歩行能力とバランス機能の関係

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(1)リハビリテーション医学 2006 ; 43 : 828.833. 《原著》. 歩行能力とバランス機能の関係猪飼哲夫＊. 辰濃. 尚＊. 宮野佐年＊. Relationship between Walking Ability and Balance Function Tetsuo IKAI,＊ Hisashi TATSUNO,＊ Satoshi MIYANO ＊ Abstract : Balance function is thought to be a one of the key factors that influence walking ability. The purpose of this study is to investigate the relationship between walking ability and various bal, functional reach（FR） , postural ance function tests. We measured maximum walking speed（MWS） , in 25 young and 24 older healthy adults. The height of the sway and timed up and go test（TUG） young adults correlated with MWS, FR, total length and outer area of postural sway while standing in the tandem position and TUG, but no correlation was detected in the older adults. We found that MWS was related to the outer area of postural sway while standing in the tandem position and TUG in the young adults, and was related with FR, total length of postural sway while standing in the tandem position and TUG in the older adults. It is thought that any correlation between MWS and the balance tests in the young adults was height dependent. This study suggests that static and dynamic balance functions influence walking ability in older adults.（Jpn J Rehabil Med 2006；43：828― 833）要旨：バランス機能は歩行能力に影響する因子の一つと考えられる．そこで歩行能力の代表的な評価法である最大歩行速度（Maximum Walking Speed：MWS）と各種バランス検査を，若年者群と高齢者群で検討した．身長は若年者群では MWS，Functional reach（FR），タンデム肢位での重心動揺，Timed Up and Go test（TUG）と相関したが，高齢者群では関係は認められなかった．若年者群では MWS は，タンデム肢位外周面積，TUG と相関したが，これは身長の影響によると考えられた．高齢者群では MWS は，FR，タンデム肢位総軌跡長，TUG と相関した．高齢者では歩行能力は静的・動的両者のバランス機能に影響されることが示唆された．（リハ医学 2006；43：828― 833） Key words : 最大歩行速度（maximum walking speed），バランス機能（balance function），重心，タンデム肢位（tandem position），高齢者（older adults）動揺（postural sway）. 固有感覚や振動覚などの末梢感覚系の依存度は加齢と. はじめに. ともに増加を示す 3）．バランス機能とは，重力下において身体重心を支持. バランス機能には，支持基底面内の保持能力である. 基底面内に維持あるいは支持基底面に戻すことにより. 静的バランス機能と，支持基底面が移動した状態にお. 平衡を維持する能力である1）．平衡機能は重力を除い. ける保持能力である動的バランス機能がある．代表的. た大きな外力が作用しない状態での比較的安定した姿. な静的バランス機能検査には，重心動揺検査，片脚立. 勢を保つための機能である2）．姿勢調節は感覚入力. 位保持検査，Functional Reach test，動的バランス機. （感覚器系），中枢処理過程（中枢神経系），出力機能. 能検査には Timed Up and Go test，複数課題で評価す. （運動器系）に大別される2）．感覚器系のうち，前庭系. る Functional Balance Scale などが存在する．筆者ら. と視覚系は加齢とともに急速に低下するのに対して，. ＊. は動的バランス機能検査の一つである三次元的床面動. 2006 年 4 月 20 日受付，2006 年 10 月 20 日受理東京慈恵会医科大学リハビリテーション医学講座／〒 201.8601 東京都狛江市和泉本町 4.11.1 Department of Rehabilitation Medicine, Jikei University School of Medicine E-mail : [email protected]. 828. Jpn J Rehabil Med. VOL.. 43. NO.. 12 2006.

(2) 歩行能力とバランス機能. 揺装置（Equi Test）を用いて，高齢者や片麻痺患者の動的バランス能力を評価した. 4 ∼ 6）. ．転倒と動的バラ. ンス能力には関係が認められ，転倒を予測する検査と 4）. できるだけ遠くに手を伸ばし，最終姿勢と開始姿勢の第 3 指先端間の変化距離（cm）を計測した． 3．下肢荷重・重心動揺検査. しての有用性が示された．また，高齢者では外乱刺. 重心動揺検査は静的バランス機能を客観的に評価で. 激に対する身体反応，筋力とも低下し，動的バランス. きる検査の一つである．2 枚の測定板を組み合わせた. 能力が劣っており，転倒のリスクが高いことが示唆さ. 重心動揺計（アニマ社製，ツイングラビコーダー，G-. れた 5）．. 620）を用いて，下肢荷重検査と重心動揺検査を施行. 歩行能力には年齢，筋力，関節可動域，運動制御，. した．施行回数は各 1 回とした．. 固有感覚などが影響するが，姿勢の反射や制御の関与. 1）静止立位重心動揺検査. も大きい．すなわち，バランス機能は歩行能力に影響. 開眼裸足で重心動揺計の 2 枚の足底板上に立ち，上. する因子と考えられる．そこで歩行能力の代表的評価. 肢は体側に自然下垂位とした．両側上前腸骨棘間距離. 法である最大歩行速度と，各種バランス機能検査との. を計測し，両足部をその距離に開脚した．若年者群の. 関係を明らかにすることをこの研究の目的とした．. 対象. 平均が 24.8±1.3 cm，高齢者群が 24.1±1.2 cm であった．両足の踵部内側縁と第 1 中足指節関節内側縁を結ぶ線が平行になるようにし，第 5 中足骨の中央を測定. バランス機能に影響すると考えられる疾患の合併が. 板の中央横線に合わせた．被験者の前方で目の高さに. 認められない 20 歳代の健常若年者（若年者群，平均. マーカーを取り付け，マーカーを注視させた．測定時. 年齢 24.3±2.8 歳，男性 13 名，女性 12 名）と 63 ∼. 間は 30 秒，取り込み周期は 50 ms，評価項目は，総. 74 歳の健常高齢者（高齢者群，平均年齢 69.5±3.2 歳，. 軌跡長，外周面積とした．. 男性 12 名，女性 12 名）を対象とした．身長は若年者. 2）タンデム肢位下肢荷重検査・重心動揺検査. 群が 164.5±9.8 cm，高齢者群が 158.2±6.8 cm で有意. 開眼裸足で左足を前にしたタンデム肢位（継ぎ足肢. 差が認められたが，体重はそれぞれ 57.7±11.5 kg，. 位）で 2 枚の測定板上に立ち，上肢は自然下垂位とし. 58.5±11.1 kg で差は認められなかった．研究は大学お. た．被験者に両足均等に体重をかけるように指導し，. よび病院の倫理委員会の承諾を得た後行った．検査施. 前方のマーカーを注視させた．測定時間は 30 秒，取. 行前に研究の方法や目的を説明し文書での同意を得た. り込み周期は 50 ms，評価項目は左右別の下肢荷重. 後，問診と簡単な診察を行い合併症などの有無を確認. 率，総軌跡長，外周面積，前後・左右方向単位軌跡長. した．. とした．. 方法. 4．Timed Up and Go test（TUG）椅子から立ち上がり 5 m 歩行して方向変換して，椅. 歩行能力を調べる代表的な検査である最大歩行速. 子に戻り座るまでの一連の動作に要する時間（sec）を. 度，静的バランス機能検査の Functional Reach test，. 計測した．最大努力による歩行で，立ち上がりは準備. 重心動揺検査，および動的バランス機能検査の Timed. をした体幹前屈位ではなく，背もたれに寄りかかった. Up and Go test を施行した．重心動揺検査以外は 2 回. 姿勢から開始した．. 行い，結果のよいほうを採用した．すべての検査項目. 解析方法. は同一検者により測定した． 1．最大歩行速度（Maximum Walking Speed :. 各検査項目について若年者群と高齢者群を比較した．また，身長と各種検査および歩行能力（最大歩行. MWS）両端に 3 m の予備路がある 10 m の直線区間の最大. 速度）と各種バランス検査との関係について検討した．. 努力による歩行時間（sec）を計測し，1 分間の最大歩. 12 名の被験者（若年者 10 名，高齢者 2 名，男性 6 名，. 行速度（m／min）を求めた．. 女性 6 名）について重心動揺検査を 1 カ月の間隔をあ. 2．Functional Reach test（FR）. けて 2 度測定し，検査の信頼性（再現性）を，級内相. 開脚立位で右上肢の肘より遠位を伸展した上で，肩. 関係数を求めて検討した．年齢差には対応のない t 検. 関節屈曲 90 度に保った状態から，足部を動かさずに. 定を，関係の検討にはピアソンの相関係数の検定を使. リハビリテーション医学 VOL. 43. NO.. 12 2006 年 12 月. 829.

(3) 猪飼哲夫・他. それぞれ 2.7±1.2 cm2，3.4±0.9 cm2 で，有意差をも. 用し，有意水準を 5％とした．. って高齢者群のほうが高値であった．前後方向への動. 結果. 揺は若年者群と高齢者群で差は少なかった（前後方向. 1．重心動揺検査の信頼性（再現性）. 単位軌跡長：若年者群 1.52±0.49 cm／sec，高齢者群. 静止立位総軌跡長と外周面積，タンデム肢位総軌跡. 1.76±0.41 cm／sec，有意差なし）が，左右方向への動. 長と外周面積の級内相関係数（ICC）は，それぞれ 0.69，. 揺の差は大きかった（左右方向単位軌跡長：若年者群. 0.28，0.84，0.73 であった．静止立位外周面積以外の. 1.55±0.42 cm／sec，高齢者群 2.22±0.40 cm／sec，p＜. 検査項目の信頼性は高いと判断された．以下の検討は，. 0.01 で有意差あり）．若年者群では総軌跡長と外周面. 静止立位外周面積を除外した他の項目で行った．. 積には強い相関関係（r＝0.72，p＜0.01）が認められ. 2．年齢差の検討. たが，高齢者群では相関関係（r＝0.20）は示されな. 1）MWS，FR，TUG. かった．. MWS は若年者群が 181.4±23.4 m／min，高齢者群. 3．身長と各種検査との関係. が 121.0±14.7 m／min であり，有意差をもって若年者. 若年者群では身長は，MWS，FR，タンデム肢位総. 群が速かった．FR は各々 41.6±4.6 cm，30.0±4.5 cm. 軌跡長・外周面積と有意な正の相関関係，TUG と負. で，若年者群が有意に大きく，また TUG は各々 5.9±. の相関関係を認めた（表 1）．一方，高齢者群では身. 0.5 sec，8.2±1.0 sec で，高齢者群が有意に長かった． 2）静止立位重心動揺検査. 表 1 身長と各種検査との相関関係（相関係数）. 総軌跡長は若年者群 21.4±5.4 cm，高齢者群 28.9±. 若年者（＝）. 9.4 cm で，有意差をもって高齢者群のほうが高値であった． 3）タンデム肢位下肢荷重検査・重心動揺検査若年者群の後脚（右足）荷重率は 56.3±5.3 ％，高齢者群が 68.4±8.3 ％であり，高齢者群のほうが有意に後脚荷重率は大きかった．総軌跡長は若年者群. 静止立位総軌跡長タンデム肢位総軌跡長タンデム肢位外周面積＊＜＜ . ＊＊. 74.7±21.5 cm，高齢者群 90.5±18.6 cm，外周面積は. 図1. ＊＊＊ − ＊＊＊＊ − . 身長と MWS との関係. 若年者群では身長は MWS と有意な相関関係（r＝0.69，p＜0.01）を認めたが，高齢者群では身長と MWS に相関関係を認めなかった． ●：若年者 n＝25，○：高齢者 n＝24. 830. Jpn J Rehabil Med. VOL.. 43. NO.. 12 2006. 高齢者（＝） − − − .

(4) 歩行能力とバランス機能. 表 2 身長を合わせた若年者群と高齢者群におけると各種バランス検査との相関関係（相関係数）若年者（＝）静止立位総軌跡長タンデム肢位総軌跡長タンデム肢位外周面積 . ＊＊ − . 高齢者（＝）＊ − ＊ − ＊＊ − . ると，総軌跡長に比べて外周面積の変動は大きくなる．このため，静止立位での外周面積の信頼性が低くなったと考えられる．逆に，タンデム肢位での外周面積の信頼性は高かった．この肢位での動揺はどの被験者にも認められたが，その程度は個人のバランス機能に比例していたため，再現性（信頼性）は高かったと考えられる．本研究では静止立位外周面積を除外した他の項目で検討した．. ＊＜＜ . ＊＊. 自由速度では歩幅や歩行率の変動が大きいが，最大努力による歩行（MWS）は変動が少なく，妥当性が. 長は全ての検査と相関関係を認めなかった．図 1 に身. 保証されている8）．健常者の MWS の再現性は ICC＝. 長と MWS との関係の散布図を示す．. 0.91 の一致率であった 8）．FR は Duncan ら 9,10）により. 4．MWS と各種バランス検査の関係. 開発された検査で，支持基底面を固定した際の随意運. 身長の影響を除外するため，全被験者の平均身長±. 動からバランス機能を計測する．高齢者における ICC. 1.25 SD の範疇にある，身長 150∼173 cm の被験者（若. は 0.92 と報告されている．TUG は立位や歩行におけ. 年者群 20 名，平均年齢 24.0±2.8 歳，平均身長 160.9±. る動的バランス機能を評価する指標であり，原法 11）. 6.8 cm，高齢者群 21 名，平均年齢 69.8±3.2 歳，平均. では 3 m，快適速度であるが，最大速度で計測したほ. 身長 160.0±5.0 cm，2 群間で身長に統計学的に差を認. うが再現性はよく12），5 m の歩行路を用いた報告 13）も. めず）で比較した．平均身長±1 SD にすると症例数. 存在する．そこで今回の研究では，5 m，最大歩行速. が少なくなり，1.5 SD にすると若年者群と高齢者群の. 度を採用した．高齢者における ICC は 0.99 と報告さ. 間で身長に有意差が生じたため，その中間の 1.25 SD. れている11）．. を選択した．全被験者の平均身長は 161.4 cm，SD は. 高齢者群は若年者群に比べ，MWS，FR，TUG とも. 9.0 であった．表 2 に若年者群と高齢者群における. 有意に低下していた．この結果は過去の報告 8,9,14）とも. MWS と各種バランス検査との相関係数を示す．MWS. 一致し，高齢者では歩行能力，静的・動的バランス機. は若年者群において，タンデム肢位外周面積と有意な. 能は劣ると判断される．静止立位重心動揺検査におけ. 正の相関関係，TUG と負の相関関係が認められた．. る総軌跡長，タンデム肢位での総軌跡長，外周面積と. FR，静止立位における総軌跡長，タンデム肢位総軌. も高齢者群のほうが有意に高値であり，静的バランス. 跡長と有意な関係はみられなかった．一方高齢者群で. 機能は劣っていた．筆者らの Equi Test を用いた検討. は，MWS は FR，タンデム肢位総軌跡長と有意な正. でも，高齢群は中年群に比べ動的バランス機能は劣っ. の相関関係，TUG と負の強い相関関係が認められた．. ていた 5）．. 静止立位総軌跡長，タンデム肢位外周面積とは有意な. MWS は若年者群では身長と有意な相関が認められたが，高齢者群では相関はなかった．身長を合わせた. 関係はみられなかった．. 2 群でも同じ結果（若年者群 r＝0.71，p＜0.01，高齢. 考察. 者群 r＝0.13）であった．身長が高くなれば歩幅は増. 重心動揺計は静的バランス機能を客観的に評価でき. 大すると考えられ，MWS は速くなると予想される．. るため，普及している機器である．重心動揺計が測定. MWS と身長との相関を示した報告 8）も存在する．高. しているものは重心の変動そのものではなく，足圧中. 齢者群で相関を認めなかった原因として，高齢者では. 心の変動を測定している．しかし，直立姿勢において. 身長よりも個々のバランス機能や筋力などが MWS に. 7）. は平面に投射される重心は足圧中心に近似される．. 影響していると推察される．若年者群において MWS. 静止立位およびタンデム肢位での級内相関係数は静止. と同様に FR，TUG は身長との相関を認めた．FR は. 立位での外周面積以外は高く，検査としての信頼性. 高身長ほど長くなると予想され，TUG は歩行要素を. （再現性）はある程度保証された．静止立位での動揺. 含む検査からも理解できる．しかし，高齢者群では. は小さいため，少しでも重心が一定方向以外に移動す. FR，TUG とも身長と相関しなかった．. リハビリテーション医学 VOL. 43. NO.. 12 2006 年 12 月. 831.

(5) min. 猪飼哲夫・他. 図2. 身長を合わせた若年者群と高齢者群における TUG と MWS との関係. 身長を合わせた若年者群と高齢者群で検討した．TUG は，若年者群では MWS と有意な負の相関関係（r＝−0.48，p＜0.05），高齢者群では MWS と有意な強い負の相関関係（r＝−0.90，p＜0.01）を認めた． ■：若年者 n＝20，□：高齢者 n＝21. 身長を合わせた若年者群と高齢者群で，MWS は 2. とタンデム肢位外周面積が相関したと考えられる．高. 群とも動的バランス機能をみる TUG と有意な負の相. 齢者群では MWS とタンデム肢位総軌跡長，MWS と. 関を認めた．特に高齢者群で関係は強かった．図 2 に. 外周面積はほぼ反対の関係となった．若年者群では総. MWS と TUG の関係の撒布図を示す．TUG と歩行速. 軌跡長と外周面積に強い相関関係が認められたが，高. 11）. の間の有意な相関関係は報告されている．若年. 齢者群では関係は示されなかったことにより，高齢者. 者群で MWS と関係が認められなかった FR が，高齢. ではタンデム肢位の総軌跡長と外周面積は，違うバラ. 者群で有意な相関を認めたことは，高齢者では歩行能. ンス指標を表していると考えられる．また，前後方向. 力がバランス機能に影響されることを示唆している．. への動揺は若年者群と高齢者群で差は少なかったが，. FR と同じ静的バランス機能を評価する重心動揺検査. 左右方向への動揺の差は大きかった．若年者では一定. の静止立位総軌跡長は MWS と相関しなかった．開眼. 方向の動揺が主であるのに対して，高齢者ではいろい. での静止立位では動揺は極めて小さいため，個々の値. ろな方向への動揺が生じていると推測される．このこ. の分布幅が小さく相関関係が認められなかったと考え. とにより高齢者群で異なる結果が生じたと考えられる．. 度. 今回の研究から，若年者群では MWS やバランス機. られる．高齢者では足関節ではなく，股関節周囲の筋応答. 能検査において身長の影響は大きいと考えられる．一. （hip strategy）で姿勢を調節している15）．このため，. 方，バランス機能が低下している高齢者群において，. 中殿筋の筋力低下が生ずれば動揺は大きくなると予想. 歩行能力はバランス機能に影響されていることが示唆. される．また，高齢者群における有意な後脚荷重の増. される．重心動揺検査は平衡機能障害の評価としては. 大も動揺が大きくなった原因と考えられる．高齢者で. 広く用いられているが，リハビリテーション領域での. は両足均等に体重を掛けるように指導したにも関わら. 応用（歩行能力や転倒予測など）はまだ少ない．タン. ず，後脚の荷重率は大きかった．後脚荷重率の増大は. デム肢位などにおける重心動揺の意味づけの検討や，. 前後方向への立位安定に寄与する可能性はあるが，片. 評価法の発展が今後必要と考える．. 脚立位に近い状態になり左右方向への動揺は大きくなると推察される．若年者群ではタンデム肢位総軌跡長・外周面積とも身長と相関したが，高齢者群では身. 本研究の一部は第 14 回骨粗鬆症財団研究助成により施行した．. 長との相関はなかった．若年者群ではバランス機能や筋力などが良好なことから，身長の影響により MWS. 832. Jpn J Rehabil Med. VOL.. 43. NO.. 12 2006.

(6) 歩行能力とバランス機能. 文献 1）Nashner LM : Sensory, neuromuscular, and biochemical contributions to human balance. in Balance（ed by Duncan PM）. Proceedings of American Physical Therapy Association forum. APTA, Alexandria（VA）, 1990 ; pp 5.12 2）内山靖 : 高齢者の平衡機能と転倒. 理学療法 2001 ; 18 : 858.864 3）Lord SR, Ward JA : Age-associated differences in sensori-motor function and balance in community dwelling women. Age Aging 1994 ; 23 : 452.460 4）猪飼哲夫, 植松海雲, 殷祥洙, 橋本圭司, 宮野佐年 : 閉経後女性の転倒―骨粗鬆症, 生活習慣, バランス機能, 下肢筋力などとの関係―. J Clin Rehabil 2000 ; 9 : 1226.1228 5）猪飼哲夫, 上久保毅, 武原格, 西将則, 宮野佐年 : 中高年者の動的バランス機能評価. リハビリテーション医学 2002 ; 39 : 311.316 6）Ikai T, Kamikubo T, Takehara I, Nishi M, Miyano S : Dynamic postural control in patients with hemiplegia. Am J Phys Med Rehabil 2003 ; 82 : 463.469 7）松井敏史, 堀川悦夫, 根本都, 冨田尚希, 丸山将浩, 樹神學, 荒井啓行, 佐々木英忠 : 高齢者外来における重心動揺計の有用性. Geriatr Med 2004 ; 42 : 183.187. 8）Bohannon RW : Comfortable and maximum walking speed of adults aged 20.79 years : reference values and determinants. Age Aging 1997 ; 26 : 14.19 9）Duncan PW, Weiner DK, Chandler J, Studenski S : Functional reach : a new clinical measure of balance. J Gerontol 1990 ; 45 : M192.197 10）Duncan PW, Studenski S, Chandler J, Prescott B : Functional reach : predictive validity in a sample of elderly male veterans. J Gerontol 1992 ; 47 : M93.98 11）Podsiadlo D, Richardson S : The timed“up & go”: a test of basic functional mobility for frail elderly persons. J Am Geriatr Soc 1991 ; 39 : 142.148 12）Shumway-Cook A, Brauer S, Woollacott M : Predicting the probability for falls in community-dwelling older adults using the time up & go test. Phys Ther 2000 ; 80 : 896.903 13）島田裕之, 内山靖 : 高齢者に対する 3 カ月間の異なる運動が静的・動的姿勢バランス機能に及ぼす影響. 理学療法学 2001 ; 28 : 38.46 14）山本高司 : 直立時動揺の年齢による変化. 体力科学 1979 ; 28 : 249.256 15）Horak FB, Shupert CL, Mirka A : Components of postural dyscontrol in the elderly : a review. Neurobiol Aging 1989 ; 10 : 727.738. リハビリテーション医学 VOL. 43. NO.. 12 2006 年 12 月. 833.

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