論　文　内　容　の　要　旨

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論　文　内　容　の　要　旨

【背　　景】

　腰椎変性後側弯症（degenerative lumbar kyphoscoliosis： DLKS）では多くの例で矢状面グローバルバランス（sagittal global balance： SGB）が破綻し、それが患者のQOL低下させる主原因と考えられている。SGB評価には静的指標であるsagittal vertical axis （SVA）が用いられているが、これは立位のバランスを保つため、骨盤後傾、股関節過伸展、膝関節屈曲などの代償機能が働いている状態である。また、患者の姿勢により恣意的に変化する、立位静止時における特殊なSGBの指標と考えられる。一方、DLKS患者の歩行における動的SGBの実態は明らかにされていない。

【目　　的】

　本研究の目的は３次元動作解析装置を用いDLKS患者の歩行時SGBを測定し、SVAとの相違を明らかにすることである。

【対象と方法】

　本研究はインフォームドコンセントを取得し、倫理委員会の承認を得て行った。

　対象はDLKS患者26例（男性５例　女性21例）とし、変形性関節症のある患者や、脊柱管狭窄による下肢痛のある患者は除外した。歩行解析には多機能動画入力システム（GE60 Libraly社）を用いトレッドミル上の歩行を撮影し、基本的に腰痛により継続が困難となるまで撮影を行った。体表マーカーはC7及びS1棘突起をはじめ計10か所設置。動作解析は３次元動画解析ソフトウェア（Move-

司

^し

　馬

^ば

　　　洋

^よう博士（医学）

甲第681号

平成28年10月27日学位規則第４条第１項

（整形外科学）

Dynamic global sagittal alignment evaluated by three- dimensional gait analysis in patients with degenerative lumbar kyphoscoliosis

（３次元動作解析装置を用いた腰椎変性後側弯症における歩行時矢状面バランスの検討）

（主査）教授　古　市　照　人

（副査）教授　堀　　　雄　一　　　　教授　大　関　　　覚

【２】

氏名

学位の種類学位記番号学位授与の日付学位授与の要件学位論文題目

論文審査委員

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TR/3D Libraly社）を使用し、C7とS1マーカーとＹ軸のなす角を歩行前の静的な状態と、歩行時の動的な状態で測定しそれぞれ、static・dynamic trunk angle（S-TA,D-TA）とした。またC7-S1マーカー間のＸ軸上の距離を同様に静的、動的な状態で測定しそれぞれをtrunk shift （S-TS D-TS）として経時変化を測定した。骨盤パラメータとして上前腸骨棘—後上腸骨棘間のマーカーとＸ軸とのなす角度をpelvic angle （PA）とし測定した。また、動的指標は歩行前、歩行後で計測を行った。尚、其々の群の比較はWilcoxon signed rank testを用いた。

【結　　果】

　歩行時間は平均192.5秒、平均歩行速度は8.3m/minであった。測定した各パラメータ（歩行開始/終了時の中央値）の結果は、trunk angle（21.5°/26.8°）、trunk shift（14.1/21.cm）、pelvic angle（15.7°

/22.8°）であった。また静的パラメータS－TA/S-TS/S-PAがそれぞれ16.0°/11.9cm/-5.5° （後傾）であった。

　全ての動的パラメータは、静的パラメータと比較し有意に増加し（p<0.01）、歩行開始時と比較しても有意に増加がみられた（p<0.001）。つまり、立位静的な状態における各代償機能は歩行開始とともに代償機能不全となり、骨盤は歩行とともに前傾になる事が確認された。

【考　　察】

　DLKS患者の多くは、矢状面アライメント異常から矢状面バランスが破綻し、立位姿勢を維持するため、胸椎前弯、骨盤後傾、股関節伸展、膝関節屈曲などにより代償させている。SVAはこれらの代償機能を働かせた立位静止時のみの特殊な矢状面バランスを表すものと考えられる。一方、これまで、歩行時における矢状面バランスの実態やその代償機能が如何に働いているかは不明な点が多い。

本研究では、歩行時の動的バランスの指標である、trunk angle、sagittal trunk shift、pelvic angleは歩行開始とともに立位静止時より増加し、歩行中に働いていた骨盤後傾、股関節伸展等の矢状面バランス代償機能が歩行開始と同時に失われることにより、代償不全に陥り、体幹が前傾する状態を表している。また、経時的に歩行時の体幹前傾が増悪する原因としては、歩行開始後に重心が股関節軸

（hip axis）より前方へ移動することにより、体幹の前倒れ傾向が強まり、それに抵抗すべく、腰背筋の筋活動は増すが、筋疲労のため徐々に体幹保持が困難となり体幹前傾が進むことや、股関節の伸展障害により、立脚中期～終期にかけて体幹を前方へ推進させる事が難しくなり、伸展を代償するため体幹を前傾させ、推進力を補っている事などが考えられる。

　トレッドミル上の歩行と平地歩行との比較は、諸家の報告がなされているが、本研究では、トレッドミル上の歩行を撮影することで長距離歩行データの連続取得が可能となり、DLKS患者の歩行時における経時的矢状面バランス変化を確認することができ、有益な方法であったと考えられる。

【結　　論】

　DLKS患者26例の歩行を３次元動作解析により検討した結果、動的矢状面バランスは歩行開始と共に悪化し、歩行距離が増すに従い経時的に増悪する事が明らかとなった。

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論　文　審　査　の　結　果　の　要　旨

【論文概要】

　腰椎変性後側弯症は椎間関節や椎間板の障害、腰背筋の萎縮などによる引き起こされ、脊柱矢状面のバランスの不良はHealth-related quality of life （HRQOL）の悪化に関連する報告が多くされている。腰椎変性後側弯症患者は、矢状面バランスの不良がみられ、立位保持のために胸椎後弯や骨盤後傾、膝屈曲などの代償機能が働いている状態である。矢状面アライメントの指標は立位静止時の全脊柱Xpで評価されるが、歩行時の動的矢状面バランスは不明である。申請論文では３次元動作解析装置を用いて、腰椎後側弯症患者26例の歩行時矢状面バランスを検討した。トレッドミル上での歩行を撮影し、C7-S1とＹ軸のなす角度をtrunk angle （TA）、C7-S1間のＸ軸上の距離をsagittal trunk sift

（STS）、上前腸骨棘－後上腸骨棘とＸ軸がなす角度をpelvic angle （PA）として、立位静止時（Static：

S）、歩行開始直後（Dynamic initial： Di）、歩行開始終了時（dynamic final： Df）で測定を行った。

結果としてTAに関してS-TA： 16.0°Di-TA： 21.8°Df－TA： 26.0°でありSTSに関してはS-STS ： 11.9cm Di-STS： 14.1cm Df-STS： 21.1cmであった。またPAに関してはS-PA： -5.5°Di-PA：15.7° Df- PA： 22.8°であった。全ての動的パラメータは、静的パラメータと比較し有意に増加し（p<0.01）、歩行開始時と比較しても有意に増加がみられた（p<0.001）。以上の結果として、立位静止時の姿勢は代償が働いた特殊な状態と考えられ、各代償機能は歩行開始とともに機能不全となり、骨盤も歩行とともに前傾になる事が確認された。

【研究方法の妥当性】

　申請論文では術前の変性後側弯症患者26例を対象とした。下肢痛を伴う脊柱管狭窄症、下肢変形性関節症のある症例は除外し、主訴が腰痛である患者を対象とした。３次元動作解析装置にはGE60、

解析ソフトはMove-TR 3D（Libraly社）を用い、キャリブレーションは測定の度に計測を行い誤差が１cm以内になるよう設定した。静的状態、歩行開始直後、歩行終了時と計測を行うことで、変性後側弯症患者における動的矢状面バランス変化が確認でき、本研究は妥当なものと考えられる。

【研究結果の新奇性・独創性】

　先行論文では、変性後側弯症患者における術後の歩行解析が行われ、術後成績良好群、不良群の比較検討がされている。申請論文では術前の変性後側弯症患者を対象とし、動的変化を計測し静的指標と比較し相違を明らかにした点において新規性、独創性に優れていると考えられた。

【結論の妥当性】

　結果としてすべての動的パラメータは歩行とともに有意な増加が見られた。

　腰椎後側弯症は立位静止時では代償機能を働かせて立位を維持しているが、歩行とともに代償機能は働かなくなることは、論理的に矛盾するものではなく妥当であると考えられる。

【当該分野における位置付け】

　腰椎後側弯症に対する手術や評価方法はまだ歴史は浅く、多くの議論がなされている状態である。

申請論文では術前の評価を行ったが、術後の歩行解析を行うことで手術戦略を含めたあらたな指標となりうる意味深い研究と考えられる。

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【申請者の研究能力】

　申請者は整形外科脊椎班に所属し脊柱変形症例の治療を多く経験した上で、静的アライメントと動的バランスの違いに注目し仮説を立案し、研究を遂行した。研究成果として脊椎領域におけるフラグシップ国際誌に掲載が承認され、研究能力は高いと評価できる。

【学位授与の可否】

　本論文は独創的で質の高い研究内容を有しており、当該分野における貢献度も高い。よって博士

（医学）の学位授与に相応しいと判断した。

（主論文公表誌）

European Spine Journal 25：2572-2579, 2016

論 文 内 容 の 要 旨