在宅におけるパーキンソン病患者への理学療法介入効果の検証

全文

(1)理学療法学第 148 44 巻第 2 号 148 ∼ 149 頁（2017 年）理学療法学第 44 巻第 2 号. 平成 26 年度研究助成報告書. 大. 部），⑤左側大. 部下端（左大. 部）の 5 ヵ所とし，テー. プと伸縮性のバンドにて固定した。. 在宅におけるパーキンソン病患者への理学療法介入効果の検証. 今回の計測は，5 ヵ所同時に計測し，サンプリング周波数 100 Hz に設定し，加速度センサと角速度センサの 2 つのデータを採用した。各センサは歩行計測前に重力加速度に対しての補正を行い，専用のデータ送受信装置を取りつけたノートパ. 1）. 2）. 上村豊，国分貴徳，金村尚彦. 2）. ソコン（Lenovo，Thinkpad240s）にデータが送られ，専用の labVIEW アプリケーションに転送された。. 1）. 計測された加速度データ，角速度データより，アプリケー. 2）. ション（スポーツセンシング社，姿勢推定アプリケーション，. オリーブ訪問看護ステーション駒場埼玉県立大学保健医療福祉学部理学療法学科. 3D 可視化アプリケーション）を使用し，回転行列を用いて各キーワード：パーキンソン病，特異値分解，長期介入効果. センサの相対角度を算出した。本研究では，仙骨部に対する， ①後頭部，②胸部，③右大. 部，④左大. 部との相対角度と⑤. 目的. 胸部に対する後頭部との相対角度の 5 ヵ所の相対角度をそれぞ. パーキンソン病（Parkinson’s disease：以下，PD）のすくみ足. れピッチ角，ロール角，ヨー角のオイラー角を姿勢角として用. や突進現象などの歩行障害は発症後比較的早期から認められる。. いた。また，取りつける毎にセンサの取りつけ位置が異なるた. PD 患者に対する理学療法の効果. 1‒3）. のほとんどが即時効果. についての報告であり，その対象患者の姿勢や関節可動域およ 4）. め，今回は歩行開始前 10 秒間の静止立位時の相対角の平均値を求め，データの補正を行った。. び筋機能といった機能的側面を含めたものは少ない。. 本研究では右踵接地時から次の右踵接地時までの 1 歩行周期. 実際の臨床場面では，筋固縮などの筋緊張異常が要因となって. をデータの解析に使用し，往路 3 m までの歩行の歩き始めか. の関節可動域制限や筋機能低下により，全身的な身体機能低下を. ら右下肢の 3 歩目から連続する 2 歩行周期を抽出し，それぞれ. 認め，結果として動きづらさが生じている症例は非常に多い。. 1 歩行周期に分けて使用した。今回は踵接地時期の右大. そこで今回，本研究においては，在宅の PD 患者を対象とし. 垂直方向の加速度の波形特性を捉えることと動画による踵接地. て，筋緊張異常や加齢により二次的に起こる関節可動域制限お. 時の映像を関連づけて，1 歩行周期を同定した。. よび筋機能低下に対する長期的な理学療法介入が歩行能力に及. また，計測時の動画を用いて，課題遂行の所要時間と歩数を. ぼす影響について，9 軸モーションセンサを用いた歩行評価に. 算出した。理学療法実施内容は，筋緊張異常や加齢により二次. よって明らかにする。. 的に起こる関節可動域制限および筋機能低下に対して，上下. 方法. 肢，体幹の関節可動域練習，ストレッチ等を中心に行い，今回. 1．対象. の症例は 1 回 1 時間を，1 週間に 2 回実施した。. 対象は PD 患者 5 名としたが，そのうち 4 名は期間中に体調. 今回は対象者が 1 名となったが，理学療法試行前後で 2 ∼ 3. 不良による入院などの理由で経時的にデータの収集が困難と. 回を 8 ヵ月間計測することができたため，計 76 歩行周期のデー. なったため，今回は 8 ヵ月間データ収集が可能であった 1 名の. タでの解析が可能であった。. データで解析を行った。. 解析方法. 今回データ解析を行った PD 患者（80 歳代，男性）は，発症. 算出された歩行時の姿勢角データは演算ソフト（The. から約 6 年が経過し，Hoern & Yahr の分類は stage Ⅳ，指示. MathWorks Japan, MATLAB, Release 2014b）を用いて解析. 理解は良好で，屋内は自立歩行可能である。. を行った。. 本研究は研究の実施にあたり，対象者には研究内容について. 今回の歩行の解析として，三嶋ら. 事前にヘルシンキ宣言に基づき書面にて十分な説明を行い，同. による動作の類似と差異の抽出方法を用いた。この手法は，歩. 意を得た。. 行動作の身体各部位の姿勢角データを用いて特異値分解をする. 2．方法. ことで，個人間の歩行の類似成分と個人間の差異を構成する部. 今回の歩行計測は自宅内で行い，歩行路は直線距離 3 m の. 分を抽出することが可能であることを示している。三嶋らの報. ところに線を引き，計測開始前の 10 秒間は静止立位姿勢を保. 告を参考に，今回の解析方法を以下に述べる。. 持し，3 m 先の線の位置で方向転換して元の位置に戻るという. 試行毎の動作を表現するために，5 ヵ所の身体部位に取りつ. 条件にて実施した。歩行計測は，小型のセンサ（ロジカルプロ. けたセンサより算出した 3 方向の姿勢角の計 15 個の時系列デー. ダクト社，小型 9 軸ワイヤレスモーションセンサ，サイズ：. タからなる行列を作成する。. 40 mm × 20 mm × 30 mm，質量 30 g）を使用し，ビデオカ. 試行毎に 1 歩行周期の時間が異なるため，もっとも 1 歩行周. メラ（apple, ipad mini retina Wi-Fi ME280J/A 16GB）による. 期の時間の長いデータ N を基準とし，すべてのデータの時系. 動画撮影も併せて行った。計測時の歩行速度は快適歩行とし，. 列方向の長さをそろえた。今回は，N = 113 でそろえ，1 試行. 理学療法施行前後のそれぞれ 2 ∼ 3 回程度計測した。計測期間. が 15 × 113 = 1,695 とし，8 ヵ月間の全試行数 76 試行を横に. は 1 ヵ月毎に計測し，計 8 ヵ月間実施した。. 並べた行列 D（1,695 行 76 列）を作成し，svd 関数を用いて解. 5）. 部の. が提案した特異値分解. センサの計測部位は①後頭隆起上部（後頭部），②肩甲骨下. 析した。. 角高の胸椎部（胸部），③第 2 仙骨部，④右側大. その解析により，特異値 S，1,695 行 1,695 列の行列 U，76. 部下端（右.

(2) 在宅におけるパーキンソン病患者への理学療法介入効果の検証. 表 1 試行 No. と計測時期と理学療法施行前後. 平均所要時間（秒）. 平均歩数（歩）. 1 ヵ月目. 前. 17.46. 35. 前. 1 ヵ月目. 後. 17.04. 36. 前. 18.33. 38. 計測時期. 理学療法施行前後. 1∼4. 1 ヵ月目. 前. 5∼8. 1 ヵ月目. 後. 2 ヵ月目. 表 2 各計測時期の平均所要時間と歩数理学療法施行前後. 試行 No.. 9 ∼ 12. 149. 計測時期. 13 ∼ 16. 2 ヵ月目. 後. 2 ヵ月目. 17 ∼ 18. 3 ヵ月目. 前. 2 ヵ月目. 後. 18.93. 37. 19 ∼ 22. 3 ヵ月目. 後. 3 ヵ月目. 前. 13.26. 27. 前. 3 ヵ月目. 後. 12.32. 26.5. 後. 4 ヵ月目. 前. 14.76. 29.7. 前. 4 ヵ月目. 後. 16.11. 32. 前. 13.97. 29. 23 ∼ 28 29 ∼ 32 33 ∼ 36. 4 ヵ月目 4 ヵ月目 5 ヵ月目. 37 ∼ 42. 5 ヵ月目. 後. 5 ヵ月目. 43 ∼ 48. 6 ヵ月目. 前. 5 ヵ月目. 後. 13.26. 28. 後. 6 ヵ月目. 前. 13.04. 26.7. 前. 6 ヵ月目. 後. 12.63. 28. 後. 7 ヵ月目. 前. 12.96. 26.7. 後. 12.18. 26.3. 49 ∼ 52 53 ∼ 58 59 ∼ 64. 6 ヵ月目 7 ヵ月目 7 ヵ月目. 65 ∼ 70. 8 ヵ月目. 前. 7 ヵ月目. 71 ∼ 76. 8 ヵ月目. 後. 8 ヵ月目. 前. 12.81. 27. 8 ヵ月目. 後. 12.29. 27. 行 76 列の V が算出される。また，行列 U の各列は左特異ベクトル ui，行列 V の各列は右特異ベクトル vi と表現され，それぞれの第 i 番目の要素は第 i モードと呼ばれている。 = 1,2, … ,76）とし，ここで σ i ≥ σ i ≥ … σ 76 特異値 S を σ（i i ≥ 0 とする。この特異値 σ i は各モードで抽出される特徴の試行に依存しない寄与の大きさを示し，左特異ベクトル ui は各モードの運動の特徴を，右特異ベクトル vi は各モードが各試行に対してどのように寄与しているかを示している。結果データから算出された 1 歩行周期を 1 試行とし，歩行時期と理学療法施行前後で計測した試行数を表 1 に示す。. 図 1 V1 と V2 の散布図. また，それぞれの課題遂行の所要時間とその歩数を表 2 に示す。今回，全 76 試行の 1 歩行周期を特異値分解して算出された. 意義は十分にあると推察される。. 特異値 S の結果より第 2 モードまでの結果を採用した。. しかしながら，今回の結果のみでは必ずしも理学療法介入によ. 今回は各試行に対して寄与している右特異ベクトル vi の第 1. り歩行動作の変化が抽出されたとは断定できず，考えられる他の. モードと第 2 モードを用いて散布図を作図した。その結果，1. 要因との比較検討が必要であり，また身体部位の変化した点につ. ∼ 52 試行と 53 試行以降で歩行の変化が抽出された（図 1）。. いても解析していないので，少なくとも変化した前後での歩行動. 考察. 作の変化を明らかにし，症例数を増やして検討する必要がある。. 今回の結果から，1 ∼ 52 試行と 53 試行以降との歩行におい. 謝辞：本研究を進めるにあたり，解析方法におけるご指導と協. て明らかな変化があったことが抽出され，表 2 より，歩行計測. 力を京都大学大学院工学研究科の中西弘明氏から頂戴したこと. 条件の所要時間の短縮や歩数の減少がみられることから，本症. に感謝申し上げます。. 例の歩行能力の向上が図られたことが示唆された。. 文献. 歩行の変化が抽出された時期がちょうど 7 ヵ月目以降であり，この前後で抗パーキンソン病薬の変更やその他の内服薬の変更がないことを考慮すると，理学療法施行により歩行の変化が抽出された可能性がある。また，今回の結果では，理学療法施行前後での歩行の変化がないことから，即時的な効果は得られにくいが，Hoern & Yahr の分類が stage Ⅳの症例においても 6 ヵ月の長期的な介入により歩行能力の改善の可能性が示された。また 1 ∼ 52 試行のデータから，少なからず歩行能力の大きな変化は抽出されていないため，歩行能力は維持されている点においても，パーキンソン病患者の筋緊張異常や加齢により二次的に起こる関節可動域制限および筋機能低下に対する長期的な理学療法介入の. 1）二階堂泰隆，佐藤久友，他：パーキンソン病患者に対する後進歩行運動が姿勢と姿勢制御に与える即自効果．理学療法科学．2011; 26(4): 549‒553. 2）羽崎完，小山英央，他：パーキンソン病に対する腹臥位療法の効果の検証．理学療法学．2007; 34: 654. 3）山出宏一，高橋精一郎，他：パーキンソン病患者に対する逆説性歩行訓練における効率的歩幅の検討．理学療法科学．2012; 27(5): 529‒533. 4）武澤信夫，中川正法：Uniﬁed Parkinson’s disease rating scale と三次元動作解析を用いたパーキンソン病患者のリハビリテーションの有効性の効果．Jpn J Rehabil Med. 2010; 47(11): 791‒800. 5）三嶋賢一，金田さやか，他：特異値分解を用いた動作における個人間の類似と差異の抽出．電子情報通信学会論文誌 A．2011; J94-A(4): 293‒302..

(3)