[0769] スクワット動作への加齢の影響
Keywords:加齢, スクワット動作, 重心
【はじめに】スクワット動作は下肢の筋力トレーニングとして,また,固有感覚に刺激を与え,下肢全体の協調性向上も期待できる運動として重要視され（池添,2003）,傷害後の理学療法だけでなく,スポーツ傷害予防プログラムや高齢者の健康増進プログラム（ロコモーショントレーニング：大江,2010）の一つとして広く用いられている。スクワット動作を行うとき,体幹の傾きや沈み込みの深さとともに重心の変化は下肢の筋活動や各関節角度に影響を与える。これまでの研究報告は重心の変化を調べたものは少なく,また,若年者を対象としており,得られた知見が異なる年代に必ずしも適用できるとは限らない。今回,加齢の影響を考慮した高齢者へのスクワット動作の適切な指導を目的として,高齢者のスクワット動作時の重心運動を詳細に調べ,加齢の影響の明らかにしたので報告する。
【方法】対象は健康高齢者18名（平均年齢70.7±3.7歳；平均身長：164.4±4.9 cm；平均体重：62.6±9.2 kg）,1年以内に転倒歴のない者とした。開始肢位は安静直立位,歩隔は上前腸骨間距離の150％，足角は第2足趾と踵を結んだ線が平行となるようにして被験者を床反力計上に立たせた。上肢は胸部の前でクロスした状態とした。コンピュータスクリーンを被験者の眼前の高さで1m前方に設置し,前後及び左右の2次元座標系の足圧中心の位置をフィードバック情報として与えた。足圧中心が外果前方5cm,両内果の中央の位置に静止した後,閉眼させ,聴覚刺激によりスクワット動作を開始させた。「音の合図後,出来るだけ素早く腰を落として下さい。踵やつま先を浮かせてはいけません。また,胸の前に組んだ腕が太ももに当たらないようにして下さい。」と指示し,5回実施した。スクワット動作時の重心運動を算出するために3次元動作解析（Motion Analysis社製）を用いた。サンプリングレートは100Hzとした。Winterらの方法に従い反射マーカーを設置し,重心位置を算出した。データ処理は,10Hzのローパスフィルター処理後,運動開始の聴覚刺激の合図を基準として各データを再配列し,5試行の加算平均を各被験者のデータとして求めた。スクワット動作の評価は,聴覚刺激から下方向への重心移動開始までの反応時間（msec）,身長で正規化した重心の下方への最大変位（％）,重心の下方への最大速度（mm/s）,足長で正規化した重心の前後方向の最大変位（％）,両外果間距離で正規化した重心の左右方向の最大変位（％）とした。さらに,加齢の影響の推移を調べるために対象を60代と70代にわけ,統計処理には対応の無いt検定を行い,有意水準は5％未満とした。
【倫理的配慮，説明と同意】本研究は本学に設置されている倫理委員会の承認を得ており，同意を得た者が実験に参加した（11-03）。
【結果】全体の平均反応時間は310.2±140.3 msec,70代は312.6±134.0 msec,60代は307.3±116.4 msecであった。重心の下方への最大変位は17.6±5.8％,70代は14.9±4.7％,60代は20.9±5.6％であり,70代は60代に比べ有意に高位であった（p＜0.05）。下方への重心の最大速度は443.1±168.1 mm/s,70代は360.2±145.9 mm/s,60代は553.7±140.0 mm/sであり,70代が有意に低下していた（p＜0.05）。重心の前後方向の最大変位は13.0±5.3％,70代は14.9±6.2％,60代は10.7±2.8％であった。重心の左右方向の最大変位は4.0±1.2％,70代は4.3±1.5％,60代は3.7±0.8％であった。
【考察】スクワット動作時の重心の変化を調べた報告は少なく,足圧中心に関する研究報告が散見する。佐々木やSriwarnoらの報告では,スクワット動作時の足圧中心の前後振幅は左右方向に比べ大きいことを示しており,今回の結果とほぼ一致する。足圧中心を用いた研究では前後及び左右の変化は計測可能であるが,上下方向への姿勢の変化を客観的にとらえることは不可能である。今回の研究では,高齢者のスクワット動作時の重心の下方向への運動の大きさを客観的に示すことが出来た。さらに,60代と70代では重心の下方への最大変位と最大速度について有意差を認め,垂直方向の運動にも加齢の影響を受けけていた。70代高齢者の遅く浅いスクワット動作は,転倒防止のための防御姿勢（重心を低くした姿勢）を取ることを困難にさせ,より転倒のリスクが高くなる可能性を示唆する。重心の上下方向の姿勢の変化は下肢全体の屈曲・伸展運動によって遂行される（鈴木ら）ことから,今後は下肢関節運動との関連を調べる必要がある。
【理学療法学研究としての意義】今回の研究は幅広く用いられているスクワット動作への加齢の影響を重心運動の特性から明らかにした。本研究結果は理学療法の高齢者に対する健康増進および介護予防の運動プログラムに役立ち,国民の健康増進に寄与する。
【方法】対象は健康高齢者18名（平均年齢70.7±3.7歳；平均身長：164.4±4.9 cm；平均体重：62.6±9.2 kg）,1年以内に転倒歴のない者とした。開始肢位は安静直立位,歩隔は上前腸骨間距離の150％，足角は第2足趾と踵を結んだ線が平行となるようにして被験者を床反力計上に立たせた。上肢は胸部の前でクロスした状態とした。コンピュータスクリーンを被験者の眼前の高さで1m前方に設置し,前後及び左右の2次元座標系の足圧中心の位置をフィードバック情報として与えた。足圧中心が外果前方5cm,両内果の中央の位置に静止した後,閉眼させ,聴覚刺激によりスクワット動作を開始させた。「音の合図後,出来るだけ素早く腰を落として下さい。踵やつま先を浮かせてはいけません。また,胸の前に組んだ腕が太ももに当たらないようにして下さい。」と指示し,5回実施した。スクワット動作時の重心運動を算出するために3次元動作解析（Motion Analysis社製）を用いた。サンプリングレートは100Hzとした。Winterらの方法に従い反射マーカーを設置し,重心位置を算出した。データ処理は,10Hzのローパスフィルター処理後,運動開始の聴覚刺激の合図を基準として各データを再配列し,5試行の加算平均を各被験者のデータとして求めた。スクワット動作の評価は,聴覚刺激から下方向への重心移動開始までの反応時間（msec）,身長で正規化した重心の下方への最大変位（％）,重心の下方への最大速度（mm/s）,足長で正規化した重心の前後方向の最大変位（％）,両外果間距離で正規化した重心の左右方向の最大変位（％）とした。さらに,加齢の影響の推移を調べるために対象を60代と70代にわけ,統計処理には対応の無いt検定を行い,有意水準は5％未満とした。
【倫理的配慮，説明と同意】本研究は本学に設置されている倫理委員会の承認を得ており，同意を得た者が実験に参加した（11-03）。
【結果】全体の平均反応時間は310.2±140.3 msec,70代は312.6±134.0 msec,60代は307.3±116.4 msecであった。重心の下方への最大変位は17.6±5.8％,70代は14.9±4.7％,60代は20.9±5.6％であり,70代は60代に比べ有意に高位であった（p＜0.05）。下方への重心の最大速度は443.1±168.1 mm/s,70代は360.2±145.9 mm/s,60代は553.7±140.0 mm/sであり,70代が有意に低下していた（p＜0.05）。重心の前後方向の最大変位は13.0±5.3％,70代は14.9±6.2％,60代は10.7±2.8％であった。重心の左右方向の最大変位は4.0±1.2％,70代は4.3±1.5％,60代は3.7±0.8％であった。
【考察】スクワット動作時の重心の変化を調べた報告は少なく,足圧中心に関する研究報告が散見する。佐々木やSriwarnoらの報告では,スクワット動作時の足圧中心の前後振幅は左右方向に比べ大きいことを示しており,今回の結果とほぼ一致する。足圧中心を用いた研究では前後及び左右の変化は計測可能であるが,上下方向への姿勢の変化を客観的にとらえることは不可能である。今回の研究では,高齢者のスクワット動作時の重心の下方向への運動の大きさを客観的に示すことが出来た。さらに,60代と70代では重心の下方への最大変位と最大速度について有意差を認め,垂直方向の運動にも加齢の影響を受けけていた。70代高齢者の遅く浅いスクワット動作は,転倒防止のための防御姿勢（重心を低くした姿勢）を取ることを困難にさせ,より転倒のリスクが高くなる可能性を示唆する。重心の上下方向の姿勢の変化は下肢全体の屈曲・伸展運動によって遂行される（鈴木ら）ことから,今後は下肢関節運動との関連を調べる必要がある。
【理学療法学研究としての意義】今回の研究は幅広く用いられているスクワット動作への加齢の影響を重心運動の特性から明らかにした。本研究結果は理学療法の高齢者に対する健康増進および介護予防の運動プログラムに役立ち,国民の健康増進に寄与する。