[0694] 歩行の条件や速度を変化させた際の床反力についての比較検討
Keywords:歩行, 歩行速度, 床反力
【はじめに，目的】床反力値は歩行分析をする際の定量的な数値として重要な指標である。近年，歩行分析や歩行に関する理学療法臨床場面でトレッドミルと床反力計を併用した報告も多く存在する。トレッドミルを利用した歩行は，歩行スペースを必要とせず，かつ連続した歩行の評価や練習が可能であることから，歩行分析および歩行練習の手段として多く用いられている。ただ，トレッドミル上での歩行が平地歩行と同一の歩行と捉えてよいかという点に関しては，検証された報告は少ない。またトレッドミルはその状況に応じて任意の速度に設定でき，その歩行速度で対象者を歩かせることができるという点も便利ではあるが，歩行速度の違いが床反力値などの客観的指標に及ぼす影響について比較した報告もない。そのような状況を踏まえ，近年，理学療法場面で導入されることの多いトレッドミルでの歩行と平地歩行時の床反力特性値を比較・検討すること及び平地歩行から得られた快適歩行速度を基準に4段階の速度増減を設定し，速度の違いによる床反力への影響を検討することを目的とした。
【方法】対象は健常男性10名（平均年齢21.1±0.7歳，身長170.3±2.9cm，体重62.6±6.0kg）であった。被験者には通常の歩行速度で10mの平地を歩行し（以下,平地歩行），その際の歩行速度と床反力垂直成分を靴式下肢荷重計であるゲートコーダMP-1000（アニマ社製）で計測した。3回計測し，その平均値を採用した。次に平地歩行と同じ速度でトレッドミル（アニマ社製）上を歩行し（以下,TD），その際の床反力をゲートコーダMP-1000にて計測した。また平地歩行の速度を基準としてその20%減の速度（以下，-20%TD），10%減の速度（以下，-10%TD），10%増の速度（以下，10%TD），20%増の速度（以下，20%TD）にて速度設定したトレッドミル上を歩行し，その際の床反力特性値を比較した。1歩行周期におけるストライド時間（以下，SR）（秒），立脚の割合（以下，ST）（%），遊脚の割合（以下，SW）（%），両脚支持の割合（以下，DS）（％），床反力垂直成分第1極大値の荷重量（以下，F1）（％），その時間（以下，T1）（％），第1極小値の荷重量（以下，F2）（%），時間（以下，T2）（%），第2極大値の荷重量（以下，F3）（%），時間（以下，T3）（％）を計測した。平地歩行時とTD時の特性値を対応のあるt検定で比較した（p＜0.05）。また，TD歩行時とそれぞれ4段階に設定した速度で歩行した際の特性値を対応のあるt検定で比較した（P＜0.05）。
【倫理的配慮，説明と同意】研究の実施に当たり，各被験者に事前に本研究の趣旨と目的を口頭と文書で十分な説明をした上で協力を求め，文書で同意を得た。
【結果】SR時間（秒）の結果は平地歩行，TD，-20%TD，-10%TD，10%TD，20%TDの順にそれぞれ1.0±0.1，1.2±0.1，1.2±0.1，1.2±0.1，1.1±0.1，1.0±0.1であった。平地歩行とTDの各特性値を比べると，ほとんどの特性値で有意差を認めなかったが，TDでのSRのみ有意差を認めた。TDでのSRは1.2±0.1であった。SR時間以外の特性値には平地歩行とTDの間に有意差を認めなかった。TD歩行との比較にてST（%），SW（%），DS（%），F3（%）にはトレッドミルの歩行速度による有意差は認められなかったが，10%TD，20%TD時にはTDと比べF1（%），T1（%），F2（%），T3（%）の各特性値は大きくなり有意差を認めた。
【考察】平地での歩行に比べTD歩行では同じ速度でもSR時間（秒）が有意に延長するが，それ以外の特性値には有意な変化は生じないことがわかった。そのうえでTD歩行時と比較し，その歩行速度を基準とし20%減，10%減，10%増，20%増の4つの歩行速度での各特性値を比較したところ，歩行速度の特性値への影響を明らかにすることができた。特に歩行の速度が速くなった際に特性値の有意な変化を認めた。靴式下肢荷重計ゲートコーダMP-1000でデータ収集できる床反力特性値は垂直成分のみであるが，床反力垂直成分は重心の上昇・下降の位置や速度を表す。今回の結果は，平地歩行に比べ速度の速い歩行では同程度遅い速度の場合よりも重心の上下移動が大きく，タイミングも1歩行周期の中でより後半にピークを向かえることを示唆する結果となった。
【理学療法学研究としての意義】歩行の評価・治療として用いられることが多いトレッドミルに関して，トレッドミル上での歩行の特徴や歩行速度の違いによる床反力への影響を客観的指標で検討した点で，理学療法学的な意義がある。
【方法】対象は健常男性10名（平均年齢21.1±0.7歳，身長170.3±2.9cm，体重62.6±6.0kg）であった。被験者には通常の歩行速度で10mの平地を歩行し（以下,平地歩行），その際の歩行速度と床反力垂直成分を靴式下肢荷重計であるゲートコーダMP-1000（アニマ社製）で計測した。3回計測し，その平均値を採用した。次に平地歩行と同じ速度でトレッドミル（アニマ社製）上を歩行し（以下,TD），その際の床反力をゲートコーダMP-1000にて計測した。また平地歩行の速度を基準としてその20%減の速度（以下，-20%TD），10%減の速度（以下，-10%TD），10%増の速度（以下，10%TD），20%増の速度（以下，20%TD）にて速度設定したトレッドミル上を歩行し，その際の床反力特性値を比較した。1歩行周期におけるストライド時間（以下，SR）（秒），立脚の割合（以下，ST）（%），遊脚の割合（以下，SW）（%），両脚支持の割合（以下，DS）（％），床反力垂直成分第1極大値の荷重量（以下，F1）（％），その時間（以下，T1）（％），第1極小値の荷重量（以下，F2）（%），時間（以下，T2）（%），第2極大値の荷重量（以下，F3）（%），時間（以下，T3）（％）を計測した。平地歩行時とTD時の特性値を対応のあるt検定で比較した（p＜0.05）。また，TD歩行時とそれぞれ4段階に設定した速度で歩行した際の特性値を対応のあるt検定で比較した（P＜0.05）。
【倫理的配慮，説明と同意】研究の実施に当たり，各被験者に事前に本研究の趣旨と目的を口頭と文書で十分な説明をした上で協力を求め，文書で同意を得た。
【結果】SR時間（秒）の結果は平地歩行，TD，-20%TD，-10%TD，10%TD，20%TDの順にそれぞれ1.0±0.1，1.2±0.1，1.2±0.1，1.2±0.1，1.1±0.1，1.0±0.1であった。平地歩行とTDの各特性値を比べると，ほとんどの特性値で有意差を認めなかったが，TDでのSRのみ有意差を認めた。TDでのSRは1.2±0.1であった。SR時間以外の特性値には平地歩行とTDの間に有意差を認めなかった。TD歩行との比較にてST（%），SW（%），DS（%），F3（%）にはトレッドミルの歩行速度による有意差は認められなかったが，10%TD，20%TD時にはTDと比べF1（%），T1（%），F2（%），T3（%）の各特性値は大きくなり有意差を認めた。
【考察】平地での歩行に比べTD歩行では同じ速度でもSR時間（秒）が有意に延長するが，それ以外の特性値には有意な変化は生じないことがわかった。そのうえでTD歩行時と比較し，その歩行速度を基準とし20%減，10%減，10%増，20%増の4つの歩行速度での各特性値を比較したところ，歩行速度の特性値への影響を明らかにすることができた。特に歩行の速度が速くなった際に特性値の有意な変化を認めた。靴式下肢荷重計ゲートコーダMP-1000でデータ収集できる床反力特性値は垂直成分のみであるが，床反力垂直成分は重心の上昇・下降の位置や速度を表す。今回の結果は，平地歩行に比べ速度の速い歩行では同程度遅い速度の場合よりも重心の上下移動が大きく，タイミングも1歩行周期の中でより後半にピークを向かえることを示唆する結果となった。
【理学療法学研究としての意義】歩行の評価・治療として用いられることが多いトレッドミルに関して，トレッドミル上での歩行の特徴や歩行速度の違いによる床反力への影響を客観的指標で検討した点で，理学療法学的な意義がある。