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
に
よ る
歩 容 異 常
の
評 価
一
歩容指標
の変形性股 関節症患者
と
健常者
と
の
比
較
,お よ び
基準
関
連妥 当性
*由
田
実
* *’
#平
田 総
一
郎
小 野
玲
安 藤 啓
司
要 旨
変 形
性
股関節
症 (hip
OA
)は歩 容 異常
を 呈す
る代 表 的 な 整
ll
彡外 科 的 疾 患
であ
る。
今
回,
自由 歩 行 巾
の休
幹 加 速 度信 号
に波
形解 析
(パ ワー
スペ ク1
・
ラ ム解 析
,
rootmean square
,
自
己相
関分析
,
相
互相
関分析 )
を加
え歩 容 指 標 (
歩 容
の滑
ら かさ
,
動 揺 性
,
対 称 性
や規 則 性
,
正常 波 形
との類 似 性 ) を作 成
し,
hip
OA
患
者
にお ける歩容 異 常
の客 観 的 評 価
の可能性
を検
討 した.
,
対 象
は女性 片
側Hip
C
)A
患 者
55
名
とコ ン トロー
ル群の女 性 健常 者
31
名
と し た.
歩 容 指 標
の値
をhip
OA
群
とコ ン トロー
ル僻
の問
で比較
し た。 さ らに,
これ らの
歩 容 指 標
と臨床 指 標 (
hip
score,
walking score,
limp
score,
X
線 重症 度
,
最 大 歩 行 速 度 )
との関係
をSpearlnan
の相
関係 数
に よ り求
め,
歩 容 指 標の 基 準 関 連妥
当 性 を検
討 した,
,
Ilip
OA
祥では歩 容
の滑
らか さ,
対 称性
.
平 均 化
止常 波 形
との類似 性
は健
常群
よ り有意
に低
ド してお り,
逆
に 動揺 性
は有 意
に大き
かっ た。ま
た4
つ の歩容 指 標
は多 く
の臨床 指 標
と 中等 度
の相
関 関係
があ
っ た。
歩 行 時
の体 幹 加 速 度 信 号
にパ ワー
スペ ク1
・
ラ ム解 析
,
r(,〔}t mclcnsquare,
自
己 相 関 分析
,
相互相 関 分析
を 加え
るこ と で作
成 した歩容指 標
は,
某準 関連 妥 当性
を有
し,
変 形 性
股 関節
症 患者
に お ける歩 容 異常
の 客観
的 評価
に 有 用であ るこ とが示 唆 さ
れ た。 キー
ワー
ド変 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 thehip
以 下,
Ilip
OA
)患 者
に対 す
る治 療
の適 応
やプランニ ン グ,
治 療 効果
の判 定
に は,H
木 整
形外 科
学会
股 関 節 機 能判 定
基準
やHarriS
hip
sc〔}re〔
hip
score)
に 代表
1
さ れ る 股関節
1
幾能
評価
や歩
行 速 度 な ど が 用い ら れてい る3尹ll)。
股 関節
の よう
な ド肢 荷 重
関節
の疾 患
で は, 疾 患 由 来の拘 縮 や 疼痛
な
どの機 能 障 害
による異常 歩 行 を 吊す
ること が多
いが,
診 断
や治療
の判 断 材.
料 と し て 測 定 機 器 を 用い た 歩 行の客
観
的定
量化
を行 うこ と は少 な く,
主観
的 な 歩行 評 価
に留
ま
る ことが多
い、 こ の部 分 的
理山
と して,
従 来 か らの赤外 線
カ メラや床
反力 計
などの 設i
1igl
歩 行 解 析 装 置 は 高 仙 ‡The Assess[nenL ot an Alm〔nrmn ]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7一
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>ersilySchc,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
を含
め た 測定
が 煩雑
で比較
的長 時 間
を 要 す る とい う欠 点
を有
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
を選
ば ず,
動 作
を拘 朿
し ない という優
れ た利
点
を有す
る1/。
さ らに 歩行 中
の体 幹加
速度信 号 波
形 にパ ワー
スペ ク トラム解 析
〔p
〔,wer−
spectrum)
や root Inean square(
以1
・
.
RMS
)
,
自 己相 関 分 析 (
auto correlation)
を 加 え ること に よ り
,
体 幹の動
揺 性 や滑
らか さ’
1)6)7)11P),
左 右 脚の対 称
性や規則
性 を定
量化
で きる と報 告
さ れており
⊥)4),
こ れ ら を用
いて歩 容 異常 定
量化
の可 能 性
があ
る と考
え ら れ る。
こ れ までに報 告
さ れ た,
こ のよう
な解 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
を対 象
に し たも
の であ り
,
骨 関節 疾 患 患 者 を 対
.
象
とし
たも
のはlul
当
た らな
い、ま
た,
こ のよう
に異 な
る解 析 を加 え
る こ とに よっ て,
複 雑
な歩 容 異 常
をよ り多 面 的
に評価 す
るこ と が 可能
である と考
え ら れる。木 耕
究 はHip
C
)A
患者
の歩容 異 常
の多面 的 評 価
を目的
と し た 歩容 指 標
の作 成
であ
る。体 幹 加 速 度 信 号波 形
に上述
の パ ワー
スペ クト
ラ ム解 析
,
RMs
,
自 己 相
関分 析
,
に加
えて柑
互相 関分 析
(cross correlation)
を行
い,
得
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・
検
討 を 行っ たさ ら に
,
これ らの歩 容 指 標 が 基準 関
運 妥 当
性 を有
す る か どう
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 検討
し た対 象
お よ び方 法
1
.
幻家
対 象
は神 戸 大学 医学 部 附 届 病
r
整
川外 科
に通 院 中
の片
側罹
患女性
IIIp
Q
へ患 者
で,
本 研 究
の趣 旨
を説 明
し,
口 頭に て同
意 を得
た55
名
であっ た,
,
片 側
・
解
患 患者
を対
.
象
と し た 理由
は,
歩容
の左 右 非 対 称
が両 側 罹 患 例
に比
べ て顕 著
と考
えら れ る た め で あるま
た女性
に限定
し た埋由
は,
女 性 患 者数
の優 位 性
の た め であ
る。
患 溶絆
の平 均 年
齢
は50
±n
戚U30−72
歳
)平 均 身 長
は153
±5Cm
〔115
−
164
cm ),
平 均体 重
は 57 ± 7kgC3878
kg
)
,
Ilarris
hip
score (以 ドhip
sc〔〕re と略 す
) は75
エ
17 〔24100
)
点
であ
っ た、ま
た比 較 刈
照と
し ての コ ン1・
ロー
ルL
辜
は患
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
ー
ル群の平 均年
齢は56
±121
「
k 〔1)0−
78戌.
平 均身
長
は155
土6cm
(
140171
cm ),
F
均体 工
は51
±5kg
(43−
65kg
} で あ り,
患 者 群 との間 に 有首 弄 は な かっ た一
な お 下 肢, 腰 部に明 らか な 整 形 外科
的 既 在のある者, 神 経 学 的 異常
が あ る者
は 除外
し た2
.
歩 行解
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加
速度
セ ンサー
の 重 量 は16g
,
大 き さ21
x28
x15
mm,
サン プ リン グ周 波
数200
Hz
で凵 コ録
装置
に記 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 サー
は 圧電 式
で,
感 度
は500mV
、
G
,
測 定 範 囲
は±39
.
2ms2
(±4G
)で あ る加
速度
セ ンサー
はX
軸
,
Y
軸
,
Z
軸
を有
し,
それ ぞ れ が側 方成 分
,
垂 直 成 分
,
前 後 成分
の加 速 度
を提 え
ら れる よう
ゴ ムベ ル トに取
り付 け
,
Moe
−
Mssel1121
や \LlvinetD ら の方 法
に従
っ て重 心位 置
に近く
,
重 心移動
に近似
する第
3
腰 椎 練 突 起 部
fl
近
に接 す
る よう
tL着
し た 〔図
D 一
これ
に より
,
体 幹
の前 後
,
側 方
,
垂 直 方向
の加 速 度
が同
時
に測定
さ れ る ことになる.
加 速 度 信号
は記
s了装 置
に より
AD
変 換
の後
,
保 存
さ れ,
測 定 終 了 後
パー
ソナルコ ンピュー
ター
に転 送
された、
,
な
おデ ジタ ル ビデ オ カ メ ラ を併
用 し,出
来る1
艮 り歩 行
鬥期
と加 速 度 波 形
を 関連
づ け た.
、
光 学
カ メラ やCCD
カ メ ラの よう
な60−200
Hz
て1
取駒
可能 な桟 器 も存 在 す
るが,
その ような 機 器
であ
っ ても
ポー
タ ブ ルな加 速
度計
と同期
させ る こ と は困 難である.
木
hJL
究
で は,
必ず
しも加 速 度 波 形 と歩 行 周 期 とを
同期
さ せる必 要 は な かっ た が,
波 形の意 味つ け を検
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,
多序
サ
律
轡
帝
嚀
恥
濘
牌
結
,
帛
炉
陣
早
,
慝
恥
,
「
卑
院
轄
紐
臨
階
帝
甲
恥
舵
霹
乳
牌
甲
屮
・
「
「
甲
「
乳
「
獅
層
階
島
卯
肺
蹴
恥
甲
帝
牌
亨
舵
甲
恥
乳
粍
粍
内
蕪
簿 購 覊 黌 轡亨
.
“
響
軸 蝋 鬱 禽 轡 欝 籥 期 轗、
.
聾
無
覊
辮
鞘
轟
懿
・ 繍 韈 認驤
韈 韈 覊 靉 轟 蠶 論 翻 鞭鞘
鞘
紗 齢齢
羈
齢鯨
瀞 翻 靭 磯勸
磯融
鞭 無 罍 勘 輪 齢 葡 膨豚
轡
筋
軸櫛
靹鞍
豚
瀞
軸軸
聯 融 鞭 磐 齢 覇 轡 罍 魯蘿
輪叢
難
繍 難覊
麺
囎 翰 齢 罍
騒
鞘
鞭
欟
聾 勧 甥騨
曲
働
軸
融
軸診
軸 砂渺
軽 齢 軸 鵜戴
軸鵬
齢
勲
軸鰕
蝕
軸
軸
軸
肄
嘲 罸融
鰯
蜘騁
轟
融 軸 軸 髏齢
融齢
轡
陟
融綿
蜘
翻
趨
駒
恥
酵 膨趨
毎
範単
敬
ゆ 聯 鵬サ
廳
畍
甜
嚇
φ締
聯
藩
轡
嚇
飾
魯
輪
砂覇
砂瀧
轡
蔀
賜
輙
講
麟
鵜
砂
勢
槨
勢
轡
疎
齢
覇
轡
瀞
轡
紗
聾鵜
駄
跡
鞜
齢
紗
齢
軸
晦
轡
靺
齢
律
彫
筋
蝉
鵬
鴨
購
聯
蜘
略
齢
鰤
鰯
働
蛾
槨
陟
鄲
嘲
鞍
陟
爵
陟
鱗
馳曲
鄲
齢
蜘
蜘
鱗
融
幸
蠅
膨嚇
軸
解
即
轡
晦
膨
瀧
陟
砂
聯
瀞
眇灘
曲
紗
簿
陟
論
曲麟
皸
膾
軸
軸
挿
甲
鵬鵬
融
軸鞭
齢融
舞 軸齢
爵
軸
帶
軸鞘
軸齢
軸
膨
鱒
齢
叩
轡恥
恥
融 諭 尠融
勘 蠻黔
齢
齢
齢 趨鵬
齢 串紗
轟
轡
聯
甲
勘蜘
軫 鞠 齢 簿融
讐 鱒彰
轡
砂
砂陟
晦
轡
鵬
鰯
軸
聾
晦
亀
帶
禽
鞨
魯
馳
静
黙
軸晦
轡
晦
蠱 膨 融 軸 聯 静 翻轡
欟 翻 翻 識 覊齢
融 瀞 齢 響 齢 謬 羅 翻 轟懲
融 鰯 聯 翻 簿 韓 鬱蜘
軸
罍 罍 齢 聯 融 欟 磯 蠶 翻 鬱轡
鞍
軸
鞭融
齢 齢 齢 靉鞍
鯨 瀞 齢 鰯齢
翻
講
軸曲
鯉 静 鰯 聯 膨 影 囓翻
恥
艶
靭
融
魯蝿
齢鞭
聾 轡罍
融齢
齢
甜
轂曲
瀞
軸 瀞 融 融 膨勸 輯 驟 欟 齢 孅 轍
齢
瀚
緲
鞭緲
嫐
紬
軸
錨
齢 齢罍
蠍
聯 緲 翻 翻 軸 静 鈴 脇 齢 鰤 勘 瀚 鵬
翻
緲
嫐
瀞 綿櫓
羅 贈黔
鱗 籔 欟 聯 蝉 融 静 鯨 韈 紬 麟 軸軸
融
鰯蠅
轡
軸融
無
懸
齡 韈 軸 齢鰹
齢 晦
齢
灘
翻 酔 . 蠍鷺
膿 轍 嫐 嬲 繍 鑞譏
鑞 鱒葡
齢 轡 黔 講 麟轡
覇軸
齢齢
藩 齢 骸鯉
賠
畢
蠱 強 轡 無龝
轡 蠱 静ゆ
簿 飜 黝 瀚繍
鑼 覊靉
靉
飜 畿雛
纖
韈 囀 譏 隔 嚇騰
磯
飃羅
鬻
鰯 鵬臓
伽 鴇 鵬灘
黼 鰤覊
覊
鱒韻 翻 鰭 轡
籥
轡 響 融 勧 騨 齢 鵜魚
嬢 齢 翻 瀞
黔
陟
齢
鞍
融陟
筋
隔
恥 聯 齢 齢 欝 謝
騨
麟
鞴
齢
範
鰰
儡
齢 齢 麟 聯 軸 軸
融
轡
靺
晦
轄
層
隔
ゆ
齢
軸
齢
齢
齢
鵜勤
無
孵
帥
専
律
据
砂
曲
齢
聾
軸
嘲
砂轄
僻
靺
暇
肺
臨
鍋
轡
尠
齢
陟
陟
摯
駄
牌
砂
霹
獰
駄
槨
瀞
ゆ
帶
豚
豚
単
魯
勝
臨
筋
篳嘲
融
禽
爵
粥
ゆ 齢 轡 鵜齢
磁
嘲
鵬
鞍 験 働轟
軸
融
晦
轡
紗
蠅
覇
黔
勲 罍 融 鰯 膨轄
軸
黔
簸
融
齢
黔
聯
齢
融聾
融
齢 鞍難
靉
難
図1 加辻 度セ ン サー
の収 り付 け 位置 加 坐度セ ンサー
は体 弔巳・
加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 メラを併
川 し た/
t な お, 加速 度 皮 形
に おい て鍾接
地 と 足指
離 地 は 特 徴 的 な 波 形 が待
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 地と卯走
さ れるlr
寺期
に特 徴 的
な波
形が 認 め ら れ るこ とカら,
こ れ らを井準
に波
形 と 映像
と を 関 連づけ た3
.
歩行 分析
被 肢
6
に は 来 院 財の 靴を装 荊
し た状 態
で15m
の廊 ド
を 自 山 歩 行 して も らっ た歩 行は普 通の
速 度
で,
速す ぎ
す
近す
ぎ ない よ う に,
で きる だけ快 適
に歩
い ても
らうよう
に指 示
を’j
・
え たな お
,
木 「完峙
の靴
の ソー
ルが府
に厚
い もの や,
ハ イヒー
ル な ど を 着 川 し てい るJ
〃合
は除外
し た.
.
測 定
は2
回 施行
し,
令 例とも に2回 目のデー
タを拝
用
した。
得
ら れ た加
速 度 信.
弓.
のう
ち 波形
が定常 状 態
にあ
る1
〔〕2
・
1
個 (5
.
12
秒) を 無 作 為 に 選 択 し,
パ ワー
ス ペ ク ト ラム解 析
,
RMS
,
自
己相 関
分析
を 行っ た岡 田はパ ワ
ー
スベ ク トラ ム角
’ 1忻
の結
果 か ら,
歩行
の円 滑性
〔滑 ら か さ)
の低
.
1
・
.
は5Hz
以一
トの ス ペ ク トラム の 増 加 となっ て現
れるとし
てい る L4よっ て
,
5Hz
以一
ヒの 高 周 波ス ペ クトラ ム の総 和
の左本
周 波 数ス ペ ク ト ラムに 対す
る 比 を滑
ら か さ の指 標
と 定義
し た、
,
ま たMcnz
ら に よ れ ばRMS
は値
が大 き
い ほ ど,
動 揺 [
生が 大 きい 歩 行で あ るこ とを
示 し〔1,
丶U/,
illet
ら はAC
の値 ガ 大 きい程
,
左
右 脚 の ユ歩
に お ける対 称
‘
目
が よ く,
規 則 正 しし 歩 行であ るこ とを示 す 指 標
と報 告
してい る1/・
一
な おMeIIZ
らの 帳 告 に よ り,
佑 牟加 速
度のRMS
は歩 行 速 度
に よっ て影 響 を 受 け.
その1
乗倍
に 比例 する とさ れ て い るた めa,
RMS
⊥6 理 学屮寮
i
去广詳: 第33
巻 第1
号 は歩 行 速 度
の 二乗 値
で除 す
ことで調 整
し た.
また
1
歩 行 周 期
の加 速 度 波 形
を無作 為
に選 出 し,
デー
タ数 を
100
個
に時 問正 規 化 を行
っ た。
さ ら にコ ン トロー
ル群
の時 間
正焼化 波 形
より正常 平均 波 形 を作 成
し,
これ とHip
OA
患 者
,
健 常 者 個
々 の時
問 正 規 化 波 形 との類 似性 を
,
柑
互相
関分 析 を
川いて検
討 し た。
これ はHip
OA
患 者
,
健 常 者個
々 の波 形
が正 常
平均 波 形
と どの程 度 合致
し てい る かを表
すも
ので,
相 関 係 数 が 高い ほ ど,
正 常 平均 波
Jl
彡
に近
い ことを
示 す。
パ ワ
ー
ス ペ ク トラ ム解 析
(滑 ら か さの指
標 ).
RMS
〔動 揺
性の指 標 ),
自
己 相 関 分 析 (左 右 対 称 性 と 規 則 性の指標 )
,相
h
:相
関 分析 (
正 常 波 形 との 類 似 性の指 標
) は そ れ ぞ れ 以 ドの式
に よ り求
め ら れ た。
パ ワー
スペ ク トラ ム解
析G
(・)一
∫
齣
♂
醜d
・ 周 波 #ft
f
, フー
リエ級 数f
ω,
複 素 数 関 数
e一
臨上 記の
式
に よっ て得
ら れ た 基本 周 波
スペ ク ト ラ ム よ り,
5Hz
以F.
の ス ペ ク トラム総和
の基木 周 波
スペ ク ト ラムの総和
に対 す
る 比 をも
っ て滑
ら かさ
の指標
とし
た。RMS
(ro〔}重mean square )RM
・・1
… )1
一
匪
呵
2力
囗」虫度
1
信
.
岑
・
α 自 己相 関分 析
n−
tR
・
,
:
(
h
・一
嬬
烱
雌
・k
}
自 己相 関係 :
XRxx (k
),
信 捗波 形
か ら平 均 値 を
引い て標準偏
差で割
っ たも
の κω,
lstep
分
の遅
れ時
間k
相
互相 関 分 析
r/
,
1R
・
y・
・)
一
露
燗
蝋
租
互相 関係 数
RxvCh
丿,
hip
OA
患 者
の加 速 度 信
号波
形 か ら平 均 値 を 引
い て標 準 偏 差
で割
っ たも
の κω,
健 常 者の時
間正炭化 加 速 度信
号波 形 か ら平 均 値 を 引い て標 準 偏 差 で割
っ た ものrv (e .
遅れ時
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
症度
,
最 大 歩 行 速 度(lnaximum walking speed ;以下
,
walking speed ) を 用い た
。
hip
score は,
疼 痛
,
関節
可動
域,
歩 行 能
力 を 含 む機 能
ス コアー,
変 形
の下 位 項 凵
によっ て構 成
さ れ,
股
関
節 機 能 を
反映 す
るtt満 点
は100
(
0
−
100
)点
であ
る。Walking
score はhip
score 下 位 項 目で あ り,
検 者
のi
モ観
的 な 敬行
評仙
,
攴持
の有 無
・
種 類
,
歩 行 距 離
の3
項
凵 よ り構 成
さ れ,
歩 行 能 丿
J
を表 す
。
満 点
は33
(0
−
33
) 点
で あ る.
timp
score はwalking score の下 位 項 目で.
検
著の 主 観 的 な 跛行
の程 度 で あ り, 跛 行 な し,
軽 度.
中等
度,
重 度の4
段
階 に 分 類 さ れ る」
’
。
X
線 重 症 度
は,
前
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 よう
指 示 し,
その 巾央
10rn
の 歩行
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
) を用
いた。
Ilip
OA
群
の滑
ら か さ,
動 揺 性
,
対
称性
,
正常 波 形
との類 似 性
の指 標
の値
は正 現分 布
に従
っ てい ない た め,
Hip
OA
群 とコ ン トロー
ル群の 歩容 指 標
の差
の検 定
に は ノ ンパ ラ メ1・
リ ッ ク検 定
のMaml
−
“ihitney
U
testを用
い た。Ilip
OA
患 者
に おけ
る歩 容 指
標
と臨 床 指 標
の関 係
はSpearman
の順 位 相 関
を用
い た。
両 検 定
とも統 計 学 的 な有 意 水 準
は5
%
と した。結
果
1
.
加 速 度 波 形 (
図
2
)跛 行
が著
明 なHip
OA
患 者
の 1歩行
周期 加 速 度 波
形と コ ン トロー
ル群
の1
歩 行
周期
平均 加 速 度 波 形 を
示す
〔図2
)
、症
例提
示 し たHip
OA
患 者
は53
歳 女 性
,
右 側
Hip
OA
でhip
score は69
点,
X
線 重 症 度 は 末 期であ る。
加速 度 波
形だけ か ら攴持 期
や 遊 脚期
を 同定
する こ と は困 難 で あ る が,
過 去
の加 速 度 波 形
と歩
行 周期
の 関係
に 関 す る 報 告 を参
照 しIM9),
ビ デオカ メラのfji
’用 に よっ て腫 接 地と足指
離 地と雄定
さ れる時期
に 特 徴 的 な 波 形 が 認め ら れ ること か ら,
患
側 と健
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∫能
であっ た。
以 下 にHip
OA
患者
と健 常 者
の特 徴 的
な 違い示 す
。
1
) 前 後成
分 コ ン トロー
ル群の 前 後 成 分 加 速 度 波 形では,
踵 接 地 よ り後 方
へ の加 速
度 が 生 じ,
反 対 側の足指 離
地 期 以降
に前
方へ の加 速 度 が 生 じ た。
前 方へ の加 速 度 は徐
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 ら後
期 に お け る前 方
へ の加
速度
の 立 ち 上 が り(
傾 き)
は 小 さ く,
逆
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 が容
易に認 め ら れ た。
2
)
側 方 成 分コ ン トロ
ー
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 が生
じ,
再
び反 対側
へ の加 速 度
が生
じ ていた。
こ こで 足指
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−
01一
〇2一
〇3 後一
〇.
4 右1
:
iLl
溜
一
〇.
2Rt
HC
左一
〇.
3 上 下 0.
3.
.
:
:
1
∵
1
:
1
:
:
:
:
:
瞬
ヘ
ー
LtHC
i
幽
1
ノ
・7
▽
融§
LtHC
図2 加速度 波 形 〔1歩行 周ew
’
1/
ヒ:前後成分,
中;側方成分,
.
卜.
;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 である.
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後の右 側へ のJJuis
度が大 き くなっ てお り,
垂 直 成 分で もRt HC 後の 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.
離
地 と なり
,
そ の後
は小
さく
同側
へ の加
速度
が生 じる が,
反 対 側
の踵 接 地 ま
で の単 脚 支 持 期
は反体 側
へ の加 速 度
が 生 じていた。
Hip
OA
患 者
の場 合
には,
踵接
地 か ら 足指
離 地 ま
で の反 対
.
側
,
同側
,
反 対 側
へ の加
速度
の振 幅
が著
明
に大 き
かっ た、.
左 右 波 形
の非 対 称性
が容 易
に認
め られ
た.
tt3 ) 乖直 成 分
コ ン トロ
ー
ル群
の垂 直 成 分 加 速 度 波 形
では,
睡接 地
より
下方
へ の加 速 度
が 生じ
.一
度
.
L
万
へ の加 速 度
が 生 じ た が, 足指
離 地で再び ト.
方
へ の加 速 度
が生じ た.
、 そ の後
は ほ と ん ど 上 ド方
へ の加 速 度
は生
じる ことな く反 対 側
の踵
接
地 に至
っ た,
.
HipOA
患 者
の患 側
の場 合
に は,
踵接 地
で生じ る ド方
へ の加 速 度
が著 明
に大 きく
なっ て おり
,
そ の後 に生 じるL
方
へ の加
速度
はさ らに大 き く なっ て い た、
.
健 側 で は逆
に 上 下方
の加 速 度
は小
さく
なっ てい た。
左
右 波 形の非 対称性
が容 易
に認
め ら れ た.
/
2
.
統 計 解 析 ⊥〕丁lip
OA
群 と
コ ン トロー
ル群
の歩 容 才
旨標
の 上匕車
交(
N
.
lalu
ユー
NVhitlley
U
t
.
eSl)〔:
表
1
)滑
ら か さの指 標 〔パ ワー
スペ クト ラム解 析
による)で は,
3
軸 成 分 と も にHip
⊂)Al
洋
で有
.
意
に.
大 き く
(pく
0
.
00D
,
滑 ら か さ が 低 「 した歩容
で あ っ た.
、動 揺 性
ヴ)指
標
(RMs
に よ る)
で も,Ilip
OA
群
で は3
軸 成 分
とも
に有 意
に大 きく
(p < 〔〕.
05
)
,
動揺 性
の大 き
い歩 容
であ
っ たtt
/
対 称 性
の指
標q
「
1
己 相 関 分 析 に よ る 〕で は.
3
申
Ilr
成
分
とも
にHip
OA
群で有
意 に 小 さ く〔pく
0、
0001
),
左 右
脚
の対称 性
が低
ド し た 歩 容であっ た。
「匡常 波 形
との類 似
、
性
の指 標
〔相
圧相
関 分 析によ る1
では,
前 後 成 分と垂 直
成 分
でHip
OA
絆
で有 意
に小 さく
〔p く〔}
.
OOIJ
,
正常 歩
行
と は逸 脱
し た加
速度波
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)川
頁
・
f
立イ
胴関 )
(表
2
)次 に
.
Ilip
〔〕A
群
…に おける これら歩容
指 標 と臨 床指 標
との 関 係 を検 討
し た。
滑
らか さの 指 標では.
3
軸 成 分 とも全
ての臨 床 指 標
と有 意 な 相 関 関 係
にあ・
った 〔0
.
36
< r < 〔}.
74
.
p
<0
.
05
)
/
tt動 揺 性
の指 標
では,
前 後 成 分 と 側 ノ∫成 分で全
ての臨 床 指標
と有 意
な相 関 関
係にあ り,
垂 直 成 分 で は歩 行
関連 指 標
であ
る walking score,
limp
score
,
wa [king
spc〔・
d
と有 意
な相 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 も全
ての臨 床 指 標
と有 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
一
旨標
では,
畄f
後 成 分で walking score.
lilnp
score,
X
線市 症 度 と 有 意 な
相
関 関係
にあ 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 度と有 意
な相
関関 係
にあっ た 〔0
.
31
< r <0
.
51
,
p<0
.
05
)⊃
考
察
Hip
C
)A
は 歩 容 異 常 を高率
に生 ず
る代 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
,
筋
トルクの 低 下 など捶
々 の機 能 障 害
が関与
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
面.
ヒの異 常の ユ表
現形
にす ぎ ない、
、
これ らの理山
か ら,
個 々 の患 者
の歩容 異常 を
一
三次 元的
に定 量
化
し,
評
価 する必 要 が あ る と 摎 え られるが.
歩 行
は全身
運 動
なので,
身体
の どの部 分 に 着 目し,
何
を測 定
すれば よいか,
定
まっ た 基準
は ない.
Moe
−
Nilssen
は 歩 行「1
寺の バ ラン ス を 測定 す
る 目的
で体
18
理 学 療 法 学 第33
巻 第1.
レ丿.
表1HipOA
群とコ ン1・
ロー
ル群との比 較Hip
OA
Control
中 央値(最 小
一
最大)中 央値
(最 小
一
最大)p値 歩 容
指
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 scorefree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
ユ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.
330
.
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
く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
.
561
,
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 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.
55 * *一
〇.
48 * *−
0.
32 *−
O.
250.
47 * *0
、
43
* * 0.
30 *0
.
260200
,
3t
*一
〇、
53* *−
0.
57 * *−
0.
51 * *−
0,
49 * *−
0.
63* *−
0.
61 * *一
〇.
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* *一
〔}.
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 ンサー
は体
重心
に近
い第
2
仙 椎 で は な く第
3
腰椎
に設 定
さ れ た が,
そ
の理 由
と
して体 重 心
に 比較
的 近 く,
休
重 心 と平 行 移動 す
る こ と,
第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
る最 近
の研 究
では,
Menz
ら7)は高 齢 者 と若
年
成 人 を 比 較 する と,
高 齢 者
で有 意
にRMS
が大
き く,
歩 行 時 に お け る 体 幹の動 揺 性 が 大 きく
なる こ と を示
し た:
、
ま た,Auvinet
ら1 )は60
歳
以 上の高 齢 者
では.
年
齢
の増 加 と と もに自
己相 関 分 析
の値
が小
さ くな り,
高 齢 者では 左 右 対 称 性,
規 則 性 が低
下す
る こ と を報 告
し た。
さ ら にMenZ
らa〕 は 高齢
,
若 年
を問
わず 不 整 地 歩 行
で のRMS
は平 地歩 行
と比較
し,有
意 に 大 き く な り, 不 整地 歩 行
で は動 揺性
が大 き くな
る と述
べ てい る、.
疾 患 患 者
を対 象
とし たも
の で は,
MCnZ
らS} が糖
尿病 性
ニ ュー
ロ パ チー
患 者 を対 象
に 平 地歩 行
での体 幹
加 速 度 よ りRMs
を算 出
し,
健 常 者
と 比べ有 意
に 大 きい こと を 示 し てい る。
この よう
に 近年
,
加 速 度 信 号 に 自 己 相 関 分 析 やRMS
を加
える報 告
が散 見
さ れる が.
な かで もRMS
による もの が ほと
んど
であ
る。・
方
,
本
研究
で は ト述の自
己相
関 分 析,
RMS
に 加 えて,
パ ワー
ス ペ ク トラム 解 析,
相 互 相 関 分析
を用いた。
パ ワー
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〕が行
っ た 腰部 脊
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
の歩 行 時 床 反 力
をp、El
[
rjし たも
のが あ る そ れ によれば歩 行
周期
は お お よそ2Hz
以内
であるため,
511z
以E
の比較
的高
周波 領 域
で は歩 行
H
期
とは無 関 係
の動 き を 捉え
ること ができ
,
この領域
の スペ ク トラ ムが 大 き く な ること はIII
滑
性 (滑 ら か さ ) が低
卜.
し ている こ と を 意 味 す る と し てい る相
lt
:相
関 分析
はコ ン トロー
,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
であり
,
これ までの歩 行 分析
で はあ
まり用
い ら れ な かっ た もの であ る が,
従 常 者 波形
との類
似性
の和
.
度
を 見 出 すには 有 効 な 解析
であ る と考
え ら れ る.
こ のよう
に体 幹 加 速 度
か ら は.
歩 行
達動
の“
滑
ら か ざ’
,
“
動 イ
岳性
tt,
」
’
左右 対 称 性
”
や”
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 る歩
容の指 標
が作 成
.
lrf能
であ
るL Hip
OA
僻
とコ ン トロー
ル群の比較
患 者群
の滑
らか さ
の指 標
〔パワー
ス ベ ク トラム解 析
に よ る)は3
軸 成 分
とも
に コ ン トロー
ル祥 よ り も有 意
に大 き く,
した がっ てHip
(⊃A
患 者
の歩 容
は滑
らか さに欠 如 し ているこ と が示 唆
さ れ た。滑
ら かさ
の指 標
に用
い た5Hz
以 トの高 周 波 成 分
は,
凵視
によっ て捉
える こと が 困 雑 な 細 か な 動 きである と考 え
ら れ,
現時 点
で は,
どの よう
な 運動
か,解
明す
るのは難
しい患 者 群
の動 揺 性
の指 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 は前
後 成 分.
側方 成 分
に おい て動 揺性
が大 き
い こと が示
唆
さ れ た/
.
/
加 辻 度 波 形 を
み る と前 後 成 分
で は健 側
の単 脚
x 持 期,
側 方 成 分で は 両 脚 支 持 期での患
側へ の加 速 度
が 大 きい こ と が確
認 で き る た め.
この時期
での動 揺性
び)増
加 が 生 じてい る と 打1
’
察
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 必要
であ る と 述べ てお り,
促 側 単 脚攴持 期
で前 方
へ の加
速 度 が 大 き く なっ たの は,
患
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pOA
患者
で は 申 脚 支 持 期 よ り も 両脚 支持 期
で異 常
が 生 じやす く,
『
」
脚艾持 期
での骨 盤 攴持
能 力
の不
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
しており
,
両 脚
k持
期で患 側 立 脚 側へ の加速 度
が大 き く
なっ たの は,
股関節 外
転 トルク低 下の代償
とし て の患 側へ の体 幹
側屈
が 両 脚 支 打 期で生 じた た め と考 え
られ
る.
: こ の休 幹側 屈
に より
生 じる 両 脚 支 持 期 での 大 き な加 速 度
は側 方 成 分
の み でなく
,
車直
戊 分に も 認 め ら れ る、
患 者群
の対 称
’
i
’
iC
自己柑 関 倉析
に よ る〉
は3
軸 成 分 とも有 意
に小
さく
なっ ていた自
d
相 関
分 析 は 左 右 脚の 対.
称 性
の指 標
と なる波 形 解 析
であ リ,
片
側 罹 患のIlip
OA
患 者 で は3
軸方 向
とも
に,
左 右 脚
の対 称 性
,
規
IM
性
は低
い こ とが 示 唆 さ れた。
Hip
OA
患 者
の対称 性
が低
い の は,
動 謡性
力 大 きい 原 因と
同様
に,
前後 成 分
で は 患 側弔
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
徴ll
実 を回避
す る た め に 生 じ る 両 脚支持 期
の患 側
へ の体 幹 側 田
な ど,
患 側 と 健 側の 動 きの違い力 反映
さ れ てい る と推
測 さ れる木 研 究
のよう
に 片 側 罹患
の場 合
に は,
健 側
と患 側
の‡ か ら対税 陟
の指 標
が 低 値 を小 し た が,
両 側罹 患
の場 合
に は自
己相 門 分析
を用
いた検
,,
・
J
一
は不
迫 切 な.
叮能
’
1
,k
があ
る そこ で,
両 側 罹 患
の場 合
に も検
討冂」.
能
な解 析 予法
と して 相尾相
関分析
が ある.
本
研 究では,
健 常 者の時 間.
IL規 化
波 廾’
を平 均 化
し作 戊
し た 正常
’F
均
波 形と,Hip
OA
患 者
,
画
i
渚
の波 形
の類 似性
を検 討
し たu この 正常 波 形
との類
似 性の指 標
で は前 後
成分
,
垂直
成 分でHip
⊂)へ僻とコ ン トロー
ル群
の問 に有 意
虚 が認
め ら れ た が,
側 方成
かで は 認 め ら れ な かっ た、
.
前述
の よう
に 加 速 度 側方 成
分 は,
他
の成 分と異 な り 小さな波
を 多 奨含
もその小 さ な 波の 生 ず る タ イ ミング は
鮭 常
6
内
であ
っ て も個
人 差 が ある た め,
平均 波 形 を作 成 す
る と,
凸
の波
と 凹の波 か 打 ち 消 し合
い’ド
坦 な 波 形になる。
つ まり
,
通常
の側 方 成ノ♪では 出 現 し ない よう
な 波 形 と なり
,
信 頼 忤
の低
いもの と なっ た。
こ のこ と は,
コ ン トロー
ル群
の祁
互相 門 係
叡 が 低い こと か らも容 易
に摎
えりれ,Hip
OA
患 者
との比 転で も;・
一
を認
め ず,
客 観
的 な 評価 指 転
と して適
さな
いも
の と考
え ら れ る。
前 後 成 分,
垂 直 成 分
の波 形
は側 方
成分
の よ う に 小 さな
皮 を含
む波
形で はない.
その た め,
平
均1
皮形 も 信 頼性
の高
い もの と な り,Ilip
OA
患 者
の異 常
を確 認
しや すく
,
Ilip
OA
佯 とコ ン トロー
ル群
の間
で有 意
な’ が認
め られたも
の と考
え ら れ る。
2
.
Ilip
OA
患者
の 牛 容指 標 と臨 床 指 標
との関 係
加 速 度 信 号
に波 形解 析
を 加 え,作 成
した歩容 指 慓
のう
ち正 常 波
Jl
彡
との類
似性
の側 方 成 分 以外
は,
Ilip
OA
群
と コ ン トロー
ル群の間に有 意t
を 認 め,
IIip
OA
群
の歩 容
異 常
は定 量 化
が可 能
と な ることが 示唆
され たこ れら
歩
容 指 標
は歩 行 時
の加
速 度信
弓.
か ら作 戊
したも
の であ
り,
歩 行 関連
の何
か を測
る尺 度であ るこ と に疑
い の余 地
はな
いが,
歩 容 指 標
が歩 容 異常
の程 度
を 測 るとい う妥 当性
の 問 題 が残
る,.
こ の問
題に対
して 歩 谷 指 標 と 関節 桟 能
や歩
行 能力
,
」人患
帚 丿1
’
皮
な どの臨 床 指 標 との関連
,
つま
り基
準
関連
.
妥 当性 (
criterk)n−
relatccl validit }・
) を検 討
し た臨 床 指 標
に川
い たも
の は,hip
score , \線 市
ソ1度
.
walking score
,
limp
s〔:ore,
walking spced であ
る,
これ らの