Japanese Physical Therapy Association
NII-Electronic Library Service Japanese Physioal Therapy Assooiation
理学療 法 学
第
21
巻 第 4号275
〜278
頁 （1994
年）報 告
脳
卒 中片麻痺患者
に
お け る
重
心
動 揺
の
周
波数分
析
＊新 井 光 男
1）清水
ミ シ ェ ル・
アイ
ズ マ ン 2）田
中
良 美
1）渡 辺
昌
寿
3） 要旨
脳卒 中片麻 痺患者の立位重 心動揺の特性を明確にする為， 健常 者と脳卒 中片麻痺患者の重 心動揺周波 数分析の比較検討を行っ た。
対象は， 神経学 的 疾 患のない健常 者12
名 （平均65
±10
歳）と， 独歩可 能で発 症 か ら平 均37．
3
カ月 経 過 した 脳 出血による片 麻 痺 患 者12
名 （左 片 麻 痺7
名，
右 片麻 痺5
名，
平 均60
± 9 歳）であっ た。 患者 群は健常者群に比べ， 2−
5Hz 帯の 前後方 向の動揺パ ワー
ス ペ ク ト ラム が高く， かっ ，2− 5Hz
帯の前後方向の動 揺パ ワー
ス ペ ク トラムと左 右方 向の動揺速度パ ワー
スベ ク トラムが相 互に関 連 していた （p＜O．
005
）。
二方向 間の周 波 数 成分，
及 び相 互 関 係の変化が治療 効果の 判定の指標とな る可能性が考え ら れ る。 キー
ワー
ド：脳 卒 中 片 麻 痺 患 者，
重 心 動 揺，
周 波 数 分 析 は じ め に ヒ トは 起 立時，
微妙に前後左 右に動揺し な が ら身 体の 平衡を保っ てい る1＞。 この身体の微妙な動揺は， 立位バ ラ ン ス機 能を把 握 する た めの指 標の一
っ といえ る2）3）。 近 年の身 体 動 揺の研 究は，
こ の揺らぎの現 象を一
定時 間毎に サ ンプリング して得 られ た一
群の測 定 値 を一
っ の 時系列と して，
数理学的に電 算 機 を用いて分 析 する方 法 が主流を占める よ う になっ た 1） 。出口4）は
，
疾患の 種類や障害の部 位と璽心動揺パ ワー
スペ ク トラム の 関連を分析し，
周波数分析に よ り動揺の 特徴を 明 らか にすることは，
潜 在的障害の 発見，
鑑別診＊
PQwerSpectrum Analysis of the Deviation of Body
Sway in Hemiparesis
1）
広 島 逓 信 病 院 整 形 外 科理学 療 法室
（〒730 広 島市 中 区東 白 島 町19
−
16）Mitsuo Arai
，
RPT，
Yoshimi Tanaka，
RPT ：HiroshimaTeishin Hospital
2）広 島大 学医学部第3内科研究 生
Michele E
．
Shimizu，
RPT，
MS ：Internal Medicine De−
partment No
．
3，
Hiroshima University3）国立療養所畑賀病院理学診療室
Masatoshi Watanabe
，
RPT ：Hataga National Hospital（受 付日 11989 年3月23 日／受理 日1994年6月21日） 断に適 応の可能性が ある こと を示 唆した
。
ま た各 疾 患の 動 揺の特 徴 を 要 約 する と，
脊 髄 障 害 型で は D．
4− G．6Hz
に ピー
クを示し，
小脳障害型におい て は， o．
4 Hz 付近 に最 も高い ピー
クを有 す る多 峰 性パ ター
ンを示し たと報 告し てい る。 田口 と同様に，
五島も疾患の種類と重 心動揺パ ワー
ス ベ ク トラ ム の関 連 性を分析して い るが，
小 脳 梗 塞 例では，
0．
20− 2．
OO
Hz
のパ ワー
スペ ク ト ラムが や や多 く ， 脊髄 障 害である潜 函 病で は，
前 後 軸において，
約 3Hz まで 大 きいパ ワー
ス ペ ク ト ラムを 認めた と報 告して い る5）。 こ のように，
各 疾 患の重 心動揺周波数 分析にっ いて は 未 だに一
致 した見解が得られて い な い。 臨床上，
比較的 多く経 験 する 脳卒 中片 麻 痺 患者の重心動揺の特徴を明 確 化する こ と は， 脳卒 中片麻痺患者の立位バ ランス訓 練の 効 果 判定 を行う上で有 効な指 標と な る可 能 性が考え られ る。 今 回，
脳卒 中片麻 痺患者の重心動 揺の特徴を健常者 と比較 検討し たので報 告する。 方 法 対 象は，
1分 間 閉 眼 起 立 が可能で独 歩可能な健常者と 脳 卒 中 片麻 痺 患 者 と した。
健 常 者 群は，60
歳か ら80
歳 N工 工一
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276 理学 療法学 第 21 巻第 4号 表 1 周 波 数 帯 域の区 分 と分 類 左右動 揺 前後 動揺 左右動揺 速度 前後 動揺速度 パ ワ
ー
スペ ク ト ラム パ ワー
スペ ク ト ラム パ ワー
スベク トラム パ ワー
ス ペ クトラム 0．
02Hz−
0．
1Hz O、
1Hz−
0．
2Hz O．
2Hz−
0．
5HzO ．
5Hz−
1 Hz lHz−2Hz
2Hz −5H
ー ワ臼
34 只）
ρ Q XXXXXX 19匐
345 ρ Q YYYYYY 12904己
り6
VVVVVV
XXXXXX12QU4FO
ρ UVVVVVV
YYYYYY の神 経 学 的疾患の ない男 性 5 名， 女 性7
名 合 計12
名 （平 均65 ±10 歳） で あっ た。 患者 群は，
55歳か ら78 歳の男 性8
名， 女性4
名の合 計12
名 （平 均60
± 9 歳） で，
左片 麻 痺7
名，
右 片 麻 痺5 名で あっ た。 発症原 因は 全 員 脳 出 血で，
病 巣 は，
視 床 部位3
名，
脳幹 部位9
名で あっ た。 発 症後の経過月数は， 23ヵ月か ら47
カ月 （平 均37．
3
ヵ月） で あっ た。 健 側上下肢の運 動 失 調テス ト （指 鼻指試 験， 膝打ち試験，
模 倣現 象 ）では，
全 員 異 常 が認め ら れ な か っ た。 深 部 感 覚テス トは， 閉眼さ せ麻痺 側の．
ド肢の各 関 節 を 他 動 的に一
定の位 置におき，
健側の 下 肢の各 関 節で模 倣 させ る方法を各 3回行わ せ た。5
名 が 正 解 率 1／3
で7
名 が 正解 率2
／3
以 上であ っ た。 下 肢の ブル ンス トロー
ム ス テー
ジ は，
皿一
IVが 7名で，
V−
VI
が5
名であっ た。重心動揺測定は
，
踵をっ け開 足45° の立 位で行い， 上 肢は軽 く体 側に付 け させ，
閉眼で行っ た。 測定 時間は，1
分 間とした。
パ ワー
ス ペ ク ト ラム解析は，
アニ マ の重 心 動 揺 解 析 シ ステ ムG5500
を用い，
10・Hz 以上の高周波成分は ，filter
で除去し た。 取 り込 み周 期は50 msec と した。 表 1に示 す 様に，
0．
02 Hz か ら5Hz の周 波数 帯域を0．
02Hz − O．
1Hz，0．
1 Hz−
O．
2 Hz，
0．
2 Hz−
O．
5
Hz ，0．
5
Hz
−
1Hz，
1Hz−
2Hz，
2Hz − 5Hz
の6
っ の区 画に分 け た。
各 区 画の面 積 を求めた後，
各区 画の全面 積に対 する 比率を求めた5）6）。 左右 方 向の動揺パ ワー
ス ペ ク トラ ム を X，
前後方 向の動 揺パ ワー
スペ ク ト ラムをY ， 左右 方向の動揺速度パ ワー
スペ クトラムをXV，
前 後方 向の 動揺 速度パ ワー
ス ペ ク ト ラム をYV
と ， 表1
の如く略 し た。
周 波 数 帯 域の比 率 を，
健常者 群，
患者 群に分 け 比 較 した。
各々 の周波 数帯域のパ ワー
ス ベ ク ト ラ ム の平 均 値の差をWelch
の t検 定を用い分 析 した。 ま た， 健常 者群，
患者群 各々の周 波 数 帯 域 問の相 関 係 数 を求め比較 し た。 結 果 健 常 者 群と患 者 群の 同じ周 波 数 帯 域 同 士の百 分 率の比 較 を行っ た結果， 表2
に示 すように，
前 後 方 向の動揺パ ワー
スペ ク トラム及び前 後 左 右 方向の動揺速度パ ワー
ス ペ ク ト ラムで は，
2Hz 以 上の周 波数帯域で，
患者 群が 有意に高い値 を示 した （p＜O．
05
）。健常 者群は
，
0．
02Hz− O．
1
Hz
帯の前 後 方 向の 動揺速 度パ ワー
ス ペ ク トラ ム で，
患 者 群より高い値 を 示した （p＜ 0．
05
）o動揺パ ワ
ー
スペク ト ラム と動 揺 速 度パ ワー
スペ ク ト ラ ム の 周 波 数 帯 域 間の相 関 係数は， 表3
に示し た。 各群に おける前 後 方 向の動 揺パ ワー
ス ベ ク トラムと動揺 速 度パ ワー
スペ クトラムは，
健常者 群で は， 0．
1− O．
2Hz
帯に おい て，
また患者群で は， 1− 2Hz
及び2 −
5Hz 帯に 表2 健 常 者 群 と患 者群のパ ワー
ス ペ ク トラム の比 較 Y6XV
6
YV 1YV
5
YV
6
健常者 群 15．
7±3．
5 20．
5±3，
5 患者群 20．
5±4．
1＊ ’25．
4
±4．
5
＊ 1．
2±0，
6
16．
5
±3，
5
22．
7：ヒ6．
20．
5±0 ．
4’ 20．
3
±6．
2
＊ ＊35．
7
±6．
6s
＊ 健 常 者 群と比 較し患 者 群の周 波数帯域の面積比 （％）の差で有意 差があったものを示 し，
群の％数字に星印で示し た．＊
：p〈 0．
05，
＊
＊
：p＜0．
005．
危 険 率は患 者 N工 工一
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脳 卒 中片麻痺 患者における重心動揺の周波数分 析 277 表
3
動 揺パ ワー
スペ ク ト ラム と 動 揺 速度パ ワー
ス ペ ク ト ラム の相 関 健常 者 群 患 者群 X−
XVY−XVY
−YV
Y2 −
YV2 （0．
75＊ ） X6−XV6
（0．
86
牌 ）Y6−XV6
（0，
84
累 つ Y5−
YV5 （0．
80
串 ＊ ）Y6 −YV6
（0．
84
＊ ＊ ） （＊
：p〈0．
05 ＊＊
：pく0．
005） おいて強い相 関 を 示 した （p＜0．
005
）。 前後方 向と左右方 向の 二方 向間にお ける動 揺パ ワー
ス ペ ク ト ラム とt 動揺速度パ ワー
スペ ク ト ラムで は，
健 常 者 群で相 関 は認められ な かっ た （p＞O．
05
）。 しかし， 患者群で は， 2−
5Hz 帯におい て強い相 関を 認 め た （p く0．
005
）o考
察Gerald
ら7）は，
事 務 系職 員と一
流ス ポー
ッ選手の左 右方 向の動 揺パ ワー
スペク ト ラム を，
OHz
か ら2，
5
Hz の 間で比 較 し，0，
02Hz
か ら1．
2
Hz
まで の周波 数帯域は， ス ポー
ッ選手が高く， 逆に 1．
2 Hz 以 ヒの帯 域で は，
ス ポー
ツ選手が低い こと か ら，
高 度な身 体 的活 動 を要する ス ポー
ッ選手の ほ う が， 低 周波帯域のパ ワー
ス ペ ク ト ラ ム の成 分が増 加して いること を示唆し た。 今 回の研 究におい ても，
前後方 向の動揺 速度パ ワー
ス ペ クトラム の 0．
02−
0．
1Hz の低い周 波 数 帯 域で は，
健 常 者群の方が 有 意に高 かっ た。
患 者 群は健常者群に比較 し，
2Hz
以上の高周波 帯域での動揺パ ワー
スペ クト ラ ム と動 揺速度パ ワー
ス ペ ク トラム が有 意に高 く，
田口4） の固 有 受 容 器 型と一
致して いた。 ま た， 健 常者の各 周波 数帯 域 毎に区分した面積比の相 関で は，0．
1− O．
2Hz
帯 の前後方 向の動 揺パ ワー
ス ペ ク トラム と動 揺速度パ ワー
スペ ク トラムの相関が高か っ た が， 患者群の各 区 分 した 面 積比 の 相 関で は， 2−
5 Hz 帯の 前 後 方 向の 動 揺パ ワー
ス ペ ク ト ラム と動 揺速度パ ワー
スペ ク ト ラム の相 関 が高い の と左 右 方 向の同 周 波数帯 域の動揺パ ワー
スペ ク トラム と動 揺 速 度パ ワー
スペ ク トラムの相関が高い のが 特 徴 的であっ た。 健 常 者における重心動揺パ ワー
ス ペ ク トラ ム の分 析 か ら，
人 体 は，
最 も下 位の関 節で あ る足 関節をピ ボ ッ トと して動 揺し，
そ の特徴は，
ゆっ く りと した動揺の際は，
身 体の各 関 節で弾 力 的にたわみ な が ら揺れ， 比較 的速い 動揺の時は， 人体が剛 体に近い動きで あ ること が報 告さ れて い る1）。 患 者群の場合，
痙性の 影響に よ り身体の各 関 節での弾 力 的な たわ みが減少し，
剛体に近い状態で動 揺してい ることよ り，
比 較 的 速い動 揺 成 分が多 く，
今 回 の結果に なっ たこと が推 測さ れ る。
三次ら1）は， 健常 者を対象と した研 究で
，
前 後 方 向 と 左右 方 向のパ ワー
スペ ク トラム に相 関は な く，
各々独 立 し た振 動 系と して取り扱え る と述べ て い る。 今 回我々が 行っ た 研 究で も健 常 者 群には前 後 方向と左 右方 向で相関 は認め ら れず，
独 立 し た振 動 系と考え ら れ る （p＞O．
05
）。 しか し，
患 者 群で は，
2−
5Hz 帯の前 後 方 向の 動 揺パ ワー
ス ペ ク トラムと左 右 方 向の動 揺 速 度パ ワー
ス ペ ク ト ラムの相 関が強いこと か ら （pく0．
005
），
前後方 向と左 右 方 向 が 相 互に関 連 した振 動 系で あること を示 唆 し ている。 相互に関連し た振 動系であっ た理 由 と して，
臨 床 的に 患 者 群の左右 方 向の 動揺は患側の影響が強く 関与し てい ること と，
前 後 方 向の2− 5Hz
の動 揺パ ワー
スペ ク ト ラム が健 常 者 と比 較 して高い ことを考 慮 する と，
左 右 方 向において，
患 側へ の重 心 移 勦が不 十 分な際に，
健 側 下 肢を主 と した前後 方向の動揺が 代 償 と して作用 し，
2方 向間の相 関と して現れ たこと が推測される。
ま た，
臨床 的に は患側一
ド肢のバ ランス機能向上 を目的 と した 左 右 方 向の セ ラ ピ ス トの刺 激に対して，
健 側の前 後 方向の代償パ ター
ンに より動揺を調整する可能 性が高 い ことを 示 唆 している。
以上よ り， 前後 左 右 方 向の周 波 数 成 分の相 互 関 係の変 化，
及び周波数 成分の変 化が治療効果の判定において指 標と な る可 能 性が考え られ る。 引 用 文 献 1） 三 次豊二，
白戸 勝・
他：身体動 揺 方向間の相 関，
Equi−
librium Res 37：107−
112，
1977．
2） 藤 原 勝 男 ：立 位 姿 勢にお ける身 体 動 揺の分 析．
姿 勢 研 究 2 （D
： 1−
8，
1982．
3） 米 田 敏，
徳 増 厚二 ：正 常 人の直 立時重心 動揺の周 波数分 析（1｝．
EquiLibrium Res 4L（D
：77−
82， 1982，
4）田口喜一
郎 ：重 心 動 揺 周 波 数スペ ク ト ラム の臨 床 的応 用．
Equilibrium Res 37：113−
117，
1988．
5） 五 島 桂 子 ：重 心 動 揺 検 査の検 討一
症 例にっ い て．
Equilibri−
um Res Suppl 3 ：45−−
58，
1988．
6）五島 桂 子 ：重 心動 揺 検 査の検討一
コ ン ピュー
タ分析に お け る検 査 項 目 と正 常 域．
Equilibrium Res丞5〔41：368−
387，
1986．
7）Gerald M
，
Powell ED ：Power spectral density analysisof lateral human standing sway
．
Journal of Motor Be−
havior 16〔4）：424
−
4411984．
Japanese Physical Therapy Association
NII-Electronic Library Service JapanesePhysicalTherapy Association
278
ee\twza7
eg21igee4g
<Abstract>
Power Spectrum Analysis of the Deviation of Body Sway inHemiparesis
Mitsuo
ARAI,
RPT,
Yoshimi
TANAKA,RPT
Hiroshimci
Teishin
llbspital
Michele E.
SHIMIZU,
RPT, MSintemal Mledicine
Dopartment
IVb,
a
Hiroshima
Ubeiversity
Masatoshi WATANABE, RPT
fflritLrga
Ailztionag
libspital
The purpose of
this
study was toclarify the characteristics of thefrequency
of thefrental
and lateraloscillations of the vertical body axis with the eyes closed insubjects suffering from
cerebrovascular
disorders
as compared with healthy subjects.We
examined12
healthysub-jects
freefrom
known
pathology and 12 subjects suffering from cerebrovascular disorders.
The
oscillations were evaluatedby
means of theFourier
analy$isfor
thedeviation
ofbody
sway and theyelocity of
body
swayfor
one minute.They were ranged intofrequency bands of O.02-O.IHz,O.l-O.2Hz,O.2-O.5Hz,O.5-IHz,
1--2
Hz,and 2-5Hz. The power spectrum density ana}ysis ineach
frequency
band
was reported. The results between each band were compared. There was only a weak correlationbe-tween the power spectrum
density
in differentdirectionsin
healthy subjects. The value infre-quency ranges of
2-5Hz
with antero-posteriordeviation
ofbody
sway was significantly relatedtothe value
in
frequency
ranges of 2-5Hz with the antero-posterior velocity of body sway inhemiparesis
(p<O.O05).
The value in
hemiparesis
for
therange of 2-5Hz with the antero-posterior component wasabove normal,
These
results may reflect the substitutionfor
thelack
ofbalance
andlateral
sway
by
usingthe
sound sjde inthe
antero-posteriordeviation
ofbody
sway,The
changein
thecorrelation
