[O-MT-07-2] 人工膝関節全置換術前後における歩容の経時的変化と身体機能との関連
―3軸加速度を用いた検討―
キーワード：人工膝関節全置換術, 歩行, 加速度計
【はじめに，目的】
人工膝関節全置換術（TKA）後は身体機能だけでなく歩容改善にも着目した理学療法が実施される。歩容評価は観察者の主観に基づく場合が多いが，3軸加速度計を用いることで歩行時の身体動揺や左右脚の対称性を定量化できるとされている。TKA後の歩容変化を長期的に調査した報告は少なく，歩容に関連する身体機能も定かではない。そこで本研究は，TKA後の歩容を3軸加速度計にて評価し，歩容の経時的変化と各時期における身体機能との関連を明らかにすることを目的とした。
【方法】
対象は，変形性膝関節症に対し初回片側TKAを施行された22例（男3・女19例，平均年齢77.8±4.3歳）とした。除外基準は，術前に20m独歩不能，脳血管障害・関節リウマチの既往があるものとした。測定はTKAの術前（術前），術後4週（4W），術後8週（8W）に実施した。歩行評価は10m区間の裸足自由歩行とし，歩行速度・加速度データを測定した。3軸加速度計（Micro Stone社製）は第3腰椎の高さでバンド固定し，サンプリング周波数は100Hzとした。計測された加速度波形の5歩行周期を解析に使用し，3軸成分の合成値から歩行動揺性の指標にRoot Mean Square（RMS），歩行対称性の指標に自己相関係数（AC）を求めた。なお，RMSは歩行速度の2乗で除し，速度による影響を調整した。身体機能評価として，両側膝関節の屈曲伸展可動域・屈曲伸展筋力・歩行時痛を測定した。その他Body Mass Index（BMI）を調査した。
統計解析は，RMS・ACの経時的変化と各時期での差を反復測定分散分析と多重比較法（Bonferroniの方法）にて検討した。加速度データに関連する身体機能を明らかにするため，各時期におけるRMSあるいはACを目的変数とし，身体機能項目・年齢・BMIを説明変数とした重回帰分析（ステップワイズ法）を実施した。いずれの検定も有意水準は5％とし，解析にはSPSS ver.20を用いた。
【結果】
RMSは術前4.05±1.38，4W 4.21±1.84，8W 3.61±1.47であり反復測定分散分析で有意差（p＜0.05）がみられ，多重比較法で4Wと8Wの間に有意差（p＜0.05）を認めた。ACは術前0.70±0.16，4W 0.71±0.14，8W 0.72±0.14であり有意差を認めなかった。各時期の加速度データに関連する身体機能は，4WのRMSで術側膝関節屈曲可動域（β=-0.457），8WのACで非術側膝関節の歩行時痛（β=-0.462）が抽出された。RMS，AC共に他の時期ではどの評価項目も抽出されなかった。
【結論】
歩行動揺性を示すRMSは小さいほど安定性が高いとされ，8Wで4Wより減少を認めたことから，TKA後の歩行動揺改善には時間を要すると考えられた。また，4WのRMSは術側膝関節可動域との関連がみられ，早期からの可動域改善が歩容に影響する可能性が示唆された。歩行対称性を示すACでは術前後で変化を認めなかった。しかし，8Wで非術側膝関節の歩行時痛と関連がみられ，片側TKA後は経過とともに非術側膝関節痛が歩行対称性に影響する可能性が示唆された。
人工膝関節全置換術（TKA）後は身体機能だけでなく歩容改善にも着目した理学療法が実施される。歩容評価は観察者の主観に基づく場合が多いが，3軸加速度計を用いることで歩行時の身体動揺や左右脚の対称性を定量化できるとされている。TKA後の歩容変化を長期的に調査した報告は少なく，歩容に関連する身体機能も定かではない。そこで本研究は，TKA後の歩容を3軸加速度計にて評価し，歩容の経時的変化と各時期における身体機能との関連を明らかにすることを目的とした。
【方法】
対象は，変形性膝関節症に対し初回片側TKAを施行された22例（男3・女19例，平均年齢77.8±4.3歳）とした。除外基準は，術前に20m独歩不能，脳血管障害・関節リウマチの既往があるものとした。測定はTKAの術前（術前），術後4週（4W），術後8週（8W）に実施した。歩行評価は10m区間の裸足自由歩行とし，歩行速度・加速度データを測定した。3軸加速度計（Micro Stone社製）は第3腰椎の高さでバンド固定し，サンプリング周波数は100Hzとした。計測された加速度波形の5歩行周期を解析に使用し，3軸成分の合成値から歩行動揺性の指標にRoot Mean Square（RMS），歩行対称性の指標に自己相関係数（AC）を求めた。なお，RMSは歩行速度の2乗で除し，速度による影響を調整した。身体機能評価として，両側膝関節の屈曲伸展可動域・屈曲伸展筋力・歩行時痛を測定した。その他Body Mass Index（BMI）を調査した。
統計解析は，RMS・ACの経時的変化と各時期での差を反復測定分散分析と多重比較法（Bonferroniの方法）にて検討した。加速度データに関連する身体機能を明らかにするため，各時期におけるRMSあるいはACを目的変数とし，身体機能項目・年齢・BMIを説明変数とした重回帰分析（ステップワイズ法）を実施した。いずれの検定も有意水準は5％とし，解析にはSPSS ver.20を用いた。
【結果】
RMSは術前4.05±1.38，4W 4.21±1.84，8W 3.61±1.47であり反復測定分散分析で有意差（p＜0.05）がみられ，多重比較法で4Wと8Wの間に有意差（p＜0.05）を認めた。ACは術前0.70±0.16，4W 0.71±0.14，8W 0.72±0.14であり有意差を認めなかった。各時期の加速度データに関連する身体機能は，4WのRMSで術側膝関節屈曲可動域（β=-0.457），8WのACで非術側膝関節の歩行時痛（β=-0.462）が抽出された。RMS，AC共に他の時期ではどの評価項目も抽出されなかった。
【結論】
歩行動揺性を示すRMSは小さいほど安定性が高いとされ，8Wで4Wより減少を認めたことから，TKA後の歩行動揺改善には時間を要すると考えられた。また，4WのRMSは術側膝関節可動域との関連がみられ，早期からの可動域改善が歩容に影響する可能性が示唆された。歩行対称性を示すACでは術前後で変化を認めなかった。しかし，8Wで非術側膝関節の歩行時痛と関連がみられ，片側TKA後は経過とともに非術側膝関節痛が歩行対称性に影響する可能性が示唆された。