5 つの運動機能領域から見た健常児の歩行特性

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(1)理学療法学第 560 47 巻第 6 号 560 ∼ 567 頁（2020 年）理学療法学第 47 巻第 6 号. 研究論文（原著）. 5 つの運動機能領域から見た健常児の歩行特性＊ ─ 3 ∼ 10 歳児と成人との比較─. 萬井太規 1）# 宮城島沙織 2）小塚直樹 3）種田健二 4）井上貴博 4）佐藤優衣 2）武田賢太 5）浅賀忠義 1）. 要旨【目的】本研究の目的は，5 つの運動機能領域の側面から，3 ∼ 10 歳の児の歩行能力の特徴を明らかにすることであった。【方法】3 ∼ 10 歳の定型発達児 76 名と 14 名の若年成人を対象とし，小児群は 2 歳毎に 4 群に割りあてた。対象者は，6 m の直線歩行路を快適な速度で歩くように指示された。三次元動作解析システムにて，歩幅，歩隔，ステップ速度，ステップ時間，支持脚時間，および遊脚時間を算出した。変動係数と Symmetry Index も算出した。これら歩行変数を 5 つの機能領域に分類した（歩調，時間因子，左右対称性，変動性，および安定性）。各変数を年代間で比較した。【結果】歩調，時間，および左右対称性は，7 歳から成人と有意差を認めなかった。一方，変動性と安定性は，全小児群と成人群に有意差を認めた。【結論】成人の値と同等の値に到達する年齢は変数により異なり，特に歩行の変動性や安定性の領域は発達が遅い。キーワード小児，運動発達，歩行. 制御，たとえば歩行パターンや姿勢制御がどのように発. はじめに. 達していくのか，あるいは何歳ごろ成人様の歩行パター. 運動発達の遅延や病態を理解するためには，歩行能力 1）. ンに達するのか，統一した見解は得られていない 2）. 1‒7）. 。. の定型的な発達過程への理解が重要である。歩行の発. Lythgo ら. 達は，神経系や骨格筋などの成長とともに生じ，その過. ストライド長，速度，支持基底面（Base of support：. 程は単純なものではない。ゆえに，歩行能力を構成する. 以下，BOS），足部角度，ステップ時間，ストライド時. ＊. Characteristics of the Five Functional Domains about Gait Performance: Comparison between 3‒10 Years Old Children and Healthy Adults 1）北海道大学大学院保健科学研究院（〒 060‒0812 北海道札幌市西 5 丁目北区北 18 条） Hiroki Mani, PT, PhD, Tadayoshi Asaka, PT, PhD: Department of Rehabilitation Science, Faculty of Health Sciences, Hokkaido University 2）札幌医科大学附属病院リハビリテーション部 Saori Miyagishima, PT, PhD, Yui Sato, PT, MS: Division of Rehabilitation, Sapporo Medical University Hospital, Sapporo Medical University 3）札幌医科大学保健医療学部理学療法学科 Naoki Kozuka, PT, PhD: Department of Physical Therapy, School of Health Sciences, Sapporo Medical University 4）北海道大学大学院保健科学院 Kenji Taneda, PT, MS, Takahiro Inoue, PT, MS: Graduate School of Health Sciences, Hokkaido University 5）国立障害者リハビリテーションセンター研究所運動機能系障害研究部 Kenta Takeda, PT, PhD: Department of Rehabilitation for the Movement Functions, Research Institute of National Center for Persons with Disabilities ＃ E-mail: h.mani0620@gmail.com （受付日 2020 年 2 月 6 日／受理日 2020 年 5 月 15 日）［J-STAGE での早期公開日 2020 年 9 月 7 日］. は，5 ∼ 27 歳 980 人を対象に，歩幅，. 間は発達で増大し，ケイデンスは減少することを報告した。6 ∼ 12 歳の児 382 人を対象とした先行研究でも，歩幅や速度といった歩行の距離因子や，ステップ時間，支持脚時間といった歩行の時間因子は，12 歳でも発達的な変化は続いていることが示されている. 3）. 。さらに，. 8 ∼ 30 歳 246 人を対象とした研究にて，歩幅や単脚支持時間などが，14 ∼ 17 歳頃に発達的な変化が見られな 4）くなることも報告されている。一方，歩幅と歩行速度. といった距離因子は，四肢長といった骨格に影響されることが示されており. 4）. ，下肢長にて正規化した場合，4. 歳まで発達的な変化を認めるが，5 歳前後から変化が認められなくなる. 1）5）. 。この結果は，これらの変数が，7. ∼ 12 歳間にて発達的な変化が小さいことからも支持されている. 6）. 。さらに，7 ∼ 11 歳まで縦断的に計測した. 研究でも，年齢間で有意差を認めず，7 歳ですでに発達 7）は終了していることが支持されている。ゆえに，歩行.

(2) 5 つの運動領域から見た 3 ∼ 10 歳児の歩行特性. 561. 表 1 対象者の基本情報 3 ∼ 4 歳群 (n = 25). 5 ∼ 6 歳群 (n = 25). 7 ∼ 8 歳群 (n = 14). 9 ∼ 10 歳群 (n = 12). 成人群 (n = 14). 男児 14 人女児 11 人. 男児 13 人女児 12 人. 男児 8 人女児 6 人. 男児 7 人女児 5 人. 男性 6 人女性 8 人. 4.1 ± 0.6. 6.0 ± 0.6. 7.8 ± 0.5. 9.8 ± 0.5. 22.8 ± 2.7. 身長（cm）. 101.6 ± 7.9. 113.1 ± 5.8. 124.4 ± 4.1. 133.5 ± 6.9. 167.1 ± 7.4. 体重（kg）. 16.3 ± 2.7. 20.3 ± 3.3. 23.5 ± 1.4. 27.7 ± 3.7. 58.6 ± 7.6. 下肢長（cm）. 45.5 ± 3.9. 53.7 ± 3.7. 62.1 ± 3.7. 66.3 ± 4.3. 83.7 ± 4.7. 性別年齢（歳）. の距離因子は 4 歳前後まで発達することが示唆される。. 距離因子，時間因子（歩幅やステップ時間など）は，7. 同様に，歩行中の下肢関節の運動パターンも，3.5 ∼ 4. 歳頃まで発達し，歩行の安定性や変動性は 15 歳前後ま. 1）8）9）. 。また，膝・足. で発達していくようである。したがって，小児の歩行の. 関節の関節間協調性も 3 歳にて，基本的なパターンが形. 発達の特徴を評価するためには，変数が指し示す歩行の. 歳頃にて成人と有意差を認めない 10）. 。さらに，歩幅やステップ時間などの歩行. 機能を整理して評価することが重要である。近年，189. の距離因子，時間因子の左右対称性も，5 ∼ 19 歳間に. 人の高齢者の定常歩行から，主成分分析を用いて，16. 2）11）. の歩行変数が 5 つの機能領域に分類されることが報告さ. 成される. 年齢との関連性を認めず考えられている. ，3 歳頃までに発達すると. 2）11）12）. 。. れた（歩調（Pace）：歩幅の平均値，ステップ時間の平. 一方，歩行の変動性や安定性といった歩行の特性値. 均値，および遊脚時間の標準偏差（Standard deviation：. は，歩幅や速度，時間といった歩行の距離因子，時間因. 以下，SD）；時間因子（Rhythm）：ステップ時間の平均. 子よりも，発達が遅いことが示唆されている. 1‒7）. 。歩行. 値，支持脚時間の平均値，および遊脚時間の平均値；左. 安定性は，体重心（Center of body’s mass：以下，COM）. 右対称性（Asymmetry）：ステップ時間の左右対称性，. の偏倚を指標に，側方は 4 歳までに，前方は 7 歳まで発. 支持脚時間の左右対称性，および遊脚時間の左右対称. 13）. 。近年では，歩行中の動的安定性. 性；変動性（Variability）：歩幅の SD，ステップ速度の. の指標である安定性臨界（COM の位置と速度から算出. SD，ステップ時間の SD，および支持脚時間の SD；安. 達的な変化を示す. される仮想的な COM 位置と BOS との距離. 14）. ）は，1. ∼ 10 歳まで発達的な変化を示し，10 歳でもまだ発達段 15）. 定性（Postural control）：歩隔の平均値，歩隔の SD， 21）および歩幅の左右対称性）。Lord らは，この分類を. 。歩行の変動性を示す. 用いて，パーキンソン病患者（以下，PD）の歩行障害. ストライド時間の変動係数（Coefficient of variation：. を領域別に特徴づけ，PD 患者は 5 つの機能領域すべて. 以下，CV）は，11 歳以上で成人と同等となることが示. 低下しており，特に，姿勢・歩行障害を呈している PD. 階であることが示されている. されている. 16）. 。さらに，1 ∼ 15 歳児 8,263 人を対象と. 患者は，歩調，変動性，および左右対称性が障害されて 22）23）. 。. した大規模研究でも，歩行速度の変動係数は，8 歳まで. いることを報告した. に大きく減少し，それ以降，年齢的な変化は小さいもの. したがって，本研究の目的は，5 つの機能領域の側面. の 15 歳まで漸減することも示されている. 17）. 。. から，3 ∼ 10 歳の児の歩行能力の特徴を明らかにする. 歩行の発達に関する見解の相違は，変数の正規化方法. 1‒3）5‒7）. の影響. ，靴や靴下の着用 2）4），あるいは，歩行速度. 11）18）19）. など多くの環境因子が関連している。. ことであった。本研究の仮説は，1）基本的な歩行パターンを示す歩調，時間因子，および左右対称性は早期に発達し，3 ∼ 4 歳頃成人と同等となる. 1）2）5）8）9）11）. ，2）歩. 歩行変数に影響する骨格の成長は，人種や地域により異. 行の特性値を示す変動性と安定性は，10 歳でも成人レ. なることが考えられ，ゆえに，計測方法および分析方法. ベルまで達していない. を整理し，各国における歩行変数の発達過程を示す基礎的なデータが重要視される. 2‒6）. 。本邦において，小児期. （2 ∼ 6 歳）の歩行の発達過程を示した研究は，中江ら. 20）. 15‒17）. とした。. 対象と方法 1．対象. のみであり，学童期は対象とされていない。さらに，分. 対象は，3 ∼ 10 歳の正常発達児 76 名，および健常成. 析対象となる変数が異なること，つまり，変数が示す歩. 人 14 名の計 90 名を対象とした。児は，年齢により，3. 行の機能が異なることも，見解の相違が生じる要因であ. ∼ 4 歳群（n ＝ 25），5 ∼ 6 歳群（n ＝ 25），7 ∼ 8 歳群（n. 2）11）. 。先行研究から，基本的な歩. ＝ 14），9 ∼ 10 歳群（n ＝ 12）に割りあてた。各群の. 行パターン（関節運動や左右対称性）は 3 歳頃，歩行の. 身体的特徴を表 1 に示す。取り込み基準は，保護者より. ると示唆されている.

(3) 562. 理学療法学第 47 巻第 6 号. 発達歴を聴取し，粗大運動発達が定型発達から逸脱して. テップの進行方向線と対側踵骨マーカーの直角距離，お. いないこと，実験の説明が理解でき，独歩にて歩行が可. よび，ステップ速度（Step velocity：以下，SV）は歩. 能な者とした。除外基準は，整形外科的，神経学的疾患. 幅をステップ時間で除して算出した。ステップ時間. の既往があることとした。対象者は，著者らの所属する. （Step time：以下，ST）は，一側下肢の HC から対側. 大学，病院，および研究室ホームページ上に募集ポス. 下肢の HC までの時間として定義した。支持脚時間. ターを掲示して募集した。対象者およびその保護者には. （Stance time：以下，STT）は，一側下肢の HC から同. 事前に，口頭と書面で本研究の目的，実験手順，考えら. 側下肢の FO までとし，遊脚時間（Swing time：以下，. れる危険性を十分に説明し，署名にて同意を得た。本研. SWGT）は一側下肢の FO から同側下肢の HC までとし. 究は，北海道大学大学院保健科学研究院倫理審査委員. た。左右のステップの平均値を代表値とした。標準偏差. 会，および札幌医科大学倫理委員会の承諾（承認番号：. （Standard Deviation：以下，SD）は，左右各ステップ. 17-11-2，28-2-52）を得て実施された。. 22）23）. 。. のそれぞれの分散の平均値から算出した（式 1）. 本研究では，各対象者において，4 m 間の解析範囲で得 2．実験手順および実験課題. られた全ステップ数を解析に取り入れた。よって，対象. 対象者は，上下薄手の実験着に着替え，裸足にて 6 m. 者によって得られたステップ数は異なっていた（3 ∼ 4. の直線歩行路を快適速度で歩行するように指示された。. 歳群：平均 29 歩（16 ∼ 40 歩），5 ∼ 6 歳群：平均 26 歩. 10 個のカメラによる VICON Nexus 三次元動作解析シ. （10 ∼ 40 歩），7 ∼ 8 歳群：平均 20 歩（12 ∼ 30 歩），9. ステム（VICON, MX, USA）にて，歩行中の運動学的. ∼ 10 歳群：平均 24 歩（12 ∼ 36 歩），および成人群：. データを記録した。サンプル周波数は 100 Hz とした。. 平均 25 歩（16 ∼ 32 歩））。Lord ら. 直径 9.5 mm の赤外線反射マーカーを，身体骨ランド. 数として施行間の SD を採用し，左右対称性の変数は，. マーク上の皮膚に計 27 個貼付した。マーカー配置は，. 各ステップの差の絶対値を用いた。しかしながら，SD. 24）. 21）. は，変動性の変. の身体計測学的データを適用し，身体骨格的. は平均値に依存することから，変動性を分析するために. 特徴を算出できるように貼付した（頭頂，両耳孔，第 7. は，CV が適している。さらに，左右対称性の指標とし. 頸椎，胸骨柄，両肩峰，両上腕骨外側上顆，両手関節中. て，Symmetry Index（以下，SI）が高い妥当性が示さ. 央，両手指第 3 中手骨頭，両上前腸骨棘，両上後腸骨棘，. れている. 両大転子，両膝関節裂隙，両外果，両踵骨，両第 2 中足. Index（式 2）を算出した。. Jensen. 25）26）. 。ゆえに，本研究では，CV と Symmetry. 骨頭）。歩行開始および停止の際の加速・減速の影響を取り除くため，運動学的データは，中間の 4 m を記録（1）. した。スタートは常に同じ位置から開始した。数回の練習を行った後，計 5 回実施した。疲労の影響を除外するため，対象者の任意のタイミング，もしくは 2 回に 1 回，. （2）. 数分の休憩をはさんだ。対象者の体重および身長は，体重計（タニタ社製）と身長計（ヤガミ社製）を用いて測定した。下肢長は，大転子から床面までの距離をメ. 以上の変数を，Lord らの研究を基に 21），5 つの機能. ジャーにて測定した。. 領域に分類した（歩調：SL，SV，SWGT_CV；時間因子：ST，STT，SWGT；左右対称性：ST_SI，STT_SI，. 3．データ解析. SWGT_SI；変動性：SL_CV，SV_CV，ST_CV，STT_. すべてのシグナルは，オフラインでの MATLAB. CV；安定性 SW，SW_CV，SL_SI）。SL や SW といっ. R2018a（MathWorks 社製）を用いて処理した。三次元. た距離変数は下肢長（L），SV は（√gL），時間変数は. データは，第 4 次 Butterworth low-pass filter（カット. （√(L/g)）で除すことで正規化した. 27）28）. 。g は重力加速. オフ周波数 20 Hz）を用いて処理した。. 度を示す。. 各歩行変数は，両側の踵骨マーカーおよび第 2 中足骨. 統計解析は，正規化処理前の各変数の平均値，施行間. 頭マーカーより算出した。踵接地（Heel Contact：以下，. SD，および正規化処理後の各変数に対し，一元配置分. HC）は，踵骨マーカーの垂直座標が最下点になったタ. 散分析を使用し群間比較を行った。多重比較には，成人. イミングとして定義した。足部離地（Foot off：以下，. 群と各小児群との比較のためダネットの検定を用いた。. FO）は，第 2 中足骨頭マーカーが最下点から最高位の. 危険率は 5％とした。本研究では，対象者数が少なく，. 5％の位置を超えた時点とした。歩幅（Step Length：. 性別での比較が困難であること，体格差の影響を除外す. 以下，SL）は，一側の HC から対側 HC 間の踵マーカー. る正規化処理を行ったことから，男児と女児をまとめて. 間前後距離，歩隔（Step Width：以下，SW）は各側ス. 統計解析を行うこととした。また，本研究では，同一課.

(4) 5 つの運動領域から見た 3 ∼ 10 歳児の歩行特性. 563. 表 2 正規化前の歩行変数の各群の平均値と施行間標準偏差 3 ∼ 4 歳群. 5 ∼ 6 歳群. 7 ∼ 8 歳群. 9 ∼ 10 歳群. 成人群. SL [cm]. 40.0 ± 4.3*. 48.5 ± 6.4*. 54.0 ± 5.0*. 56.0 ± 5.9*. 66.3 ± 6.4. SW [cm]. 8.0 ± 2.0. 7.8 ± 2.0. 7.2 ± 1.5. 7.5 ± 2.0. 8.9 ± 2.3. SV [cm/sec]. 103.7 ± 18.2*. 117.2 ± 17.4. 120.1 ± 18.7. 120.0 ± 14.3. 131.3 ± 13.7. ST [msec]. 396.3 ± 47.3*. 424.2 ± 58.8*. 458.7 ± 55.4*. 473.1 ± 30.4. 506.4 ± 20.0. STT [msec]. 477.5 ± 64.2*. 499.2 ± 54.4*. 532.5 ± 59.6*. 553.1 ± 41.9. 589.3 ± 41.3. SWGT [msec]. 318.5 ± 41.8*. 349.1 ± 62.5*. 378.2 ± 46.1. 390.1 ± 21.3. 418.7 ± 22.1. SL_SD [cm]. 3.8 ± 1.3*. 3.5 ± 1.2*. 3.1 ± 1.1*. 3.1 ± 0.9*. 1.9 ± 0.6. SW_SD [cm]. 2.2 ± 0.8*. 2.1 ± 0.7*. 2.1 ± 1.0*. 2.1 ± 0.6. 1.4 ± 0.3. SV_SD [cm/sec]. 14.5 ± 5.1*. 14.5 ± 5.2*. 10.2 ± 3.8*. 10.7 ± 4.8*. 5.3 ± 2.1. ST_SD [msec]. 44.6 ± 23.8*. 42.1 ± 25.9*. 30.5 ± 11.9. 33.9 ± 11.5*. 15.5 ± 7.3. STT_SD [msec]. 58.9 ± 31.8*. 57.4 ± 43.9*. 40.8 ± 19.7. 43.2 ± 16.2. 24.6 ± 25.5. SWGT_SD [msec]. 56.1 ± 40.8. 43.0 ± 33.5. 45.5 ± 44.5. 39.5 ± 22.0. 29.3 ± 32.5. 平均値. 施行間標準偏差. 平均値±対象者間標準偏差（SD） *：成人群との比較，p < 0.05 SL：歩幅，SW：歩隔，SV：ステップ速度，ST：ステップ時間，STT：支持脚時間，SWGT：遊脚時間. 題内で複数回行った際の標準偏差を施行間標準偏差（施. ST_SD は，3 ∼ 4 歳群，5 ∼ 6 歳群，および 9 ∼ 10 歳. 行間 SD），各群の対象者間にて得られた標準偏差を対. 群が，成人群と比較して有意に大きかった（p < 0.05）。. 象者間標準偏差（対象者間 SD）と定義した。. STT_SD は，3 ∼ 4 歳群，および 5 ∼ 6 歳群が，成人群. 結果. と比較して有意に大きかった（p < 0.01）。正規化後の歩行変数の結果を表 3，および図 1 に示す。. 表 2 は，歩行変数の各群の平均値および施行間 SD を. 各機能領域の年代間の特徴を視覚的に表現することを目. 示す。各対象者の歩行変数の平均値については，SW を. 的に，正規化後の各変数について，各群の平均値を成人. 除き，SL，SV，ST，STT，および SWGT に群間に有. 群の平均値にて除すことで，成人群を 100% に換算し，. 意な主効果を認めた（SL：F4,85 = 52.4，p < 0.01；SW：. レーダーチャートにまとめた（図 1）。歩調に分類され. F4,85 = 1.47，p = 0.22；SV：F4,85 = 6.11，p < 0.01；ST：. る SL と SWGT_CV に群間に有意な主効果を認めた. F4,85 = 14.1，p < 0.01；STT：F4,85 = 10.8，p < 0.01；. （SL：F4,85 = 3.19，p = 0.02；SV：F4,85 = 1.30，p =. SWGT：F4,85 = 12.8，p < 0.01）。多重比較の結果，SL. 。SL は，3 ∼ 0.28；SWGT_CV：F4,85 = 3.18，p = 0.02）. は，全小児群が成人と比較して有意に小さかった（p <. 4 歳群，および 5 ∼ 6 歳群が，成人群と比較して有意に. 0.01）。SV は，3 ∼ 4 歳群のみ成人群と比較して，有意. 大きかった（p < 0.05）。SWGT_CV は，3 ∼ 4 歳群のみ，. に遅かった（p < 0.01）。ST と STT は，3 ∼ 4 歳群，5. 成人群と比較して有意に大きかった（p < 0.01）。歩行. ∼ 6 歳群，および 7 ∼ 8 歳群が，成人群と比較して有意. の時間因子および左右対称性は，いずれの変数も群間に. に短縮していた（p < 0.05）。SWGT は，3 ∼ 4 歳群，. 有意な主効果を認めなかった（ST：F4,85 = 0.65，p =. および 5 ∼ 6 歳群が，成人群と比較して有意に短縮して. 0.63；STT：F4,85 = 1.63，p = 0.18；SWGT：F4,85 =. いた（p < 0.05）。施行間 SD は，SWGT_SD を除き，SL_. 0.30，p = 0.88；ST_SI：F4,85 = 1.94，p = 0.11；STT_. SD，SW_SD，SV_SD，ST_SD，および STT_SD に群間. SI：F4,85 = 2.14，p = 0.08；SWGT_SI：F4,85 = 1.25，p. に有意な主効果を認めた（SL_SD：F4,85 = 6.93，p < 0.01；. = 0.30）。歩行の変動性に分類される SL_CV，SV_CV，. SW_SD：F4,85 = 2.88，p = 0.03；SV_SD：F4,85 = 11.3，. ST_CV，および STT_CV は，いずれも群間に有意な主. p < 0.01；ST_SD：F4,85 = 5.43，p < 0.01；STT_SD：. 効果を認めた（SL_CV：F4,85 = 14.9，p < 0.01；SV_CV：. F4,85 = 3.11，p = 0.02；SWGT_SD：F4,85 = 1.26，p =. F4,85 = 13.3，p < 0.05；ST_CV：F4,85 = 11.0，p < 0.01；. 0.29）。多重比較の結果，SL_SD および SV_SD は，全. 。SL_CV は，3 ∼ 4 STT_CV：F4,85 = 5.86，p < 0.01）. 小児群が，成人群と比較して有意に大きかった（p <. 歳群，5 ∼ 6 歳群，および 7 ∼ 8 歳群が，成人群と比較. 0.05）。SW_SD は，3 ∼ 4 歳群，5 ∼ 6 歳群，および 7 ∼. して有意に大きかった（p < 0.05）。SV_CV と ST_CV は，. 8 歳群が，成人群と比較して有意に大きかった（p < 0.01）。. 3 ∼ 4 歳群，5 ∼ 6 歳群，および 9 ∼ 10 歳群が，成人群.

(5) 564. 理学療法学第 47 巻第 6 号. 表 3 5 つの領域における正規化後の各歩行変数の結果 3 ∼ 4 歳群. 5 ∼ 6 歳群. 7 ∼ 8 歳群. 9 ∼ 10 歳群. 成人群. 歩調 SL [%]. 87.8 ± 10.7*. 90.0 ± 9.4*. 86.8 ± 7.1. 84.5 ± 9.6. 79.2 ± 7.2. SV [%]. 49.3 ± 9.3. 51.0 ± 7.1. 48.6 ± 7.3. 46.9 ± 5.6. 45.8 ± 4.8. SWGT_CV [%]. 17.1 ± 10.8*. 11.6 ± 6.3. 11.7 ± 10.8. 10.3 ± 5.9. 7.1 ± 8.0. 時間因子 ST [%]. 183.9 ± 20.7. 181.2 ± 24.5. 182.1 ± 22.2. 181.8 ± 12.2. 173.3 ± 5.6. STT [%]. 221.6 ± 28.3. 213.3 ± 23.6. 211.4 ± 24.1. 212.6 ± 16.1. 201.7 ± 13.3. SWGT [%]. 147.9 ± 18.9. 149.0 ± 25.6. 150.1 ± 18.7. 150.3 ± 9.8. 143.3 ± 7.2. ST_SI [%]. 6.1 ± 5.4. 4.1 ± 5.2. 3.8 ± 3.4. 3.6 ± 3.1. 2.1 ± 1.7. STT_SI [%]. 4.6 ± 3.8. 4.6 ± 3.9. 3.7 ± 2.3. 2.3 ± 2.1. 2.1 ± 2.5. SWGT_SI [%]. 9.0 ± 7.0. 6.0 ± 6.4. 6.2 ± 7.3. 6.4 ± 4.0. 4.5 ± 4.9. 9.9 ± 4.2*. 7.3 ± 2.7*. 5.8 ± 2.0*. 5.6 ± 1.6. 2.8 ± 0.9. 左右対称性. 変動性 SL_CV [%] SV_CV [%]. 14.5 ± 6.1*. 12.8 ± 5.2*. 8.4 ± 2.5. 9.0 ± 3.7*. 4.1 ± 1.7. ST_CV [%]. 10.9 ± 4.8*. 9.7 ± 4.5*. 6.6 ± 2.2. 7.2 ± 2.7*. 3.1 ± 1.4. STT_CV [%]. 11.9 ± 5.5*. 11.1 ± 6.5*. 7.6 ± 3.3. 7.9 ± 3.0. 4.3 ± 4.6. SW [%]. 17.7 ± 4.3*. 14.6 ± 4.0*. 11.5 ± 2.2. 11.4 ± 3.3. 10.6 ± 2.4. SW_CV [%]. 28.6 ± 11.2*. 27.8 ± 9.7*. 30.5 ± 13.4*. 29.3 ± 10.3*. 16.9 ± 6.7. 3.5 ± 2.6. 3.2 ± 2.4. 4.1 ± 1.8. 2.0 ± 1.7. 2.9 ± 2.0. 安定性. SL_SI [%]. CV：変動係数，SI：Symmetry Index. 。 F4,85 = 12.3，p < 0.01；SW_CV：F4,85 = 3.77，p < 0.01）一方，SL_SI は群間に有意な主効果はなかった（F4,85 = 1.47，p = 0.22）。SW は，3 ∼ 4 歳群，および 5 ∼ 6 歳群が，成人群と比較して有意に大きかった（p < 0.05）。 SW_CV は，全小児群が成人群と比較して有意に大きかった（p < 0.05）。考察本研究は，3 ∼ 10 歳の児 76 名を対象に，5 つの機能領域の側面から，3 ∼ 10 歳の児の歩行能力の特徴を検証した。体格の影響を除外した正規化後の変数から，1）歩調は，7 歳頃に成人と同等となる，2）時間因子，および左右対称性は 3 ∼ 4 歳頃に成人と同等となる，3）変動性，および安定性は，9 ∼ 10 歳でも成人とは異な図 1 各機能領域の発達過程成人群の平均値を 100 ％と換算した際の，各群の歩行変数の発達過程を示す．SL：ステップ長，SV：ステップ速度，SW：歩隔，ST：ステップ時間，STT：支持脚時間， SWGT：遊脚時間，CV：変動係数．SI：Symmetry Index. ることが示された。本研究においては，正規化後の SV に群間の有意差を認めなかった（表 3）。ゆえに，本結果は，速度の変化に伴う歩行への影響は，少ない結果であると考えられる. 12）18）19）. 。本研究結果は，歩行の各機. 能領域の制御に，異なる制御メカニズムが関与していると比較して有意に大きかった（p < 0.05）。STT_CV は，. ことを示唆する。. 3 ∼ 4 歳群，および 5 ∼ 6 歳群が，成人群と比較して有意に大きかった（p < 0.05）。安定性に分類される SW. 1．歩調，時間因子，左右対称性の発達. および SW_CV に群間に有意な主効果を認めた（SW：. 先行研究結果では，非正規化変数の場合，SL，SV な.

(6) 5 つの運動領域から見た 3 ∼ 10 歳児の歩行特性. 565 38）. どの距離因子，および ST などの時間因子は，8 歳以降. 17 歳頃にピークを迎えることが示されている. も発達は続き，14 ∼ 17 歳頃まで発達することが報告さ. の変動性の制御は，上位中枢の神経系の発達が重要であ. れている. 3）4）. 。実際に本研究でも，SL は，9 ∼ 10 歳群. 。歩行. り，ゆえに，比較的発達が遅く 10 歳以降も発達が続く. でも成人よりも有意に小さかった（表 2）。下肢長は，. ことが示唆される。歩行の変動性は歩行の発達を見るう. 4）女児で 13 歳頃まで，男児で 15 歳頃まで発達する。ゆ. えで重要であり，それを示す時空間的な歩行変数の CV. えに，SL は，下肢長の成長といった筋骨格の構造変化. は重要な指標となると考えられる. に強く影響を受ける変数である. 。. 4）. 。よって，体格に伴う. 個人差を減少させるために正規化することが推奨されている. 35）. 27）. 。正規化後の歩行変数の変化は，神経系の成長. を反映していることが示唆されている. 29）. 。本研究にお. 3．安定性の発達近年の研究にて，歩行中の動的な安定性（安定性臨界）は，10 歳でも発達的な変化が認められることが示され 15）. 。本研究でも，安定性を反映する SW_CV は，. いて，下肢長の影響を除外した正規化変数では，歩調に. ている. 分類される SL は 3 ∼ 4 歳群および 5 ∼ 6 歳群が，成人. 9 ∼ 10 歳群でも成人と有意差を認めた（表 3）。歩行時. 群よりも有意に大きかった。また，SWGT_CV は 3 ∼ 4. の姿勢制御は，前庭感覚，視覚，体性感覚の入力の統合. 歳のみ成人と有意差を認めた（表 3）。歩行の時間因子. を含む複雑な処理により中枢神経系で制御される. である ST，STT，および SWGT や，左右対称性を示. 感覚情報処理は，発達に伴い向上するが，14 ∼ 15 歳で. す各 Symmetry Index は，3 ∼ 4 歳頃から成人群と有意. もまだ発達段階であることが示唆されている. 差を認めなかった（表 3）。この結果は，7 歳までに基本. 安定した歩行には，予測的な調節を介した目的とする運. 的な歩行パターンが獲得されるという先行研究結果を支. 動制御と，運動中に生じる種々の感覚情報を常に統合し. 持している. 1）2）5）7）11）. 。. ながら制御する必要がある. 32）. 。. 33）. 。また，. 32）. 。予測的な調節，特に振. 皮質−脊髄レベルの連結が未熟な小児期において，脊. 幅の調節は，7 歳頃まで漸増的に向上し，8 歳以降に減. 髄−脳幹による制御が先行して粗大な運動の制御に貢献. 少していき，9 ∼ 10 歳頃に成人と同等の大きさとなる. すると考えられている. 30）31）. 。ロコモーションに関連す. ことが示されている. 39）. 。一方，タイミングの予測的な 40）. 。予測的な調節に. る脊髄ネットワークは，central pattern generators（以. 調節は，16 歳以降まで発達が続く. 下，CPGs）として定義され，歩行時の四肢の運動パター. 関与する補足運動野や運動前野を含む脳領域の神経ネッ. ンやリズムの調整に貢献する報は，強く CPGs に影響し. 32）. 。皮膚からの求心性情. 32）. ，体性感覚機能は 3 ∼ 4 33）. トワークは，9 ∼ 11 歳でも成人と異なる. 41）. 。したがっ. て，歩行時の姿勢制御は，フィードフォーワード制御お. 。ゆえ. よびフィードバック制御の統合が必要となるなど，高度. に，歩調，時間因子，左右対称性といった歩行パターン. な制御を要し，10 歳でも発達していないことが示唆さ. を示す領域は，脊髄−脳幹レベル，すなわち CPGs の修. れる。. 歳にて成人と同等であることが示されている. 正が関連し，比較的早期（7 歳頃まで）に獲得されるこ 4．本研究の限界. とが示唆される。. 本研究で用いた領域分類は，高齢者を対象に作成され 21）. ，小児においては，異なる領域分類が. 2．変動性の発達. たものであり. SL_CV は，3 ∼ 4 歳群，5 ∼ 6 歳群，および 7 ∼ 8 歳. 適切である可能性がある。今後，サンプル数をさらに増. 群が成人群よりも有意に大きく，SV_CV と ST_CV は，. やし，多変量解析を用いるなど，小児の発達を示す適し. 3 ∼ 4 歳群，5 ∼ 6 歳群に加え，9 ∼ 10 歳群が成人群と. た領域分類の構築が必要である。さらに，11 歳以降の. 比較して有意に大きかった（表 3）。STT_CV は，3 ∼. 対象者がいないこと，対象者数が少ないことも限界であ. 4 歳群，5 ∼ 6 歳群が成人群よりも有意に大きかった（表. る。本研究の結果では，変動性や安定性は，10 歳以降. 3）。これらの結果は，変動性は 11 歳以降も発達してい. も発達していることが示唆されたが，明確な発達時期を. 16）17）. 。変動性. 示すことができなかった。さらに，本研究は 2 歳毎に群. は，求心性情報と脊髄上位レベルの効果的な制御の統合. を分けて分析したが，対象者をさらに増やし，各年代に. るという先行研究を支持する結果である 34）. 。つまり，上位中枢. 区分する，あるいは年齢との散布図による回帰曲線を用. の発達が重要である。実際に，6 ∼ 13 歳において，歩. いた分析にて，発達過程を示していく必要があると考え. 行中に認知課題を付加させた二重課題時のストライド長. られる。. が必要であると考えられている. やストライド速度の変動性は，発達に伴い漸減する. 35）. 。. 時間因子の変動性の増大は，小脳の機能の低下に由来する. 36）. 。一方，ストライド長の変動性は，海馬の神経活. 動が関連する. 37）. 。これらの脳領域の体積の発達は 15 ∼. 結論本研究は，3 ∼ 10 歳の児 76 名を対象に，16 の歩行変数を 5 つの領域に分類し，各領域の側面から 3 ∼ 10 歳.

(7) 566. 理学療法学第 47 巻第 6 号. の児の歩行の特徴を分析した。歩行パターンを示す歩調，時間因子，および左右対称性は，比較的早期に発達し 7 歳頃までに成人と同等となる，一方，歩行の特性値である変動性および安定性は 10 歳でも成人レベルまで発達していない。幼児期∼学童期の児の歩行の特徴を分析するためには，歩行の時空間的な変数の変動性（CV），および，安定性の指標のひとつである歩隔の分析が臨床的に有用となることが示唆される。利益相反本研究に開示すべき利益相反はない。文献 1）Sutherland DH, Olshen R, et al.: The development of mature gait. J Bone Joint Surg Am. 1980; 62: 336‒353. 2）Lythgo N, Wilson C, et al.: Basic gait and symmetry measures for primary school-aged children and young adults whilst walking barefoot and with shoes. Gait Posture. 2009; 30: 502‒506. 3）Thevenon A, Gabrielli F, et al.: Collection of normative data for spatial and temporal gait parameters in a sample of French children aged between 6 and 12. Ann Phys Rehabil Med. 2015; 58: 139‒144. 4）Froehle AW, Nahhas RW, et al.: Age-related changes in spatiotemporal characteristics of gait accompany ongoing lower limb linear growth in late childhood and early adolescence. 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