立位におけるバランス戦略の評価方法に関する検討

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(1)理学療法学第 194 43 巻第 2 号 194 ∼ 195 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. （4th thoracic vertebra；以下，Th4），第 3 腰椎（3rd lumbar vertebra；以下，L3），右大転子（以下，Hip）に加速度計. 立位におけるバランス戦略の評価方法に関する検討. （ATR-Promotions 社製，WAA006，sampling200 Hz）を装着し，床反力計（KISTLER 社製，Multicomponent force plate Type 9260AA6，sampling200 Hz）上で立位保持課題を行った。. ─足圧中心と頭部・体幹制御における姿勢調節の. 計測条件 1 では 30 秒間の静止立位を，計測条件 2 では両上肢. 特性に着目して─. 前方水平挙上位で体重の 1/10 の錘を両手で把持した立位を可能な限り長く保持させた重錘立位を実施し，身体の加速度と. 髙田勇. 1）2）. ，八木崇行. 1）3）. ，遠松哲志. 1）. 4）. ，野口健人，. 田村妃登美 1），吉田育恵 1），藤野宏紀（MD）1），宮下大典 1）， 5）. 冨田昌夫，古山宣洋. 6）. COP を計測した。解析について，加速度は 2 次の Butterworth filter 処理（5 Hz 高域遮断）と，傾き補正や移動平均 filter によるドリフト除去を行い，左右前後とも時間積分した変位データを身体動揺とした。COP は 2 次の Butterworth filter 処. 1）. 理（10 Hz 高域遮断）を行った。そこから各部位の身体動揺. 2）. と COP の左右前後の L/TP（mm）を算出し，加えて身体動. 3）. 揺 L/TP からは部位間の比率（Head/Th4，Head/L3，Head/. 4）. Hip，Th4/L3，Th4/Hip，L3/Hip）も算出した。. 5）. 統計学的解析は，COP-L/TP の計測条件間の比較には Mann-. 6）. Whitney U 検定を行った。身体動揺 L/TP とその部位間の比. 医療法人鉃友会宇野病院リハビリテーション部東京農工大学大学院工学府応用化学専攻総合研究大学院大学複合科学研究科情報学専攻独立行政法人地域医療機能推進機構湯河原病院藤田保健衛生大学医療科学部リハビリテーション学科早稲田大学人間科学学術院. 率の比較には，それぞれ方向と部位あるいは部位間を要因とキーワード：バランス戦略，姿勢調節，体幹制御. する二要因分散分析を行い，有意差を認めた場合，Bonferroni 補正の Mann-Whitney U 検定で多重比較を行った。また， Spearman の順位相関係数（Spearman’s rank Correlation. はじめに立位バランスや姿勢制御の研究は，国内外かつ幅広い分野. Coefficient；rs）を用いて，COP-L/TP と身体動揺 L/TP の相. で多数行われ，その研究手法のひとつに足圧中心（Center of. 関分析を行った。なお，有意水準は 5%とした。. Pressure；以下，COP）動揺がある。筆者らも，過去に COP. 本研究は，ヘルシンキ宣言に従い，倫理委員会の承認（2014. の軌跡長（Length；以下，L）を変曲点（Turning Point；以. 年 9 月 17 日付）の下，対象に口頭と紙面にて説明し同意を得. 下，TP）の数で除した変曲点間の平均動揺距離（L/TP）によ. て実施した。. る姿勢調節の特性について報告した 1）。しかし，静止立位のよ. 結果. うな直立姿勢維持の評価方法の有効性がコンセンサスを得てい. COP-L/TP は，左右前後とも静止立位より重錘立位で有意に. るとは言い難いという指摘もある 2）。ここで，姿勢制御におけ. 大きく（左右；P = 0.0095，前後；P = 0.0034），身体動揺 L/. る体幹の重要性に関する報告は数多く存在し，近年は COP だ. TP は，左右前後ともすべての部位において静止立位と重錘立. けでなく身体各部の動揺もより詳細に分析する試みがなされて. 位で有意差を認めなかったが，重錘立位で高値を示す傾向で. いる. 3）. 。しかし，依然として立位を倒立逆さ振り子や二重逆さ. あった（表 1）。COP-L/TP と身体動揺 L/TP との相関関係（表. 振り子のようなモデルとして捉え，姿勢制御の主動関節は足関. 2）について，静止立位は左右で Th4（P = 0.0284），前後で. 節や股関節と考えられやすく，それらは静的で部分的な表現に. Th4（P = 0.0006），Hip（P = 0.0155）の L/TP と COP-L/TP. 限られるという問題が指摘されている 4）。また，立位バランス. が有意な正の相関を示した。また，重錘立位は左右で L3 以外. や姿勢制御の重要な構成要素である，平衡反応が出現する頭頸. （Head；P = 0.0016，Th4；P = 0.0101，Hip；P = 0.0036），前. 部・体幹の制御や，その空間的パターンが考慮されていないと. 後ですべての身体部位（Head；P = 0.0312，Th4；P = 0.0078，. いう問題点もある。. L3；P = 0.0005，Hip；P = 0.0379）の L/TP と COP-L/TP が. 本研究では，加速度計で計測した身体動揺についても冒頭に. 有意な正の相関を示した。身体動揺 L/TP の部位間の比率（表. 挙げた L/TP という指標を適用し，頭部や体幹の制御特性と姿. 3）は，前後では Head/Th4 が静止立位より重錘立位で有意に. 勢調節の特性との関係を分析した。またその結果から，Klein-. 大きく（P = 0.0247），左右では Head/Th4，Head/L3，Head/. 5）. vogelbach が分類した「錘の釣り合いによるバランス戦略（Counter weight を活性化する戦略；以下，CW 戦略）」と「拮. Hip が重錘立位で高値を示す傾向であった。考察. 抗筋活動によるバランス戦略（Counter Activity 戦略；以下，. 筆者らは過去，片麻痺者の COP-L/TP が大きく，姿勢調節. CA 戦略）」を，冨田らの体幹運動に関する報告 6）を参考に，. が粗大である可能性を報告した 1）。本研究では，身体動揺にも. 立位において評価する方法を検討した。. L/TP という指標を適用し，計測条件間や，COP と身体動揺間，. 対象と方法. 身体動揺の部位間の関係から，頭部や体幹の制御特性と姿勢調. 対象は，計測条件 1 では健常成人 20 名（男性 11 名，女性 9. 節の特性の関連性を分析した。. 名，26 ± 4 歳），計測条件 2 では健常成人 6 名（男性 3 名，女. 結果，静止立位と比較して重錘立位では，COP-L/TP が有. 性 3 名，26 ± 6 歳）とした。頭頂部（以下，Head），第 4 胸椎. 意に大きく，身体動揺 L/TP が高値を示す傾向であり，また.

(2) 立位におけるバランス戦略の評価方法に関する検討. 195. 表 1 COP-L/TP と身体動揺 L/TP 計測条件静止立位. 重錘立位. 方向. COP-L/TP. Head-L/TP. Th4-L/TP. L3-L/TP. Hip-L/TP. 左右. 0.68 ± 0.41. 9.35 ± 3.71. 5.54 ± 2.22. 3.65 ± 1.26. 4.01 ± 2.15. 前後. 0.90 ± 0.49 * 1.66 ± 1.10 *. 12.20 ± 4.51. 6.37 ± 2.03. 5.23 ± 2.01. 5.17 ± 1.80. 左右. 37.44 ± 20.60. 13.60 ± 7.92. 9.40 ± 5.57. 12.04 ± 7.60. 前後. 2.68 ± 1.87. 52.68 ± 27.90. 15.71 ± 9.46. 12.93 ± 7.50. 21.87 ± 13.70. **：p ＜ 0.01（単位；mm，平均値±標準偏差）. 表 2 COP-L/TP と身体動揺 L/TP との相関関係計測条件. 方向左右. 静止立位前後. 左右重錘立位前後. Head-L/TP. Th4-L/TP. L3-L/TP. Hip-L/TP. 0.3635. 0.2629. rs. 0.3407. 0.4896*. P値. 0.1416. 0.0284. 0.1152. 0.2627. rs. 0.0646. 0.7023**. 0.1420. 0.5329*. P値. 0.7866. 0.0006. 0.5505. 0.0155. 0.9675**. 0.9169*. 0.8004. 0.9509**. P値. 0.0016. 0.0101. 0.0558. 0.0036. rs. 0.8521*. 0.9270**. 0.9808**. 0.8365*. P値. 0.0312. 0.0078. 0.0005. 0.0379. rs. *：p ＜ 0.05，**：p ＜ 0.01. 表 3 身体動揺 L/TP の部位間の比率計測条件静止立位. 重錘立位. 方向. Head/Th4. Head/L3. Head/Hip. Th4/L3. Th4/Hip. L3/Hip. 左右. 1.50 ± 0.32. 2.32 ± 0.70. 2.10 ± 0.93. 1.56 ± 0.37. 1.43 ± 0.63. 0.92 ± 0.34. 前後. 1.28 ± 0.36. 1.61 ± 0.73. 2.29 ± 1.03. 1.28 ± 0.46. 1.75 ± 0.45. 1.51 ± 0.64. 左右. 3.06 ± 2.14 *. 4.28 ± 2.26. 2.91 ± 1.21. 1.57 ± 0.45. 1.08 ± 0.24. 0.72 ± 0.16. 前後. 3.31 ± 1.57. 3.20 ± 1.06. 4.18 ± 1.99. 1.04 ± 0.24. 1.30 ± 0.28. 1.31 ± 0.47. *：p ＜ 0.05（平均値±標準偏差）. COP-L/TP と身体動揺 L/TP との相関が非常に強かったことか. て胸椎の動的な安定化を実現している可能性が考えられ，それ. ら，重錘立位の姿勢調節は粗大であったと考えられる。ここで，. がいわゆる CA 戦略を主体とした姿勢調節であると推察された。. 身体動揺 L/TP の部位間の比率は，静止立位より重錘立位にお. 姿勢調節の特性を示すと考えた L/TP は，COP と身体動揺. いて，前後では Head/Th4 が有意に大きく，左右では Head/. の関係から，立位におけるバランス戦略を評価できる可能性が. Th4，Head/L3，Head/Hip が高値を示す傾向であったことか. 示唆された。今後の課題は，この評価指標が脳卒中患者などに. ら，重錘立位の姿勢調節は Th4 や L3，Hip に対して Head の. 対しても適応可能か否か，検証する必要がある。. 制御がより粗大であると示唆された。これは，支持面からより. 文献. 遠い身体部位である頭部の動きが大きくなる，いわゆる CW 戦略を主体とした姿勢調節であると考えられた。一方，静止立位では，COP-L/TP と身体動揺 L/TP との相関について，左右で Th4，前後で Th4，Hip の L/TP と COP-L/TP が有意な正の相関を示したことから，特に Th4 の制御特性と姿勢調節の特性との関連性が示唆された。ここで，Dynamic Stabilization，いわゆる動的安定性とは，効率的な運動や動作によく現れる活動状態のことであり，直立姿勢では胸椎の動的な安定化によって 5）実現される。また，胸部前面は筋以外の支持組織で被われて. いることから，胸椎の動的安定性は，胸椎の生理的後弯に伴う前方の重量に対して，伸筋活動の調整のみで得ている 5）。これらのことから，Th4 と COP の L/TP が小さく，すなわちそれらが細密に調節されている場合，胸椎の伸筋活動の調整によっ. 1）田村妃登美，冨田昌夫，他：脳卒中患者が示す姿勢制御の特性について．第 30 回東海北陸理学療法学術大会．2014． 2）野崎大地：静止立位中の身体動揺データから時間的・空間的パターンを抽出する．リハビリテーション医学．2005; 42: 325‒333． 3）Sasagawa S, Ushiyama J, et al.: Effect of the hip motion on the body kinematics in the sagittal plane during human quiet standing. Neurosci Lett. 2009; 450: 27‒31. 4）Bardy BG, Marin L, et al.: Postural coordination modes considered as emergent phenomena. J Exp Psychol Hum Percept Perform. 1999; 25(5): 1284‒1301. 5）Klein-vogelbach S: Functional Kinetics. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 1990, pp. 74‒143. 6）冨田昌夫，佐藤房郎，他：片麻痺の体幹機能．PT ジャーナル．1991; 25(2): 88‒94．.

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