[P-KS-04-4] 方向転換動作時における下肢運動学と下肢関節間協調性との関係
Keywords:方向転換, 三次元動作解析, vector coding
【はじめに，目的】
高齢社会に突入した日本では，健康寿命と平均寿命の乖離が認められ，運動器の疾患は，健康寿命を阻害し，要支援に至る原因の第1位である。健康の維持は重要な課題とされ，運動は加齢に応じた健康な生活の維持に関連し研究が発展している。また，臨床における観察では，直線歩行よりもむしろ方向転換などに，固有の代償的制御が顕在化することをよく経験する。よって，本研究の目的は，動的タスクのパフォーマンス中における関節間の協調運動を数値化するvector codingを用いて，歩行，方向転換制御を理解し，運動療法へ貢献する知見を得ることである。
【方法】
被験者 健常大学生10名（男性5名，女性5名）とした。
方法 計測は約10 mの歩行路を裸足，快適歩行速度で行った。方向転換地点を定め，左下肢を立脚肢とし，前方へ（gait），立脚側への45°step動作（cross），遊脚側への45°step動作（tune）を計測した。計測は各動作5回行い，立脚期における股関節，膝関節の運動学データを収集した。解析区間は立脚期の開始から終了を床反力鉛直成分のピーク値を用いて四分位とし，股関節機能をより反映するとされるフェイズ1，フェイズ4を解析区間とした。動作中の運動学データは，赤外線カメラ8台を用いた3次元動作解析装置Vicon MX（Vicon Motion Systems社，Oxford）を用いてサンプリング周波数120Hzにて取得した。同時に動作中の床反力は，床反力計（AMTI社，Watertown）10基を用いて，サンプリング周波数120Hzで取得した。算出するパラメーターとして，膝関節，股関節関節角度最大値，最小値，運動量，また算出された各の関節を組み合わせ，9つの組み合わせおいてベクトルアングルを算出，ベクトルアングルの一貫性を示すvector coding variability（VCV）（1が最も一貫性が低い）を関節協調性の値として算出し，一元配置分散分析を用いて統計処理を行った。
【結果】
フェイズ1において股関節内外転最大値（cross 6.3±3.1，tune 1.7±3.4）に有意な差があり，フェイズ4においては股関節回旋最大値（cross 13.6±6，tune -2.8±8.9），股関節回旋運動量（gait 6.1±3.6，cross 11.3±2.6，tune 4.1±2.3），股関節内外転最小値（cross -7±5.5，tune -3.6±3.9），膝関節屈曲運動量（gait 30.4±2.9，tune 28.2±2.8）に有意な差が見られた（P＜0.05）。関節協調性はフェイズ4において，股関節前額面/膝関節水平面，（gait 0.68±0.1，cross 0.55±0.1，tune 0.67±0.5）股関節水平面/膝関節矢状面（gait 0.84±0.1，cross 0.74±0.1，tune 0.83±0.1）の組み合わせにおいて有意な差が見られた（P＜0.05）。【結論】crossがフェイズ4において，より大きな股関節運動を呈し，関節協調性が低いことから運動の冗長性，多様性が求められる運動であり，tuneがフェイズ4において，より小さな膝関節，股関節関節運動を呈し，関節協調性が高いことから運動の冗長性，適応性が求められる動作であることが示唆された。
高齢社会に突入した日本では，健康寿命と平均寿命の乖離が認められ，運動器の疾患は，健康寿命を阻害し，要支援に至る原因の第1位である。健康の維持は重要な課題とされ，運動は加齢に応じた健康な生活の維持に関連し研究が発展している。また，臨床における観察では，直線歩行よりもむしろ方向転換などに，固有の代償的制御が顕在化することをよく経験する。よって，本研究の目的は，動的タスクのパフォーマンス中における関節間の協調運動を数値化するvector codingを用いて，歩行，方向転換制御を理解し，運動療法へ貢献する知見を得ることである。
【方法】
被験者 健常大学生10名（男性5名，女性5名）とした。
方法 計測は約10 mの歩行路を裸足，快適歩行速度で行った。方向転換地点を定め，左下肢を立脚肢とし，前方へ（gait），立脚側への45°step動作（cross），遊脚側への45°step動作（tune）を計測した。計測は各動作5回行い，立脚期における股関節，膝関節の運動学データを収集した。解析区間は立脚期の開始から終了を床反力鉛直成分のピーク値を用いて四分位とし，股関節機能をより反映するとされるフェイズ1，フェイズ4を解析区間とした。動作中の運動学データは，赤外線カメラ8台を用いた3次元動作解析装置Vicon MX（Vicon Motion Systems社，Oxford）を用いてサンプリング周波数120Hzにて取得した。同時に動作中の床反力は，床反力計（AMTI社，Watertown）10基を用いて，サンプリング周波数120Hzで取得した。算出するパラメーターとして，膝関節，股関節関節角度最大値，最小値，運動量，また算出された各の関節を組み合わせ，9つの組み合わせおいてベクトルアングルを算出，ベクトルアングルの一貫性を示すvector coding variability（VCV）（1が最も一貫性が低い）を関節協調性の値として算出し，一元配置分散分析を用いて統計処理を行った。
【結果】
フェイズ1において股関節内外転最大値（cross 6.3±3.1，tune 1.7±3.4）に有意な差があり，フェイズ4においては股関節回旋最大値（cross 13.6±6，tune -2.8±8.9），股関節回旋運動量（gait 6.1±3.6，cross 11.3±2.6，tune 4.1±2.3），股関節内外転最小値（cross -7±5.5，tune -3.6±3.9），膝関節屈曲運動量（gait 30.4±2.9，tune 28.2±2.8）に有意な差が見られた（P＜0.05）。関節協調性はフェイズ4において，股関節前額面/膝関節水平面，（gait 0.68±0.1，cross 0.55±0.1，tune 0.67±0.5）股関節水平面/膝関節矢状面（gait 0.84±0.1，cross 0.74±0.1，tune 0.83±0.1）の組み合わせにおいて有意な差が見られた（P＜0.05）。【結論】crossがフェイズ4において，より大きな股関節運動を呈し，関節協調性が低いことから運動の冗長性，多様性が求められる運動であり，tuneがフェイズ4において，より小さな膝関節，股関節関節運動を呈し，関節協調性が高いことから運動の冗長性，適応性が求められる動作であることが示唆された。