[O-0756] 慢性期不全型脊髄損傷者に対する
ロボットスーツHALを用いた歩行練習の効果
―トレッドミルを用いた歩行練習との比較検討―
Keywords:脊髄損傷, 歩行, ロボットスーツHAL
【はじめに，目的】
近年，リハビリテーション分野におけるロボットへの関心が高く，ロボットスーツHAL福祉用（以下HAL）を初めとして臨床での使用報告も数多く見受けられる。HALの臨床使用についての報告の多くは歩行能力が改善したとするものが多いが，一般的な歩行練習と比較することでHALによる固有の効果を明らかにすることができると考えた。そこで今回，慢性期不全型脊髄損傷者5症例に対してHALを用いた歩行練習とトレッドミル（以下TM）を用いた歩行練習との比較をABA法によって行い，若干の知見を得たので報告する。
尚，本研究は神奈川県さがみロボット産業特区の実践フィールドとして行われている研究の一部である。
【方法】
対象は，外傷性脊髄損傷および脊髄腫瘍による四肢麻痺もしくは対麻痺を呈した20代～70代の不全型脊髄損傷者5名（男性3名，女性2名）である。発症からは1～7年経過しており，全例ともAIS：Dで日常生活では車いすを使用していた。
介入は3期行い，1期目および3期目ではTMでの歩行練習，2期目ではHALを用いたTMでの歩行練習を実施した。1回の介入は20分間として，各期毎の介入は週5回，3週間，計15回実施した。各期とも歩行練習における歩行速度は快適速度とした。
歩行評価は10m歩行速度，6分間歩行距離，三次元動作解析装置（VICON NEXUS），床反力計（AMTI）を用いた歩行分析を行った。各評価は1期目開始前および各期の終了時の計4回（以下Base，TM1期後，HAL期後，TM2期後）行った。
歩行分析の結果についてはSPSS16.0Jを使用し，Games-Howell（p＜0.05）により統計学的検定を行った。
【結果】
各歩行評価の結果について，対象者5名の平均値±標準偏差を以下にBase→TM1期後→HAL期後→TM2期後の順に示す。
10m歩行速度（m/秒）は0.47±0.31→0.48±0.31→0.60±0.41→0.58±0.33であった。
6分間歩行距離（m）は146.1±126.0→173.2±127.2→195.6±138.1→191.4±117.0であった。
以下，歩行分析の結果である。
ストライド長（m）は0.77±0.11→0.81±0.11→0.89±0.15→0.87±0.13でBase・HAL期後，Base・TM2期後，TM1期後・HAL期後で有意に増加していた。
反対側の初期接地（以下IC）から観察側踵離地（以下HO）までの時間の1歩行周期比（% of walk cycle）は0.085±0.094→0.048±0.117→0.006±0.135→0.014±0.124でBase・HAL期後間，Base・TM2期後で有意に減少していた。
反対側のICから観察側股関節最大屈曲までの時間の1歩行周期比（% of walk cycle）は0.45±0.06→0.44±0.05→0.42±0.05→0.42±0.05でBase・HAL期後間，Base・TM2期後で有意に減少していた。
前遊脚期（以下PSw）での股関節屈曲モーメント最大値（N・m）は17.5±9.0→22.1±13.6→23.8±11.1→21.7±9.3でBase・HAL期後間で有意に増加していた。
反対側IC時の股関節伸展角度（deg）は5.57±5.90→8.12±4.75→9.40±5.92→8.33±4.86でBase・HAL期後間で有意に増加していた。
【考察】
藤縄らによると，不全型脊髄損傷者は，痙縮筋や麻痺の軽い筋の活動が過剰になる傾向があるとしており，これによって立脚から遊脚への切り替えや歩行動作における受動的な機構が阻害されていると考える。これに対し，HALのアシストは最小限の筋活動により非努力的に下肢を振り出すことを可能とする。これによりPSwで股関節屈曲モーメントを発揮できるようになり，股関節が最大屈曲するタイミングが早くなったと考えた。また，下肢を勢いよく振り出せたことで，推進力が生じ，反対側の股関節伸展角度が増加し，HOのタイミングが早くなり，ストライド長の延長が生じたと考えた。結果として，10m歩行速度や6分間歩行距離が増加し，総じてTM2期後にはBaseやTM1期後に比べ，ある程度の歩行能力改善効果の持続を認めた。以上より，上記のような障害特性を抱える不全型脊髄損傷者に対して，HALを用いた歩行練習は分離したスムースな振り出しを反復学習することで歩行能力の改善をもたらすことが示唆された。
【理学療法研究としての意義】
HALを用いた歩行練習の報告は数多く見受けられるようになったが，どのような機序で歩行能力の改善をもたらすかを考察したものは少ないように思う。HALによる効果の機序を明らかにすることで，HALがどのような疾患・障害に適応となるのかが明確となり，HALをより有効に活用することができるようになると考える。
近年，リハビリテーション分野におけるロボットへの関心が高く，ロボットスーツHAL福祉用（以下HAL）を初めとして臨床での使用報告も数多く見受けられる。HALの臨床使用についての報告の多くは歩行能力が改善したとするものが多いが，一般的な歩行練習と比較することでHALによる固有の効果を明らかにすることができると考えた。そこで今回，慢性期不全型脊髄損傷者5症例に対してHALを用いた歩行練習とトレッドミル（以下TM）を用いた歩行練習との比較をABA法によって行い，若干の知見を得たので報告する。
尚，本研究は神奈川県さがみロボット産業特区の実践フィールドとして行われている研究の一部である。
【方法】
対象は，外傷性脊髄損傷および脊髄腫瘍による四肢麻痺もしくは対麻痺を呈した20代～70代の不全型脊髄損傷者5名（男性3名，女性2名）である。発症からは1～7年経過しており，全例ともAIS：Dで日常生活では車いすを使用していた。
介入は3期行い，1期目および3期目ではTMでの歩行練習，2期目ではHALを用いたTMでの歩行練習を実施した。1回の介入は20分間として，各期毎の介入は週5回，3週間，計15回実施した。各期とも歩行練習における歩行速度は快適速度とした。
歩行評価は10m歩行速度，6分間歩行距離，三次元動作解析装置（VICON NEXUS），床反力計（AMTI）を用いた歩行分析を行った。各評価は1期目開始前および各期の終了時の計4回（以下Base，TM1期後，HAL期後，TM2期後）行った。
歩行分析の結果についてはSPSS16.0Jを使用し，Games-Howell（p＜0.05）により統計学的検定を行った。
【結果】
各歩行評価の結果について，対象者5名の平均値±標準偏差を以下にBase→TM1期後→HAL期後→TM2期後の順に示す。
10m歩行速度（m/秒）は0.47±0.31→0.48±0.31→0.60±0.41→0.58±0.33であった。
6分間歩行距離（m）は146.1±126.0→173.2±127.2→195.6±138.1→191.4±117.0であった。
以下，歩行分析の結果である。
ストライド長（m）は0.77±0.11→0.81±0.11→0.89±0.15→0.87±0.13でBase・HAL期後，Base・TM2期後，TM1期後・HAL期後で有意に増加していた。
反対側の初期接地（以下IC）から観察側踵離地（以下HO）までの時間の1歩行周期比（% of walk cycle）は0.085±0.094→0.048±0.117→0.006±0.135→0.014±0.124でBase・HAL期後間，Base・TM2期後で有意に減少していた。
反対側のICから観察側股関節最大屈曲までの時間の1歩行周期比（% of walk cycle）は0.45±0.06→0.44±0.05→0.42±0.05→0.42±0.05でBase・HAL期後間，Base・TM2期後で有意に減少していた。
前遊脚期（以下PSw）での股関節屈曲モーメント最大値（N・m）は17.5±9.0→22.1±13.6→23.8±11.1→21.7±9.3でBase・HAL期後間で有意に増加していた。
反対側IC時の股関節伸展角度（deg）は5.57±5.90→8.12±4.75→9.40±5.92→8.33±4.86でBase・HAL期後間で有意に増加していた。
【考察】
藤縄らによると，不全型脊髄損傷者は，痙縮筋や麻痺の軽い筋の活動が過剰になる傾向があるとしており，これによって立脚から遊脚への切り替えや歩行動作における受動的な機構が阻害されていると考える。これに対し，HALのアシストは最小限の筋活動により非努力的に下肢を振り出すことを可能とする。これによりPSwで股関節屈曲モーメントを発揮できるようになり，股関節が最大屈曲するタイミングが早くなったと考えた。また，下肢を勢いよく振り出せたことで，推進力が生じ，反対側の股関節伸展角度が増加し，HOのタイミングが早くなり，ストライド長の延長が生じたと考えた。結果として，10m歩行速度や6分間歩行距離が増加し，総じてTM2期後にはBaseやTM1期後に比べ，ある程度の歩行能力改善効果の持続を認めた。以上より，上記のような障害特性を抱える不全型脊髄損傷者に対して，HALを用いた歩行練習は分離したスムースな振り出しを反復学習することで歩行能力の改善をもたらすことが示唆された。
【理学療法研究としての意義】
HALを用いた歩行練習の報告は数多く見受けられるようになったが，どのような機序で歩行能力の改善をもたらすかを考察したものは少ないように思う。HALによる効果の機序を明らかにすることで，HALがどのような疾患・障害に適応となるのかが明確となり，HALをより有効に活用することができるようになると考える。