歩行時の体幹加速度と体幹機能との関係

【はじめに、目的】　超高齢社会の到来による高齢者の増加に伴い，転倒予防や臨床応用などの観点から加齢が歩行動作に与える影響を明らかにすることの重要性が高まっている。高齢者の歩行の特徴は，歩行速度の低下と歩行における時間・距離因子の変動（歩行変動）が増大することの2つに集約するとされている。歩行変動は1歩行周期から次の1歩行周期に要する時間やその際におこる変化の変動と定義され，歩行変動の指標のひとつとして体幹部の加速度の二乗平均平方根（Root Mean Square，以下RMS）が用いられている。RMSは波形の振幅の程度を表しており，歩行時の体幹加速度のRMSが大きくなれば歩行時の体幹の動揺性が大きいことを意味し，この傾向は若年者と比べて高齢者で増大することが報告されている。高齢者の体幹加速度RMSが増大する要因の１つに加齢による筋力低下が考えられる。これまで，高齢者の筋力低下と歩行機能との関連性を検討した研究では，歩行時の下肢主動作筋とされる大腿の筋群が注目されてきた。しかしながら，四肢の運動を保証する固定作用を有する体幹筋については報告が少なく，高齢者の歩行を評価する上で，体幹筋の機能的な役割を検討することは重要であると考えられる。そこで本研究では歩行時の体幹加速度RMSを用いて，高齢者の体幹機能と歩行変動との関連性を検討することを目的とした。【方法】　対象は地域在住高齢者12名（男3名，女9名，年齢77.0±3.0歳）とした。選定基準はADLが自立している者，独歩可能な者，要介護認定を受けていない者とした。また，除外基準は過去6ヶ月以内に重篤な疾患を有する者，認知機能低下のある者，動作を制限する疼痛がある者とした。測定項目は，5m最大歩行時間，最大歩行時の体幹加速度，体幹屈曲および伸展筋力，膝伸展筋力，坐骨歩行距離，開眼片脚立位時間およびTimed Up & Go Test（以下，TUG）とした。5m最大歩行時間の測定は加速路・減速路3mを含んだ11mの歩行路で最大速度にて行わせ，中間5mの歩行時間を計測した。また，このときに第3腰椎棘突起部に貼付した3軸加速度計（MicroStone社製，サンプリング周波数200Hz）から体幹加速度を得た。加速度データは，最初と最後の2歩を除いた4歩行周期を抽出したものから，各方向軸とその合成軸のRMSを歩行速度の二乗値で除したもの（以下，前後方向：RMSxa，左右方向：RMSya，垂直方向：RMSza，合成：RMSra）を歩行変動の指標として算出した。体幹屈曲および伸展筋力は，BIODEXで角速度120°/secにおけるトルク値を測定し，体重にて補正した。膝伸展筋力は，膝屈曲90°からの最大等尺性収縮をハンドヘルドダイナモメーターにて測定し，モーメントアームにて補正した。坐骨歩行距離は，腕組み長座位から坐骨結節部分で前方に歩行するよう指示し，10秒間で右外果が移動した距離を計測した。統計学的分析は，歩行変動の指標である体幹加速度RMSと各運動機能との関連を調べるためにピアソンの相関係数を求めた。統計処理にはSPSS19.0を用い，危険率5%未満を有意とした。【倫理的配慮、説明と同意】　対象者にはヘルシンキ宣言の趣旨に沿い本研究の主旨および目的を口頭と書面にて説明し，書面にて同意を得た。なお，本研究は札幌医科大学倫理審査委員会の承認を受けて実施した。【結果】　RMSxaと有意な相関関係を示したのは，TUGのみであった（r=.686，p=.014）。RMSyaと各運動機能との有意な相関関係は認められなかった。RMSzaと有意な相関関係を示したのは，片脚立位時間（r=-.831，p=.001），坐骨歩行距離（r=.644，p=.024），TUG（r=.643，p=.024）であった。RMSraと有意な相関関係を示したのは，体幹屈曲筋力（r=-.644，p=.024），坐骨歩行距離（r=-.589，p=.044），TUG（r=.899，p<.0005）であった。【考察】　本研究の結果より，RMSxaおよびRMSza，RMSraとバランス機能に関連が見いだされた。また，RMSraと体幹屈曲筋力との間に負の相関関係が認められ，体幹筋力が低下しているほど歩行時の体幹の動揺が増大することが確認された。このことより，歩行時の体幹動揺性には体幹機能が関連しており，歩行の安定性は体幹機能に依存する可能性が示唆された。一方，一般的に加齢に伴う筋力低下などにより左右の動揺は増加することが知られており，左右方向の動揺と運動機能との関連性が予想されたが，RMSyaと運動機能に有意な関連は認められなかった。これは，対象者数が少ないことや比較的機能状態が高い高齢者を対象としていたことが関与していると考えられ，引き続き検討が必要である。【理学療法学研究としての意義】　本研究の結果より，高齢者の特徴である歩行変動に体幹機能が関与している可能性が見いだされた。このことにより，今後高齢者の歩行機能をみる上で体幹機能への着目が必要となる将来的な方向性を示す可能性が示唆された。