屋外坂道歩行の客観的評価法に関する研究

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(1)理学療法学第 180 43 巻第 2 号 180 ∼ 181 頁（2016 年）理学療法学第 43 巻第 2 号. 平成 26 年度研究助成報告書. ション病棟に入院中もしくは外来リハビリに通院中であることとした。除外基準は若年群では 1）6 ヵ月以内の急性疾患，2）. 屋外坂道歩行の客観的評価法に関する研究 ─環境・転倒リスク・運動負荷に着目して─. 指示に従えないこととし，歩行障害群では 1）認知症の診断，2）指示に従えない，3）杖以外の歩行補助具を使用，4）余命 1 年以下と診断されていることとした。本研究は適寿リハビリテーション病院倫理委員会の承認を得. 1）. 1）. 植谷欣也，栄健一郎，元島俊幸. 1）. ，西田佳史. 2）. ，. 北村光司 2），松本大輔 3）. て実施した（承認番号：20150204-3）。研究実施にあたり，対象者には研究内容について十分な説明を行い，書面による同意を得た。. 1）. 2．方法. 2）. 1）生活機能と身体機能の測定. 3）. 対象者の現在の生活機能について，アンケートを用いて確. 適寿リハビリテーション病院リハビリテーション部産業技術総合研究所デジタルヒューマン工学研究センター畿央大学健康科学部理学療法学科. 認した。身体機能は，握力，Functional Reach Test（以下，キーワード：屋外坂道歩行，歩行変動，運動負荷. FR），Timed Up and Go Test（以下，TUG）を測定した。 2）歩行周期時間変動と運動負荷の測定. はじめに. 歩行周期時間変動（以下，STV）の測定には 3 軸加速度計. 超高齢社会では健康寿命の延伸が求められる。健康状態と身. （ATR Promotions，TSND121）を用いた。加速度計は第三腰. 体活動の関係が数多く報告され，外出頻度が歩行障害や認知機. 椎部に装着した（± 8 G，200 Hz）。運動負荷の測定にはワイ. 能障害に影響するとの報告がある. 1）. 。これらの報告は外出頻度. ヤレス心拍計（ユニオンツール，WHS-1）を用いた。心拍計は. の増加が健康寿命の延伸に繋がることを示唆する。一方で，坂. 電極にて左胸に装着し，心拍周期（1,000 Hz）を測定した。ま. 道の多い地域では高齢者や歩行障害者の外出には転倒と運動負. た前胸部にビデオカメラ（GOPRO，HERO 3）を装着し，歩. 荷の面でリスクが伴うことが容易に予想される。. 行中の足元を撮影した。計測機器は計測直前にノートパソコン. 転倒リスクの内的要因では近年，歩行変動が注目されてお. と時間を同期させた。. り，転倒の評価指標として有効と考えられている。外的要因の. 測定の条件は計測した環境情報に基づき，傾斜角条件とコー. 研究. 2）. は屋外の段差や不整地に着目しており，坂道の傾斜角. ス条件を設定した。傾斜角条件では屋内平地歩行と屋外坂道歩. による影響を検討したものは見当たらない。そこで我々は坂道. 行を実施した。屋内平地歩行では 19 m の廊下を歩行した（以. の傾斜角など屋外環境を数値化するアプリケーションを開発. 下，FLAT）。屋外坂道歩行では，平均傾斜角が約 8°の坂道. し，環境と歩行変動を計測することで，屋外坂道歩行の安全性. （20 m）と約 10°の坂道（25 m）を使用し，上りと下りを 1 回. の客観的評価法を確立することを目指している。. ずつ歩行した（以下，各々 8-UP，8-DN，10-UP，10-DN）。コー. また坂道の傾斜角や歩行速度は運動負荷に影響を与える。. ス条件では約 97 m の屋外コースを歩いた。コースは区間 1（平. METs 表では 6 ∼ 15％の勾配の上りは 8 METs であり，高齢. 均 10°の下り，25 m，以下，INT-1），区間 2（平均 1°の下りと. 者や歩行障害者の外出時には運動負荷も考慮に入れる必要があ. 上り，31 m，以下，INT-2），区間 3（平均 8° の上り，17 m，以下，. る。疲労に伴い，歩行変動が増加するとの報告. 3）. もあり，坂. INT-3），区間 4（平均 4°の上り，24 m，以下，INT-4）に分割. 道による運動負荷が歩行変動を増加させ，転倒リスクを高める. した。すべての条件において，中央付近の 16 m を解析対象と. 可能性が考えられる。. した。. 以上より，屋外環境と歩行変動，運動負荷は関連する可能性. 計測手順を図 1 に示す。はじめに FLAT の計測を行ったあ. があるものの，その関係性は明らかではない。この関係が明ら. と，その他の傾斜角条件とコース条件をランダム化した上で実. かになれば，急斜面の多い地域に住む高齢者や歩行障害者に屋. 施した。傾斜角条件はランダム化した順序で行い，各計測の間. 外歩行の安全性についての情報を提供できる。本研究では，そ. に座位での 2 分以上の休憩を設けた。コース条件と傾斜角条件. のための基礎研究として，坂道の傾斜角が歩行変動に与える影. との間には座位にて 10 分以上の休憩を挟んだ。. 響を明らかにすることと，屋内歩行時の歩行変動と運動負荷，. 得られたデータから，歩行速度と歩行周期時間，相対負荷. 屋外坂道歩行時の運動負荷が屋外坂道歩行時の歩行変動と関連. （％ HRmax）を算出した。本研究における STV は歩行周期時. するかを検討することを目的とした。. 間の変動係数を採用した。. 対象と方法. 3）統計学的分析. 1．対象. 統計学的分析には総計ソフト（R version 3. 2. 0）を用いた。. 対象は健常若年者（以下，若年群）15 名（男性：6 名，女性：. 各群の基本特性は Wilcoxon 順位和検定，もしくはカイ 2 乗. 9 名，平均年齢：28.5 ± 3.9 歳），歩行障害者（以下，歩行障害群）. 検定にて群間比較を行った。各条件での STV は群間の比較を. 7 名（男性：3 名，女性：4 名，平均年齢：66.6 ± 11.3 歳）と. Kruskal-Wallis 検定，条件間の比較を Friedman 検定にて行っ. した。選定基準は若年群では 39 歳以下とし，歩行障害群では. た。有意差が認められた場合には事後検定を行った。コース. 1）神経系疾患，整形外科的疾患に起因する歩行障害を有する，. 条件においては，各群について各区間の STV を目的変数とし. 2）独力で屋外坂道歩行が可能，3）当院の回復期リハビリテー. た一般化線形モデルによる回帰分析を行った。回帰分析では，.

(2) 屋外坂道歩行の客観的評価法. 181. 図 1 計測の手順先行研究 5）で報告されている転倒群・非転倒群の STV と比較すると，歩行障害群の STV は非転倒群に近い数値であり，転倒リスクがどの程度かは検討の余地がある。坂道の傾斜角の違いが有意とならなかったことは，屋内の 15°の傾斜路による報告 6）と一致する。しかし，本研究では両群ともに 10-DN，8-DN において STV が大きくなる傾向を示した。屋外坂道においては，下り坂の影響が大きいと考えられる。両群のコース条件において，各区間の STV は FLAT の STV とは有意な関連を示さなかった。歩行障害群の INT-4 における歩行速度は有意となったが，回帰係数は 1.184 であり， *: p ＜ 0.05 **: p ＜ 0.01 図 2 傾斜角条件における歩行周期時間変動. 歩行速度が遅くなると STV が大きくなるとの報告 7）とは逆の結果であった。屋外坂道歩行では屋内歩行と異なるメカニズムが背景にある可能性があるが，今後，詳細な検討が必要である。本研究の限界は以下の 2 点が挙げられる。高齢群の設定がな. FLAT の STV と歩行速度，相対負荷，各区間の歩行速度と相. いため，年齢と障害の影響を区別できない。また少ない被験者. 対負荷をそれぞれ説明変数として投入した。また先行研究に基. 数は統計学的分析の検出力の低下につながる。. づき，年齢，性別，転倒歴を調整した。すべての統計学的分析. 結論. において有意水準は 5％に設定した。. 屋外坂道歩行における STV は若年群に比較し，歩行障害群. 結果. で有意に高値であった。しかし両群ともに坂道の傾斜角による. 歩行障害群における疾患は脳血管障害 3 名，脊椎疾患の術後. 違いを認めず，屋内平地歩行や運動負荷との関連は認められな. 2 名，大. かった。これらの関係を明らかにするには，更なる検討が必要. 骨骨折の術後 2 名であった。若年群と歩行障害群の. 基本特性では，年齢，Body Mass Index，外出頻度，転倒歴，. である。. 服薬数に有意差を認め，性別，教育年数は有意差を認めなかっ. 文献. た。身体機能は握力，FR，TUG のいずれも有意差を認めた。 STV の結果は傾斜角条件，コース条件ともに有意な群間差を認めた（p ＜ 0.01，p ＜ 0.01）が，条件間では差を認めなかった（p = 0.147，p = 0.145）。事後検定において，傾斜角条件では FLAT（p = 0.047），8-DN（p = 0.029），10-UP（p ＜ 0.01）（図 2），コース条件では INT-2（p = 0.016），INT-3（p ＜ 0.01）， INT-4（p = 0.029）であり，いずれも歩行障害群が有意に高値であった。回帰分析結果では，歩行障害群では INT-4 の STV を目的変数とした際の INT-4 の歩行速度（β = 1.18，p = 0.012）のみが有意な説明変数であった。若年群ではいずれも有意とならなかった。考察本研究では屋外坂道歩行において，歩行障害群の STV は若年群よりも有意に大きかったが，坂道の傾斜角による違いは認めなかった。歩行障害群では屋外コースの最後の区間のみ，そのときの歩行速度が STV と関連していた。屋内歩行時の STV は健常者では 3％程度であり 4）5），本研究における若年群は傾斜角条件，コース条件ともに同水準であったが，歩行障害群ではそれよりも大きい傾向であった。しかし，. 1）Fujita K, Fujiwara Y, et al.: Frequency of going outdoors as a good predictors for incident disability of physical function as well as disability recovery in communitydwelling older adults in rural Japan. J Epidemiol. 2006; 16: 261‒270. 2）Kelsey JL, Berry SD, et al.: Indoor and outdoor falls in older adults are different: the maintenance of balance, independent living, intellect, and zest in the elderly of Boston study. J Am Geriatr Soc. 2010; 58: 2135‒2141. 3）Yoshino K, Motoshige T, et al.: Eﬀect of prolonged freewalking fatigue on gait and physiological rhythm. J Biomech. 2004; 37: 1271‒1280. 4）Montero-Odasso M, Muir S, et al.: Gait variability is associated with frailty in community-dwelling older adults. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2011; 66: 568‒576. 5）Hausdorﬀ JM, Rios DA, et al.: Gait variability and fall risk in community-living older adults: a 1-year prospective study. Arch Phys Med Rehabil. 2001; 82: 1050‒1056. 6）Gottschall JS, Okorokov DY, et al.: Walking strategies during the transition between level and hill surfaces. J Appl Biomech. 2011; 27: 355‒361. 7）Beauchet O, Annweiler C, et al.: Walking speed-related changes in stride time variability: effects of decreased speed. J Neuroeng Rehabil. 2009; 6: 32‒37..

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