[P-KS-09-6] 荷重応答期の下肢関節への力学的負荷を軽減する歩行様式の検討
キーワード：歩行, 動作解析, 床反力
【はじめに，目的】
歩行時の床反力や関節モーメントなどの力学的負荷を軽減することは下肢関節や関節周囲筋の負担軽減につながると考えられる。力学的負荷の大きさは歩行速度や歩幅に比例するとされているが，歩行様式の変化によって力学的負荷を減少させることができるかを検討した研究はない。本研究の目的は，歩行速度や歩幅を維持したままで下肢関節の力学的負荷を軽減するために必要な動作戦略を明らかにすることである。
【方法】
対象は若年健常者14名（男性6名，女性8名）とした。測定課題は通常歩行と衝撃軽減歩行で，測定には中央に2枚の床反力計を埋め込んだ6mの歩行路を用いた。歩行時は床反力計の2枚目に左足が乗るように開始位置を調整し，ケイデンスは両条件とも110歩/分に統一した。通常歩行は快適な歩幅で歩行し，3試行を記録した。また，通常歩行時の両側の踵接地位置をテープでマーキングした。被験者には，歩幅を変えずに両下肢の接地時に加わる衝撃を軽減するように歩行することだけを指示した。2峰性を示す床反力垂直分力のうち，荷重応答期の衝撃を表す第1ピーク（Fz1）は立脚後期の第2ピーク（Fz2）よりも荷重率が大きく，関節への力学的負荷により大きく影響すると考えられるため，左下肢のFz1を分析対象とし，この値をスクリーンに投影し試行毎にフィードバックした。数回の練習の後，左下肢のFz1を大きく減少させることができた3試行を記録した。
動作解析には三次元動作解析装置および床反力計を使用し，全身27箇所に反射マーカーを貼付した。記録したデータから，歩行速度，歩幅，ケイデンス，左下肢のFz1と矢状面，前額面における左股・膝・足関節の接地時の角度，立脚期前半の関節角度及び外的関節モーメントのピーク値を算出した。さらに右下肢ではFz2と股・膝・足関節の立脚後期における矢状面，前額面での関節角度及び外的関節モーメントのピーク値を算出した。各変数につき課題間での比較を対応のあるt検定を用いて行い，有意水準は5％とした。
【結果】
通常歩行と衝撃軽減歩行において歩行速度や歩幅に変化は見られなかったが，左下肢のFz1は有意に減少した。衝撃軽減歩行では，接地時の股屈曲角度，足背屈角度が有意に減少，股外転角度，膝屈曲角度が有意に増加した。また，立脚期前半における股屈曲，内転並びに膝屈曲，内反の各モーメントのピーク値が有意に減少した。右下肢では，Fz2，立脚後期の股伸展角度ピーク値，足背屈モーメントピーク値が有意に増加した。
【結論】
本研究の結果，接地時の股関節屈曲，足関節背屈角度を減少，股関節外転，膝関節屈曲角度を増加させ，加えて対側では股関節伸展角度を増加して足関節底屈筋による体重支持量を増加させることで，歩行速度や歩幅を変えることなく下肢関節への力学的負荷を軽減できることが示された。本研究結果は股・膝関節に障害を有する患者の歩行指導に応用できる可能性がある。
歩行時の床反力や関節モーメントなどの力学的負荷を軽減することは下肢関節や関節周囲筋の負担軽減につながると考えられる。力学的負荷の大きさは歩行速度や歩幅に比例するとされているが，歩行様式の変化によって力学的負荷を減少させることができるかを検討した研究はない。本研究の目的は，歩行速度や歩幅を維持したままで下肢関節の力学的負荷を軽減するために必要な動作戦略を明らかにすることである。
【方法】
対象は若年健常者14名（男性6名，女性8名）とした。測定課題は通常歩行と衝撃軽減歩行で，測定には中央に2枚の床反力計を埋め込んだ6mの歩行路を用いた。歩行時は床反力計の2枚目に左足が乗るように開始位置を調整し，ケイデンスは両条件とも110歩/分に統一した。通常歩行は快適な歩幅で歩行し，3試行を記録した。また，通常歩行時の両側の踵接地位置をテープでマーキングした。被験者には，歩幅を変えずに両下肢の接地時に加わる衝撃を軽減するように歩行することだけを指示した。2峰性を示す床反力垂直分力のうち，荷重応答期の衝撃を表す第1ピーク（Fz1）は立脚後期の第2ピーク（Fz2）よりも荷重率が大きく，関節への力学的負荷により大きく影響すると考えられるため，左下肢のFz1を分析対象とし，この値をスクリーンに投影し試行毎にフィードバックした。数回の練習の後，左下肢のFz1を大きく減少させることができた3試行を記録した。
動作解析には三次元動作解析装置および床反力計を使用し，全身27箇所に反射マーカーを貼付した。記録したデータから，歩行速度，歩幅，ケイデンス，左下肢のFz1と矢状面，前額面における左股・膝・足関節の接地時の角度，立脚期前半の関節角度及び外的関節モーメントのピーク値を算出した。さらに右下肢ではFz2と股・膝・足関節の立脚後期における矢状面，前額面での関節角度及び外的関節モーメントのピーク値を算出した。各変数につき課題間での比較を対応のあるt検定を用いて行い，有意水準は5％とした。
【結果】
通常歩行と衝撃軽減歩行において歩行速度や歩幅に変化は見られなかったが，左下肢のFz1は有意に減少した。衝撃軽減歩行では，接地時の股屈曲角度，足背屈角度が有意に減少，股外転角度，膝屈曲角度が有意に増加した。また，立脚期前半における股屈曲，内転並びに膝屈曲，内反の各モーメントのピーク値が有意に減少した。右下肢では，Fz2，立脚後期の股伸展角度ピーク値，足背屈モーメントピーク値が有意に増加した。
【結論】
本研究の結果，接地時の股関節屈曲，足関節背屈角度を減少，股関節外転，膝関節屈曲角度を増加させ，加えて対側では股関節伸展角度を増加して足関節底屈筋による体重支持量を増加させることで，歩行速度や歩幅を変えることなく下肢関節への力学的負荷を軽減できることが示された。本研究結果は股・膝関節に障害を有する患者の歩行指導に応用できる可能性がある。