4.4.1. HAL
介 入 は 速 度 依 存 型 ト レ ー ニ ング で は な い介 入 期 間 中の
HT
実 施 中 の 歩 行 速 度はHAL
非 装 着 で のSWS
よ り も 遅 い こ と が 明 ら か と な り ,HT
は 速 度 依 存 型 の ト レ ー ニ ン グ で は な い こ と が 明 ら か と な っ た .浅 川ら 94 )は ,HAL
を 装 着 し て 歩 行 が 可 能 で ある 運 動 機 能 障 害 者45
例( 脳 血 管 疾患26
例 ,脊 椎 疾 患17
例 ,そ の 他2
例 )に 対 し ,HAL
装 着 下( 初 回 装 着 時 )とHAL
非 装 着 で の 歩 行速 度 を 比 較 し た 結 果,HAL
装 着 で の 歩 行 速 度 が 有 意 に 減 少 し て い た こ と を 報 告 し て お り , 本 研 究 の 結 果 も 浅 川 ら の 報 告 を 支 持 す る 結果 と な っ た .4.4.2. 単 脚 支 持 性 と 歩行 速 度 の 改 善
P-SS
はHAL
群 に お い て 有 意 に 増大 し 正 常 歩 行 (1 歩 行 周 期 中38~ 40%
95)) に 近 づ い た こ とが 明 ら か と な っ た .Kim
ら は 床 反 力 垂 直成 分 の 左 右 非 対 称 性 と 単 脚 支 持 時 間の 左 右 非 対 称 性 は 有意 に 相 関 し ,P-SS
がN-SS
よ り も 小 さ い 場 合 ,麻 痺 側 で はGRF
が 小 さ く な る こ と を 報 告 した 96 ).こ れ は ,麻 痺 側 立 脚 支 持 に よ る 姿 勢 制 御 が 困 難 と な る た め , 非 麻 痺 側 下 肢 を 正 常 よ り 速 く 振 り 出 す と い っ た 脳 卒 中 片 麻 痺 者 に 特 有 の 代 償 動 作 に よ り 麻 痺 側 単 脚 支 持 時 間 が短 縮 す る こ と を 示し て い る と 考 え ら れて い る 83, 88, 96). し た が っ て ,HAL 群 に お け るP-SS
の 有 意 な 増 大 は ,歩 行 時 の 麻 痺 側 単 脚 支 持性 の 増 大 を 示 唆 す る結 果 で あ っ た と 考え る .SS-AR
は ,HAL
群 の 増 大 傾 向 に 留ま っ た が ,脳 卒 中 片 麻 痺 者 に 対 するHT
に はP-SS
増 大 に よ るSS-AR
( 歩 行 対 称 性 )の 改 善 効 果 を 有 す る 可 能 性 を示 唆 す る 結 果 で あ ると 考 え た .ま た , 脳 卒 中 片 麻 痺 者 は 麻 痺 側 の 底 屈 活 動 や 底 屈 モ ー メ ン ト と い っ た 単脚 支 持 性 に 関 わ る筋 活 動 が 低 下 し,歩 行 推 進 力 が 減 少 す ると さ れ て いる 95, 97, 98). さ ら に ,床反 力 の 積 分 値 が 歩 行 速 度と 相 関 す る と の 報 告も あ り 99),
P-SS
増 大 が 示 す 麻 痺 側 単脚 支 持 性 の 増 大 は,HAL 群 の 推 進 力 の 増大 を 示 す 結 果 で あ る と 推 測 さ れ , これ がHAL
群 の 有 意 な 歩 行 速 度 増 大 とへ と 繋 が っ た と 考 えた .P-SS
の 増 大はSS-AR
の 改 善 傾 向( 歩 行 対 称 性 改 善 の 可能 性 )に 繋 が っ た と 考 え ら れ , こ の よ う な 歩 容 の 改 善 が 歩 行 時 に お け る エ ネ ル ギ ー コ ス ト 低 下 につ な が り 84, 85),HAL
群 の 歩 行 持 久 性改 善 の 傾 向 と い っ た結 果 を 得 た も の と 推 測 し た .N-SS
は 両 群 に 変 化 の 差 は な か っ た が ,両 群 に おい て 増 大 を 認 め 正 常 歩 行(1
歩 行 周 期中38~40%
95)) に 近 づ い て い る こ と が 分 か っ た .46
4.4.3. 両 脚 支 持 期 の 変化 と HAL
の 足 部 機 構P-DS
とN-DS
はHAL
群 で 減 少 し , 対 照 群 で は ほ ぼ 変 化を 認 め な か っ た . 双 方 と もHAL
群 で は 正 常 歩 行 の 両脚 支 持 時 間 割 合 (1
位 歩 行 周 期 中10%~
12%
95))に 近づ い た が ,P-DS
,N-DS
,DS-AR
は 群 間 で 有 意 な 差 を 認 め な かっ た .一 般 に 脳 卒 中 片 麻 痺 者 ではN-DS
が 正 常 歩 行 よ り も延 長 し ,P-DS は 短 縮 す る と さ れ て いる 83, 100, 101). 介 入 開 始 時 のN-DS
とP-DS
を 正 常 歩 行 の 両 脚 支 持 時 間 割 合(10
~12%
)と 比 較 す る と ,両 群 と も にN-DS
は 正 常 の 倍 を 超え る 値 で あ り ,P-DS
は 両 群 と も ほ とん ど 短 縮 は 見 ら れ なか っ た . し た が っ て,本 研 究 の 対 象 者は
N-DS
の 延 長 に 関 わ る 両 脚 支 持 期 の 機能 不 全 を 呈 し て い た と 考 え ら れ る .で は ,な ぜ 介 入 後に
HAL
群 のN-DS
が 十 分 に 減 少 し な かっ た の か .HAL
の 足 関 節 機 構とHT
介 入 中 のHAL
設 定 か ら 考 察 す る .正 常 歩 行 中 で は ,両 脚 支 持 期 に お け る 後方 の 下 肢 は ,立 脚 後 期 か ら 前 遊 脚 期 と 呼ば れ る 時 期 に 相 当 し,推 進 力 の 増 大 と遊 脚 に 向 け た 膝 関 節屈 曲 を 開 始 す る 役 割を 担 う 95).こ の 時 期 は , ま ず 下 腿 三 頭 筋 な ど の 遠 心 性 ・ 等 尺 性 収 縮 に よ り 足 関 節 は 安 定 し た 状 態 で 背 屈 位 と な り , 続 い て 踵 を 挙 上 し 前 足 部 を 接 地 し た 状 態 で バ ラ ン ス を 保 持 し な が ら 体 重 心 は 後 方 の 下 肢 か ら 前 方 の 下 肢 へ と 急 速 に 移 動 す る . 体 重 心 の 前 方 移 動 と 合 わ せ て , 足 部 の プ ッ シ ュ オ フ に よ っ て す ば や く 前 方 に 振 り 出 さ れ た 下 肢 は ,前 方 の 床 で 荷 重 応 答 し ,次 の 両 脚 支 持 へ と移 行 す る 95).脳 卒 中 片 麻 痺 者 は 立 脚 後 期 や プ ッ シ ュ オ フ 時 に お け る 足 関 節 周 囲 の 仕 事 量 の 減 少に よ り , 麻 痺 側 下 肢 か ら 非 麻 痺 側 下 肢 へ の 体 重 心 の 移 動 効 率 が 低 下 し , 結 果と し て 本 研 究 の 対象 者 の よ うに
N-DS
は 遷 延 す る こ と と な る 83, 86, 97).HAL
福 祉 用 の 足 関 節 は 底 背 屈 が 自 由 と な っ て お り 固 定 に よ る 制 動 は で き な い . し た が っ て ,HT
中 は 遊 脚 時 の 足 関 節 背 屈 が 困 難 で 床 と 足 尖 が 接 触 し 躓 い て し ま う こ と を 避 け る た め , 専 用 靴 内 に 挿 入 可 能 な プ ラ ス チ ッ ク 製 短 下 肢 装 具 に て 底 屈 を 制 動 す る 必 要 が あ っ た . 装 具 装 着 に よ る 背 屈 制 限 に よ っ て 立 脚 後 期 の背 屈 が 制 限 さ れ るた め 102),HT 中 は 立 脚 後 期 か ら 前 遊 脚期 の 足 関 節 背 屈 運 動 が 制 限 さ れ て い た 可 能 性 が あ り , こ の 時 期 の 適 切 な 足 関 節 運 動 を 学 習 で き ず ,N-DS
の 十 分 な 減 少 とDS-AR
の 改 善 へ 至 ら な か っ た の で は な い か と 推 測 した .以 上 に よ り ,
HT
中 は 前 遊 脚 期 の 十 分 な 足 関 節 背 屈 に 続 く プ ッ シ ュ オ フ が 不 十 分 と な り , 麻 痺 側 の 円 滑 な 振 り 出 し に 繋 が っ て い な か っ た 可 能 性 が あ っ た .し か し ,円 滑 な 振 り 出 し に は 遊 脚前 期 に お け る 足 関 節の 機 構 だ け で な く , 股 関 節 屈 筋 の 筋 活 動 や 膝 関 節 屈 曲 が 円 滑 に 行 わ れ る こ と が 複 合 的 に 関 わ っ てい る 103-105).HAL 群 に お け る 介 入 終了 時 の
P-SS( 麻 痺 側 遊 脚 時 間 に 相 当)は
正 常 歩 行(
38~ 40%)と 変 わら な い 値 で あ り ,更に N-DS
の 減 少 はHAL
群 の 方 が 大 き か っ たこ と か ら ,HAL
に よ る 股 関 節・膝 関 節 の ア シ ス ト に よ り ,麻47
痺 側 下 肢 の 振 り 出 し 運 動 や 円 滑 な 前 方 へ の 体 重 心 の 移 動 を 学 習 す る 効 果 が あ っ た 可 能 性 は 否定 で き な い .HT 中 に は 対 象 者 か ら「 振 り 出 し が 軽 い 」と い う コ メ ン ト が 多 く聞 か れ て い る こ と も事 実 で あ る .
HAL
は2016
年 か ら , 医 療 用 下 肢 タ イ プ の リ ー ス 販 売 が 開 始 さ れ た が , 医 療 用 下 肢 タ イ プ の 足 関 節 は 底 屈 制 動 の 範 囲 を微 調 整 す る こ と が 可能 で あ り , 本 機 器 を用 い たHT
に よ っ て 更 な る 歩 容 の 改 善 が 得 ら れ る か ど う か , 将 来 の 研 究 に よ っ て 確 認 が 必 要 であ る .4.4.4. 平 均 歩 幅 と 歩 行率 に つ い て
HAL
群 は 対 照 群 よ り もMWS
計測 時 お よ びSWS
計 測 時 と も に 平 均 歩 幅 の 著 明 な 増 大 を 認め , 歩 行 率 ではMWS
・SWS
共に 両 群 と も に 増 大 し 変 化 量に 差 を 認 め な か った .以 上 に よりHAL
群 の 歩 行 速 度 改 善が 平 均 歩 幅 の 増 大 によ っ て 得 ら れ た こ と が 明 ら か と な っ た . 麻 痺 側 の 推 進 力 が 障 害 さ れ る と , 非 麻 痺 側 の 遊 脚 が 早期 接 地 に つ な が り 106),そ の 結 果 ,非 麻 痺 側 の 歩 幅 が 短 縮 する83). 本 研 究 で は ,
HAL
群 のP-SS
の 有 意 な 増 大 は 非 麻痺 側 の 歩 幅 増 大 を 裏付 け る も の と 考 え ら れ , 結 果 的 に 平 均 歩 幅 が 増 大 し た と 考 え ら れ る . こ の 結果 は , 慢 性 期 脳 卒中 片 麻 痺 者 に 対 するHT
の 効 果 を 報 告 したKawamoto
ら 22)が 得 た 結 果 を 支 持す る も の で あ る .48