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歩行障害のリハビリテーション治療
―装具―
Rehabilitation Treatment of Gait Disturbance：Brace
大畑光司
＊ Koji Oohata Key words：脳卒中／片麻痺／歩行障害／短下肢装具／長下肢装具 要 旨 脳卒中後片麻痺に伴う歩行障害は日常生活に影響を与える重要な因子の 1 つである．リハビ リテーション治療によって歩行能力を改善させるために，適切な下肢装具の選定とその使用 は必要不可欠な因子であるといえる．短下肢装具の一般特性としては，足関節運動（立脚期 の最大背屈角度と遊脚期の下垂足の改善）および立脚期の膝関節運動（荷重応答期の膝屈 曲角度の増加）の変化による歩行機能の改善が指摘されているが，その変化の程度は継手や 装具の形状に影響を受ける．また，現時点では長期的な使用による効果は明確ではなく，治 療効果を確立するためにはさらなる検討が必要である． ＊ 京都大学大学院医学研究科人間健康科学系専攻 （〒606-8507 京都府京都市左京区聖護院 川原町 53） E-mail：ohata.koji.7n@kyoto-u.ac.jp DOI：10.2490/jjrmc.55.735下肢装具の役割
歩行の再獲得は脳卒中後片麻痺患者にとって， 最も一般的な目標の ø つであり，この目標の達成 に下肢装具は重要な役割を担っている．元来，脳 卒中患者に対する下肢装具は障害された機能を補 完する目的で使用され，いわゆる福祉用具の一種 と考えられることが多かった．このため，リハビリ テーション治療終了後に生活機能を向上させる一 手段と位置づけられてきた経緯がある．一方で， 脳卒中後の運動機能の回復は下肢トレーニング量 に影響を受けることから，高頻度の課題特異的ト レーニングの重要性が認識されている．このこと は装具の使用により適切な歩行運動の反復を促す ことが歩行機能の改善に有効となる可能性を示唆 している． 装具による効果は大きく分けて，装着することに よりただちに得られる即時的な効果（装着効果： orthotic effect）と，長期的使用により歩行を改善 する効果（治療効果：therapeutic effect）が存在す る．しかし，現時点では装具療法による装着効果 と治療効果について十分な議論がなされていると はいい難い．本稿の目的は装具療法の装着効果を 吟味し，治療効果の可能性について議論を深める ことにある．装着効果の一般特性
短下肢装具（ankle-foot-orthosis：AFO）の効果 をまとめた系統的総説によると，AFO の装着効果 としては，functional ambulation category（FAC） の改善，歩行速度およびストライドの増加，Timed Up & Go の短縮，荷重量の対称化などが挙げられ ているø)．さらに，歩行筋活動の正常化が得られる とする報告もあるù)．この中で，最も一般的にみら れる AFO の装着効果は歩行速度の増加であるこ 特集歩行障害とリハビリテーション医学・医療
とから，装着による歩行速度の変化は装具適合の 観察点の ø つになると考えられる． さまざまな機能改善の背景として，装具使用に 伴う歩行バイオメカニクスの変化がある．多くの AFO で共通してみられる運動学的（kinematic）， 運 動 力 学 的（kinetic）変 化を図 øにまとめた． AFO による運動学的（kinematic）な影響は，主に 足関節運動（立脚期の最大背屈角度の増加と遊脚 期の下垂足の改善）と立脚期の膝関節運動（荷重 応答期の膝屈曲角度の増加）にみられ，遊脚期の 膝関節運動や股関節運動では一貫した変化がみら れないとされるú)． 一方，運動力学的（kinetic）変化としては立脚 期中の足圧中心前方移動距離の増加が挙げられ るú)．脳卒中後片麻痺患者の足圧中心前方移動距 離は重症度に応じて短縮することが知られてお りû)，このような変化が装具による歩行機能の改善 やエネルギー効率の向上ú)の一因となっていると推 察される．
装着効果の継手特性
前述の変化は多くの AFO でみられる一般特性 であるが，その程度は個々の装具の性質に応じて 変化する．したがって，それぞれの装具特性が与 える影響を知っておくことが重要である．まず，足 関節の継手特性に応じた変化としては，背屈補助 と背屈制限を加えるタイプ（dorsiflexion assist/ dorsiflexion stop：AFO-DA/DS），底屈制限し，背 屈 は 遊 動とするタイプ（plantar flexion stop： AFO-PS），および継手なし（rigid：RAFO）の ú 種 図 ø AFO による運動学的，運動力学的変化の一般特性と関連する装具特性 初期接地 荷重応答期 立脚終期 遊脚期 臨床的意義 無装具歩行 装具歩行 反張膝の改善 下垂足の改善 膝の過屈曲改善 すべての継手で共通 AFO による運動変化の 一般特性 AFO の個別特性 歩行速度 ストライドの改善 ＊Foot plate の短縮で 背屈角度減少 AFO-PS で増加 RAFO で低下 ＊AFO-OD は筋活動の 適正化がみられる ＊RAFO の膝関節屈曲効果は 設定角度に依存 AFO-PS，RAFO で減少 AFO-DS で増加 AFO-OD で増加 AFO-PS，RAFO で増加 AFO-DS で矯正効果減少 足関節 背屈角度の増加 足圧中心軌跡の 延長 足関節最大 背屈角度の増加 足関節 底屈運動の低下 膝関節 屈曲運動の増加 足関節 背屈角度の増加 膝関節 屈曲角度の増加類についての検討がなされているü)．足関節に対 する作用である立脚期の足関節最大背屈角度は RAFO より AFO-PS で大きく増加するü)．このた め RAFO では AFO-PS と比べ，立脚後期の下肢 伸展が不十分となり足関節底屈モーメントが小さ くなるü)．一方，下垂足に影響する遊脚期の足関 節の背屈角度はすべての継手で増加し，継手によ る影響を認めないü)．さらに，膝に対する作用であ る荷重応答期の膝関節の屈曲運動についてはすべ ての継手で増加するが，その程度は AFO-PS と RAFO で大きく，AFO-DS では小さくなるü)．
歩容特性と継手の適応
脳卒中後片麻痺患者の歩容は荷重応答期と遊脚 期の膝関節に特徴がみられるý)．代表的な歩容と して，荷 重 応 答 期 の 反 張 膝（extension thrust knee pattern：ETP）と過剰な膝屈曲（buckling knee pattern：BKP），遊脚期の膝屈曲角度低下 （stiff knee pattern：SKP）が生じることが知られている． ETP において，下腿三頭筋の拘縮による過剰な 膝の過伸展が生じる場合，それに対する膝屈曲作 用は RAFO が最も大きい値となる．しかし，その 程度は AFO-PS と大きな違いはないü)．ただし， RAFO の足関節角度設定によって膝屈曲角度は変 化し，背屈位で作成した場合には膝屈曲角度が大 きくなるþ)．したがって，ETP を矯正するために は，AFO-PS か背屈位で作成された RAFO が適応 となる．しかし，RAFO の使用においては足関節 固定による悪影響を考慮する必要がある． 一方，これとは反対に BKP の矯正には AFO-DS が適応となる．ただし，この装具では立脚期への 悪影響が生じることに留意すべきである．そのよ うな場合には AFO-PS の底屈制限を油圧による底 屈制動（AFO-OD）に変更することにより改善でき る可能性があるù)． 一般的に SKP でみられる遊脚期の膝屈曲低下 に対して，AFO による矯正効果は認められていな い．特に，RAFO では遊脚期の膝屈曲の減少が生 じることもあるÿ)．しかし，AFO 装着により歩行 速度が増加する場合には遊脚期の膝屈曲が増加す る可能性もあることも指摘されているĀ)．
装着効果の形状特性
装具の形状も歩行に対する装着効果に影響を与 えることが知られている．AFO-PS における足底 の形状による違いを比較した報告ø÷)によると，足底の形状を足先まで配置した場合（full length foot plate）と比較して，中足骨頭より近位でカットした 場合（ú/û foot plate）には，AFO-PS の利点である 立脚期の最大背屈角度を増加とそれに伴う足関節 底屈モーメントの増加が認められないとされる． これは，前足部荷重に対する装具による補助がな いため，足圧中心前方移動が制限されるためと考 えられる． また，RAFO において，支柱を後方に配した構 造（posterior leaf AFO：PLAFO）と前方に配した 構造（anterior AFO，dynamic AFO：AAFO）で 比較した場合，PLAFO では遊脚期のみ内反抑制 されるが，AAFO では遊脚期から立脚期にかけて 内反抑制が生じるとされるøø)．この原因としては AAFO が遊脚期の前脛骨筋の筋活動を低下させる ことøù)や PLAFO のほうが足関節筋活動の同時収 縮を増加させる傾向にあることが関与している可 能性があるÿ)．
長期使用に伴って
歩行機能の改善は得られるか
長期的な AFO の使用による効果については残 念なことに現時点ではまだほとんど報告がない． したがって，実際に装具を使用することによって得 られる治療効果とその程度についてはわからない部分が多い．
長期効果を考えるうえでの参考になる報告とし て，機能的電気刺激（functional electrical stimu-lation：FES）との比較がある．Bethoux らøú)は発 症から ý カ月以上経過した ûĀü 名の脳卒中後片麻 痺患者を対象に，øù カ月間，FES を用いる群と AFO を用いる群に無作為に分割してそれぞれの歩 行能力の変化を調べている．その結果，両群とも ø 年後に FES や AFO 装着下での歩行速度に長期間 使用に伴う改善が得られており，その効果に明確 な違いはなかったとしている．つまり，AFO の装 着による治療効果は FES と同程度存在する可能 性がある． また，AFO の使用開始時期によって歩行改善が どう違うかを調べた報告もあるøû)．発症 ý 週間以 内の脳卒中後片麻痺患者に対して，RAFO の使用 開始時期を早期群と遅延群に分け，歩行機能改善 に及ぼす影響を調べたところ，最終的な歩行速度 や運動学的効果については提供時期による違いは 認められなかったとしている．しかし，両群とも装 具使用を開始した時期に明確な歩行速度の改善が 得られており，早期使用は歩行機能における改善 の程度には影響しないが，改善の早期化を促す可 能性がある． しかし，一方で装具使用による寄与率が高い場 合には無装具歩行条件での改善が得られにくい可 能性があるøü)．したがって，装具装着下での歩行 機能だけでなく無装具条件下でも歩行評価を行っ ておくことが求められる．
無装具歩行における
非麻痺側代償の増加
装具使用を推奨するその他の理由として，非麻 痺側の過剰代償の問題がある．図 ùは急性期にお ける FAC ù レベル（軽介助レベル）の脳卒中後片 麻痺患者における平行棒内歩行時の下腿筋の筋活 動変化を示している．無装具歩行では平行棒内を ø 往復する間に，麻痺側の筋活動が減少し，非麻痺 側の筋活動が増加している．動物レベルでは非麻 痺側の過剰代償が麻痺側の機能改善を妨げる可能 性があることが指摘されているøý)．歩行において 同様の傾向が認められるかどうかについては定か ではないが，無装具歩行での歩行トレーニングは 結果的に非麻痺側の過剰使用を誘発する可能性が あることは否定できない．もし，適切な装具使用に より，非麻痺側の過剰使用を防ぐことができれば， 図 ù 平行棒内での無装具歩行 ø 往復の間の下腿筋活動変化 前脛骨筋 前脛骨筋 腓腹筋 腓腹筋 前脛骨筋が無装具歩行の実施に伴い減少 麻痺側 非麻痺側 μV μV μV μV 歩行開始 歩行開始 歩行開始 歩行開始 前脛骨筋，腓腹筋が無装具歩行の実施に伴い増加 50 秒 50 秒 50 秒 50 秒 −1,000 −500 0 500 1,000 −1,000 −500 0 500 1,000 −1,000 −500 0 500 1,000 −1,000 −500 0 500 1,000この側面からも装具使用はリハビリテーション治 療における重要な治療手段となる可能性がある．
福祉用具から
neuro-rehabilitation へ
今後，装具使用による治療効果を明確にできれ ば，下肢装具は単なる福祉用具ではなく，neuro-rehabilitation の一翼を担うデバイスになり得る可 能性がある．そのためにも効果的な装具のあり方 やその開発，および各装具の利点を生かしたトレー ニング方法の立案も含め，総合的な検討が必要と なると考える． 文 献ø) Tyson SF, Kent RM：Effects of an ankle-foot orthosis on balance and walking after stroke：a systematic review and pooled meta-analysis. Arch Phys Med Rehabil ù÷øú；Āû：øúþþ-øúÿü
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