Language：English   Publishing type：Research paper (scientific journal)  

This research developed a device that can be attached to the conventional Knee-Ankle-Foot-Orthosis for controlling the knee in individuals after stroke. The device automatically assists the flexion and extension movements of the knee joint at the appropriate timing. We aimed to clarify the effect of this device on gait performance, kinematic pattern and muscle activation during gait. Seventeen participants after stroke were recruited in this study. They walked with this device for 3 minutes, and we measured the 10m gait time, number of steps, knee motion using electric goniometer and muscle activities of lower limbs during gait. The gait speed, number of steps, and range of knee joint improved by using the device with assist, and those changes remained without assist. For muscle activities measured by electromyography in the lower limbs, although the device only assists one side of the limb, it was able to alter EMG of both paretic and non-paretic limbs. By assisting only the paretic knee movements, the device was able to improve the performance, kinematic pattern and muscle activation during gait, which remained as an aftereffect.

DOI： 10.1109/ICORR.2017.8009264

PubMed

researchmap

J-GLOBAL

researchmap

Language：Japanese   Publisher：Japanese Society for the Science of Design  

Support through living environment design is needed to prevent falls in frail elderly people. This study conducted an experiment with 59 elderly participants, installing 3 to 7 mm protrusions on desks and walls to assist body retention in existing environments. Subjects performed movements such as standing up and climbing steps while using these designs, and their center-of-gravity sway was analyzed. The results confirmed that even small protrusions effectively improved balance in elderly individuals during these movements.

DOI： 10.11247/jssd.72.0_440

CiNii Research

researchmap

Language：Japanese   Publisher：The Japan Society of Mechanical Engineers  

One approach to preventing injuries the daily lives of frail elderly people is to change environmental designs that make it easier for them to support their bodies. However, some people are reluctant to attach handrails to desks or walls, and there is a need for designs that are smaller in scale but still effective in helping people to maintain their bodies. In this study, we created a desk with three different surfaces and three different heights of protrusions attached to the edges, and measured the body retention of 59 frail elderly persons against the desk when they stood up. As a result, many elderly people were able to hold their bodies more strongly on the desks with rubber resin film attached to the surface and with 7mm protrusions than on normal desks, suggesting that even small design innovations can be useful in assisting frail elderly people.

DOI： 10.1299/jsmermd.2025.2a1-a05

CiNii Research

researchmap

researchmap

Language：Japanese   Publisher：公益社団法人 日本理学療法士協会  

脳性麻痺児に対するリハビリテーションでは，理学療法士によるハンドリングなどの徒手的矯正を中心に行われているが，これには二つの問題がある。一つは，担当する理学療法士の経験やスキルによって効果が変化してしまう点が挙げられる。このように理学療法士間の技術格差が生じると，エビデンスの構築も困難になってしまう。また，もう一つの問題は，病院内などの理学療法士が在籍している環境でしか練習を実施できないという点である。学齢期ではリハビリテーションサービスを受ける機会が減少してしまう。十分な練習量を確保するためには学校や家庭内などの病院以外の環境で運動機能の維持あるいは改善を目指すことが必要である。事実，GMFCS I-IIの脳性麻痺児に対して家庭内でtreadmill trainingを実施した場合，歩行速度が改善したと報告している研究（Mattern-Baxter K, 2013）がある。一方で，保護者による家庭内訓練（parent-delivered home-based training）を12週間実施した研究において，予定していたサンプルサイズの約1/6の人数しか募集することができず，その理由として保護者に対する負担の増大が大きな障害因子になったと述べている（Beckers L, 2019）。つまり，現実的な問題として家庭内訓練を長期間継続して実施することは非常に困難であると考えられる。さらに，練習を実施したとしても，その効果は専門職が実施した場合と比較して不十分となる可能性も懸念される。これらの問題に対する解決策が今後の課題となるだろう。

これらの問題に対して，将来的にリハビリテーションロボットが解決策になり得るかもしれない。脳性麻痺児に対するリハビリテーションロボットの有効性をまとめたレビューでは，歩行速度，歩行耐久性や運動機能の改善に有効であったと報告している（Carvalho I, 2017）。演者らの研究においても，GMFCS I-IIIの脳性麻痺児に対して両側の股関節運動をリハビリテーションロボットによって補助したところ，従来のトレッドミルトレーニングでは生じなかった歩行時の股関節運動の対称性の改善が得られた（Kawasaki S, 2020）。脳性麻痺児の膝関節の過剰な屈曲を伴う歩行は，膝関節に強い負担をかけるため，歩行を繰り返すだけではかえって痛みなどの二次障害を引き起こしてしまいやすい。しかし，このようにリハビリテーションロボットを使用することで適切な歩容で練習を実施することができれば，非常に有用であると考えられる。

さらに，リハビリテーションロボットは使用者が誰であっても同様の効果が得られる可能性が高い。したがって，もし保護者がリハビリテーションロボットを使用した場合を想定すると，操作や装着方法の習熟などの手間は生じるものの，練習中の運動の補助等は必要なく，理学療法士が不在の状況においても適切な歩容を学習できると考えられる。リハビリテーションロボットもトレッドミルトレーニングと同様に，家庭内で使用することで歩行機能の改善をもたらす可能性があるだろう。現状，脳性麻痺児に対して家庭内使用を目的としたリハビリテーションロボットは開発されていないが，もしそのようなロボットが社会に普及すれば，家庭内に限らず，特別支援学校や放課後デイなど様々な環境でも使用が可能になると考えられる。つまり，我々理学療法士が毎日子供たちの横に付き添えなかったとしても，リハビリテーションロボットがその代わりとして日常生活の中で子供たちを助けられるかもしれない。本シンポジウムでは，脳性麻痺児に対するリハビリテーションロボットの可能性について考えたい。

DOI： 10.14900/cjpt.48s1.c-67

CiNii Research

researchmap

Language：Japanese   Publisher：公益社団法人 日本理学療法士協会  

DOI： 10.14900/cjpt.47s1.f-32_1

CiNii Research

researchmap

Language：Japanese   Publisher：公益社団法人 日本理学療法士協会  

DOI： 10.14900/cjpt.47s1.f-56_1

CiNii Research

researchmap

Language：Japanese   Publisher：全日本病院出版会  

CiNii Books

CiNii Research

researchmap

Other Link： https://search.jamas.or.jp/link/ui/2019275790

Language：Japanese   Publisher：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【はじめに・目的】

脳卒中片麻痺者の歩行動作における問題点として麻痺側下肢での身体支持や前方推進が困難となることが挙げられる。通常の歩行では倒立振子モデルに従い両脚立脚期の運動エネルギーは単脚立脚期の位置エネルギーに変換される。脳卒中片麻痺者では両脚立脚期における下肢非対称性が報告されているが、非対称性が倒立振子のエネルギー変換にどのような影響を与えているかは明確となっていない。本研究の目的は、油圧底屈制動付短下肢装具(GS)装着の有無による両脚立脚期における床反力垂直成分と単脚立脚期における骨盤の垂直変位の変化について検証することである。

<u></u>【方法】

対象者は脳卒中片麻痺者8名(年齢48.8±9.1歳,身長166.3±5.6,体重59.4±6.6,Fugl-Meyer Assessment下肢21.3±4.8)、包含基準は装具なしでの歩行可能な者とした。測定課題は3mの歩行路上でのタンデム肢位及び快適速度歩行とし、歩行課題は裸足歩行とGS装着歩行の2条件にて各2回実施した。測定には床反力計2枚(KISTLER社製:Sampling周波数200Hz)と画像動作解析装置(産業技術総合研究所社製:Sampling周波数30Hz)を用い、床反力垂直分力の両脚の合計値(以下Fz)と骨盤の上下移動量を測定した。Fzは麻痺側下肢が前になる両脚支持期(FzPF)と後ろになる両脚支持期(FzNPF)の各ピーク値を同定し、2施行分の平均値からタンデム肢位の時のFzの差分を取ることにより体重で正規化した。また、麻痺側と非麻痺側の立脚期における骨盤の垂直変位の算出は骨盤マーカーより両脚支持期の最低値と単脚立脚期のピーク値の差分を算出し、各2施行分の平均値を身長で正規化した。統計解析は対応のあるT-testを用いてGS装着有無によるFzと歩行速度の変化、及び骨盤垂直変位の麻痺側と非麻痺側間の比較検証を行った。相関分析としてPearsonの相関係数を用いてFzと骨盤垂直変位についての関連性を分析した。(有意水準5%)

【結果】

裸足歩行と比較してGS装着時では歩行速度が有意に増加した(p<0.05)。Fzについては麻痺側後のFzNPFにおいて有意な増加を示し(p<0.05)、麻痺側前のFzPFでは変化は認めなかった。骨盤垂直変位はGS装着の有無ともに非麻痺側立脚期の挙上と比較して麻痺側で有意に低下していた(裸足歩行:p<0.01;GS歩行:p<0.01)。裸足歩行ではFzNPFと非麻痺側立脚期における骨盤垂直変位に有意な負の相関を示したが(r=-0.71,p=0.048)、GS歩行ではこの関連性は見られなかった。

【考察】

麻痺側立脚後期から非麻痺側へのweighttransitionにおいて裸足歩行では両下肢にかかる床反力垂直分力が低下し骨盤を円滑に挙上することができなくなるため、続く非麻痺側立脚期での骨盤の垂直方向移動量が不必要に大きくなり効率が低下したと考えられた。しかしGS装着に伴い同時期の床反力垂直分力が改善した。GSは一般的に麻痺側接地時の床反力を改善すると考えられるが、今回の結果、離地時の体重移動にも影響を与えることが示唆された。

【倫理的配慮，説明と同意】

本研究は本学倫理委員会の承認を得て、ヘルシンキ宣言に基づき実施した。また、対象者に本研究の目的や測定内容について説明を行った上で、書面にて同意を得て行った。

DOI： 10.14900/cjpt.46s1.e-58_2

CiNii Research

researchmap

Language：Japanese   Publisher：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【はじめに・目的】

神経疾患患者を対象として、音楽によって運動を変化させる可能性を念頭においた音楽療法が行われる場合がある。リズム提示で歩行のテンポを変化させるRhythmic Auditory Stimulationや楽器演奏によって上肢の動きを引き出すTherapeutic Instrumental Music Performance等様々な音楽刺激が運動練習に利用される（Thaut et al,2014）。しかし、殆どなされていない。

 もし音楽が運動自体に直接影響を与えられるならば、言語的教示を与えにくい小児神経疾患患者に対する運動指導において特に有用な手段となるかもしれない。実際に、5-6歳の幼児に対して一定のテンポでメトロノーム刺激を与えると歩行との同期が見られるという報告もある。これは歩行中の音楽刺激が歩行運動を修飾する可能性を示唆している。

 そこで、本研究では痙直型脳性麻痺児を対象にして特定の音楽を背景音楽（BGM）として聞かせた場合と聞かせなかった場合に、歩行速度や歩行中の関節角度に与える影響について検討することとした。

【方法】

対象は痙直型脳性麻痺児11名（平均年齢10.6±2.7歳、GMFCS I 2名II 5名III 4名）とした。対象児に５m歩行路を2往復4回歩かせた。音楽刺激を与えない快適歩行を2回行わせた後、特定のBGM（一分間120拍の音楽）を聞かせながら歩いてもらう音楽条件、特定のBGMなしで歩いてもらう非音楽条件の２条件を1回ずつ無作為な順番で実施した。歩行中の歩行時間を計測するとともに、X-sens社製慣性センサーにより股関節角度を計測した。得られた股関節角度データをMathworks社製Matlab R2017bにて歩行周期ごとに分割し、対象者ごとに安定した歩行周期を取り出した後、各歩行周期の最大屈曲値、最大伸展値を算出し、条件毎に平均値を求めた。最初の音楽刺激がない条件での歩行2回を比較したのち、音楽条件と非音楽条件の歩行速度・関節角度の違いを対応のあるt検定で比較した。

【結果】

最初の快適歩行での速度は1回目 0.47±0.28m/sec、2回目0.48±0.29 m/secとなり差がなかった。これに対し音楽条件0.50±0.31 m/sec、非音楽条件0.48±0.30 m/secとなり、音楽条件で歩行速度の増加が認められた（p<0.05）。

 股関節角度の最大屈曲値は、音楽条件で61.2±8.0度に対して、非音楽条件で57.7±7.4度であり音楽条件で有意な増加を認めた（p<0.05）。

【考察】

音楽条件と非音楽条件に関して歩行速度、股関節屈曲角度の増加が認められた。本研究では単純なBGMであったものの、歩行変化が引き出せており、特殊な訓練が必要であるとされる音楽療法でなくても、音楽そのものに臨床的有用性があると考える。

【倫理的配慮，説明と同意】

本研究は京都大学医の倫理委員会の承諾を得て実施した。

DOI： 10.14900/cjpt.46s1.e-82_1

CiNii Research

researchmap

Language：Japanese   Publisher：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【はじめに・目的】

中枢神経に損傷のある脳性麻痺児において、歩行の獲得は主要な目標の一つである。その歩行機能の改善のために、高頻度に運動を反復できるという点から、トレッドミルを利用した歩行練習は欧米において多く用いられている方法である。しかし、日本においてはトレッドミルを利用した歩行練習の報告は少ない。この理由の一つとして、トレッドミルを使用した歩行により、異常な歩容が誘発される可能性があることが考えられる。以上のことから、本研究の目的を、平地歩行とトレッドミル上歩行における股関節、膝関節の関節角度の変化の特徴を検証することとした。

【方法】

対象者は、痙直型脳性麻痺児10名（男児4名、女児6名、10.5±2.9歳）とした。Gross Motor Function Classification System：GMFCSレベルは、Ⅲ4名、Ⅱ4名、Ⅰ2名であった。

平坦な6mの歩行路において快適速度での歩行（以下、平地歩行）を2回行い、Xsens社製慣性センサーを用いて、股関節、膝関節の関節角度を計測した。次に30秒間のトレッドミル上での歩行（以下、トレッドミル歩行）を、手すりを使用し、安定した歩行が可能な速度で2回行い、その際の股関節、膝関節の関節角度を同一の機器で計測した。各試行のデータから、膝関節・股関節の屈曲・伸展角度のピーク値、関節角度範囲をそれぞれ算出し、平地歩行とトレッドミル歩行の2群について対応のあるt検定で比較した。

【結果】

両歩行中の関節角度の最大値は股関節屈曲角度、膝関節屈曲角度ともに、平地歩行と比較してトレッドミル歩行で有意に増加していた（p<0.05）。一方で、最大伸展角度には両関節において変化は無かった。また、関節運動範囲については、股関節、膝関節において、平地歩行と比較してトレッドミル歩行で有意に増加していた（p<0.05）。

【考察】

本研究の結果、トレッドミル歩行では、平地歩行時と比較して、股関節、膝関節の最大屈曲角度が増加し、股関節の運動範囲も増加した。一方で、最大伸展角度については、股関節、膝関節のいずれにおいても変化は無かった。股関節最大屈曲角度と運動範囲の増加はストライドの増加に、また、膝関節の最大屈曲角度と運動範囲の増加はクリアランスの改善に結びつく運動変化である。一方で、クラウチ歩行の特徴である最大膝関節伸展角度には影響を与えなかった。このことは、トレッドミルを使用した歩行練習による繰り返しの運動のほうが、平地歩行と比較して適切な歩容となっていることを示している。この理由として、手すりの把持による安定性の向上や、規則的な歩行速度が影響していることが考えられる。以上のことから、適切な歩容での歩行の反復を行うために、トレッドミルを利用した歩行練習は有用性が高いことが示唆される。

【倫理的配慮，説明と同意】

本研究はヘルシンキ宣言に沿った研究であり、本大学医の倫理委員会の承認を得て、各対象者に測定方法および研究目的を説明した後、書面にて同意を得て実施された。

DOI： 10.14900/cjpt.46s1.e-81_2

CiNii Research

researchmap

Language：Japanese   Publisher：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【背景】

複雑な筋制御を効率的に行うために個々の筋に対して個別に制御するのではなく、同時に複数の筋をシナジーとして制御するとされる。歩行を制御する筋シナジー数は健常児と比較して、脳性麻痺児で少なく、このため複雑な筋活動の制御が難しいとされている。

 ホンダ歩行アシスト（HWA）は骨盤と大腿部に装着することで歩行時の股関節の屈曲・伸展運動を制御することが可能であり歩行効率を高めることが出来ることが知られている。しかし、ロボットによって適切に歩行運動を変化させることにより筋制御に与える影響については明確ではない。本研究では、脳性麻痺児を対象に、HWAを使用して股関節の運動を補助することによって生じる筋シナジー数の変化を検討することとした。

【方法】

対象者は脳性麻痺児10名とした(年齢11.1±2.3歳、GMFCS Ⅰレベル 2名、Ⅱレベル 5名、Ⅲレベル 3名)。本研究におけるHWAは小児の身体に合うように調整した。まず初めに、快適歩行速度にて6mの平地歩行(平地条件)を2回行った。その後、トレッドミル上で両側の手すりを把持しながら、HWAを装着した状態でロボットによる補助を与えない30秒間の歩行（トレッドミル条件）を2回行った。次に数分間の休憩後、ロボットによる補助を与えた30秒間の歩行を10回行った（アシスト条件）。

 各歩行条件においてDelsys社製Trigno Wireless Systemを用いて歩行時の両側の大腿直筋、半腱様筋、前脛骨筋、腓腹筋、ヒラメ筋の筋活動を取得した。得られた10歩行周期の筋活動データから非負値行列因子分解（以下NNMF）によって両側の筋シナジー数を算出した。各条件の値は2試行のデータの平均を用いた。さらに、Xsens社製慣性センサを用いて両側の股関節角度を計測した。各条件のNNMFの結果から抽出されたシナジー数の変化をWilcoxonの順位和検定によって検討した。

【結果】

筋シナジー数は平地条件と比較してトレッドミル条件で有意な増加が見られ（p<0.05）、その増加はアシスト条件でも維持された。さらに、両側の歩行時における股関節運動範囲の結果から、股関節運動の大きな側のシナジー数と小さな側のシナジー数の差を調べたところ、トレッドミル条件と比較してアシスト条件において左右の差が有意に小さくなっていた（p<0.05）。

【結論】

本研究の結果より、安定したトレッドミル上の歩行において筋シナジー数が増加することが示された。さらに、HWAが脳性麻痺児の歩行時の股関節運動を適正化することで、筋シナジー数の対称性を向上させる可能性が示された。

【倫理的配慮，説明と同意】

本研究はヘルシンキ宣言に沿った研究であり、本大学医の倫理委員会の承認を得て、各対象者に測定方法および研究目的を説明した後、書面にて同意を得て実施された。

DOI： 10.14900/cjpt.46s1.e-81_1

CiNii Research

researchmap

Language：Japanese   Publisher：(公社)日本リハビリテーション医学会  

researchmap

Language：Japanese   Publisher：公益社団法人 日本理学療法士協会  

researchmap

Language：Japanese   Publisher：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【はじめに，目的】







脳卒中後片麻痺者において立位でのバランス機能は日常生活において重要である。近年バランス練習に運動課題と認知課題を同時に行う二重課題（DT）を用いた研究が多く報告されている。DTにおいて運動課題と認知課題は相互に作用するため，各課題の適切な難易度の設定が必要であると考えられており，先行研究では健常者や高齢者を対象に計算や記憶課題の難易度によって姿勢の揺れが異なることが報告されている。しかし脳卒中後片麻痺者を対象に認知課題の難易度が姿勢制御に与える影響を検討した報告はない。そこで本研究の目的は脳卒中後片麻痺者において認知課題の難易度が不安定板上での姿勢制御に与える影響を検討することとした。



【方法】







対象は地域在住の慢性期脳卒中後片麻痺者15名（年齢55.2±12.0歳，発症年数7.3±4.5年，下肢Fugl-Meyer 21.6±4.7点，Mini Mental State Examination 27.0±2.5点）とした。運動課題は対象者に前後のみに揺れる不安定板（酒井医療社製DYJOC Board Plus）上で30秒間できるだけ不安定板が水平になるように立位保持させた。認知課題は単語の記憶課題を用い，まず各対象者の記憶機能を把握するために座位にて30秒間に10個提示した単語を記憶させ，その後回答できた数を最大記憶数とした。DT時にはeasy条件として最大記憶数の20%，medium条件として最大記憶数の50%，maximum条件として最大記憶数だけ単語を提示することで認知課題の難易度を3段階に設定した。測定項目は運動課題のみの条件（ST），DT3条件の計4条件をランダムに実施し，不安定板の傾斜角度から角度のばらつき（角度SD），角度の変位速度（角速度），角度の規則性（SampEn）を算出した。また両側の近位・遠位前脛骨筋（TA1・2），内側・外側腓腹筋（MG・LG），ヒラメ筋に表面筋電図を貼付し，平均筋活動量を算出した。さらに皮質脊髄路からの入力を反映する15-35Hz帯域における筋電図間コヒーレンスを両側のTA1-TA2，MG-LG間で算出した。統計解析は各指標についてST条件とDT3条件の違いを検討するために反復測定一元配置分散分析を行った後，多重比較（Dunnett法）を行った。



【結果】







姿勢制御の不安定性を示す角度SD，角速度では条件要因に有意な主効果はみられなかった。SampEnでは有意な主効果がみられ，STよりもeasy条件が有意に低値を示した。非麻痺側のTA1-TA2間コヒーレンスでは有意な主効果がみられ，STよりもmaximum条件が有意に低値を示した。



【結論】







脳卒中後片麻痺者において不安定板上での姿勢制御時に二重課題を行うと姿勢の不安定性には変化がないものの，簡単な認知課題では姿勢制御は規則的になり，難しい認知課題では非麻痺側への皮質脊髄路の関与が小さくなった。姿勢制御戦略は認知課題の難易度に影響を受けており，脳卒中後片麻痺者において二重課題をバランス練習に用いるには認知課題の難易度を考慮する必要があることが示唆された。

DOI： 10.14900/cjpt.2016.1006

CiNii Research

researchmap

Language：Japanese   Publisher：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【はじめに，目的】



脳卒中後片麻痺者における典型的な歩行パターンの特徴は主に膝関節で観察されることが古くから指摘されている。一方，歩行の仕方は疲労などに伴い変化する可能性がある。しかし，このような長時間歩行における運動の変化についてこれまでほとんど検討されていない。例えば小脳失調患者においては，歩幅や関節角度の変動性が歩行時の特徴であると考えられている。長時間歩行の際，脳卒中後片麻痺者でもこのような変動性に変化が生じることが予想される。本研究の目的は，脳卒中後片麻痺者の歩行変動性の評価を行い，3分間連続歩行時における関節角度の変動性の経過の特徴を明確にすることである。





【方法】



対象者は地域在住の脳卒中後片麻痺者18名（脳出血12名，脳梗塞5名，頭部外傷1名）とした。対象者には裸足にて3分間の連続快適歩行を指示した。歩行中の麻痺側膝・足関節関節角度をNoraxon社製2軸ゴニオメーターにて測定した。機能的評価指標として下肢最大筋力を測定し，裸足での10m快適歩行速度，下肢装具使用でのTUGをそれぞれ測定した。歩行時の下肢関節角度は加速度計により初期接地を同定し，1歩行周期を100％として時間の正規化を行った。3分間の連続歩行を0-30秒（phase1），30-60秒（phase2），60-90秒（phase3），90-120秒（phase4），120-150秒（phase5），150-180秒（phase6）に分類した。解析項目は各phaseにおける膝・足関節角度の標準偏差（SD）を算出し，1歩行周期のSD平均値（SD平均）と，0-20％の荷重応答期（LR期）と50-100％の前遊脚期から遊脚期（SW期）のSDの最大値（SD最大）をそれぞれ算出した。



各phaseの膝・足関節SD平均値は，Friedmanの順位和検定とWilcoxonの符号付き順位検定（Bonferroni補正）で比較した。機能・パフォーマンス指標とSD最大値の増加率の相関をSpearmanの相関係数にて算出した。



また，LR期とSW期それぞれにおける各phaseのSD最大値の比較をFriedman順位和検定とWilcoxonの符号付き順位検定（Bonferroni補正）にて比較した。





【結果】



各phaseの膝・足関節SDの平均はphase2で最も低値を示し，その後phase4～6で有意に増加した。機能・パフォーマンスの指標との相関を検討したところ，膝SD最大値の増加率と股関節伸展，膝関節屈曲の最大筋力の間に負の相関を認めた。



LR期の膝・足関節SD最大値は3分間で変化しなかったが，SW期のSD最大値は，膝・足関節ともにphase2とphase4～6の間で有意に増加を認めた。





【結論】



各phase間のSD平均値が連続歩行時間の増加と共に有意に増加したことで，3分間程度の連続歩行でも関節の動揺性が増加し疲労が生じた可能性が示唆された。連続歩行測定中，1歩行周期中においてSDはLR期とSW期で増加する特徴があったが，特にSW期のSD最大値が膝・足関節ともに増加しており，疲労によって変化が生じやすいのは前遊脚期から遊脚初期であり，遊脚時の足尖の引っ掛かりや転倒との関連が考えられた。

DOI： 10.14900/cjpt.2016.1112

CiNii Research

researchmap

Language：Japanese   Publisher：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【はじめに，目的】



脳卒中後に生じる筋力低下は臨床的に重要な問題であるとされており，その原因として運動単位動員数の減少や，発火頻度の低下が挙げられる。健常者では急速な動作や複雑な課題ではサイズの原理に従わず，高閾値の運動単位が動員されやすいが，脳卒中後片麻痺者では高閾値の運動単位が選択的に不活動になることが報告されている。しかし，運動課題の違いが運動単位の制御に与える影響については十分に検証されていない。本研究の目的は，脳卒中後片麻痺者を対象に筋活動電位波形から運動単位の挙動を推定するDecomposition法を用いて，異なる運動課題における運動単位制御について明らかにすることである。





【方法】



対象は，脳卒中後片麻痺者7名（年齢55.4±11.7歳，上肢Fugl-Meyer scale 44.4±13.0点）とした。運動課題として背臥位で肘関節30度屈曲位にて麻痺側・非麻痺側の等尺性肘関節屈曲運動を行った。DELSYS社製dEMGシステムを用いて上腕二頭筋の筋活動を記録した。まず，肘関節屈曲最大筋力（MVC）を測定し，20％MVCで筋力を発揮させた状態を30秒間保持するよう教示した（定常課題：ST）。続いてSTのうち10～20秒の10秒間は20％MVC以下において収縮と弛緩を最大速度で繰り返す動的な筋力発揮を行わせた（動的課題：DT）。各課題でDELSYS社製dEMGシステムを用いて上腕二頭筋の筋活動を記録し，Decomposition法を用いて運動単位動員数と発火頻度を算出した。また，肘関節屈曲最大トルクをハンドヘルドダイナモメーターにて計測した。統計解析は各課題における麻痺側と非麻痺側の運動単位数や発火頻度と最大トルクの相関をPearsonの積率相関係数を用いて検討した。有意水準は5％とした。









【結果】



麻痺側におけるSTの発火頻度は最大トルクの大きさと有意な負の相関を示したが，DTの発火頻度は最大トルクと有意な正の相関を示した。一方，非麻痺側においては2課題とも発火頻度と最大トルクの間に相関は認めなかった。運動単位動員数はどの条件においても最大トルクとの相関は認められなかった。









【結論】



麻痺側において，STではより筋力の低い対象者では20％MVCの低負荷の課題でも運動単位発揮張力低下によって発火頻度を過度に増加させたのではないかと考えられる。一方，DTでは，筋力が大きくより高閾値の運動単位が機能すると考えられる対象者では健常者と同様の制御を行ったが，筋力が小さく高閾値の運動単位が障害されていると考えられる対象者では健常者とは異なる制御を行った可能性が示された。本研究において麻痺側では定常課題と動的課題での運動単位の制御が異なる可能性が示唆された。

DOI： 10.14900/cjpt.2016.0640

CiNii Research

researchmap

Language：Japanese   Publisher：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【はじめに，目的】



運動学習は中枢神経疾患障害に対する運動機能改善の重要な手段であり，近年，運動学習の動機付けに影響する報酬の重要性が指摘されている。例えば，仮想コインを報酬として用いて運動学習を行わせた群はコントロール群と比較して学習効果が長期間持続することが知られている。これは報酬による快感情が辺縁系を賦活し長期記憶に関与した結果であると考えられる。



一方，快感情を引き出す可能性があるものとして音楽が知られており，感情が曲調に自然と同期する効果があるとされる。しかし報酬を用いた運動学習に音楽が与える影響についての報告はない。



本研究の目的は，音楽を伴って報酬を与えることにより快感情を高めることが運動学習課題の記憶保持に与える影響について検証することとした。







【方法】



対象は健常成人21名（男性11名 女性10名 年齢22.3±1.5歳）とした。被験者を7名ずつ無作為に，音楽を聞かせながら報酬を与える群（音楽群），報酬のみ与える群（報酬群），及び報酬を与えない無報酬群に分けた。



課題動作は，非利き足をスケートボードに乗せ利き足で床を蹴り3.8m先のゴールライン上に止めることを目標とした。全群において初回測定後練習を15回行わせた。練習試行直後に測定を1回行い，この測定日から2週間後と4週間後に再度同様の課題を行わせた。全試行でスケートボードとゴールラインの距離（誤差距離）を被験者に示し，音楽群と報酬群ではこの距離が近いほど多くのコインを与えた。また，音楽群では練習15回において背景音楽を流し，課題後に音楽による感情の変化を確認した。課題において利き足の運動力学的特徴を知るため，AMTI社製床反力計を用いて蹴り出しにおける前方分力のピーク値（床反力Peak値）を測定した。



得られたデータを基に，練習中最もゴールラインに近づいた時の誤差距離と床反力Peak値を0とし，各試行における値をその差の絶対値として校正した。練習試行15回の結果は5回ずつ平均して練習初期，練習中期，練習後期とし，各群の初回試行と練習3相の変化を二元配置分散分析により比較した。次に，練習後の変化を練習直後，2週間後，4週間後に対する二元配置分散分析により検討した。交互作用がある場合には，Bonferroniによる多重比較を使用し，全ての統計学的有意確率は5%未満とした。



【結果】



音楽群において音楽を快刺激と感じたものは7名中6名いた。誤差距離や床反力peak値は練習による有意な減少を示したが群間の差は認めなかった。練習後の変化として誤差距離では群間差は認めなかったが，床反力peak値では群間における有意な交互作用を認め，無報酬群のみ2週間後に有意に増加した。また2週間の時点で音楽群が無報酬群より有意に低値を示した。



【結論】



本研究の結果，運動学習における報酬に伴う学習効果の持続が認められた。また音楽群では誤差が低値を示しており，学習効果に影響を与えうる可能性が示唆された。

DOI： 10.14900/cjpt.2016.0919

CiNii Research

researchmap

Language：Japanese   Publisher：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【はじめに，目的】



一般的に，脳卒中後片麻痺者においては，膝関節に歩容異常が生じやすいことが知られている（DeQuervain IAK, 1996，Mulroy S, 2003）。近年，このような歩行パターンを改善するための方策として，ロボットを使用したリハビリテーションが行われている。我々の研究グループでは，歩行時の膝関節の屈曲伸展運動を補助する機構を取り付けて長下肢装具をロボット化する装置を開発した。これまで，3名の脳卒中後片麻痺者に対してプロトタイプを用いた検討では，遊脚期の麻痺側膝関節屈曲角度の増加が観察された。本研究では，実際に長下肢装具を利用した機器を用い，脳卒中後片麻痺者の歩行機能に与える影響について検討した。



【方法】



対象者は地域在住の脳卒中後片麻痺者17名（男性14名，女性3名）とした。対象者に装具なしでの歩行課題とロボットを用いた歩行課題を快適歩行にてランダムな順序で行わせた。ロボット課題では，機器を装着して補助トルクを与えない10m歩行（ロボットpre条件），補助トルクを膝関節に与えた状態での連続歩行，および再度トルクを与えない10m歩行（ロボットpost条件）を行った。両課題ともに連続歩行は3分間計測し，1分毎の時間間隔で分割して解析を行った。



使用した機器は，内蔵したセンサーから歩行周期を自動判別し，適切なタイミングで膝関節の屈曲伸展運動を補助するよう設計されている。本測定における補助トルクの大きさは歩容が崩れない適切な大きさまで測定者が調整した。



各歩行条件のパフォーマンス指標として歩行速度，10mあたりの歩数を算出した。また，麻痺側膝関節角度を対象に電気ゴニオメーターにより歩行時の膝可動範囲を算出した。まず，装具装着自体の影響を調べるために，ロボットpre条件と装具なし条件を比較した。次に補助トルクの影響を調べるために，ロボットpre条件とロボット条件での歩行を比較した。連続歩行中の違いを見るためにロボット条件と装具なし条件で比較し，最後に事後効果を確認するためにロボットpre条件とpost条件を比較した。パフォーマンス指標と膝可動範囲は対応のあるt検定またはWilcoxonの符号付順位和検定，一元配置反復測定分散分析またはFriedman検定によって比較を行った。



【結果】



装具装着のみでは歩行速度，歩数，膝可動範囲のいずれも変化が見られなかった。しかし，補助トルクを与えることで，歩行速度の有意な増加（p＜0.01），歩数の有意な減少（p＜0.05），膝可動範囲の有意な増加を示した（p＜0.01）。連続歩行中は同一課題では変化しなかったが，膝可動範囲はロボット課題において有意に大きかった（p＜0.016）。また，ロボットによる事後効果は，歩行速度，歩数，膝可動範囲において有意に観察された（p＜0.01）。



【結論】



本研究の結果より，ロボットによる補助トルクを与える事でパフォーマンスや関節運動を変化させることが出来，その効果は事後も持続することが示唆された。

DOI： 10.14900/cjpt.2016.0954

CiNii Research

researchmap

Language：Japanese   Publisher：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【はじめに，目的】脳卒中後片麻痺患者の立位でのバランス機能は日常生活において重要である。これまで二重課題（DT）は閉眼・閉脚立位課題では姿勢制御に影響を与えやすいことが報告されている。またタンデム肢位は前後の姿勢制御が困難になりやすい（Goldie PA, et al.,：1996）と報告されているが，タンデム肢位におけるDTの影響を検討した報告は少ない。近年，姿勢制御を検討するための新たな指標として足圧中心（COP）の動きの規則性をみるサンプルエントロピー（SampEn）が提案されている。脳卒中後片麻痺者において姿勢制御時にDT条件を与えることにより，不規則な運動が増加してSampEnが増加することが報告されている。そこで本研究の目的はSampEnを用いて脳卒中後片麻痺者においてDTとタンデム肢位が姿勢制御に与える影響を検討することとした。【方法】対象者は地域在住の脳卒中後片麻痺者14名（年齢59.9±10.7歳，下肢Brunnstrom Recovery StageIII1名，IV10名，V3名，Mini-Mental State Examination 28.7±1.7点）とした。各対象者にはKistler社製床反力計2枚の上で足幅を10cm開いた開脚立位と，足幅を10cm開き，後側下肢の足尖部より10cm前方に踏み出したタンデム肢位を各30秒間保持させた。課題は各立位姿勢において立位保持のみの単純課題（ST）と認知課題を同時に行うDT（無作為な数から7ずつ引き算）を無作為に実施した。床反力計よりCOPと床反力を測定し，COPの実効値面積（RMS），前後左右方向の単位軌跡長，麻痺側下肢への荷重量，前後左右方向のSampEnを算出した。統計処理は，RMSと麻痺側への荷重量，前後左右方向の単位軌跡長とSampEnを立位姿勢（開脚立位・麻痺側・非麻痺側前のタンデム肢位）と課題（ST・DT）の2要因による反復測定二元配置分散分析を用いて比較した。【結果】RMSと麻痺側への荷重量では，立位姿勢の三条件間およびDTの有無による変化はなかった。左右方向の単位軌跡長は開脚立位よりもタンデム肢位において増加した。前後方向の単位軌跡長は開脚立位よりもタンデム肢位において増加し，麻痺側前よりも非麻痺側前のタンデム肢位で増加した。SampEnは開脚立位よりもタンデム肢位において左右方向では減少し，前後方向では増加した。【結論】本研究では，DTが脳卒中後片麻痺者の姿勢制御に与える影響は見られなかった。RMSに示される重心動揺は立位姿勢の違いによる影響を受けなかった。しかし開脚立位よりもタンデム肢位においてCOPの移動速度は前後左右方向とも増加した。SampEnの結果より，タンデム肢位において左右方向ではCOPの動きは規則的になり，前後方向では不規則となった。この違いは中枢神経系による姿勢制御戦略の違いが生じている可能性を示唆している。またCOPの移動速度では前後方向においてタンデム肢位により違いが生じており，姿勢制御の規則性と肢位の違いによる影響の差との関連について，より詳細な検討が必要であると考えられた。

DOI： 10.14900/cjpt.2015.1048

CiNii Research

researchmap

Language：Japanese   Publisher：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【はじめに，目的】脳卒中後片麻痺者の特徴的な運動障害である共同運動が生じる原因としていくつかのメカニズムが報告されているが，その一つに皮質脊髄路を介した下行性入力の異常により複数の筋が同時に活動してしまうことが考えられている。筋活動に対する皮質脊髄路からの入力の程度を検討出来る手法として，周波数解析を用いて2つの筋電図波形の関連性を検討する筋電図間コヒーレンス解析があり，Beta帯域（15-35Hz）のコヒーレンスは皮質脊髄路を介した下行性入力を反映することが示されている。健常者の場合，遠位筋のみを選択的に収縮する条件よりも，共同運動のように近位筋の収縮を同時に行った条件では遠位筋のコヒーレンスが低下することが報告されている。しかし，脳卒中後片麻痺者の病的な共同運動においてこの関係性を検討した報告はなく，共同運動に対する皮質脊髄路の影響は未だ不明確である。本研究では，脳卒中後片麻痺者における足関節背屈と股関節屈曲運動時の足関節背屈筋に対する皮質脊髄路の関与の強さを筋電図間コヒーレンスにより検討することを目的とした。【方法】対象は地域在住の慢性期脳卒中後片麻痺者15名（年齢58.5±13.9歳，発症後年数4.4±2.1年，Fugl-Meyer下肢運動スケール22.5±4.1点）とした。座位で足関節背屈のみを選択的に行う条件と，屈筋共同運動のように股関節屈曲と同時に足関節背屈を行う条件を麻痺側・非麻痺側それぞれ低強度（10-30%MVC）にて40秒ずつ実施した。Noraxon社製Telemyo2400を用いて，両側の前脛骨筋の近位部と遠位部の表面筋電図測定を行った。周波数解析によりBeta帯域（15-35Hz）の筋電図間コヒーレンスの曲線下面積を算出した。統計処理は，病側（麻痺側・非麻痺側）と関節条件（足関節背屈・股関節屈曲）の2要因による反復測定二元配置分散分析を行った。また，共同運動に対する皮質脊髄路の関与が強い脳卒中後片麻痺者の特徴を検討するため，麻痺側の足関節背屈時と股関節屈曲時のコヒーレンスの比を算出し，Fugl-Meyer下肢運動スケール，股関節屈曲・足関節背屈筋力，10m歩行速度との関連をPearsonの積率相関係数を用いて検討した。【結果】分散分析の結果，2要因の有意な主効果と有意な交互作用が得られた。多重比較の結果，足関節背屈・股関節屈曲条件ともに非麻痺側と比較して麻痺側では有意にコヒーレンスが低い値を示した。非麻痺側では足関節背屈と比較して股関節屈曲条件では有意にコヒーレンスが低い一方，麻痺側では有意な差は得られなかった。また，足関節背屈・股関節屈曲のコヒーレンスの比とFugl-Meyerスケールに有意な正の相関が得られた。【結論】脳卒中後片麻痺者の麻痺側では選択的に足関節運動を行っても共同運動を行った時よりも皮質脊髄路からの入力を増加させることが出来ず，この特徴が強い脳卒中後片麻痺者ほどFugl-Meyerスケールで示される麻痺側の分離運動機能が低下していた。

DOI： 10.14900/cjpt.2015.0973

CiNii Research

researchmap

Language：Japanese   Publisher：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【はじめに，目的】片麻痺は片側の脳障害であるため，歩行の非対称性は歩行パターンの本質的な特徴である。通常，歩行の対称性を反映する指標として空間対称性（ステップ長の比など），または時間対称性（立脚時間の比，遊脚時間の比など）が用いられる。しかし，二つの指標が別々に存在するために解釈が難しく測定が煩雑となることから，より包括的な評価指標の必要性が高い。加速度波形を用いた歩行対称性の指標として，Harmonic Ratioがある。通常の歩行では一歩を1周期とする加速度変化が1歩行周期につき二回生じる。Harmonic Ratioはその対称性を奇数周波数と偶数周波数に分けることにより評価している。しかし，片麻痺患者では麻痺側と非麻痺側の変換による加速度変化が1歩行周期につき一回行われる。したがって，非対称性は奇数周波数よりも1歩行周期の周波数成分に表れると考える。したがって1歩行周期と1/2歩行周期の周波数成分の比で非対称性を示すことができると考えた。今回の目的は1歩行周期と1/2歩行周期の比であるModified Harmonic Ratio（MHR）を計算し，臨床指標との関連を調べた。【方法】対象者は地域在住の歩行可能な脳卒中後片麻痺者21名（脳出血14名・脳梗塞6名・脳挫傷1名）とした。パフォーマンスの指標として最大歩行速度・快適歩行速度（MWS，CWS），Timed Up ＆ Go（TUG），Short Form Berg Balance Scale（SFBBS）を計測した。また，時間対称性指標として非麻痺側と麻痺側の遊脚時間を測定し，空間対称性指標としてステップ距離を測定した。両対称性指標ともに麻痺側と非麻痺側の差の絶対値を両側の合計で除したものを用いた。MHRの測定は，Noraxon社製3軸DTS加速度計を腰部に固定した状態での15秒間の快適歩行により行った。加速度データ（左右：Gx・前後：Gy・上下：Gzの三方向）に対して高速フーリエ変換を行い，1歩行周期に対応する周波数成分と1/2歩行周期に対応する周波数成分の比を算出し，その値をさらに対数変換した。MHRと時間・空間対称性指標，パフォーマンス指標との関連をPearson相関係数にて検討した。【結果】時間対称性はGzとの間で有意な相関が得られ（r=0.51，p＜0.05），空間対称性はGyとの間で有意な相関が得られた（r=0.68，p＜0.05）。GxはMWS，CWSおよびTUGとSFBBS（r=-0.64，-0.64，0.67，-0.55，p＜0.01），GyはMWS，TUG（r=-0.55，0.68，p＜0.05），GzはMWS，CWS，とTUG（r=-0.80，-0.77，0.58 p＜0.01）と相関が得られた。【結論】したがって，Modified Harmonic Ratioは先行研究で示されたHarmonic Ratioと歩行速度の相関より高いだけでなく，応用歩行能力やバランスなどの機能指標や歩行対称性指標と関連を認めた。

DOI： 10.14900/cjpt.2015.1004

CiNii Research

researchmap

Language：Japanese   Publisher：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【はじめに，目的】Synergyとは中枢神経が四肢の複雑な運動をコントロールするために，複数の筋を同期させる活動を指す。近年，非負値行列因子分解（以下NNMF）を用いて計算論を基に歩行時のSynergyを定量化する報告が成されており，脳卒中後片麻痺者ではSynergy数と歩行速度との関係（Clark, 2010）が報告されている。また脳卒中後片麻痺者におけるSynergyの特徴として，複数のSynergyが1つのSynergyへと混合する変化（以下Merging）が報告されている（Cheung, 2012）。我々は回復期脳卒中後片麻痺者の歩行時のSynergyに関して，縦断的にMergingと臨床指標との関係を検討し，筋力の回復が得られない場合にMergingが生じ易いことを報告した。この結果より，Mergingは筋力回復の制限に対する機能的代償であると考えられるが，Mergingによる歩行時の運動学的な変化については明確となっていない。そこで本研究はMergingと歩行時の運動学的指標の変化との関連について検討した。【方法】脳卒中後片麻痺者13名において，1ヶ月の間隔を設けて2回の歩行計測を行った。Delsys社製Trigno Wireless SystemおよびVICON社製3次元動作解析装置を用いて，歩行時の筋活動と運動学的指標および歩行速度を計測した。筋活動は麻痺側下肢8筋にて測定し，NNMFによってSynergyの活動波形と各筋への重みづけを抽出した。さらに先行研究を基にSynergyのMergingが生じた程度を示すMerging Index（MI）を算出した。動作解析装置で得られた股関節・膝関節・足関節の角度データは，1歩行周期における最大屈曲（背屈）角度と最大伸展（底屈）角度の差を算出して運動範囲（以下Range）を求め，1回目と2回目での変化率（以下ΔRange）を算出した。統計解析は対応のあるt検定およびWilcoxonの符号付順位和検定を用いて，1ヶ月前後での歩行速度，Synergy数および各関節のRangeを比較した。また，MIと各関節のΔRangeとの間のPearsonの相関係数を算出した。【結果】1ヶ月前後において，歩行速度は有意に改善していた（p＜0.01）が，Mergingは61.5%（8名）の患者で確認された。一方，全体のSynergy数に一定の傾向は見られなかった。各関節のRangeは，股関節および膝関節は増加傾向，足関節では減少傾向を示した。Mergingと各関節のRangeの縦断的変化との関係は，足関節においてのみΔRangeとMIとの間に負の相関関係が認められた（r=-0.59，p＜0.05）。【結論】歩行速度の回復が見られても，回復期脳卒中後片麻痺者では歩行時のSynergyのMergingが生じていた。Mergingは歩行時の足関節における運動範囲の減少に関連して生じており，歩行速度の改善に要する運動学的条件を満たすために，Synergyを混合することで足関節の運動範囲を減少させるという中枢神経系の機能的代償方策を反映していると考えられた。本研究により，Mergingは機能回復に伴う中枢神経系の振る舞いを示す変化として重要であることが示唆された。

DOI： 10.14900/cjpt.2015.1152

CiNii Research

researchmap

Language：Japanese   Publisher：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【目的】近年，ロボットアシスト歩行トレーニングの歩行再建に対する効果についての報告がなされてきている。本田技研製歩行アシスト（Honda Waking Assist：以下HWA）は，股関節の運動を小型アクチュエータにより制御し，理想的な歩行を誘導することを目的に開発された機器である。我々はこれまでに健常者における歩行コストの改善や片麻痺者における歩行対称性の改善，さらに脳損傷後片麻痺患者に対する無作為対照試験の結果から，通常のトレーニングより麻痺側筋力の改善や歩行中の内的モーメントの増加が生じることを報告してきた。しかし，歩行パターンの改善が生じるメカニズムについては明確になっているとは言えない。本研究の目的は三次元歩行解析を行い，HWAによる運動変化を明確にすることを目的とした。【方法】地域在住の慢性期脳損傷後片麻痺者16名で0.4m/s以上の歩行速度を持つ者を対象とした（男性9名，女性7名，年齢48.5±20.2歳，身長165.1±11.7cm，体重62.0±11.3kg，発症後年数5.9±4.5年，脳出血10名，脳梗塞3名，くも膜下出血2名，頭部外傷，麻痺側：右8名，左8名，下肢Brunnstrom Recovery Scale：III 2名，IV 6名，V 8名）。光学式三次元計測装置MAC3Dsystem（Motion Analysis Co., USA）を用い，5m歩行路上での快適歩行速度での歩行を4-6歩行周期，サンプリング周波数120Hzにて測定した。OrthoTrak 6.6.1を用いて，歩行速度，ストライド，歩行周期，麻痺側，非麻痺側における各歩行相（両脚立脚期，単脚立脚期）の歩行周期にしめる割合と身体重心水平移動距離のストライドに対する割合を算出した。さらに時間的対称性（Stance，SwingおよびDouble stance time symmetry），空間的対称性（Step length symmetry）を算出した。統計解析にはアシストの有無による差をWilcoxonの順位和検定にて有意水準5％で検討した。【結果】HWAの使用により，歩行周期，歩行速度に変化は見られなかったが，ストライドが有意に増加した（p＜0.05）。また，非麻痺側接地後の両脚立脚期が有意に減少し（p＜0.01），Double stance time symmetryは減少した（p＜0.05）。また，非麻痺側接地後の両脚立脚期と麻痺側遊脚期における重心移動距離は有意に増加した（p＜0.05，p＜0.01）。【結論】HWAにより，片麻痺者の歩行の特徴的な問題である時間対称性の改善し，ストライドの改善が認められた。また，非麻痺側接地後の両脚立脚期が短縮すると同時に身体重心の水平方向移動距離が増加していることから，この時期の速度が増加したことが対称性の改善に役立ったと考えられる。HWAによる使用時の歩行改善効果については麻痺側が後方にある両脚立脚期における運動の変化が重要な役割を果たしていることが示唆された。

DOI： 10.14900/cjpt.2015.0982

CiNii Research

researchmap

Language：Japanese   Publisher：公益社団法人 日本理学療法士協会  

【はじめに，目的】大腿四頭筋，特に大腿直筋を伸張させる目的として，股関節伸展位で膝関節を屈曲する方法がよく用いられる。しかし，膝関節を屈曲したときの大腿四頭筋の伸張の程度を若年者と高齢者とで比較した研究は見当たらない。これまでヒト骨格筋において実際に筋が伸長されているかどうかを調べた研究がないのは，個別の筋の伸張の程度を非侵襲的に評価する手段がなかったことが理由として挙げられるが，近年開発された超音波診断装置のせん断波エラストグラフィー機能を用いた弾性率によって，個別の筋の伸張の程度あるいは筋長の変化を評価することが可能となった。大腿四頭筋は膝伸展位では“たるみ（slack）”があるが，膝屈曲に伴い，このslackが消失して筋長が変化する。そのためslackが消失して筋長が変化するときの膝屈曲角度は，弾性率が変化するときの膝屈曲角度と同程度になると考える。そこで本研究では若年者および高齢者を対象に，せん断波エラストグラフィー機能により股関節伸展位で膝関節を屈曲したときの大腿四頭筋の弾性率を評価し，健常若年者と健常高齢者および関節可動域低下がみられる高齢者との間で，大腿四頭筋の筋長が変化する膝屈曲角度に違いはみられるのか，膝関節を屈曲したときの大腿直筋の伸張の程度に違いはみられるのかについて検討した。【方法】対象は高齢女性15名（平均年齢84.8±7.1歳）および若年女性12名（平均年齢21.4±0.9歳）とした。なお，測定に大きな影響を及ぼすほどの重度の筋骨格系障害を有する者は対象から除外した。超音波診断装置（SuperSonic Imagine社製）を用いてせん断波エラストグラフィー機能により大腿直筋と外側広筋の弾性率（kPa）を測定した。なお弾性率は高いほど筋が伸張されていることを意味している。弾性率は背臥位・股関節伸展0度位にて膝関節を0・20・40・60・80・100度屈曲させた6条件でそれぞれ測定した。関節可動域として腹臥位，股関節伸展0度位における他動的な膝関節最大屈曲角度を測定した。得られた膝屈曲可動域をもとに高齢者を125度以上の可動域を有する高齢健常群（7名）と屈曲可動域が120度以下である高齢ROM低下群（8名）とに分類した。統計解析について，筋長が変化する膝屈曲角度を調べるために，膝屈曲角度による弾性率の違いを多重比較（Bonfferoni法）によって分析した。また，膝関節屈曲時の大腿直筋の伸張の程度を比較するために，多重比較（Bonfferoni法）を用いて膝屈曲100度における大腿直筋の弾性率を3群間で比較した。【結果】若年群において，大腿直筋の弾性率は膝屈曲0度と比較して膝屈曲80度および100度で有意に高い値を示したが，外側広筋では膝屈曲角度による違いはみられなかった。高齢健常群において，大腿直筋では膝屈曲0度と比較して膝屈曲80度および100度で有意に高い値を示したが，外側広筋では膝屈曲角度による違いはみられなかった。高齢ROM低下群において，大腿直筋では膝屈曲0度と比較して膝屈曲100度のみ有意に高い値を示し，外側広筋では膝屈曲角度による違いはみられなかった。膝屈曲100度における大腿直筋の弾性率は，若年群と比較して高齢ROM低下群では有意に低い値を示し，高齢ROM低下群と高齢健常群との間では有意差はみられなかった。【考察】本研究の結果，股関節伸展位で膝関節を屈曲していくと，若年群および高齢健常群では膝屈曲80度以上で大腿直筋の弾性率が増加したことから，膝屈曲80度でslackが消失して筋長が変化することが示唆された。一方，高齢ROM低下群においては，膝屈曲100度のみ弾性率は増加したことから，関節可動域低下がある高齢者の大腿直筋ではslackが多く，膝屈曲100度以上の深屈曲位にしないと筋長は変化しないことが示唆された。また，単関節筋の外側広筋の弾性率では3群いずれも膝屈曲角度による変化はみられなかったことから，膝屈曲100度でも外側広筋の筋長は変化しないと考えられた。また，膝屈曲100度における大腿直筋の弾性率は，若年群と比較して高齢ROM低下群では低い値を示したことから，関節可動域低下があるからといって，膝屈曲時に筋がより伸張されているわけではなく，むしろ若年者と比較すると筋は伸張されていないことが示された。以上の結果から，高齢ROM低下群における関節可動域制限の原因は筋長が短くなっていることではない，すなわち筋の短縮ではない可能性が示唆された。【理学療法学研究としての意義】股関節伸展位での膝関節屈曲可動域制限がある高齢者において，この可動域制限因子は筋の短縮ではない可能性が示唆された。

DOI： 10.14900/cjpt.2014.0691

CiNii Research

researchmap

Presentation type：Symposium, workshop panel (nominated)  

researchmap

researchmap

researchmap

researchmap

researchmap

researchmap

researchmap

researchmap

researchmap

researchmap