SARA J. MULROY:Effect of AFO design on walking after stroke: Impact of ankle

plantar flexion contracture.Prosthetics and Orthotics International September 2010; 34(3): 277–292

 

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20738232

 

AFOの設定(背屈フリーと背屈制限)の違いが下腿三頭筋の筋活動に与える影響を

検証していたので、載せてみました。

 

【目的 Purpose】

本研究は、AFOのデザインが脳卒中患者の歩行に与える影響を比較し、足関節背屈制限がAFOによる効果に影響を与えるか検証することとした。

 

【方法 Methods】

対象は、脳卒中患者30名(発症後6から215ヶ月)とした。

取り込み基準は、発症後6ヶ月以上経過しており、AFOを使用し自立している者またはセラピストにAFO作製を勧められた者とした。

除外基準は、歩行時にセラピストの介助が必要な者、歩行速度が1.0m/s以上の者とした。

条件は、靴のみ(SH)、リジッドAFO(R)、背屈アシスト/制限のAFO(DA-DS)、底屈制限のAFO(PS)の4条件であった。

対象者は、10m快適歩行時に運動学的・運動力学的解析および筋電図(EMG)活動が記録された。また対象者は足関節背屈制限を持つ者(Moderate)、持たない者(Neutral)と分けられた。

 

積分値EMGデータは、歩行周期の各パーセント(%GC)における参加者の最大随意収縮(%Max)中に記録されたEMGの%を表した。

筋活動の解析タイミングは、中間広筋(VI)は遊脚後期〜立脚中期、ヒラメ筋(SOL)は荷重応答期〜立脚後期、前脛骨筋(AT)は前遊脚期〜荷重応答期とした。

 

【結果 Results】

足関節背屈制限を持たないNeutral群において、PS条件はDA条件と比較してSOL EMG(ヒラメ筋の筋活動)は有意に高かった(PS=48.0%、DA=30.4%)。

 

PS条件は他条件と比較し、歩行速度、ケイデンス、ステップ長も大きく差がないことも表記されている。

 

PS条件は、SHおよびR条件と比較して単脚支持期における足関節背屈モーメントが有意に大きい。

 

【個人的な意見 Opinion】

今回、足関節に制限がなく(Moderateの考察は抜いて)自立していて歩行速度1.0m/s以下の脳卒中患者において

しっかりと足関節背屈を動かすような装具の設定が治療用という意味合いでも良いことが明らかになりました。

ただし、立脚期で不安定性が残る患者さんでは、背屈フリーにするのはデメリットだと思われますので、回復期でどれだけその不安定性を取り除けるかが重要であると思われます。

Melvyn Roerdink:Understanding Inconsistent Step-Length Asymmetries Across Hemiplegic Stroke Patients: Impairments and Compensatory Gait. Neurorehabilitation and Neural Repair25(3) 253–258,2011

 

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21041500

 

【背景 Background】

脳卒中患者の歩行において、ステップ長は麻痺側・非麻痺側で大きく異なる。

しかし、ステップ長の非対称の方向(ここでいう方向はステップ長が麻痺側が非麻痺側より長い(+方向に傾く)、非麻痺側が麻痺側より長い(ー方向に傾く))は脳卒中患者ごとに多種多様である。

 

【目的 Purpose】

本研究の目的は、

forward foot placement relative to the trunk(FFP,前足角度)と trunk progression(TP,骨盤移動量)の左右非対称からステップ長の非対称性の方向を特徴つけることとした。

 

対象は脳卒中患者10名と健常高齢者9名とした。

測定は踵と骨盤にマーカーを貼付した状態で10m快適歩行を行なった。

 

※データの解釈

このFig1はややこしくて…

FFPnpはNPの前足角度(つまり非麻痺側のステップ長のこと)で、そのNPの立脚期におけるTPはTPpと表記されてます。

要するにFFPnpが大きくなれば、純粋に影響を受けるのはTPpということ。

以下の結果に書いていますが、FFPnpがFFPpより大きい(非麻痺側ステップ長が麻痺側より大きい=Asymmetryはマイナス)時には、TPpがTPnpより大きい(非麻痺側立脚期における骨盤前方移動量が大きい=Asymmetryはプラス)みたいな負の相関関係になります。

 

【結果 Results】

ステップ長の非対称は、FFP(r = 0.36; P = 0.063)およびTP(r = 0.34; P = 0.077)の非対称有意な相関関係を認めなかった

 

一方で

FFPとTPの非対称性有意な負の相関関係を認めた (r = − 0.75; P <  .001)

 

【結論 Conclusions】

ステップ長の非対称性はFFPとTPの非対称性の和で決定する。

 

【個人的な意見 Opinion】

ステップ長の非対称性をFFPとTPという視点から捉えようとした研究です。

以前まではFFPに興味を持っていたのですが、最近ではFFPは大まかに立脚期後期の結果であると考えています。

ただアウトカムが面白いです。

特にTP(骨盤の前方移動量)は立脚期の質を評価する上で重要だと思われます。

つまりロッカーファンクションと繋がってくる部分かと。

またカメラが一つあればImage Jなどを用いて評価できるため一つの臨床的判断の材料になるものと思われます。

Balasubramanian,et al: Relationship Between Step Length Asymmetry and Walking Performance in Subjects With Chronic Hemiparesis.Arch Phys Med Rehabil. 2007 Jan;88(1):43-9.

 

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17207674

 

【目的.Purpose】

本研究の目的は、ステップ長の非対称性と推進力との関係性を検証することとした。

 

the primary purpose of our study was to explore the correlation between step length asymmetry and propulsive forces in an attempt to quantify the relationship between step length asymmetry and poststroke hemiparetic walking performance.

 

【方法.Methods】

対象は慢性期脳卒中患者49人(男性42人、年齢62.7±10.2歳、発症後4.25±3.67年、患側:左25人)とした。

対象はBRSに基づき、重度(n=19,BRSⅢ)、中等度(n=20,BRSⅣ・Ⅴ)、軽度(n=10,BRSⅥ)の3グループに分けられた。

 

取り込み基準は、少なくとも発症後6ヶ月経過、片麻痺、 50秒以内または介助なく10m歩行が可能な者とした。対象者は、補助具(下肢装具[AFO]および/または杖)の使用が許可された。除外基準は、脳卒中に加えて整形疾患または神経学的異常を有する、脳血管障害が1回以上あった場合、インフォームドコンセントを提供できなかった場合とした。

 

We recruited 49 subjects with chronic hemiparesis (42 men,7 women; age standard deviation, 62.7±10.2y; time since stroke, 4.25±3.67y; affected side: left, 25; right, 24).

 

Inclusion criteria were: at least 6 months poststroke, unilateral weakness, and the ability to walk 10m in 50 seconds or less without manual assistance.

Subjects were allowed to use their assistive devices (ankle-foot orthosis [AFO] and/or cane) during the testing. Subjects were excluded from the study if they had any orthopedic or neurologic conditions in addition to the stroke, had more than 1 cerebrovascular accident, or were unable to provide informed consent. 

 

Brunnstrom motor recovery stages were used to determine the severity of hemiparesis for the subjects. Based on their Brunnstrom stage, 3 groups of subjects with differing hemiparetic severity were identified. Subjects (n=19) in the severe hemiparesis group (Brunnstrom stage 3) ,Subjects (n=20) in the moderate hemiparesis group (Brunnstrom stages 4,5) , Subjects (n=10) in the mild hemiparesis group (Brunnstrom stage 6) .←短くしています

 

 

測定項目は、歩行速度(快適・最大)、推進力、ステップ長、スイング時間、プレスイング時間とした。

ステップ長の非対称性(SLR)はP/NPで算出した。

また下線のパラメータは全て快適歩行時のみ算出した。

 

統計解析はSLRと推進力、歩行速度の関係性をピアソンの積率相関係数を用いて解析した。

またSLRと運動麻痺の重症度はスピアマンの順位相関係数を用いて解析した。

 

(GAITRite)Spatiotemporal variables included in this study were self-selected and fastest walking speed, step lengths, swing times, and preswing times (time spent in double-support

phase of gait cycle). Paretic and nonparetic step length, swing time, and preswing time data were averaged only from the trials of self-selected walking speed. Subjects’ self-selected walking speed was categorized as: speed less than 0.4m/s (household ambulatory); 0.4 to 0.8m/s (limited community); or speed greater than 0.8m/s (community ambulatory).

(Forceplate)Paretic propulsion (Pp) was then calculated from the propulsive impulse.

 

Relationships between the step length asymmetry (expressed as SLR), ground reaction forces, and walking speed were characterized using the Pearson correlation coefficient (r) and that between SLR and hemiparetic severity using the nonparametric Spearman correlation coefficient.

 

【結果.Results】

ステップ長の非対称性は、

麻痺側推進力(-.785)、快適歩行速度(-.351)、

運動麻痺の重症度(-.526)、

麻痺側・非麻痺側プレスイング時の下肢荷重量(-.447・-.291)と

負の相関関係にあった。

 

 

【結論.Conclusion】

ステップ長の非対称性は、推進力の発生に関連する。 最も麻痺側推進力を生成が少ない者は、比較的長い麻痺側ステップ長を伴う。 これは、非麻痺側推進力を得るための補償であることが示唆された。 我々の結果は、ステップ長の非対称性は、おそらく他の代償的メカニズムがあるため、快適歩行速度を制限するとは限らないことを示した。

 

【個人的な意見.Opinion】

歩行左右非対称に関するレビューも見ましたが、

脳卒中患者さんに多いのは、時間的には麻痺側で支える時間が短くなり、非麻痺側で支える時間が長くなる非対称性。

つまり、非麻痺側の歩幅は短くなって、その分を麻痺側の歩幅で補う歩き方になりやすい傾向にあります。

 

この現象と今回の推進力との関係を踏まえると

 

やっぱり対称的に歩くことにも

"麻痺側の股関節伸展"

"TLA"が大事なんだと思います。

 

これだけ非対称と推進力の相関も高いし

(HaoYuan Hより改変引用)

 

【余談】

以下、散布図です。

 

縦軸:推進力、横軸:ステップ長の対称性(1に近いほど対称的)

 

縦軸:快適歩行速度、横軸:ステップ長の対称性(1に近いほど対称的)

マークの違いは運動麻痺を表しています(Severe=運動麻痺重度、Moderate=中等度、Mild=軽度)

 

 

縦軸:最大歩行速度-快適歩行速度での変化率を表しています(つまり、どれくらい普通歩きと早歩きで

横軸:速度・ケイデンス・それぞれのステップ長が変わるか)

 

SLR>1.1は、麻痺側ステップ長が大きい人(うまく麻痺側立脚後期作れてないなという人?)

1.1<SLR<0.9は、よりステップ長が対称的な人

SLR<0.9は、麻痺側ステップ長が小さい人(麻痺の足を大きく出せない人)

 

これを見ると変化率で言えば・・・

Speedと非麻痺側ステップ長(N Step Length)は同じ傾向でした。

つまり対称的な人に次いで、麻痺側の足を大きく出せる人が良くなった。