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体幹加速度由来歩容指標による歩容異常の評価

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(1)

理学 療 法 学

 

第33巻 第1弓

14

21頁 〔2006年 )

研 究 報 告

体 幹 加 速 度 由来 歩 容 指標

よ る

歩 容 異 常

評 価

歩容指標

変形性股 関節症患者

健常者

お よ び

基準

連妥 当性

 

* *

田 総

小 野

  玲

安 藤 啓

要 旨

 

変 形

関節

症 (

hip

 

OA

)は

歩 容 異常

を 呈

代 表 的 な 整

ll

彡外 科 的 疾 患

自由 歩 行 巾

幹 加 速 度

信 号

解 析

(パ ワ

スペ ク

1

ラ ム

解 析

root

 

mean  square

分析

分析 )

歩 容 指 標 (

歩 容

ら か

動 揺 性

対 称 性

規 則 性

正常 波 形

との

類 似 性 ) を作 成

hip

 

OA

にお ける歩

容 異 常

客 観 的 評 価

の可

能性

討 した

対 象

女性 片

Hip

 

C

A

患 者

55

とコ ン トロ

ル群の女 性 健

常 者

31

と し た

歩 容 指 標

hip

 

OA

とコ ン トロ

で比

し た。 さ らに

これ らの

歩 容 指 標

臨床 指 標 (

hip

 score

 walking  score

 

limp

 score

 

X

線 重症 度

最 大 歩 行 速 度 )

との

関係

Spearlnan

係 数

に よ り

歩 容 指 標の 基 準 関 連

当 性 を

討 した

 

Ilip

 

OA

祥では

歩 容

らか さ

対 称性

平 均 化

常 波 形

との類

似 性

よ り

有意

ド してお り

に 動

揺 性

有 意

に大

かっ た。

4

つ の

歩容 指 標

多 く

臨床 指 標

と 中

等 度

関 関

っ た

歩 行 時

体 幹 加 速 度 信 号

にパ ワ

スペ ク

1

ラ ム

解 析

r(,〔}t mclcnsquare

己 相 関 分

相互相 関 分

を 加

るこ と で

成 した歩

容指 標

準 関連 妥 当性

変 形 性

股 関

症 患

に お ける歩 容 異

の 客

的 評

に 有 用であ るこ と

が示 唆 さ

れ た。 キ

  変 形 性

股 関 節 症

歩 容 指 標

加 速 度 計 は じ め に

 

変形 性 股 関節 症 (

osteoarthritis of the 

hip

以 下

 

Ilip

OA

)患 者

対 す

治 療

適 応

やプランニ ン グ

治 療 効

判 定

に は

H

木 整

外 科

股 関 節 機 能

判 定

HarriS

 

hip

 sc〔}re

hip

 score

に 代

1

さ れ る 股

関節

1

行 速 度 な ど が 用い ら れてい る3尹ll)

股 関

の よ

な ド

肢 荷 重

疾 患

で は 疾 患 由 来の拘 縮 や 疼

どの

機 能 障 害

による

異常 歩 行 を 吊す

ること が

いが

診 断

治療

の判 断 材

料 と し て 測 定 機 器 を 用い た 歩 行の

を行 うこ と は少 な く

的 な 歩

行 評 価

る ことが

い、 こ の

部 分 的

と して

従 来 か らの赤

外 線

カ メラや

力 計

などの 設

i

 

1igl

歩 行 解 析 装 置 は 高 仙

 The Assess[nenL  ot an Almnrmn Gait bv Gait Parameters

  deri丶ed from Trunk Ac

celer7ition  ill Pa匸]cnts w 〔th C)steoarLhr 正1is   of  thc  Hip 

⊂:onlpariso [1 w正1h Ileahthy 〔:omtrols  and  C【

iLer正on

  Relat{/d 、

alidity * *

神戸大 学 医 学 部 保 健 学 科

  〔〒654

0142兵 庫 県 榊 戸市 須 臍 区 友ヶ丘7

工〔}

2)

  Minご,ru Yanlada

 RPT

 Soichire Hira1乏L

 RPT

 Rei Ono

 RPT

  Hiroshi Ando

 RPT :Fnculi

y〔,f Health ScieRces

 Kobe Unl>ersily

  Schc,o且c〕f N

ledk

ine # E

mail :s

m

L

n・@、エ1eg

inki

ietni。

jP

 (受

f

J

囗 2eo4年i21」2811/受 埋H 2005年9月27口 〕 であ るこ と

ま た 測 定 空 問 を 移 動 す るこ と が 困 難で

な お かつ

準 備

め た 測

が 煩

で比

長 時 間

を 要 す る とい う

欠 点

す ること が 考 え ら れ る

tt

そ れ に 対 し て

近 年 着 凵 さ れつ つ あ る加 速 度 計 は 安 価で

測 定 が 簡 便

しか も

場 所

ば ず

動 作

拘 朿

し ない とい

う優

れ た

有す

る1/

さ らに 歩

行 中

体 幹加

度信 号 波

形 にパ ワ

解 析

p

〔,wer

spectrum

や root Inean square

1

 

RMS

自 己

相 関 分 析 (

auto  correlation

を 加 え ること に よ り

体 幹の

揺 性 や

らか さ

1)6)7)11P)

左 右 脚の

対 称

性や規

性 を

で きる と

報 告

さ れてお

⊥)4)

こ れ ら を

いて

歩 容 異常 定

可 能 性

る と

え ら れ る

こ れ までに

報 告

さ れ た

こ のよ

解 析

予 法に よ る 歩 行 分 析の多 く は 健 常 若

年 者

や健 常 高

齢 者

対 象

に し た

の で

あ り

骨 関節 疾 患 患 者 を 対

のは

lul

た ら

い、

こ のよ

異 な

解 析 を加 え

る こ とに よっ て

複 雑

歩 容 異 常

をよ り

多 面 的

評価 す

るこ と が 可

である と

え ら れる。

  木 耕

究 は

Hip

 

C

A

歩容 異 常

多面 的 評 価

目的

と し た 歩

容 指 標

作 成

る。

体 幹 加 速 度 信 号波 形

に上

の パ

スペ ク

ラ ム

解 析

RMs

自 己 相

分 析

えて

相 関分 析

(cross  correlation

(2)

体幹 加速度由 来 十 容 指 転によ

;容異 常の

1

価 15 ら れ た 値 〔歩 容 指 標 ) を

Hip

 

OA

患 者 と 健 常 者の 問で比 戦

討 を 行っ た

 

さ ら に

これ らの歩 容 指 標 が 基

準 関

運 妥 当

性 を

す る か ど

か を 判 定 するた め

hip

 score や 歩 行 速 度 な どの臨 床 指 標 との 閃 係 を 検

し た

対 象

お よ び

方 法

1

  対 象

神 戸 大学 医学 部 附 届 病

r

外 科

通 院 中

女性

IIIp

 

Q

患 者

本 研 究

趣 旨

説 明

口 頭に て

意 を

55

であっ た

片 側

患 患

と し た 理

歩容

左 右 非 対 称

両 側 罹 患 例

べ て

顕 著

えら れ る た め で ある

  ま

女性

に限

し た埋

女 性 患 者数

優 位 性

の た め で

患 溶絆

平 均 年

50

±

n

U30−72

 平 均 身 長

153

±

5Cm

115

164

 cm )

平 均

体 重

は 57 ± 7kg 

C3878

 

kg

 

Ilarris

hip

 score (以 ド

hip

 sc〔〕re と

略 す

) は

75

17 〔

24100

っ た、

比 較 刈

し ての コ ン

1・

L

者 年

歯1之 マ ッ チ させ た倒

常 成 人 女 性

31

名と し た

 

コ ン トロ

ル群の平 均

齢は

56

±

121

k 10

78

平 均

155

6cm

140171

 cm )

 

F

体 工

51

±

5kg

(43

65kg

} で あ り

患 者 群 との間 に 有首 弄 は な かっ た

な お 下 肢, 腰 部に明 らか な 整 形 外

的 既 在のある者, 神 経 学 的 異

が あ る

は 除

し た

2

歩 行

析システ ム

 

歩 行 解 析 機 器 と し て

3

軸 加 速 度 日

t3DG

RECORDER

 

YG600

(111佐 時 計 計 測 器 株 式 ム 礼 製)を 用 い たtt

セ ンサ

の 重 量 は

16g

大 き さ

21

 x 

28

 x

15

 mm

サン プ リン グ

周 波

200

 

Hz

で凵 コ

記 録

さ れる

 

記 録 装 置の 重 量 は⊥

80g

大 き さ

1L8x70

×

25mm

で ある

加 速 度

セ ン サ

は 圧

電 式

感 度

500mV

G

測 定 範 囲

は±

39

2ms2

±

4G

で あ る

セ ンサ

X

Y

 

Z

それ ぞ れ が

側 方成 分

垂 直 成 分

前 後 成分

加 速 度

提 え

ら れる よ

ゴ ムベ ル トに

付 け

Moe

Mssel1121

や \LlvinetD ら の

方 法

っ て重 心

位 置

に近

重 心

移動

に近

する

3

腰 椎 練 突 起 部

fl

接 す

る よ

tL

し た 〔

D 一

に よ

体 幹

前 後

側 方

垂 直 方向

加 速 度

に測

さ れ る ことになる

加 速 度 信号

s了

装 置

に よ

AD

変 換

保 存

さ れ

測 定 終 了 後

ソナルコ ンピュ

転 送

された

おデ ジタ ル ビデ オ カ メ ラ を

用 し,

来る

1

艮 り

歩 行

加 速 度 波 形

を 関

づ け た

光 学

カ メラ や

CCD

カ メ ラの よ

60−200

 

Hz

1

能 な桟 器 も存 在 す

るが

その よ

うな 機 器

っ て

タ ブ ルな

加 速

と同

させ る こ と は困 難である

hJL

で は

も加 速 度 波 形 と歩 行 周 期 とを

さ せる必 要 は な かっ た が

波 形の意 味つ け を

討 す るのに 歩 行 周 期 と お お よ その関 係 を み る 必 要 が あっ た た め

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

簿 購 覊 黌 轡                      

 

 

 

     

軸 蝋 鬱 禽 轡 欝 籥 期 轗              

 

   

 

   

 

 

繍 韈 認

韈 韈 覊 靉 轟 蠶 論 翻 鞭

紗 齢

瀞 翻 靭 磯

鞭 無 罍 勘 輪 齢 葡 膨

    聯   融 鞭 磐 齢 覇 轡 罍 魯

繍 難

 

囎 翰 齢   罍

聾 勧 甥

軸  

軸 砂

軽 齢   軸 鵜

嘲 罸

融 軸 軸 髏

綿

酵 膨

ゆ   聯 鵬

φ

簿

 

舞 軸

融 諭 尠  

勘 蠻

齢 趨

齢 串

軫   鞠 齢 簿

讐 鱒

                     

 

 

 

 

 

 

                     

    軸        

                      蠱   膨 融 軸 聯 静 翻

 

 

欟 翻 翻 識   覊      

融 瀞 齢 響 齢 謬 羅 翻 轟

 

融 鰯 聯 翻 簿 韓 鬱

罍 罍 齢 聯 融 欟 磯 蠶 翻 鬱

齢 齢 齢 靉

 

鯨 瀞 齢 鰯

鯉 静 鰯 聯 膨 影 囓                            

 

   

 

   

 

                翻

 

 

 

聾 轡

 

軸 瀞 融 融 膨

 

勸 輯 驟 欟 齢               孅 轍

齢 齢

 

聯 緲 翻 翻 軸 静 鈴 脇 齢 鰤 勘 瀚 鵬

瀞 綿

羅 贈                  

鱗 籔 欟 聯 蝉 融 静 鯨 韈 紬 麟 軸

 

齡 韈 軸 齢

                           

 

   

 

齢                   晦

                 

翻 酔 . 蠍

膿 轍 嫐 嬲 繍 鑞

鑞 鱒    

齢 轡 黔 講 麟

  齢

藩     齢 骸

蠱 強 轡 無

轡 蠱   静

簿 飜 黝 瀚

鑼         覊

飜 畿

韈 囀 譏 隔 嚇

鰯 鵬

伽 鴇 鵬

黼 鰤

鱒    

 

   

 

              韻 翻 鰭 轡    

 

   

 

 

    轡 響 融 勧 騨 齢 鵜  

 

   

 

   

 

  嬢 齢 翻 瀞  

   

 

   

 

  恥 聯 齢 齢 欝 謝

   

 

   

 

  齢 齢 麟 聯 軸 軸

   

 

   

 

 

   

 

   

 

 

 

 

   

 

   

 

 

 

   

 

   

 

   

 

   

 

ゆ 齢 轡 鵜

鞍 験 働      

 

   

 

勲 罍 融 鰯 膨    

 

   

 

齢 鞍

     図1 加辻 度セ ン サ

の収 り付 け 位置  加 坐度セ ンサ

は体 弔巳

1

⊥度 を 反Hlとすると され る 第3腰 憔 棘 突起111三上 に く るようゴ ムベ ル ト によ り 固定し た

少の ず れはあるがデ ジ タ ルビデ オ カ メラを

川 し た

t な お, 加

速 度 皮 形

に おい て鍾

地 と 足

離 地 は 特 徴 的 な 波 形 が

  れ や

す く

11191

ビ デ オカ メ ラ の

併 用

に よっ て も 距 桜 地 と 足 指 離 地と卯

さ れる

lr

寺期

特 徴 的

形が 認 め ら れ るこ とカら

こ れ らを井

形 と 映

と を 関 連づけ た

3

行 分析

 

被 肢

6

に は 来 院 財の 靴

を装 荊

し た

状 態

15m

廊 ド

を 自 山 歩 行 して も らっ た

 

歩 行は普 通の

速 度

速す ぎ

ぎ ない よ う に

で きる だけ

快 適

い て

らうよ

指 示

を’

j

え た

 

な お

木 「完

の ソ

ルが

い もの や

ハ イヒ

ル な ど を 着 川 し てい る

J

は除

し た

測 定

2

回 施行

令 例とも に2回 目のデ

タを

した

ら れ た

速 度 信

ち 波

定常 状 態

1

〔〕

2

1

個 (

5

12

秒) を 無 作 為 に 選 択 し

パ ワ

ス ペ ク ト ラム

解 析

RMS

相 関

を 行っ た

 

岡 田はパ ワ

スベ ク トラ ム

’ 1

果 か ら

の円 滑

〔滑 ら か さ

1

5Hz

トの ス ペ ク トラム の 増 加 となっ て

れると

てい る L4

 

よっ て

5Hz

ヒの 高 周 波ス ペ クトラ ム の

総 和

の左

周 波 数ス ペ ク ト ラムに 対

る 比 を

ら か さ の

指 標

と 定

し た

ま た

Mcnz

ら に よ れ ば

RMS

大 き

い ほ ど

動 揺 [

生が 大 きい 歩 行で あ るこ と

示 し〔1

丶U/

illet

ら は

AC

の値 ガ 大 きい

右 脚 の ユ

に お ける

対 称

が よ く

規 則 正 しし 歩 行であ るこ と

を示 す 指 標

報 告

してい る1/

な お

MeIIZ

らの 帳 告 に よ り

佑 牟加 速

度の

RMS

歩 行 速 度

に よっ て影 響 を 受 け

その

1

に 比例 する とさ れ て い るた めa

RMS

(3)

⊥6 理 学屮寮

i

去广  第

33

巻 第

1

 号

歩 行 速 度

の 二

乗 値

除 す

ことで

調 整

し た

 

また

1

歩 行 周 期

加 速 度 波 形

無作 為

に選 出 し

数 を

100

時 問正 規 化 を行

っ た

さ ら にコ ン トロ

時 間

焼化 波 形

り正常 平均 波 形 を作 成

これ と

Hip

 

OA

患 者

健 常 者 個

々 の

問 正 規 化 波 形 との類 似

性 を

分 析 を

川いて

討 し た

これ は

Hip

 

OA

患 者

健 常 者個

々 の

波 形

正 常

均 波 形

と どの程 度 合

し てい る かを

ので

相 関 係 数 が 高い ほ ど

正 常 平

均 波

Jl

い こ

とを

示 す

 

パ ワ

ス ペ ク トラ ム

解 析

滑 ら か さ

標 )

RMS

動 揺

性の指 標 )

己 相 関 分 析 (左 右 対 称 性 と 規 則 性の

指標 )

h

関 分

析 (

正 常 波 形 との 類 似 性の

指 標

) は そ れ ぞ れ 以 ドの

に よ り

め ら れ た

スペ ク トラ ム

G

(・)

d

・ 周 波 #

ft

 

f

, フ

リエ級 数

f

ω

複 素 数 関 数

e

 

上 記の

に よっ て

ら れ た 基

本 周 波

スペ ク ト ラ ム よ り

5Hz

F.

の ス ペ ク トラム総

の基

木 周 波

スペ ク ト ラムの総

対 す

る 比 を

っ て

ら か

指標

た。

RMS  

(ro〔}重mean  square )

RM

・・

1

… )

1

2

囗」

虫度

1

α 自 己

相 関分 析

      n

t

R

h

k

自 己

相 関係 :

XRxx (

k

信 捗波 形

か ら

平 均 値 を

引い て標

準偏

差で

っ た

の κω

lstep

k

相 関 分 析

      r

1

R

y

相 関係 数

RxvCh

丿

 

hip

 

OA

患 者

加 速 度 信

形 か ら

平 均 値 を 引

い て

標 準 偏 差

っ た

の κω

健 常 者の

間正

炭化 加 速 度信

号波 形 か ら平 均 値 を 引い て標 準 偏 差 で

っ た ものrv 

e .

間ん

4

臨 床 指 標

 

臨 床 指 標

に は

Harris

 

llip

 score

以 下

 

hip

 score

walking  score

1imp

 score

 

X

線 重

最 大 歩 行 速 度

(lnaximum  walking  speed ;以下

 walking  speed ) を 用

い た

hip

 score は

疼 痛

歩 行 能

力 を 含 む

機 能

ス コア

ー,

変 形

下 位 項 凵

によっ て

構 成

さ れ

節 機 能 を

映 す

るtt

満 点

100

0

100

る。

Walking

 score は

hip

 score 下 位 項 目で あ り

検 者

i

的 な 敬

攴持

有 無

種 類

歩 行 距 離

3

凵 よ り

構 成

さ れ

歩 行 能 丿

J

を表 す

満 点

33

0

33

) 点

で あ る

timp

 score はwalking  score の下 位 項 目で

著の 主 観 的 な 跛

の程 度 で あ り, 跛 行 な し

軽 度

重 度の

4

階 に 分 類 さ れ る

X

線 重 症 度

関 節 症

初 期

進 行 期

末 期の

4

段 階 に 分 類 し た

twalk

ing

 speed は

15m

の平 地 を 最 大 限 速 く歩 行 す る よ

指 示 し

その 巾

10rn

の 歩

に要 し た 時 間 をス トップウォ ッチ に よっ て測 定 し た

5

統 計 解 析

  検

定に はilj販の 統 計 解 析ソ フ ト 〔

SPSS

 

11

OJ

 

SPSS

Japan

) を

いた

 

Ilip

 

OA

ら か さ

動 揺 性

称性

常 波 形

との

類 似 性

指 標

は正 現

分 布

っ てい ない た め

Hip

 

OA

群 とコ ン トロ

ル群の 歩

容 指 標

検 定

に は ノ ンパ ラ メ

1・

リ ッ ク

検 定

Maml

“ihitney  

U

 testを

い た。 

Ilip

 

OA

患 者

に お

歩 容 指

臨 床 指 標

関 係

Spearman

順 位 相 関

い た

両 検 定

も統 計 学 的 な有 意 水 準

5

と した。

1

加 速 度 波 形 (

2

 

跛 行

明 な

Hip

 

OA

患 者

の 1歩

期 加 速 度 波

形と コ ン トロ

1

歩 行

均 加 速 度 波 形 を

〔図

2

示 し た

Hip

 

OA

患 者

53

歳 女 性

右 側

Hip

OA

hip

 score は

69

 

X

線 重 症 度 は 末 期であ る

速 度 波

形だけ か ら

攴持 期

や 遊 脚

を 同

する こ と は困 難 で あ る が

過 去

加 速 度 波 形

行 周

の 関

に 関 す る 報 告 を

照 しIM9)

ビ デオカ メラの

fji

用 に よ 腫 接 地と足

離 地と雄

さ れる時

に 特 徴 的 な 波 形 が 認め ら れ ること か ら

側 と

側の 単 脚

支持 期

と 両 脚

攴持期

を あ る 程 度 推 定

同 定 す る こ と が ロ∫

であっ た

以 下 に

Hip

 

OA

健 常 者

特 徴 的

な 違い

示 す

1

) 前 後成

分  コ ン トロ

ル群の 前 後 成 分 加 速 度 波 形では

踵 接 地 よ り

後 方

加 速

度 が 生 じ

反 対 側

指 離

地 期 以

方へ の加 速 度 が 生 じ た

前 方へ の加 速 度 は

々に 大 き く な り反 対 側の

IIC

で最 大 と なっ た

 

Hip

 

OA

患 者の場 合 に は

患 側 立 脚 中 期 か ら

期 に お け る

前 方

へ の

の 立 ち 上 が り

傾 き

は 小 さ く

に 健 側 立 脚 期 に お け る そ れ は 大 き かっ た

ま た 左 右 波 形の非 対 称 性 が

易に認 め ら れ た

2

側 方 成 分

 

コ ン トロ

ル群の 側 方 成 分 加 速 度 波 形 か ら

踵 接 地 よ り反 対

側へ の加 速 度 が 生 じ, その後

同 側へ の加 速 度 が

反 対側

へ の

加 速 度

じ ていた

こ こで 足

(4)

体 幹 加 速 度 由 来 歩容指 標に よ る歩容 異常の評価

17

  (G〕   0

4  

前   0

30

20

1   0

01

〇2

〇3 後  

4 右

1

iLl

 

2      

Rt

 

HC

3 上 下 0

3 

1

1

1

       

LtHC

i

       

1

7

§

LtHC

      図2 加速度 波 形 〔1歩行 周

ew

1

ヒ:前後成分

中;側方成分

;垂直成 分

RT HC :右 側の踵 接 地 期

 Lt HC 左 側の踵接 地 期

黒 線;Hip OA 患 営

 

灰 線;健 常 者の半 均 波 形

 

こ の代 表例は右 側Hip OA であり

HHS は6S

9点

 Wa ⊥king Sc〔〕re は 26点

X 線 重 症 度は 末 期

10自

l

!{歩 行 速 度は ⊥

16111

sec で

前 後 成分ではRt HC の 後の前力へ の加 速 度 が 小 さ くなっ てお り

側 方 成 分で はRt rlcの右 側へ の

JJuis

度が大 き くなっ てお り

垂 直 成 分で もRt HC の ド方へ のカ

11

速 度が大 き くなっ てい る ことが維 認できる

地 と な

そ の

へ の

が生 じる が

反 対 側

踵 接 地 ま

で の

単 脚 支 持 期

反体 側

へ の

加 速 度

が 生 じていた

Hip

 

OA

患 者

場 合

には

地 か ら 足

離 地 ま

で の

反 対

反 対 側

へ の

振 幅

大 き

かっ た、

左 右 波 形

非 対 称性

容 易

め ら

tt3 ) 乖

直 成 分

 

コ ン トロ

垂 直 成 分 加 速 度 波 形

では

接 地

加 速 度

が 生

.一

L

へ の

加 速 度

が 生 じ た が, 足

離 地で再び ト

へ の

加 速 度

が生じ た

、 そ の

は ほ と ん ど 上 ド

へ の

加 速 度

じる こと

な く反 対 側

地 に

っ た

Hip 

OA

患 者

患 側

場 合

に は

接 地

で生じ る ド

へ の

加 速 度

著 明

に大 き

なっ て お

そ の後 に生 じる

L

へ の

はさ らに大 き く なっ て い た

健 側 で は

に 上 下

加 速 度

なっ てい た

右 波 形の

非 対称性

容 易

め ら れ た

2

統 計 解 析 ⊥〕丁

lip

 

OA

群 と

コ ン トロ

歩 容 才

旨標

の 上匕

 

N

lalu

NVhitlley

 

U

 

t

eSl)

 

〔:

1

 

ら か さの指 標 〔パ

スペ クト ラム

解 析

による)で は

3

軸 成 分 と も に

Hip

⊂)

Al

大 き く

 

(pく

0

00D

滑 ら か さ が 低 「 した歩

で あ っ た

動 揺 性

ヴ)

RMs

に よ る

で も, 

Ilip

 

OA

で は

3

軸 成 分

有 意

に大 き

(p < 〔〕

05

揺 性

大 き

歩 容

っ た

tt

対 称 性

q

1

己 相 関 分 析 に よ る 〕で は

3

Ilr

Hip

 

OA

群で

意 に 小 さ く

 

〔pく

0、

0001

左 右

対称 性

ド し た 歩 容であっ た

「匡

常 波 形

との

類 似

指 標

関 分 析によ る

1

では

前 後 成 分と

垂 直

成 分

Hip

 

OA

有 意

に小 さ

 

〔p く〔}

OOIJ

常 歩

と は

逸 脱

し た

度波

形 を 呈 し た

2

Hip

ぐ)

A

群に お ける歩 容 指 標 と 臨 床 指 標との 関 係

 

SPearlnall

 a)

f

胴関 )

2

 

次 に

Ilip

〔〕

A

…に おける これら歩

指 標 と

臨 床指 標

との 関 係 を

検 討

し た

らか さの 指 標では

3

軸 成 分 と

も全

ての

臨 床 指 標

有 意 な 相 関 関 係

にあ

った 〔

0

36

< r < 〔}

74

p

0

05

tt

動 揺 性

指 標

では

前 後 成 分 と 側 ノ∫成 分で

ての

臨 床 指標

有 意

相 関 関

係にあ り

垂 直 成 分 で は

歩 行

連 指 標

る walking  score

 

limp

score

 wa [

king

 spc〔

d

有 意

相 関 関 係

に あ

/] た

0

51

く r <

0

62

p

0

OD

対 称 性

の指 標で は

3

軸 成 分 と も

ての

臨 床 指 標

有 意 な 相 関 関 係

に あ っ た

0

30

〈 r <

0

74

p

0

05

 

1】

−1

常 波 形

との類 イ以

生の

t

では

f

後 成 分で walking   score

 

lilnp

 score

 

X

市 症 度 と 有 意 な

関 関

あ り (

0

30

< r 〈

0

49

p〈 〔}

05

垂[TFI:性 分で は

hip

 scorc

 waiking  sc〔>re

 

limp

scorc

 

X

線 重 症 度

有 意

関 係

にあっ た 〔

0

31

< r <

0

51

p<

0

05

 Hip

 

C

A

は 歩 容 異 常 を

高率

生 ず

代 表 的 な 整 形 外科

疾 患で ある

その 歩 容 異 常 には

疼 痛

脚 長 差

関 節

rl

動 域 制 限

トルクの 低 下 など

々 の

機 能 障 害

が関

し ている た め団 工助 6Us

2D121

歩容 異常 も 多種 多 様

各人

各 様

で あ り

例 え ば よ く1[

11

「現 する

Trendelenburg

跛 彳

J : といえ ど も

呵 額

ヒの異 常の ユ

にす ぎ ない

これ らの理

か ら

個 々 の

患 者

歩容 異常 を

次 元的

定 量

価 する必 要 が あ る と 摎 え られるが

歩 行

は全

運 動

なので

身体

の どの部 分 に 着 目し

測 定

すれば よいか

まっ た 基

は ない

 

Moe

Nilssen

は 歩 行「

1

寺の バ ラン ス を 測

定 す

る 目

(5)

18

理 学 療 法 学  第

33

巻 第1

丿

表1Hip  

OA

とコ ン

1・

ル群との比 較

Hip

 

OA

Control

中 央値

 

(最 小

最大)

  

中 央値

 

(最 小

最大)

  

p値 歩 容

標  

PS

〔滑 ら か さ }

RMS

 (動 揺 性 ) AC 〔対

称 性

規則 性 ) CC 〔止常 波 形との類 似 性, 臨床 指 標  hip sc〔}re  walking  score  lilup score

 

free丶valkillg  sPccd

 

(Ir1/sec)  X 線 重症 度 前 後成分 側 方 成 分 乖直 成 分 前後 成 分 側 方成 分 垂

直 成分 前後 成 分 側 か成 分 乖直成 分 前後 成 分 側方 成 分 垂 直 成分 0

600

630

591

551

251

780

480

3

〔)

0

560

740220

68

(0

t1

0

86) (0

37

D

86) (0

480

76} (0

92

3

74) 〔

0

53

3

17) (

D

93

4

69

) ( 

06 0

79) 〔

O

02

0

74

) (

O

7

 

0

78

) 〔

0

30

0

92

〕 (

G

Ol

 

O

54) (

0

26

0

93

) 0

520

540

491

2⊥

O

781

56

〔}

750

610

760

860

170

87

(0

42

0

67) (0

46

0

66) 〔0

33 

0

61

) (0

80

2

91) 〔α15

1

33

} (

1

18

2

24

) (

0

59

0

85

) 〔

0

47

0

73

) (0

67

0

86

〕 (

0

72

0

92

) (

0

〔}

2

0

72) (

0

62

0

95

)  0

0002  0

0004 <

0

0001 〈0

0001 <

0

0001

 

0

Ol4

O

OOOl

0

000

王 く

0

0001

 

D

0004

 

0

794 <

0

0001

 

73

      1

24

10

 27      〔10

33)

 

3

      (

1

4

1

03

     〔

0

56 

1

48

)      

1

26

     (1

02

1

51)    <0

00〔}1 前 期3名

初 期U 名

進 行 期11 名

末 期30名

PS;power

spectrum

 

RMS

root mean  square

 

AC

;auto  correlation

 

CC

; cross  correlation

表2Hip  OA における歩 容 指 標と臨 床 指 標との関 係 歩容 指 標 Harriswalk limp X

P MwS PS (滑ら か さ)

RMS

(動 揺 性 )

AC

(対 称 性

規則 性 ) CC (止常 波形との類似 性) 前後 成 分 側 方 成分 垂 直成分 前 後 成分 側方成分 垂 直 成 分 前 後 成 分 側 方成 分 乖直 成 分 前 後 成分 側 方 成 分 飛1

i:成 分

39 * *

0

38 * *

0

55 * *

48 * *

0

32

O

250

47 * *

0

43

* * 0

30 *

0

260200

3t

53* *  

0

57 * *

0

51 * *   

0

49 * *

0

63* *   

0

61 * *

56 * *   

0

53 * *

0

58 * *   

0

55 * *

0

54 * *   

0

51 * *

0

71* *

0

52

* * 0

60

* *

0

47

* *

0

140

45 * * D

36*    

0

69 * * 〔}

4

1* *   

O,18* * 0

46* *   

0

74 * * 0

39* *   

〔}

56 * * 0

35*    

0

33

* 029     

0

62 * *

0

74

 * *   

0

17* *

0

56

* *   

0

43

* *

0

63 * *   

0

59

**

0

49

* *   

0

3

〔}*

0

30

     

0

07

0

51

 * *   

0

49

* *

0

44

**

O

54 * *

0

54

* * 〔}

240

140

28

*p<0

〔}5

* *p〈0

0⊥

幹 加 速 度 を 測 定 し た 12,

加 速 度セ ンサ

2

仙 椎 で は な く

3

設 定

さ れ た が

理 由

して

体 重 心

に 比

的 近 く

重 心 と

平 行 移動 す

る こ と

3

腰 椎の水 平 回 旋 が 小 さい こと を

挙 げ

てい る。

体 幹 加

速 度 に

関 す

最 近

研 究

では

Menz

ら7)は

高 齢 者 と若

成 人 を 比 較 する と

高 齢 者

有 意

RMS

き く

歩 行 時 に お け る 体 幹の動 揺 性 が 大 き

なる こ と を

し た

ま た

,Auvinet

ら1 )は

60

以 上の

高 齢 者

では

の増 加 と と もに

相 関 分 析

さ くな り

高 齢 者では 左 右 対 称 性

規 則 性 が

る こ と を

報 告

し た

さ ら に

MenZ

らa〕 は 高

若 年

ず 不 整 地 歩 行

で の

RMS

は平 地

歩 行

と比

し,

意 に 大 き く な り, 不 整

地 歩 行

で は

動 揺性

大 き くな

る と

い る、

疾 患 患 者

対 象

とし た

の で は

MCnZ

らS} が

尿

病 性

ニ ュ

ロ パ チ

患 者 を対 象

に 平 地

歩 行

での

体 幹

加 速 度 よ り

RMs

を算 出

健 常 者

と 比べ

有 意

に 大 きい こと を 示 し てい る

この よ

に 近

加 速 度 信 号 に 自 己 相 関 分 析 や

RMS

える

報 告

散 見

さ れる が

な かで も

RMS

による もの が ほ

る。

 

で は ト述の

関 分 析

RMS

に 加 えて

パ ワ

ス ペ ク トラム 解 析

相 互 相 関 分

を用いた

パ ワ

スペ ク トラ ム解 析 による 滑 ら か

さを 検 討

し た

先 行 研 究

と して

岡 山14〕が

っ た 腰

部 脊

(6)

体 冷加 土)

1−

lliptl

歩容 指 縹

こよ る

i

諍 異常のIll仙 19

杠 薛狭 窄 症 患 者

歩 行 時 床 反 力

をp、

El

rjし た

のが あ る そ れ によれば

歩 行

は お お よそ

2Hz

であるため

511z

E

の比

波 領 域

で は

歩 行

H

とは

無 関 係

の動 き を 捉

ること がで

この

領域

の スペ ク トラ ムが 大 き く な ること は

III

性 (滑 ら か さ ) が

し ている こ と を 意 味 す る と し てい る

 

lt

関 分

はコ ン トロ

,レ 詳の 止 常 平 均 波 形 と 個々 人の

波 形

が どの

胤 度

合 致

して い るか を

検 副

す る

壬法

であ

これ までの歩 行 分

で は

り用

い ら れ な かっ た もの であ る が

従 常 者 波

との

を 見 出 すには 有 効 な 解

であ る と

え ら れ る

こ のよ

体 幹 加 速 度

か ら は

歩 行

ら か ざ

動 イ

岳性

tt

右 対 称 性

規 則 性

健 常 者 と の

類 似 性

とい っ た

多 面 的 な 叶 価 を 可 能にす る

容の

指 標

作 成

lrf

L  Hip

 

OA

とコ ン トロ

ル群の比

  患 者群

か さ

指 標

〔パワ

ス ベ ク トラム

解 析

に よ る)は

3

軸 成 分

に コ ン トロ

ル祥 よ り も

有 意

に大 き く

した がっ て

Hip

(⊃

A

患 者

歩 容

らか さに欠 如 し ているこ と が

示 唆

さ れ た。

ら か

指 標

い た

5Hz

以 トの

高 周 波 成 分

凵視

によっ て

える こと が 困 雑 な 細 か な 動 きである と

考 え

ら れ

時 点

で は

どの よ

な 運

か,

るのは

しい

  患 者 群

動 揺 性

指 標

RMS

に よ る 〕 は

3

軸 成 分

と も 有 意 に 大 き くなっ てお り

した がっ て

Hip

⊂}

A

患 者

で は

後 成 分

方 成 分

に おい て

動 揺性

大 き

い こと が

さ れ た

加 辻 度 波 形 を

み る と

前 後 成 分

で は

健 側

単 脚

x 持 期

側 方 成 分で は 両 脚 支 持 期での

側へ

加 速 度

が 大 きい こ と が

認 で き る た め

この時

での

動 揺性

び)

加 が 生 じてい る と 打

1

さ れ る

。11

[rll B は

Ilip

 

C

A

患 者

が 歩 行 速 度 を 正 常 に 維 持 す る ため には

健 側 によ る

代 償

作 用

が 必

であ る と 述べ てお り

促 側 単 脚

攴持 期

前 方

へ の

速 度 が 大 き く なっ たの は

側で不 十 分 に なっ た 酊 ノ

i

へ の 加 速 を代 償 してい る もの と 考 え ら れ る

 

また

Sliwinski

ら17)は

H

ヱp 

OA

で は 申 脚 支 持 期 よ り も 両

脚 支持 期

異 常

が 生 じやす く

艾持 期

での

骨 盤 攴持

能 力

足 を

補 う

には 両 脚 刻 亅期 か らの準 備 が 必 要であ る こと を≠

艮告

してお

両 脚

k

期で患 側 立 脚 側へ の加

速 度

大 き く

なっ たの は

関節 外

転 トルク低 下の代

とし て の患 側へ の

体 幹

が 両 脚 支 打 期で生 じた た め と

考 え

: こ の

休 幹側 屈

に よ

生 じる 両 脚 支 持 期 での 大 き な

加 速 度

側 方 成 分

の み でな

戊 分に も 認 め ら れ る

  患 者群

対 称

i

iC

自己柑 関 倉析

に よ る

3

軸 成 分 と

も有 意

なっ ていた

 

d

相 関

分 析 は 左 右 脚の 対

称 性

指 標

と なる

波 形 解 析

であ リ

側 罹 患の

Ilip

 

OA

患 者 で は

3

方 向

左 右 脚

対 称 性

IM

い こ とが 示 唆 さ れた

Hip

 

OA

患 者

対称 性

い の は

動 謡性

力 大 きい 原 因

前後 成 分

で は 患 側

脚 支 蒔 期の 小 さい加 速 度 を 代 償す る

健 側 単脚 芝

蒔 期の

Jt

き な

加 速 度

側 方

成 分

乖 直 成 分

で は

Trendelellburg

ll

実 を

回避

す る た め に 生 じ る 両 脚

支持 期

患 側

へ の

体 幹 側 田

な ど

患 側 と 健 側の 動 きの違い力 反

さ れ てい る と

測 さ れる

 

木 研 究

のよ

に 片 側 罹

場 合

に は

健 側

患 側

の‡ か ら

対税 陟

指 標

が 低 値 を小 し た が

両 側

罹 患

場 合

に は

相 門 分析

いた

J

迫 切 な

1

k

る そこ で

両 側 罹 患

場 合

に も

討冂」

解 析 予法

と して 相尾

分析

が ある

研 究では

健 常 者の時 間

IL

規 化

波 廾

を平 均 化

作 戊

し た 正

F

波 形と

Hip

 

OA

患 者

i

波 形

類 似性

検 討

し たu この 正

常 波 形

との

似 性の

指 標

で は

前 後

成 分で

Hip

⊂)へ僻とコ トロ

の問 に

有 意

虚 が

め ら れ た が

側 方

かで は 認 め ら れ な かっ た

前述

の よ

に 加 速 度 側

方 成

分 は

の成 分と異 な り 小さな

を 多 奨

 

その小 さ な 波の 生 ず る タ イ ミング は

鮭 常

6

っ て も

人 差 が ある た め

均 波 形 を作 成 す

る と

と 凹の波 か 打 ち 消 し

い’

坦 な 波 形になる

つ ま

の側 方 成ノ♪では 出 現 し ない よ

な 波 形 と な

信 頼 忤

いもの と なっ た

こ のこ と は

コ ン トロ

相 門 係

叡 が 低い こと か ら

も容 易

えりれ,

Hip

 

OA

患 者

との比 転で も;

め ず

客 観

的 な 評

価 指 転

と して

の と

え ら れ る

前 後 成 分

垂 直 成 分

波 形

側 方

の よ う に 小 さ

皮 を

形で はない

その た め

1

皮形 も 信 頼

い もの と な り

,Ilip

 

OA

患 者

異 常

確 認

しや す

Ilip

 

OA

佯 とコ ン トロ

有 意

な’

め られた

の と

え ら れ る

2

Ilip

 

OA

の 牛 容

指 標 と臨 床 指 標

との

関 係

 

加 速 度 信 号

波 形解 析

を 加 え,

作 成

した

歩容 指 慓

ち正 常 波

Jl

との

の側 方 成 分 以

 

Ilip

 

OA

と コ ン トロ

ル群の間に有 意

t

を 認 め

IIip

 

OA

歩 容

異 常

定 量 化

可 能

と な ることが 示

され た

 

こ れら

容 指 標

歩 行 時

速 度

か ら

作 戊

した

の で

歩 行 関

か を

る尺 度であ るこ と に

い の

余 地

いが

歩 容 指 標

歩 容 異常

程 度

を 測 るとい う

妥 当性

の 問 題 が

る,

こ の

題に

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表 2Hip   OA 群 に お け る 歩 容 指 標 と 臨 床 指 標 と の 関 係 歩容 指 標 Harriswalk limp X .P MwS PS ( 滑 ら か さ ) RMS ( 動 揺 性 ) AC ( 対 称 性 , 規 則 性 ) CC ( 止 常 波形 と の 類似 性 ) 前 後 成 分側 方 成分垂 直成分前 後 成分側方成分垂 直 成 分前 後 成 分側 方成 分乖直 成 分前 後 成分 側 方 成 分 飛 1 ’i: 成 分 一 〇 .39 * *−0.38 * *−0

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