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脳卒中後遺症者における歩行中の方向転換開始時の動作特性(平成25年度研究助成報告書)

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(1)

Japanese Physical Therapy Association

NII-Electronic Library Service

Japar ユese  Physical  Therapy  Association

理 学 療 法 学   第

42

巻 第

2

号  

184

185

頁 (

2015

年 )

平 成

25

年 度 研 究 助 成 報 告 書

脳 卒 中後

遺 症

お け る

歩 行中

方 向 転

換 開 始時

動 作 特 性

中村 高 仁D2)

武 田

徳2)

田 代 英 之2)

西 原

 

賢2)

 

文 彦2) 1) ビ リ テ

ョ ン天 草 病 院 2)埼 玉 県 立 大 学 大 学 院 保 健 医 療 福 祉 学 研 究 科 要旨:

目 的

脳卒 中 後 遺 症 者に おける方 向 転 換 開 始 時の動 作 特 性につ い て 分析 するこ と

【方 法 】 健 常 若 年 群10名

健 常 高 齢 群

6

脳卒 中群

8

名 を 対象 とし

方 向 指 示 光 刺 激に対 する

行 中の方

転 換 動 作 課題 を

っ た

測 は

性セ ンサ

頭 部

胸 部

腰 部

を用い た。 方

向転換

始時点

身体

の順

序性

とステップ戦 略につ い て

光刺 激か ら

部が 回旋 する ま で の 反 応 時 間 を用い て分析 した。 光刺 激は非 麻 痺 側立脚

期 (

健常

群 : 右 )に与 えた

結 果

脳 卒 中 群の頭 部 反応時 間は健 常群 と比 べ 遅 延 し

非麻 痺 側 (健 常 群 1右 )へ の方 向転 換で は各群 とも身 体の順 序 性はみら れず (p >0

05)

軸 足や ス テ ッ プ 戦

似し た

麻痺

健 常群 :左 )へ の方 向 転 換で は各 群と も

身体

の順 序 性が み ら れ (p<

0

05

若 年 群はspin turn

群は step turn を用いた

中 群は軸 足 をクロスし ない戦 略 を とっ た

結 論

方 向転 換 課 題で脳 卒 中 群の反応 時 間は遅 延 し

身 体の順 序性 とステップ戦 略 は進 行 方 向 な らびに対 象者 で 異 なっ た

ド:脳卒中

方 向 転換

予期 的 制御 機 構 は じ め に

 

倒時 動 作 とし て方 向 転 換 動 作は大 きな割

A

を 占 め る1)

し か し

先行

は歩 行や立 ち 上が りと比べ て少 な く

未 だ不明 な 点が多い 動 作 と されている2)3)

方 向 転 換の際 に は視

情 報から環 境 を把 握 して動 作 を修 正 する予期 的 制 御機 構4)5)が重 要 となるが

日常 生 活 場 面の再 現 性は難 しい

外 部 刺激 に 応答す る 方向転換動作と し て は

Patla

ら6〕や

Holland

ら31 に よ る方法 と

Lamontagne

ら2)に よ る方 法の ふ たつ が お も に 用い られ てい る

し か し

いずれ の方 法 も方 向転 換開始 時 を 検 出 す る た め の適切 な 課 題 設定 とはい えず

運 動 戦 略につ い て も見

が異なっ てい る

また

先行 研 究で はい ずれも3次 元

動作解

析 装 置が 用い ら れてお り

臨 床 現場で簡 易 的に測 定 する に は至っ ていない

近 年

臨 床 現 場で の動 作 解 析 方 法として慣 性センサ を用い た 報告 が 多 くな されてお り

方 向 転 換 動 作に関 するものも散 見さ れ る

これ ら を踏 ま えて

本 研 究では方 向転 換 開始 時のタ イ ミング を 明確に規 定し

脳卒 中 者に おける歩 行 中の方 向 転換 動 作 開始 時の動 作 特 性 につ いて慣 性セ ンサを用い て分 析 する こ と を目的とする

対 象お よ び方 法

1

対 象

 

対 象 は 健 常 若 年 成 人

10

名 (

若年

群 :年 齢21

9 ± L3 歳

男 性10名 )

地 域 在 住の 健 常 高 齢 者

6

名 (高 齢群 ;年 齢

69

0

±

2

5

歳 男 性

3

女 性

3

名 )

脳 卒 中 者

8

名 (脳 卒 中 群 ;年 齢

63

4

±

79

男 性

6

女 性

2

右 片 麻 痺

4

片 麻 痺

4

歩 行 速 度1

2 ±

O

3

 mfsec

 Berg Balance 

Scale

 

50

0

±

4

0

点 )と し た

脳 卒 中 群の取 りこ み基 準は発 症 後

2

ヵ月以 上

過 し

杖な し歩 行が自立して い る者と し た

除外 基 準は 重篤な

次 脳 機 能 障 害 また は認 知 機 能 低 下により課 題 遂 行 困難な者や視

障 害 を有す る者と し た

な お

本 研 究は埼 玉 県立大 学 倫 理審 査

の承 認の下

番号

25506

各 対

者に本 研 究の 主旨と倫 理 的 配 慮につ い て 口頭お よ び

面に て十 分に説 明し

書 面に て同意を得た。 2

方 法

 

転 換 課 題と して

4

5m

程 度の定常 歩 行後

歩 行 路の 終 点に目線の高さに置いた方 向 指示 器 に よ り進 行 方向を提示 し

その方 向にできる だけ 早 く左右

90

°

方 向 転換 ま た は直 進さ せた

光 刺 激の タイミ ング は脳 卒 中群の非 麻 痺側 立脚期

健常 群の右 立脚 期とした

測 定は十 分 練 習し たうえ で

対 象 者が 動 作習熟し た後に行った

光 刺 激の タイミ ングと方 向は ランダム に行い

若 年 群は左 右

3

試 行

高 齢 群 は左 右

2

試 行

脳 卒 中群 は左 右

3

試 行 ずつ を分 析 対象 と した

 計 測 に は慣性セ ンサ (

ATR

Promotions

TSND121

)を用

頭部 (頭 頂 部 )

胸 部 (第

1

胸 椎 棘 突起 )

腰 部 (第

3

腰 椎 棘 突起 ) に貼 付し た

方 向 指 示器 は

2

重スイッチ を用い

験 者が手 元の スイッチ を押し た後

足 底 に貼 付し たフッ トス イッチ が

ON

と な ることで左 右

直 進の

3

方 向 を光 刺 激と し て

矢印

点灯

させ た。 光 刺 激のタ イ ミン グ は 同 期 用の慣 性セ ンサを用い て モバ イル

PC

上 で同

し た

ま た

動作 確

認 用 とし て

Web

カ メ ラ (UCAM

CO220FB

も 同

し た

 

光 刺 激か ら

3

歩前

までを

定常歩行

値 ) と し

光 刺 激 後に各 部の垂直 方 向 角速度デ

タ が 基準値の平 均値±

2SD

か ら逸 脱し た時 点を各 部 反応時 間と し て算出 し た

足 部接地 の タイ ミ ング は頭 部の 3軸 加速 度 合 成 デ

タ (

(x2 + y2 + z2) の ピ

ク値を1歩と し た

ま た

光 刺 激 か ら次の

1

歩目を

CFC

(Contralateral Foot 

Contact

と し た

サ ンプ リング周 波 数は

100Hz

と し

出 さ れ た デ

タ は移 動 平 均 法 (10区 間) を用いて 処 理 し た

ま た

Web

カ メ ラ に て方 向 転 換 動 作 時の 軸 足とス テ ッ プ を確 認し た

 

統 計 学 的 解 析では

頭 部反応

間 につ い て各 群 間で

元 配 置 分 散 分 析を行い

有 意差 が み ら れ た 場 合

多重 比較 検 定 を行っ た

ま た

方 向転換開始 時の各部の順序性につ い て は各 部 反 応 時 間

CFC につ い 群 内 で

元 配 置 分散分析の後

多 重比 較検定 を 行っ た

有 意 水 準は

5

% と し

統 計ソ フ トはR2

8ユを 用い た

結   果 (

1

 

高齢

群に

し て脳 卒 中 群の頭 部 反 応 時 間 が 遅 延 し

若 年 群と脳

中群で

側 (健 常 群:右 ) 方 向

麻 痺 側 ( 常 群 :左 ) 方 向と もに有 意 差が み ら れ た (p<

O

05

 

非 麻 痺側 (健常 群 :右 ) 方向へ の方 向 転 換 時は

いずれの群 も各部の順 序 性 は み ら れず

若 年 群と高 齢群 は

CFC

の前に各 部 転換 が 開始し た (p <

0

05

脳 卒 中群 は 頭 部 転 換 と胸 部 転 換 が

CFC

より前に (p< 0

05)

腰 部 転 換 が

CFC

と同時 期に N工 工

Electronic  Library  

(2)

Japanese Physical Therapy Association

NII-Electronic Library Service

Japar ユese  Physical  Therapy  Association

中 後 遺 症 者に おける

行 中の方

転換 開 始 時の動 作 特 性 185 表

1

方 向

転 換 課 題 に お け る

部 反 応 時 間

msec

若年

n

le

高 齢 群

n

6

脳 卒 中 群

n

8

非 麻 痺 側 方 向 (健 常 群 :右 )     方 向

 

側 (健 常 群 :左 )   方 向

騾 綿

3529

 ± 

37

6

399

3 ± 27

3868

± 71

4

5642

 ± 

34

2

†‡

317

6

±

40

376

ユ ± 

29

7

* 519

2

±

38

5*

609

ユ ± 

22

ユ*†‡

368

3

 ± 

48

0

402

5 ± 50

1

372

5 ± 62

8

510

8

±

62

6

†‡

327

5

 ± 

59

7

554

2

 ± 

79

2

* 610

8 ± 59

5* 558

3

 ± 53

9

422

5

±

51

0

棄 485

4 ± 57

9 505

0 ± 78

5

597

1

 ±

35

2

404

6 

±

 

78

1 

538

3

 ± 

140

7

668

3

 ± 105

3

641

7 ± 58

1* 各群 問 での比 較

 

裝p<

e

OS

: vs 若 年 群

群 内での比較

 

p

0

05

:vs 頭 部

†p<

0

05

: vs 胸 部

‡p 〈

0

05

;vs 腰 部 みられ た

p>

O

05

ま た

若 年

群 と

高齢

群は

べて

CFC

を 軸 足 としたstep turn を

脳卒 中

群は

7

CFC

足 と し た step turn を

っ た

  麻 痺 側 (健常 群:左) 方 向へ の方 向 転 換 開始 時につ い て

若 年群 は頭 部

胸 部

腰 部の順に方 向 転 換 を 開 始 し

かつ

CFC

の前に各 部 転 換が開 始し た (

p

< 0

05)

すべ て CFC を軸 足 と し て

次の右 足 (光 刺 激か ら

2

歩 目)が軸 足を越 えるspin turn を行っ た。 高齢 群は頭 部に対 して胸 部 また は腰 部の順 序 性 が み られ (p<

0.

05

腰 部転 換 と

CFC

が 同時 期にみ られ た (p >

0.

05

そ して

5

名 が 次の右 足 (

2

歩 目) を軸 足 と したstep turn を行っ た

脳卒中群は 頭部に 対 し て 腰部の 順序 性が み ら れ (p<

0

05

腰 部転 換と

CFC

が 同 時 期 に み ら れ た

p>

0

05

そ のうち

4

名が

CFC

2

名が 次の非 麻痺側 足 (

2

目)を軸 足 とし

残り の

2

名が試 行間 で 混 合 さ せ てい た

CFC

を 軸 足 とした

6

混 合させた

2

名 を含 む

5

非麻痺

側 足 が 軸 足 を越 え ない戦 略 を とっ た

考    察

 

方 向転 換 開 始 時の動 作 特 性につ いて

中群は健 常 群に比 べ光 刺 激に対する応

が遅 延

る ことが示

さ れ た

ま た

回の結果 で は

非麻 痺側 (健 常 群:

方向と 麻痺側

健常群 : 左 ) 方 向で 異 な る 動 作 特 性 を 示 し た

こ れ は 光刺激のタ イ ミン グを非 麻 痺側立 脚 期 (健 常 群:立 脚期

と規定し た た め

提 示さ れ た進 行 方 向が そ れ と 同 側 か 対 側 か で 異 な る 戦 略 が 要求さ れ たと考 え た

step turn は進

行 方向

と反

側の足を

足と し て進 行 方 向側の足 を踏み出

戦 略で

spin turn は進

行 方向

と 同側の足 を 軸足 と し

反対 方

の足が

足 をクロ ス し て ス テッ プする戦 略である

そのた め

非 麻

方向

は step turn

麻 痺 側 方 向へ spin turnを行い やすい状 況であっ た

  非 麻 痺 側 (健 常 群 1右 〉 方 向方 向転 換 開 始 時 に 関 し て

健 常 群は方 向転 換 開 始 時に身体 分節の順 序性 が 保 たれ てい ると さ れる6)

しか し

今回は step turnを行いや すい 課 題 状 況 で

身 体 重 心 をより素 早 く進 行 方 向に向 ける た め各 部が 同時 期に 回 旋 した と考 えた

。一

卒中

群で は

光刺

激に対し て反 応 時 間 が 遅 延 することに加 え

麻痺

側足を

足と し て踏み こ む 動 きの影 響 を受 け

CFC

と同時期に生じ た と

えら れ た

 

麻 痺 側 (健 常 群 :左 ) 方 向

方 向転

換 開 始

年群

光刺激 後

部 が 順 序 的 に

早 く方

転 換 を 開始 す るこ とでspin turnを可 能にして いた。 高 齢 群 も素 早 く頭 部 転 換が 開始 するが

戦 略 と して難しい spin turn は 用い ず 次の右 足 を 軸 足と したstep turnを用い る た め に 腰部転 換が 遅 延 し

 

CFC

と同時 期 となっ たと考 えた

。一

脳卒中群で は 麻痺側 足 の 支 持 性 低下 により次の非麻 痺 側 足 をクロス し て踏み だ せ ない こ と と

姿 勢 第

戦 略7)を用いて

作 を

安定

さ せ ること を選 択し 非 麻 痺 側 足 を戦 略 的に クロスし て踏みださ な かっ た ことの 双

の可 能 性が

え られた

れ に し ても

に とっ て非 麻

側 立 脚 期に光 刺 激 を

えた

CFC

足と して麻 痺 側 方 向に方 向転 換 する動作が健 常 群と比べ 困難る ことが 示 唆さ れ た

 

今 回機 能レベ ル の脳 卒 中 者 を対 象としたが

今 後 対

者 を幅広 く増やすことで慣 性センサ を用いた計 測 方 法の妥 当性 な ら び に機 能 障 害レベル に分 けた方 向 転 換 開始 時の動 作 特 性 につ い て さ ら に

証し てい たい と考 えている。 文

   献

1

Hyndman

 D

 

Ashburn

 A

 et  al

:Fall events  among  people

   

with  stroke  

living

 

in

 the community :Circumstances

   

of 

falls

 and  characteristics  of 

fallers

 Arch 

Phys

 

Med

   RehabiL 

2002

83

:165

170

2

Lamontagne

 

A

 

Fung

 

J

Gaze

 and postural reorientation

   

in

 the control  of locomotor  steering  after  stroke

   

Neurorehabil

 

Neural

 

Repair

2009

23

256

266

3

Hollands KL

 Vliet P

 et  al

:Stroke

related  

differences

 

in

   

axial  

body

 segment  coordination  durillg preplanned and

   reactive  changes  in walking  

direction

 

Exp

 

Brain

 

Res

   

2elO

202

:591

604

4

Huxham

 

FE

 

Goldie

 

PA

 et al

Theoretical

 considerations

   

in

 

balance

 assessment  Aust 

J

 Physiother

2001;47;

89

100

5

星 文彦 :バ ラ ン ス障 害と理 学 療 法

理 学療 法

2012

29

:    

371

377

6

Patla

 

AE

 

Adkin

 

A

 et al

Online

 steering ;coordination

   

and  control  of body center  of mass

 

head

 and  

body

   

reorientatiQn

 

Exp

 

Brain

 

Res

1999;129:

629

634

7

Shumway

Cook A

 Woollacott 

M

 et α

1

The

 effects of

   two types of cognitive  tasks on postural stability 

in

 older

   

adults  with  and without  a 

histery

 of 

falls

 

J

 

Gerontol

 

A

   Biol Sci Med  Sci

1997

52

M232

M240

参照

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