中枢神経系障害の姿勢制御機構に対するアプローチ
Assessment and Treatment for Postural Control Mechanism
due to a Lesion of the Central Nervous System
佐藤 博志
1)HIROSHI SATO1)
1) Department of Rehabilitation, Tochinai Daini Hospital: 103–1 Yoshimizu, Ogama, Takizawa-mura, Iwate-gun, Iwate 020-0151,
Japan. TEL +81 19-684-1111
Rigakuryoho Kagaku 22(3): 331–339, 2007. Submitted May 28, 2007.
ABSTRACT: In the course of a patient with neurological problems relearning his functional activities, the therapist
has to assess his potential for recovery and to remove the factors which obstruct the patient’s abilities to function. Most patients have problems with their postural control and it disturbs their functional activities. Taking into account the appearance of voluntary movements needing anticipatory postural adjustments, and the many different kinds of sensory information needed for postural control, the processes of relearning postural control are important as the neurological base of adaptive behavior. This paper focuses on components of postural control from the clinical aspect, and the assessment and treatment approach for patients who have neurological problems.
Key words: lesion of central nervous system, postural control, assessment and treatment
要旨：神経学的障害を持つ患者が機能的活動を再獲得するための過程において，患者が持つ潜在能力を適正に捉え， その顕在化を阻害している因子を改善することは，その評価と治療的アプローチにおける課題である。これらの患者 の多くは姿勢制御不全を来たし，機能的活動の阻害因子となっている。随意運動としての行動の発現には姿勢制御が 先行すること，姿勢制御のためには異なる種類の多くの感覚入力が必要である事などを考慮すると，姿勢制御を獲得 する過程が適応行動の神経基盤として重要であると考える。本稿では臨床的な視点での姿勢制御の構成要素に注目し， 神経学的障害を持つ患者の評価と治療的アプローチについて述べる。 キーワード：中枢神経系障害，姿勢制御，評価と治療 1) 栃内第二病院 リハビリテーション部：岩手県岩手郡滝沢村大釜字吉水103-1（〒020-0151）TEL 019-684-1111 受付日 2007年5月28日
332 理学療法科学 第22巻3号 I. はじめに 脳卒中後遺症者などの中枢神経系障害を持つ患者が 示す臨床像は，環境への適応行動が阻害され，その基盤 となる姿勢制御の障害は著しい。理学療法士がその構成 要素（Components）を明確にし，再構築のために運動療 法を行っていくことは必須であり，姿勢制御を司る神経 機構を考察しながら，その臨床応用について考えてみた い。 II. 随意運動と姿勢制御 Shumway-Cookら 1)は，姿勢制御の課題には空間での 身体位置制御が含まれ，①安定性（stability）：制御して 身 体 質 量 中 心 を 支 持 基 底 面 内 お く こ と，② 定 位 （orientation）：ある運動課題に関して体節間相互の関係 および身体と環境との間の関係を適切に維持するとい う，2つの目的をもつと述べている。 随意運動としての行動の発現には姿勢制御が先行し， 随意運動が原因となりバランスを崩す潜在的な要因を 最小にするための予測的姿勢制御（Anticipatory Postural Adjustments）1) が働く。このことは姿勢制御を獲得する 過程が適応行動の神経基盤として重要であることを示 唆していると共に，我々の適応行動においては，常にこ のような姿勢制御機構が絶え間なく活動し続けている ことによって，「機能」という目標指向的活動が成立し ている事がいえる。 脊髄より上位からの脊髄運動ニューロンに出力する 下行系には幾つかのものがあるが（図1），投射する脊髄 介在細胞群および運動細胞群に対する特徴的な支配様 式から，背外側系と腹内側系に大別できる（図2）。姿勢 制御と体の平衡の維持は，腹内側系の抗重力筋を統御す る回路に依存しており，この回路の重要な構成要素に は，網様体－脊髄路と前庭－脊髄路がある。これらは大 脳皮質と小脳からの下行性入力によって調節される。網 様体－脊髄路は，γ運動ニューロンを制御することに よって近位筋や抗重力筋の緊張を調節し，前庭－脊髄路 は伸筋を支配する運動ニューロンを活性化する（図3）。 これらのシステムは，視覚系，体性感覚系（固有受容 器，皮膚受容器，関節受容器など），前庭系からの入力 によって活性化され，各感覚は重力と環境を基準とする 身体位置と身体運動についての情報源として，異なる基 準枠を提供している。 III. 神経学的症状を持つ患者の姿勢制御の異常 姿勢制御の課題は安定性を得ることと定位できるこ とであり，神経学的症状を持つ患者の姿勢制御不全は， この2つの課題が両立できないことにある。この姿勢制 御の異常の背景には，様々な阻害因子が考えられ複雑化 した問題となっているが，臨床場面においては患者が示 す姿勢・運動パターンから神経筋活動の状態を推察して い く こ と と な る。脊 髄 上 位 か ら の 下 行 系 は 脊 髄 運 動 ニューロンに投射するが，脊髄内では多髄節レベルでの 分節支配が機能しており（図4），その結果が姿勢・運動 パターンとして出力されているものと捉える。これは筋 緊張（Muscle Tone）の分布によって司られ，姿勢緊張 （Postural Tone）を診る視点が求められる。脳卒中後遺症 者の皮質や皮質下に損傷を受けた症例では，上位運動神 経症候群（Upper Motor Neuron Syndrome）による神経原
図1 システムコントロール（文献2より引用） 図2 背外側系と腹内側系による脊髄の支配様式 （文献3より引用） 1: 外側皮質脊髄路 2: 赤核脊髄路 3: 内側皮質脊髄路 4: 間質核脊髄路 5: 視蓋脊髄路 6: 網様体脊髄路 7: 前庭脊髄路
的・生体力学的（非神経原的）要因の相互作用により異 常な姿勢緊張の状態を呈し，異常な姿勢・運動パターン を伴う機能障害を引き起こしている（図5）。その詳細に ついては文献を参考にして頂きたい。 図3 網様体脊髄路と前庭脊髄路（文献4より引用） a）網様体脊髄路には2つの構成要素があり，抗重力筋に対して互いに拮抗的に作用する． b）前庭脊髄路は伸筋を支配する運動ニューロンを活性化する． 脊髄の運動神経核は内側側軸に沿って機能的に配置される． 内側神経核 頚部や背部の軸性筋を支配 頚部と骨盤帯の協調性を図る 姿勢適応に関与 長軸性の固有脊髄神経により脊髄の数節レベルで相互連結 される 外側神経核 内側：近位部の筋を支配 外側：遠位部の筋を支配 遠位部の巧緻運動時の近位部制御に関与 短軸性の固有脊髄神経により2～3節レベルで相互連結される 図4 固有脊髄介在神経（文献5より引用）
334 理学療法科学 第22巻3号 IV. 症例検討 1. 評価（assessment） 症例は49歳 男性 右被殻出血による左片麻痺を呈し ており，図は発症後5ヶ月時の臨床像である。屋外では 杖歩行だが屋内では独歩可能である。歩行場面（図6） において連合反応（Associated Reaction）の出現が著明で あり，日常生活活動において麻痺側上肢・手の参加は得 られ難い。連合反応は麻痺側立脚中期において出現し始 めると共に，麻痺側立脚後期から遊脚初期にかけての麻 痺側肩甲帯の後退により更に助長されている。麻痺側遊 脚期 の振り 出し におい て，下肢 の選 択運動（Selective Movement）は得られ難い。 歩行の構成要素となる立位バランスに着目すると，一 側下肢で体重支持し片脚立位（One Leg Standing）（図7） で定位する困難さが見られ，歩行の開始時に先行して起 こるべき姿勢調節が得られないままに運動が開始され 図5 上位運動神経症候群における過緊張の神経原的・生体 力学的関係の相互作用のモデル（文献6より引用） 図6 歩行場面 a）麻痺側立脚中期 b）麻痺側立脚後期 c）麻痺側遊脚中期 d）麻痺側立脚初期
ていることが推察される。坐位バランス（図8）におい ても，骨盤の側方傾斜（Lateral Tilt）に伴う伸展活動が 両側において阻害されている。麻痺側への変位は大きい も の の 固 有 感 覚 情 報 を 通 じ て の 支 持 基 底 面（Base of Support）の受容が得られず虚脱（Collapse）している。非 麻痺側においては十分な体重移動（weight Transfer）が 行えず，麻痺側の支持性の低下による代償戦略としての 姿勢固定の構築化が伸展活動を阻害している。 腹内側系の下行性制御が多髄節レベルの機能統合に 重要な役割を果たし，近位筋の活動を必要とする姿勢の 保持やバランスの保持に際して重要な役割を果たして いると考えられていることからも，肩甲帯や骨盤帯の安 定性（Stability）と可動性（Mobility）（近位筋の活動状 態），脊柱や胸郭の分節運動（Segmental Movement）に着 目しなければならない。 麻痺側上下肢に随意性はあるものの，非麻痺側体幹 の代償的な屈曲固定が先行した定型的な異常運動パター ン（図9-a, b）により，選択運動は阻害されている。肩甲 帯周囲においては肩関節の内旋筋群，肩甲骨の下制筋群 などに，不動に起因した筋の変性（粘弾性の欠如や短 縮）が生じており，可動性が低下している。股関節は外 旋傾向が強く見られるが，体幹・骨盤を中間位に保持し た状態で下肢を誘導すると（図9-c），選択運動が得られ やすい。 この事からも，体幹・骨盤帯での支持性を得ること が，その選択運動を保障する構成要素であることが推察 される。 非麻痺側の代償的過活動が著明に現れる場面に起き 上がり動作がある（図10-a, b）。比較的安定した歩行を 獲得している症例でも，この場面においては非効率的で 拙劣な動作になっていることを臨床場面でよくみかけ る。非麻痺側での過剰な屈曲活動が先行することによ り，麻痺側の連合反応は助長され，左右の拮抗した関係 の中で姿勢制御が失われている。安定化を図るための構 成要素としては，正中での安定（Mid Line Stability）とそ れを保障する下部体幹でのコア・スタビリティ（Core 図7 立位バランス（片脚立位）
336 理学療法科学 第22巻3号 Stability）である。介入の中でこの要素を保障していく と，麻痺側での支持を得ながら起き上がっていく可能性 さえ伺える（図10-c）。 2. 治療（Treatment） 治療目標は，歩行の立脚期における支持性の向上と 遊脚期における下肢の選択運動の改善をすること。それ により麻痺側上肢の連合反応が軽減し，今後の上肢・手 の治療における潜在能力の顕在化の阻害要因を軽減す ることにある。 治療的介入においては，まず胸郭に対して肩甲骨の アライメントを整えながら，肩甲帯の可動性と安定性を 引き出す（図11-a）。胸郭の分節性が乏しい状況下では， 肩甲骨が胸郭上に安定せず翼状肩甲の様に内側縁が浮 き上がりがちである（前鋸筋の活動低下）。よって胸郭 の分節性は肩甲帯の安定性を得るための構成要素とな り，留意しなければならない。 次に下肢のアライメントを整えながら，股関節・膝関 節での選択運動を引き出す（図11-b）。選択性が改善さ れてくると，腰椎の可動性も引き出され骨盤帯は安定し てくる。腰椎と股関節の可動性は骨盤帯の選択運動の構 成要素であり，多くの患者において阻害されている。 続いて端坐位において，肩甲骨を胸郭上に安定させ ながら胸郭の分節運動を引き出し，体幹の伸展活動を促 す（図11-c, d）。坐位や立位において肩甲骨が胸郭上に 安定する事は，体幹の選択的な伸展活動を得るための構 成要素となる。麻痺側の肩甲帯が下制している場合，肋 間は狭小化していることが多く，分節的に拡張していく （図11-d）。特に第7・8胸椎を中心としたレベルで可動性 が失われると，体幹は固定的に陥りやすいので留意しな ければならない。 立位においては，支持基底面からの固有感覚情報が 図8 坐位バランス a）非麻痺側への体重移動でも十分な伸展が得られない．b）麻痺側への体重移動では下部体幹から骨盤帯での虚脱が生じる． c）非麻痺側への骨盤の側方傾斜が困難で，代償的な屈曲固定が麻痺側下肢を組む動作が困難である． d）非麻痺側下肢を組む ことは可能であるが，麻痺側での支持は不安定である．
入力される足部の細かな副運動（Accessory Movement） を十分に作り出す準備を行う（図12-a）。この足部から の末梢入力は立位での平衡反応を促通するための構成 要素となる。また，歩行の立脚層における足底からの感 覚変化の識別（踵⇔前足部）を促すために，下腿の筋群 図9 麻痺側上下肢の随意性 a）桂肩関節での分離性は乏しく，非麻痺側の代償固定により 引き上げている． b）非麻痺側の代償固定が先行し，骨盤の後退と下肢の外転外 旋パターンにより屈曲している． c）下部体幹，骨盤帯の安定を補助すると下肢の選択運動は得 られやすくなる． 図10 起き上がり動作 a）非麻痺側からの起き上がり b）麻痺側からの起き上がり c）正中での支持性を促す介入をした中での起き上がり
338 理学療法科学 第22巻3号 （前脛骨筋，腓腹筋やヒラメ筋）の変性を改善しながら 活性化する。前足部で支持しながら踵の接地，離床を誘 導し，下腿三頭筋の遠心性・求心性収縮を促す（図12-b）。多くの症例が立脚後期における前足部支持の段階を 踏まえずに遊脚期に移行するために，体幹・骨盤帯・下 肢にかけての伸展コントロールは失われ，選択運動の 伴った振り出しが阻害される。この段階における連合反 応の助長は本症例においても問題としていることは前 述のとおりである。 次に，ステップ肢位での立ち上がりの中で麻痺側下 肢での支持性を強調し，骨盤帯と膝の強調的な選択運動 を促すと共に，下部体幹でのコア・スタビリティを促通 する（図12-c）。空間での変位が伴う中でも，麻痺側上 肢を前方に定位しておけるような総体的な姿勢制御を 促していく。歩行の中では，持続的な体幹，骨盤帯での 同時活動を促し，立脚層の中での選択運動の伴った連続 した支持感覚を経験させる（図12-d）。支持性が向上し てきた段階で，左右の交互的なリズムやスピードの変化 を経験させ，より自律的な歩行運動を促通する。 V. まとめ 神経学的障害を持つ患者の姿勢制御の問題について， その神経機構や構成要素を踏まえながら，臨床実践での 経験に基づいた考察を述べた。 姿勢制御とは，随意運動に先行して起きるべき機構 であり，不全を来たした状態での課題遂行の積み重ね は，非効率的で多様性に欠ける代償活動を助長していく こととなる。中枢神経系の可塑性に基づく潜在能力の顕 在化のためにも，運動行動の背景にある構成要素を把握 し，何が逸脱しているのかを見極められる専門的な視点 こそが，効率的な治療に結びつくものと考える。 図11 治療場面 a）胸郭の分節性を引き出しながら，肩甲帯周囲の可動性と安定性を引き出す． b）下肢の選択運動を引き出しながら，下部体幹・骨盤帯での安定性を得る． c）肩甲骨を胸郭上に安定させながら立ち直り反応を促す中で，体幹の伸展活動を活性化する． d）胸郭の分節性を引き出しながら下部体幹の支持性を向上させ，骨盤帯との連結性を高める．
姿勢制御には，外的内的環境からの豊富な感覚情報 が必要とされる。特に神経学的障害を持つ患者において は固有感覚情報の逸脱が著しい。治療的アプローチにお いて我々理学療法士が徒手的介入を行う場合，その手が 伝えるものは固有感覚情報の提供である事からも，患者 にとって，患者の中枢神経系にとって意味ある情報を与 え続けたいものである。 引用文献 1) Shumway-Cook A, Woollacott M（著），田中 繁・高橋 明 （監訳）：モータコントロール―運動制御の理論と臨床応用 ―．医歯薬出版，東京，1999.
2) Lundy-Ekman L: Neuroscience—Fundamentals for Rehabilita-tion—. W B Saunders, US, 2002.
3) 森 茂美：運動の階層性制御．運動制御と運動学習．協同医 書出版社，東京，1997, pp23-47.
4) Steward O（著），伊藤博信・他（訳）: 機能的神経科学．シュ プリンガー・フェアラーク，東京，2004.
5) Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM, et al.: Principles of Neural Science, 4th ed., McGraw Hill, US, 2000.
6) Barnes MP, Johnson GR: Upper Motor Neuron Syndrome and spasticity, Cambridge University Press, UK, 2001.
図12 治療場面 a）非麻痺側で伸展支持をしながら麻痺側下肢の選択運動を促す．足部には副運動（Accessory Movement）を準備する． b）下腿の筋群のアライメントを整え変性を改善しながら，足底の接地感覚の変化に伴った下肢の選択運動を促す． c）下部体幹・骨盤帯でのコア・スタビリティを高めながら，麻痺側下肢の支持性を向上させる． d）下部体幹・骨盤帯での支持性を持続させながら，下肢のリズミカルな交互運動やスピードを経験させ，自律的な 歩行運動を促す．
