[O-KS-18-3] ステップ動作時の姿勢安定性に予測的姿勢調整の潜在エラーが及ぼす影響
Keywords:ステップ動作, 姿勢制御, 動作分析
【はじめに，目的】
安定した姿勢は身体質量中心（COM）の偏倚や速度が支持基底面内に統制された状態であり，予測的姿勢調整（Anticipatory Postural Adjustment；APA）は，運動に伴う姿勢不安定性を未然に最小限にする役割を有している。これまでの研究から，ステップ動作開始時に足圧中心（COP）を遊脚側・後方に移動することで，COMを立脚側・前方へ移動する推進力が生じ，踏み出し以降の片脚支持期にCOMが遊脚側に偏倚することを防ぐと報告されている。また，動作開始時に踏み出す足を弁別する選択的課題が求められると，誤った方向に体重を移動する予測的姿勢調整の潜在エラー（APAエラー）が生じ，ステップ動作時間が延長すると報告されている。しかし，APAエラーが片脚支持期のCOMの偏倚に及ぼす影響は明らかになっていない。そこでAPAエラーがFoot off（FO），Foot contact（FC）時のCOM偏倚量と速度に及ぼす影響と，COP偏倚時間とCOP-COM位置差（遊脚側，前方）からAPAエラー時の補償的な姿勢制御を探索することを目的とした。
【方法】
対象は健常若年者20名（平均25±4歳）とした。前方のモニターに表示される視覚刺激（矢印）の示す足をできるだけ早く踏み出すことを課題とし，踏み出す距離は身長×20%に規定した。計測には3次元動作解析装置（VICON），床反力計（AMTI）を使用し，床反力垂直成分からAPA開始，FO，FCを求め，APAエラーはAPA開始時に通常とは反対の立脚側に体重が移動した場合と定義した。解析はDIFFマーカーセット（10点マーカー）を使用し，FO，FCのCOM偏倚量（cm），COM速度（cm/s）を抽出した。さらに，APA相（APA開始からFOまで）におけるCOP偏倚時間（s），最大COP-COM位置差（cm）を抽出した。データは身長（m）で除した値（%Ht）を用い，対応のあるT検定により比較した。有意水準は5%未満とした。
【結果】
APAエラーを呈すると，立脚側へのCOM偏倚量が減少し（APAエラー-：-1.11±0.32%Ht（FO），-0.78±0.51%Ht（FC），APAエラー＋：-0.77±0.30%Ht（FO），-0.41±0.55%Ht（FC）），前方へのCOM偏倚量が増加した（APAエラー-：1.68±0.51%Ht（FO），7.34±1.18%Ht（FC），APAエラー＋：2.17±0.53%Ht（FO），7.79±1.09%Ht（FC））。また，遊脚側へのCOP偏倚時間が延長し（APAエラー-：0.29±0.04s，APAエラー＋：0.41±0.06s），遊脚側へのCOP-COM位置差（APAエラー-：3.06±1.16%Ht，APAエラー＋：3.74±1.21%Ht）と，前方へのCOP-COM位置差（APAエラー：-0.85±1.00%Ht，APAエラー＋：-0.53±1.02%Ht）が増加した。
【結論】
APAエラーを呈した場合，立脚側へのCOM偏倚量が減少し，前方へのCOM偏倚量が増加したことから，APAエラーにより姿勢不安定性が惹起されることが示唆された。また，通常のステップ動作に比べ遊脚側へのCOP偏倚時間，遊脚側・前方へのCOP-COM位置差が増加し，APAエラー時には補償的な姿勢制御を行うことが明らかとなった。
安定した姿勢は身体質量中心（COM）の偏倚や速度が支持基底面内に統制された状態であり，予測的姿勢調整（Anticipatory Postural Adjustment；APA）は，運動に伴う姿勢不安定性を未然に最小限にする役割を有している。これまでの研究から，ステップ動作開始時に足圧中心（COP）を遊脚側・後方に移動することで，COMを立脚側・前方へ移動する推進力が生じ，踏み出し以降の片脚支持期にCOMが遊脚側に偏倚することを防ぐと報告されている。また，動作開始時に踏み出す足を弁別する選択的課題が求められると，誤った方向に体重を移動する予測的姿勢調整の潜在エラー（APAエラー）が生じ，ステップ動作時間が延長すると報告されている。しかし，APAエラーが片脚支持期のCOMの偏倚に及ぼす影響は明らかになっていない。そこでAPAエラーがFoot off（FO），Foot contact（FC）時のCOM偏倚量と速度に及ぼす影響と，COP偏倚時間とCOP-COM位置差（遊脚側，前方）からAPAエラー時の補償的な姿勢制御を探索することを目的とした。
【方法】
対象は健常若年者20名（平均25±4歳）とした。前方のモニターに表示される視覚刺激（矢印）の示す足をできるだけ早く踏み出すことを課題とし，踏み出す距離は身長×20%に規定した。計測には3次元動作解析装置（VICON），床反力計（AMTI）を使用し，床反力垂直成分からAPA開始，FO，FCを求め，APAエラーはAPA開始時に通常とは反対の立脚側に体重が移動した場合と定義した。解析はDIFFマーカーセット（10点マーカー）を使用し，FO，FCのCOM偏倚量（cm），COM速度（cm/s）を抽出した。さらに，APA相（APA開始からFOまで）におけるCOP偏倚時間（s），最大COP-COM位置差（cm）を抽出した。データは身長（m）で除した値（%Ht）を用い，対応のあるT検定により比較した。有意水準は5%未満とした。
【結果】
APAエラーを呈すると，立脚側へのCOM偏倚量が減少し（APAエラー-：-1.11±0.32%Ht（FO），-0.78±0.51%Ht（FC），APAエラー＋：-0.77±0.30%Ht（FO），-0.41±0.55%Ht（FC）），前方へのCOM偏倚量が増加した（APAエラー-：1.68±0.51%Ht（FO），7.34±1.18%Ht（FC），APAエラー＋：2.17±0.53%Ht（FO），7.79±1.09%Ht（FC））。また，遊脚側へのCOP偏倚時間が延長し（APAエラー-：0.29±0.04s，APAエラー＋：0.41±0.06s），遊脚側へのCOP-COM位置差（APAエラー-：3.06±1.16%Ht，APAエラー＋：3.74±1.21%Ht）と，前方へのCOP-COM位置差（APAエラー：-0.85±1.00%Ht，APAエラー＋：-0.53±1.02%Ht）が増加した。
【結論】
APAエラーを呈した場合，立脚側へのCOM偏倚量が減少し，前方へのCOM偏倚量が増加したことから，APAエラーにより姿勢不安定性が惹起されることが示唆された。また，通常のステップ動作に比べ遊脚側へのCOP偏倚時間，遊脚側・前方へのCOP-COM位置差が増加し，APAエラー時には補償的な姿勢制御を行うことが明らかとなった。