメントの変化量，一歩目の歩幅を抽出した。COP移動量と関節モーメント変化量は，立位の平均値から振り出し脚最大荷重時までの差とした。COP移動量，歩幅は身長で正規化し百分率で示した。関節モーメントは身長と体重で正規化した。統計学的処理には健常群と片麻痺群の比較のためMann-WhitneyのU検定（有意水準5%未満）を用いた。
【倫理的配慮,説明と同意】研究は当センター倫理委員会の承認を得て開始し，対象者には研究の主旨を口頭および書面にて説明し，書面による同意を得た。
【結果】結果を中央値（第1四分位数-第3四分位数）で示す。準備期に合成COPは健常群4.90（4.20/5.47）%，片麻痺群2.16（1.36/3.45）%後方へ移動し，有意な差を認めた（P=0.024）。振り出し脚，支持脚についても片麻痺群で後方移動量が小さかった（P=0.024）。同時期に前額面では，合成COPは健常群，片麻痺群ともに振り出し脚側へ移動したが，有意差は認められなかった。このときの足関節モーメントは，立位の底屈モーメントを基準とすると，振り出し脚では健常群は0.15（0.10/0.16）Nm/kg/m減少，片麻痺群は0.03（0.02/0.05）Nm/kg/m増加し，有意な差を認めた（P=0.024）。支持脚では健常群，片麻痺群ともに減少したが，有意差は認められなかった。股関節モーメントは，立位の外転モーメントを基準とすると，振り出し脚では健常群0.11（0.11/0.16）Nm/kg/m増加，片麻痺群0.03（0.02/0.05）Nm/kg/m増加し有意な差を認めた（P=0.023）。支持脚では両群とも減少したが有意差はなかった。歩幅は，健常群35.0（32.8/39.7）%，片麻痺群18.8（16.2/22.4）%で両群に有意差を認めた（P=0.002）。
【考察】矢状面において，片麻痺群は振り出し脚の足関節底屈モーメントが増加した。今回の対象者は全員がBRSIVで，立位での分離した足関節背屈運動が困難な症例であった。そのため，動作時に麻痺側足関節底屈モーメントが増加し，麻痺側COP後方移動を阻害していると考えられた。このとき，非麻痺側の足関節底屈モーメント変化量とCOP移動量も小さい結果となり，支持脚による代償が小さいために合成COPの移動量も小さくなると考えた。また先行研究と同様，片麻痺者では一歩目の歩幅が小さく，COP移動量や足関節モーメントの変化が歩幅の狭小化に影響している可能性が示唆された。前額面においては，麻痺側股関節外転筋群の筋活動低下により，振り出し脚の外転モーメント増加量が小さかったと考えられる。このとき非麻痺側の代償により，合成COPの振り出し脚方向移動量には差がなかったと考えられる。
【理学療法学研究としての意義】片麻痺者の歩き始め動作では，健常者と異なる戦略でCOPの移動が行われ，非麻痺側での代償が矢状面と前額面で異なることが示された。こうした特徴を明らかにすることで，問題点の抽出や運動療法に役立てるための基礎的知見となる。
【方法】〈対象〉健常群：歩行に影響する既往歴のない健常成人（男性2名：女性1名，平均年齢46.6±20.8歳）。片麻痺群：脳血管疾患による初発の片麻痺者（男性4名：女性2名，平均年齢50.5±13.0歳）。診断名は脳梗塞4名：脳出血2名，麻痺側は右4名：左2名，発症からの日数は103.5日±39日。Brunnstrom Stage（以下BRS）は全例IV，下腿三頭筋MASは全例1+，全例病院内歩行が自立していた。下肢に重度のROM制限・感覚障害を有する者，指示動作が行えない者は除外した。〈使用機器〉3次元動作解析装置VICON512（VICON社製）と4枚の床反力計（Kistler社製）を使用しサンプリング周波数は60Hzとした。〈計測方法〉対象者には床反力計上で5秒間立位をとった後，至適速度で歩き始めるよう指示した。振り出す下肢はランダムに決定し，左右それぞれ3試行ずつ計測した。本研究では，片麻痺群では麻痺側からの歩き始めのデータのみを使用し，COP移動量，足関節底背屈および股関節内外転モーメントの変化量，一歩目の歩幅を抽出した。COP移動量と関節モーメント変化量は，立位の平均値から振り出し脚最大荷重時までの差とした。COP移動量，歩幅は身長で正規化し百分率で示した。関節モーメントは身長と体重で正規化した。統計学的処理には健常群と片麻痺群の比較のためMann-WhitneyのU検定（有意水準5%未満）を用いた。
【倫理的配慮,説明と同意】研究は当センター倫理委員会の承認を得て開始し，対象者には研究の主旨を口頭および書面にて説明し，書面による同意を得た。
【結果】結果を中央値（第1四分位数-第3四分位数）で示す。準備期に合成COPは健常群4.90（4.20/5.47）%，片麻痺群2.16（1.36/3.45）%後方へ移動し，有意な差を認めた（P=0.024）。振り出し脚，支持脚についても片麻痺群で後方移動量が小さかった（P=0.024）。同時期に前額面では，合成COPは健常群，片麻痺群ともに振り出し脚側へ移動したが，有意差は認められなかった。このときの足関節モーメントは，立位の底屈モーメントを基準とすると，振り出し脚では健常群は0.15（0.10/0.16）Nm/kg/m減少，片麻痺群は0.03（0.02/0.05）Nm/kg/m増加し，有意な差を認めた（P=0.024）。支持脚では健常群，片麻痺群ともに減少したが，有意差は認められなかった。股関節モーメントは，立位の外転モーメントを基準とすると，振り出し脚では健常群0.11（0.11/0.16）Nm/kg/m増加，片麻痺群0.03（0.02/0.05）Nm/kg/m増加し有意な差を認めた（P=0.023）。支持脚では両群とも減少したが有意差はなかった。歩幅は，健常群35.0（32.8/39.7）%，片麻痺群18.8（16.2/22.4）%で両群に有意差を認めた（P=0.002）。
【考察】矢状面において，片麻痺群は振り出し脚の足関節底屈モーメントが増加した。今回の対象者は全員がBRSIVで，立位での分離した足関節背屈運動が困難な症例であった。そのため，動作時に麻痺側足関節底屈モーメントが増加し，麻痺側COP後方移動を阻害していると考えられた。このとき，非麻痺側の足関節底屈モーメント変化量とCOP移動量も小さい結果となり，支持脚による代償が小さいために合成COPの移動量も小さくなると考えた。また先行研究と同様，片麻痺者では一歩目の歩幅が小さく，COP移動量や足関節モーメントの変化が歩幅の狭小化に影響している可能性が示唆された。前額面においては，麻痺側股関節外転筋群の筋活動低下により，振り出し脚の外転モーメント増加量が小さかったと考えられる。このとき非麻痺側の代償により，合成COPの振り出し脚方向移動量には差がなかったと考えられる。
【理学療法学研究としての意義】片麻痺者の歩き始め動作では，健常者と異なる戦略でCOPの移動が行われ，非麻痺側での代償が矢状面と前額面で異なることが示された。こうした特徴を明らかにすることで，問題点の抽出や運動療法に役立てるための基礎的知見となる。